桂东大瑶山成矿带古木口金矿床地质特征及找矿方向

陈龙照,黄树峰,2,郭腾飞,沈开和,吴志山,魏明雨,江化寨,詹 勇

(1.中国冶金地质总局第二地质勘查院，福建福州 350108；2.中国冶金地质总局矿产资源研究院，北京 101300)

0 引言

古木口金矿床是中国冶金地质总局第二地质勘查院新近勘查发现的中型规模以上的金矿开发基地，位于广西苍梧县梨埠镇，隶属桂东大瑶山金矿成矿带东段(图1)。区域上大瑶山金矿成矿带内有中、小型金矿床(点)200多处(蔡明海等，2000；盛志华，2005；汪劲草等，2010；王新宇等，2013)，以藤县桃花金矿床、平南县六岑金矿床、昭平县马江镇古袍金矿床为代表，有近百年的黄金开采历史。区域矿产主要为岩金、砂金、铜、铅、锌矿等，其中金矿床的赋矿地层大多数为寒武系中上统黄洞口组，少数为寒武系中下统小内冲组。矿床工业类型既有石英脉型(如龙水金矿)、破碎带蚀变岩型(如深泥田金矿，郭申祥，2014)，又有斑岩型(如成矿带西段延出图1外的龙头山金银矿，朱桂田等，2002)等。与金成矿作用关系密切的斑岩体的形成时代(陈富文等，2008；王新宇等，2013)，既有加里东晚期(371～463 Ma)，又有燕山晚期(66～164 Ma)。但有的根据区内与加里东期同熔型花岗岩有关的Au-Cu多金属成矿系列、与燕山期改造型花岗岩有关的W-Sn-Pb-Zn-稀土成矿系列而强调主成矿期在加里东晚期(黄惠民等，2003)，而有的根据成矿背景、矿床特征结合同位素定年资料，将其主成矿期确定为燕山早期(蔡明海等，2000)。总之，该区金矿地质构造背景复杂多变并伴有岩浆活动，寒武系含金岩系广泛出露，成矿地质条件较好。近年来，该区虽然在成矿时代、斑岩体形成机制及分布规律、成矿动力学背景、找矿标志和成矿预测等方面的研究已取得许多重要进展(朱桂田等，2005；叶荣等，2012；傅良刚，2009；蒙勇等，2011；段瑞春等，2011；李青等，2009；汪劲草等，2010；刘腾飞，1993；韦子任等，2003；蔡明海等，2001；朱金初等，2006；朱桂田，2002)，但勘查发现中高品位金矿床长期以来没有实质性的突破，尤其是成矿带发现中型以上高品位金矿床尚属首例，东南部长期以来不仅未见中型以上金矿勘查成果报导，也未有“层间引张型走滑转换断裂控矿”之学术认识，而且以往整体成矿地质条件研究程度偏低。本次研究总结地质找矿新成果认识，进一步探索该首例高品位金矿床地质特征及找矿方向，有助于扩大大瑶山金矿成矿带的整体勘查资源量成果，并不断推动类似地质条件已知矿床点找矿规模的新突破。

图1 桂东大瑶山成矿带区域地质背景略图(据王新宇等修改，2013)Fig.1 Simplified geological map of the Dayaoshan metallogenic belt，eastern Guangxi(modified from Wang et al.，2013)1-泥盆系；2-奥陶系；3-寒武系；4-元古界；5-花岗岩/加里东期花岗岩；6-中型金矿床；7-小型金矿床；8-金矿化点；9-断层；10-矿区范围1-Devonian;2-Ordovician;3-Cambrian;4-Proterozoic;5-granite/Caledonian granite;6-medium-size gold deposit;7-small-size gold deposit;8-gold ore spot;9-fault;10-mine area

1 区域地质背景

区域地层：大瑶山金矿成矿带主要出露寒武系、泥盆系。其中寒武系为浅变质灰绿色长石石英砂岩、粉砂岩夹页岩及少量炭质页岩，区域上为赋矿层位,主要分布在中部地区；泥盆系为底砾岩、砂页岩和灰岩，分布于南北两侧边缘地区。

