贵州三都排正金矿床成矿元素赋存规律及成矿潜力评价

姜伟，令狐东，宫学智

(贵州省有色金属和核工业地质勘查局地质矿产勘查院，贵阳 550005)

0 引言

三都—丹寨地区是贵州省一个重要的铅、锌、汞、金、锑等多金属成矿带，成矿带内已探明或已发现大型汞矿床2处(宏发厂、四相厂)、中型金矿床1处、小型金矿床2处、小型锑矿床2处，以及多处铅锌、金、锑矿化点[1-4]。前人对该成矿带内铅锌、汞、金及锑矿床研究较多，大致确定了成矿年代为燕山期至燕山晚期，且铅锌、金、锑、汞依次生成[5-6]；基本确定了成矿物质来源于深部含矿岩浆热液沿断裂构造向上运移过程中萃取地层中的含矿物质，其高温岩浆热液提供了运动动力[7-8]；查明了成矿带内矿床多分布于断裂构造带的交汇处，矿体的展布、延伸及形态受构造控制明显，其断裂发育部位成为找矿的有利靶区[9-11]。

相对于成矿带内其他矿床，前人对排正金矿床研究甚少，仅仅勘查了矿床的矿化点分布、矿石类型及蚀变特征，而对于矿石中成矿元素种类及赋存规律、成矿作用并未进行深入探讨。本文将排正金矿床与三都—丹寨成矿带内铅锌、汞、锑等矿床进行类比分析，剖析矿床矿石元素种类及赋存特征，进而推断矿床成矿作用过程及形成机制，以期为圈定矿床成矿有利靶区及进行矿床深部找矿提供依据。

1 区域地质特征

贵州三都—丹寨Hg-Au-Sb成矿带大地构造位于扬子克拉通黔南台陷与华南褶皱带西缘交界处，地层分区位于上扬子地台南部被动边缘褶皱带之都匀滑脱褶皱带东南缘(图1a)。成矿带北起丹寨汞矿，南至三都北部拉峨一带，大体上呈近NNE向带状分布，长约19 km，宽约6 km。受多期构造事件影响，区域成矿带内断裂构造十分发育，以NNE向、近SN向、NW向、NWW向为主，主断裂派生的次级断裂极其发育，断裂延伸数千米至数十千米。

成矿带内Hg、Au、Sb、Pb、Zn等矿床(点)受构造控制明显，多分布在断裂交叉与复合部位，错综复杂的断裂控制了成矿带内矿田及矿集区的分布(图1b)。区域内主要出露的地层为前震旦系、震旦系、寒武系、志留系及泥盆系，其中前震旦系为一套变质岩，震旦系岩性以砂页岩、冰碛砾岩及白云岩为主，寒武系岩性以白云岩、灰岩及碎屑岩为主，泥盆系以碎屑岩及碳酸盐岩为主。区域内未见火成岩出露。

图1 贵州三都—丹寨Hg-Au-Sb成矿带大地构造简图(a)及区域构造简图(b)

2 矿床地质特征

2.1 地层

排正金矿床内地层较发育(图2)，走向大体呈SN向，地层岩性较复杂。矿床内出露地层由老至新依次为新元古界青白口系平略组(Ptxjp)、隆里组(Ptxjl)，岩性以灰色、灰绿色、浅灰绿色粉砂质绢云母板岩、绢云母板岩、凝灰质板岩等低级变质岩为主，大面积分布于矿床的东部；新元古界南华系大塘坡组(Nh2d)、南沱组(Nh3n)，其中大塘坡组岩性以浅灰色、灰色粉砂质黏土岩、泥岩、粉砂岩为主，夹少量黑色碳质页岩，在该矿床中分布极少；南沱组岩性主要为灰绿色、紫红色冰碛砾岩、含砾砂岩，分布于矿床的中部；新元古界震旦系陡山沱组(Z1d)，下部岩性为灰色、灰黄色粉砂质页岩、粉砂岩及白云岩，上部岩性为灰色、黑色泥岩及碳质页岩，分布于矿床的中部；新元古界震旦系—早古生界寒武系留茶坡组(Z—∈lc)，岩性以深灰色、灰黑色硅质岩、黑色碳质页岩为主，较少出露，分布于矿床的西南部；早古生界寒武系九门冲组(∈1jm)、变马冲组(∈1b)、乌训组(∈1w)、都柳江组(∈2d)、杨家湾组(∈3y)，其岩性组合主要为泥岩、页岩、粉砂岩、白云岩、灰岩，夹有少许碳质页岩、泥质粉砂岩、钙质粉砂岩等，其中都柳江组、杨家湾组为本矿床内主要含矿层，分布于矿床的西部，受断层影响地层界线错动明显；第四系(Q)主要分布于沟谷、山坡及地势相对平坦地带，岩性由褐色、灰黄色松散质黏土及亚黏土构成，夹有少量的砾石。

