金矿矿化特征及成因范文

《化工矿产地质杂志》2014年第二期

1区域及矿区地质特征

1.1矿区构造①老湾韧性剪切带该剪切带呈北西向展布．包括了通常称的松扒断裂及老湾断裂。东西分别被吴城及南阳断陷掩盖，该区出露长30余km，宽1.5km左右。呈一狭长带状，该韧性剪切带构成了老湾金矿带。过南阳断陷向西，对应于商-丹断裂或称丹凤韧性剪切带，是秦岭群青刘岭群（相当于龟山组）的分隔面；向东过吴城断陷与大别地区的龟-梅断裂对应。龟-梅断裂斜切北侧不同地层单元。②桐柏-商城断裂为矿区南边界，该断裂带呈北西向展布，东西延长千公里以上。主体向北倾斜。沿断带为一套千糜级糜棱岩。具深层次塑性变形特征，晚期有明显的脆性构造迭加，成为宽达数百m的破碎糜棱岩带，根据重力资料解释，该断层向北西倾斜。上部为冲断层性质，下部则表现为正断层特征。

1.2矿区岩浆岩区内出露岩浆岩主要有：（1）加里东期基性岩浆岩主要分布在老湾韧性剪切带内及老湾花岗岩体以南。形成北西向的基性岩带。（2）印支期石英钠长斑岩脉状，岩墙状产出，零星分布。（3）燕山期黑云母花岗岩形成区域级岩体，沿主要构造带分布。燕山期花岗斑岩及煌斑岩等呈脉及岩墙状在区内广泛分布。另外局部可见石英钠长斑岩、花岗斑岩、花岗伟晶岩、石英脉等，多追踪构造裂隙贯入，尚须提及，在老湾花岗岩体边部发育有爆发角砾岩，宽几米至十数米。总之，本区岩浆活动甚为强烈，早期的为岩浆喷发（由基性到酸性），后期的为岩浆多次侵入（由酸性到碱性）活动。加之区域变质作用，使本区地层-岩石发生了深刻改造。

1.3矿区变形变质作用在东西长20余km，南北宽近2km的老湾金矿带中，岩石组合颇为复杂。是以基性岩浆岩为主，有变质岩块体，酸性岩浆岩体和脉岩等，组成的构造杂岩带，基性岩浆岩约占二分之一强，变质岩呈不同形态和规模的残体，残片或捕虏体产出。这种岩石组合及分布特征，已不具地层意义，它是成岩时代不同，多期变形变质不同形态和规模的岩块、岩片拼贴堆置的构造岩浆岩变形变质带。根据变形变质特征不同。把韧性剪切带划分为4个高应变带和两个变质岩片（图2）。（1）高应变带：①RF1高应变带，展布在韧性剪切带北侧，秦岭群为其南部界面，横贯全区。②RF2高应变带，以松扒花岗斑岩脉为北界所组成的宽度20～60m北西向叶理带。上述两高应变带，由松扒村南向东合为一个高应变带。③RF3高应交带，即老湾花岗岩体侵位带。前期高应变带被花岗岩体侵位，后期将花岗岩自南向北推覆。④RF4高应变带。分布在Ⅱ岩片内菱形变质块体二云母石英片岩发育部位，与成矿有着密切关系。（2）变质岩片：①I岩片，分布在RF1与RF2之间，因RF1与RF2时分时合，实际上是这个高应变带中的透镜状或板片状强变形变质块体。②Ⅱ岩片。分布在RF2与RF3之间是晚期韧性及脆性叠加变形较强部位，是老湾金矿化带的主要范围。根据变形变质强度，又分为北、南Ⅱ-1、Ⅱ-3两个弱变形域和中部Ⅱ-2强变形域三个亚单元。（3）区内变质岩主要为龟山组的各类动力变质岩。①白云质大理岩：呈薄层状条片、透镜状块体产出。其走向288～310°，主体向北东倾斜。倾角一般70°±，部分呈石香肠化薄层或板片。塑性变形很强。成为钙质糜棱岩者，碎基含量70%±，碎斑合量30%土，无论碎斑或碎基均定向排列形成纹理构造或称流状构造；碎基发生重结晶成为新颗粒。新颗粒d为0.1～0.2mm它形粒状．粒度均匀。碎斑为较粗方解石集合体。②二云石英片岩：根据产出的构造部位不同，还可分出自云石英片岩、绢云石英片岩、石英云母片岩等数种。但仍以二云石英片岩为主。以层状、似层状、扳片状、透镜状的构造堆置体产出。其特征为含有大量而不均匀的斜长石、球形、透镜状残斑和云母鱼。根据变形特征。划分出弱、中、强三级，即二云石英初糜棱岩，二云石英糜棱岩、二云石英千糜岩三种。

