磨子潭—晓天火山岩盆地中金矿的地质特征与找矿潜力分析

陈秀忠, 陈洪波

(1.安徽省地质矿产勘查局313地质队，安徽 六安 237010；2.安徽省巢湖市银屏镇政府，安徽 巢湖 238051)

1 引言

北淮阳褶皱成矿带东段是一个以Au、Pb、Zn、Mo为主的重要多金属成矿带，已发现的铅锌、钼、金多金属矿床及萤石矿床、矿(化)点计48处，其中有超大型矿床1处(沙坪沟)，中小型矿床8处(汞洞冲铅锌矿、迎峰崖铜铅锌多金属矿等)，矿(化)点30多处[1]。自西向东依次有银山铅锌多金属矿→沙坪沟钼矿→迎峰崖铜铅锌矿→银水寺铅锌矿→汞洞冲铅锌矿→郞岭湾金矿→戴家河金矿→东溪金矿(见图1)。

2 区域地质背景

北淮阳褶皱成矿带属秦岭-大别造山带东延部分，北淮阳褶皱构造带内构造-岩浆活动频繁，地质条件极其复杂。目前区内发现的矿产以钼铅锌、多金属为主，区内的金矿不算优势矿产，但却是特色矿产，已探明的资源储量不能满足矿产开发业的需要。

图1 磨子潭—晓天火山岩盆地矿床略图

2.1 地层

根据地层的接触关系、沉积相和岩石组合特征以及岩石的变形和变质程度的差异，本区地层划分为前中生代基底变质岩和中生代火山-沉积岩。

2.1.1 前中生代基底变质岩系

大别变质杂岩：分布于磨子潭—桐城深断裂南侧，为大别山造山带最古老的核部结晶岩系，经历了多期强烈区域变质作用及构造作用。大别变质杂岩主要由变质表壳岩、变质超铁镁质岩和变质深成侵入岩组成。

大别变质杂岩经历了多期变形-变质作用，其中绝大部分岩石经构造作用后变成了不同构造层次的构造岩：在浅部构造相形成糜棱岩系，中部构造相形成片麻状构造岩系，深部构造相形成条带状构造岩系。从宏观上看，大别变质杂岩整体上为一套构造岩，其构造成岩作用与韧性剪切作用关系密切，其变质程度可达角闪岩相-麻粒岩相。

佛子岭岩群(Pt3-Pz1F)：分布于磨子潭—桐城深断裂以北和信阳—防虎山深断裂以南的地区，大致呈北西西向带状延伸，向东被郯庐断裂带截切，向西延入河南境内。佛子岭岩群变形强烈，内部顺层剪切普遍发育，为一套总体有序、局部无序的高绿片岩相-低角闪岩相的浅变质岩系。佛子岭岩群与大别变质杂岩为断层接触。

2.1.2 中生代火山-沉积岩

中生代火山-沉积岩系主要分布于磨子潭—晓天盆地内，自下而上分为晚侏罗世毛坦厂组、晚侏罗世-早白垩世晓天组。

毛坦厂组(J3m)：为一套中性至偏酸性火山-沉积岩组合，在磨子潭—晓天火山岩盆地内是金矿的容矿岩系。可分为上下两段，下段为安山质火山熔岩、火山碎屑岩及少量的火山碎屑沉积岩，上段主要为粗安质火山熔岩、火山碎屑岩，顶部为一套含大量片麻岩、片岩、火山岩砾石的砾岩、砂岩和页岩，标志着第一火山活动旋回的结束。本组岩石脆性变形强烈，蚀变破碎带常见，与下伏佛子岭岩群角度不整合接触。

晓天组(J3-K1x)：指第二火山活动旋回的火山-沉积岩中以火山口湖泊相沉积物为主体夹偏碱性火山岩部分。该组岩石脆性改造明显，但远不如毛坦厂组内强烈，仅有一些愈合不强的脆性断层，基本保留原来火山口湖泊形态，与下伏毛坦厂组整合接触。

黑石渡组(K1h)：是一套以火山口湖泊相沉积岩为主的杂色砂(砾)岩，夹有凝灰质粉砂岩，与下伏毛坦厂组火山岩不整合接触。

2.2 构造

磨子潭—晓天火山岩盆地位于北淮阳褶皱成矿带东段。北淮阳构造带是华北板块南部大陆边缘和扬子板块北部大陆边缘长期演化和碰撞的结果，经历了漫长复杂的地球动力学过程，形成了十分复杂的构造格局和构造-岩浆活动。以磨子潭—桐城深断裂为界，南为大别地块，北为磨子潭—晓天火山岩断陷盆地。区内构造以断裂为主，褶皱不发育，仅表现为在火山岩盆地内形成的开阔向斜和不明显的背斜。

