湖南水口山老鸦巢金矿床地质特征及成因分析.pdf

DOI：10.12401/j.nwg.2023105湖南水口山老鸦巢金矿床地质特征及成因分析郭闯，卢玉杰，欧阳志强，史国伟（湖南省遥感地质调查监测所，湖南 长沙410015）摘要：老鸦巢金矿床位于衡阳盆地南缘，水口山铅锌金银矿田的中部，属于隐爆角砾岩型金矿床。金矿体主要赋存于隐爆角砾岩系统及接触破碎带中，受构造、岩浆岩及地层联合控制。笔者基于金矿床的区域地质背景、矿床地质特征、微量元素特征、SPbO 同位素特征、成矿温压及盐度特征，以矿体特征、矿石特征、围岩蚀变和自然金成色特征为基础，结合分析成矿地质条件，厘定矿床成因类型为隐爆中低温热液复成因金矿床。关键词：水口山；老鸦巢金矿床；矿床地质特征；成因类型；隐爆角砾岩型中图分类号：P611.13文献标志码：A文章编号：1009-6248（2023）05-0294-14Geological Characteristics and Genetic Analysis of Laoyachao GoldDeposit in Shuikoushan,Hunan ProvinceGUO Chuang，LU Yujie，OUYANG Zhiqiang，SHI Guowei（Hunan Provincial Remote Sensing Geological Survey and Monitoring Institute,Changsha 410015,Hunan,China）Abstract：Laoyachao gold deposit is located in the south margin of Hengyang basin and the middle part ofShuikoushan leadzinc gold deposit.Gold ore bodies mainly occur in cryptoexplosive breccia system and con-tact fracture zone,which are controlled by structure,magmatic rock and stratum.Based on the regional geologi-cal background of gold deposits,ore deposit geological features,trace elements,SPbO isotope characteristics,metallogenic temperature,pressure and salinity characteristics,orebody characteristics,ore characteristics,char-acteristics of wall rock alteration and assaying the fineness of native gold,as the basis,combining with the anal-ysis of oreforming geological conditions,deposit genetic type is determined as cryptoexplosionliquid com-pound genesis of gold deposits(medium to low temperature).Keywords：Shuikoushan；Laoyachao gold deposit；geological characteristics of ore deposits；genetic type；cryptoexplosive breccia type 隐爆角砾岩型金矿是重要的金矿类型之一，国内外相继发现了一大批与隐爆角砾岩有关的代表性金矿床，如美国的朗德山金矿、克里普克里克金矿、澳大利亚的基兹顿金多金属矿床和奥林匹克坝银金铀铜矿床等超大型矿床以及中国的河南祁雨沟金矿、新疆阿希金矿、山东归来庄和七宝山金矿等中大型矿床（罗镇宽等，1999；宋保昌等，2002；梁俊红等，2011），引起了广大地质学者的广泛关注，取得了许多 收稿日期：2022-12-15；修回日期：2023-04-10；责任编辑：曹佰迪基金项目：中国地质科学院矿产资源研究所中国矿产地质志委托业务项目“南岭中段金属成矿规律与找矿预测”（KD-2020-XZ-043），湖南省地质院科研项目“湖南省水口山矿田稀散矿产资源潜力评价”（201922）联合资助。