湖南省核工业地质局三〇三大队，湖南 长沙

收稿日期：2021年3月26日；录用日期：2021年4月23日；发布日期：2021年4月30日

摘要

本文从成矿地质背景、金的地球化学特征、赋存状态、迁移形式等方面研究了红星金矿的成矿规律，总结了地层、岩性、构造、围岩蚀变、地球化学、矿物组合，为下一步找矿指出了方向。

关键词

益阳市，红星金矿，成矿规律，找矿标志

Research on Metallogenic Regularity and Prospecting Criteria of Hongxing Gold Deposit in Yiyang City

Shihong Liu, Jian Cheng, Dehu Deng

303 Brigade, Nuclear Industry Geology Bureau of Hunan Province, Changsha Hunan

Received: Mar. 26^th, 2021; accepted: Apr. 23^rd, 2021; published: Apr. 30^th, 2021

ABSTRACT

This paper studies the metallogenic regularity of the Hongxing gold deposit from the aspects of the mineralization geological background, the geochemical characteristics of gold, the occurrence state, and the migration form, and summarizes the formation, lithology, structure, wall rock alteration, and geochemistry. The combination of minerals points out the direction for the next step of prospecting.

Keywords:Yiyang City, Hongxing Gold Deposit, Metallogenic Regularity, Prospecting Criteria

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1. 引言

益阳市金矿有分布广、资源丰富、“狗头金”多、品位高、纯度高、开采历史久的特点。红星金矿位于益阳市城区南部，成因的观点有很多，中南工业大学地质系的肖禧砥(1988)认为：红星金矿为绿岩带型金矿 [1]；湖南省地矿局区调队(2012)认为：沉积–变质热液型，认为该区火山–沉积作用是主要的矿源层，通过区域变质作用、岩脉的侵入和热液蚀变促成金矿的富集。主要集中成矿地段为岩体的内外接触带上 [2]；中南工业大学地洼成矿学研究所的李玉平(1994)认为：红星金矿具有多成因、多物质来源，多成矿阶段、多控矿因素、多成矿作用的特征，是一个多因复成矿床。认为断层旁侧发育的片理化带为重要要的找矿标志 [3]。

2. 区域地质背景

2.1. 区域地层

红星金矿地层单一，主要出露为中元古界冷家溪群的雷神庙组(Pt₂l)、南桥组(Pt₂n)、黄浒洞组(Pt₂h)、小木坪组(Pt₂x)、坪源组(Pt₂p)，板溪群马底驿组(Pt₃m)、五强溪组(Pt₃w)及第四系。

2.2. 区域构造

红星金矿位于江南古陆雪峰山弧形隆起的东段南缘，为“幕阜构造块体”，俗称湘东北地段，东与江西九岭构造带相连，西与雪峰山构造带相连，北西向以常德–安仁转换断层为其接触界线，北与扬子地块台褶带以北断层相隔，东南有文家市断裂构造带与平乐陷相分离，具体位置处于北东向桃江–城步深断裂构造带和北西向常德–长沙隐伏深断裂构造的交汇部位(见图1)。

2.3. 岩浆岩

区内岩浆岩比较发育，主要有加里东晚期第一次侵入分布于桃江至牛田一带的桃江岩体，出露面积230 km²；燕山期黑云母二长花岗岩沧水铺岩体，出露面积160 km²；红星金矿古火山岩主要有科马提质玄武岩、安山岩、武陵期变基性火山岩(包括拉斑玄武岩、玄武质科马提岩) [4]。

2.4. 岩脉

与金矿相关的岩脉主要有花岗斑岩、石英斑岩。

1) 花岗斑岩

主要分布于修山，益阳邓石桥等，呈脉状式墙产出，最长1000 m一般数十米至200 m，最宽40 m，一般数米，呈小岩株者10 × 5~90 × 180 m，受断层及裂缝控制。岩石石块状构造，斑状结构，基质为显微花岗结构，假球粒结构。斑晶为长石及少量黑云母，含量5%~40%，大小不一，2~3 mm，最大者6~8 mm，基质主要为钾长石及石英，其次为黑云母及少量白云母、绢云母、帘石、绿泥石、方解石等。局部含钛

图1. 益阳市红星金矿区域构造略图

白石、磷镁矿、磷灰石，大小为0.02~0.2 mm，局部具绢云母化，碳酸盐化及硅化。

2) 石英斑岩

此类岩脉也发育，主要分布于益阳的灰山港，邓石桥，横田等地，多呈脉状，也有呈岩床，岩墙产出。成群出现，大者长1000 m，宽40 m，小者长数十米，宽数米。在横田附近见一小岩株，出露1000 m，宽400 m，受断裂及裂缝控制。岩石块状构造，斑状结构，基质是黑微花岗结构和霏细结构。斑晶为石英及少量长石，含量1%~13%，大小0.3~3 mm，其次为绢云母白云母及粘土矿物，大小0.01~0.05 mm。

