溆浦地区脉型金矿床热液蚀变地球化学特征

何友宇 覃金宁

摘  要  溆浦地区位于扬子地台南缘，江南古陆块西段的雪峰山弧形韧性剪切带中段，属湖南最重要的“金腰带”。区内脉型金矿主要热液蚀变有硅化、黄铁矿化、绢云母化、毒砂硫化物化、绿泥石化和碳酸盐化等;划分4个成矿阶段：变质-块状石英阶段→低硫化物块状石英阶段→硫化物细（微）晶石英阶段→石英-碳酸盐阶段，其中硫化物细（微）晶石英阶段是主要的金成矿阶段。矿化带化学成分表明石英脉中K、Al大量迁出而Si迁入，绢云母化带中Cu、Pb、Zn、Au、Co均大量迁入;蚀变带元素地球化学由核部往两侧呈现减少-富集-再减少的规律，其特征表明金成矿物质主要是沿断裂构造来自深部。

关键词  热液蚀变;成矿阶段;变质分异作用;金矿床;溆浦地区

中图分类号：P614             文献标志码：A

文章编号：1672-5603（2020）03-01-7

Abstract： Xupu area is located in the middle section of the arc ductile shear zone of Xuefeng mountain in Ghiangnania western， it is the most important "golden belt" in Hunan.The mainly hydrothermal alterations of  vein-type gold deposits include quartzfication， pyritization， sericitization，arsenopyrite sulphuretion， chloritization， carbonatization and so on in this area.It is divided into four mineralization stage such as metamorphic-block quartz stage to low sulfide-block quartz stage to fine（micro） crystalline quartz within sulfide stage to quartz-carbonate stage， and the fine（micro） crystalline quartz within sulfide stage is the mainly mineralization stage.The chemical composition of the mineralized zone is show that K and Al elements move out and Si element moves into quartz vein，and Cu，Pb， Zn，Au， Co elements massive immigration into sericitization zone， element geochemistry content presents decrease-enrichment-decrease again from core part to both sides in alteration zone，Its characteristics show that the gold ore-forming materials mainly come from the deep along the fault structure.

Keywords： hydrothermal alteration; stages of mineralization; metamorphic differentiation; gold deposit; Xupu area

雪峰山地區隶属湖南最重要的“金腰带”，区内金（锑）成矿物质来源目前主要存在两种观点：一种以鲍振襄为代表认为金成矿物质来源于金矿赋矿地层;另一种认为金成矿物质主要来源于下伏更老基底地层[1]。研究区位于湖南“金腰带”的中段，区内热液蚀变作用与脉型金矿的成矿作用关系密切，研究其热液蚀变作用是该地区金矿找矿中不可或缺的一个重要内容。文章在搜集前人对溆浦境内金矿床研究资料的基础上，对其较典型的金矿床点进行取样分析，从元素活化迁移富集规律的角度对溆浦地区脉型金矿物质来源及近矿蚀变岩与金矿化之间的关系进行探讨。

1  成矿地质背景

研究区大地构造位于江南古陆块西段的雪峰山弧形韧性剪切带中段。王秀璋认为本区以韧性剪切带、层理化带、节理裂隙带和褶皱构造带对金锑矿的控制最为明显[2];与金矿的形成关系最为密切的是NE向韧性剪切带对EW向韧性剪切带的牵引和叠加改造[3-6]。区内金矿床主要分层控型和断控型两大类，层控型金矿床主要产于前寒武系浅变质岩系中，矿体受一定的层位和岩性控制[7]，断控型金矿床分为剪切交代（包括糜棱岩化金矿）和剪切充填两个亚类。加里东期发育的韧性剪切构造控制了区内主要金矿床的空间分布[8-10]。金矿床成因类型主要有构造热液型和岩浆热液型两种，多期次多阶段的构造-岩浆热液活动为区内金、锑等成矿元素的活化、迁移、富集及沉淀成矿提供了有利的地质条件，形成了一系列如沃溪、漠滨、铲子坪、大坪、黄金洞等大中型金矿床（点）[11-13]（图1）。

2  热液蚀变地球化学特征

2.1 热液脉体

研究区热液石英脉发育，据石英脉的产状及相互穿插、充填关系和成分特征等，可划分为分早、中、晚三期及“变质-块状石英”、“低硫化物块状石英”、“硫化物细（微）晶石英”和“石英-碳酸盐”四个阶段（表1）：

