1.1 地 层
1.1.1 元古界
(1)中元古界冷家溪群
是我省出露最老的地层,主要分布于雪峰弧形构造带沅陵—益阳段,当时该带处于活动型陆缘海槽沉积环境,地壳大幅度下降、沉积了巨厚的火山—陆屑复理石建造,厚度达25000m。岩性以浅灰绿色浅变质碎屑岩、泥质岩(板岩)、含凝灰质细碎屑岩等为主。底部夹有较厚的白云质灰岩透镜体,顶部以砂岩为主,局部夹有上地幔物质上涌形成的裂隙火山基性—超基性熔岩(详见1.3岩浆岩)。冷家溪群是该带重要的赋矿层位之一。
(2)上元古界板溪群
中元古代晚期的武陵运动,是一次不均衡的构造变动,其运动烈度北西强南东弱。永顺—石门—岳阳一线以北,冷家溪群强烈褶皱,与上覆板溪群呈高角度不整合,而芷江—溆浦—长沙一线以南,中元古界与板溪群连续沉积。武陵运动以后,我省地势北高南低,使板溪群分为北区和中区两个沉积相区,自北向南分为河流滨岸相—陆棚相—陆坡相,沉积物北粗南细,北(紫)红(色多而)南(多为灰)绿(色)。
北区:相当于滨岸相—浅海相沉积环境,下段马底驿组粒度较粗,岩性为砾岩、石英砂岩、长石砂岩、粉砂岩、板岩等组成第一旋回。上段五强溪组以紫红色砾岩、砂岩、粉砂岩、板岩为主。北区的板溪群主要特点是沉积物较粗,颜色多为紫红色,有“红板溪”之称,发育有较多的中酸性火山沉积岩和凝灰岩夹层。
中区:主要出露于溆浦、黔阳、会同、通道等地。与北区不同的是武陵运动尚未波及到中区,板溪群与冷家溪群呈连续沉积,沉积物厚度大,粒度细,多呈灰绿色。岩性以深灰—灰绿色细砂岩、粉砂岩、绢云母板岩、条带状板岩等为主,夹有数量较多的凝灰质板岩,局部可见到火山角砾玻基玄武岩。下部高涧群中段夹有灰岩透镜体,上部漠滨组中上段有黑色炭质板岩夹层。板溪群构成雪峰弧形构造带总体,也是该带金锑矿产主要赋矿层位之一。
(3)震旦系
雪峰运动是一场造陆运动,它使震旦系与下伏板溪群之间存在不整合—假整合接触界面。下震旦统主要为大陆冰川、海洋冰川和正常海混合沉积的冰碛砾岩、冰碛粉砂岩、含砾板岩、粉砂质板岩及间冰期沉积的碳酸盐岩、含锰碳酸盐岩、局部夹层凝灰岩。上统则以温暖气候条件下硅质沉积为特征,并发育碳酸盐岩、黑色板状页岩等浅海—滞流海沉积岩类。由于同沉积断裂的活动,在通道—洞口一线形成拉伸裂谷带,震旦系厚达3000m以上,地层中含有较多的火山碎屑,并具有浊流沉积的特点。
1.1.2 下古生界
该带的下古生界,主要出露于构造带两侧或构成复式背斜的次级向斜盆地,是金锑矿产次要的赋矿层位,尤其是寒武系与锑矿关系较为密切。
(1)寒武系
寒武纪时该带处于相对宁静的弱还原沉积环境,沉积物颜色较深,以炭泥质为主,富含黄
5
铁矿,具远岸滞流海沉积特点。下统岩性为炭泥质板岩、硅质炭质粉砂岩、黑色泥灰岩与炭质板岩互层,富含U、Ag、V、Sb、As、P等多种元素,有含矿黑层之称。中上统为浅海碳酸盐相白云岩、灰岩夹泥灰岩。
(2)奥陶系
下统岩性多为灰绿色板状页岩、粉砂质页岩、黄绿色板状页岩。中统下部为炭质页岩、泥岩、硅质页岩,上部为中—薄层状泥岩。上统五峰组页岩反映陆棚滞流海盆相,沉积物颜色较深,多为产笔石的黑色页岩和碳硅质页岩。湘中地区奥陶系厚度一般不超过300m。安化廖家坪矿床的金矿体赋存于奥陶系中。(3)志留系
分布于该带南东侧安化—洞口一线,其余零星分布,仅出露下中志留系周家溪群,为一套灰绿色浅变质(泥砂)复理石沉积,溆浦两下江一带沉积厚度可达3800m。下部岩性为炭质页岩、硅质页岩、粉砂质炭质页岩等,属滞流海沉积相。中上部为石英杂砂岩、泥质粉砂岩、少量炭质页岩,上部以灰绿—深灰色条带状板岩为主,夹薄层粉砂岩,复理石韵律明显。1.1.3 后泥盆系
