湖南水口山老鸦巢金矿区隐爆角砾岩地质特征及控矿作用

郭闯

摘要：老鸦巢金矿床位于水口山铅锌金银矿田的中部，是一个隐爆角砾岩型金矿床。结合以往研究成果，采用野外地质调查和室内分析相结合的方法，在详细总结矿区和矿床地质特征的基础上，对隐爆角砾岩的形态、分布、岩石学特征、分带性及控矿作用进行了分析研究。研究表明：矿区金矿体主要产于隐爆角砾岩中，形态、产状、规模及定位严格受其控制;隐爆角砾岩带受断裂F 1控制，为一向西倾斜的脉体，成分比较复杂，蚀变强烈，具有明显的水平和垂向分带特征;隐爆角砾岩及蚀变发育地段是矿区今后寻找同类型金矿体的主要方向。

关键词：隐爆角砾岩;分带特征;控矿作用;老鸦巢金矿区;水口山铅锌金银矿田

中图分类号：TD11 P618.51文献标志码：A开放科学（资源服务）标识码（OSID）：

文章编号：1001-1277（2021）10-0024-06doi：10.11792/hj20211005

引 言

隐爆角砾岩是一种非常独特的构造地质体，其形成过程往往伴随着金、铜、铅锌、钼等热液矿床的成矿作用[1]，在矿产勘查中具有十分重要的意义。世界上相继发现了一批与隐爆角砾岩有关的代表性金矿床，如美国克里普尔克里克金矿床、澳大利亚基兹顿金矿床、俄罗斯达拉逊金矿床，以及中国的黑龙江东宁金厂金矿床、山东归来庄金矿床、河北孔各庄金矿床等[2]，引起了广大地质学者的关注。隐爆角砾岩型金矿床具有规模大、有益组分多、经济效益好等特点，是一种非常重要的金矿床类型[2-4]。

水口山铅锌金银矿田位于衡阳断陷盆地南缘，该矿田内分布着著名的水口山铅锌矿床及众多大中型金矿床，如康家湾热液交代充填型金矿床、仙人岩浅成低温热液型金矿床，以及龙王山、新塘、老虎岩、大园岭等含砾黑色黏土型金矿床[5]。前人对该矿田进行了大量研究工作，研究内容包括矿床成因、矿床地球化学特征、控矿因素、成矿物质来源及找矿标志等方面[6-9]。但是，研究对象主要集中于铅锌矿床及上述金矿床，对该矿田中的老鸦巢金矿床特别是隐爆角砾岩的研究非常少且不够系统，许多专家和学者往往把老鸦巢金矿床归结为简单的热液充填交代型金矿床，没有将老鸦巢铅锌矿床和金矿床区分研究[10-14]。老鸦巢金矿床作为衡阳断陷盆地少见的隐爆角砾岩型金矿床，没有引起足够的重视;鉴于隐爆角砾岩型金矿床在中国乃至世界金矿床中的重要地位，加强对老鸦巢金矿区隐爆角砾岩的研究，对于探讨老鸦巢金矿床的控矿作用，以及丰富区域内金矿成矿理论具有十分重要的意义。

1 矿区及矿床地质特征

老鸦巢金矿床位于衡阳断陷盆地南缘，株洲—衡阳北东向断裂、郴州—邵阳北西向转换断裂和羊角塘—五峰仙东西向断裂的交汇部位[15-16]。

矿区地层主要为二叠系当冲组（P 1d）、栖霞组（P 1q）和斗岭组（P 2dl）（见图1）。其中，当冲组分为上、下段，上段（P 1d2）为中厚层状含锰硅质岩、硅质岩夹页岩;下段（P 1d1）为泥灰岩、硅质泥灰岩夹碳质页岩，是矿区内金矿体的主要赋存层位。栖霞组岩性主要为浅灰色、灰白色厚层灰岩，以及深灰色含燧石灰岩和碳质灰岩，是矿区内金矿体的次要赋存层位。斗岭组主要为碳质页岩、泥质粉砂岩和粉砂质泥岩夹长石石英砂岩及石英砂岩。

