益阳南郊金矿床地质特征与成因分析

熊建勋 代仁凤 谢武

摘要：本文阐述了益阳南郊金矿的地质特征，并对成矿成因进行了分析，初步认为该金矿成因属火山——沉积变质——岩浆期后热液（中低温）型金矿。

关键词：喷溢环境；变基火山岩；拉班玄武岩；中～酸性岩脉；金矿化；富集规律

益阳南郊金矿位于益阳市城区南部，东起梓山村水库南端至七里桥，西至白若寺经观音寨至槐树湾一线，长约7km，面积20km2。笔者通过收集相关资料并进行整理，结合矿山开采时呈现的矿化富集特征进行研究分析，讨论和介绍该金矿床的地质特征与成因，对未来寻找同类型金矿具有一定指导意义。

1矿区地质概况

1.1 地层

矿区出露地层主要有冷家溪群下组（pt2ln1）、中组（pt2ln2）和第四系更新统马王堆组（Qpmw）。

（1）冷家溪群下组（pt2ln1）岩性由粉砂质板岩和板岩构成，分布于矿区西部。

（2）冷家溪群中组（pt2ln2）：按其岩性组合特征可分为三部分：下部为灰绿色泥质粉砂岩与粉砂质板岩互层为主；中部为灰绿色泥质不等粒石英砂岩、铁泥质细中粒砂岩；上部为灰绿色厚板状板岩、硅质板岩、砂质铁质斑点板岩、粉砂质板岩等。分布于矿区东部及作为夹层分布于火山岩体内。

（3）第四系更新统马王堆组（Qpmw）：下部砾石层，上部棕红色含砾网纹状粘土，含粉砂，分布于资江河岸附近和矿区低洼处。

1.2 岩浆岩

矿区岩浆岩发育，主要有武陵期变基火山岩和雪峰期中—酸岩脉。

1.2.1武陵期变基火山岩

由一套以变基玄武质科马提岩—拉斑玄武岩夹少量砂质板岩、变质砂岩及板岩为主的火山岩系，组成幼年岛弧型火山喷溢——沉积岩相。

（1）拉斑玄武岩：分布广泛，构成本区火山岩的主体，其风化深度为10~110m之间，且风化裂隙节理发育。新鲜岩石呈灰绿色、深灰色、灰黑色，致密块状，具架状结构、纤状结构。金的背景值为5.54ppb。

（2）玄武质科马提岩：为数不多，分布于下部旋回底部，新鲜岩石呈灰绿色、暗绿色、浅绿色，风化后呈黄褐色、桔黄色，部分为紫红色，玻基斑状结构。金的背景值为3.52ppb。

1.2.2雪峰期中—酸性岩脉

该矿区火山岩内发现中—酸性岩脉近百余条，侵入冷家溪群中组变基火山岩内及附近的沉积变质岩中，大多数呈脉状产出，少数呈小岩株（出露面积0.04平方公里）产出，岩脉受构造断裂控制，走向各异，以北东向为主。中—酸性岩脉内金的背景值为8.19ppb。

1.3 矿区构造

矿区构造位于柳溪—花果山褶皱带与北东向石砠塘倒转背斜的交接处。矿区构造主要表现石咀塘倒转背斜、油麻冲向斜、王四村扭性断裂、邓石桥压扭性断裂。

（1）石咀塘倒转背斜：位于益阳市南部的赫山庙至邓石桥一带，总体倾向3000，倾向50～600之间，轴线长大于7km，在其倾伏部位及火山岩与沉积岩接触部位次级裂隙发育，并有含金石英脉、花岗岩岩脉充填，其中以500、700方向两组裂隙充填为主要含金脉。

（2）油麻冲倒转向斜：位于益阳市西南邓石桥之北，岩层向北西倾斜，倾角40～600之间，北西翼倒转，轴线长约5.0km，宽1.5km,被清溪冲压扭性断裂、邓石桥压扭性断裂所切割错开，向斜中次级裂隙发育，石英脉成群出现，并为金矿脉赋存场所。

（3）王四村压扭性断裂：位于益阳南部王四村矿段，断裂切割了变基性火山岩，沿断裂岩石较为破碎，宽达20m，长2.5km。断裂走向40～450，向北西倾斜，倾角750左右，是主要的含金破碎带。

（4）邓石桥压扭性断裂：位于益阳市南部邓石桥地区，该断裂切割了冷家溪群板岩及变基火山岩，断裂走向北东200～250方向，长约6.5km，断面向北西倾，倾角720～780，断裂中石英脉发育，并含金较富。

1.4 变质作用与蚀变

本区火山岩岩体为中元古代中期（武陵期构造）喷溢作用形成的产物，且经了漫长而复杂的地质变动，在多次热液蚀变及区域变质作用下，已成为绿片岩相的变质岩。变质及蚀变作用种类繁杂，主要有透闪石化、帘石化、绿泥石化、绢云母化、硅化及泥化等。火山岩内和内外接触带均有中～酸性岩脉和含金石英脉分布，说明后期岩浆热液侵入其中，蚀变过程促使金矿化的迁移和富集。

