八卦庙金矿床成因新认识

吴 兵，江为民，熊意林，曾小华，黎 湘

(湖北省地质调查院，湖北武汉 430034)

0 引言

矿床成因是矿床学研究的主要内容之一，同时也是矿产勘查评价决策的重要指导依据，查明矿床成因对于矿床理论研究及找矿实践具有重要意义。八卦庙金矿床是上世纪90年代在西秦岭地区探明的特大型金矿床，关于其成因认识众说纷纭［1－13］，鉴于此，笔者在结合前人资料及野外地质调研基础上，对八卦庙金矿床的矿床成因进行了综合研究，以期所获得的认识对该矿床的后续研究工作有所帮助。

1 成矿地质背景

八卦庙金矿床在大地构造位置上位于秦岭造山带的泥盆纪凤太盆地西北缘，区内出露地层主要为上泥盆统星红铺组(D3x)(图1)，为一套具浊流沉积特征的浅变质细碎屑岩，局部夹碳酸盐岩，据岩石矿物组合又可分为三个岩性段，其中岩性段下部主要为斑点状含铁白云粉砂质绿泥千枚岩、含铁白云粉砂质钙质千枚岩、含铁白云粉砂质绿泥绢云母千枚岩及不规则条带状大理岩，是主要的赋矿层位。区域构造线总体为NWW-SEE向，由一系列NWW向紧闭线状褶皱和断裂组成，研究区处于洞沟—王家楞复式背斜南翼次级构造蚂蝗沟—八卦庙复式倒转向斜的北翼。矿区岩浆活动不发育，仅局部可见岩脉，据重磁资料分析，由西和至凤县一带可能存在一较大的隐伏岩体［14］，矿区外围岩浆活动较为强烈，发育狮子岭花岗闪长岩基。

图1 八卦庙金矿床地质略图(据文献［2］修编)Fig.1 The geological sketch map of Baguamiao gold deposit．粉砂质铁白云石千枚岩夹灰岩;2．大理岩、灰岩夹千枚岩;3．斑点状铁云石千枚岩;4．大理岩、灰岩夹钙质千枚岩;5．结晶灰岩;6．金矿体;．蚀变带;8．断层;D2 g2．中泥盆统古道岭组上部;D3 x．上泥盆统星红铺泥岩、大理岩、钙质—白云质千枚岩;YZB．扬子板块;QLB．秦岭微板;NCB．华北板块;SF1．商丹缝合带;SF2．勉略缝合带。

2 矿化地质特征

矿体呈透镜状、层状、似层状产出，走向近EW向，北倾，沿走向和倾向均表现出膨大狭缩、分支复合、尖灭再现的特点，上贫下富，矿体产状一般为45°∠65°～85°，由浅部向深部渐趋变陡，矿体厚1．95 ～28．88 m，长78．5 ～527 m，平均品位 1．24 ～8．38 g/t。矿化受NWW向脆断裂与NE向断裂、节理密集带复合控制，交汇部位更有利于金矿化富集。矿石类型主要为蚀变岩型和石英脉型，前者占主导地位，后者可分为沿NWW向剪切带顺层分布的顺层脉和沿NE向节理密集带分布的节理脉，顺层脉多呈团块状、扁豆状、透镜状、无根脉状等，塑性流变、定向拉长特征明显，具有明显的脆—韧性剪切带控矿特征，为主成矿阶段的产物，节理脉常具尖灭再现现象，并切穿顺层石英脉，表明其形成晚于顺层脉。矿石金属矿物含量一般＜5%，主要为磁黄铁矿、黄铁矿，以及少量黄铜矿、自然金、自然银、闪锌矿、方铅矿、磁铁矿等，脉石矿物主要为石英、绢云母、铁白云石、绿泥石、方解石、黑云母和钠长石等。载金矿物主要为石英、磁黄铁矿、绢云母、褐铁矿、黄铁矿和铁白云石等，金的赋存状态主要为晶隙金、裂隙金和包裹金，常呈中粗粒金产出，其次为显微金和超显微金。矿石结构主要发育粒状结构、碎裂结构、糜棱结构、假象结构、交代残余结构、交代环边结构、乳滴状结构、连生结构和包含嵌晶结构等，矿石构造主要有浸染状构造、细脉及网脉状构造、团块状构造和胶状构造等。矿区围岩蚀变发育，其中与金矿化关系最为密切的蚀变有硅化、铁白云石化、绢云母化、绿泥石化、钠长石化、磁黄铁矿化、黄铁矿化等。