矿区褶皱和断裂非常发育，主要为老鸦巢倒转背斜和F 1、F 2断裂。老鸦巢倒转背斜两翼分别被F 1和F 2断裂切割，花岗闪长岩和隐爆角砾岩沿背斜轴部和F 1断裂侵入，在岩体接触带的北侧形成了老鸦巢金矿床。矿区岩浆岩属于贫硅、铝过饱和、富铁和钾、偏碱性的花岗闪长岩，锆石U-Pb定年为156～163 Ma[16-17]，属于燕山中期产物，出露面积1.8 km2，形态及产状受老鸦巢倒转背斜和F 1、F 2断裂控制。

矿区金矿体主要赋存在隐爆角砾岩中。目前，已控制金矿体15个，且以Ⅳ号矿体为主，占总储量的75.6 %，次为Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅴ号矿体，占总储量的19.4 %。已控制金矿化带长200～690 m，宽100～470 m，延深大于500 m。矿体形态极为复杂，呈似层状、透镜状、扁豆状、不规则状、蛇形弯曲状、长条弯曲状、月牙状等;矿体具有分支复合、收缩膨胀、尖灭再现特征。

Ⅳ号矿体主要赋存于花岗闪长岩体与当冲组硅质泥灰岩和栖霞组灰岩之间的隐爆角砾岩中，沿F 1断裂分布，已控制Ⅶ中段—Ⅻ中段，控制矿体长为135（Ⅸ中段）～565 m（Ⅻ中段），控制延伸已达407 m;厚为1.00～37.60 m，平均为7.50 m，厚度变化系数为94.70 %;单工程金品位为2.28～15.35 g/t，平均品位为5.61 g/t，品位变化系数为101.93 %。

矿石类型主要为构造角砾岩型金矿石和破碎蚀变岩型金矿石。金属矿物主要为黄铁矿、闪锌矿、黄铜矿、方铅矿、自然金，次为斑铜矿、白铁矿、黝铜矿、辉铋矿、针铁矿、水针铁矿、辉铜矿等。矿石结构主要为交代结构、残余结构、半自形晶粒状结构、包含结构、碎裂结构、充填结构等;构造为块状构造、角砾状构造、条带状构造、脉状构造、网脉状构造及浸染状构造。

2 隐爆角砾岩特征

卿敏等[18]认为，隐爆角砾岩系指岩浆隐蔽爆破作用形成的成因上相互聯系而各具特色的一套碎屑岩组合，由此所形成的隐爆角砾岩型金矿床，在空间上位于隐爆角砾岩中或其附近，成因上与浅成—超浅成侵入岩及其隐蔽爆破作用形成的角砾岩相关。隐爆角砾岩主要以岩筒形式产出，少量呈脉状产出;其产出多受构造控制，筒状体多产在2条或多条断裂的交叉部位，而脉状体多受控于单一断裂[19]。与金矿有关的含矿隐爆角砾岩构造可形成于不同的深度，从大的次火山侵入体发育深度到小的次火山侵入体发育深度均可形成[20]。隐爆角砾岩体的成岩-成矿一般包括早期气爆、较晚期浆爆和晚期含矿热液注入3个阶段[3，21]。

2.1 形态及分布

矿区内隐爆角砾岩主要分布于花岗闪长岩体凸出部位及F 1断裂中，少量分布于当冲组硅质泥灰岩与栖霞组灰岩接触面附近，或单独呈脉状、不规则状和透镜状插入其他角砾岩中和围岩裂隙发育处（见图1），形态极为复杂，一般呈透镜状、岩墙状、囊状、脉状、不规则状等，沿走向和倾向具有分支复合、收缩膨胀现象，产状上陡下缓，走向330°左右，倾向240°左右，倾角Ⅺ中段以上50°～70°，Ⅺ中段以下25°左右。Ⅶ中段—Ⅻ中段控制长300～690 m，厚度不稳定，最厚可达80 m，最薄只有几米，延伸大于500 m。

