湖南龙王江锑砷金矿田地质特征及控矿因素

鲍振襄

（湖南省有色地质勘查局二四五队，湖南 吉首 416007）[1]

摘 要：从赋矿地层—构造—矿床研究入手，对龙王江锑砷金矿田的金矿类型、地质-地球化学特征以及主要控矿因素等提出一些新的认识并指出了找矿标志。

关键词：锑砷金矿；地质特征；控矿因素；找矿标志；湖南

1 区域地质概况

龙王江锑砷金矿田位于湖南溆浦县城东南约15km处，属湘中白马山 龙山东西向构造 岩浆岩带的西段。长约32km，宽6km，自北而南分布着淘金坪、江东湾、江溪垄、泥潭冲和白竹坪等金矿床（点）。

矿田出露地层主要为新元古界板溪群五强溪组，次为震旦系及寒武系—志留系等。赋矿地层为板溪群五强溪组，岩性以含粉砂质板岩为主，次为砂质板岩及少量板岩、粉砂岩、细砂岩等，厚度大于1935m。

区域褶皱构造发育，以NE向的淘金坪 龙鼻桥复背斜为主，其间由一系列雁行状排列的背斜、倒转背斜、向斜及次级褶皱组成。东西两侧被NE向的洞坪（F1）和黑土坡（F2）逆冲断层所夹持（图1）。F1断层为大神山 中华山深大断裂的一部分并严格控制着矿田的成生与展布[1，2]。

矿田内未见岩浆岩。但其东南约20km处有加里东期白马山二长花岗 花岗闪长岩体出露，其内外接触带具有金、铅锌和白钨矿床（点）产出。据区域物探资料，在矿带西南约20km的小横垄有隐伏岩株，受大神山 中华山深大断裂控制，并通过洞坪断裂（F1）与矿带相沟通。

图1 浦溆县龙王江锑金矿带区域地质图

Q.第四系；K.白垩系；D—T2.泥盆系—中三叠统；

Z—S.震旦系—志留系；Pt.板溪群；

1.背斜及倒转背斜；2.向斜及倒转向斜；

3.逆断层及产状；4.平移断层；5.性质不明断层

2 矿床类型及主要地质特征

2.1 破碎带蚀变岩型金矿床

2.1.1 受EW向韧性剪切带控制的（锑）砷金矿床

以泥潭冲矿床为代表。位于淘金坪 龙鼻桥复背斜北西翼近轴部的次级倒转背斜之北西倒转翼上，洞坪断层（F1）上盘陡倾斜劈理化带与缓倾斜劈理化带的过渡部位（图2）。控矿构造为NE向剪切断裂带（F1、F2）派生的剪切断裂，主要为近EW向的逆断层。其内为石英脉、角砾岩、糜棱岩等充填并见有C C′组构等，沿剪切面可见滑动镜面、擦痕，并伴有揉皱、拖曳等现象，局部出现膝折带。主剪切面走向和倾向上均呈舒缓波状，早期充填在剪切带内的石英脉有被拉长、压扁而呈大小不等的透镜体。

图2 龙王江锑砷金矿田区域构造与矿床分布图

Z1nn.震旦系南沱组冰碛岩；Z1j.震旦系江口组；

P1bnw.板溪群五强溪组；F1.断层及编号；V1.矿脉及编号；

1.复式背斜轴；2.陡倾斜劈理化带；3.缓倾斜劈理化带

该矿床已发现50余条断裂或石英脉，其中有11条为含金剪切带，长90～810m，厚0.10～3.17m。矿床的大部分金储量集中于V3矿脉，走向80°～110°，倾向SE，倾角40°～50°。矿脉总长810m，有矿体5个，首尾相连而呈左行斜列式，走向上具明显的膨缩现象，其膨胀处厚度可达5.24m，收缩处仅0.20m，剖面上呈现大小不等的透镜体、扁豆体。矿体长150～260m，厚0.10～3.26m，延深大于265m，并明显地向东侧伏，侧伏角约45°。矿石平均含Sb0.31%、As 1.18%、Au1.50×10-6～162.73×10-6，平均6.31×10-6；尚含S1.16%、Cu0.038%、Pb0.08%、Zn0.014%、Ag7.33×10-6。按照选矿工艺类型划分则属于中等金品位、低硫、高砷的原生金矿石。