2金矿床特征及类型

老湾金矿化主要以两种形式出现，一是脉状硅化带，一是黄铁绢英岩化碎裂岩。前者多为富矿体，后者规模大。此外，老湾花岗岩边部爆发角砾岩带和金盆娃斜长花岗岩蚀变壳，均有不同程度的矿化。

2.1硅化脉型金矿

含金硅化脉分布广泛，每平方公里平均15条，而在矿化集中区每平方公里可多达36条，矿脉规模一般较小，单个脉体通常宽0.1～1.0m，长数米至数十米，部分由多个单脉组成的脉群（“复脉带”）断续长可达百米以上（图3）。矿脉主要产于老湾断裂以北500m范围内的斜长角闪片岩及二云石英片岩中，而且大多数位于两种岩石的接触带或其附近。矿脉多斜切岩层走向，但大凡远离接触带时含金品位则降低，逐渐为硅化脉（带）代替。同时，斜长角闪片岩中的矿脉比白云石英片岩中的矿脉，含金品位要富，规模要大；远离老湾断裂（花岗岩北侧）的矿脉含金富，断裂附近的矿脉贫金而相对铅银增高。另外，位于张扭性裂隙和压扭性旋卷构造中的矿脉比在压扭裂隙中的矿脉含金要富。全区含金硅化脉，以其产状可分三组，即：①走向265～285°，主要分布在老湾断裂附近，基本上与老湾断裂平行，规模小，贫矿体；②走向290～310°，最为发育，占全区矿脉总数的70%，呈右型雁行斜列，单体脉体与脉群走向交角为10～20°，矿脉形态不规则。③走向45～65°，零星分布，脉壁较整齐，规模较小，贫硫化物。硅化脉型金矿在不同的富集地段也具有不同成因和成矿方式，据此又可分为韧性应变叠加脆性构造控制的似层状矿体（以下简称“似层状”）和脆性构造控制的脉状矿体（以下简称“脉状”）两种类型。似层状金矿为顺构造层矿化，矿体以似层状产出，随岩层变化而变化，主要赋矿围岩为二云石英片岩（糜棱岩、千糜岩），是韧性剪切带内的主要类型，占90%的工业储量。脉状金矿呈脉状产出，受脆性破裂面控制。这种类型的金矿目前尚未找到规模大的矿床，但有工业矿体产出，具有一定的工业意义。从剖面图上看，一般脉状金矿在似层状金矿的上部，似层状金矿金为隐伏矿体。

2.2黄铁绢英岩化碎裂岩型金矿

含金黄铁绢英岩化，主要分布在老湾断裂北100~500m间的碎裂岩中。由于老湾断裂多次活动，使斜长角闪片岩和白云石英片岩遭到破碎和变质，成为一套复杂的蚀变岩石。而构成金矿体者主要是黄铁绢英岩化和部分的次生石英岩化。蚀变矿物有石英、绢云母、黄铁矿、钠长石、绿泥石、绿帘石、碳酸盐、粘土矿物及黄钾铁矾等等。矿体产状与围岩一致，而且与围岩界线不清，呈渐变过渡关系。当次行石英岩化强时，往往又与含金硅化脉界线不清。