加里东运动使湖南全境褶皱隆起为陆,并转入稳定性地壳。自泥盆纪开始,再次海浸沉积了滨海相、浅海相及陆棚相的石英砂砾岩、砂页岩、泥灰岩、灰岩及海陆交互相煤系地层。此种沉积环境一直延续至中三叠世。这套地层主要分布于雪峰弧形构造带两侧的武陵山区和涟邵盆地等地。在涟邵盆地中泥盆系为我省最重要的锑矿赋矿层位,因不属于雪峰构造带本节从略。
晚三叠世至侏罗纪我省大部分上隆为陆,仅残留海盆沉积了海陆交互相及陆相煤系及粗碎屑岩地层。燕山运动后新华夏系断裂造成一系列北东向断陷盆地,白垩纪—第三纪时期,沉积了一套厚度巨大的陆相盆地沉积物—紫红色砂砾岩、粉砂岩、泥岩,直到新生界第三系的泥岩、膏岩沉积,标志着陆相红盆沉积进入晚期阶段。白垩系是我省金锑矿化的最高层位,但也仅止于矿化。
更新世以后,地壳振荡上升,沉积中心北移至洞庭湖一带,在河、湖、冰川等地质作用下沉积了第四系松散泥砂沉积物直至现代。1.1.4 主要含矿地层金锑含量
表1-1给出了该带主要赋矿层位Au、Sb含量平均值。锑含量都比较高,一般是地壳平均含量的(泰勒值0.2×10)数倍至数百倍,反映了锑成矿省的基本特征。在各地层中以寒武系下统含炭质板岩锑含量最高,部分锑矿床即赋存寒武系地层中。418地质队认为板溪群、震旦系、寒武系主要为碎屑岩建造,平均锑含量达6.2×10-6,为克拉克值的31倍,地层厚度大于4000m,岩石孔隙率高,构造裂隙发育,有利于地下水循环,可视为区内锑矿的“矿源层”。
各地层中金含量与地壳平均含量相当,其中老地层中金含量相对富集。从表1-2可以看出:湘东北地区不同岩性地层以泥质岩类(板岩、千枚岩、炭质板岩)和碎屑岩类金含量较高,标准差较大,表明金元素曾经受活化作用。
-6
6
表1-1 雪峰弧形构造带主要容矿地层金锑含量
界
系(代号)
元 素 含 量Sb×101.30.954.8531.451.233.282.02.870.2
-6
表1-2 湘东北沉积—变质岩的含金性
岩 类
岩 性碎屑岩
沉积岩
碳酸盐硅质岩碎屑岩
变质岩
泥质岩碳酸岩火山岩
样 数算术平均×10-635982910823
2.0920.8141.9131.7142.2311.651.10
6
标准差2.4720.9251.1060.9602.9870.9190.520
SO
下古生界∈3
∈2∈1Z
新元古界Ptw
Ptm
中元古界Ptl
泰 勒 值 ＊湘东北地区数据
As×10
7.74.614.523.328.846.5911.023.6
1.8
-6
Au×10
3.94.22.055.53.91.531.54.52.66＊4
-9
1.2 构 造
雪峰弧形构造带地处扬子板块和华南板块之接壤地带,或称江南台隆之西南段。近年来湖南省区调院、中山大学、宜昌地矿所及湖南省地质研究所在该带开展了1∶5万区调和各项专题研究,取得了丰硕成果,尤其是大型韧性剪切带和推覆构造的发现,使该带构造研究上升到一个新的水平。以我们的工作为基础,结合前人的研究成果,对该带的深部构造、宏观构造、显微构造作一轮廓性分析。1.2.1 雪峰弧形构造带深部构造特征
深部构造与金、锑矿化的关系极其密切。因省内深部构造研究程度较低,仅依据凤凰—茶陵地震大剖面所揭示的特点,简述该带的深部构造特征。
(1)大致以黔阳—溆浦—安化为界,以西为武陵—雪峰刚性地幔块体,以东主要为塑性地幔块体,两块体之间具有强烈的挤压作用,构成扬子地体与华南地体两个Ⅰ级大地构造单元的分界线。(2)沿雪峰—九岭刚性地体南缘存在一个呈弧形展布的塑性较大的岩石圈增厚区,最厚可达250～300km,是两个地体在碰撞过程中,塑性地幔块体向下俯冲的结果(图1-1)。(3)在刚性、塑性地体之间,上地幔隆起区与凹陷区的过渡地带常常是构造软弱地带。由于岩石圈物质结构的调整,致使该带长期受力,在这一地带形成一系列深切地幔的深断裂带,断裂带两侧莫氏面高差达5～7km。