磨子潭—晓天盆地断裂比较发育，既有深切至上地幔的深断裂，又有基底断裂和盖层断裂。它们具有不同的规模、产状、活动方式和力学性质以及不同形成时代，但是控制磨子潭—晓天盆地形成和发展的主要为北西向断裂。

2.3 岩浆岩

区域内岩浆活动较为强烈，主要为晚元古代变形变质侵入岩和燕山晚期侵入岩，岩石类型以石英闪长岩、花岗闪长岩、花岗二长岩、闪长岩、斑状正长岩等为主，石英正长斑岩、花岗斑岩、煌斑岩、细晶岩等次之，侵入岩多呈岩脉产出，脉岩较发育，喷出岩主要为安山岩。

在磨子潭—晓天火山岩盆地中，岩浆岩以中偏碱性喷出岩为主，占盆地面积的65%左右，喷出岩以安山质火山岩为主，其次为粗安火山岩，见少量浅成脉岩侵入，主要为闪长玢岩、正长斑岩等。

2.4 地球物理、地球化学特征

(1)地球物理特征。磨子潭—晓天盆地重磁异常特征总体为一重高磁低区。凌家冲—东溪为相对重力高值区，这与基底隆起和侵入岩密切相关。

在磨子潭—晓天盆地内火山岩分布区，地磁表现为一大面积正负相间的局部孤立异常，一般异常值在500～700 nT，异常分布与安山质、粗安质火山岩相符合。在火山碎屑沉积岩分布区，表现为一片稳定、平缓、低值为±100～±200 nT的正常场，异常分布与钙质泥质页岩、粉砂岩、砾岩等火山碎屑沉积岩吻合。在盆地西部凌家冲一带，磁异常为一片正值分布，一般异常值在600～1 800 nT跳跃，呈多峰状，异常范围与凌家冲超单元侵入岩体基本一致。东部强度增大，磁异常总面积近20 km2。在火山岩盆地外围东溪一带，磁异常表现为一大面积升高的锯齿状异常，一般异常值在600～1 600 nT变化，对应于大别杂岩及查湾超单元。在火山岩盆地北部外围，基本上是一片较平静的负磁场，对应于佛子岭岩群片岩系。

(2)地球化学特征。从总体上看异常分布尚有一些规律，多金属Cu、Pb、Zn、Ga异常多分布在凌家冲超单元与佛子岭岩群片岩系内外接触带上以及毛坦厂组与大别杂岩断裂接触带的两侧。火山岩盆地内火山岩分布区为Zr、B异常区，而火山碎屑沉积岩分布区为B、Mo、Pb综合异常区，显示出异常与构造、岩性之间具有一定的相互关系。异常走向分布自晓天—东溪—磨子潭—凌家冲，先由东向西再转向北西向，基本上与区域构造线方向一致。

2.5 矿产

桐柏—大别成矿带内矿产资源丰富，矿种较齐全。截至目前已发现大、中、小型矿床、矿(化)点500余处，超大型金属矿床3处[2]。其中优势矿种为钼、金、银、铜、铅、锌、金红石等金属矿产及钾长石、装饰材料等非金属矿产，具有集群成带分布特点。

金银矿：是本区优势矿种，点多，分布广。共发现成型矿床数十处，矿(点)上百处。金银矿主要分布在桐柏山南、北两麓，包括河南老湾、银洞坡、湖北卸甲沟、黑龙潭等大中型金矿和破山超大型银矿。

钼矿：目前已发现千鹅冲、沙坪沟超大型矿床两处，大中型矿床多处，钼矿床主要分布于河南桐柏—安徽金寨县一带，矿床成因与燕山期斑岩体有关。

铜矿：已发现矿床(点)百余处，多数规模偏小。

铅锌矿：多集中于安徽地区的中生代火山岩盆地西缘的鲜花岭—银山地区，目前已发现汞洞冲铅锌矿床、迎峰崖铜铅锌矿床、银水寺铅锌矿床和多达10余处矿(化)点。

3 区内典型金矿床地质特征

北淮阳构造带西段河南境内金矿化较发育，已发现多个大型金矿，包括皇城山金银矿、老湾金矿、白石坡银矿、马畈金矿及银洞坡金矿等。东段安徽境内主要为一些小型金矿，主要有东溪、南关岭、隆兴及戴家河等中小型金矿。带内已发现的金矿(化)体主要与燕山晚期火山活动有关，多产于火山盆地之中(见图1)。