作者简介：郭闯（1987），男，硕士，高级工程师，主要从事矿产勘查和综合研究工作。Email：。第 56 卷 第 5 期西 北 地 质Vol.56No.52023 年（总 231 期）NORTHWESTERN GEOLOGY2023（Sum231）重要的研究成果（李胜荣，1995；唐菊兴，1995；艾霞，2002；卿敏等，2002；郭纯智等，2007；李弦，2012；李志国等，2012；尹利君等，2013；毛光武等，2016；高轲等，2017）。老鸦巢金矿床是湖南省有色地质勘查局二一七队在 19871990 年探明的一个以矿体规模大、矿化集中、伴生组分多为特点的中型金矿床，属于著名的水口山铅锌金银矿田的重要组成部分。矿床成因类型独特，既不同于区内康家湾热液交代充填型金矿床，又不同于仙人岩浅成低温热液型金矿床及龙王山、新塘、老虎岩、大园岭等含砾黑色黏土型金矿（全铁军等，2006）。许多学者从不同角度对该矿床进行了一系列的研究（巩小栋等，2011；黄金川等，2013；曹琼等，2014；黄金川等，2015；蒋梦同等，2017；郭闯，2021a，2021b），研究内容主要集中于成岩成矿年代学，CO同位素特征，矿床地质特征，隐爆角砾岩地质特征，找矿标志及矿物学特征等方面，鲜有人对其矿床成因进行研究。笔者在充分搜集近些年最新勘查资料基础上，结合野外调研成果，总结矿床地质特征，分析成矿过程，厘定矿床成因。以期能够丰富该地区金矿床的成矿理论，为老鸦巢及邻区今后找矿提供帮助。1区域地质背景矿床位于南岭成矿构造带中段北缘，衡阳断陷盆地南缘，株洲衡阳北东向断裂、郴州邵阳 NW 向转换断层和羊角塘五峰仙东西向断裂的交汇部位（图 1）（李能强等，1996）。区域出露地层主要为泥盆系上统至白垩系下统。古生界主要为一套海相碳酸盐建造和海陆交互相碎屑岩建造；中生界为一套海相碳酸盐建造及陆相碎屑岩建造；新生界为泥、砂、卵石、黏土及砾石层。其中，二叠系当冲组是本区金矿的主要赋矿或容矿层位。区域主要经历了加里东运动、印支运动及燕山运动 3 个构造阶段；印支运动在泥盆系三叠系形成一系列大小不一的褶皱和与褶皱相应配套的断裂，燕山运动则使上述褶皱进一步倒转并形成规模较大的叠瓦式双层结构推覆断层（李能强等，1996）；断层和褶皱是本区主要的构造形态。区域内共有大小岩体 72 个，总面积为 4.55 km2，分为花岗闪长岩浅成侵入系列和英安质潜火山岩、火山岩超浅成喷发系列；前者与区内铁铜铅锌矿床成矿有关，后者与区内铅锌金银矿床成矿相关（李能强等，1996）。2矿床地质特征 2.1矿区地质特征矿区出露地层比较简单，主要为二叠系栖霞组（P1q）、当冲组（P1d）和斗岭组（P2dl）（图 2）。栖霞组岩性主要为浅灰色、灰白色厚层灰岩，深灰色含燧石灰岩和碳质灰岩，是矿区金矿体的次要赋存层位。当冲组上段为中厚层状含锰硅质岩、硅质岩夹页岩；下段为泥灰岩、硅质泥灰岩夹碳质页岩，与花岗闪长岩体接触处，构造破碎厉害，蚀变强烈，是金矿体的主要赋存部位。斗岭组主要为碳质页岩、泥质粉砂岩和粉砂质泥岩，夹长石石英砂岩及石英砂岩。矿区主要地层岩石化学成分分析结果表明当冲组岩石富含 SiO2（表 1）。矿区构造活动强烈，褶皱和断裂均比较发育，主要为老鸦巢倒转背斜和 F1、F2断裂。老鸦巢倒转背斜长约为 4 km，轴向 NS，轴面向 W，向 E 倒转，东西两翼分别被 F1和 F2断裂切割，被破坏分割成“岩块”。花岗闪长岩体沿背斜轴部和 F1断层侵入，在岩体接触带的北边形成老鸦巢金矿床。F1断裂长约为 4 km，走向 NNE，往北偏向 NNW，倾向西，倾角陡缓不一，北段为 6070，南段为 2040；南端被花岗闪长岩体侵蚀，多期次的岩浆侵入和断裂活动使得 F1断裂北段上盘的大理岩破碎成为角砾状大理岩，下盘的当冲组硅质泥灰岩、硅质岩形成隐爆角砾岩和震碎角砾岩，是成矿的良好场所。F2断裂长约为 4 km，走向 NNENNW，倾向 E，倾角为 2045，老鸦巢倒转背斜平卧于断层上盘，中段被花岗闪长岩侵蚀，深部切过 F1断裂（图 3）。矿区岩浆岩为花岗闪长岩，面积为 1.8 km2，形态及产状受背斜和 F1、F2断裂控制（图 3）。岩石矿物成分主要为中性斜长石、钾长石和石英；属贫 Si、铝过饱和、富 Fe、K，偏碱性花岗闪长岩。微量元素 Pb、Zn、Cu 等含量较高，K/Rb 值为 288，Co/Ni 值为 1.332.27。