黔西南戈塘—海子地区金矿控矿因素分析与成矿模式探讨

刘 文，季国松，张钟华，陆建宝，冯运富，刘 浩，熊 伟，周克林，张 玲，方开雄

(1.贵州省地质矿产勘查开发局117地质大队，贵州 贵阳 550018；2.贵州省地质矿产勘查开发局102地质大队，贵州 遵义 563000； 3.贵州省地勘装备服务中心，贵州贵阳 551400))

0 引言

区内以往的勘查及研究工作主要针对海马谷断裂南东盘二叠系龙潭组与茅口组之间含金构造蚀变体开展[1-11]。在新近的研究中[12-16]，在NE向海马谷断裂、万人洞断裂、大树林断层，以及海马谷断裂带北西盘乔地坡等均发现有金矿(化)体存在，打破以往对该地区金矿受中二叠统茅口组与上二叠统龙潭组界面控制的认识。急待厘定该区关键控矿条件、提炼成矿要素，建立该区金矿成矿模式，更好地服务该地区下步金矿找矿工作。

1 研究区地质特征

安龙县戈塘—海子地区位于安龙县城西直距30 km，属安龙县普坪镇所辖。研究区处于上扬子陆块之南盘江—右江前陆盆地的北部[17]。属南盘江-右江成矿区内华南成矿省的桂西-黔西南-滇东南北部(右江海槽)Au-Sb-Hg-Ag-水晶-石膏成矿带之晴(隆)兴(仁)罗(平)Au-Hg-Sb-Ti-U-萤石成矿亚带(图1)，戈塘金矿田与灰家堡金矿田、泥堡金矿田、莲花山金矿田、赖子山金矿田、丫板金矿田共同构成了黔西南金矿集区。

图1 研究区大地构造位置图(据文献[17]修改)

1.1 地层

由老至新出露有中二叠统茅口组、上二叠统龙潭组和长兴组、下三叠统夜郎组、飞仙关组和嘉陵江组。茅口组为灰色厚层至块状灰岩夹少量燧石灰岩；龙潭组底部为浅灰至黑灰色黏土岩和灰色、深灰色薄至块状硅化灰岩角砾岩或黏土岩角砾岩，之上为黑色炭质黏土岩、粉砂岩夹煤线、泥质灰岩及生物灰岩；长兴组为灰色中厚层灰岩；夜郎组为褐灰色薄至中厚层状粉砂质泥岩、页岩、黏土质粉砂岩、粉砂岩与浅灰色中厚层状灰岩；飞仙关组为紫红色薄层至中厚层岩屑粉砂岩、粉砂质黏土岩夹薄层至中厚层灰岩，下部为灰绿色薄层至中厚层钙质粉砂岩、岩屑粉砂岩夹粉砂质黏土岩，顶部为灰色鲕粒灰岩；嘉陵江组岩性主要以碳酸盐岩为主，夹少量碎屑岩。该区赋金层序为黔西南微细浸染型金矿床代表性的赋金层序之一的龙头山层序[17]。

1.2 构造

研究区构造主要有褶皱构造、高角度断裂构造和低缓倾角滑脱界面。褶皱构造主要为戈塘背斜；断裂构造主要有NE向、NW向、SN向的三组，目前发现三组断裂构造中只有NE向断层具金矿化显示，由南东向北西分别为上河坝断层、科花断层、大坝断层、万人洞断层、大树林断层，海马谷断层、干寨断层，其中以海马谷断层规模最大，与化探异常套合好、蚀变组合全等特征；界面构造主要指二叠系茅口组与龙潭组不整合面。对戈塘背斜及海马谷断层特征分述如下：

区内褶皱构造主要为戈塘背斜。为一宽缓背斜，由西向东走向由NWW转为NW向，研究区长约16 km，被NE向断层错切，背斜北西段轴迹较清楚，背斜南东段因NE向断层的改造，轴迹不明显，总体上沿丫头寨、下免浪一线展布，背斜核部出露栖霞组、茅口组碳酸盐岩，翼部在南东段出露龙潭组含煤碎屑岩，北西西段出露飞仙关碎屑岩、嘉陵江组碳酸盐岩。

