贵州东部石英脉型金矿地质特征和成矿作用.pdf
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1、2 0 0 6年 2 3卷 3 6 贵 州 地 质 GUI Z HOU GE OL 0(;Y V o 1 2 3 N o 1(T o 1 8 6)2 0 0 6 第 1 期(总第 8 6 期)贵州东部石英脉型金矿地质特征和成矿作用 王尚彦,张立新,陶 平,戴传 固 ,况顺达,王 敏(1 贵州省地质调查院,贵州 贵阳 5 5 0 0 0 4;2贵州大学资源与环境学院,贵州 贵阳 5 5 0 0 O 3)摘要贵州东部以晚元古代地层为容矿地层的金矿,主要是石英脉型金矿。它们主要分 布在从江地区、天柱一锦屏一黎平地区和梵净山地区。前2者处于南华褶皱带西缘,后者处 于南华褶皱带与扬子陆块的过渡带。矿体分
2、布在断裂(带)和背斜核部。共伴生矿物为石 英、黄铁矿、毒砂、闪锌矿、方铅矿、黝铜矿,黄铜矿,辉锑矿、绿泥石等。矿化蚀变以硅 化、黄铁矿化、毒砂化、绿泥石化为主。形成温度主要集中在 1 0 0 一 3 5 0 o c,是中低温热液 矿床,呈现 1 0 0 1 5 0 和2 o o 3 0 0 两个区段。金有来源于围岩的、也有来源于深部岩浆 的;流体有来源于地层和深部的,也有大气降水的混入。金矿的形成是多时代多阶段形成的:雪峰期提供原始物质;加里 东期是一次主要成矿期;燕山时期也是一个重要 的金矿形成时期,不但形成新金矿,还改造加里东期形成的金矿 关键词石英脉型;金矿;元古代;贵州 、中图分类号P
3、 6 1 8 5 1 文献标识码A 文章编号1 0 0 0 5 9 4 3(2 O O 6)0 1 一 O 0 3 6 0 8 贵州东部矿产资源丰富,主要有金、汞、锰、铅锌、锑、钨锡、重晶石等。由于交通不 便,地形条件差,覆盖严重,地质条件复杂,造 成地质研究程度较低,矿产资源调查和勘查程度 也很低。目前的矿产资源的勘查和开采,主要集 中在 5 0 0 m以上的地表浅部。因此,贵州东部的 矿产资源还有很大的勘查开发潜力,需要进一步 深入调查、研究和勘探。贵州省地矿局近2年提出了要加大对贵州东 部的投入力度、力争在基础地质研究和找矿工作 上有所突破的思路。2 0 0 3年,开始与加拿大 A m
4、i n g o(亚美)公司合作研究、勘查、开发锦 屏八克地区金矿。2 0 0 5年,贵州省地矿局矿产 公司投入资金开始对贵州东部黎平一天柱一带金 矿进行调查、研究、勘探和开发。2 0 0 3 2 0 0 5 年,贵州省地矿局设立 2个局管项 目“贵州东 部金矿地质调查研究”和“贵州东部矿产地质 背景研究”,做一些综合研究,为进一步勘探和 开发贵州东部金矿资源提供资料。1 调查研究简史 贵州东部采金历史久远。在一千多年前的蜀 汉时期,就有金矿开采。宋代已见于文献记载,当时不仅采砂金,而且采石英脉型金矿。明代采 金更加盛行,永乐年问铜仁设有机构专门负责金 矿开采。清代以后,开采范围更大,在黔东地区