3. 矿区地质

3.1. 矿区地层

矿区出露地层单一，与金矿有关的主要是冷家溪群的黄浒洞组(Pt₂h)第二段、第三段。分述如下：

黄浒洞组(Pt₂h)分为三个岩性段，在全区稳定，相变不明显，第二、三段是主要的含矿层位。

黄浒洞组第一段(Pt₂h¹)下部为灰绿色、灰色中层–块状浅变质岩屑杂砂岩、岩屑石英杂砂岩为主并夹薄层板岩、粉砂质板岩、砂质粉砂岩。

黄浒洞组第二段(Pt₂h²)中上部为灰绿色板岩、条带状板岩夹薄–中厚层状浅变质岩屑杂砂岩、粉砂质细砂岩、泥质粉砂岩。是主要的含矿层位之一。厚度大于800 m。

黄浒洞组第三段(Pt₂h³)上部为灰绿色中–厚层状、块状浅变质岩屑杂砂岩、岩屑石英杂砂岩、石英杂砂岩与中厚层状板岩、粉砂质板岩。是主要的含矿层位之一(见图2)。

图2. 益阳市红星金矿地质略图(1:5000)

3.2. 矿区构造

矿区构造主要有：石咀塘倒转背斜、油麻冲倒转向斜褶皱构造、王四村压扭性断裂、邓石桥压扭性断裂(F₁)、矮子山断裂(F₂)、井村嘴断裂等断裂构造，它们的特征如下(见表1)：

表1. 构造特征一览表

Continued

3.3. 岩浆岩

矿区有武陵期变基火山岩和雪峰期中–酸岩脉。它们与金成矿有一定的关系 [5]。

4. 矿体地质

4.1. 主要矿体地质特征

红星金矿共发现五条含金石英脉，其中I矿号脉、II矿号脉规模较大，是红星金矿的主矿带，向北东延伸到枫树山金矿采矿权及金银山探矿权范围内。主要矿体地质特征见下(见表2)：

表2. 矿体地质特征表

4.2. 矿石矿物组成

金属矿物为自然金、黄铁矿、毒砂、方铅矿、黄铜矿等，脉石矿物为石英、绢云母、绿泥石、高岭石及方解石，自然金主要以可见金的形式赋存于石英中。

4.3. 矿石类型

矿石类型：矿石工业类型有两类，一类是石英脉型，一类是碎裂蚀变板岩型。

4.4. 矿化阶段

矿化分三阶段由早到晚分别为石英–粗粒黄铁矿–毒砂阶段，石英–细粒黄铁矿–合然金阶段，石英–碳酸盐阶段。

4.5. 矿石结构、构造

矿石结构构造简单，常见的结构有晶粒结构、碎裂结构、交代结构、包含结构等。常见的构造有块状构造、细脉侵染状构造、眼球状构造。

4.6. 矿体(层)围岩蚀变

从地表露头、老窿普遍发育硅化、退色化、绢云母化、黄铁矿化、碳酸盐化、绿泥石化、伊利石化等围岩蚀变。与金矿化有关围岩蚀变是硅化、黄铁矿化 [6]、毒砂化 [7] [8] [9]、辉锑矿化 [10]、赤褐铁矿化等。

5. 矿体成因

5.1. 矿源来源多样

红星金矿矿源来源多样，不论浅变质细碎屑岩，还是基性火山岩，次火山岩式花岗斑岩，金含量都很高(火山岩、基性岩脉中金背景值见表3，元古界中金的背景值见表4)。它们都是金的矿源层 [11]。

表3. 红星金矿火山岩、基性岩脉中金的背景值

表4. 红星金矿元古界中金的背景值

①为李玉平、^②为卢祥(1990)，其余均为408队整理。

5.2. 热液来源复杂

矿石中氢、氧同位素变化范围大，其δ₁₈O水为−5.128‰~13.480‰，δD水为−51‰~71.105‰，在δD水−δ₁₈O水坐标图上主要落在岩浆水、变质水及大气降水区，表明红星金矿成矿流体中水为岩浆水、变质水与大气降水的混合水。

