贵州东部石英脉型金矿地质特征和成矿作用

2006年23卷 · 36· 贵 州 地 质 GUIZHOU GEOL0(；Y Vo1．23 No．1(To1．86)2006 第 1期 (总第86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550004；2贵州大学资源与环境学院，贵州 贵阳5500O3) [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 100℃一350oc，是中低温热液 矿床，呈现100—150℃和2oo～300℃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]P618．51 [文献标识码]A [文章编号]1000—5943(2OO6)01一O036—08 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500m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。2003年，开始与加拿大 Amingo(亚美)公司合作研究、勘查、开发锦 屏八克地区金矿。2005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。2003—2005 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 “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20世纪30 年代 (何立贤等，1993)。主要经历了以下几个 阶段。 1935年 一1942年，调查研究初期阶段。 1935年，王日伦、熊永光，吴希首次对梵净山 金矿进行了地质调查。1938—1941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。1941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]2006—1—18 [作者简介]王尚彦 (1961一)，男，陕西西乡人，研究员，博士。长期从事地质矿产调查研究和管理工作。 维普资讯 http://www.cqvip.com 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 ’37- 推算金储量约 l0万两。1939—1942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 软件系统测试报告下载sgs报告如何下载关于路面塌陷情况报告535n,sgs报告怎么下载竣工报告下载 》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。 1956—1966年，贵州地勘队伍对黔东地区 金矿进行普查。西南地质局 555队提交了 《天 柱、锦屏、黎平普查报告》 (1957)。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 (1958～1966)，提交了8处金矿 产地，但表内储量不足 1吨。 1976年，成立金矿地质专业队 (贵州省地 矿局 ll7队)再次在黔东南地区开展金矿普查 勘探工作。地矿局的103队、106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10多处金矿产地评价。 1987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。1990年完成成果报告编写。1993年由 地质出版社出版了专著 《贵州金矿地质》。 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 60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，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://www.cqvip.com · 38’ 贵 州 地 质 2006年第23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：①围岩金元素平均含量大大高于地壳中金 元素克拉克值3．5×10～。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108．48×10 I9和25．69×10 I9 ；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54．0×10-9i2]；黔东南丹 洲群沉积变质岩金含量45×10一～55×10 [ ； 对黔东南地区晚元古代地层隆里组的平均金含量 108．48×10一，拱洞组 25．69×10一。其它地层 0．43×10～～2．73×10 ；梵净山地区金厂 金矿围岩 (板岩)金含量平均高达 1520× 10 I9【6 J。②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∑REE为 162．27× 10 。一280 ． 35×10一。，∑Ce／∑Y=2．79～4．66， 以轻稀土富集为特征；Eu为0．62—0 75，具 Eu 负异常特征。凝灰质板岩的 Eu和∑LREE／∑ HREE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∑REE为 60．50×10～～ 106．97×10～，∑Ce／∑Y为2．0～3．16，也为轻 稀土富集，这与含矿围岩中凝灰质板岩基本一 致 J。③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，8M S为 +8．3％0一+12．54％0，分布集 中，代表硫源比较单一。将 8弘S的平均值 + 10．4％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 (1999)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400多件样品的结果表明：地 层中金平均值为2．33×10一，与中国地壳克拉 克值2．25×10 和全球的克位克值2．19×10 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 15．46％0 ～ 18．O4％D， 8DH，0为 一42．40％D 一一87．60％D， 8O o为4．6％o～7．0％0。通过 8D一80 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 13个矿床 (点)，24个自然金样品， 161个点的电子探针测试表明，区内自然金平均 值大于900％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1 700—2 000Ma，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 。¨-l1]。 维普资讯 http://www.cqvip.com 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 ·39· 八克地区金矿铅同位素数据均落在卡农 (Cannon)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 +2．52％o～ + 2．99％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，8D=一66．5％o，8 0=17．46％o，将其 投影到8D一8墙0关系图中，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 CO：包裹体，占原生包裹体的95％左右。一般 认为，深部流体CO 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：①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；②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；③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含金 石英脉中的气液包裹体采用均一法测温。笔者统 计了22个矿区 (床)的40多个矿点 (体)3 000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 100～350℃，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 100—150℃和200～300~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://www.cqvip.com · 40· 贵 州 地 质 2006年第23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8．9—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Rb—Sr等时线方法测得湖南万 古金矿成矿年龄为70Ma，测得湖南沃溪和龙山 金矿的年龄分别为l44．8±11．7Ma和175±27Ma 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://www.cqvip.com 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 ·4l· 一 金盏 一坝溪 。