区域构造：隶属南岭构造带，总体呈东西向展布，其中东段呈北西西向。寒武系构成加里东隆起的中部基底构造层，泥盆系构成加里东隆起边缘构造层。据研究大瑶山地区大部分金矿床受横贯于隆起区中部的近东西向隐伏深大断裂带控制(汪劲草等，2010)。成矿构造条件从优到劣依次为：(1)伸展型脆-韧性剪切带(桃花金矿)；(2)平-逆型脆-韧性剪切带(古袍金矿)；(3)走滑型脆-韧性剪切带(龙水金矿)；(4)节理-断裂型脆性剪切带(六岑金矿)。

区域岩浆岩：由于区域断裂带发育，具有多期岩浆活动特征。其中加里东期伴有花岗斑岩群侵入和金(银)矿化；海西期为中基性和中酸性火山岩喷发；印支期构造伴生基性岩、超基性岩的侵入；而燕山、喜山期活动以酸性岩浆侵入为主，伴有金(银)矿化。

区域变质作用:主要形成了浅变质砂岩-粉砂岩及绢云母板岩等。

2 矿区地质特征

石石英细砂岩和绢云千枚岩两种，以长石石英细砂岩为主，夹层状绢云千枚岩，厚度10～50 m不等，呈互层状产出。含矿构造为北西向层间断裂破碎带(图2)，由于右旋走滑拉分转换作用，断层面局部形成宽大的张扭性构造角砾岩带，为成矿富集提供有利空间并出现角砾状矿石。矿区内地表未见侵入岩体出露，仅Ⅱ号矿带钻孔ZK3902、ZK4502、ZK4104、ZK4903深部见花岗闪长斑岩，呈脉状，宽约2～15 m不等，斑状结构，基质具显微晶质结构，块状构造。斑晶含量约为10%，主要成分为斜长石、石英、角闪石，斜长石呈半自形板状，石英呈它形粒状，角闪石呈半自形柱状；基质含量约为90%，主要成分为斜长石，少量暗色矿物及石英，具泥化、绢云母化、碳酸盐化、绿泥石化。

图2 古木口金矿区地质构造及土壤化探略图Fig.2 Sketches showing geological structures and soil geochemistry of the Gumukou gold deposit1-第四系；2-寒武系黄洞口组第三段；3-含矿层间断裂破碎带；4-实测逆断层及编号；5-推测断层；6-1∶2万土壤化探金元素异常等值线(×10-9)；7-1∶2万土壤化探砷元素异常等值线(×10-6)；8-化探异常带及编号；9-勘探线；10-详查矿段；11-外围普查矿段1-Quaternary；2-third member of Cambrian Huangdongkou Formation；3-fracture zone between ore-bearing layers；4-measured reverse fault and number；5-inferred fault；6-gold anomaly contour from 1∶20,000 soil geochemical survey(×10-9)；7-arsentic anomaly contour from 1∶20,000 soil geochemical survey(×10-6)；8-geochemical anomaly zone and number；9-prospecting line；10-detailed survey section；11-peripheral prospecting section

区内含矿地层岩石普遍具浅变质，主要有变质长石石英细砂岩、绢云千枚岩，次之为变质泥岩、石英岩。围岩蚀变类型主要为黄铁矿化、绢云母化、硅化、碳酸盐化、绿泥石化等，其中硅化、黄铁矿化与金矿关系最为密切。区内硅化现象十分普遍，主要沿断裂带分布，有早、中、晚三期。其中中期硅化与金矿化关系密切，晚期次之。黄铁矿化常与硅化相伴生，与金矿关系最为密切，一般富矿地段，特别是构造强烈地段，黄铁矿化增强，常是金的富集地段。黄铁矿与早、中、晚期硅化相伴生：早期黄铁矿多呈自形、半自形-他形粒状，多具立方体晶形也见五角十二面体晶形，粒径0.02～0.3 mm，具压碎现象，呈星点状，含金中等；中期黄铁矿多呈半自形粒状，粒径较均匀，在0.02～0.1 mm，有的偶见压碎现象，常与黄铜矿、方铅矿、闪锌矿、钛铁矿伴生，主要呈星点状分布，含金较高；晚期黄铁矿多呈半自形-他形粒状，粒径在0.02～0.2 mm，主要呈星点状分布，含金较低。