3 矿床地球化学特征

3．1 同位素地球化学特征

矿石 NWW 向顺层石英脉形成于(222．14±3．45)Ma［15］，NE 向 节 理 石 英 脉 形 成 于 (129．45 ±0．35)Ma［16］，与地质事实相吻合，同时表明该矿床成矿作用的多期次特点，成矿时间跨度大，成矿作用过程复杂，其成矿作用时间跨度与区域上西坝复式岩体成岩时间跨度一致［17］。秦岭造山带在印支—燕山期时期处于大陆板块构造俯冲碰撞主造山演化阶段的陆—陆全面碰撞造山过程［18］，是“碰撞—陆内型”复合造山带演化阶段晚期和构造作用晚期，二里河—八卦庙脆—韧性剪切带即为这一地质过程的产物。成岩、成矿与造山过程具有时空上的耦合性，表明造山活动、岩体侵入和矿床形成是一个统一连续的过程，八卦庙金矿床的形成与该阶段的碰撞造山活动密切相关，可能为矿床的形成提供了热源和部分物源。

八卦庙金矿床成矿流体H、O同位素组成变化范围为:δD水为 －117．9‰ ～ － 53．38‰，δ18OSMOW为－3．07‰ ～13．2‰［19］，其组成特征如表 1、图 2 所示。从图中可以看出H、O同位素组成与大气降水及岩浆水密切相关，说明八卦庙金矿床成矿热液组成主要以大气降水在剪切带内上下循环—构造热液为主，有岩浆热液的加入，推测成矿流体可能来自深部岩浆。

硫同位素是矿床成因和成矿物理化学条件的指示剂，八卦庙金矿床矿石硫同位素变化范围为δ34S 4．1‰～14．6‰［19］，不具备塔式集中分布效应，比正常沉积硫同位素变化范围窄，比典型岩浆—火山成因矿床变化范围宽，介于沉积硫与深源硫同位素组成之间，可能带有地壳硫与地幔硫混合的特点。围岩δ34S变化范围为 －0．38‰ ～14．5‰［20－21］，与凤太热水沉积铅锌矿的围岩硫接近［21］，具有地层硫的特征。从矿石硫同位素组成特点来看，硫物质来源位于深大断裂带附近;与矿床产出环境(造山带环境)相吻合。该矿床的矿石铅同位素组成具有复杂性和多来源性，但主要来自上地壳，并有深源(地幔流体或岩浆)的混染［22］，与造山环境基本吻合。

表1 氢氧同位素分析结果(据［23］)Table 1 Analysis results of hydrogen and oxygen isotope

图2 八卦庙金矿床δD水-δ18 OSMOW图解Fig.2 TheδD水 －δ18OSMOW diagram of Baguamiao gold deposit

3．2 流体包裹体特征

八卦庙金矿床流体包裹体较为发育，主要分布于石英和铁白云石中，数量较多，类型复杂多样，其形态主要以负晶形、近圆形、长条形、近椭圆形和不规则状为主。铁白云石中包裹体的形态与铁白云石的结晶习性有关，表现为较大的四边形，而石英包裹体则没有这一性质，石英包裹体类型有正常的气液两相包裹体、富CO2两相包裹体等，此外，该矿床还发育有机包裹体、含NaCl子晶的多相包裹体和含黄铁矿子晶的多相包裹体［20，24］。石英流体包裹体加热后多均一成液相，极少数均一成气相，均一温度218～425℃，与前人的测试结果趋于一致。石英包裹体的均一温度明显地分为两个峰值(图3)，据此可将八卦庙金矿床的成矿作用分为两个阶段，正好与NNW向顺层石英脉和NE向节理石英脉的两期矿化相对应。

