湘中包金山金矿床地质特征及找矿预测

包金山金矿位于湘中成矿区的北东部,为湘中地区典型金矿床。地层主要为新元古界板溪群马底驿组,主构造为向北倾的单斜构造,其中近东西向断裂控制了矿床的空间定位,层间破碎带和北西向断层则作为重要的赋矿构造。结合土壤地球化学特征,总结包金山矿床地质特征,圈定包金山矿区3个找矿前景区。     

湘中地区南华系沉积序列、物源特征及区域对比

新元古代晚期湘中地区为扬子地台向盆地过渡的区域,是进行南华系地层对比的重要研究区.通过对宁乡菜花田及桃源马金洞剖面的测制并结合区域地质资料,厘定研究区南华系地层沉积序列为长安组、富禄组（局部地区顶部为古城组）、大塘坡组、南沱组（洪江组）,宁乡菜花田剖面为长安组出现的北界.在宁乡菜花田剖面长安组底部取得的碎屑锆石最年轻一组锆石谐和年龄为752.5±4.2 Ma（n=3,MSWD=2.4）,可限定长安组沉积下限不早于760 Ma,碎屑锆石年龄谱显示长安组物源来自扬子地台.对比沉积特征并结合已发表的研究成果,认为长安组为明确的冰期地层,沉积下限可对应Sturtian冰期,区域上古城组冰期沉积可作为富禄组顶部,与下伏长安组一起构成一个冰期→间冰期→冰期的沉积体系,共同组成Sturtian冰期在区域上的沉积记录.由于冰期的阶段性和区域性,沉积显示在各地有所不同;大塘坡组是温暖气候下的间冰期沉积,南沱组/洪江组代表了一次分布范围很广的冰期,对应Marinoan冰期.虽然由于缺少同位素年龄的卡定,大塘坡组之下的地层精细对比还有待新的研究材料支撑,但Sturtian冰期在华南的多次沉积响应对认识当时古气候及早期生命演变历史仍有重要意义.      

湖南杏枫山钨矿床热液榍石的地球化学特征、U-Pb定年及其地质意义

杏枫山钨矿床是湘中地区近年新发现的、产出于浅变质岩系中的矽卡岩型钨矿。本文通过电子探针与LA-ICP-MS等技术手段,对杏枫山矿区矽卡岩中的热液榍石进行了主、微量元素组成以及U-Pb年代学研究。研究表明,榍石具有以下特征：(1)较低的∑REE、TiO₂含量,极低的Th/U,以及较高的Al₂O₃和F含量,这些均为典型热液榍石的地球化学特征;(2)富W而亏损Mo,表明其形成的热液流体具有富W贫Mo的特征;(3)稀土配分模式为左倾的、轻稀土显著亏损的重稀土富集型,正Ce、Eu异常表明其形成环境较为还原。此外,榍石原位U-Pb定年结果显示该矿形成于215.2±2.7Ma,与邻近白马山钛铁矿花岗岩形成的时间一致,基于地质及年代学证据,我们认为该矿的形成与白马山印支期的岩浆热液活动有关。结合前人的研究结果,我们发现湘中地区钨成矿与印支期还原性花岗质岩浆岩密切相关,为湘中印支晚期区域性成矿作用的产物。

     

湘中锡矿山式锑矿成矿地质条件分析

湘中锡矿山式锑矿形成于晚白垩-古新世,空间上与岩脉关系密切,各锑矿床、矿化点都伴有或附近发育有煌斑岩及中-酸性岩脉群,在锑矿成矿同期地质事件中,还有周缘一些中-新生代红色盆地的形成及基性火山岩喷发,据之,提出湘中锡矿山式锑矿成矿与燕山晚期拉张构造-岩浆活化作用有关.锑矿床(点)基本上都产出于两组或两组以上断裂的交汇点附近,3组断裂的交汇部位对应于最主要的锑矿床(点).矿体具体受断裂交汇部位附近的次级短轴背斜轴部、倾伏背斜的倾伏端及其翼部被纵向陡倾角断裂构造所切穿的部位控制,是断裂导矿与背斜构造圈闭的体现.岩性组合控矿表现为易于硅化蚀变交代的砂质碳酸盐岩与隔挡层泥质岩所构成的岩性圈闭.根据包裹体均-温度和盐度测定成果,推算成矿压力为(200～300)×105Pa,成矿深度约为1 km.     

流体包裹体和C-H-O同位素对湘中古台山金矿床成因制约

古台山金矿是湘中盆地最典型的高品位石英脉型金矿床,主要赋存于新元古界和震旦系板岩-千枚岩中。为了探明古台山金矿的成矿物质和成矿流体来源,本次工作对其开展了详细的野外地质考察,对不同阶段石英进行了系统的包裹体岩相学观察、显微测温、激光拉曼探针及H-O同位素分析,对与金矿化密切相关的铁白云石进行了C-O同位素分析。包裹体岩相学及测温结果显示,不同阶段石英主要发育CO_2三相和水溶液两相包裹体,金沉淀阶段CO_2三相包裹体丰度最高,包裹体均一温度集中在180~320℃之间,盐度集中在0~13%NaCleqv之间。激光拉曼显示不同阶段石英包裹体成分主要为H_2O、CO12及少量的CH_4和N_2。不同阶段石英的δ~(18)O_(V-SMOW)变化范围为15.6‰~17.9‰,对应的δ8OH_2O变化范围为4.5‰~8.3‰,δD_(V-SMOW)变化范围-78‰~-49‰,显示成矿过程中有岩浆水参与。铁白云石的δ~(13)C_(PDB)集中在-10.3‰~-8.6‰,δ~(18)O_(V-SMOW)分布在13.9‰~15.7‰之间,暗示成矿流体中的碳主要来自深部岩浆。流体不混溶、CH_4气体存在、围岩及脉体发生硫化-碳酸盐化等因素是导致古台山矿床Au沉淀富集的重要机制。综合上述分析,推测古台山金矿可能是一个非典型的造山型金矿床。     