(4)该变形带大致沿麻阳—常德幔隆区展布。而主变形带大致处于麻阳—常德幔隆区与湘中幔凹区的交汇部位。
可见雪峰弧形构造带是在软、硬相间的上地幔基底上的经过漫长而复杂的“陆壳变性与陆内造山”,地幔易受相邻刚性体的影响而发生的较深层次的缩短或拉伸,从而导致基底褶皱和盖层的滑脱逆掩构造以及韧性剪切带(图1-2)。1.2.2 雪峰弧形构造带宏观特征
(1)形态特征
该带处于华南两个Ⅰ级大地构造单元的分界线上,具有成生历史长,经历多期次构造运动的特点。大致沿通道—涂浦—安化—桃江一线呈向北西凸出的弧形展布,弧顶位于溆浦—安化一带。省内延长600km,带宽数千米至数万米,即变形限制于一狭长的条带之内。规模巨大的变形带,不仅形态特征复杂,而且其表现特征亦复杂多样。该变形带内的断裂面无论在平面上或在剖面上均呈舒缓波状;同一断裂沿走向或倾向产状可以反倾,反映出该断裂带的形成机制和力学性质都较复杂,因而在其不同地段控制了不同形式的伴生和派生构造,亦控制了该
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带中金、锑矿床的产出与分布特征。
(2)表现特征
理论和野外考察证实,构造应力作用于岩石具有不同的变形形式,而不同的构造应力作用于不同的岩石其变形形式就更加丰富多彩。由于构造历史的长期性和脉动性,卷入岩石的多样性,至使现今观察到的构造形迹复杂多样。
①强直片理化带在变形带内广泛而发育,且与弧形构造带步调一致。
在雪峰弧形构造带内广泛发育有构造片理化带。如变形带南段西侧的靖县平茶一带,片理走向50°,直立,东侧的绥宁佘家一带片理走向15°～20°,陡立,往北到黔阳、溆浦一带都呈北北东—北东走向,安化、桃江一带呈近东西走向(图1-3、4、5、6)。且这种片理的分布具有区域稳定性(图1-5)。片理走向整体与弧形构造带整体步调一致。不完全置换或完全置换层理。从野外所穿剖面揭示的情况来看,区域片理化带连续且稳定,带宽部位出现于溆浦、黔阳一带,宽者达10余千米。
图1-1 湖南凤凰—茶陵地学断面推断略图(据湖南地矿局物探队编)
1刚性上地幔块体 2塑性地幔块体 3玄武岩贫化后的异常上地幔岩 4基性—超基性岩带 5钾镁煌斑岩带 6燕山期花岗岩 7印支期花岗岩 8加里东期花岗岩 9太古代火山变质岩 10壳内韧性剪切滑动面 11莫霍面 12软流层顶面 13主要断裂 ①鄂湘黔深断裂 ②麻阳—澧县深断裂 ③靖县—安化深断裂 ④通道—溆浦深断裂 ⑤桃江—城步俯冲碰撞带 ⑥城步—新化地壳仰冲断裂 ⑦湘乡—祁东地壳隐伏逆冲断裂 ⑧常德—安化转换断层 ⑨茶陵—临武逆冲碰撞断裂带
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图1-2 雪峰弧形构造带金、锑矿分布与湖南省深部构造关系略图
图1-3 江西垅211中段剖面图
9
图1-4 桃江首溪金矿剖面图
①紫红色板岩 ②紫红色强片理化板岩夹破碎石英 ③破碎石英大脉 ④灰白色砂岩板岩夹层
图1-5 黔阳—溆浦段变形带内部结构及区域片理分布略图
1
Pt3B板溪群 Z震旦系 ∈寒武系 K白垩系 Q第四系 γ5印支期花岗闪专岩
N-∑1超基性岩 1地质界线 2主要断裂 3糜棱岩 4片理化带5印支期基性—
由于该带内岩石特殊,主要是板岩、砂岩,即相对均质,及其变质相带处于低绿片岩相,致使在强应力作用下,常以整体滑动来释放其应力,因此强直片理化带就成了该带的主要特征之一。
10
②带内发育各种塑性流动的褶皱构造
与韧性剪切作用有关的褶皱,宏观上在该带分布最广的主要是推覆构造体系中形成的大量平卧褶皱,地层被推成一系列近于水平的岩片,构成规模宏大的推覆体,近年来1∶5万区调在安化符竹溪,常德沧浪坪、溆浦、黔阳等地发现大量这种大型韧性推覆体及大量的平卧褶皱。