3 矿区地球化学特征

矿区1∶2万土壤地球化学剖面测量，圈出了四个Au异常带，编号HT01、HT02、HT03、HT04。

HT01异常带：以Au、As异常为主，位于勘查区中部，长约6 km，宽0.3～1 km，面积4.5 km2。异常带由多个小Au异常组成，伴有As、Sb、Mo、Zn、Bi、W、Cu、Pb异常。其中As与Au异常套合很好，个别异常形态一样。Sb、Mo、Zn、Bi、W、Cu、Pb异常面积小，浓度分带不明显。多个Au异常呈北西展布，大致走向为300°。Au异常总面积0.74 km2。异常平均值45.3×10-9，极大值2550×10-9，衬度4.53。矿区主要矿带分布于该异常带内。

HT02异常带：以Au、As异常为主，位于勘查区南西部，长约1.90 km，宽300 m，面积0.9 km2。异常带由8个小Au异常组成，伴有As、Sb、Zn、Cu、Pb异常。As与Au异常套合较好，个别异常形态一样。Zn、W、Cu、Pb的异常小，浓度分带不明显，多个金异常呈“人”字展布，大致走向为0°。Au异常总面积0.26 km2，异常平均值45.6×10-9，极大值3480×10-9，衬度4.56。

HT03异常带：以Au、As、W异常为主，位于勘查区南东部，长约2.50 km，宽300～800 m，面积1.6 km2。异常由多个小金异常组成，伴有As、W、Sb、Mo、Zn、Bi、Cu异常。As与Au异常套合好，个别异常形态一样。W与Au异常套合不好，Sb、Mo、Zn、Bi、Cu的异常小，浓度分带不明显。多个Au异常呈月牙型展布，大致走向为北西-北北西。Au异常总面积0.29 km2，异常平均值27.8×10-9，极大值216.9×10-9，衬度2.78。已知金矿点分布在该异常带内。

HT04异常带：以Au、As异常为主，位于勘查区北部，异常带由三个小Au异常组成，伴有Ag、W、Pb异常。As、Au套合好，Ag、W、Pb的异常小，浓度分带不明显。三个金异常呈近东西展布，异常总面积0.1 km2。平均值51.4×10-9，极大值259.3×10-9，衬度5.14。

根据矿区1∶2万土壤地球化学剖面测量5305件样品分析数据进行R型聚类分析(图3)，结合矿床地质特征分析初步认为：区内Au元素异常为直接找矿标志；Sb、As前缘晕指示元素与成矿元素关系紧密表明隐伏矿体剥蚀程度较低；W、Mo等尾矿晕指示元素比Ag、Pb、Zn等近矿晕指示元素更加贴近成矿元素，可能与主成矿期(加里东期末)之后燕山期“W-Sn-Pb-Zn-稀土成矿系列”(黄惠民等，2003)中高温热液(叠加)改造作用有关。

图3 古木口金矿区土壤化探样品分析数据R型聚类分析谱系图Fig.3 R-type cluster analysis pedigree of soil sample analysis data from geochemical survey in Gumukou gold mining area

4 矿床(体)地质特征

图4 古木口矿区45、47、49线矿体剖面透视图Fig.4 Geological profiles along prospecting lines 45，47 and 49 of the Gumukou mine area1-第四系沉积物；2-寒武系黄洞口组第三段；3-花岗闪长斑岩；4-金矿体及编号；5-低品位金矿体及编号；6-构造角砾岩；7-断层及编号；8-探槽位置及编号(剖面)；9-钻孔位置1-Quaternary sediments;2-third member of Cambrian Huangdongkou Formation;3-granodiorite porphyry;4-gold orebody and number;5-low-grade gold orebody and number；6-structural breccia;7-fault and number;8-location and number of prospecting trench(section);9-drill hole