断裂构造是主要控矿构造，矿体多沿区域断裂构造的次级断裂或裂隙呈脉状或羽状产出，部分产于蚀变火山岩中的金矿化。这些矿床的含矿地质体均为早白垩世毛坦厂组的钙碱性火山岩和次火山岩，矿体多受北西向张性构造、层间构造和火山构造控制，矿石类型主要为方解石-石英脉型、细石英脉型等。盆地南部是北大别变质-岩浆岩带，基底为庐镇关混杂岩和佛子岭岩群。盆地中火山岩与基底变质岩在盆地的南缘为断层接触，而北缘为不整合接触(见图2)。磨子潭—晓天盆地中的金矿主要有两种成因类型，一是火山热液型金矿床，二是次火山热液型。

图2 磨子潭—晓天盆地金矿田地质构造及金矿分布略图

3.1 隆兴金矿

隆兴金矿位于晓天地区的凌家冲闪长岩体的周围，金矿(化)体主要赋存在次火山岩体的内、外接触带和岩体上侵时形成的顶部裂隙中，主要以交代型或充填交代复合型为主，金矿(化)体多呈脉状、透镜状、囊状等，少数为似层状、条带状等产出。矿体规模小，长度一般为20～40 m，最大为101.5 m，厚度为0.97～3.17 m。

该矿床矿石类型以蚀变岩型为主，石英细脉型次之；矿石组合主要为黄铁矿-石英型；有益组分为金、银；矿石矿物中有用矿物为银金矿、自然银，其他金属矿物有黄铁矿、黄铜矿、赤铁矿、褐铁矿等，其总量为5%～15%；脉石矿物有石英、斜长石、绢云母等[3]。

矿石构造主要以块状、角砾状为主，梳状、细-网脉状、皮壳状和蜂窝状等次之或不均匀分布；矿石结构主要有(它形-自形)粒状结构为主，镶嵌结构、碎裂结构等次之，交代残余结构、变晶结构等不均匀分布。有用矿物银金矿、自然银多产于石英晶隙、石英微裂隙中，少数在黄铁矿中以微细粒包体出现。

围岩蚀变主要有硅化、绢云母化、冰长石化、黄铁矿化等类型，碳酸盐化、明矾石化等不均匀分布，蚀变具有明显的分带现象，近矿围岩蚀变主要为硅化、绢云母化等[4]。

对矿床中不同成矿阶段形成的石英脉包裹体进行测温，结果显示，其成矿温度变化明显，由自高向低演化的特征尤其明显，第I阶段石英温度可达350 ℃以上，第Ⅱ阶段在250 ℃左右，最后两阶段则在110 ℃、90 ℃左右，为中-低温次火山热液矿床[4]。

3.2 戴家河金矿床

矿床位于晓天火山岩盆地西部边界处。有金矿体43个，矿体相对集中，其中东部为含金石英细脉带，有19个矿体呈斜列平行展布。围岩蚀变有绢云母化、硅化、方解石化、重晶石化、明矾石化，表现为中、低温热液型；西部为含金破碎蚀变带，有24个矿体分布，围岩蚀变有硅化、绢云母化、黄铁矿化、碳酸盐化、褐铁矿化，表现为中温热液型。

总体上金矿体严格受构造控制，矿体规模小，平面上矿体呈斜列状、放射状或环状展布。矿石物质组分有金、银、褐铁矿、黄铁矿、赤铁矿、磁铁矿、石英、斜长石、方解石、绢云母、绿泥石。热液蚀变以面型青磐岩蚀变上叠加线性蚀变为特征。矿床类型属中、低温火山热液型矿床。

4 找矿潜力分析

成矿规律是实现找矿突破的科学依据，是指根据一定的成矿地质、成矿预测理论、成矿地质环境、成矿条件、控矿条件和找矿标志对未来矿床所做出的推断、解释和评价。找矿潜力归纳为三个方面：就矿找矿，按成矿理论和模式找矿，运用新技术新方法综合找矿。