黑云母 KAr 法测定年龄为 143 Ma（银剑钊等，1993），锆石 UPb 定年为（156.01.0）（1632）Ma（马丽艳等，2006；左昌虎等，2014），属燕山中期产物。岩浆来源于上地幔及下地壳的过渡带，属壳幔混源“”型磁铁矿系列（李能强等，1996）。第 5 期郭闯等：湖南水口山老鸦巢金矿床地质特征及成因分析295 2.2隐爆角砾岩地质特征隐爆角砾岩系指岩浆隐蔽爆破作用形成的成因上相互联系而各具特色的一套碎屑岩组合（卿敏，2002）。隐爆角砾岩主要以岩筒形式产出，少量呈脉状产出；其产出多受构造控制，筒状体多产在 2 条或多条断裂构造的交叉部位，而脉状体多受控于一条断裂（王照波，2001）。隐爆角砾岩产于矿区中部，受控于 F1断裂，并沿 F1断裂呈脉状分布，围岩为栖霞组浅灰色、灰白色厚层灰岩以及当冲组下段泥灰岩、硅质泥灰岩夹碳质页岩。隐爆角砾岩主要分布于 F1断裂中，少量分布于当冲组硅质泥灰岩与栖霞组灰岩接触面附近，或单独呈脉状、不规则状和透镜体状插入其他角砾岩中和围岩裂隙发育处。形态复杂，呈透镜状、岩墙状、囊状、脉状、不规则状等；走向约为 330，倾向约为 240；倾角上陡下缓，中段以上 5070，中段以下约 25。中段控制长度为 300690 m，厚度不稳定，最厚为 80 m，最薄只有几米，延伸大于 500 m。隐爆角砾岩成分比较复杂，角砾成分主要为花岗闪长岩、硅质泥灰岩、泥灰岩、大理岩、矽卡岩、老 鸦 巢Z-S新田双牌宁远道县江永江华蓝山临武嘉禾骑田岭汝城郴州资兴万洋山永兴上堡耒阳五峰仙茶陵攸县衡东衡山南岳礼陵株洲塔山阳明山桂阳全州都庞岭零陵东安羊角塘祁阳祁东关帝庙衡阳石年峰邵阳隆回邵东邵阳市双峰新化娄底湘乡湘潭炎陵大义山常宁柏枋金鸡岭Z-SZ-SZ-SZ-SZ-SZ-SZ-SZ-SZ-SZ-SZ-S53553335152525252525252525252525252525252515252525252525251515151515152525252PtD-TPtZ-SD-TK-EK-ED-TK-ED-TPtPtPtPtK-ED-TD-TD-TFK-EK-EPtPtFD-TD-TK-ED-TD-TNFF020 kmNPtNK-ED-T123456789101 11213141.白垩系古近系；2.泥盆系三叠系；3.震旦系志留系；4.元古代基底；5.加里东花岗岩；6.印支期花岗岩；7.燕山期花岗岩；8.花岗闪长岩；9.玄武岩；10.新元古代震旦系大洋型岩石圈俯冲带；11.转换断层；12.壳断层；13.B 型俯冲带；14.背斜轴图 1水口山矿田区域构造地质图Fig.1Regional tectonic geological map of Shuikoushan ore field296西北地质NORTHWESTERN GEOLOGY2023 年 F28512345678910111213141516171819020 mBcCbF2 F1 FFFFFCbVbPyCbVbPyPyPyCbVbBcSKSKBcPyBfPyPyPbZnPyPbZnPyPbZnB.MbP2dlP2dlP2dlP1d2P1d1P1d2P1d1P q1P q1P1qP1qP1qP1qP1q-1-1-1 N Py VbN B.MbSKBfPyPbZn85887035473473PyPbZnSKBcBcPyPbZnSKSKPbZnSKPbZnPbZnSKVb4721.二叠系上统斗岭组；2.二叠系下统当冲组上段；3.二叠系下统当冲组下段；4.二叠系下统栖霞组；5.花岗闪长岩；6.隐爆角砾岩；7.震碎角砾岩；8.接触破碎角砾岩；9.破碎角砾状大理岩；10.矽卡岩；11.断层破碎角砾岩；12.实测/推测地质界线；13.逆断层及编号；14.推测断层及编号；15.勘探线及编号；16.黄铁矿体；17.金矿体及编号；18.铅锌矿体；19.