矿石特征：自然金(Au)：多数为可见金，极少量以显微状包裹在黄铁矿和褐铁矿中，即以黄铁矿和褐铁矿为载体。金颗粒较大，多数在0.03～0.30 mm。自然金形状复杂，以粒状、枝枝状为主，其次有脉状、针状等，呈强金属光泽，具强延展性，硬度较低。在镜下自然金的反射色为金黄色，金的成色较高，估计在900左右。手标本可见明金，镜下自然金的分布状态及选矿试验实体显微镜下自然金形态呈颗粒形状。黄铁矿(FeS2)：浅黄色，自形-半自形，粒度多数在0.02～0.20 mm，含量分布不均，部分破碎有裂纹。黄铁矿裂隙及晶隙中有方铅矿、闪锌矿、黄铜矿等充填交代。在矿石中，黄铁矿多呈细脉状、浸染状、胶状及团块状分布。黄铜矿(CuFeS2)：多数呈不规则状和它形粒状，显铜黄色，金属光泽，粒径0.02～0.05 mm，在矿石中常呈脉状或团块状集合体分布，与闪锌矿、方铅矿、自然金等共生，充填于黄铁矿与石英等矿物的裂隙或晶隙中，少量呈乳滴状分布于闪锌矿中。方铅矿(PbS)、闪锌矿(ZnS)：呈不规则粒状，常与黄铁矿共生，有时集合体呈显微网脉状、显微细脉状沿黄铁矿石英晶隙、裂隙分布(图5)。

图5 古木口金矿区矿石典型结构构造图Fig.5 Typical textures of ores from the Gumukou gold deposita-显微镜下自然金分布状态；b-显微镜下自形-半自形黄铁矿；c-电子探针下他形不规则状黄铜矿；d-显微镜下他形不规则状方铅矿、闪锌矿；e-褐铁矿呈细脉状构造；f-层间断裂走滑引张的石英呈角砾状构造a-microscopic distribution of native gold；b-euhedral and semi-euhedral pyrite under microscopy；c-electron probe image of anhedral chalcopyrite;d-heteromorphic with irregular galena and sphalerite shape under microscope；e-limonite with fine veinlet structure；f-quartz brecciated in strike-slip tensional interlayer fault

5 控矿因素与找矿标志

(2)找矿标志：①矿源层-构造-岩浆岩标志：寒武系含碳细碎屑岩系-层间引张型走滑转换断裂-花岗闪长斑岩是寻找厚大富矿的首要标志；②地化标志：土壤地化中特定的元素组合Au-As-Cu-Ag-Pb-Zn指示金矿体的存在，可以作为露头矿的找矿标志，前缘晕元素Sb、As可以作为隐伏矿体的找矿标志。③铁帽标志：褐红色-深紫色铁帽、蜂窝状褐红-褐黄色破碎同时具有硅化特征的岩石，具有较好的直观找矿标志。④蚀变标志：硅化-黄铁矿化-绢云母化组合蚀变是寻找破碎蚀变岩型金矿的特征标志，构造蚀变破碎带中黄(褐)铁矿化石英脉(外侧常有绿泥石化-绢云母化)是寻找石英脉型富金矿(包括明金)的关键标志。⑤老硐标志：本区长期有民采现象，老硐也可作为重要的找矿标志。

6 成矿规律与找矿方向

(2)找矿方向：①矿区详查矿段外围：详查工作区面积3.5 km2，目前探矿权保留1.74 km2；外围地区(面积大于23.95～33.80 km2)工作程度较低，仅开展普查，民硐见工业矿体且化探显示较好金异常，大部分未揭露与查证，尤其是北西向断裂带-异常带上的找矿潜力较大;②深部找矿：根据矿床工业类型自上而下出现石英脉型、破碎带蚀变岩型的空间分带规律，结合钻孔深部层状-透镜状矿体下部常见矿化(0.1～0.2 g/t)花岗闪长斑岩的矿化分布特征，今后应注意在构造相对封闭环境的深部借助物探新方法探索寻找斑岩型金矿；③矿区以外的外围找矿：一是根据寒武系含碳岩系-层间断裂构造破碎带-花岗闪长斑岩有利成矿的组合要素重点在大瑶山成矿带中部“顺层找矿”，主攻与引张型走滑转换断裂、伸展型脆-韧性剪切带有关的破碎带蚀变岩型富金矿；二是大瑶山成矿带西(南)段中生带火山岩分布区，区域成矿规律研究成果(陈富文等，2008；段瑞春等，2011)表明,燕山期构造岩浆成矿作用强烈，应该重点在中生代火山岩盆地边缘地带寻找与(次)花岗斑岩、(次)流纹斑岩有关的次火山-斑岩型金矿床。

