湖北省大悟县白云金矿床地质特征及成矿模式

范 玮， 徐学金， 吴昌雄， 李 俊， 孟志鹏， 杨年浩， 李冰冰

(1.湖北省地质局 第六地质大队，湖北 孝感 432000； 2.湖北省地质局 第一地质大队，湖北 黄石 435100)

鄂东北地区的白云金矿床是近几年发现的中型金矿床，由湖北省地质局第六地质大队开展普查和详查工作，截至2014年，累计查明金资源量5.995 t，银8 t。本文总结了白云金矿床的地质特征、找矿标志和成矿模式，以期为鄂东北地区金矿勘查提供思路。

1 成矿地质背景

区域构造处于北西向新(城)—黄(陂)剪切带与北北东向的澴水大断裂交汇部位的东侧，构造及岩浆活动强烈，形成了独特的大磊山穹窿构造特征；北西向断裂构造是本区主要控岩控矿构造，控制了金银矿的分布[1]。矿体赋存于北西西向、北西向陡倾角脆性断层带内，赋矿围岩为古元古界大别岩群和新元古界红安岩群片麻岩、片岩、变粒岩等。

2 矿床地质特征

2.1 矿区地质概况

矿区出露的地层主要为新元古界红安岩群黄麦岭岩组和七角山岩组，其地层岩性主要为白云钠长片麻岩、石英片岩、钠长角闪片岩、钠长变粒岩、浅粒岩、含锰大理岩、石墨片岩、绿帘钠长角闪片岩。矿区内断裂构造主要为北西、北北西、北东—北北东、北北东四组。其中，以北西向断裂规模较大，是矿区内的主要控矿断裂。岩浆岩主要为新元古代大磊山侵入岩，呈岩基状，经变形变质作用改造，主要岩性为一套花岗质、花岗闪长质片麻岩，岩石化学特征表明属深源同熔型钙碱性花岗岩类[2-3]。矿区内广泛分布有不同方向的煌斑岩脉，多沿断裂充填，岩性以云煌岩为主，脉体规模一般长数米、数十米至数百米乃至几千米，厚度一般0.50～10 m。

2.2 矿体特征

白云金矿床位于大磊山穹窿的中心部位及其东翼，经历次勘查已查明具有一定规模的工业矿体共有5条矿脉，分别是：Ⅰ号脉、Ⅱ号脉、Ⅷ号脉、Ⅹ号脉和201号脉(图1、图2)。其中201号脉赋存在北北东向层间断裂破碎带内，其它4条矿脉均赋存在北西向断裂破碎带内的石英脉中。

2.2.1Ⅰ号脉

圈定工业矿体1处，矿体呈板脉状赋存于北西向断裂构造中，长1 506 m，厚度为0.2～0.5 m，最厚为1.86 m，平均厚度0.47 m，厚度变化系数71.41%，属较稳定类型；Au平均品位9.79×10-6。矿脉出露最大标高+270 m，最大控制斜深325 m。矿脉倾向310°，倾角35°～55°，矿体西段较陡，东段较缓；地表较陡，深部变缓，表现为矿脉在横向上呈“舒缓波状”的形态特征。

2.2.2Ⅱ号脉

圈定工业矿体1个，矿体呈板脉状，矿体倾向200°～210°，倾角45°～60°，矿体产状由西往东，倾角由陡变缓，再逐渐变陡；出露最大标高371.2 m，最大控制斜深355 m。矿脉倾角东缓西陡，地表较缓，中部较陡，深部又变缓，表现为“舒缓波状”的形态特征。矿体长1 140 m，厚度为0.2～0.77 m，平均厚度为0.27 m，厚度变化系数为70%，属较稳定型；Au平均品位为7.6×10-6。

图1 大悟县白云金矿床地质简图
Fig.1 Geological map of Baiyun gold deposit in Dawu county
1.新元古界红安岩群七角山岩组；2.新元古界红安岩群黄麦岭岩组；3.新元古代花岗闪长岩；4.含金矿化石英脉及编号；5.含金石英脉及编号；6.含金银石英脉及编号；7.煌斑岩脉； 8.地质界线；9.断层及编号；10.片理产状。

2.2.3Ⅷ号脉

矿体呈透镜体状分布于硅化破碎带中，断续长2 880 m，厚度一般为0.3～1.5 m，最厚4.76 m，平均厚度为0.78 m，厚度变化系数为107%，属不稳定型；矿脉倾向230°～250°，倾角50°～80°；该段矿化较好，共圈定有5个工业矿体，分别为Ⅷ-1号、Ⅷ-2号、Ⅷ-3号、Ⅷ-4号和Ⅷ-5号，矿体特征见表1。

2.2.4Ⅹ号脉

位于矿区南部，受F10断裂控制，沿北西方向展布，西起四方湾，东至蒋家楼子，呈似板脉状，全长5 300 m，厚度一般为0.13～1.65 m，最厚1.80 m，平均厚度0.52 m，厚度变化系数107%，属不稳定类型。矿脉出露最大标高+464 m，最大控制斜深340 m。由于受F18、F56断裂的破坏，由西向东依次分为Ⅹ-1、Ⅹ-2、Ⅹ-3三段，矿体特征见表1。