在显观上,该带广泛发育着由韧性剪切作用形成的各种小褶皱。如石英黄铁矿脉由片理化作用形成的剪切褶皱,早期片
图1-6 铲子坪矿区北东向片理倾向等密图
1≥1条 2≥3条 3≥9条 4≥12条
理的膝折(如图1-7、1-8)等韧性流动构造。这种塑性流动褶皱在该带上广泛发育,组成了其又一幅景观。
图1-7 绥宁佘家寒武系黑色板岩中石英—黄铁矿
脉的剪切褶皱素描图
图1-8 江东湾7号脉素描图
围岩强烈片理化(S1),层理不复存在,S1局部发育膝折,轴面形成S2
③带内发育有韧性变形的糜棱岩带
雪峰弧形带上广泛发育有糜棱岩带,据此可以推断其有强烈的塑性变形。图1-9反映了
该带上糜棱岩带的大致分布。在剖面上如湘西金矿的沃溪断层,主滑动面上、下侧各有一宽约数十厘米至数米厚的断层泥或镜面糜棱岩成带状平行主滑动面发育,向上逐渐过渡为糜棱岩化绢云母板岩,压碎角砾岩及五强溪组石英砂岩,向下盘则一宽度较大,可达数十米的S-C糜棱岩带,其C面理总体与主滑动面平行(如图1-10),再者如安化的符竹溪、廖家坪、板溪、桃江的首溪及溆浦的江东湾、江西垅、黔阳铲子坪、大坪、靖县的平茶、绥宁的佘家等地都发育有糜棱岩带,糜棱岩带宽数米至数十米。与总体构造线方向一致。有时金矿(化)体往往产于糜棱岩带之中(如图1-10、1-11)。
④带内发育S-C面理构造
S面理与岩石总的有限应变量有关,C面理与局部剪切应变强度有关。野外露头上见C面理为一条较平直且断续相连的构造面,而S面理介于C面理之间呈弯曲状,整体与C面理有一定交角,有的由一些构造透镜体长轴方向来体现(如图1-12、图1-13),S-C面理构造的交角能体现剪切应变量的大小。
⑤带内发育构造透镜体
有石英条带剪切拉成串珠状的构造透镜体,亦有围岩剪切变形形成的构造透镜体(图1-11
14、1-15、1-16),这是一种韧性缩颈形成的构造。
⑥带内发育各类石英脉(包括含金石英脉)
它们的形成与韧性剪切作用关系密切。这是因为韧性剪切带的整个发育演化过程实际上是一退变质过程,在这个漫长的动力变质反应过程中能不断释放大量SiO2,在适当部位形成石英脉。这带上的含金石英脉走向大多与区域片理方向一致,并都具有强烈的韧性变形特征。
图1-9 雪峰弧形构造带西南段糜棱岩带分布略图(据谌建国1992,改编)
PZ2-N上古生界-上第三系 PZ1下古生界 Z震旦系 Pt2+3中上元古界
1
γγδ5印支期花岗岩 3加里东期花岗闪长岩 1断裂 2糜棱岩带
12
图1-10 沃溪大断层特征 (1∶100鱼儿山一三★中段,据中南工大,1991)
1长石石英砂岩 2绢云母板岩 3碎斑岩 4碎粒岩 5超糜棱岩 6糜棱岩 7初糜棱岩 8含金石英脉
图1-11 黔阳大坪两溪口—金矿剖面图
①糜棱岩硅化Au矿体②退色化粉砂岩
图1-12 黔阳铁坡山S-C面理素描图
图1-13 铲子坪金矿区砂岩透镜体长轴(S1)与C面理关系素描图
图1-14 黔阳大坪两溪口串珠状透镜体
Q1石英细脉 Q2石英大脉 Q3串珠状石英透镜体
Ⅰ片理化围岩 ⅡAu矿体
图1-15桃江首溪金矿挤压破碎带中石英脉体
①强片理化砂岩 ②强片理化带石英成透镜状
③破碎带中心 ④强片理化带石英细脉
图1-16板溪锑矿10平10线穿脉主矿体素描图
①强硅化岩、劈理发育 ②强烈揉褶片理化带 ③挤压破碎带,有透镜状石英、Sb矿体
④糜棱岩 ⑤断泥层 ⑥片理化板岩
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⑦变形具有明显的分带性
野外和实验证明:一定的岩石块体在统一应力场作用下,其变形不可能均匀地产生相同的变形样式。一般在一定的部位首先产生应力集中(应变强的部位),然后向两侧扩散其变形,从而形成一幅变形强弱相间的构造变形分带的图式,在雪峰弧形带上这种变形组合到处可见(图1-17、1-18)。