3金矿石特征

3.1矿石类型

按金的赋存岩性，可分为如下几种矿石类型：蜂窝状褐铁矿-石英类型；块状黄铁矿-石英类型；蚀变碎裂片岩类型；蚀变斜长花岗（斑）岩类型。此外还有蚀变爆发角砾岩类型。这几种类型矿石，无论从宏观上，抑或多微观上，均易识别，如蜂窝状褐铁矿-石英类型矿石，呈脉状，透镜状产出，褐色、褐红色、棕黑色，蜂窝状，多空隙。主要是由褐铁矿和石英组成。含金极富，一般达几十至几百克/吨。在这种矿体延深约距地表20～30m后，多渐变为原生矿石，即块状黄铁矿-石英类型，灰白色，致密坚硬，主要由黄铁矿、石英、绢云母组成，还有不均匀的方铅矿、闪锌矿、黄铜矿、斜方砷钴矿、辉锑银矿、自然金等。蚀变斜长花岗岩和爆发角砾岩类型矿石，与酸性侵入体关系密切，极易寻找。金盆娃斜长花岗岩（常称花岗斑岩）体呈长13km，宽几米至几十米的脉状充填于松扒断裂带内。因后期遭受挤压，破碎而且强烈黄铁绢英岩化，常在岩体边部形成蚀变壳（常称硅化壳），其中金、银、铅、锌等得以富集，构成矿石。矿石中金的品位变动范围在1～13g/t，这是一般中酸性斑岩型Au-Cu矿床中所少有的（表2）。爆发角砾岩，位于海西期老湾花岗岩边部，砾石成分复杂，但以花岗岩块为主，角砾大小不一，一般多在2～30cm之间，角砾之间充填有岩屑、岩粉、热液产物。

3.2围岩蚀变

由于金的矿化与变质分异和结晶分异有关，所以围岩蚀变期次和蚀变类型就显得复杂，即区域变质与热液蚀变，多次相互叠加。与金矿化密切相关的蚀变计有硅化、绢云母化、黄铁矿化、褐铁矿化、绿泥石化、碳酸盐化、黄钾铁矾化；此外还有普遍的电气石化、绿帘石化、钠长石化、白云母（黑云母）化等，其中有些蚀变矿物是同时相伴出现的，从而形成特定的组合，如黄铁矿+绢云母+石英，即黄铁绢英岩化（与金矿化关系最为密切）；绢云母+石英，即绢英岩化；玉髓状石英+石英（+钠长石），即次生石英岩化；绿泥石+绿帘石+钠长石+石英（+萤石+金红石）即绿盘岩化等。

3.3金的赋存形式

本区金的形成期次有三：早期金位于石英脉形成初期的大晶粒黄铁矿中，呈乳滴状，形态较规则；偶或位于粗晶石英内，金色黄白，含银较高（30%～50%），应属银金矿。中期金，是老湾矿床的主要成矿期产物，主要分布于黄铁矿或早期石英的裂隙中，与细粒的石英或玉髓状石英、斑杂状黄铁矿和显晶鳞片状绢云母等密切伴生，金粒细小，形态较复杂，多呈网脉状，阶状细脉，亦有呈不规则粒状位于石英或黄铁矿中。与该期金共生的金属矿物有黄铜矿、闪锌矿、方铅矿、自然银、辉锑银矿与斜方砷钴矿，以及锡石、金红石、褐帘石等。矿石中由于银金分离，金中含银较少，金的成色较高，属含银自然金之列。晚期金，是老湾金矿中最富的金矿石，是目前的主要开采对象，金主要位于褐铁矿或黄钾铁矾中，形态复杂，主要为树枝状、网脉状、丝状、片状、薄膜状、它形粒状。单个金粒多在0.07mm以下，最小的粒度仅达0.001mm左右，但有时金丝长度可达成2.0mm，甚至可以见到断续金丝达5～6mm。自然金的成色可达900～950，这可能是由于原生金在氧化环境中自身净化的结果，因为在褐铁矿内有相当数量的自然银独立存在。老湾矿区虽能经常见到三期金矿化，但只见到两期银矿化，说明早期金矿化时温度较高，使Au-Ag处于混融状态。