2.2.5201号脉

矿脉断续延长3 020 m，出露最大标高471 m，最大控制斜深270 m。矿脉倾向120°～130°，倾角20°～38°。圈定工业矿体1个，呈板脉状，矿体长690 m，厚度一般为0.1～0.55 m，最厚1.38 m，平均厚度为0.62 m，厚度变化系数为67%，属较稳定型；Au平均品位1.27×10-6，Ag平均品位 138.2×10-6。

表1 白云金矿床矿体特征一览表Table 1 Table of orebody characteristics of Baiyun gold deposit

2.3 矿石特征

(1) 矿石组成。矿区的矿石类型主要为石英脉型金矿石，其次为蚀变岩型金矿石，其比例为10∶2。矿石矿物有黄铁矿、方铅矿、闪锌矿、黄铜矿及银金矿等；脉石矿物主要有石英、钾长石、绢云母、斜长石、绿泥石、方解石等。

图2 白云金矿区17线、97线、320勘探线剖面图
Fig.2 Profile of exploration line 17,97 and 320 in Baiyun gold mining area
1.新元古代大磊山侵入岩；2.金矿体及编号；3.金矿化体；4.钻孔位置及编号。

白云金矿床各矿脉矿石中金以银金矿的形式产出，多与黄铁矿、石英、方铅矿连生，少量与闪锌矿连生，矿物颗粒大小在5～100 μm之间，属显微金。银金矿颗粒呈液滴状或不规则形状充填于黄铁矿、石英颗粒的裂隙或间隙中，少量被包裹在硫化物矿物、石英颗粒之中。金矿物成色较低，平均成色为784。

(2) 矿石组构。矿石结构主要为他形粒状结构、粒状变晶结构，其次为半自形粒状变晶结构、花岗变晶结构、压碎结构、交代结构、填隙结构、包含结构等。矿石构造主要为星散状构造、稀疏浸染状构造、细脉浸染状构造、稠密浸染状构造、块状—稠密浸染状构造、浸染—条带状构造、团块状构造、角砾状构造、网脉状构造等。

2.4 围岩蚀变特征

矿区内主要围岩蚀变为硅化、黄铁矿化、钾化、碳酸盐化等。硅化普遍见于含金石英脉两侧，宽度一般5～30 cm，局部可达1 m左右；钾化常见于含金石英脉的旁侧，形成宽1～15 mm的钾化蚀变带，在与含金石英脉壁边缘接触处表现平直，而与围岩界线为渐变，呈不规则的“晕”边；黄铁矿化一般见于靠近含金石英脉的围岩一侧，矿化宽度2～20 cm，黄铁矿一般呈星散状、浸染状、条带状产出，离含金石英脉愈近矿化愈强；碳酸盐化为成矿期后的一种蚀变，主要以胶状—雏晶状碳酸盐细脉，穿插围岩和含金石英脉。

2.5 成矿期与成矿阶段

根据矿石的矿物组合特征、生成顺序、矿石结构、构造、围岩蚀变与矿化的关系，结合含矿脉体的产状及矿脉的穿插关系，将白云金矿床分为热液期和表生期两个成矿期。热液期划分为三个成矿阶段，分别为石英阶段(Ⅰ)、自然金—石英—金属硫化物阶段(Ⅱ)、碳酸盐—硫酸盐阶段(Ⅲ)。表生期主要为黄铁矿、黄铜矿氧化成褐铁矿、铜蓝。

3 控矿因素

构造与成矿：通过本区的新—黄断裂带是主导性的控岩控矿构造，矿区内一系列北西西向陡倾角脆性断层是主要的容矿和储矿构造。具体发育在两个部位上：一是在大磊山花岗岩体内部，显张性，经石英脉充填成矿；二是在岩体与基底变质岩系结合部，早期挤压形成糜棱岩，晚期发生脆性叠加，经热液作用形成蚀变岩型矿体。

岩浆与成矿：通过收集前人S、Pb、H、O微量以及稀土元素，并结合大别造山带燕山期成岩年龄以及金矿成矿时代[1,3-10]，综合分析认为金矿成矿作用与燕山期岩浆活动密切相关，为金银矿的形成提供了流体和物质来源。由于燕山中—晚期岩浆活动的结果，在大磊山穹窿深部形成了以岩浆期后热液为主的大规模的高压流体。这些流体一部分沿北西西向或北北东向的断裂或裂隙上升，由于温度的下降、压力的减小而在适当的环境沉淀、充填成矿。而另一部分是这些高压流体的水力压裂作用经多次的开放、愈合、开放而形成含金同构造脉体。