铅锌黄铁矿体图 2老鸦巢金矿区中段地质平面图Fig.2Geological plan of the middle section of Laoyachao gold deposit 表 1 老鸦巢矿区主要地层岩石化学成分表Tab.1The chemical composition of the main strata in Laoyachao deposit段别岩性岩石化学成分（%）SiO2Al2O3Fe2O3CaOMgO栖霞组灰岩1.760.400.2054.44微量含燧石灰岩8.912.170.3848.96微量碳质灰岩5.990.780.4550.480.11当冲组泥灰岩32.947.244.1920.835.48硅质泥灰岩43.167.6010.8017.046.32硅质岩77.888.030.871.320.97含锰硅质岩55.326.965.711.032.30第 5 期郭闯等：湖南水口山老鸦巢金矿床地质特征及成因分析297 角岩、方解石、石英及方铅矿、闪锌矿、黄铁矿等，常见大角砾包裹小角砾（图 4a、图 4b）。角砾大小不等，砾径以 1 cm 和 15 cm 为主，其中小于 1 cm 者占 51.9%，15 cm 者 占 39.1%，510 cm 者 占 5.7%，大于 10 cm 者占 3.3%。胶结物为肉色的花岗闪长岩脉、黄铁矿、石英、碳酸盐及岩屑。角砾形态极为复 P2dlP1d1P1d1P2d1P2d1P2d1P1d2P1d2CbVbBcSKP1qP1qBfSKB.MbBcCbVb020 mF1F212345678910111213700700600600(m)(m)601.二叠系上统斗岭组；2.二叠系下统当冲组上段；3.二叠系下统当冲组下段；4.二叠系下统栖霞组；5.花岗闪长岩；6.隐爆角砾岩；7.震碎角砾岩；8.接触破碎角砾岩；9.破碎角砾状大理岩；10.矽卡岩；11.断层破碎角砾岩；12.实测/推测地质界线；13.金矿体及编号图 3老鸦巢金矿区 472 线地质剖面图Fig.3Geological profile of 472 line of Laoyachao gold deposit(a)HfPyPyPySkSkSkChlLs(c)(d)(b)HfHfa、b.隐爆角砾岩的成分特征；c.文象结构；d.隐爆角砾岩；Hf.角岩；Sk.矽卡岩；Py.黄铁矿；Chl.绿泥石；Ls.灰岩；.花岗闪长岩图 4老鸦巢矿区隐爆角砾岩宏观和微观特征图Fig.4Macroscopic and microscopic characteristics of cryptoexplosion breccia in Laoyachao mining area298西北地质NORTHWESTERN GEOLOGY2023 年杂，呈次圆状、椭圆状、棱角状、正方体、不规则状、糜棱状。具有角砾状和眼球状构造。岩体边缘受自变质作用影响，具钾化，见有长石与石英共结而形成的文象结构（图 4c）。2.3矿体地质特征矿区金矿体主要赋存在隐爆角砾岩中，少量赋存在震碎角砾岩及接触破碎角砾岩中（图 2、图 5）。现已控制大小金矿体 15 个，以号矿体为主，占 75.6%，次为、号矿体，占 19.4%（表 2）。控制金矿化带长为 200690 m，宽为 100470 m，延深大于500 m。矿体形态极为复杂，呈似层状、透镜状、扁豆状、不规则状、蛇形弯曲状、长条弯曲状、月牙状等；矿体具分枝、复合、收缩、膨胀现象。2.4矿石特征（1）矿石类型。根据矿物的共生组合、矿石结构和构造特征，金矿石可分为角砾岩型金矿石和破碎蚀变岩型金矿石。（2）结构构造。矿石主要为压碎结构、交代残余 VbCbSKBcPyPbZnP1qP1qCb P1d1P1d1P2d1P2d1P2d1P2d1P1d2P1d1P1d2P1d2F1F260FVbCb SKPyPbZnF10 20 m1 2 345678910111213BcCb Bc700700600600 (m)(m)1.二叠系上统斗岭组；2.二叠系下统当冲组上段；3.二叠系下统当冲组下段；4.二叠系下统栖霞组；5.花岗闪长岩；6.隐爆角砾岩；7.震碎角砾岩；8.接触破碎角砾岩；9.矽卡岩；10.实测/推测地质界线；11.断层及编号；12.铅锌黄铁矿体；13.金矿体及编号图 5老鸦巢金矿区 473 线地质剖面图Fig.5Geological section of 473 line in Laoyachao gold deposit 表 2 老鸦巢矿区主要金矿体特征Tab.2The main characteristics of gold orebody in Laoyachao deposit矿体编号矿体规模产状（）形态平均品位（106）厚度变化系数（%）品位变化系数（%）控制长度（m）控制延深（m）平均厚度（m）651853462.612102603050似层状、透镜状4.9274.07220.87301102133.072402502530透镜状、似层状4.4587.8570.41401703714.122101503545似层状、透镜状5.5675.7692.081355654077.502202402550透镜状、不规则状5.6194.70101.9335341.5025535透镜状8.81第 5 期郭闯等：湖南水口山老鸦巢金矿床地质特征及成因分析299 结构、包含结构、半自形他形晶粒状结构、充填结构。