老成矿带(区)仍然是矿产勘查的重点，众多的勘查实例证实，在老成矿带(区)勘查，在新的找矿理论、技术和方法的运用下，不断有新的矿床被发现，甚至实现了重大的突破。在已知的成矿带(区)上，应进一步加强理论研究，不断引进和使用先进的勘查技术手段，力争“老树发新芽”。

综合研究区内岩石构造演化历史比较复杂，岩浆活动特别频繁，各个地质时期均有岩浆活动，尤以中生代燕山期侵入岩发育，其中中酸性小岩体特别发育，与矿化关系尤为密切。从沙坪沟花岗斑岩体钼的突破成果总结中可以看出矿(化)体多赋存在小岩体内，少数矿(化)体赋存在岩体与围岩接触带附近。小岩体分布严格受断裂控制，以岩株为主，少数为岩墙、岩滴、岩脉等。中酸性小岩体还具有成群成带分布的特点，与大岩体相距一定的距离，互不接触，小岩体同火山岩之间的联系不明显。

5 矿床成因探讨及成矿模式

5.1 矿产成因探讨

磨子潭—晓天盆地金矿(化)体产于中-偏碱性火山岩内，矿体的形成、产状主要受控于一系列张扭性-张性裂隙及有关岩性。

初步认为本矿床成因机制为:桐城—磨子潭深断裂的继承性活动和盖层与基底间的构造作用，于盆地内形成了一系列张扭性-张性构造和平缓展布的层间构造，大气降水沿断裂、裂隙下渗，与岩浆热液混合，在下部岩浆的加热下形成热水溶液，热水溶液溶解了大量的As、Sb、Se、Te、Bi,同时富集了岩浆中部分金元素。在构造应力作用下由半封闭向开放系统运移，流经基底变质岩和已经固结的岩浆岩石，与围岩发生交代作用，使大量的SiO2进入热液，同时在As、Sb、Te、Bi等矿化剂的作用下，使围岩中的金活化并呈砷化物、锑化物、碲化物络盐形式随富含SiO2的热液迁移，还有一部分金呈Au-SiO2胶团的形式搬运，进一步增加了热液中金的浓度。含矿热液在运移过程中，随着温度压力的降低，挥发组分的析出以及pH值和Eh值的变化，使含砷化物、锑化物、碲化物络盐分解及胶体形式被破坏，SiO2和Au在有利部位沉淀下来富集成矿。

5.2 成矿模式

磨子潭—晓天盆地中金矿类型众多，主要为浅成侵入岩浆热液型、次火山热液-火山热液型等，金矿(化)体以含金石英脉为主，尤以微细脉型、细脉型居多，网脉型、大脉型等次之，蚀变岩型较少。

磨子潭—晓天火山岩盆地金的成矿作用大致可分为：原生矿源层形成时期、金预富集时期、金成矿时期三个时期。

原生矿源层形成时期：原生矿源层形成时期包括新太古代-古元古代洋壳俯冲运动过程中形成的蛇绿混杂岩(大别杂岩)以及新元古代形成的海相火山-沉积岩系(佛子岭岩群)。

金预富集时期:原生矿源层形成后历经多期变形变质，金活化、迁移和富集活动多次发生，早期的加里东期造山运动使佛子岭岩群和大别杂岩发生变形、变质及金活化、迁移和预富集，形成金的高背景区[4]。这个时期是金预富集的关键时期，它为后期金矿(化)体的形成起到关键的作用。

金成矿时期:在燕山中晚期，扬子板块向大陆边缘俯冲，桐城—磨子潭断裂深部发生韧性剪切滑移，产生剪切热及局部地热梯度异常，而且由于剪切滑移造成的位错构造降低了形成的蛇绿混杂岩(大别杂岩)以及新元古代形成的海相火山-沉积岩系(佛子岭岩群)岩石的熔点，使原生矿源层形成时期形成的岩石发生熔融，形成岩浆，同时从矿源层中活化出来的金、矿化剂和挥发份也大多聚集在岩浆囊中，岩浆囊中的岩浆在逐渐发生分异同时沿着断裂上侵[4]。随着岩浆分异作用的进行，金、矿化剂和挥发份形成岩浆-含矿热流体，这种热流体先沿断裂上升，然后沿汤台子破碎蚀变带上升，同时将汤台子破碎蚀变带内岩石中的金也活化并带走一部分，金大多和挥发份结合成络合物随此岩浆-含矿热流体上升。随着温度、压力降低，造岩矿物大量重新结晶，金银络合物逐渐聚集到残余热流体中，形成含矿流体。含矿流体在浅成闪长岩体内及内外接触带充填交代形成浅成侵入岩浆热液型金矿，在闪长玢岩体内及内外接触带充填交代形成次火山热液型金矿，在火山岩内部的容矿构造中充填形成火山热液型金矿[4,5](见图3)。

