湖南省醴陵市泮川矿区金锑矿地质特征及成因分析

2021-06-28张正苗王诗龙吕星球

中国金属通报 2021年8期

郭宗，张正苗，王诗龙，吕星球

（湖南省有色地质勘查局二一四队，湖南株洲 412007）

1 矿区概况

泮川矿区金矿所处大地构造位置属扬子地台江南台背斜东南缘，衡东～浏阳新华夏系隆起带北段（图1-1）。行政区划属醴陵市市浦口镇管辖，直线距醴陵市区北东方向23km。湖南省有色地质勘查局二一四队在泮川矿区开展了勘查区详查工作，取得了较好的找矿成果。矿区主矿体为金、锑矿体[1]。

图1 泮川矿区区域地质图

2 区域地质背景

2.1 区域地层

区域内出露的地层为中元古界冷家溪群、晚古生界和中生界地层，其中中元古界冷家溪群是区域内的主要金矿赋矿地层和矿源层，少量矿床赋存于泥盆系地层中。

2.2 区域构造

本区处于浏阳—衡东新华夏系隆起带中段与北西西向的萍乡—长沙大断裂带的复合部位,以褶皱和断裂为主。本区主要成矿阶段在燕山—喜山构造运动期间，在此期间矿源层冷家溪群普遍发生构造变形和区域变质作用，形成近北东向断裂。

2.3 岩浆岩

区内岩浆活动强烈，活动期次多。岩性上以中酸性侵入岩为主,并发育基性、超基性岩。

2.4 区域矿产

区内金属矿产丰富，主要为金矿床，近十多年来在地质找矿上有较大的突破，是湘东乃至整个湖南金矿最集中的地区之一。赋存于中生界泥盆系的泮川金锑共生矿床为区内首次发现。

3 矿区地质特征

3.1 矿区地层

矿区内出露的地层有中元古界冷家溪群，古生界泥盆系、二叠系，中生界三叠系，新生界第四系等各组岩系。

冷家溪群小木坪组（Pt2x）：分布于矿区中部。中下部为青灰色浅变质砂岩，夹粉砂质绢云母板岩、绢云母板岩；上部岩性为青灰色浅变质砂岩、变质杂砂岩、砂质板岩及绢云母板岩。

泥盆系上统佘田桥组（Ds）：分布于矿区中部及东南部，中下部为灰岩、钙质页岩、细砂岩、薄层粉砂岩夹页岩；上部岩性为灰岩、白云岩、白云质灰岩、生物碎屑灰岩。

泥盆系上统岳麓山组（Dyl）：分布于矿区中-西北部。下部厚层含砾石英砂岩、石英砾岩；上部粉砂质页岩、砂质页岩。

二叠系下统小江边组（Px）：分布于矿区西北部。深灰色钙质页岩。

三叠系上统紫家冲组（Tzj）：分布矿区东南部。下部页岩夹煤线、炭质页岩、砂质页岩、砂岩、灰色石英燧石砾岩；上部粉砂岩、粉砂质页岩夹煤线。

第四系（Q）主要是残坡积物，以砂、粘土为主。厚度一般大于4.00m。

3.2 矿区构造

矿区褶皱不发育，主要为断裂构造F1、F3及产于佘田桥组灰岩、白云岩中的裂隙构造，为区内主要的控矿、容矿构造。

F1为区域性断裂，即老山冲—麻红坳断裂，属压扭性断裂，其上盘为小木坪组（Pt2x）和三叠系地层（Tzj），下盘为泥盆系地层。该断层总体走向50°～70°，倾向南东（局部反向），倾角70°～85°。断裂带宽3m～15m，带内充填物为断层泥、石英细脉、石英团块、断层角砾岩等，带中见绢云母化、绿泥石化、碳酸盐化、硅化、细粒黄铁矿化。F1断裂为本区的导矿构造也属容矿构造，其次级小断裂为矿区的主要容矿构造。