海马谷断层斜穿整个研究区，走向NE(40°～60°)，浅部倾向NW，倾角60°～70°，局部近于直立或倾向SE，走向长约40 km。断裂破碎带宽10～150 m，在海马谷—干沟一带具有明显的分枝复合。破碎带中见构造透镜体，构造角砾岩，具硅化、辉锑矿化、黄铁矿化、褐铁矿化等蚀变。断裂带内卷入的地层有中、上二叠统至上三叠统，断裂中段天盖海子段接受了白垩系茅台组洪盆沉积的砾岩层。据新近研究成果，该断裂在研究区中部戈塘穹窿地区主体表现为倾向南东逆断层性质。断裂南东盘最老地层为栖霞组，北西盘最老地层为飞仙关组，两盘最新地层均为杨柳井组。地层断距为100 m至一千余米，具有明显多期活动叠加改造特征。

2 矿床分布特征

2.1 矿床(点)空间展布特征

研究区的金矿床(点)有戈塘金矿、科花金矿、白石坡金矿、万人洞金矿、豹子洞金矿、海马谷金矿点、大树林金矿点和乔地坡金矿化点(图2)。根据矿床(点)主要控制因素、就位空间及赋矿地质体产出特征，可将区内金矿划分为3个亚类：分别是界面型、断控型、土型。其中以界面型为主，已查明资源量约36 t，占该地区已查明资源总量的93%[14]。研究区各矿床(点)分布及产出特征详见表1。

表1 戈塘—海子地区矿床(点)分布及产出特征参数统计

图2 研究区地质、金异常及金矿床点分布简图

2.2 赋矿地质体产出特征及分布规律

根据区内赋(含)矿地质体空间产出特征，可将其分为界面型赋矿地质体、断裂型赋矿地质体和不规则土状赋矿地质体三类，分别控制界面型、断裂型和土型三类金矿体的分布及就位空间。现对其特征分述如下：

2.2.1 界面型赋矿地质体

主要产于上部岩性为碎屑岩，下部为碳酸盐岩的岩性突变界面(Si/Ca面)，后期成矿流体沿岩性界面侧向运移，经热液蚀变及交代作用形成，蚀变带通常包含上下两部分岩层，若界面本身为区域性沉积间断面，则更有利于流体的侧向运移，蚀变带的规模也越大，含矿性越好，蚀变带及金矿体产状与地层产状基本一致(图3)，而分布区域受控于距流体通道的远近及界面本身联通性。以中上二叠统(P2m，P3l)之间构造蚀变体(Sbt)控制戈塘金矿为其代表。

图3 戈塘金矿3号勘查线剖面图(据文献[14])

新近发现的乔地坡金矿化蚀变带位于海马谷断裂北西盘附近，下三叠统嘉陵江组一段(灰岩)与二段(碎屑岩)岩性突变界面(图4)，含金蚀变带呈似层状产出，走向北东，走向延伸1.2 km，倾向SE，倾角18°～22°，蚀变带厚0.8～2.0 m，一般厚约1.2 m，赋矿岩石为硅化、弱硅化、黄铁矿化细-粉砂岩、黏土岩，金品位为(0.50～0.80)×10-6。蚀变带上覆地层岩性为嘉陵江二段中厚层细-粉砂岩、薄层黏土岩夹少量中厚层灰岩，泥灰岩；下覆地层为嘉陵江一段中厚层灰岩。

图4 乔地坡金矿化蚀变带产出形态示意剖面图

2.2.2 断裂型赋矿地质体

主要分布于NE向海马谷断裂及分枝复合万人洞断裂、大树林断裂带及上下盘附近，地表呈线(条带)状分布，深部延深受断裂带控制，其本身往往既是成矿流体通道，又产生热液蚀变及交代作用形成陡倾角脉状蚀变带，金矿体规模受断裂带的规模、岩性组合及封闭条件联合控制。如万人洞含金断裂蚀变带，受万人洞断裂控制，出露于研究区中部，走向北东，地表及浅部倾向NW，倾角70°～85°，蚀变带宽5～30 m，带中由灰岩角砾岩与同质碎基、砂泥质胶结物等组成。蚀变类型主要有硅化、黄铁矿化、碳酸盐化、黏土化。在万人洞寨子附近露头点上，断裂破碎带上盘出露地层中二叠统茅口组第三段(P2m3)，上二叠统龙潭组第一段(P3l1)，下盘出露地层为中二叠统栖霞组(P2q)，断距大于400 m(图5)。断裂沿走向两端延伸均交于海马谷断裂上，走向长约6 km。在万人洞采坑，经工程揭露系统采样，断裂带含金单件样品最高品位达8.21×10-6，一般金品位为(1.0～4.0)×10-6。分析认为该地段金矿品位相对较高，可能与上部龙潭组第一段碎屑岩起到屏蔽作用有一定关系。大树林含金断裂蚀变带，位于NE向海马谷断裂与万人洞断裂围陷的断夹块内，受控于NE向大树林断裂带，走向45°～60°，倾向SE，一般倾角为55°～85°，局部近于直立或倒转(由南西向北东逐渐变陡，直到反倾)，走向长度大于4 km，往西延伸至茅口组灰岩地层后，断层带主要表现方解石脉与角砾状灰岩，北东段产于龙谭组中，下盘明显的缩短变形，为典型的逆断层的特征(图6)。断裂蚀变带宽1.8～2.3 m，一般宽2.0 m；断层带内主要为硅化角砾岩，局部见断层泥，含Au为(1.02～1.50)×10-6。蚀变主要有硅化、黄铁矿化、褐铁矿化、泥化。在该断裂蚀变带上下盘附近采集Hh02(硅化灰岩，Au：0.27×10-6)、Hh03(粉砂岩，Au：0.17×10-6)均具金矿化显示，在下盘15 m之外与样品Hh03为同一岩层中采集的Hh04没有金矿化显示，也指示上下盘地层中的金矿应主要来致该断裂(成矿流体通道)。