图3 八卦庙金矿石英包裹体均一温度频数直方图Fig.3 The homogeneous temperature histogram of quartz inclusions in the ores of Bagumiao gold deposit

八卦庙金矿主成矿阶段石英包裹体盐度(NaCl)介于 2．2% ～ 10．7% 之间［4，25，26］，属中等偏低盐度流体包裹体，气相成分富含 CO2，达61．5% ～75．6%，气相中普遍含 CH4，占4．9% ～9．1%，此外，还含有 N2、CO、H2S、C2H2、C2H4等成分。流体包裹体的特征与造山型金矿的流体包裹体的特征极为相似，而与卡林型金矿的差别则较大。

4 矿床成因探讨

造山型金矿和卡林—类卡林型金矿是金矿的两大重要成矿类型，其成矿地质特征既表现出相似性，但同时又具有明显的差异性(表2)。通过系统的研究表明，八卦庙金矿床在成因上有别于长期以来人们认定的卡林型金矿床，而为一造山型金矿床，主要有以下三个方面的证据:

(1)矿床产出构造环境及控矿构造。八卦庙金矿床产出于西秦岭印支—燕山陆—陆挤压碰撞造山带环境。秦岭造山带在印支期陆—陆碰撞和陆内造山作用过程中形成了一系列推覆构造，在逆冲推覆过程中岩石发生强烈的脆—韧性剪切变形而形成了包括八卦庙脆—韧性剪切带在内的一系列脆—韧性剪切带。区内剪切构造发育，矿化发育于八卦庙脆—韧性剪切带中，矿体就位于凤镇—山阳区域性纵向高角度叠瓦式逆冲断层及其派生构造，与造山型金矿构造控矿特征极其相似;

(2)矿床地球化学特征。成矿作用过程与秦岭地区的造山运动及其成岩成矿响应具有时空一致性，矿石的氢、氧、硫、铅同位素地球化学特征表明深源地质作用对矿床的形成具有重要作用，与典型的造山型金矿的同位素组成特征表现出众多的相似性。流体包裹体的组成特征也进一步从地球化学的角度佐证了八卦庙矿床的造山型成因;

(3)围岩蚀变及金赋存状态特征。矿床围岩蚀变矿物组合以石英—绢云母—绿泥石—铁白云石、磁黄铁矿—黄铁矿—钠长石±黑云母±电气石为典型特征，与造山型金矿蚀变矿物组合极为相似，代表中低温的绿片岩相，而卡林型金矿的围岩蚀变则以硅化、脱碳酸盐化、泥化(高岭石化、绢云母化)为典型特征，未达到绿片岩相。该矿床的载矿矿物主要为磁黄铁矿和黄铁矿，基本未见毒砂，也不发育Au－Ag－Sb－Ti－Ba的典型卡林型金矿的共生元素组合，矿石选冶性能良好，金主要以粒间金、裂隙金和包裹金的形式独立存在于石英、磁黄铁矿、黄铁矿、铁白云石、绢云母等矿物中，在粒径上主要以粗粒金为主，其次为显微金，金的赋存状态明显有别于卡林型金矿，而与造山型金矿表现出众多的相似性。

表2 造山型金矿床与卡林—类卡林型金矿床主要地质特征对比表(据文献［27-30］编制)Table 2 The main geological features comparison table between orogenic gold deposits and carlin type gold deposits

综上分析表明，八卦庙金矿床为一产出于秦岭造山带构造环境受二里河—八卦庙脆—韧性剪切带构造控制的造山型金矿床。

5 主要结论

(1)八卦庙金矿床为一赋存于一套浅变质细碎屑岩夹碳酸盐岩建造之中而产出于秦岭造山带构造环境受二里河—八卦庙脆—韧性剪切带构造控制的金矿床，成矿过程与造山过程具有密切的内在联系;

(2)矿床地质—地球化学特征表明，八卦庙金矿床在成矿类型上明显有别于卡林—类卡林型金矿床，而与造山型金矿床的基本特征相吻合，本文将其成矿类型厘定为受剪切带构造控制的造山型金矿床。

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