图2 矿区地层、构造、矿体简要分布图

F3断层：产于矿区西北角，矿区内出露长度480m，总体走向28°，倾向南东，倾角43°～62°，断层出露宽2.5m±。岩石破碎，呈灰白色～浅肉红色，见弱褐铁矿化、高岭土化。断层上盘为泥盆系岳麓山组，下盘为二叠系龙潭组[2-4]。

北东向层间裂隙带：走向52°～73°，倾向北西，倾角50°～74°，控制长度30m～220m。裂隙带宽0.2m～15m，带内充填物为断层泥、灰岩角砾、白云岩角砾、方解石细脉、方解石团块，带内往往形成金或金锑矿（化）体。裂隙中主要矿化有金矿、辉锑矿、黄铁矿、少量黄铜矿及铅锌矿。该组裂隙带是矿区内主要的容矿构造。

北北西向次级裂隙带:分布于北东向裂隙带北侧，带中见辉锑矿、黄铁矿、铅锌矿、局部见少量明金。该组裂隙带是矿区内次级容矿构造。

3.3 矿区岩浆岩

矿区内未见岩浆岩出露。但矿区外围见岩脉出露。

3.4 围岩蚀变及特征

围岩蚀变以白云石化、方解石化为主，其次有褪色化、硅化，主要发育于裂隙带两侧，在裂隙面扭曲部位褪色化、硅化要强，裂隙面呈平直状时硅化较弱，褪色化不强烈，甚至没有。当白云石化较强硅化同时也会强烈，根据整个矿床矿化特征来看白云石化、硅化是寻找金矿床的标志，当白云石化、方解石化、硅化都强烈时是寻找金锑矿床良好标志。

3.5 化探异常特征

普查阶段开展了1/10000土壤剖面测量,在测区内圈定了次生Au、As、Sb异常，其异常特征如下：

Au异常，以局部小异常和单点异常为主。局部小异常分布在横岭上附近的山坡上，异常呈不规则状，展布范围约300m×60m，长轴方向呈NE向。峰值41.63（10-9），衬度2.19，变化系数（CV）0.53，平均强度21.89（10-9），面金属量0.0264（m2·%），具Au、As、Sb元素异常组合特征。

As异常，呈不规则面状或不规则带状广泛的分布在白云祠、横岭上及十字坳一带，异常整体规模较大，异常强度较高，浓度分带发育，浓集中心明显，峰值883.12（10-9）。

图3 泮川矿区金矿土壤测量（Au、As、Sb）综合异常图

Sb异常，呈不规则带状分布在白云祠、横岭上及十字坳附近，可构成了一条异常走向呈NE向的异常带。异常带整体规模较小，强度相对较高，具有较明显的浓集中心，浓度分带较发育，峰值502.97（10-9）。

3.6 矿体特征

矿体主要产于泥盆系佘田桥组灰岩及白云岩内的断裂构造中。其产状、形态、规模严格受断裂构造带控制；矿体总体呈似层状、透镜状，沿走向倾向形态变化较大，具有膨胀收缩、尖灭再现等现象。

矿区内圈定4个主要矿体，编号依次为Ⅰ-1、Ⅰ-2、Ⅰ-3、Ⅲ-1号矿体，如图2-1所示。

Ⅰ-1号金锑矿体:控制长度大于Xm，产状260°～343°∠37°～80°，平均厚度大于Xm，厚度稳定；金平均品位大于3×10-6，品位变化稳定；锑平均品位大于6×10-2，品位变化稳定。矿体呈似层状产出，受北东向层间裂隙控制，上下盘围岩局部碎裂岩化，在矿体西段仅为平整光滑的断裂面，呈舒缓波状产出，局部呈“S”型扭曲。矿物主要有黄铁矿、辉锑矿、微细粒金矿及少量黄铜矿。围岩蚀变主要为硅化、白云石化、方解石化、褪色化。