4成因分析

老湾金矿产于庙对门向斜北翼龟山组变质细碧角斑岩建造中，强裂受构造变质作用控制。龟山组普遍含金，二云石英片岩（石英角斑岩）含Au0.08╳10-6，Ag2.14╳10-6；斜长角闪片岩（细碧岩）含Au0.08╳10-6，Ag2.2╳10-6。在老湾矿区，由于构造-变质作用，白云石英片岩平均含Au升高为0.38g/t，特别是近矿围岩平均含Au2.62g/t（其中最高的可达15.04g/t）。而松扒断裂以北的大河组大理岩仅含Au0.1g/t。值得注意的是，老湾花岗岩及其相关的脉岩，基本上不含Au，Ag（表3），只有当其遭到蚀变或产于片岩中时才含一定数量的金。关于含金硅化脉-石英脉，其含矿性也是极其复杂的，因为，它们之中的成因来源是不同的（表4）。据观测，石英脉产状有：由岩浆期后热液形成的石英脉，产于花岗岩体收缩裂隙内，有时岩体边部的石英脉可贯入围岩，色洁白，中粗粒，脉壁围岩无蚀变现象。这种类型石英脉不含金。矿区北部沿松扒断裂，有几条巨石英脉，厚1～4m，长几百米，色洁白，偶有硫化物（粗晶黄铁矿、方铅矿、黄铜矿、闪锌矿等）。由于侵入片岩，含金平均为0.164g/t。与中酸性斑岩和爆发角砾岩有成因联系的石英脉，较第一类石英脉发育。一般为中粒，色灰白，规模不大，厚几厘米至几十厘米，长十几米至几十米，多充填于扭张裂隙内，并常与伟晶岩脉、细晶岩脉、钠长斑岩脉、花岗斑岩脉、长英岩脉等伴生，有相互穿插。含金品位一般较低，多在0.02～0.92g/t，少数可达11.36g/t。与自然金共生的金属矿物有方铅矿、闪锌矿、黄铜矿、辉锑银矿、斜方砷钴矿、锡石等。

变质分异石英脉（带），在整个矿区广泛发育，成群、成带、成段分布。单个脉体规模较小，细脉状、网脉状、透镜状，分枝复合，时断时续，收缩膨胀。脉体大小悬殊，大者长几至百余米，宽1~20cm；小的仅能在显微镜下看到。这种石英脉主要出现于二云石英片岩内或斜长角闪片岩与二云石英片岩接触部位，而出现于斜长角闪片岩中的石英脉较少，但一般含矿性较好。这是由于，当龟山组岩层遭受构造-变质作用时，富含SiO2的二云石英片岩就容易分泌出氧化硅溶体，并同时发生自交代，形成新的矿物-石英、绢云母、钠长石、方解石-组合，石英常构成雏脉、网脉、细脉，以后再逐渐增大，归并，形成大脉。石英细脉常环绕长石斑晶分布，或被长石斑晶阻隔。而斜长角闪片岩贫硅多铁镁（表1），故在变质分异过程中就不可能分泌出大量的硅胶溶体，因些与变质分异石岩脉并存的矿物组合是纤闪石、绿泥石、绿帘石、方解石、黄铁矿、金红石等。由变质分异作用形成的石英脉，在其形成过程中，富含S、Cl、H2O、F等挥发份和Au、Pb、Zn、As等金属元素的龟山组地层亦将这些组份激发活化，FeCl3、Fe2(SO4)3……易与金形成络合物，进行由高压带向减压带迁移（扩散）、聚集，最终形成含金石英脉（带），这些脉内常包裹有大量的围岩角砾，并发生交代作用（渗透），从而使得脉体与围岩界线不清，逐渐过度，构成宽大的“硅化带”。