流体包裹中的K\Na为0.016~0.829，也显示有大气降水(K\Na为0.02~0.63)的加入。

从硫同位素组成来看，矿石硫化物的δ34S为−1.53‰~2.90‰，变化范围小，与浅变质火山岩中硫化物硫同位素组成相似，而与区域元古宇地层中的硫化物有显著差别。说明矿石硫主要为深源硫，来源于古火山岩中。

5.3. 成矿模式

综上所述，红星金矿的成矿模式为：冷家溪群中泥质板岩、粉砂质板岩、杂砂岩、火山岩碎屑岩中的金以及火山作用由地幔中带来的金，在以建造水为主、变质水、深源热水、地表水的共同作用下，在一定的压力、温度、Eh值、PH值、fO₂条件下和在Na⁺-Ca²⁺- ${\text{HCO}}_3^{-}$ - ${\text{HSO}}_4^{2-}\left({\text{HS}}^{\_}\right)$ 体系热液中，岩石中的成矿元素Au溶解，Au形成络离子 ${\left[\text{Au}{\left(\text{HS}\right)}_2^{-}\right]}^{-}$，并迁徙、运移，在压力减小、温度降低、PH值减小、fO₂降低的情况下，在构造线转折处、构造线交汇部位发生Au析出、沉淀。

我们对红星金矿的成矿模式进行了归纳总结如下(见图3)：

图3. 红星金矿成矿模式

总之，矿区成矿过程经历了漫长的地质时期，除了早期的火山活动富集，还经历变质作用进一步富集，并经历了后期构造叠加进一步改造，近代的表生作用也使金发生次生富集。红星金矿具有多成因、多物质来源，多成矿阶段、多控矿因素、多成矿作用的特征，是一个多因复成矿床。

6. 找矿标志

通过以上成因分析，我们总结了本区的找矿标志：

6.1. 地层、岩性标志

红星金矿的金均产于冷家溪群黄浒洞组第二段(Pt2h2)、第三段(Pt2h3)，岩性为灰绿色板岩、粉砂质板岩、变质泥质粉砂岩为主，中上部夹具条纹、条带、斜纹理、交错层等构造。板岩中条带稀疏而清晰，由浅色的粉砂质和深色的泥质相间构成 [12]。

6.2. 构造标志

工作区内矿体严格受断裂构造控制，断裂构造是区内找金的重要标志之一 [13]。本区在断层旁侧发育有延续性好、规模较大的片理化带，它们是追索断层的很好标志。片理化带与金矿化关系十分密切，这主要表现在本区已经发现的矿段都产在浅变质基性火山岩与细碎屑岩接触带附近的片理化带中，尤其是在强片理化带中就更明显，含金石英脉型矿化主要分布在强片理化带的断裂破碎带中，含金破碎带型矿化则直接产在片理的破碎面中。在浅变质基性火山岩的片理化带中也有较好的金矿化。本区广泛分布的片理化带是重要的找矿标志。

6.3. 围岩蚀变标志

区内金矿化均与硅化、黄铁矿化、毒砂矿化、辉锑矿、赤褐铁矿化等蚀变现象有关，围岩中绿泥石化、硅化较强时，常是含金的标志，相反，碳酸盐化强烈地段金矿化较弱。因此蚀变现象也是本区找金的重要标志之一。

6.4. 地球化学及地球物理标志

金异常的直接指示和锑、砷、汞异常的直接指示成为找金的主要标志 [14]。

化探异常标志，土壤叠加有Au、AS、Cu、Pb、Zn、Sb等元素异常，特别当Au、As异常与汞气异常相重叠时，常指示深部可能有金矿(化)体存在 [15]。

7. 结论

1) 红星金矿成矿过程经历了漫长的地质时期，除了早期的火山活动富集，还经历变质作用进一步富集，并经历了后期构造叠加进一步改造，近代的表生作用也使金发生次生富集。红星金矿具有多成因、多物质来源，多成矿阶段、多控矿因素、多成矿作用的特征，是一个多因复成矿床。

2) 红星金矿冷家溪群黄浒洞组砂、板岩，断层旁侧发育的片理化带，硅化等蚀变现象，金异常的直接显示和锑、砷、汞异常的直接指示，土壤叠加有Au、AS、Cu、Pb、Zn、Sb等元素异常，均为重要的找矿标志。

致谢

队总工魏元泵及文明辉同志对本文进行了修改和指导，在此表示感谢。

文章引用

刘石宏,程 键,邓德虎. 益阳市红星金矿成矿规律与找矿标志研究
Research on Metallogenic Regularity and Prospecting Criteria of Hongxing Gold Deposit in Yiyang City[J]. 地球科学前沿, 2021, 11(04): 532-540. https://doi.org/10.12677/AG.2021.114048

参考文献