2.2 岩石学

隐爆角砾岩成分比较复杂，角砾成分主要为花岗闪长岩、硅质泥灰岩、泥灰岩、大理岩、矽卡岩、角岩、方解石、石英及方铅矿、闪锌矿、黄铁矿等，常见大角砾包裹小角砾（见图2-a、b、e）。角砾大小不等，粒径以小于5 cm为主。其中，小于1 cm者占51.9 %，1～5 cm者占39.1 %，5～10 cm者占5.7 %，大于10 cm者占3.3 %。胶结物为肉色花岗闪长岩、黄铁矿、石英、碳酸盐及岩屑。角砾形态极为复杂，呈次圆状、椭圆状、棱角状、方形状、不规则状及糜棱状;岩石具有角砾状和眼球状构造。岩体边缘受自变质作用影响，具有钾化，可见长石与石英共结而形成的文象结构（见图2-c）。

岩矿鉴定结果显示，隐爆角砾岩中角砾具有烘烤的褪色圈或反应边（见图2-d），以及不规则的收缩纹（龟裂），可见磷灰石、萤石（见图2-f、g）等气成矿物分布，这符合隐爆角砾岩的一般特征。同时，角砾又具有糜棱化结构特征，说明隐爆角砾岩形成于主要构造形成之后。

2.3 矿化蚀变特征

隐爆角砾岩中黄铁矿化、赤铁矿化、磁铁矿化、铅锌矿化、硅化、碳酸盐化、绿泥石化、绿帘石化、萤石化、钾化、绢云母化等发育。其中，铅锌黄铁矿化较强且仅局部富集，细（微）脉状、浸染状闪锌矿化及黄铁矿化较普遍。隐爆角砾岩中金矿化较强，连续性好，往往其本身就是金矿体，但厚度变化较大，形态复杂。

3 隐爆角砾岩的分带特征

隐爆角砾岩是岩浆在靠近地表密闭环境下迅速爆炸释放，又迅速减压、快速冷凝的产物。这种特殊的形成机制，使得爆发中心岩石破碎强烈，孔隙和裂隙非常发育;两侧岩石随着距离的增加，破碎程度越来越弱，孔隙和裂隙发育程度也逐渐减弱，直至最终变为正常岩石。由于隐爆程度和地层岩性的不同，导致隐爆角砾岩的结构、成分及矿化蚀变特征具有明显差异，隐爆角砾岩沿倾向和垂向具有明显的分带性。

1）垂向分带主要体现在矿化蚀变特征上。①0中段附近，以褐铁矿化为主，次生富集作用形成大量铁帽，以黑土夹角砾为主要特征;②Ⅵ中段以上以铅锌矿化、黄铁矿化为主，围岩蚀变主要为角岩化、矽卡岩化、绿泥石化和绢云母化，形成铅锌矿体、黄铁铅锌矿体;③Ⅶ中段—ⅩⅢ中段以金矿化为主，围岩蚀变以硅化、碳酸盐化、绿泥石化、绿帘石化及绢云母化为主，形成包括Ⅳ号矿体在内的众多金矿体;④ⅩⅢ中段以下矿化蚀变减弱，矿体数量减少，品位降低，厚度变薄，出现无矿地段（见图3）。