（1）早期变质-块状石英脉主要发育于区域变质及早期褶皱阶段，呈似层状、透镜状充填于层间和层间剥离构造及（张性）断裂部位，少数呈囊状直接产于地层之中。石英脉中Al2O3、K2O、Na2O、Fe2O3及Co、Ni等微量元素略高于后期石英（图2）;部分石英脉中显微杂质包体较多，少量绢云母、白云母微片分布于石英粒间或沿裂隙充填。

（2）中期（硫化物）石英脈可分为低硫化物块状石英阶段和硫化物细（微）晶石英阶段。第一阶段石英脉一般呈大脉状充填于断裂带中，一级及其次级断裂带中均可见，共生矿物种类、数量较第二阶段略少（部分锑-金矿区除外），脉体一般具碎裂状并有晚阶段石英脉呈网脉状充填，可见金矿化。第二阶段石英脉产于强烈挤压片理化及韧性剪切带中，呈细脉状、网脉状沿第一阶段（或早期）石英脉的破碎裂隙、脉体两侧及其围岩的挤压片理充填，石英多成细晶-微晶结构。共生矿物较多，尤以黄铁矿、毒砂最为突出（锑-金矿区以辉锑矿为主），围岩蚀变以黄铁矿化、毒砂化为主，是金矿化的重要阶段。

（3）晚期石英-碳酸盐主要见于金-锑-石英建造型矿中，呈网脉状、细脉状充填于含硫化物石英脉及其蚀变破碎围岩中，且交代早期石英脉及围岩，主要蚀变有碳酸盐化、绿泥石化、绢云母化和黄铁矿化，偶见金矿化。

（4）Au、As、Ba等元素由早期到中期逐渐增高，而Co、Ni、Co/Ni比值逐渐降低（图2），表明石英脉在成矿化学分异作用具有相同的演化规律。

2.2 热液蚀变

研究区脉型金矿热液蚀变较发育，主要有硅化、黄铁矿化、绢云母化、毒砂硫化物化、绿泥石化和碳酸盐化。蚀变特征：①蚀变岩中K2O含量普遍增加，高于区域和区内相同地层蚀变原岩，这一特征与蚀变岩具有普遍的绢云母化有关;②蚀变类型整体上呈现“先酸后碱”特征;③蚀变具有规模不大、强度不高、分带性不明显特征;④近矿围岩蚀变一般呈现硅化、毒砂化、褪色化（绿泥石化、绢云母化、泥化），黄铁矿化是较普遍而典型的近矿围岩蚀变。

2.3 热液蚀变分带

区内蚀变带分带特征因不同类型的矿床（点）而异，金-石英脉（少硫化物）型一般由石英脉向两侧依次分带为“硅化-毒砂化（硫化物）-绢云母化-绿泥石化”，岩石化学成分增高依次为SiO2-K2O、Al2O3、Cu、Pb、Zn-（TFe+MgO）/K2O，且Au与K2O和Al2O3具有一致的变化规律，Au与Cu、Pb、Zn、Co均具有一致性，表明本区金-石英脉（少硫化物）型矿床（点）Cu、Pb、Zn、Co可能为Au的主要伴生元素，其含量高指示为富金矿地段（图3a、c）。

金-锑-石英脉型一般由石英脉向两侧分带为“辉锑矿、硅化-毒砂化（硫化物）-绢云母（退色）化”，岩石化学增高依次为SiO2（Sb）-Sb、As、Cu、Pb、Zn-Al2O3、K2O，矿化与近矿蚀变规模呈正消长关系，Au则与SiO2和（TFe+MgO）/K2O呈现一致的变化规律，Au与Sb、As具有一致性，表明本区金-锑-石英脉型矿床（点）Sb、As可能为Au的主要伴生元素，其含量高指示为富金矿地段（图3b、d）。