总之,该带从宏观构造体现出其是发育于地壳相对较深层次的韧性剪切带,对我省金、锑矿,尤其是金矿的分布起着明显的控制作用。
图1-17 符竹溪东西向韧性推覆剪切带分带剖面示意图(据区调所,1993)
图1-18 黔阳大坪两溪口韧性剪切带变形分带图(据谌建国等)
Ⅰ弱变形带 Ⅱ挤压褶皱带 Ⅲ片理化带 Ⅳ硅化带
1.2.3 雪峰弧形构造带显微构造特征
从构造全息律观点来看,一个地带的变形在大构造、小构造及微观构造上具有相似性。雪峰弧形韧性剪切带除切割上元古界板溪群震旦系江口群一大套板岩、砾板岩外,还卷入了下古生界的部分地层及中酸性侵入岩。它们具有丰富多彩的显微韧性变形。(1)带内发育有各种显微褶皱
主要体现为3种形式:
①大多数以云母解理体现褶皱,褶皱形态多样,一般一翼长,另一翼短,有的成膝折带,以及形成应变滑劈理,这些微褶皱是由剪切作用形成的。②沿片理方向一般都有重结晶的石英脉,受到剪切力的作用而形成褶皱,有的表现钩状褶皱,有的被剪切拉断成构造透镜体或布丁构造(图版1)
③矿物颗粒定向排列成褶皱。石英颗粒呈长的蠕虫状,断断续续,以其它粒度大得多的矿物为中心,在其周围或两侧,蠕虫状的石英定向排列,在正交偏光镜下表现为褶皱,这可能是由于剪切应力作用在整个递进变形过程中石英颗粒随着应力方位而旋转或发生动态重结晶,这些颗粒的定向排列反映了一个完整的剪切力作用的递进变形过程。
(2)S-C面理构造
本带内发育的显微S-C面理构造,主要由绢云母和细粒拉长状石英颗粒沟通或不沟通14
的C面理,而大颗粒透镜状石英矿物或石英集合体的长轴方向组成S面理(图版2)。
(3)晶内滑移
晶内滑移是韧性变形的主要形式之一,它是由于位错在晶体内的滑动、传播,使颗粒内产生晶内滑移,即沿某一滑动面上的一定滑移方向上产生位错滑动,导致矿物颗粒内部应变。晶内滑移包括平移滑动和双晶滑动。在该带上产生的晶内滑移构造主要表现为波状消光,带状消光、变形纹,毕姆纹,扭折带、机械双晶等,机械双晶主要见于云母、长石及方解石颗粒内(图版3、4图版5、6)。
(4)带内发育有核幔构造
表现在正交偏光镜下,变形晶粒被其动态重结晶的细小颗粒所环绕。这种颗粒的变细是由动态重结晶作用所致。由于颗粒边界处于应力集中区,变形首先在外部开始,随着应变增强,逐渐向核部扩展其动态重结晶,使颗粒粒径减小,直至完全取代变形晶粒。
(5)压力影构造
在该带上的一些矿区往往见到沿硬矿物(如黄铁矿)两侧形成的由石英及绢云母组成的压力影构造,一般两侧不对称,反映一种剪应力生长环境(图版7,8)。
(6)带内普遍发育有中浅变质岩区韧性剪切变形形成的特殊构造①瘤疖构造 这是中浅变质岩区的一种特殊动力变质岩石。矿物集合体或原岩团块具有浑圆而不规则的外形,如云朵状、马铃薯状,但都无棱角,是新生的石英单晶或集合体,或内部原岩揉结成团。
②纹片构造 岩石在两个断面上均可见到纹丝构造。纹丝体是石英呈面状定向排列,在岩石中均匀分布。但其中不含高温石英、钾长石残斑等原始岩浆流动所成的矿物。
此外,该带内还发育有显微韧性剪切带、旋转碎斑系、雪球构造、压荫构造等。纵观该带内构造岩中矿物变形特征:石英、云母、方解石等都显示出韧性变形特征,长石等相对较硬的矿物既有韧性变形,亦有脆性变形。且由于该带上变形岩石的特殊性(岩石内不同矿物颗粒之间韧性差不大,如板岩、砂岩等),总体承担变形(释放应力)的是在岩石内沿一定面整体滑移形成强直片理化带。考虑到该带变质相矿物组合主要为绢云母、长石、石英,属低绿片岩相,推测其形成的构造环境可能处于Carter模式的脆—韧性部位。
1.3 岩浆岩