2）水平分带主要体现在岩石结构和成分上，可分为3个带，从西到东依次为角砾状大理岩带、隐爆角砾岩带和震碎角砾岩带。①角砾状大理岩带：成分非常单一，主要由大理岩、灰岩组成，裂隙比较发育但无明显位移;角砾呈棱角状、次棱角状。②隐爆角砾岩带：主要为棱角状角砾岩，成分和形态都比较复杂，成分主要为硅质巖、硅质泥灰岩、角岩、大理岩、矽卡岩、花岗闪长岩、石英、方解石、黄铁矿及铅锌黄铁矿等，形态呈棱角状、方形状、不规则状、糜棱状、次圆状及椭圆状。③震碎角砾岩带：主要为破碎状角砾岩，成分简单，与围岩基本一致，主要为硅质泥灰岩、硅质岩，极少量为大理岩、花岗闪长岩，裂隙非常发育;角砾表面光滑、平整，形态不规则，常呈棱形、多边形、不规则状。隐爆角砾岩带和角砾状大理岩带呈断裂接触，岩性突变;而和震碎角砾岩带呈渐变关系，成分具有相似性。

角砾状大理岩带与震碎角砾岩带分别位于断裂F 1的上下盘，呈现不对称分布，岩石结构差异较大，与通常隐爆角砾岩带呈对称分布的一般特征明显不同，其原因推测如下：①隐爆角砾岩通常以岩筒形式产出，但该矿区比较特殊，是以脉状形式产出，岩浆隐爆作用的通道不是岩筒，而是断裂。②花岗闪长岩体为超覆岩体，断裂F 1沿其边部分布，岩浆隐爆作用是以断裂F 1为通道进行的，而断裂F 1倾角较缓，倾向岩体，所以岩浆隐爆作用主要作用于断裂下盘，下盘岩石的破碎程度和岩石成分都较上盘更为剧烈、复杂。③断裂F 1下盘为当冲组地层，岩性主要为泥灰岩和硅质岩;上盘主要为栖霞组地层，岩性主要为灰岩;与后者相比，前者岩性脆，在动力作用下更容易发生破碎，裂隙也更发育。

4 隐爆角砾岩的控矿作用

4.1 对矿床形态、规模的控制

老鸦巢金矿区已控制金矿体15个，主要赋存于隐爆角砾岩带中，矿体的形态、规模与隐爆角砾岩的形态、规模密切相关。矿区主矿体Ⅳ号矿体赋存于隐爆角砾岩带的中南部，形态、产状与规模严格受隐爆角砾岩带控制，隐爆角砾岩带在570 m标高处尖灭，Ⅳ号矿体随之尖灭;隐爆角砾岩带内出现透镜状震碎角砾岩，Ⅳ号矿体在该处矿化减弱，出现透镜状无矿段（见图4），显示了金矿体与隐爆角砾岩带紧密的关系。矿区其他金矿体主要分布于隐爆角砾岩带两侧，空间展布、形态与脉状隐爆角砾岩带基本保持一致;少量矿体虽没有产于脉状隐爆角砾岩带内，但赋存层位也是与隐爆角砾岩关系极为密切的震碎角砾岩或接触破碎角砾岩;远离隐爆角砾岩带，基本无金矿体形成，表明金矿体的形成与隐爆角砾岩关系十分密切。

根据Ⅶ中段—ⅩⅢ中段各类岩石金品位统计结果（见表1），隐爆角砾岩中金平均品位最高，为3.50 g/t，显示隐爆角砾岩本身就是金矿体;说明隐爆角砾岩的控矿作用在于其本身就是赋矿地质体。

4.2 对矿化蚀变的控制

隐爆角砾岩是靠近地表环境下的岩浆剧烈爆炸、迅速减压、快速冷凝的产物，是一种特殊的次火山岩相[22]。后期岩浆热液沿通道从深部向上运移过程中，在孔隙和裂隙非常发育的隐爆角砾岩和周围岩石中产生了广泛的热液蚀变，蚀变强度随着远离爆发中心而逐渐减弱。隐爆的程度和隐爆角砾岩体的规模直接决定了蚀变的强度、形态及规模，进而决定了金矿体的品位、形态及规模，所以隐爆角砾岩体为岩浆热液的活动和成矿作用的发生提供了良好的空间和通道。