—————一 金头21 — -· 一 金头 m ==== 平秋 ■●■●■■■■■■■●■-■■_ 一 桐落坪3 ■■■■■■■■■■■● 11 T ■ ● }H f { ．二 油麻坳 ■■■■■●■■●■_ 日攘}∞l ■■●■■■- I¨ 一 磨山 3 一 磨 IJJ2 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 地稠； ■■■■■■●●■■■■■■■■_J=1H Ⅲl ：=： = 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 0 100 200 300 400 500 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。①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。②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。这些火山物质相对含金较高。也就 是说，深部岩浆提供了金的物质来源。其实，很 多对含矿石英脉周围地层中岩石测试结果显示含 金量较高的原因是其中含大量的凝灰质板岩。上 述证明，晚元古代的岩浆作用提供了金的原始富 集，这些金来源于地壳深部或地幔。 (2)加里东运动形成部分金矿。雪峰运动形 成了金矿原始物质的富集，在加里东时期的的成 维普资讯 http://www.cqvip.com · 42· 贵 州 地 质 2006年第23卷 矿地质作用下，使保存在岩石中的金矿物质活 化，深部也会有成矿物质 (金和流体)上移与 地层中活化的成矿物质混合。这些成矿地质作用 也提供了成矿所需要的热源。在这些成矿地质作 用过程中，地表大气降水和浅表层地下水沿断裂 渗入到地下的水体与深部流体混合，形成成矿流 体，致使成矿流体既有地表来源，也有深部来 源。 (3)燕山运动形成部分金矿。这个时期形成 的金矿，有很多是改造 (叠加)前期已经形成 的金矿而成。那些既有加里东时期的形成特征， 又有燕山期的 “痕迹”的矿床，可能就是这样 成因。可以说，燕山期前形成的金矿 (金富集 体)或多或少都要受到燕山作用的影响，有的 贫化，有的富集。这时，也会伴有深部成矿物质 的参入，地表大气降水的混入、相应的岩浆活动 和热源的提供。 总上所述，可以归纳出雪峰运动形成的高含 金的岩层，加里东运动和燕山运动形成的大量断 裂和褶皱提供成矿物质运移的通道和富集的空 间，岩浆活动提供深源成矿物质，深部热上移提 供热源，大气降水混入改变流体物化环境，是贵 州东部石英脉型 (包括蚀变岩型)金矿形成的 基本条件。金矿的形成过程可以总结为：雪峰运 动形成的高含金的岩层。加里东运动形成的深部 流体、地层中流体和大气降水混合流体，萃取、 活化地层中的金，混合着深部流体中所含的金， 溶解在混合流体中，沿着断裂 (带)迁移，随 着温度和压力的降低，物理和化学环境发生变 化，含金流体在断裂 (带)适当位置和背斜轴 部虚脱空间沉淀下来，形成金矿体。燕山运动形 成金矿的作用过程运动基本相似，不同点是有改 造 (叠加)已形成的矿体 (或金富集体)使其 贫化或进一步富集的作用。 [2] [3] [4] [参 考 文 献] 何立贤。曾若兰，林立青．贵州金矿地质 [M]．1993， 北京：地质出版社． 张杰，余大龙，李明琴，等．贵州天柱磨山一油麻坳金 矿化带地球化学特征及成矿作用 [J]．矿物岩石地球化 学通报，1997，16 (3)：186—190． 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2．Resource and Environmental Department，Guizhou University，Guiyang 550003，Guizhou，China) [Abstract] The gold deposits，occurred within the strata of the Upper Proterozoic in the east area of Guzhou，are dominant to quartz—vein type．The majorities are distributed over the Chongjiang，Tianzhu—Jin— pin—Liping，and Fanjinshan Mountain areas．The former two lie on the west flank of Nanhua fold beh，the latter one is at transition belt of Nanhua fold zone and Yangtze landmass．Ore bodies range in the fracture zone and anticline core，with accompanying minerals like as quartz，pyrite，arsenopyrite，sphalerite，galena，tetra— hedrite，chalcopyrite，antimonite and chlorite．Mineralized alteration gives prior to silicification，pyritization， arsenopyritization and chloritization．The deposits formed in epitherm al and mesotherm al of temperature chiefly ranging between 100~C an d 350~C ，unfolding two segments of 100~C to 150~C and 200~C to 300~C．There ex— ist gold derived from wall rock and also from deep——seated magma；and the fluid derived from beds and deep — seated and from atmosphere precipitation as wel1．The gold deposits have undergone multi—age and multi— stage form ation；original supplies are provided during the Xuefeng Stage；Caledonian Stage is a chief minerali— zation stage；Yansanian Stage is also a master gold—form ing stage，not only form ed new gold deposit and also transform ed the gold deposits form ed in Caledonian Stage． [Key Word] quartz—vein type；gold deposit；proterozoic；Guizhou (上接第3l页) Determination of Triassic Strata of Caimarcuo， Qiangtang Grassland and Its Significance XIONG Xing—guo l-，XU An—quan ， YUE Long ，ZHU Xun ，YI Cheng—xing ' (1．Guizhou Academy ofGeological Survey，Guiyang 550004，Guizhou；2．Institute of Regional Geologic Survey，Guiyang 550005，Guizhou Bureau of Geology and Mineral Exploration＆Development，Guiyang 550005，Guizhou，China) f Abstract] A set of carbonatite intercalated with fragmental rocks unveils over山e area of Caimarcuo， Qiangtang，which is due to lack of reliable bioclastic fossils controversial at all times．Detail profile studies on this suit of strata indicate its age falls in the Upper Triassic．the sedimentary environment that is slope basin distinctly differ from the regionally—·contemporary platform —-type sedimentary environment of the Xiaochaka Form ation and Riganpeicuo Form ation．Determ ination of the set of the strata provides significant inform ation of foundational geology in order to investigate structural evolution of the Qiangtang massif． [Key Word] Qiangtang；Caimarcuo；Lower Triassic；collation and stipulation 维普资讯 http://www.cqvip.com