[附中文参考文献]

蔡明海,刘国庆,战明国.2000.桂东大瑶山地区金矿床成因及成矿时代研究[J].华南地质与矿产,(3):58-63.

蔡明海,彭松柏,孟祥金,刘国庆.2001.桂东-粤西地区中生代成矿规律及动力学机制探讨[J].华南地质与矿产,(2)：35-42.

陈富文,李华芹,梅玉萍.2008.广西龙头山斑岩型金矿成岩成矿锆石SHRIMP U-Pb年代学研究[J].地质学报,82(7)：921-925.

陈港,陈懋弘,马克忠,葛锐,郭申祥,吴启强,原其生.2020.广西贵港六梅金矿的成因类型及找矿意义[J].黄金科学技术,28(4):479-496.

崔彬,翟裕生,蒙义峰,黄方方,树皋,刘光华.2000.广西大瑶山-西大明山金银成矿系统研究[J].地球科学,(4):352-355,396.

段瑞春,凌文黎,李青,陈子万,杨红梅,刘立芬.2011.华南燕山晚期构造-岩浆事件与成矿作用：来自广西大瑶山龙头山金矿床的地球化学约束[J].地质学报,85(10)：1644-1656.

傅良刚.2009.桂东大瑶山地区金矿成矿地质特征与找矿标志[J].矿物学报,(增刊)：115-118.

郭申祥.2014.广西深泥田金矿载金矿物研究[J].矿床地质,33(S1):679-680.

黄惠民,和志军,崔彬.2003.广西大瑶山地区花岗岩成矿系列[J].地质与勘探,39(4)：12-16.

李青,段瑞春,凌文黎,胡明安,张军波,杨振.2009.桂东早古生代地层碎屑岩锆石U-Pb同位素年代学及其对华夏陆块加里东期构造事件性质的约束[J].地球科学(中国地质大学学报),34(1)：189-202.

刘国庆,蔡明海.2004.桂东大瑶山地区金矿成矿条件及成因分析[J].地质科技情报,(2):37-44.

刘腾飞.1993.桂东花岗岩类特征及其与金矿关系[J].广西地质,6(4)：77-86.

蒙勇,文件生,吕宇明,林煜强,伍贵华.2011.广西贵港银山岭铅锌矿土壤地球化学找矿研究[J].现代地质,25(5)：1013-1020.

盛志华.2005.大瑶山成矿带金矿成矿规律[J].地质找矿论丛,(S1):61-63,99.

汪劲草,胡云沪,叶琳.2010.桂东大瑶山地区金矿床的成矿构造类型及其成矿指示意义[J].桂林理工大学学报，30(4)：467-472.

王新宇,刘名朝,周国发,黄锡强,王瑞湖.2013.桂东大瑶山成矿带新坪矿区花岗斑岩与金多金属成矿作用关系[J].现代地质,27(3):585-592.

韦子任,张耀华.2003.贵港市龙山金矿田找矿方向[J].南方国土资源,(8)：31-33.

叶荣,王勇,马丽红,崔常红.2012.广西贵港六梅金矿地球化学研究[J].现代地质,26(5)：1058-1064.

朱桂田,徐文忻,李蘅,朱文风.2005.广西古袍金矿矿区花岗斑岩侵入期后多期热液成矿作用的Ar-Ar年龄证据[J].地球学报,26(增刊)：156-159.

朱桂田.2002.广西龙头山金矿床地质特征及成因研究[J].矿产与地质,16(5)：266-272.

朱金初,张佩华,谢才富,张辉,杨策.2006.南岭西段花山-姑婆山A型花岗质杂岩带：岩石学、地球化学和岩石成因[J].地质学报，80(4)：529-542.