矿石构造以块状构造、角砾状构造、条带状构造、网脉状构造及浸染状构造为主。（3）矿物组成。根据岩矿鉴定分析结果，主要金属 矿 物 为 自 然 金（41065106）、黄 铁 矿（28%30%）、闪锌矿（0.8%1.5%）、黄铜矿（0.3%）、方铅矿（0.1%）；主要非金属矿物为方解石（19%21%）、石英（18%21%）、石榴子石（2%7.6%）、透辉石（2%5%）等。（4）金矿物及分布特征。经反光显微镜及电子探针分析，老鸦巢金矿区中以自然金为主，次为硫化物金、酸溶性金及石英包裹体金；前者占 80.5%，后三者合计占 19.5%。自然金主要分布在脉石矿物石英、方解石以及胶结物中；或金属矿物黄铁矿、磁铁矿、闪锌矿、方铅矿中；或这些金属矿物与脉石矿物的接触面和裂隙空洞中（表 3）。表 3 老鸦巢矿区自然金的赋存状态表Tab.3The occurrence state of natural gold in Laoyachao deposit矿物名称方铅矿闪锌矿黄铁矿磁铁矿石英方解石脉石空洞、裂隙中脉石与各金属矿物接触面上含金量（%）0.021.847.003.4030.164.6527.4210.5814.93占比（）0.383.055.344.5844.666.4915.271.9118.32 2.5围岩蚀变矿区内围岩蚀变强烈，蚀变类型主要为矽卡岩化、角岩化、硅化、碳酸盐化、大理岩化、赤铁矿化、绿泥石化及绢云母化。其中硅化、绿泥石化、碳酸盐化、绢云母化与金成矿关系比较密切。2.6自然金的成色特征研究表明，矿床自然金的成色与矿床类型、成矿深度、成矿时代、温度及成矿流体的性质密切相关（刘星，1991；王冰生，1994；梁俊红等，2000）。区域岩浆热源热液矿床金成色为 632992，平均为693962，一般大于 800；内生中深或深成金矿床的平均成色为 886，浅成金矿床的平均成色为647；浅部低温矿床为 500700；中深中温带内矿床一般为 750900，850870最常见，深成高温带内大于 800，新生代之前的金矿床 Au/Ag值一般大于 1（梁俊红等，2000）。老鸦巢矿区自然金的成色最高为 932.9，最低为 868.6，平均为892.6；Au/Ag 值均大于1，平均为8.81（表 4）。按照上述研究规律，该矿床形成于新生代之前，中温深成环境，类型为区域岩浆热源热液矿床；金矿物质主要来源深部，不是来源于围岩。表 4 老鸦巢矿区自然金电子探针分析结果表Tab.4Results of natural gold electron probe analysis in Laoyachao deposit样号载体矿物分析项目及结果（%）成色（）Au/AgAuAg10 057方解石与黄铁矿接触界面90.2469.071908.69.4510 045黄铁矿92.9656.781932.913.7110 045磁铁矿87.34611.921879.97.3310 045磁铁矿与石英接触界面上86.54513.090868.66.6111 168脉石中86.69512.505873.96.93平均88.75910.674892.68.81注：数据来源于曹琼等，2014。3矿床地球化学特征 3.1微量元素特征矿区XIII 中段花岗闪长岩体、构造角砾岩、近矿围岩含 Au 情况（表 5），区域及水口山矿田二叠系各地层岩石 Au 含量（表 6）。老鸦巢矿区XIII 中段各类岩石 Au 品位最高的是隐爆角砾岩，可达 3.50106；其次为接触破碎角砾岩和震碎角砾岩，最低的为硅质泥灰岩和砂页岩，仅为 0.42106和 0.29106，为隐爆角砾岩的 1/8 和1/12，显示隐爆角砾岩与金矿的密切关系（表 5）。区300西北地质NORTHWESTERN GEOLOGY2023 年域和矿田二叠系 Au 含量差别不大（表 6），基本接近或略低于克拉克值，没有明显的富集；但矿区XI-II 中段近矿围岩和花岗闪长岩金元素出现了明显的富集作用，是原地层含量的近百倍，是原花岗闪长岩体的 5.6 倍。