吳 俊

(湖南省地質(zhì)礦產(chǎn)勘查開發(fā)局四○二隊(duì)，湖南 長沙 410004)

江東金礦位于平江縣萬古超大型金礦床的東部，東鄰長沙—平江深大斷裂(下稱“長平斷裂”)邊緣，礦區(qū)東北部均被白堊系“紅層”覆蓋，以往有學(xué)者認(rèn)為：該區(qū)靠近長平斷裂邊緣，基底地層剝蝕強(qiáng)烈，深部沒有金礦體。筆者于2015～2018年承擔(dān)了該礦區(qū)邊深部詳查工作，發(fā)現(xiàn)金礦體在蓋層“紅層”之下仍有延伸，且規(guī)模較大。本文結(jié)合詳查最新成果，對(duì)江東金礦的地質(zhì)特征進(jìn)行總結(jié)，并探討了今后找礦方向。

1 區(qū)域地質(zhì)概況

江東金礦地處湘東北，位于揚(yáng)子板塊與華夏地塊交接轉(zhuǎn)換地帶—江南古陸中段，帶內(nèi)中生代以來構(gòu)造及巖漿作用非常強(qiáng)烈，導(dǎo)致了大規(guī)模的金、銅、鈷多金屬成礦作用。

區(qū)域內(nèi)出露地層有中元古界薊縣系、中生界白堊系及新生界第四系(圖1)，中元古界是本區(qū)基底地層，也是本區(qū)金礦的主要賦礦層位。

區(qū)域總體構(gòu)造線走向?yàn)楸睎|向，構(gòu)造格架為“二隆三盆”(圖1)，構(gòu)成隆起帶的中元古界總體呈一近東西或北西(西)向的復(fù)式緊閉褶皺，其中發(fā)育三條近東西向的韌性剪切帶，這三條韌性剪切帶發(fā)育于武陵至雪峰期，定型于加里東期，與本區(qū)北東向深大斷裂聯(lián)合控制了區(qū)內(nèi)金礦床的產(chǎn)出，韌性剪切帶為金成礦提供了擴(kuò)容空間，這些容礦空間主要為層間滑脫帶、層間破碎帶、向(背)斜虛脫帶以及褶皺形成過程伴生的斷裂帶，而深大斷裂則為金成礦提供了熱液運(yùn)移通道。

圖1 湘東北地區(qū)區(qū)域地質(zhì)簡(jiǎn)圖

區(qū)內(nèi)巖漿活動(dòng)強(qiáng)烈，武陵期至燕山期均有活動(dòng)，以燕山期最為強(qiáng)烈，主要巖體有望湘、幕阜山、金井、連云山等陸殼改造型花崗巖巖基。金礦床主要集中在望湘—金井巖體外圍及連云山巖體—黃金洞一帶(圖1)。

2 礦區(qū)地質(zhì)特征

礦區(qū)出露地層為中元古界薊縣系坪原組、和白堊系戴家坪組，次為第四系。薊縣系為本區(qū)基底地層，為一套具復(fù)理石建造的淺海-半深海相陸源碎屑濁流沉積，夾少量火山碎屑，巖性主要為淺變質(zhì)板巖、砂質(zhì)板巖、凝灰質(zhì)板巖及變質(zhì)砂巖。白堊系“紅層”主要為一套陸源碎屑沉積的礫砂、砂巖，蓋于薊縣系基底之上。

礦區(qū)褶皺不發(fā)育，構(gòu)造以斷裂為主，主要有北西西向和北東向兩組，其中北西西向斷裂發(fā)育較早，與金成礦關(guān)系密切，為本區(qū)主要容礦構(gòu)造；北東向斷裂為成礦期后構(gòu)造，對(duì)早期礦體有一定破壞。

區(qū)內(nèi)地表及深部(1 500 m深度)尚未發(fā)現(xiàn)巖漿巖侵入體，但在礦區(qū)西南部12 km處有金井燕山早期殼源型二云母花崗巖出露。

3 礦床地質(zhì)特征

3.1 礦脈特征

區(qū)內(nèi)發(fā)現(xiàn)金礦脈帶4條，大致平行等距分布，均產(chǎn)于坪原組地層中的北西西向?qū)娱g破碎帶中，傾向北北東，傾角50°～70°，長450～1 500 m，厚0.40～25.63 m，尤以14號(hào)脈規(guī)模最大。金礦脈東部淺部己剝蝕，深部在“紅層”蓋層下仍然延伸穩(wěn)定，鉆孔ZK2003于558.50 m處打穿“紅層”，558.50～561.30 m處為古風(fēng)化殼，于561.30～586.51 m處控制到14號(hào)金礦脈，礦脈帶上部0～1.6 m處具風(fēng)化退色特征，表明其形成時(shí)代早于“紅層”。