图5 断裂型万人洞金矿采场及1-1′剖面地质图

图6 大树林金矿中段露头点素描图

2.2.3 不规则土状赋矿地质体

主要分布于海马谷南东盘、茅口组侵蚀面之上、第四系残坡积物中下部，是后期次生风氧化作用的产物。受控于原始矿源层，一是其上部本身存在矿源层分布，后期矿源层经风化淋滤原地残留，另一种则是附近存在矿源层，经风化剥蚀近距离搬运，在有利地形、地貌条件下就位形成。金矿体形态、规模受控于原始矿源层规模、茅口组之上的溶沟、溶槽形态(图7)。

图7 豹子洞金矿2号采场断面示意图

3 控矿因素分析

3.1 地层的控矿作用

1)金矿化受一定层位控制，表现为该区赋金层位为黔西南微细浸染型金矿床代表性的赋金层序之一的龙头山层序[18]。

2)“界面型”金矿体主要分布于茅口组与龙潭组之间构造蚀变体(Sbt)中，受控于P3l/P2m界面，界面构造主要为成矿流体提供了侧向运移通道和金矿体就位场所。

3)土型金矿分布于茅口组浸蚀面之上，呈面状、带状及不规则状分布，而土型金矿体附近往往存在“界面型”含金构造蚀变体，并为其形成提供矿源层作用。土型金矿受矿源层及茅口组浸蚀面之上岩溶洼地、漏斗联合控制。

3.2 构造的控矿作用

3.2.1 断裂的控矿作用

1)Au异常受NE向断裂构造带断裂控制

收集1∶5万普坪幅、1∶5万万屯幅土壤地球化学调查成果[14，19]，在区内圈定多个Au单元素异常，Au异常面积大，强度高，均具三级浓度分带。就分布特征来看，Au异常主要沿NE向的海马谷断层、万人洞断层以及次一级NE向断层呈带状、串珠状分布，明显受控于NE向断裂构造带。

2)NE向断裂构造带对金矿体有明显的控制作用

一是海马谷断裂带内已发现多处金矿点、金矿化点。在该断裂带中段海马谷寨子附近，在断裂带底界面附近经探槽揭露，发现陡倾角的金矿体，连续4件样品Au在(0.5～2.60)×10-6之间，局部还发现有锑矿化；又在海子镇北东施工的ZK40-1钻孔揭露发现该断裂带内具有金矿化显示(金品位为0.30×10-6)[14]。

二是万人洞断层控制陡倾角大脉状金矿体产出。在万人洞村寨附近，该断层蚀变带控制了陡倾角万人洞金矿体产出[12-13]，矿体长大于200 m，宽5～20 m，延深大于40 m，矿石为褐色强硅化灰岩角砾，角砾原岩为茅口灰岩。在万人洞采面南西侧观察发现，从矿石到近矿围岩特征来看，具有类似“隐爆角砾岩型”金矿的特征，可分为内、中、外三带，内带为褐色强硅化灰岩角砾，具可拼接性，被同质碎基胶结，金品位为(1.22～8.21)×10-6，中带为碎裂灰岩，多为方解石脉胶结，厚0.8～1.5 m，含Au为(0.2～0.8)×10-6，外带为碎裂灰岩、局部碎裂灰岩，见原岩岩层结构，基本不含金。

