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黔东南地区位于雪峰山构造带西南段,是我国湘黔金矿集中区的重要组成部分。其作为贵州省寄予厚望的金矿重点勘查区,虽然成矿地质条件优越,矿点广泛分布,但成矿类型单一,矿化规模较小,地质找矿效果不佳,亟待拓展找矿方向。同时,对这些金矿床的成因类型、成矿时代、成矿流体演化、成矿物质来源等方面的认识也还存有争议。本文在系统调研研究区内金矿化类型的基础上,选取八克金矿床(褶控型)、虎盆金矿床(剪控型)和平秋金矿床(褶控型+剪控型)作为典型矿床,进行了热液绢云母40Ar/39Ar年代学研究以获得精度更高的成矿年龄,开展了流体包裹体测温和激光拉曼测试以探讨成矿物理化学条件及流体成分,联合使用LA-ICPMS、LA-MC-ICPMS等新技术系统研究了黄铁矿微量元素和硫同位素随成矿作用的演化趋势。在深入分析区域金矿成矿背景、成矿作用特征、控矿因素等的基础上,解析了区域金矿化的时间结构,揭示了区域金矿化的空间结构,总结了金矿化的成矿规律。通过对黔东南地区成矿规律的总结和物化探找矿信息的提取,建立了综合预测权重模型并进行了证据权模型运算,根据证据权后验概率的空间分布关系,并结合研究区区域成矿规律,圈定了找矿远景区并进行了远景区分级。本文取得的成果不仅重新厘定了金矿床成因,也为下一步找矿勘探工作提供了理论依据。黔东南地区出露的地层主要为新元古代下江群,是一套以远源浊流沉积为主、富含凝灰质的碎屑岩、泥质岩的复理石建造。区域构造以北东向褶皱、断裂为主,另有少量过渡性剪切带和密集劈理带产出。出露的金矿床(点)主要集中在坑头—辣子坪金矿带、磨山—下达金矿带、南加—口洞金矿带、天华山—罗里金矿带、古邦—水口金矿带等六大金矿带(田)中。根据不同地段矿化所显现的成矿作用、产出特征及控矿构造和矿物组合的差异等,将区内金矿化划分为如下四种型式:褶控石英脉型、剪控石英脉型、构造蚀变岩型和砂金矿。剪切带发育于褶皱近轴部,宏观上表现为劈理密集带和强千枚岩化带,剪切褶皱发育。带中心地层直立,劈理顺层发育,千枚岩化强烈;上下地层产状变缓,劈理切层发育。变形运动方式表现为剪切体制下的固态流变,带内岩石可见剪切拉断,发育似香肠构造、顶厚翼薄褶皱等固态流变特征;镜下则发育以片状矿物强定向排列而成的千糜千枚状构造为特征。部分变形强烈的剪切带内部发育粒状矿物(石英)的拉断拔丝、眼球及鱼状构造、绿泥石的旋转、膝折和多米诺效应、黄铁矿压力影、S-C组构等流变现象。金矿化严格受构造控制。背斜翼部发育薄层顺层石英脉,厚度从几厘米到几十厘米不等,轴部发育鞍状脉,厚度最高可达5m;剪切带中既有沿剪裂隙充填的石英脉,也有沿张裂隙充填的石英脉。平秋、八克以及虎盆金矿床的成矿过程大致都经历了绢云母-黄铁矿-毒砂-石英阶段、自然金-黄铁矿-石英阶段、自然金-多金属硫化物-石英阶段及黄铁矿-碳酸盐-石英阶段,但金沉淀主要发生在前面三个阶段。毒砂和黄铁矿是各矿床中最常见的金属矿物也是最重要的载金矿物,与其共生的矿物主要有方铅矿、闪锌矿,少量自然金、黄铜矿、磁黄铁矿、黝铜矿、赤铁矿、菱铁矿、脆硫锑铅矿,以及石英、绢云母、方解石和铁白云石。围岩蚀变较弱,常见的蚀变类型有硅化、绢云母化、毒砂化、黄铁矿化、碳酸盐化、绿泥石化及其组合等。金多以自然金的形式呈孤立状、微脉状分布于黄铁矿、石英、方铅矿、闪锌矿等的微裂隙中或包裹于黄铁矿、石英中。含金石英脉内可见三类流体包裹体:纯CO2包裹体、CO2–H2O型包裹体、水溶液包裹体。平秋金矿床流体包裹体均一温度介于171–396°C之间,盐度变化于0.2–9.86 wt%NaCl equiv之间,其中褶控型矿化和剪控型矿化在完全均一温度和盐度上重叠较多,两者应为同一种流体所形成。激光拉曼和群体包裹体成分分析表明,包裹体气相组分主要为H2O、CO2,此外还有少量N2、CH4、C4H6、SO2及H2S。八克金矿床流体包裹体均一温度介于143–391°C,盐度介于0.88–15.37 wt%NaCl equiv之间。虎盆金矿床流体包裹体均一温度介于164–336°C之间,盐度变化于2.07–10.86 wt%NaCl equiv之间。因此区域金矿化的成矿流体为中低温、中低盐度的CO2-H2O-NaCl体系。对平秋、金井、虎盆三个矿床内主成矿阶段石英的H-O同位素组成研究表明,成矿流体δD值为-59.0–-46.9‰,δ18OH2O值为-3.52–+9‰,与大部分造山型金矿床的值一致,大部分点落于变质水与岩浆水的重叠部分,部分分析点向大气降水线漂移。平秋金矿床成岩期草莓状黄铁矿富含Ti、V、Mn、Ni、Cu、As、Se、Ag、Sn、W、Pb、Bi等元素,而变质期黄铁矿除As、W含量升高外,其余元素全亏损。