蛤蟆塘和江东湾金矿床（点）矿化带元素分析结果表明绿泥石化带、硅化带含金量低;蛤蟆塘地段TC-0矿化带绢云母化中金含量最高可达5.6×10-6，金含量曲线表现以石英脉为中心的为“双峰状”（图3），金含量与SiO2含量呈负相关性，表明其金矿物质主要来源于围岩;江东湾地段PD-2矿化段石英脉中金含量最高可达3×10-6，金的含量曲线表现为简单的单峰状，与石英脉吻合，且石英脉两侧金含量没有出现明显的负异常，表明金成矿物质主要是沿断裂构造来自深部流体而不是来源于近矿围岩，其交代构造破碎带而形成含矿绢英岩和蚀变破碎带。

3  热液蚀变分异作用

围岩蚀变微观上表现为化学元素的带入、带出特征，宏观上表现为围岩的颜色、结构、构造、密度、矿物成分等的变化。对金-石英（脉）型矿区的蛤蟆塘和金-锑-石英型矿区的江东湾矿区岩矿石化学成分采用巴尔特法计算蚀变带在形成过程中阳离子的带入-带出平衡（表2），提出蚀变交代和变质分异作用中化学组分的迁移与金矿化之间的关系。表2可知金-石英（脉）型矿区地层相对于区域地层的阳离子交换弱于蚀变岩相对于矿区地层，表明其化学分异作用较变质分异作用强，而金-锑-石英型矿区完全相反。

表3可知由区域岩石到矿区岩石以及蚀变带岩石，在金-石英（脉）型矿区Fe2O3、Al2O3、K2O、TFe及Fe2O3/FeO、Al2O3/SiO2比值由区域岩石到矿区岩石再到蚀变岩石呈现由高到低再到高，SiO2、Na2O及Na2O/K2O比值则呈现由低到高再到低。而CaO呈现递增（图4），说明区域变质作用是区域岩石带出较多的Na2O、CaO、FeO和SiO2，矿区岩石带入较多Na2O、CaO、FeO和SiO2，与区域岩石的绿泥石化、绢云母化、白云母化、电气石化，矿区岩石的钠长石化、绿泥石化、弱硅化及蚀变岩石的绿泥石化、碳酸盐化、弱硅化、绢云母化现象一致。金-锑-石英型矿区FeO、Al2O3、MgO、Al2O3/SiO2由区域岩石到矿区岩石再到蚀变岩石由低到高再到低，SiO2由高到低再到高，CaO则从区域岩石到矿区岩石均较高，与区域岩石的绢云母化、绿泥石化、碳酸盐化，矿区岩石的绿泥石化、碳酸盐化及蚀变岩石的硅化、绿泥石化、毒砂化现象一致。

研究区稀土元素配分曲线总体呈现“右倾”模式（图5），石英脉中ΣREE明显低于正常地层岩石和蚀变岩石。δEu在各种岩石中均呈现负异常，而δCe除在石英脉中呈现正异常外均呈现负异常，且δEu变化较大，而δCe较稳定，而与富含硫化物的石英脉中δEu和δCe均大于其他岩石。稀土元素配分曲线表明各类岩性的岩石均呈现Eu负异常。

4  结论

（1）研究区脉型石英脉发育，分早、中、晚三期及“变质-块状石英”、“低硫化物块状石英”、“硫化物细（微）晶石英”和“石英-碳酸盐”四个阶段;硫化物细（微）晶石英阶段石英脉产于强烈挤压片理化及韧性剪切带中，杂质包体及共生硫化物较多，围岩蚀变以黄铁矿化、毒砂化为主，是区内主要金矿化期。

（2）热液蚀变主要有硅化、黄铁矿化、绢云母化、毒砂硫化物化、绿泥石化和碳酸盐化，热液蚀变具整体上呈现“先酸后碱”，规模不大、强度不高、分带性局部不明显特征。

（3）金-石英脉（少硫化物）型蚀变分带呈现由石英脉向两侧依次为“硅化-毒砂化（硫化物）-绢云母化-绿泥石化”，而金-锑-石英脉型蚀变分带呈现由石英脉向两侧为“灰锑矿、硅化-毒砂化（硫化物）-绢云母（退色）化”。

（4）主元素含量由蚀变带中部往蚀变减弱的两侧呈现减少-富集-再减少的规律。元素地球化学特征表明金成矿物质主要是沿断裂构造来自深部，其交代构造破碎带而形成含矿绢英岩和蚀变破碎带。稀土元素配分曲线总体呈“右倾”模式，石英脉中ΣREE明显低于正常地层岩石和蚀变岩石。

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