我省岩浆岩主要分布于华南褶皱带。雪峰弧形构造带西南段—作为华南褶皱带与杨子板块分界线的雪峰华夏系断褶带,除少量基性岩外,中酸性岩浆岩不发育。雪峰弧形构造带北东段的东西向构造部分除基性岩外,尚有中酸性岩体侵入其中。1.3.1 地质特征
(1)武陵期
我省地壳处于不稳定状态,岩浆岩活动主要表现为频繁的火山活动,其中最主要的是在益阳石咀塘冷家溪群中上部发育一套厚度>1000m的铁镁质—超铁镁质火山岩系,以熔岩为主,次为凝灰岩、层凝灰岩。火山岩系分两个大旋回,5个大层。以第一旋回为主,具基性岩水下喷溢枕状构造。由橄榄玄武岩、单辉玄武岩、玄武岩组成多个旋回。其中部层位化学成分与正常玄武岩有较大区别,富MgO、Cr、Ni,MgO达9%以上,个别达20.16%,并具有单斜辉石的中空骸晶构成放射状鬣刺结构。据火山岩低硅,低钾钠和高钙镁的特点,该喷出岩定为科马
15
提质玄武岩—拉斑玄武岩建造。火山岩经受了绿片岩相区域变质,并遭受过透闪石化、绿泥石化、碳酸盐化等蚀变作用。在动力作用下,片理化带发育。火山岩(平均含金6.81×10-9)内外带均见到含金石英脉,普遍发育残坡积金矿或冲积型金矿。
(2)雪峰期
本期岩浆活动主要有两类,一类是沿深大断裂及两侧侵入的基性、超基性岩类,如沿溆浦—通道断裂分布的陇城岩群和隘口岩群。一般成群带分布,呈北东向展布,长数百米至万余米,宽10～200m。岩石蚀变强烈,通过原岩恢复可分为超基性的辉橄岩、橄辉岩、辉石岩及基性岩类的辉长岩、辉绿岩等几个类型。
在构造带东段中心喷发式火山岩发育,主要岩性为安山质火山集块岩、集块熔岩、次火山角砾岩、安山凝灰岩及凝灰岩。火山岩中发现有金矿化石英脉。
(3)加里东期
白马山岩体位于雪峰山断隆带与龙山—白马山东西向隆起带交汇部位,主体侵位于东西向构造带中。岩体出露面积>1000km2,岩性以含角闪石的黑云母二长花岗岩为主,中细粒似斑状结构,长石牌号以中长石为主,局部可达拉长石。弧形构造带东段的桃江岩体和岩坝桥岩体呈岩基或岩株状产出,受北西向构造带控制呈北西向延长。岩性为细—中粒斑状角闪石黑云母二长花岗岩—花岗闪长岩,斜长石一般属中长石。该带加里东期岩体周边一般有较多的金(锑)矿床或矿点。
(4)印支—燕山期
至印支期岩浆活动趋于强烈,侵入部位主要集中于雪峰弧形构造带东南缘下古生界构成的裙边构造中,控岩构造以北西向构造和南北向构造为主,如中华山、崇阳坪、瓦屋塘、小神山、沩山等岩体以及白马山岩体的补充期高坪岩体等。岩性以黑云母(角闪石)二长花岗岩为主,部分黑云母花岗岩及花岗闪长岩。印支期岩体比加里东期岩体偏酸、偏碱性,二价阳离子偏低,SiO2含量一般>67%,K2O+Na2O>6%,Al2O3多在14%以上,属铝过饱合酸性岩类。
湖南燕山期岩浆岩主要分布于湘东北一带,本区燕山期岩浆活动不强,一般呈补充期侵入体产出,如沩山岩体中的田坪侵入体等,岩性一般为中一细粒二云母二长花岗岩,晚期可形成细粒碱长花岗岩,与之有关的矿化多为钨、钼矿化。
印支—燕山期脉岩主要沿高级断裂充填,如洞口那溪岩群由数千条辉绿岩脉、煌斑岩脉和中酸性岩脉呈北东向平行排布组成。据403队资料,安化县塘桥侵入奥陶系粉砂质绢云母板岩的钙碱性煌斑岩具有Na2O>K2O和富Mg、Fe为特征,属钠铁煌斑岩系列,化学分析含金2.95×10;推测这种富金的煌斑岩和中酸性脉岩岩浆可能来自下地幔。1.3.2 中酸性侵入岩演化规律
湖南中酸性侵入岩分布及演化特征与湖南构造演化密切相关,岩体主要分布于雪峰山华夏系断褶带以东的中国东部第二沉降带中,构造活动烈度大的加里东期,印支—燕山期岩浆活动亦强烈。受断裂带和次级隆起带控制,在空间上常呈带状分布。随侵入时代自老至新演化规律为:
(1)岩石类型由偏中性的斜长花岗岩、花岗闪长岩为主,向酸性的二长花岗岩、花岗岩方向演化,晚期岩体甚至出现碱长花岗岩。造岩矿物含量钾长石由少变多,斜长石、黑云母含量由多变少,斜长石牌号由高变低,堇青石、角闪石从有至无。蚀变类型由绢云母化、绿泥石化至出现白云母化、云英岩化和钠长石化。
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(2)副矿物组合由简单变至复杂,总量由低至高,有色金属矿物、稀有矿物及富挥发组份矿物增多。
(3)常量元素SiO2、K2O、Na2O由低至高,Al2O3及二价阳离子由高至低;氧化系数、碱度指数、分异指数等指标由低至高,固结指数由高至低。微量元素铁族由高至低,Pb、W、Sn、Bi、Mo、Ta、Nb、Be、Li、Rb、TR2O3、F等由低至高。1.3.3 岩浆岩与金锑成矿关系探讨
湖南中酸性岩类主要有两种,一种为壳源型岩体,另一种为壳幔源型岩体。壳幔源岩浆岩与Cu、Pb、Zn、Au、Ag的成因关系是比较明显的。与雪峰弧形构造带有空间关系的岩体一般为壳源型岩体,该类岩体的周边往往也有金锑矿床(点)产出,如白马山、岩坝桥、桃江、沩山岩体等。壳源岩体中金、锑含量均比较低,据胡永嘉、伏庆是等人计算,我省壳源型岩体平均含金1.4×10-6,低于地壳平均含量和区域地层金含量。与雪峰弧形构造带有关的岩体Sb含量0.69×10;大神山0.74×10;白马山0.26×10。因此,从物源方面讲,岩浆岩侵入带入金锑成矿元素的可能性是比较小的,或说成矿元素不是原始岩浆所带来。金矿与壳源型岩体周边金(锑)矿床成因问题,可以认为,岩浆提供了热动力、挥发组分和岩浆期后热水溶液促使地层中的成矿元素重新聚集,对成矿起到积极作用。
据已有资料,众多矿区都可见到脉岩成群组出现。脉岩的主要岩石类型为花岗斑岩脉,次为石英斑岩脉、辉绿岩脉、煌斑岩脉等。花岗斑岩脉在空间上与金锑矿关系密切,有些即侵入于矿区成矿构造之中,如廖家坪花岗斑岩与金矿脉占据相同空间并且后者切割了前者,脉岩Au、Sb、W、As等元素均有不同程度富集,常见星散状产出的白钨矿、辉锑矿等和绿泥石化、毒砂化、闪锌矿化等蚀变作用。锑矿区的岩脉Sb含量可达地壳平均含量数千倍,如王家冲花岗斑岩含锑904.4×10-6;符竹溪花岗斑岩含锑19.15×10-6。廖家坪矿区花岗斑岩脉(早期)具有较好含矿性,平均含量Au175×10、Sb5.54×10、W46×10,局部含金达6100×10,已达工业矿体品位。而晚期花岗斑岩Au、Sb含量仅接近区域地壳丰度或克拉克值。花岗斑岩脉、石英斑岩脉成矿物质来源尚无定论,一般认为有岩浆带入、从地层中捕获和成矿期渲染等几种看法,从廖家坪早晚两期成矿元素含量截然不同分析,起码排除了花岗斑岩、石英斑岩岩浆直接从地层捕虏成矿元素的可能性,而可能是直接来自地壳深部位的富金锑残余岩浆。
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1.4 金锑地球化学条件
1.4.1 金锑元素地球化学行为
金元素序数为79,电子结构属5f5d6s1型,位于第六周期,与铜组成ⅡB族,具亲铁倾向。金的电离势(9.22电子伏特)、电负性(2.3)和具较高的氧化还原电位(1.42～1.68)决定了金的隋性,在自然界中常以原子状态出现。铜族元素中铜、银表现出明显的亲硫性,易形成硫的化合物。由于金多了一层电子层,倾向亲铁,常与某些金属形成共熔体或互化物,最常见的是银,使自然界中难见纯净金粒。金与氧、氟亲合力弱,难于进入长英质晶格,在铁镁质矿物中金可有较高富集。金为亲铁向心元素,在地壳形成过程中有向地核集中的趋势。据黎彤计算,地壳平均含金4×10-9,而地核可达2600×10-9,各类陨石含金(120～3400)×10-9,与地球平均含金800×10相近。陨铁最高含金11500×10,也说明金的亲铁性。