5、“金厂林立”。民国时期,金矿开采主要集中在 梵净山、都柳江和清水江三个区域。贵州东部金矿的调查研究开始于 2 0 世纪 3 0 年代(何立贤等,1 9 9 3)。主要经历了以下几个 阶段。1 9 3 5年 一1 9 4 2年,调查 研究初 期 阶段。1 9 3 5年,王日伦、熊永光,吴希首次对梵净山 金矿进行了地质调查。1 9 3 8 1 9 4 1 年,程士范、陈廷维、罗绳武、乐森埽等先后又对梵净山地区 金矿进行了调查和探采工作。1 9 4 1 年乐森蹲、罗绳武编写了 贵州梵净山老金厂金矿地质,收稿日期2 0 0 6 1 1 8 作者简介王尚彦(1 9 6 1 一),男,陕 西西乡 人,研究
6、员,博士。长期 从事 地质矿产调查研究和管理工作。维普资讯 http:/ 第 1 期 王尚彦,等:贵州东部石英脉型金矿地质特征和成矿作用 3 7-推算金储量约 l 0万两。1 9 3 91 9 4 2年,王晓 青、靳风桐、喻德渊、罗绳武、蒋溶等,先后对 黔东地区金矿进行了地质调查和探采工作,编写 了 湘西黔东金矿概论、湘西黔东金矿地质 和 贵州雷公山调查报告等。这些是贵州东 部金矿地质调查研究的开创性工作,为解放后的 金矿地质调查、勘探、开采奠定了基础。1 9 5 6 1 9 6 6年,贵州地勘队伍对黔东地区 金矿进行普查。西南地质局 5 5 5队提交了 天 柱、锦屏、黎平普查报告(1 9 5
7、 7)。贵州地质 局黔东南队、铜仁专区地质队、区调队也开展了 金矿普查工作(1 9 5 8 1 9 6 6),提交了 8 处金矿 产地,但表内储量不足 1 吨。1 9 7 6年,成立金矿地质专业队(贵州省地 矿局 l l 7队)再次在黔东南地区开展金矿普查 勘探工作。地矿局的 1 0 3队、1 0 6队、物化探队 和区调队也在黔东地区开展普查工作。经过 2 年 多努力,完成了 1 0 多处金矿产地评价。1 9 8 7 年,贵州地矿局和成都地质矿产研究所联 合组成了对黔东金矿的研究小组,何立贤研究员为 项目负责人。1 9 9 0年完成成果报告编写。1 9 9 3 年由 地质出版社出版了专著 贵州
8、金矿地质。近十几年,贵州工业大学余大龙、吴攀、陈 佑德、张杰等,中国科学院地球化学研究所卢焕 章、李红阳、高振敏等,贵州地矿局何立贤、田 文、黄培和王世杭等对黔东地区的金矿特征、控 矿条件、形成时代和温度、成因等进行了研究,发表了许多研究成果 。1 金矿的分布和基本特征 本文研究区包含大致沿沿河一印江一石阡一 施秉麻江一都匀一独 山一荔波以东的贵州部 分。这个区域,以南华褶皱带为主体,还包括南 华褶皱带与扬子地台和左江盆地过渡带,分布有 6 0 多个金矿床(点)。根据该区金矿分布特征,可以进一步划分为 2 个成矿区:南华褶皱带金成 矿区和南华褶皱带北西缘金成矿区。南华褶皱带 金成矿区内的金矿,
9、根据金矿床(点)特征,可以再划分为天柱一锦屏一黎平金矿带和从江金 矿带。南华褶皱带北西缘金成矿区可以进一步划 分为梵净山金矿带和丹寨三都金矿带。天柱一锦 屏黎平金矿带、从江金矿带和梵净山金矿带为 石英脉型金矿,丹寨三都金矿带为微细粒浸染型 金矿。本文主要讨论石英脉型金矿,其基本特征 见表 1。表 1 贵州东部石英脉型金矿基本特征表 维普资讯 http:/ 3 8 贵州地质 2 0 0 6 年第 2 3 卷 2 成矿作用的几个问题讨论 2 1 成矿物质来源 贵州东部石英脉型金矿金和成矿流体的来源 是一个长期讨论的热点。总的来看,大部分研究 者认为成矿金来源于围岩,也有人认为来源于表 浅层以下的地