3.2 礦體特征

礦區(qū)發(fā)現(xiàn)24個(gè)礦體，產(chǎn)于14號(hào)脈的14號(hào)礦體規(guī)模最大，單礦體累計(jì)探獲金資源量達(dá)23.04 t，其中本次新增17.65 t。14號(hào)礦體全長1 500 m，斜長1 262 m，最低控制標(biāo)高-1 068 m。礦體呈脈狀、似層狀，沿構(gòu)造充填，整體順層，局部存在分枝復(fù)合現(xiàn)象。主要由含金蝕變破碎粉砂質(zhì)板巖，含金構(gòu)造角礫巖及含金石英脈組成，礦體沿走向及傾向厚度、品位均很穩(wěn)定，且均未封邊。

3.3 礦石特征

本區(qū)礦石結(jié)構(gòu)主要有角礫狀結(jié)構(gòu)、碎裂結(jié)構(gòu)、鑲嵌結(jié)構(gòu)和顯微鱗片變晶結(jié)構(gòu)，礦石構(gòu)造主要為塊狀構(gòu)造、角礫狀構(gòu)造和板狀或條帶狀構(gòu)造。礦石化學(xué)成分主要有：二氧化硅、三氧化二鋁、三氧化二鐵、氧化亞鐵、二氧化鈦、氧化鉀、氧化鈉、氧化鎂、氧化鈣、五氧化二磷及金、砷、硫、銅、鉛、鋅、銻、三氧化鎢、銀等。脈石礦物以石英為主(占40×10-2左右)，次為長石、云母與綠泥石(約占30×10-2)及粘土礦物(占2×10-2左右)。金屬礦物為硫化礦物，如毒砂、黃鐵礦、方鉛礦、鐵閃鋅礦、輝銻礦、白鎢礦、黑鎢礦等，從共生關(guān)系來看，他們與金礦化關(guān)系密切，一般該類礦物富集時(shí)，金品位也相對(duì)較高。根據(jù)物相分析結(jié)果，14號(hào)礦體毒砂含金為3.92 g/t,占礦石中含金量比例的80.66%，黃鐵礦含金為0.43 g/t,占礦石中含金量比例的8.85%，表明毒砂為本區(qū)主要的載金礦物，黃鐵礦為重要載金礦物。

礦石類型主要有含金蝕變破碎板巖型、含金構(gòu)造角礫巖型、含金石英脈型，三種類型礦石混合出現(xiàn)，沒有明顯的分帶性，但根據(jù)淺部與深部礦石對(duì)比可以發(fā)現(xiàn)，深部礦石的石英脈含量及角礫含量比淺部有降低趨勢(shì)，逐漸以含金蝕變破碎板巖型為主，推測(cè)再往深部可能過渡為蝕變巖性-韌性剪切帶型。

3.4 圍巖蝕變

礦區(qū)圍蝕變強(qiáng)烈，主要為裂隙式熱液蝕變類型，分布于礦脈帶及兩側(cè)，有硅化、碳酸鹽化、絹云母化、毒砂、黃鐵礦化等，并伴有鎢礦化、輝銻礦化及微弱的閃鋅礦化、黃銅礦化、輝銅礦化及方鉛礦化等。江東金礦圍巖與萬古礦區(qū)其他礦段相比，還具有獨(dú)特的蝕變特征-退色蝕變，在14號(hào)礦脈的頂板或底板附近發(fā)育有一層寬10～200 m不等的退色蝕變帶，帶內(nèi)巖石普遍退色成灰綠色，礦物重結(jié)晶現(xiàn)象明顯，巖性主要為砂質(zhì)、粉砂質(zhì)板巖，并且節(jié)理裂隙發(fā)育，其間見有硫化物或石英細(xì)脈充填，局部地段采樣金品位可達(dá)工業(yè)品位。筆者認(rèn)為江東金礦14號(hào)礦體規(guī)模如此之大，與該蝕變帶關(guān)系密切，帶內(nèi)的砂質(zhì)、粉砂質(zhì)板巖脆性較強(qiáng)，在剪切變形的過程中，易發(fā)生礦物晶體破裂，導(dǎo)致巖石孔隙變大，滲透率提高，為含礦熱液運(yùn)移提供良好的通道，易于形成大規(guī)模礦體。

4 礦床成因

江東金礦位于萬古金礦床的東段，礦體主要受構(gòu)造控制關(guān)于其成因眾多學(xué)者進(jìn)行過研究，主流觀點(diǎn)有兩種，一種認(rèn)為是沉積-(變質(zhì))改造型，即中元古界地層在沉積過程中完成了金的初始富集，中生代大規(guī)模的流體運(yùn)移使地層中的易釋放金活化、遷移，并富集成礦；另一種認(rèn)為，成礦元素主要來源于中生代巖漿侵位而導(dǎo)致的巖漿熱液，部分成礦物質(zhì)來源于地殼深部和/或地幔，進(jìn)而結(jié)合中生代區(qū)域地質(zhì)構(gòu)造演化特點(diǎn)，認(rèn)為本區(qū)金礦床為“陸內(nèi)活化”型礦床。

