大瑶山金矿床的成因探讨

2013-08-15阮思源

科技传播 2013年10期

阮思源

广西壮族自治区第六地质队，广西贵港 537100

广西大瑶山金矿床产于大瑶山金矿成矿带中，该成矿带位于南华准地台桂中—桂东台陷区，其范围大体上是大瑶山凸起范围，东起两广边境，西止于大明山，大致呈东西向展布，包括苍梧、钟山、贵港、上林等15 个县市。大中小型金矿床和金矿点、金矿化点星罗棋布，金矿床有龙头山、山花、张公岭、古袍、桃花、福六岭等，是广西重要的金产地之一。矿床类型有石英脉型、断裂蚀变带型、次火山岩型、矽卡岩型和砂金矿床等。

1 区域地质背景

大瑶山地区在震旦纪－纪留纪是华南地槽区的组成部分，区内沉积了一套巨厚的类复理石砂页岩，硅质岩建造，纪留纪末发生强烈的加里东运动，地层褶皱隆起，从而结束了地槽沉积历史。与此同时，发生了区域变质作用，使砂页岩轻微变质；构造上形成了一系列近东西向紧密线型褶皱和方向各异的大小断裂。伴随构造运动，有中酸性、酸性岩浆的侵入，形成许多岩体。这些为金矿的形成创造了条件。加里东期是金矿的重要成矿期。泥盆纪—中三叠世本区沉积了一套以浅海相碎屑岩、碳酸盐岩为主的地台型建造，与下伏地层呈角度不整合接触。中三叠世末，本区发生强烈的印支运动，结束了海相沉积的历史。同时形成了一系列横跨褶皱，叠加在加里东期褶皱之上。燕山期本区地壳运动主要表现为断块运动和中酸性、酸性岩浆的侵入，并伴随着金矿的形成，是金矿的又一重要成矿期。

2 控矿地质条件

2.1 赋矿层位和矿源层

大瑶山地区出露的地层有震旦系、寒武系、泥盆系、白垩系和第三系，赋存金矿的层位主要是震旦系培地组、寒武系小内冲组及黄洞口组以及下泥盆统。

培地组、小内冲组、黄洞口组合并组成大瑶山地区泛矿源层，金的丰度平均为5.08×10-9；下白垩统新隆组下段金丰度高达16.2×10-9，浓集系数4.77，是大瑶山地区时代最新的矿源层。

2.2 控矿构造

控矿褶皱：主要表现为地层在剖面或平面上的转折、弯曲处层间滑动或虚脱发育部位，且应力集中，断层裂隙发育，为成矿提供了矿液运移通道和储矿的场所。

控矿断裂：本区控岩控矿比较明显的主要断裂有凭祥深断裂、南丹深断裂、姑婆山深断裂和大宁深断裂，主要是其切割深度较大，将深熔的成矿物质导向浅层部位而成矿。

2.3 成矿岩体

本区的成矿岩体与金矿体在空间上紧密共生，热液蚀变强烈，局部矿化明显。主要有加里东期和燕山期的古里脑、六岑、山花－六梅、云荣顶（桃花）、初洞、金山顶、龙头山、长帽岭等斑岩类小岩体。

3 金矿床地质特征

3.1 断裂蚀变带金矿床

产于断裂带中，矿体呈脉状，矿石是以富硫化物明金为主的矿石。矿物成分主要有自然金、银金矿、黄铁矿、方铅矿、闪锌矿、石英、方解石、绢云母等。围岩蚀变强烈，有黄铁矿化、硅化、绢云母化、碳酸盐化。

3.2 石英脉金矿床

产于断裂带中，矿体呈脉状，矿石是以石英为主，含少量硫化物明金为主的金矿石。矿物成分有自然金、黄铁矿、黄铜矿、石英、绢云母、方解石等。围岩蚀变有硅化、黄铁矿化、绢云母化、碳酸盐化。

3.3 次火山岩金矿床

产于次火山岩及其围岩的断裂中，矿体呈陡倾斜脉状，矿石为细脉状、浸染状硫化物金矿石。矿物成分主要是自然金、黄铁矿、黄铜矿、方铅矿、毒砂、石英、电气石等。围岩蚀变较强，有硅化、电气石化、黄铁矿化、绢云母化。

3.4 矽卡岩金矿床

产于中酸性侵入岩和碳酸盐岩侵入接触带的矽卡岩中，矿体呈不规则状，矿石为矽卡岩金矿石。矿石矿物成分主要是透辉石、石榴石及少量黄铁矿、磁黄铁矿等。金的颗粒很细，主要含在透辉石中。围岩蚀变有矽卡岩化、硅化、黄铁矿化。

4 金矿床成因探讨

4.1 成矿物质来源

大瑶山地区金矿中的金的来源主要有：一是由寒武—震旦系以至更古老地层直接提供；二是由深部地壳局部重熔形成的岩浆所提供。

1）由矿源层直接提供

矿源层直接提供是地层变质所产生的变质热液，或无需变质，一般的循环地下水，将地层中的金淬取出来，成为成矿溶液的组成部分，再经过搬运、沉淀而成矿。

本区能直接见到的金的矿源层有震旦系培地组、寒武系小内冲组、黄洞口组。培地组金丰度11.98×10-9，浓集系数3.52，是主要矿源层；小内冲组金丰度4.03×10-9，浓集系数1.19，也是主要矿源层；黄洞口组金丰度2.47×10-9，浓集系数0.73，丰度虽然不高，但金的可释放性较好，也能提供部分金的来源，也是主要矿源层。