10、质体。成矿流体一般认为是来源于 变质水和大气降水的不均匀混合,但也有人认为 有深源(包括岩浆水)混入。金的来源和流体 来源关系密切,因此本文将二者合在一起讨论。(1)一种观点认为成矿物质金来源于围岩。也就是说围岩即是容矿岩石也是矿源层。主要依 据是:围岩金元素平均含量大大高于地壳中金 元素克拉克值 3 5 1 0。有大量的测试结果作 依据:黔东南地区隆里组和拱洞组金元素平均含 量分别为 1 0 8 4 8 1 0 I 9 和2 5 6 9 1 0 I 9 ;磨山 一油磨坳一带清水江组远矿围岩中凝灰质板岩的 金微量元素平均含量 5 4 01 0-9 i 2 ;黔东南丹 洲群沉积变质岩金含量 4
11、5 1 0 一 5 5 1 0 ;对黔东南地区晚元古代地层隆里组的平均金含量 1 0 8 4 81 0 一,拱洞组 2 5 6 91 0 一。其 它地层 0 4 31 0 2 7 31 0 ;梵净 山地 区金 厂 金矿 围岩(板岩)金含 量 平均高 达 1 5 2 0 1 0 I 9【6 J。矿脉与围岩凝灰质板岩在稀土元素组 成模式上,反映出二者在地球化学演化方面有一 致性和继承性,显示成矿物质可能与稀土元素一 样来源于围岩。在磨山、油磨坳、桐落坪地区,含矿围岩中的凝灰质板岩的R E E为 1 6 2 2 7 1 0 。一2 8 03 51 0一。,C e Y=2 7 94 6 6,以轻稀土富
12、集为特征;E u为0 6 2 0 7 5,具 E u 负异常特征。凝灰质板岩的 E u和 L R E E H R E E与太古代沉积岩相似,说明其继承了沉积 岩特征。含金石英脉 R E E为 6 0 5 01 0 1 0 6 9 7 1 0,C e Y为2 0 3 1 6,也为轻 稀土富集,这与含矿围岩中凝灰质板岩基本一 致 J。稳定同位素特征显示了成矿物质来源 于围岩地层。对毒砂和黄铁矿中硫同位素测试结 果表明,8 M S为+8 3 0 一+1 2 5 4 0,分布集 中,代表硫源 比较单一。将 8 弘 S的平均值+1 0 4 玳 表本区成矿溶液的 8 S s 值可知,8 S 主要来源于地层
13、还原硫 J。(2)另一种观点认为成矿物质金来源和周 围地层没有多大关系。余大龙等(1 9 9 9)通过 对石英脉型金矿的含矿地层岩石进行了比较系统 的采样,测试分析4 0 0 多件样品的结果表明:地 层中金平均值为 2 3 3 1 0 一,与中国地壳克拉 克值 2 2 5 1 0 和全球的克位克值 2 1 91 0 一致,矿区地层(围岩)的金含量与区域地层 也基本一致。因此,提出金矿来源与赋矿地层关 系不大。(3)还有一种观点认为流体来源于地层和 大气降水。通过对氧同位素特征的研究结果表 明,成矿流体由变质水和大气降水不均匀混合而 成。含矿石英脉中的包裹体内,8 塘 O为 1 5 4 6 0
14、1 8 O 4 D,8 DH,0为 一4 2 4 0 D 一 一8 7 6 0 D,8 O o 为4 6 o 7 0 0。通过 8 D一8 0 图解发 现,包裹体中的水是变质水和地表大气降水的不 均匀混合物。J。(4)一种认识是成矿物质有深部来源。对 贵州东部 1 3个矿床(点),2 4个 自然金样品,1 6 1 个点的电子探针测试表明,区内自然金平均 值大于 9 0 0 0,属高成色。一般认为变质深度越 大,成矿时间越早、温度越高,则成色越高。从 金的成色与已有研究成果对比来看,金的成矿时 代为 1 7 0 0 2 0 0 0 M a,特征与产于中级变质岩系 中的深度较大的高中温金矿床相似。