最新研究表明萬古金礦床礦石硫同位素δ34S值分布于-11.6‰～-8.0‰之間，明顯低于湘東北七寶山斑巖型銅多金屬礦床δ34S值13.1‰～24.0‰，表明地冷家溪群地層在成礦過程中提供了物質(zhì)來源；氫氧同位素分析結(jié)果顯示，萬古金礦含礦石英脈δD值分布于-54‰～-95‰之間，δ18O值分布于2.4‰～12.9‰之間，表明成礦流體主要由變質(zhì)水組成，有部分巖漿水混入；氦-氬同位素分析結(jié)果顯示，萬古金礦含礦石英脈中黃鐵礦的3He/4He值分布于4.9～13.7×10-6(即3.5～9.8 Ra)，遠(yuǎn)高于地殼的3He/4He值(0.01～0.05 R/Ra)，接近地幔惰性氣體的3He/4He值(6～9 R/Ra)；40Ar/36Ar值分布于389～822之間，高于大氣的40Ar/36Ar值(295.5)，表明成礦流體中有地幔來源流體的加入。關(guān)于成礦時(shí)代，眾多學(xué)者用不同方法對(duì)萬古金礦的成礦年齡進(jìn)行了測(cè)定，得到的結(jié)果跨度較大(表1)，再結(jié)合四○二隊(duì)在長平斷陷盆地內(nèi)的竹峰礦區(qū)發(fā)現(xiàn)了產(chǎn)于“紅層”內(nèi)部的含金礦脈，進(jìn)而推測(cè)本區(qū)金成礦具有多期性。綜上，筆者認(rèn)為萬古金礦床的成因具有多源性、多期性，是地層(Au豐度值高)、變質(zhì)作用、構(gòu)造作用與巖漿作用的綜合產(chǎn)物(圖2)，其間經(jīng)歷了多次成礦與疊加改造作用，最終形成一個(gè)總體上受構(gòu)造和地層聯(lián)合控制的中-低溫?zé)嵋盒偷V床，類型與造山型金礦系列的淺成礦床相似。

表1 湘東北金成礦年齡測(cè)定結(jié)果

圖2 萬古金礦成因模式簡(jiǎn)圖

5 找礦方向探討

5.1 已知礦體深部成礦潛力大

通過對(duì)江東金礦14號(hào)礦體-400 m標(biāo)高以下32個(gè)鉆孔數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析(圖3)，可以看出礦體由淺至深品位、厚度穩(wěn)定，最大控制深度已達(dá)-1 200 m標(biāo)高，仍未封邊；另據(jù)本區(qū)1∶5萬區(qū)調(diào)資料，礦區(qū)發(fā)育有一個(gè)水系沉積物綜合異常，異常元素組合為Au、As、Sb、Hg、Ag、Mn等，為前暈元素組合，指示該礦床剝蝕較淺，表明現(xiàn)階段控制礦體可能仍屬于上部礦體，深部依然有較大延伸；另通過對(duì)14號(hào)礦體礦石類型由淺至深的變化規(guī)律進(jìn)行研究，發(fā)現(xiàn)礦石中石英脈及構(gòu)造角礫的含量由淺至深逐漸降低，推測(cè)礦床往深部可能逐漸演化為蝕變巖型-韌性剪切帶型金礦。因此，已有礦體的深部仍有很大的找礦潛力。

圖3 江東金礦14號(hào)礦體由淺至深品位、厚度變化趨勢(shì)圖

5.2 礦區(qū)東北“紅層”蓋層下具有尋找隱伏礦體的潛力

以往有學(xué)者認(rèn)江東金礦緊鄰長沙—平江斷陷盆地，礦區(qū)北東部發(fā)育的“紅層”厚度巨大，金礦體已遭受強(qiáng)烈剝蝕，但從本次詳查鉆孔數(shù)據(jù)來看，礦區(qū)“紅層”最大厚度為558.50 m，整體形態(tài)呈“箕”狀，底部產(chǎn)狀較平緩，推測(cè)剝蝕程度中等，主礦體在其深部仍有延伸，并且詳查工作在蓋層下還發(fā)現(xiàn)了多個(gè)隱伏礦體，如規(guī)模較大的15號(hào)礦體。因此礦區(qū)北東部“紅層”蓋層下廣泛分布的薊縣系地層中仍有找礦遠(yuǎn)景，如下江東地區(qū)。