图2 贵州三都排正金矿床地质及取样位置图

2.2 构造

排正金矿床内地质构造复杂，以断裂构造为主，褶皱构造不甚发育。断裂构造以SN向、NNE向、EW向为主，多为舒缓波状的高角度逆冲断层，且规模大小不等。断层在矿床延伸长度2.0～5.0 km，断层倾向65°～335°，倾角较陡为55°～85°，从接触、切穿关系看，EW向断裂形成时间早于SN向、NNE向断裂。

探槽所揭露的断层中，多可见有断层角砾岩，角砾岩呈棱角状、次棱角状，角砾大小不等，其成分多以石英、方解石及砂岩等为主。断层的存在为矿床含矿热液的流动及赋存提供了良好的条件。地球物理及土壤地球化学异常证实，在本矿床内断裂构造中SN向断裂成为重要的成矿及找矿标志。

2.3 矿体及矿石特征

矿床内共发现两处金、铅锌矿化及蚀变点(图2)。其中金矿化点分布于TC01、TC02中，金最高品位0.85×10-6，矿化体呈脉状、透镜状展布，受构造控制，延伸较短，矿化带多见有褐铁矿化及碳酸盐化。铅锌矿化体受断层控制明显，多呈脉状、透镜状，大致呈NNW向，倾角58°～64°，矿体连续性较差，走向上控制最大约100 m，沿倾向控制最大约31 m，铅品位0.48%～16.64%，锌品位7.00%～27.36%。

矿床内金矿化体中金属矿物主要为自然金、黄铁矿、辉锑矿、毒砂、闪锌矿及辰砂等，其中金矿物主要以微粒形式赋存于黄铁矿中，金属矿物主要呈星点状、团块状、颗粒状及脉状，多发生褐铁矿化(图3a, 图3b)；脉石矿物主要为石英(玉髓)、铁白云石、方解石、水云母等。铅锌矿化体中金属矿物主要为方铅矿、闪锌矿、黄铁矿、黄铜矿、毒砂、磁铁矿、赤铁矿、褐铁矿等，金属矿物多呈他形-半自形粒状、星点状、浸染状等(图3c, 图3d)；脉石矿物以方解石、重晶石、石英、白云石、方解石等为主。

图3 三都排正矿床矿石结构构造及矿物组合关系

2.4 围岩蚀变

矿床内围岩蚀变强烈，蚀变种类众多，以硅化、方解石化、白云石化、重晶石化、黄铁矿化、毒砂化、褐铁矿化为主。其中,硅化、黄铁矿化及毒砂化与金、铅、锌成矿关系密切，为矿床内重要的找矿标志之一。

3 分析方法及测试结果

在该矿床内选择探槽TC05、TC06、TC07、TC08进行系统取样，将样品磨碎至200目进行化学分析，测试单位为贵州有色地质化验监测中心。样品测试结果见表1。其中，w(Pb)=5.50×10-6～52.30×10-6，平均为25.48×10-6；w(Zn)=13.80×10-6～245.1×10-6，平均为70.35×10-6；w(As)=1.73×10-6～55.92×10-6，平均为11.10×10-6；w(Hg)=0.04×10-6～0.54×10-6，平均为0.24×10-6；w(Au)=0.68×10-9～7.28×10-9，平均为1.70×10-9；w(Mo)=0.20×10-6～5.75×10-6，平均为1.75×10-6。