图3 磨子潭—晓天火山岩金矿成矿模式图

5.3 找矿标志

(1)地层标志: 查区金成矿与上侏罗统毛坦厂组第一火山旋回安山质火山岩关系密切，金矿(化)体均赋存于此层位中，此层位是最佳地层标志。

(2)构造标志：磨子潭—桐城断裂是最重要的导岩导矿构造，南蚀变带也是重要的导岩导矿构造。毛坦厂组第一火山旋回安山质火山岩系中的NW向断裂、破碎蚀变带、层间破碎带、节理等是重要的容矿构造。

(3)石英脉标志：毛坦厂组第一火山旋回安山质火山岩系中的石英脉是直接的找矿标志。含金石英脉含黄铁矿、方解石及围岩碎块等杂质组分，颜色混浊，含杂质元素较多，多以块状、角砾状为主，梳状构造等次之。

(4)围岩蚀变标志：近矿围岩蚀变主要为硅化、黄铁矿化、绢云母化等，碳酸盐化、绿泥石化等不均匀分布。毛坦厂组第一火山旋回安山质火山岩系中的上述围岩蚀变是重要的找矿标志[5]。

(5)河流重砂测量标志：是寻找矿化范围的有效方法，火山热液型金矿河流重砂矿物组合为金、辰砂。

(6)残坡积重砂标志：利用残坡积重砂测量可直接追索矿体。

(7)水系沉积物地球化学测量标志：一般情况下，测量成果超过4×10-9的金量异常属矿化所致，可圈定找矿靶区，若对应As、Sb等异常则效果更好。

(8)土壤和岩石地球化学测量标志：土壤和岩石地球化学测量可直接寻找金矿体。土壤地球化学测量成果大于36×10-9的金量异常常由矿体引起，成晕较窄；岩石地球化学测量成果大于108×10-9的金量异常常对应矿体，成晕亦较窄。

6 结论

杂岩体是代表深部岩浆分异、演化最充分最彻底的一类岩体，是否为分异杂岩体、杂岩体的发育的程度等都成为判别成矿岩体与非成矿岩体的一个重要地质标志。与Au有关的岩石类型主要是(云母)二长花岗(斑)岩、花岗闪长(斑)岩等，这些岩石中硅含量偏低、钾钠含量接近、分异指数偏低(DI<90)时钼矿化减弱，铜多金属矿化增强，表明岩浆偏中性、钾钠含量接近、分异结晶作用弱对铜金矿化十分有利。

强烈而广泛的中生代岩浆活动在区域上为岩浆热液型铜、金多金属矿产的生成提供了丰富的物质基础，而复杂的构造环境，给矿液的运输、贮存提供了有利条件。岩石学具有规律的演化特征主要表现为：岩石化学成分由基性递变为酸性，碱度逐步增高；岩石结构由粗向细递变或是由等粒似斑状结构向斑状结构转变，矿物结晶程度渐趋降低；岩石地球化学特征中的交代自变质和蚀变矿化作用逐渐增强[5]。

总之，磨子潭—晓天盆地中第一旋回的安山质火山岩是成矿的主要围岩，与第一旋回火山活动有关的热液使岩层中的金活化迁移，提高了热液的含金性，是成矿的有利条件。桐柏—磨子潭深断裂的继承性活动控制了火山岩盆地形成和发展，并提供了含金热液运移通道和金富集沉淀场所，是成矿的必备条件，运用新的理论、方法和技术，综合考虑磨子潭—晓天盆地的实际情况并“对症用药”是实现磨子潭—晓天盆地中金矿(化)体找矿突破的关键。

致谢：文章的形成得到了安徽地勘局313地质队张怀东教授级高级工程师、王波华教授级高级工程师、徐伟高级工程师、郝越进高级工程师等同仁的指导和帮助，在此真诚的表示感谢，他们的工作作风和为人深受同行的尊敬和爱戴。