三是大树林逆冲断层直接控制了金矿体的产出，含Au为(1.02～1.50)×10-6，矿体规模严格受断层破碎带控制，宽1.8～2.3 m，长度大于150 m。

3.2.2 褶皱的控矿作用

“界面型”金矿体主要分布于二龙口、上免浪一线，矿体主要分布在戈塘背斜轴部及两翼1000 m范围内(图8)的茅口组与龙潭组之间构造蚀变体(Sbt)中。分析认为戈塘背斜轴部及附近的虚脱空间对成矿液体起到定向运移、汇聚成矿的作用。

图8 戈塘金矿区地质及金矿体分布简图(据文献[14])

4 成矿模式探讨

结合区域成矿地质背景、矿床特征、空间展布规律、控矿因素分析，整理提取成矿要素(表2)。

表2 戈塘—海子地区金矿成矿要素

对成矿作用分析如下：来自深源的成矿流体沿NE向的海马谷断裂带上升，因海马谷断裂带规模较大，条件过于开放，没有好的屏蔽层，成矿流体快速通过进入次级断层及界面构造中，主要起到流体通道的作用，本身往往只能在局部形成规模小、品位较低、矿化连续性较差矿体；当大量成矿流体进入规模适中的断裂带(如万人洞断裂带)中时，在上部碎屑岩有利屏蔽作用下，减缓流体运移速度，成矿流体大量在断裂带中局部聚集而发生隐爆成矿，万人洞“隐爆角砾岩型”金矿的发现佐证了NE向断裂作为成矿流体通道作用，同时说明金矿成矿对岩性的选择是相对的，当条件成熟时，茅口灰岩也能成为金矿赋矿岩石，形成金矿体；当成矿流体进入规模较小断层破碎带后，其封闭性好，岩性组合有利时(如大树林断层)，往往能成型规模较小、相对连续的金矿体。当成矿流体进入界面构造后，由向上运移转为侧向运移，其运动速会明显变慢，与上部、下部岩层发生大量热液蚀变作用，金以交代方式进入硫化矿物或以充填方式进入黏土矿物中，形成跨地层的后期含金硅化蚀变体(图9)；在界面与背斜构造共同作用使成矿流体定向运移，从而与界面上下围岩发生充分的物质交换，形成金矿体或含金地质体。而三叠统嘉陵江组一段(灰岩)与二段(碎屑岩)岩性界面控制的乔地坡金矿化体，则展示了区内多层界面控矿的特征，总体具有上硅下钙，后期热液交代的特征。

图9 构造蚀变体(SBT)特征

综上，认为NE向的海马谷断层及配套的次级断裂是区内金矿主要导矿和次要容矿构造，戈塘背斜为成矿前构造，对后期成矿流体运移起到汇聚作用，控制了主要金矿体空间分布，中上二叠统之间的岩溶不整合面为主要容矿构造，也是区内主要的金矿成矿结构面。万人洞“隐爆角砾岩型”金矿体应为这一成矿体系下的特殊产物，而海马谷断裂北西盘金矿化体的发现则证明在戈塘地区具有多层界面控制矿体就位的特征，为区内找矿提供新的思路及找矿方向。

为此建立戈塘—海子地区金矿成矿模式：与深源岩浆活动有关的、受NE向大型逆冲断层及其配套构造联合控制的具“断裂+多层界面”矿体就位特征的中低温热液型金矿床(图10)。

图10 戈塘—海子地区金矿成矿模式图

6 结论

1)总结归纳了研究区各类型赋(含)矿地质体空间产出特征及分布规律，认为研究区赋(含)矿地质体可分为界面型赋金蚀变带、断裂型赋金蚀变带及不规则土状含金地质体三种类型。

2)较系统分析地层、断裂构造、褶皱构造与区内金矿成矿关系及其控制作用，较全面的提取了戈塘—海子地区金矿成矿要素。

3)系统研究区内金矿的成矿规律，厘定区内关键成矿条件，提出戈塘背斜为成矿前构造，对成矿流体运移起到汇聚作用，NE向的海马谷断层及配套的次级断裂是区金矿主要导矿和次要容矿构造，中上二叠统之间的岩溶不整合面为主要容矿构造，控制了区内主要金矿体的就位，三者联合控制戈塘—海子地区主要金矿床(体)的产出及分布。

4)构建了与深源岩浆活动有关的、受NE向大型逆冲断层及其配套构造联合控制、具“断裂+多层界面”矿体空间就位特征的中低温热液型金矿床成矿模式。