2）同熔（重熔）岩浆转化提供

大瑶山地区许多金矿都与成矿岩体有关。大多数成矿岩体是壳幔物质混熔，并经过一定的物质演化后形成的中酸性、酸性岩浆结晶的产物；少数成矿岩体是地壳重熔的产物。原来地层包括古老的深变质地层中的金被熔入岩浆，在岩浆演化后期，进入热水溶液，成为成矿物质来源。

4.2 矿床形成方式

本区金矿床的形成主要有充填和交代两种方式，不同的成矿方式是由围岩性质所决定。

石英脉型金矿床包括单脉、细脉和网脉，其围岩为碎屑岩。矿体受断裂控制破碎带不发育，脉体一般不超过破碎带的范围。脉体沿断层面、裂隙面充填，与围岩的界限清楚，交代现象不明显，围岩蚀变也较弱。

断裂蚀变带型金矿床围岩大多为碎屑岩，矿体受断裂控制，断层破碎带发育，破碎物大多被硅化成石英岩或坚硬的硅质岩块。在蚀变破碎带中，也有少量不规则的细小脉体充填。少数断裂蚀变带型金矿床围岩为岩浆岩，岩石遭受强烈挤压，具糜棱岩化，热液循破碎带形成的黄铁绢英岩，后又有石英—硫化物脉体充填。

次火山岩型金矿床在岩体内部交代作用强烈，花岗斑岩体内主要有钾长石化、绢云母化、高岭石化和电气石化；在流纹斑岩、角砾熔岩和凝灰角砾岩内主要有电气石化、电英岩化、黄铁矿化，形成以交代作用为主的早期成矿阶段。以后有以充填作用为主的石英—硫化物等细小脉体的充填。外接触带碎屑岩中，交代现象减弱，成矿方式以充填为主。

矽卡岩型金矿床以交代作用为主，岩浆就位后，气水溶液与其外接触带的断层破碎带中的高钙质破碎物进行交代，形成透辉石矽卡岩。金矿体赋存在矽卡岩内，很少有脉体的充填。

4.3 成矿作用

1）矿源层—成矿物质的原始富集

大瑶山地区震旦系培地组、寒武系小内冲组是金的主要矿源层，黄洞口组是次要矿源层。三者合为泛矿源层。它们是地槽褶皱基底浅变质岩层，是上地壳上部物质，厚度巨大，潜藏其中的金若以泛矿源层金的平均丰度5.08×10-9 计算，1km 的体积（体重2.5）内，含金达12.7t。可为金矿的形成提供丰厚的物质基础。

2）成矿流体的形成及矿质的汲取作用

（1）岩浆热液的形成及对矿质的汲取作用

岩浆的源岩金的丰度较高，被熔入岩浆后使岩浆成为含金的岩浆。花岗岩浆中含有较多的水份和其它挥发组份、碱金属以及其它金属元素，为岩浆中元素的分异创造了条件。随着岩浆结晶分异和对流分异等作用的进行，矿化元素、碱性元素和挥发组份上侵到岩体上部，在残余岩浆中富集，当超过溶解极限后，即成独立气相从母体中分离出来，进而形成各种各样的可溶性化合物或络合物，呈气相—气液相—液相形式存在，形成了成矿岩浆热液。因此，岩浆流体是成矿流体的主要成份。

（2）变质热液的形成及对矿质的汲取作用

本区在加里东期地槽回返阶段，地层强烈褶皱，伴随着轻微的区域变质作用，形成了高温流体—变质热液，在其运动过程中，散布（或集中）于围岩中的成矿元素脱离原位汇集（或被汲取）到热水溶液中，形成变质含矿溶液。变质热液是成矿流体的重要成份。

（3）地下热水溶液及对矿质的汲取作用

地表水沿岩石裂隙、间隙和各种孔洞进入地下岩层，在地温梯度、岩浆源或火山活动等的高热流值影响下，可被加热到300℃以上。这些被加热了的地下水溶液，在其渗流和环流过程中，不断从围岩、矿源层或早期形成的矿床中溶解淋滤出大量的盐类和金属元素。这种作用随着温度的不断升高而愈加强烈，最终形成含矿溶液。

3）成矿流体中金的迁移

金矿的成矿流体中富含碱金属、氯及硫酸根，在地下渗流和循环过程中，这些成份与金形成络合物而使金在溶液中得以迁移。高温阶段，Au 和溶液中和Cl 形成络合物而迁移，这时Au 可以是一价的，也可以是三价的。该络合物在酸性条件下较稳定。到中低温阶段，当溶液由酸性变为碱性，特别是有大量Fe 离子存在时，这个络合物被破坏，溶液中的一部分金就沉淀出来。此时，当溶液中有大量[SH]-时，Au 就与其形成[Au(SH)2]1-络合物，其在碱性条件下（有大量K+、Na+存在），能稳定迁移；但在酸性条件下，络合物就遭受破坏，金从溶液中沉淀出来。当溶液中有大量SiO2存在时，金的搬运主要是呈胶体，呈胶状的SiO2溶液（硅胶）成为金的保护层。所以金和SiO2有紧密的依存关系，这就是金为什么往往和石英脉、硅化共生的原因。

4）矿体的就位

金矿体最终就位，除了上述成矿溶液酸碱度条件外，还决定于温度、压力、Eh 值等物理化学条件。当这些条件适宜时，矿液中的成矿物质就沉淀出来，形成矿体。大瑶山地区石英脉型及断裂蚀变带型金矿主要成矿阶段温度为160℃～311℃，压力为22.0MPa～38.8MPa，深度0.7km～1km，pH4.45～4.49，Eh-0.422～-0.333。