矿石分为三类，即石英脉型金矿石（包括少量锑金矿石）、破碎带型砷金矿石（包括部分锑金矿石）和蚀变岩型砷金矿石。各类矿石界线明显，但在空间分布上石英脉型矿石与破碎带型常有重叠，蚀变岩型矿石则位于两类矿体近矿蚀变板岩中。矿石具自形粒状、碎裂结构、交代溶蚀、固溶体及包边等结构；浸染状、角砾状、块状、网状穿插及房巢等构造。金属矿物主要为毒砂、辉锑矿、黄铁矿，少量黝铜矿，微量闪锌矿、方铅矿、黄铜矿、白铁矿、硫锑铅矿、磁黄铁矿及金矿物。其硫（砷）化物总量为4.16%～4.60%。非金属矿物主要为石英、绢云母，少量方解石、白云石、绿泥石和黏土矿物，微量绿帘石、石榴石、电气石等。

金主要以独立矿物存在[2]，约占总含量的93%，以裂隙金、粒间金和包裹体金三种形式赋存于毒砂、黄铁矿和辉锑矿等矿物中。金矿物以自然金为主，次为含银自然金和少量银金矿等。自然金粒径多集中在0.5～30μm范围内，以次显微金为主，占67.84%，显微金占27.83%，而晶格金仅为4.33%。金的成色在744～987之间，平均949。

金矿化主要有两期。早期与区内板岩的变质变形作用有关，石英脉沿劈理充填或与之有微小交角。晚期即成矿热液期发生于剪切带内，矿化沿剪切带及其次级构造裂隙充填，形成金的叠加富集期。该期又可分为两个阶段，即黄铁矿 毒砂 石英阶段、辉锑矿 黝铜矿 石英阶段。此外，尚有表生期。近矿围岩蚀变微弱，与金矿化关系密切的主要是毒砂化和硅化。凡毒砂化强烈地段，金含量显著增高，矿体厚度加大。

2.1.2 受NNE—NE向剪切带控制的金锑（锑砷金）矿床

该类矿床如江溪垄、江东湾、白竹坪等，系以锑为主、伴（共）生金的江溪垄金锑矿床，锑砷金共（伴）生的江东湾金矿床等。成矿的主要特点是：矿床多产于淘金坪—龙鼻桥复背斜近轴部的陡倾斜劈理化带或与缓倾斜劈理化带过渡部位之剪切带内，剪切构造的方向与区域劈理化带方向一致，或与劈理面有小的交角（5°～15°），后者成矿条件较佳。总体走向15°～45°，倾向SE，倾角40°～76°，局部反向。剪切带内见初糜棱岩、透镜状石英脉及构造泥、擦痕及旁侧围岩的牵引现象，片理化发育，初糜棱岩略显定向排列等。此组构造往往成群成带出现，雁行排列，一般有数条至十余条，长450～2250m。其中江溪垄金锑矿体长180～1000m，平均厚0.34～1.18m，延深300～500m，沿走向分支复合，沿倾向略呈舒缓波状。含Sb1.76%～7.85%、Au2.95×10-6～3.58×10-6。金以微粒为主，少量明金，粒径一般为0.03～0.06mm，多与石英连生。江东湾等锑砷金矿体长30～280m，最长450m，厚0.30～1.19m，含Sb0.23%～7.98%、As0.19%～1.04%、Au0.74×10-6～10.14×10-6。主矿体呈板柱状，品位、厚度变化稳定，主要载金矿物为毒砂，金以次显微金为主，产于剪切带及其上下盘蚀变岩中，而辉锑矿则呈扁豆状分布于金矿脉的上部或下部。

2.2 含金石英脉型金矿床

以淘金坪金矿为代表。位于淘金坪 龙鼻桥复背斜北东段之南东翼近轴部地段，产于与陡倾斜劈理化带产状一致的脆性剪切断裂带内，长约1500m，宽40～80m，目前已发现4条含金石英脉带，以V4脉为主，金矿化主要在片理化褪色蚀变带上部，长880m，走向30°～35°，倾向SE，倾角50°～70°。地表所见矿脉一般由5～8条、厚5～30cm的石英脉及其蚀变带组成，脉带厚1.5～2.0m，最厚8.0m，有明显的分支复合现象。已圈出3个矿体，长60～160m，平均厚0.77～1.25m，含Au平均1.60×10-6～3.44×10-6。另外，该矿床还发育多条分枝石英脉及下盘的羽状石英脉，厚0.17～0.70m，含Au6.46×10-6～9.11×10-6。在V2脉上下盘羽状石英脉及其近矿蚀变带内见到小的富矿囊，含Au25.04×10-6～191.25×10-6。