含金络合物与硅胶溶体在运移聚集到减压区时，不可避免地与围岩和地下水发生反应，络合物分解，形成自然金、石英、黄铁矿等。一部分集中成脉，一部分存留于近脉围岩，并引起围岩蚀变。这种蚀变围岩的宽度一般比脉体大10倍，甚至更多。因此形成了两种金种石，即含金石英脉和含金蚀变碎裂岩。如前所述，本矿区的岩浆热液活动构造变质作用是多期多次发生的，金的激发活化也是多期多次的。早期石英脉经构造破碎后，又经晚期玉髓状石英为主的次生交代，使金得以更加富集。目前，对老湾矿区的主要开采对象的蜂窝状褐铁矿化石英脉和黄钾铁矾化褐铁矿化角砾状石英脉，其中金的品位比原生矿石高几倍至几十倍。这是金的次生富集结果。老湾金矿床的氧化矿石特征是，次生金与主要表生矿物-褐铁矿、黄钾铁矾、玉髓及玉髓状石英、粘土-共生，而且金在表生褐铁矿或黄钾铁矾的薄膜中呈显微状它形晶体，或者与在蜂窝状褐铁矿中呈隔膜状的玉髓共生，有时次生金呈丝线状贯入表生矿物裂隙中。值得提及的是，在氧化矿体上部自然金可与自然银共生，而在氧化带下部的自然金中常含有较多的Ag、Fe、Cu等混合物。

十分明显，氧化矿石中的褐铁矿、黄钾铁矾，还形成大量H2SO4、HCl等酸，这些酸又对硫化物中解离出来的自然金、石英以及表生矿物进行溶解，形成新的次生矿物和Fe2(SO4)3、FeCl3等络阴离子及硅胶溶体。这些络阴离子，同金生成络合物，并在硅胶保护下进行渗透性向下运移。在这种情况下，银与金具同步性，或多或少超过金。在氧化带下部，发生络合物分解，形成自然金、自然银、玉髓、玉髓状石英、黄钾铁矾等最终主物。当氧化带上部继续遭受表生作用，风化剥蚀，又开始进行第二次次生富集过程。在长期的地质作用过程中，自然金发生过多次次生富集，从而使金在蜂窝状褐铁矿石英块体带富集度比原生矿石中金品位高几倍以致几十倍。这大概就是老湾金矿的形成过程，概括地说，老湾金矿的成矿模式，就是潜金的龟山组在构造-变质作用下，由于岩浆分异和变质分异，使金得以富集成矿。原生矿体在氧化条件下硫化物分解，使金再次富集。

5结论

5.1成矿规律

通过对老湾金矿带上成矿条件、矿化特征的分析研究，可以发现矿带具备如下成矿规律：

5.1.1脉状矿体与似层状矿体分布规律脉状矿体与似层状矿体往往形成共生组合的分布形式，这种组合在空间分布上具有明显的规律性，即，脉状矿体在上似层状矿体在下。这反映了剪切带韧脆性域成矿的特点。

5.1.2矿体总体形态分布规律矿床勘查资料显示，在老湾矿带内矿体的延深长度往往大于走向长度，特别是似层状矿体的表现更为明显，延深长度多为走向长度的三倍以上，矿体常呈长轴向下的不规则带状体分布。这种现象是成矿期储矿构造走向褶皱虚脱部位控矿造成的结果。

5.1.3主要矿石类型的分布规律区内矿石大致分为力量种类型，即石英脉型和蚀变岩型，石英脉型矿石绝大多数分布在脉状矿体内，构成脉状矿体矿石的主体；蚀变岩型矿石基本上都分布在似层状矿体内，构成似层状矿体中矿石的主体。主要类型矿石只所以具有这种分布规律，是因为脉状矿体基本形成于剪切带的脆性域，这里脆性断裂空间集中，成矿物质充填后少有岩屑混入，因此就形成了较纯的脉石英型矿石；而剪切带的脆韧性域里构造裂隙小而弥散，矿质充填后，只能形成蚀变岩型矿石。

5.2找矿标志

老湾金矿床属韧性剪切带型金矿床类型，在韧性剪切带中形成金矿化带。韧性剪切带岩石组合是以基性岩浆岩为主体的构造杂岩带，富含长英质的龟山组二云石英片岩是主要矿床的赋矿围岩；具有多期岩浆岩侵位，早期为基性岩，晚期为中、酸性斑岩脉与较大的老湾花岗岩体，而主要矿床赋存在老湾花岗岩体北侧。这一构造、岩石及岩浆岩条件构成了成矿的前提，是寻找该类型矿床的总标志。控制金矿床的具体标志为以下几个方面：