表1 贵州三都排正金矿床成矿元素分析结果

4 讨论

三都—丹寨成矿带中已发现多处汞、金、锑及铅锌矿床(点)，前人对成矿带内矿床的成矿时代、成矿物质来源、成矿作用、成矿环境及矿石微量元素地球化学特征进行了研究[4-6,8,12]。通过对成矿带中段交犁—拉峨汞矿床中热液方解石脉进行Sm-Nd同位素测年，获得等时线年龄为129 Ma±20 Ma，该年龄与成矿带北段宏发厂、排庭及羊勇金矿石中Rb-Sr及石英单矿物ESR年龄在误差范围内是一致的，结合断裂构造特征及形成时代，从而确定成矿带成矿年代为燕山晚期[5,12-14]。综合对成矿带内硫、铅、碳、氧同位素分析，认为成矿带内多金属成矿物质多来自于深部热液含矿岩浆沿断裂构造上移，与此同时萃取地层中成矿物质，且在浅部成矿时混有大气降水的参与[4,6-7,15-16]。通过与老东寨铅锌矿床的对比分析，矿石的稀土元素、微量元素与赋矿围岩的变化趋势具有一致性，存在铈负异常及铕正负异常，表明铅锌矿形成于由氧化环境转变为还原环境下[3,8,17]。

排正金矿床位于成矿带中南部，毗邻苗龙金矿床，其矿床内断裂构造极其发育，南北向或近南北向断裂与东西向断裂结合处为矿床内重点异常区。对矿床TC05、TC06、TC07、TC08进行系统取样并进行化学测试分析，样品分析结果显示矿床内Pb、Zn、As、Hg、Au、Mo成矿元素平均含量分别为25.48×10-6、70.35×10-6、11.10×10-6、0.24×10-6、1.70×10-9、1.75×10-6，均高于地壳克拉克值，表明矿床杨家湾组、都柳江组及乌训组为赋矿地层。对排正金矿床成矿元素之间进行相关性分析，可得出成矿元素Au与As、Pb+Zn、Hg元素为正相关性，而Au与Mo元素相关性不强(图4a, 图4b, 图4c, 图4h)；Hg与As、Pb+Zn、Mo元素具有较强的正相关性(图4d, 图4e, 图4i)；Pb+Zn、Mo与As均具有正相关性(图4f, 图4g)。

图4 三都排正金矿床成矿元素关系图

排正金矿床内矿石矿物主要为自然金、黄铁矿、辉锑矿、毒砂、方铅矿、闪锌矿、辰砂、磁铁矿、赤铁矿、辉钼矿及黄铜矿等。通过对成矿带其他矿床成因分析，认为其成矿物质来源于深部含矿岩浆热液上移过程中萃取地层中成矿物质，通过对排正金矿床成矿元素之间相互关系的分析，认为在成矿流体中As元素起着至关重要的作用，可为成矿元素的活化剂。与苗龙金矿床进行对比分析，可知排正金矿床载金矿物主要为毒砂及黄铁矿[18-19]，且矿床为含金、汞、铅锌等多金属矿床，应加大对多金属元素的综合评价。

综合上述分析，认为排正金矿床为一处以Au、Pb、Zn金属元素为主的多金属矿床。其矿床形成演化机制大致为：深部高温含矿热液流体在构造运动作用下，沿断裂构造向上运移，热液上移过程中萃取古老杨家湾组、都柳江组、乌训组中的成矿元素，由As离子活化作用在适宜的环境下富集成矿。

5 结论

(1)排正金矿床矿石中Au与As、Pb+Zn、Hg元素为正相关性，As与Hg、Pb+Zn、Mo均为正相关性，表明矿床中毒砂为主要的载金矿物。

(2)排正金矿床形成于深部含矿岩浆热液在上移过程中萃取矿床中杨家湾组、都柳江组、乌训组地层中的成矿元素，在As离子活化作用下，在适宜的环境下富集成矿。

(3)排正金矿床为一处以Au、Pb、Zn金属元素为主的多金属矿床，应加大对伴生Hg、Mo等金属元素的含矿性评价。