在成矿早阶段的黄铁矿中Au和As的含量显著增大,分别为0.31–74.5 ppm、4410–26200 ppm,且Au与As呈显著的正相关关系。成矿晚阶段的黄铁矿Sb元素含量显著增大,Co/Ni比值也高于其他期次的黄铁矿。黄铁矿硫同位素组成与其微量元素的变化趋势一致,成岩期及变质期黄铁矿的δ34S值相似,介于+12.41–+16.99‰之间,而成矿早阶段黄铁矿的δ34S值集中在0附近,晚阶段Sb含量异常的黄铁矿的δ34S值变化于+7.56–+22.98‰之间。八克金矿床草莓状黄铁矿同样表现出几乎所有元素含量均高于其他类型黄铁矿的特征,但成矿期黄铁矿中Au、As等元素的含量却明显低于平秋金矿床。与之对应的是成岩期草莓状黄铁矿的δ34S值与平秋金矿一致,且分布更集中(+9.27–+12.44‰),但八克矿床中热液黄铁矿的δ34S值变化范围大(+6.81–+17.42‰),规律性不明显。40Ar/39Ar激光阶段加热技术应用于平秋金矿床与成矿密切相关的热液蚀变绢云母获得了精度和可信度更高的成矿年龄,分析结果为425.7±1.7 Ma(MSWD=2.48)、425.2±1.3Ma(MSWD=1.20)。结合黔东南地区金成矿的整体性与统一性,以及近年来获得的其他构造热事件年龄,本文认为区内金矿床主要形成于加里东运动晚期,晚于峰期变质作用阶段。矿化的形成按其在时间上的有序性分为褶皱成矿期、剪切带成矿期和表生富集期。早古生代的加里东运动初期,黔东南地区中—新元古代地层在南东—北西向区域构造应力的作用下发生褶皱变形,形成区域性北东向褶皱及伴生的次级褶皱构造。强烈的挤压造山作用使地壳增厚、地温梯度增加,促进深部的中元古代地层(四堡群、冷家西群)发生变质脱流体活动,金和流体的释放发生在源区岩石由绿片岩相向角闪岩相转变的过程中,释放的变质流体为中低温、中低盐度的CO2-H2O-H2S体系,Au在成矿流体中主要以Au(HS)2-的形式迁移;随着矿物颗粒间隙中流体的不断增加,流体压力逐渐增大。当流体压力大于静水压力时,含金流体会进入裂隙内迁移汇聚,并在褶皱层间滑脱带内发生沉淀。断层阀机制下多次“破裂-愈合-滑动”可以使得Au不断的循环富集,从而形成褶控型含金石英脉。随着地层不断被压缩,赋存于褶皱层间滑脱带的先成矿体逐渐发育为顶厚翼薄型矿体,局部表现为鞍状矿体,矿化强度也相应增强,在轴部出现多金属硫化物组合。加里东构造运动晚期,随着水平构造应力衰减以及地层褶皱后的应力调整,黔东南地区总体构造体制转换,在褶皱近轴部形成以剪切作用为主导变形机制的过渡性剪切带和劈理密集带,以及受剪切带控制的石英脉型矿化。剪控型石英脉规模小、硫化物含量更少、矿化强度低,成矿流体混入了大气降水,另一个显著特点是所形成的黄铁矿中Sb含量升高了两个数量级。表生氧化期的氧化淋滤叠加改造成矿作用使金矿化在局部进一步次生富集,但在很大程度上仍然受先期矿化的制约。本文从矿化体的产出样式、矿化的丛聚性、方向性及顺层性、分带性等方面较为深入研究了矿化的空间结构特征及矿化局部富集规律。矿化的产出样式明显受成矿作用及控矿构造所控制,北东向褶皱控制了矿带的展布,层间滑脱带控制了褶控型石英脉的产出,近褶皱轴部的剪切带则控制了剪控型矿化。凝灰质含量高的层位,特别是凝灰岩与砂岩、板岩接触界面易于发育石英脉。褶控型石英脉呈似等距状分布,间距为50–60 m;背斜轴部膨大部位及两条次级背斜的过渡转换部位是矿化叠加部位及富矿体的产出部位。剪切带与褶皱交汇部位明金更发育,自然金分布于碎裂化黄铁矿、毒砂的裂隙中。通过对黔东南地区成矿规律的总结和物化探找矿信息的提取,本文选择以地层、研究区1:20万重力异常、1:100万航磁异常及重磁资料推断的深大断裂、1:20万水系沉积物化探、重砂异常等资料作为证据图层,在Morpas平台上建立了综合预测权重模型并进行了证据权模型运算。根据黔东南地区证据权后验概率的空间分布关系,并结合研究区区域成矿规律,共圈出10个有利找矿远景区,包括A级远景区2个,B级远景区4个,C级远景区4个。本文采用多种方法评价了剪切带的含金性,结果表明剪控型石英脉具有一定的找矿前景。火法试金分析显示,剪控型石英脉的金品位在0.13–9.02 g/t之间,一半的样品金品位大于1 g/t。而对刻槽法获得的平秋剪切带地表出露部分样品采用原子吸收光谱法测得的金品位极低,除一个样品达5.9 g/t(石英脉与围岩接触部位)外,其余样品金含量介于3.2–128.4 ppb之间,远低于工业品位。由此可见,火法试金分析可以获得较为准确、客观的矿石品位,剪切带型石英脉的含金性好于预期,具有一定的找矿前景。