5.2.1赋矿岩石标志二云石英片岩为顺层矿化似层状矿体的主要赋矿岩石，与角闪质岩石呈互层状多层次产出部位是金有利富集的地段。角闪质岩石往往起到“隔挡层”的作用，金矿体则赋存在这两种岩石的接触带或一侧的二云石英片岩中，赋矿的二云石英片岩不宜过狭，也不宜过厚。脉状矿体的主要赋矿岩石是角闪质岩石，少部分为二云石英片岩。具工业意义的脉状矿体，在与二云石英片岩呈互层多层次产出的较厚层角闪岩石内。

5.2.2构造标志由多种岩层组成的菱形块体偏中部带，在右型走滑剪切变形阶段，虽然总体受应力作用较弱，但其内的剪切带是控制矿床产出的有利部位。

5.2.3岩浆岩中生代中酸性侵入岩，中、酸性斑岩脉与较大的老湾花岗岩体，主要是老湾花岗岩体，其外侧100～700m范围内是成矿有利部位。

5.2.4蚀变标志在应变带叠加强烈的蚀变，主要为硅化、绢云母化、黄铁矿化及绿泥石化。虽然这个带不易明显的划分边界，但宏观可辨强硅化、强绢云母化。暗色矿物被绿泥石、绢云母交代，片状矿物进一步增加，很难见到黑云母。风化后地表往往显示褚红色，即通常称的“红化”，这是黄铁矿风化后的产物。

5.3老湾金矿的特点

老湾金矿是韧性剪切带内成矿的典型矿床，研究表明韧性剪切带金矿床具有上“脉”下“层”的矿体共生组合特点。一个大规模剪切带的存在是沟通地壳浅层与深层的通道，而剪切带中的韧-脆性域是载矿热液在沿剪切带自下而上运移过程中影响热液稳定性的地球物理障和地球化学障。因为在韧-脆性域以下是剪切带的韧性域，在韧性域的环境里，温度较高，构造面弥散，通道不畅，压力较大，温压条件相对较稳定，载矿热液能够保持自身理化指标的平衡，因此得以稳定向上运移；在韧-脆性域以上是剪切带的脆性域，在脆性域的环境里，温度较低，构造通道开放，压力较小，温压条件较韧性环境差异明显。载矿热液在通过韧-脆性域时会因温度降低而减小热液的载矿活性，会因压力降低而导致载矿热液沸腾，造成载金络合物因化学失衡而分解，从而使矿质沉淀富集成矿。因此说剪切带中的韧-脆性域是控制成矿的关键部位。所谓的上“脉”下“层”（图4）是指在老湾矿带上，不管矿体的形态如何，其上部往往是以石英脉型矿石的形式产出，自上而下逐渐变化，到矿体下部变为似层状的蚀变岩型矿体。矿体这种共生组合形式的出现，实际上是剪切带韧-脆性域成矿的客观反映。因为，剪切带内的韧-脆性域实际上是岩石脆性形变和韧性形变的转换带，这个转换带的上部是脆性域，岩石形变主要表现为断裂和破碎，形成集中的裂隙空间，矿质充填以后因少有岩屑混入，故形成脉状矿石；而在转换代的下部是韧性域，因这里岩石的刚性不足，在剪切作用下，常形成弥散分布的小裂隙，矿质充填后，因有大量的原岩成分存在，只能形成蚀变岩型矿石。脆性构造面参差不齐形成的空间宽窄不一，故形成脉状的矿体；蚀变岩型矿石一般还能保留原来糜棱岩的结构，故矿体常为层状。因为剪切带内成矿多在韧脆性域附近，所以上“脉”下“层”是剪切带成矿的一大特点。

作者：丁莉王桂香单位：河南省岩石矿物测试中心中化地质矿山总局河南地质勘查院