上述微量元素地球化学特征表明，矿区二叠系和花岗闪长岩体金元素含量比较低，并不具备提供矿源的基础条件；成矿物质的来源可能与后期热液活动有关。3.2稳定同位素地球化学特征（1）S 同位素特征矿石矿物黄铜矿、黄铁矿、方铅矿、闪锌矿 25 件S 同位素测定结果显示，矿区 S32/S34值为 21.99422.252，平均为 22.177，34SCDT值为1.510.298，但大部分为1.53.5，呈塔式分布，接近陨石硫（李能强等，1996）。研究认为，在特定情况条件下，成矿流体总硫同位素组成可近似由硫化物的测值平均数代替（杨勇等，2010）。笔者以总硫作为研究对象，所选的样品全部取自铅锌黄铁矿型金矿石，矿石矿物类型比较单一，34SCDT值分布范围狭窄，符合上述条件。全硫同位素组成的范围介于2.06.5的矿床为岩浆硫来源，而总硫 34SCDT值为 5.015.0的硫源应为局部围岩混合硫（过渡硫）（戚长谋等，1994；徐文忻，1995）；矿区介于岩浆硫与围岩混合硫之间，但主要分布于岩浆硫范围内，表明成矿物质主要来源于岩浆。（2）O 同位素特征矿区成矿流体 O 同位素组成 18O 值为+4.93+5.58（李能强，1996），与岩浆水（18O 值为+5.5+10）和水口山矿田岩浆水（18O 值为+7.45+9.34）非常接近，而与南岭地区中生代大气降水的18O 值（8）（张理刚，1985）差别非常大，表明矿区成矿热液组成中，岩浆水所占比例较大。（3）Pb 同位素特征在老鸦巢矿区坑道取 5 件样品测定其 Pb 同位素组成（表 7）。结果表明：206Pb/204Pb 值为 18.1018.63，变化不超过 2.9%；207Pb/204Pb 值为 15.3215.85，变化 表 5 老鸦巢矿区XIII 中段各类岩石含 Au 品位表Tab.5Gold grade table of all kinds of rocks in the middle section XIII of Laoyachao deposit岩石名称花岗闪长岩隐爆角砾岩接触破碎角砾岩震碎角砾岩角砾状大理岩断层角砾岩硅质泥灰岩砂页岩样品个数1182 2928351 7473496729818Au平均品位（106）0.433.501.581.080.580.500.420.29注：数据来源于曹琼等（2014）。表 6 区域及水口山矿田二叠系各地层岩石 Au 元素含量表Tab.6Table of Au content in strata of Permian in Shuikoushan ore field区域二叠系Au含量（109）矿田二叠系岩石Au含量（109）4号花岗闪长岩体Au含量（109）P2c1.914碎屑岩2.2276.4P2dl1.457泥质岩3.23P1d3.320硅质岩2.77P1q0.999碳酸盐岩1.83地壳Au含量4109 表 7 老鸦巢矿区 Pb 同位素组成及参数表Tab.7Isotopic composition and parameters of lead in Laoyachao mining area序号206Pb/204Pb207Pb/204Pb208Pb/204PbTh/U118.49315.78238.7459.813.8591.1730.6948.43218.1015.3239.118.954.1445.480.7645.27318.6315.8539.359.934.0497.9335.0564.08418.3615.5039.219.274.0763.6511.1449.79518.3415.6438.879.553.9677.2321.1149.08第 5 期郭闯等：湖南水口山老鸦巢金矿床地质特征及成因分析301 不超过 3.5%；208Pb/204Pb 值为 38.74539.35，变化不超过 1.6%，说明 Pb 同位素组成还是比较稳定的，基本上属于正常铅。利用 Geokit 软 件 计 算 Pb 同 位 素 的 相 关 参 数（表 7）（路远发，2004）。Th/U 值为 3.854.14，平均值为 4.01，变化范围较窄，显示出稳定 Pb 同位素特征；数值介于原始地幔平均值（3.95）和下地壳平均值（6.0）之间，表明矿物应属下地壳或幔源。矿石值为8.959.93，平均值为9.50，小于9.58，介于地壳（C9.81）与原始地幔（07.80）之间（吴开兴等，2002），指示矿石铅来源于上地幔或下地壳。