矿石类型主要为含金石英脉型。金属矿物主要为白铁矿、黄铁矿及自然金等。非金属矿物主要为石英，次为长石、白云石、绢云母等。自然金主要呈树枝状和不规则状，次为柱状及片状，表面凹凸不平，亦不光滑。晶粒以0.15～0.45mm为主，且多与石英连生。少量为含金蚀变板岩型矿石。围岩蚀变除绢云母化、硅化、黄铁矿（毒砂）化，还有特征的钠长石化、绿泥石化等。可见属于变质构造范畴的微晶石英、白云石及绿泥石等的斑点化作用，是浅变质、特别是热接触变质（可能与区内西南隐伏岩株有关）的产物，金矿化与其有一定的时空关系。绿泥石化强烈地段金矿化明显减弱。

3 微量元素地球化学特征

3.1 围岩及岩（矿）石微量元素特征

矿区地层 岩（矿）石微量元素组合样分析结果（表1）表明，与溆浦地区中新元古界浅变质岩系的微量元素含量相比，泥潭冲矿床地层 岩石剖面的Sb、Au明显出现亏损现象（负异常），而蚀变岩中则出现高值（正异常）。矿石中Sb、Au浓集系数达数千至数万倍。这充分说明成矿热液对地层 岩石的淋滤作用，成矿元素主要来自地层，矿化具有继承性含金建造元素组合的特征。

表1 地层-岩（矿）石微量元素（×10-6）

注：Au、Ag为火法试金分析，Sb、As（包括泥潭冲矿床砷金矿石的Cu、Pb、Zn）为重量法和容量法分析；序号1、2和8的Au为痕量金化学分析，单位为×10-9，Sb、As为光谱定量分析；其余样品中的Cu、Pb、Zn为光谱半定量分析，中国有色金属工业总公司桂林矿产地质研究院分析。

3.2 岩（矿）石化学成分特征

由泥潭冲矿床岩（矿）石化学成分分析结果（表2）可以看出，矿石与赋矿围岩的化学成分比较接近， Si O2和Al2O3含量较高。板岩的化学成分与区域五强溪组基本一致，也和标准页岩基本一致。其中从围岩到蚀变岩至矿体，Fe2O3/Fe O值由1.82降至0.96～0.48；Ca O/Mg O值则由2.58变为1.86～2.49至8.12；K2O/Na2O值由0.80增至2.06～5.39至7.03。表明岩石经蚀变 矿化后，阳离子带进的有Fe2+、K+和少量的Ca2+，带出的有Fe3+、Na+和少量Mg2+。此外，从围岩到蚀变岩至矿体，石英含量增加，但其Si O2含量基本接近，说明矿石中石英主要来自地层。上述阳离子在蚀变 矿化中的带出与带入的互补规律，说明了热液流体与地层（岩石）的亲缘关系。

表2 岩石和矿石化学成分（%）

注：湖南有色地质测试中心吉首站分析，化学重量法。

3.3 载金矿物的含金性和微量元素及化学成分特征

主要载金矿物是毒砂，其次是黄铁矿和辉锑矿等。其金的分配率平衡计算结果分别占79.26%～94.05%、3.37%～14.85%和0.24%～1.06%。毒砂的Au含量平均168.39×10-6（29件），各矿床无明显差异，但不同矿石类型和产状的毒砂其Au含量不同。如泥潭冲矿床产于蚀变板岩内的粗粒自形毒砂Au含量184×10-6（3件），而石英脉中的细粒毒砂为91.2×10-6。特征的微量元素Sb含量在0.11%～0.24%，尚含Ni0.009%～0.01%、Co0.004%～0.016%、Te0.003%～0.005%、Ag＜4× 10-6。黄铁矿Au含量平均29.902×10-6（5件）。产于破碎带石英脉中的黄铁矿Au含量高且与黝铜矿连生。黄铁矿的化学成分以富As（0.92%）、贫S（44.67%）为特点，含Co（0.0065%）、Ni（痕量）、Se（0.00025%），其Co/Ni值≫1，S/Se值17.9×104，在Co/Ni含量及其成因图解上落在火山源区，表明其深源热液的性质。辉锑矿的Au含量平均21.5×10-6（5件）。当其与黝铜矿或黄铁矿（毒砂）伴生时，Au含量高。