Ⅰ-2金矿体：控制长度大于Xm，产状290°～332°∠72°～85°，平均厚度大于Xm，金平均品位大于3×10-6，矿体呈透镜状产出，受F1断裂构造控制，上盘为围岩为泥盆系灰岩、白云岩，下盘为围岩为冷家群小木坪组板岩。矿物主要为黄铁矿、微细粒金矿，围岩蚀变主要有硅化、绢云母化、绿泥石化、碳酸盐化。

Ⅰ-3金矿体：厚度约Xm，金平均品位大于4×10-6，该矿体呈透镜状产出，受F1断裂构造控制，上盘为围岩为泥盆系灰岩、白云岩，下盘为围岩为冷家群小木坪组板岩。矿物主要为黄铁矿、微细粒金矿，围岩蚀变主要有硅化、绢云母化、绿泥石化、碳酸盐化。

图4 泮川矿区金矿成矿演化模式图

Ⅲ-1号金锑矿体:控制长度大于Xm，产状50°～68°∠68°～85°，平均厚度大于Xm，金平均品位大于3×10-6；锑平均品位大于6×10-2。矿体呈透镜状产出，受北北西向裂隙带控制。矿物主要为黄铁矿、辉锑矿、微细粒金。围岩蚀变为白云石化方解石化、硅化、褪色化。

3.4 矿石质量

矿石中主要的金属矿物有黄铁矿、自然金、辉锑矿、闪锌矿、黝铜矿、方铅矿、赤铁矿等。锑矿物主要是辉锑矿，少量锑华、锑赭石及微量辉锑铅矿、黄锑华等；金矿物为自然金。非金属矿物主要是方解石，其次为白云石、石英，绿泥石等。矿石有价元素为Au、Sb等，可综合利用，其他元素均无利用价值。

辉锑矿主要呈自形-半自形粒状、长柱状、维状，针状、放射集合体状，星散分布或沿岩石微裂隙中分布。或不均匀分散分布或沿岩石微裂隙分布，粒径0.005mm～1.5mm。少量呈互相紧密镶嵌，聚集呈条带、脉状分布，集合体状中辉锑矿呈花岗变晶结构。采用扫描电镜对其进行能谱微区成分分析，辉锑矿的化学成分较为稳定，平均含Sb71.63%，S28.37%，与它的理论化学成分较为接近。

金矿物：矿石中的金主要是自然金，经扫描电镜检测发现自然金成分较纯，含Au 100%，发现自然金与黄铁矿关系紧密，主要呈粒状包裹于黄铁矿中，嵌布粒度主要在1~10微米之间。

4 成矿特征及成矿规律分析

4.1 矿床成因

根据矿床和矿体地质特征，可确定矿床成因类型为中温～低温热液脉状矿床,其特点为：成矿裂隙有明显的剪切裂隙性质；矿石结构复杂，交替结构较发育，伴生中低温矿物多，围岩蚀变类型有白云石化、方解石化、绢云母化、硅化等。

4.2 成矿控制因素分析

矿床的形成受构造，岩浆活动和地层岩性三个因素的控制。

经过对岩石的测定，可以认为矿床近围中元古界冷家溪群小木坪组是成矿的矿源层。其含金量高于地壳丰度的 14～22倍，其含锑量高于地壳丰度的 8～17 倍。矿区内未见岩体出露，但矿区外围见岩脉出露，且矿区西南8km外范围内有板杉铺岩体出露，表明矿区深部可能有隐伏岩体存在。

燕山至喜山构造运动期间由于构造应力作用区内深部隐伏岩体上涌，使上覆地层窿起，浅海沉积地层因下覆地层的窿起倾角由近水平而变得陡峭，沿积地层中胶结薄弱部位因倾角陡峭而产生滑落形成层间裂隙带。此时由岩浆作用及构造应力的双重作用下，活化萃取了近围地层中的成矿物质，形成矿液，矿液通过F1断层运移至层间裂隙带中，在层间裂隙带中及周边次级构造中富集成矿（图4）。