研究表明，高放射壳源铅 值大于 9.58，低放射性深源铅值小于9.58（沈能平等，2008），显示该区 Pb 同位素具有深源铅特征。Pb 同位素组成图解中（图 6），有关样品分布于造山带和下地壳铅演化线之间，认为属下地壳铅和造山带铅的混合产物。用 和 分析成因示踪，可以准确定位成矿物质源于何种地质体，探讨矿石铅的物质来源，提供更丰富的地质过程与物质来源信息（朱炳泉等，1998；赖健清等，2015）。Pb 同位素成因 分类图（图 7）显示投影点比较分散，有 3 个为上地壳铅，1 个为中深变质作用铅，1 个为造山带铅，显示为混合铅。Pb 同位素构造环境判别图解（图 8）显示，数据点落在下地壳和造山带范围内，集中于下地壳范围。由此可见，该区矿石铅的同位素组成以下地壳铅为主、混合了少量幔源铅，形成环境为造山带附近。ABCD15.516.517.518.519.520.535.536.036.537.037.538.038.539.039.540.0206Pb/204Pb208Pb/204PbA.地幔；B.造山带；C.上地壳；D.下地壳图 6Pb 同位素组成图Fig.6Lead isotope compositions 030201010203040502010010203040506070671015483a3b921.地幔铅；2.上地壳铅；3.上地壳与地幔混合的俯冲带铅（a.岩浆作用，b.沉积作用）；4.化学沉积型铅；5.海底热水作用铅；6.中深变质作用铅；7.深变质下地壳铅；8.造山带铅；9.古老页岩上地壳铅；10.退变质铅图 7Pb 同位素 分类图Fig.7Lead isotope classification figure 16.517.518.519.520.515.115.215.315.415.515.615.715.815.9206Pb/204Pb206Pb/204Pb207Pb/204Pb208Pb/204PbLCDABOROIVCUC16.517.518.519.520.537.037.538.038.539.039.540.0LCUCCOIVADORBLC.下地壳；UC.上地壳；OIV.洋岛火山岩；OR.造山带；AD 分别为各区域中样品相对集中区图 8Pb 同位素构造环境判别图Fig.8Environmental identification of lead isotopes302西北地质NORTHWESTERN GEOLOGY2023 年 3.3成矿温压及盐度特征据爆裂法测温结果（李能强等，1996）：黄铁矿为120360，铅 锌 为 205315，方 解 石 为 275308，石英为 138360。成矿温度差异较大，具较明显的中低温热液及多阶段成矿特征。矿区矿物包裹体分析结果显示（表 8），包裹体温度最高为 390，最低为 138，主要为中-低温；盐度最高为 46.41%，最低为 4.83%，平均值为 28.2%，属于中低盐度；压力变化比较大，最低为 8 atm，最高为433 atm，压力变小时，温度迅速下降，显示成矿过程中压力、温度降低显著，具隐爆特征，是能力迅速释放的结果。以上特征与隐爆角砾岩型金矿床相符合（毛光武等，2016）。3.4矿物标型元素特征黄铁矿和闪锌矿是矿区金的重要载体，研究黄铁矿和闪锌矿中标型元素的特征对厘定矿床成因具有十分重要的意义（杨前进等，1999；裴玉华等，2006；付治国等，2009；彭丽娜等，2009；李志国等，2012；杜亚龙等，2017；高永伟等，2019）。老鸦巢矿区黄铁矿、闪锌矿标型元素特征（表 9）。表 9 老鸦巢矿区单矿物标型元素与矿床成因关系表Tab.9The relationship between single mineral type element and deposit genesis in Laoyachao mining area矿物名称元素对数值判别成因标准内生外生黄铁矿Co/Ni1.7211S/Se15 00020 00020 000Pb/Ni25.8高低Tl/Se0.05低高矿物名称元素对数值判别成因标准高温中温低温闪锌矿TFe（%）3.3102031013In（106）6615052011240030Cd（%）0.280.200.61.5Ga（106）241.3141.13218200Ga/In0.3640.0010.500.0151100 矿 区 黄 铁矿 Co/Ni 值 为 1.72，S/Se 值 为 15 000，Pb/Ni 值为 25.8，Tl/Se 值为 0.05，显示内生矿床的特征；闪锌矿 TFe 含量为 3.3%，In 含量为 66106，Cd 含量为 0.28%，Ga 含量为 24106，Ga/In 值为 0.364，显示中低温矿床的特征（表 9）；综合可知老鸦巢金矿床应属中低温内生矿床。