表3 不同类型矿床（石）元素间的相关系数

3.4 元素相关分析

根据区内1000余件矿石样品所作的Sb、As、Au化学分析结果统计可知，不同矿物成分组合的矿床（体），其Sb、As、Au元素之间的相关性有所不同（表3）。这与Sb、As、Au的平均品位高低有着内在的联系，反映了不同地段的矿体经历了不同的矿化阶段以及金的赋存状态之不同。早期Au的矿化导致蚀变板岩中Au的富集，Au呈次显微金形式较均匀地存在于毒砂中；晚期Au的矿化与Sb（Cu）矿化相伴发生，形成含金石英脉等，但Au并不一定与Sb伴生，而主要呈显微金形式与黄铁矿、黝铜矿等伴生。可见在整个成矿过程中，As、Au同时富集，而Sb、Au则为多期富集，所以它们既相关又不相容，从而表现出矿床中有Sb必有Au，有Au不一定有Sb，但有Au处As一定高的特点。

此外，依据泥潭冲矿床赋矿地层 岩石剖面系统分析结果，As-Au密切相关（r=0.86），Sb-Au弱相关，这与矿石中Sb-As-Au元素间的相关性是一致的，说明Au的初始富集是随As的富集而富集的。

4 稳定同位素地球化学特征

4.1 硫同位素

从本区载金矿物硫同位素测定结果（表4）可以看出，黄铁矿、毒砂和辉锑矿均以相对富集轻硫（32S）为特征，平均值为-3.24‰（21件），变化范围-10.3‰～+3.4‰，极差13.7，标准差4.16，略显塔式分布，推测硫源可能来自地壳深部或下地壳，而且由黄铁矿向毒砂和辉锑矿δ34S值递减，表明成矿过程中硫同位素发生了一定程度的分馏作用。黄铁矿与毒砂的δ34S值比较接近，则显示成矿过程中，硫同位素发生了较强烈的均匀化作用。研究表明[3]，不仅本区载金的硫（砷）化物富集轻硫，而且在整个湖南前寒武纪金矿床中载金的硫（砷）化物都富集轻硫，同时，载金的硫（砷）化物的δ34S值与品位之间存在良好的相关关系，表明二者具成因联系。因为这种同位素组成的硫（砷）化物只能是在氧化态硫达平衡时形成的[4]，即当氧化态硫（SO2-4）在还原条件下，促使（SO2-4）离子被还原成S2-，并与Fe2+、As等金属离子化合形成硫（砷）化物，所以金与其硫（砷）化物是同时形成或稍晚期形成的。

表4 矿石硫同位素组成特征*

注：*硫同位素与Au含量测定非同一样品，仅作对照参考；**括号中数字为样品数；桂林矿产地质研究院测定。

4.2 氧同位素

泥潭冲和江溪垄矿床石英的δ18O组成平均16.02‰（3件）。计算的成矿流体δ18OH2O组成平均9.63‰。地层的δ18O值为16.37‰。可见脉石英的氧同位素组成接近于地层，表明其氧同位素组成的同源性，且接近于地层，同属于变质流体范畴。此外，蚀变岩氧同位素与计算的W/R值均较低（0.004～1.636），表明大气降水对岩石的交换不甚明显，亦即对成矿作用影响不大。由此可见，本区矿化热液主要为变质热液。

4.3 成矿流体性质与沉淀环境

据泥潭冲、江溪垄等矿床的矿物爆裂法测温，早期石英371℃（10件），毒砂332℃、黄铁矿255～250℃（2件）、矿化石英276℃（5件）、辉锑矿280℃，结合其特征性的围岩蚀变（绢云母化、硅化、毒砂化、黄铁矿化等），认为属于中偏高温热液矿床。

泥潭冲矿床包裹体成矿溶液成分，液相以Ca2+、Na+（K+）、Cl-（F-）、SO2-4为主，气相成分除H2O外，以CO2、N2、CO为主，H2、CH4亦有较高含量。在离子中Ca2+、Na+占优势，可以确定含矿溶液以富碱金属为特征，成矿阶段的H2O和CO2含量高，反映出具有高含量的H2O和CO2组分的矿化剂对金的富集和成矿起了很大的作用。H2O、CO2及SO2-4组分的高含量是本区金矿化的标志，并反映成矿热液在成矿时是一种f O2增加的酸性流体，属于一种富CO2、H2O的Na Cl-H2O热液体系。其Na+/K+=2.14～2.71，K/（Ca+Mg）=0.03～0.13，具有热卤水性质。成矿时包裹体气相成分还原参数（H2+CO+CH4）/CO2=0.21～0.24，则表明金的成矿处于还原环境。