2矿床地质特征

2.1 矿脉特征

矿区火山岩体内和岩体的内外接触带均有含金石英脉分布。但主要集中成矿构成工业矿体的地段还是岩体的内外接触带上。根据含金石英脉分布和金矿化富集程序，划分良田水库、王四村、金井坡矿段三个富集矿段。其中良田水库矿段：位于矿区西侧中段的良田水库附近，为石咀塘倒转背斜西北翼。发现金矿脉17条，矿化体57条，整体走向40～500方向，倾向各异，倾角700左右，矿脉长30～200m，矿脉厚度数厘米至1.2米，金脉含量均在4.0～10.0克/吨，局部可达200克/吨。王四村、金井坡矿段，位于矿区东南部，王四村矿段发现矿脉14条，矿化体43条，矿脉受王四村压扭性新裂控制，走向50～550，倾向330～100，矿脉长50～140m，矿脉厚数厘米，金脉含量2.0～6.0克/吨。金井坡矿段，发现矿脉20条，矿化体33条，矿脉走向700左右，矿脉整体倾向于北向，倾角650左右，矿脉长约70～120m，矿脉厚数厘米，该矿段构造发育、节理、裂隙纵横交错，中—酸性岩脉和矿脉到处可见，常出现鸡窝形金，是本矿区岩金矿脉最富集地段。

2.2 矿化富集规律

（1）含金石英脉除少量赋存于火山岩体内外，主要赋存于火山岩与正常沉积变质的接触带及附近，构成工业金矿床。

（2）含金石英脉主要受构造控制；表现为金矿脉集富于石咀塘倒转背斜两翼，并赋存在邓石桥、王四村压扭性断裂附近次级节理、裂隙构造中。

（3）金矿化的富集与中～酸性岩脉的侵入和多次热液蚀变有关，即岩脉频繁出现和蚀变强烈处其金品位高。

（4）矿脉和金矿化的富集地往往集中在次级节理，裂隙构造的交叉处是鸡窝金分布的有利部位。

（5）矿脉和金矿化的富集，与后期小型东西向断裂有关。因小型东西断裂切割了北东向和北北东向断裂，说明后期构造和热液作用促使金更进一步地迁移和富集。

2.3 矿石类型

该区金矿床的矿石类型有金复式石英脉型、金破碎带型、金黄铁矿型等。

2.4 微量元素特征

本矿区的微量元素特征如下：

（1）与维氏值相比，本矿区各岩类的微量元素含量普遍偏低，仅Cr、Ni、As、Au几种元素高于维氏值，其中在火山岩中Cr、Ni、As三种微量元素高于维氏值，Au微量元素与维氏值相当。上述现象与强烈蚀变和风化作用有关。

（2）Au微量元素在变基火山岩和正常沉积岩中的含量与维氏值相当，而在强破碎带蚀变岩、中～酸性岩脉、石英脉中的含量高出维氏值1.9～5.5倍，这说明后期的构造运动及热液蚀变作用对Au的迁移和富集起促进作用。

3成因分析

3.1 火山活动与喷溢环境

北西益阳—宁乡—麻田—醴陵深部断裂是本区最早发育并长期活动的构造，武陵运动中前期，本区处于动荡活动环境。本区变基火山岩是幔源岩浆在海底水下裂隙式宁静喷溢环境下形式。

3.2 控矿因素

从矿脉空间分布特征及富集规律来看，控矿因素有如下特点：

（1）层位控矿：该区金矿床的空间分布特征明显受一定层位控制，赋矿层层位是冷家溪群中组（pt2ln2）。

（2）建造控矿：一套以变基玄武质科马堤岩—拉班玄武岩夹少量砂质板岩，变质砂岩及板岩为主的火山岩系对金矿的形成起到明显的控制作用。

（3）构造控矿：石咀塘倒转背斜与邓石桥、王四村压扭断裂很明显地控制了金矿带的分布。

3.3 物质来源分析

（1）从微量元素分析：在变基火山岩及正常沉积变质岩中Au元素的含量在3.52～5.54ppb与维氏值4.3ppb相当；重矿物分析在变基火山岩内发现自然金，两者可说明金的矿物质来源于变基火山岩和正常沉积变质岩。

（2）从破碎带蚀变岩、岩脉、石英脉中的微量元素分析，Au的含量为维氏值的1.9～5.5倍，一方面说明后期构造和热液活动有利于金的迁移和富集，另一方面说明金矿物质来源于后期深处岩浆溶液。

3.4 金矿床成因

综上所述，早期武陵运动前的北西向益阳—宁乡—麻田—醴陵深部断裂为幔源岩浆喷溢及金源提供了通道，后期广西运动形成的褶皱和断裂、裂隙构造为金的富集提供了赋存空间和聚集场所，其后的区域变质作用和构造热液蚀变作用促使金物质迁移和富集。因此，该金矿床大致经历了海底火山喷溢—沉积成岩—区域变质—岩浆及后期热液作用等过程。其中火山—沉积作用是形成矿源层的基础，区域变质作用促使金物质迁移，是初步富集的先决条件，后期断裂及裂隙为矿物质提供了富存空间，岩脉的侵入和热液蚀变促进了金矿物的进一步迁移的富集。其成因初步认为应属火山—沉积变质—岩浆期后热液（中低温）型金矿床。