4矿床成因探讨 4.1成矿地质特征（1）地层特征：矿区金矿体主要产于栖霞组灰岩和当冲组硅质岩、硅质泥灰岩形成的隐爆角砾岩中，微量元素分析结果显示栖霞组和当冲组地层 Au 含量并不高，不具备提供物源的基础条件。但栖霞组和当冲组中的灰岩、硅质岩及硅质泥灰岩岩性脆，在动力作用条件下极易破碎形成大规模破碎带，利于矿液的运输和沉淀。另外，当冲组中含有大量的 SiO2，对金元素的活化迁移、沉淀富集具有促进作用（樊文苓等，1993，1994，1995；闫升好，1998）。因此，地层对金矿的控制主要体现在有利的岩性。（2）构造特征：金矿体赋存于构造破碎带中，沿 F1断裂分布，F1断裂是矿区主要的导矿构造；矿体的形态、规模与破碎带的形态、规模关系密切，矿体富集地段往往是破碎带变形或膨胀的部位。例如，号金 表 8 老鸦巢矿区矿物包裹体测试分析结果表Tab.8Table of mineral inclusion test analysis results in Laoy-achao mining area样品种类压力（atm）温度（）盐度（%）花岗闪长岩中的灰白石英43339046.41矽卡岩化中的石榴子石32037516.20硫化矿石中灰白石英（J1）25836045.39硫化矿石中透明石英（J2）81384.83第 5 期郭闯等：湖南水口山老鸦巢金矿床地质特征及成因分析303 矿体在中段上陡下缓的拐弯部位，矿体厚度变薄、规模变小；而中段的上下中段，矿体规模变大。研究表明，弯曲膨胀部位应力释放，易形成低压扩容空间，有利于含矿气液沉淀（关键等，2004；安国堡，2005）。（3）岩浆岩特征：矿体主要赋存在老鸦巢倒转背斜轴部花岗闪长岩体北东端隐爆角砾岩中，矿体形态、矿石矿物类型、结构构造以及围岩蚀变均显示了热液矿床的特征。S、O 同位素地球化学特征显示矿床成矿物质主要来源于岩浆热液；Pb 同位素地球化学特征显示成矿物质为壳幔混合型，与矿区花岗闪长岩的物质来源相同；矿石矿物的标型元素特征显示矿床类型为中低温内生矿床。以往对老鸦巢矿床的研究表明矿床成矿年龄（157.81.4）Ma 和花岗闪长岩的侵位年龄（158.81.8）Ma 也相当吻合（黄金川等，2015）。以上均说明成岩和成矿具有密切的时空联系，岩浆活动不但为成矿提供了热源，而且还提供了物质来源。4.2成矿过程分析（1）引爆机制：矿区花岗闪长岩体是多期次、多旋回的浅成至次火山岩侵入体，岩体在燕山中期开始侵位于石炭系至白垩系一套海陆交互相及陆相的碳酸盐岩和碳质砂、页岩岩系；在接近地表时，受到地表内裂隙水而迅速冷却，同时在壳层破碎岩石周围凝固构成了一个封闭的“屏蔽层”。“屏蔽层”层下的岩浆仍不断在活动，结晶分异作用形成的富含挥发分的汽、液及存在于其内的地下水，不断煮沸气化，致使系统内压急剧增加。由于多期次多旋回岩浆侵入期后的残余气、液浆的聚集，能量相对集中，这些富含碱质、挥发成分气、液浆过饱和的同时，且有过热特点，并从高能位向低能位的围岩介质移动时，物理化学条件的改变，物质状态突变而引起能量迅速释放，大量热能迅速变为机械能，使上部及旁侧围岩产生破碎角岩化，角岩又重新破碎。上升侵位越高，与围岩的压力及温度梯度也越大，整个气化蒸馏作用也就越强烈，形成的角砾化范围越广。（2）矿床形成过程：矿区含金角砾岩的成因极为复杂，是岩浆岩、地层及多期次构造叠加作用的结果。由于岩浆活动和构造运动，在环绕岩体和破碎带的栖霞组和当冲组地层中首先形成接触破碎角砾岩、构造角砾岩及极少量岩溶角砾岩，而后岩浆结晶分异作用形成的残余气、液浆沿断层上涌并且在上述角砾岩裂隙进行隐蔽爆破，形成了目前所见到的隐爆角砾岩，并且隐蔽爆破作用在附近围岩也形成了一定厚度的震碎带及震碎角砾岩。角砾岩形成之后，多期次的含金矿液沿角砾裂隙进行反复的充填、交代形成金矿体。4.3成因类型探讨老鸦巢金矿体赋存于 4 号花岗闪长岩体北东端接触破碎带、隐爆角砾岩中。矿体严格受构造、地层及岩浆岩控制。矿石矿物黄铁矿、方铅矿、闪锌矿和黄铜矿以及与成矿期相近的硅化、绿泥石化、碳酸盐化及绢云母化等，