5 主要成矿控制因素及找矿标志

5.1 Au的负异常是Au成矿作用的地球化学标志

龙王江锑砷金矿田主要赋存于新元古界板溪群五强溪组一套厚层的含火山物质的浅变质岩系中，在矿化范围内，地层出现明显的Sb、As、Au亏损带（负异常），在成因上与矿带（床）的形成密切相关。它既是成矿的地球化学标志，即表明地层遭受过成矿元素的淋滤作用，侧分泌作用可能是元素发生富集的主要原因，同时也是成矿物质主要来自地层（含金建造）的重要证据。由元素相关关系表明，Au与As呈显著的正相关，而Sb与Au矿化既相关又不相容，表明了多阶段的矿化特点。所以，龙王江矿带Sb、As、Au的地球化学亏损带（负异常）的出现和在矿体近围（蚀变带）形成正异常场（高含量带）的含量变化特征，构成了一个完整的地球化学找矿标志（型式）。

5.2 构造是控矿的主导因素

龙王江锑砷金矿田呈狭长带状分布于NE向淘金坪-龙鼻桥复背斜近轴部，两侧被同向的洞坪（F1）和黑土坡（F2）两条平行剪切带所夹持；岩层挤压剧烈，褶皱出现频繁，地层多处发生倒转；其内发育着延续性好、规模大的劈理化带。区内已知矿床（点）均产于陡倾斜劈理化带以及与缓倾斜劈理化带之过渡部位，该部位即构造上的引张部位，有利于矿液的沉淀与富集。而整个劈理化带又可视为剪切带。由于矿带与区域性褶皱构造及其发育的劈理化带（剪切带）密切相关而呈现出与区域构造方向一致的NE向带状展布。矿床内含锑砷金蚀变岩型和破碎带型金矿化直接产于片理化破裂面和韧性剪切断裂带中，含金石英脉型矿化主要产于强片理化带的剪切断裂带中，可见本区的韧（脆）性剪切断裂带与金矿化有着密切的成因联系和空间关系，成为金矿化的主导因素。由于其构造活动与成矿作用是同时进行的，故又是一种重要的成矿机制。

5.3 围岩蚀变与成矿的关系

区内不同矿物组合的锑砷金矿床围岩均有不同程度的热液蚀变现象，往往沿控矿断裂带呈线性分布，各类蚀变矿化一般不超出断裂破碎带及其影响范围，而且蚀变带类型、产状、规模直接影响着金矿化的类型，并使其沿蚀变带呈有规律的分布。在受NNE—NE向剪切带控制的金锑矿床里，普遍发育宽25～100m的以绢云母化为主的褪色蚀变带，并由矿脉中心向两侧出现硅化→毒砂化→绢云母化，分带现象较明显。但在泥潭冲（锑）砷金矿床里，近矿围岩蚀变微弱，主要为硅化、毒砂化，两侧围岩的绢云母化带不发育。总之，从本区蚀变与矿化类型及其关系来看，可以认为在断裂破碎带及其影响范围内，出现较强烈的褪色蚀变带（绢云母化）和硅化带，则是金锑矿赋存的地质标志，若出现毒砂（黄铁矿）化，或伴有硅化及辉锑矿化，则有锑砷金矿化类型的可能性，而单一的金矿化与石英脉有关。

参考文献

[1]鲍振襄.元古界金-锑 砷矿床（化）类型[J].地质地球化学，1984（11）：63-65.

[2]鲍振襄.溆浦龙王江锑金矿带地质特征[J].湖南地质，1990（1）：35-42.

[3]鲍振襄.湖南金矿床中黄铁矿和毒砂的含金性探讨[J].矿产与地质，1991（5）：368-374.

[4]Cameron Eion M，等.安大略赫姆洛金矿床地球化学、同位素研究[J].周群辉译.地质科技情报，1987（1）：94-101.

[5]鲍振襄.湖南西部层控锑矿床[J].矿床地质，1989（4）：49-60.

[1]文章来源：《黄金地质》，1996年第4期。作者简介：鲍振襄（1933—），男，湖北襄阳人，高级工程师，从事金属矿床找矿勘探、综合研究。

[2] 丁俊华，等.湖南溆浦龙王江金锑矿田金的赋存状态、富集规律、矿床成因及远景研究，1990.