地层与成矿：矿区内出露为新元古代红安岩群的一套变质地层，对金银矿的形成关系不明显。

4 找矿标志

4.1 地质标志

(1) 北西向与北北东向等不同方向断裂构造的交汇部位、产状变化部位、膨大部位均存在金矿体。

(2) 断裂构造内出露的煌斑岩脉或者含硫化物石英脉是寻找富矿体的直接找矿标志。

(3) 硅化、钾化、绢英岩化、黄铁矿化与金矿化关系密切，围岩蚀变更强，Au品位相对较高。

4.2 物探标志

(1) 负或负磁场向正磁场急剧变化带，磁场值在-75～75NT间变化是找金、银矿的有利标志。

(2) 磁背景场上的低值点。

(3) 重力边缘梯级带或梯级带边缘的局部重力高值区。

(4) 沿北西展布的重力梯级带并沿北东或北北东向出现同向扭曲带的旁侧。

(5) 多岩体相邻出现，其中呈叠加场出现波动高磁异常带。

4.3 化探标志

(1) Au、Ag、Cu、Pb单元素衬值异常。

(2) Au×Ag、Au×Cu、Ag×Pb、Au×Ag×Cu×Pb累乘异常。

(3) Au、Ag元素具浓度分带，有明显的浓集中心。

(4) 异常具水平分带，中心部位：Au×Ag或Au×Cu、Au×Ag×Cu×Pb等，向外分别为：Cu×Pb、W×Sn、Hg×As×Sb。

4.4 重砂标志

黄金异常；黄金铅异常；辰砂黄金异常；黄金、辰砂、铜异常；铅、铜、黄金异常；黄金、银、锡石异常；锡石、黄金异常；黄金、铅、雄黄、辰砂异常。

4.5 遥感标志

环形构造与线形构造的交汇部位。

4.6 其它标志

老窿、旧采坑、废矿堆等；褐红色岩石常指示有金矿床存在。

5 成矿模式

白云金矿床成矿模式见图3。

(1) 在桐柏—大别造山带长期活动的影响下，形成大磊山穹窿和一系列的平行造山带和垂直造山带的剪切带及其派生的北西西向、北北东向的断裂和裂隙。

(2) 至燕山中—晚期岩浆活动的结束，岩浆期后热液、大气降水的循环热液及其它热液汇集于穹窿深部形成大规模的高压流体[1,3-4]。

(3) 由于热液的高温(500 ℃以上)、高压(750×105Pa)使围岩发生膨胀[1-3]，或产生裂隙，或顺原有的裂隙使部分高压流体释放能量，并产生压裂作用，使富含成矿物质、SiO2过饱和的热液在较高的压力驱动下，不断地使这些断裂和裂隙裂开而充填，由于温度、压力的改变使之沉淀于这些断裂和裂隙的空间中，使之“愈合”。这样多次的开放、愈合而形成同构造石英脉型金矿。另一部分高压流体，由于温度和压力差，由高能位向低能位转移而发生沉淀，形成板状石英脉型金矿。

(4) 当含Au的高压流体作用于红安群底部的石墨片岩和新元古代侵入岩时[1,4]，从其间萃取了部分的Au、Ag，在其附近的断裂或裂隙中沉淀，而形成独立的银矿体或金银复合矿体。

(5) 当高压流体远离流体源时，由于温度、压力的降低，以较小的能量充填在断裂和裂隙中，形成相互平行的石英细脉，同时使围岩发生一定的蚀变，即硅化、钾化及金矿化，共同组成向蚀变岩型过渡的金矿。

(6) 白云金矿床与桐柏地区的金矿床成矿时代基本上是一致的[1,4,8-9,11-17]，金矿成矿作用与燕山期浅成岩浆作用具有密切的时空关系和成因联系，白云金矿区周边存在规模较大的早白垩世岩浆—热液成矿系统，金矿成矿作用过程与碰撞造山作用并无直接的联系[18-24]。

6 结论

(1) 金矿体呈透镜状或者板脉状赋存于北西向和北北东向断裂构造中，矿石类型以石英脉型金矿石为主，蚀变岩型金矿石为次。金矿体厚度变化为不稳定—较稳定型。

(2) 金矿控矿因素为断裂构造以及岩浆岩，北西向断裂构造为主要的控矿控岩构造。

(3) 金矿成矿作用与燕山期岩浆活动密切相关，来自于深部的含金热液在迁移的过程中萃取了围岩中的部分成矿物质，最后在成矿有利部位富集、沉淀成矿。

图3 白云金矿床成矿模式图
Fig.3 Metallogenic model of Baiyun gold deposit
1.新元古代红安岩群黄麦岭岩组；2.新元古代大磊山侵入岩；3.早白垩世二长花岗岩；4.含金石英脉；5.含矿热液运移方向；6.脆性断层；7.浅层次脆性断裂带；8.深层次韧性剪切带。

致谢：在论文编写过程中得到了湖北省地质局第六地质大队袁桂远高级工程师的帮助，匿名审稿人对论文提出了宝贵的修改意见，在此一并谢过。