锑元素序数51,电子结构属5s25p3型,阴离子倾向性大,属亲铜、亲硫的两性元素,既可形成阳离子,也可形成酸根离子。在岩浆活动初期低硫少氧情况下可与某些亲铁元素形成化合
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物,如锑钯矿。锑的溶点,沸点均低,高温时挥发性强,一般在热液活动晚期形成简单的硫化物—辉锑矿。锑在氧化条件下形成氧化物,土壤中Sb与Fe、Mg、Al的水解物和有机质关系密切,含炭的沉积粘土岩中有利于锑元素富集。
1.4.2 雪峰弧形构造带地球化学异常
雪峰弧形构造带是我省重要的金锑矿产地之一,金、锑异常均较发育,二者分布既有相似之处又有不同特点,受地层和构造的联合控制(图1-9)。
(1)水系沉积物金元素异常
主要分布于构造隆起部位板溪群—冷家溪群分布区,震旦系—下古生界异常分布稍弱,相对而言,比锑异常的分布偏于构造带外侧。主要异常集中分布区有:
①沅陵—益阳金异常带
是本区金异常最集中的部位,受雪峰弧形构造带北东段即安化—浏阳东西向构造带控制,异常带走向东西呈微向北突出的弧形,东西走向长约160km,南北宽约50km,大体又可分为南北两个亚带。
南带大至沿湖南省物探队推测的麻阳—益阳大断裂北侧分布,西起沃溪,经冷家溪,三堂街至益阳形成长160km的金异常带,是弧形构造带中最连续的异常群,异常中心浓度可达400×10-9以上。沿该带分布金(锑)矿床、矿点多处。
北带大致西起沅陵县弯山桥,经合心桥、柳林汊至桃江一带,异常带长约120km,呈北东向展布,其西南段弯山桥至柳林汊一带是冷家溪群和板溪群分布区,金异常连续,异常中心浓度达400×10,与该区金矿床分布相吻合。东北段兴隆街—桃源一线异常浓度低,分布零散,异常多分布在中生界及第四系中。
②安化—靖县金异常带
大致沿雪峰山早期华夏系断褶带分布,出露地层主要为前寒武系。异常分布规律除受北东向断褶带和断裂控制外,也受到其他构造体系联合控制。如铲子坪—桐溪一带形成的高值金异常就是在北东向断褶带基础上,受到东西向构造带、北西向构造带、南北向构造带(包括岩浆岩带)互相叠加的结果,并控制了铲子坪、桐溪、大坪等金矿产地。
③其他金异常
在局部构造隆起部位及有岩体或隐伏岩体存在的部位,出现金异常并形成中、小型金矿床,如黄茅园岩体和中华山岩体间有隐伏岩体存在,金异常浓度达2.5×10-9以上,白马山岩体,大神山岩体,沩山岩体外接触带均有较好的金异常。(2)水系沉积物锑元素异常
雪峰弧形构造带中锑元素异常主要集中于北段,即安化、益阳两幅1∶20万图幅内。金锑两元素异常分布有相似之处,又各具特点。在构造带中心线一带金锑异常重叠,但部分锑元素异常分布偏南,散落于构造带南翼的板溪群、震旦系至下古生界中(尤其是寒武系),如羊皮帽—安化—大幅坪一线的锑异常区,异常面积大,浓度高(可达400×10-6);受地层和构造明显控制,并与大中型锑矿床空间位置相吻合。
与金异常与构造隆起关系密切相比较,锑异常分布与北东向断裂带关系更为密切,靖县—安化断裂带和城步—桃江断裂带分别控制着羊皮帽—沃溪锑异常群和锡矿山、廖家坪、大幅坪锑异常群的发育及其展布方向,空间上与省内重要的锑矿床相吻合。锡矿山位于涟源盆地中部,异常面积大,浓度高,中心浓度可达1000×10-6以上,并造就了世界锑都锡矿山超大型锑
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矿床的产出。
图1-19 雪峰弧形构造带水系沉积物金(上)、锑(下)异常示意图
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