野外调查结果显示，老鸦巢金矿区金矿化与隐爆角砾岩的岩性、构造裂隙发育程度及蚀变特征等密切相关。隐爆角砾岩中碳质、泥质含量越高，金矿化越强;构造裂隙越发育，金含量越高。金矿化与隐爆角砾岩中萤石化、赤铁矿化、硅化、碳酸盐化、闪锌矿化、黄铁矿化、绿泥石化等蚀变关系密切，特别是萤石化、闪锌矿化、硅化、黄铁矿化、赤铁矿化等更为明显。例如：坑道中萤石脉发育处，金品位高达11.66×10-6～18.06×10-6;金矿化富集地段，闪锌矿化、黄铁矿化较强，反之则急剧下降。

含金角砾岩成分分析结果（见表2）显示，金品位一般为0.50×10-6～3.40×10-6，铅、锌品位均较低，隐爆角砾岩及其胶结物金品位最高。含金角砾岩中角砾及胶结物金化学分析结果（见表3）显示，胶结物金品位均较高，且较均匀，这与金往往易被碳质、泥质、黏土矿物吸附有着密切的关系[23]，也表明金矿化与碳质、泥质含量的确密切相关。各种角砾的金品位以灰岩最高，高达9.16×10-6，其次是矽卡岩，然后是硅质岩;各种角砾岩含金量相差11～36倍，金礦化极不均匀，显示金矿自身的特点，同时也表明金矿化晚于角砾岩形成。

5 结 论

1）老鸦巢金矿区已控制15个金矿体，金矿体主要呈似层状、透镜状、扁豆状及不规则状。其中，Ⅳ号矿体为主要金矿体。金矿体主要赋存于花岗闪长岩与断裂F 1形成的隐爆角砾岩中，产状、形态及规模严格受隐爆角砾岩带控制。

2）隐爆角砾岩呈透镜状、岩墙状、囊状及脉状，成分非常复杂，以花岗闪长岩、硅质泥灰岩、泥灰岩等为主;隐爆角砾岩形成于主构造之后，金矿化较强，往往其本身就是金矿体。

3）隐爆角砾岩具有明显的垂向分带和水平分带特征，垂向分带主要体现在矿化蚀变特征上，而水平分带主要体现在岩石结构和成分上。

4）隐爆角砾岩对成矿的控制主要体现在对矿体形态、规模及矿化蚀变的控制。隐爆角砾岩脉内矿化程度及规模要远高于脉外;碳质、泥质含量越高，构造裂隙越发育，金矿化越强;萤石化、闪锌矿化、硅化、黄铁矿化、赤铁矿化发育地段金矿化也往往较强。

5）隐爆角砾岩及蚀变发育地段是今后老鸦巢金矿区寻找同类型金矿体的主要方向。

[参 考 文 献]

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Geological characteristics and ore control of cryptoexplosive breccia

in Laoyachao Gold District，Shuikoushan，Hunan

Guo Chuang

（Geological Team No.217 of Hunan Provincial Nonferrous Metals Geological Exploration Bureau）

Abstract：Laoyachao Gold Deposit is located in the middle of Shuikoushan lead-zinc-gold-silver ore field and is a cryptoexplosive breccia type gold deposit.Based on the previous research results，the method where field geological survey and laboratory analysis and testing are combined is used to study and analyze the morphology and distribution，petrological characteristics，zoning and ore control of cryptoexplosive breccia，on the basis of summarizing the geologi-cal characteristics of the mining area and the deposit in detail.The results show that the gold ore bodies are mainly produced in the cryptoexplosive breccia，and the morphology，occurrence，scale and location are strictly controlled by it.The cryptoexplosive breccia belt is controlled by fault F 1，which is a west-dipping vein body with complex composition and strong alteration，and has obvious horizontal and vertical zoning characteristics.Cryptoexplosive breccia and alteration development areas are the main direction to search for the same type of gold ore body in the future.

Keywords：cryptoexplosive breccia;zoning characteristics;ore control;Laoyachao Gold District;Shuikoushan lead-zinc-gold-silver ore field