15、-l1 。维普资讯 http:/ 第 l 期 王尚彦,等:贵州东部石英脉型金矿地质特征和成矿作用 3 9 八克地区金矿铅同位 素数据均落在卡农(C a n n o n)普通铅演化三角图的小三角形范围 内,为正常铅,组成均一,表明这些正常铅是从 深部源上移的产物。毒砂样品中的硫同位素测定 结果为+1 6和+5 0;梵净山地区辉绿岩中含 金石英 脉中黄铁矿 的 8 弘S为+2 5 2 o +2 9 9 0。这些低的 8 弘 S值,具陨石硫的特点,反映硫可能来源于深部。通过对 H 0同位素分 析得出,8 D=一 6 6 5 o,8 0=1 7 4 6 o,将其 投影到 8 D一 8 墙 0关系图中,
16、显示其来源靠近岩 浆水边缘。八克地区金矿石英脉中,普遍含有 C O:包裹体,占原生包裹体的 9 5 左右。一般 认为,深部流体 C O 含量高 。邻区湖南沃溪金矿的氢氧同位素显示流体来 源于岩浆水。漠滨金矿和淘金冲金矿的氢氧同位 素表明,早期成矿阶段为岩浆水体、中晚期为古 海水和大气降水的混合水,成矿后期则以循环大 气降水为主体。硫同位素特征也显示流体是由深 部流体和地层流体的混合。(5)笔者认 为,贵州东部石英脉型金矿(包括蚀变岩型金矿)的成矿物质是多来源的。金有来源于围岩的、也有来源于深部岩浆的;流 体有来源于地层和深部的,也有大气降水 的混 入。由于研究者的侧重点的不同,采样的方法和 测
17、试手段的不同,才会有不同的结果和认识。笔 者认为贵州东部金矿的形成有深源物质参与还考 虑了以下几个方面:主要金矿产出区及其附近 有基底断裂通过 J,为深部物质上移提供了 通道;金矿产出区有岩浆岩产出(一些可能 还隐伏在深部),这是有深部物质上移的直接证 据;容矿地层并不是集中在某个特定层位,甲 路组辉绿岩体(金盏坪)、清水江组(金井、金 头、八克、辣子坪等)、平略组(虎盆)、隆里 组(花桥)等都有产出,如果全来源于地层,这么多地层都是“矿源层”不太好解释。2 2 成矿温度 贵州东部石英脉型金矿的成矿温度,很多学 者对大量金矿床(体)作了研究,积累了丰富 的资料(表 1)。采用的方法基本上都是对
18、含金 石英脉中的气液包裹体采用均一法测温。笔者统 计了 2 2个矿区(床)的 4 0多个矿点(体)3 0 0 0多个气液包裹体的测温结果。总的来看,其 成矿温度主要集中在 1 0 0 3 5 0,是中低温热 液矿床。在贵州石英脉型金矿的成矿温度分布 中,有一个明显的特征是温度呈现2个区段的特 征,这两个段是 1 0 01 5 0 和2 0 0 3 0 0 C(表 2:图 1)。表2 贵州东部石英脉型金矿床【点)包裹体测温(均一法)成矿温度表 维普资讯 http:/ 4 0 贵州地质 2 0 0 6 年第 2 3 卷 2 3 成矿时代和阶段 黔东地区产于元古代地层中的石英脉型金矿 的形成时代,也