湘中地区“湘潭式”锰矿成矿地质条件分析

湘中地区为我国主要的锰矿矿集区之一,赋存于南华系大塘坡组第一段的“湘潭式”锰矿为区内最主要的锰矿成因类型。在总结湘中地区“湘潭式”锰矿床地质特征的基础上,对锰矿床成矿地质条件和锰矿物质来源进行了分析,认为其形成和分布主要受地层岩性（南华系大塘坡组第一段）、构造（同沉积断裂与武陵—雪峰褶皱基底浅层平移断裂）、岩相古地理环境（封闭—半封闭浅水槽盆亚相）等控制,具“二带（行）四群（列）”分布特征,“湘潭式”锰矿的成矿物质主要来源于海底深大断裂混合气液热流的渗流喷溢活动。     

湘中地区中生代地温场及锑矿分布

汞、锑、砷矿床被称为远成低温矿床，与岩体无明显的时空关系。本文以湘中盆地为例，以煤变质程度和生油岩有机质成熟度研究中生代古地温场和古地温异常特征，并讨论锑矿空间分布关系，认为锑矿床（点）主要分布在高温的隆起区及其边缘。     

湘中石炭系测水组煤系特征及煤炭资源预测

湘中石炭系测水组是华南早石炭世最有价值的煤系之一。通过对测水组煤系等沉积特征的综合分析,研究了本区控煤因素和聚煤规律;结合矿山开发现状,着重对金竹山、渣渡等老矿区进行煤炭资源预测。研究结果表明:湘中次级构造单元的隆起和坳陷直接控制了煤系发育和含煤性,富煤区往往位于向斜仰起端和平缓翼部位;古陆前缘坳陷中泻湖及潮坪环境是煤层发育的有利场所;含煤性与煤系厚度一般呈正相关关系,含煤性好的地区砂泥岩比值一般为0.5~1;预测金竹山矿区深部和渣渡矿区南段利民矿深部及两翼煤炭资源储量共372.98 Mt。总之,老矿区中深部及外围煤炭资源前景乐观,可以作为重点勘查靶区。     

稳定碳同位素在湘中千佛洞上覆土壤-滴水-现代沉积物的迁移特征研究

通过对2021年1月~2022年10月期间,湘中千佛洞洞外大气-上覆土壤气-洞穴空气二氧化碳含量（pCO₂）及其碳同位素（δ¹³C_CO2）、8个洞穴水体（4个滴水、3个地下河水、1个池水）溶解无机碳同位素（δ¹³C_DIC）以及洞穴现代沉积物碳同位素（δ¹³C）的连续监测,初步获得了监测时段内千佛洞岩溶系统中δ¹³C在垂直方向上运移的变化特征,并得到以下3点主要认识：1）千佛洞上覆土壤气、洞穴空气pCO₂及δ¹³C_CO2表现出相似的季节变化特征,夏季pCO₂偏高,δ¹³C_CO2偏轻,冬季则相反。降水量和温度是土壤pCO₂及δ¹³C_CO2变化的主要影响因素;2）千佛洞洞穴水体δ¹³C_DIC值呈现显著的季节变化规律,夏季偏轻,冬季偏重,表明土壤pCO₂及δ¹³C_CO2对其影响较大,说明该洞洞穴水体δ¹³C_DIC可以较好地响应外界环境变化。此外,4个滴水点δ¹³C_DIC值在变幅和绝对值之间存在一定差异,这可能是受到不同滴水点的运移路径和滴水速率等因素的影响;3）千佛洞现代沉积物δ¹³C也表现出明显的季节变化特征,说明该洞现代沉积物δ¹³C可以较好地继承滴水中的δ¹³C_DIC信号。千佛洞的初步观测结果为利用该洞穴或者临近区域洞穴沉积物开展古气候重建提供了借鉴和参照。

     

湘中锑(金)矿床成矿物质来源——Ⅰ.微量元素及其实验地球化学证据

为了查明湘中盆地中-低温梯（金）矿床的成矿物质来源，文章应用高分辨率ICP-MS、ICP-AES等方法对岩石与矿石进行了系统测定，并结合作者以往分析数据和实验地球化学结果，对该区盆地及周边基底地层与矿床中的微量元素分布特征及其水/岩反应效应进行了综合分析和系统研究。结果表明：Sb、Au等成矿元素在元古界基底碎屑岩中具有高的背景含量，在近似成矿条件下的水/岩反应实验中，成矿元素的淋出率达20%～90%，元古界基底碎屑岩中的金（锑、钨）矿床的周围蚀变围岩中出现明显的金负异常区。而盆地内泥盆系统地层中的高锑含量仅局限于锑矿床（化）及其蚀变围岩中；湘中锑（金）矿床中的矿石与基底碎屑岩具有相似的稀土元素球粒陨石标准化配分曲线特征，以上微量元素地球化学特征充分证明该区锑（金）矿床锑、金等成矿物质主要来源于元古界底碎屑岩。