19、是一个讨论的热点问题。主要认 为有雪峰期、加里东期和燕山时期。笔者认为金 矿的形成是多时代多阶段形成的:雪峰期提供原 始物质(富集或成矿);加里东期是一次主要成 矿期;燕山时期也是一个重要的金矿形成时期,不但形成新金矿,还改造加里东期形成的金矿。(1)金矿形成时期为雪峰期和加里东期的 证据。元古代地层中,有大量的凝灰物质沉积,这是火山作用带来的深部物质。凝灰质板岩含金 相对其它岩石高,为金矿的形成提供 了原始物 质。后期成矿地质作用,以这些凝灰物质沉积作 为原始物质活化、迁移、富集形成的金矿,就会 有雪峰期的“痕迹”,检测出的成矿年龄,就会 有这个时期的。例如:湖南漠滨金矿物质铅模式 年龄 8
20、 9 9 8亿年,龙山金矿 8 9 亿年 J。湖 南石英脉型金矿铅同位素模式年龄测试计算后得 出其成矿时期为雪峰期和加里东期。笔者认 为加里东期是贵州东部石英脉型金矿的重要成矿 期。除上述年龄测试数据外,还有一些地质证 据:控制这些金矿的北东一北北东向褶皱和断裂 构造是加里东时期形成的 ;在花桥金矿的矿 山隧道中,我们看到一组加里东时期形成的区域 劈理带穿过含金石英脉,说明金矿形成在加里东 时期或之前。(2)金矿形成时期为燕山期的证据。采用 石英流体包裹体 R b S r 等时线方法测得湖南万 古金矿成矿年龄为7 0 M a,测得湖南沃溪和龙山 金矿的年龄分别为 l 4 4 8 1 1 7 M
21、 a 和1 7 5 2 7 M a 的数据。说明有些金矿是在燕山期形成的 引。(3)含金矿的石英脉及其共伴生矿物特征 维普资讯 http:/ 第 1 期 王尚彦,等:贵州东部石英脉型金矿地质特征和成矿作用 4 l 一金盏 一 坝 溪。一金头21 -一金头 m=平秋 -_ 一桐落坪3 1 1 T H f 二 油 麻 坳 _ 日 攘 l -I 一磨山 3 一磨 I J J 2 一:磨山 金井 2 一双溪2 一双溪l 金井1 :。坪 l 金盏坪2 =磁荤 兰 。_-_ _ _-I-_ _ _ _ _ l-_ 一 l。十 二 盘 L 一:_ _八 克 3 =羲 导 1 -萄 往 2 一者往l :些 塑
22、 地 稠;_ J=1H l:=:=7 花枷 _ _-_ _-_ _ 花桥4 一花桥2 花桥l -坑 头2 坑 花桥 5 花桥3 坑头 5 坑 头4 头3 一坑头 1 0 1 0 0 2 0 0 3 0 0 4 0 0 5 0 0 图 1 贵州东部石英脉型金矿床(点)成矿温度范围图 显示,金矿化期主要为 2 个阶段。自然金一石 英阶段。石英脉多为白色至浅灰色。主要矿物为 石英和自然金,含微量细粒毒砂、黄铁矿。自然 金呈片状、粒状。金与硫化物关系不明显。矿石 类型为自然金石英脉型。自然金一硫化物一石 英阶段。石英脉灰至深灰色。主要矿物为自然 金、石英、毒砂、闪锌矿及方铅矿。矿石类型为 自然金一硫化
23、物一石英脉型-2 j。当然,金矿形 成以后,也还有一些后期地质作用影响,表现在 含金石英脉中有方解石脉贯人。严格地说,这个 阶段不是主成矿期的地质作用。3 成矿模式 通过对金矿区野外实地调查、勘探、已有资 料的综合研究,对贵州东部产于元古代地层中的 石英脉型金矿的形成作简要论述。(1)元古代地层中高含金岩石的形成。中元 古代,贵州东部处于拉伸沉陷构造环境。中晚元 古代之交有一次碰撞造山作用。晚元古代,处于 造山后拉伸构造环境,形成 了一些深断裂,沿断裂就有火山喷发。这些火山喷发物质,沉积 在地层中形成大量的火山岩。保存在晚元古代地 层中的基性火山岩 引、凝灰质板岩等都是这一 作用的产物。这些火
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