湘西地区元古宇含矿建造由前震旦纪基底冷家溪群和板溪群浅变质岩系组成。刘英俊、马东升（1987）将之称为Au-Sb-W（As）组合的含矿建造，并认为冷家溪群为原始含矿（Au）建造，板溪群为衍生含矿（Au）建造。
元古宇含矿建造在湘西分布甚为广泛，它不仅是沿江南地背斜展布的雪峰山W-Sb-Au成矿带的重要赋矿层位，同时也为该区带的成矿提供了丰厚的物源。已有的研究资料显示，从产于江南古陆元古宇造山带内的沃溪成矿带向西至古陆边缘的渣滓溪成矿带依次发育Au、Sb（W）-Sb（W）矿化，存在明显的水平矿化分带（图2）。而导致矿床水平矿化分带的机制目前尚缺乏系统、深入的研究和探讨。
一、元古宇含矿建造中Au的背景含量及其分布特征
冷家溪群为本区的原始含矿（Au）建造。研究表明，本区冷家溪群Au的背景含量为3.7×10-9（刘英俊、马东升，1981、1987、1989、1991）。与上部陆壳均值相比，冷家溪群Au约富集2倍（表2），表明冷家溪群的Au有一定程度的富集。分岩类的统计表明，冷家溪群以泥质板岩含Au最高（3.8×10-9），杂砂岩次之（3.6×10-9），粉砂质板岩最低（3.1×10-9）。但各岩类中Au的含量相差不大，反应在变异系数上，整个冷家溪群仅达47%左右，表明冷家溪群Au的含量及分布离散程度较小。在对数频率直方图中（图3），Au明显地呈双峰态分布。
图2 湘西低温Hg、Sb、Au矿床区域地质略图
1—冷家溪群；2—板溪群；3—震旦系；4—寒武系；5—志留系和泥含盆系；6—侏罗系和白垩系；7—二叠系；8—奥陶系至志留系；9—燕山期花岗岩；10—加里东期花岗岩；11—地层界线；12—不整合线；13—Hg矿床；14—Sb矿床；15—Au-Sb-W矿床；16—Au矿床
表2 湘西元古宇含矿建造中成矿元素的背景值
①沃溪地区据牛贺才，南京大学博士论文，1991；②据S.R.Taylor（1985）。Cv—变异系数。Au、Hg质量分数的数值单位为10-9;Sb、W的为10-6。
板溪群马底驿组的Au，无论平均含量或分布特征在区域上均表现出较大的变化。
沃溪地区马底驿组区域剖面Au平均含量为2.5×10-9，变异系数高达105.7%（见表2）。分岩类的统计表明，紫红色板岩Au的含量为2.9×10-9，灰绿色板岩Au的含量为2.3×10-9。Au的含量在对数频率直方图中（图3）明显地呈双峰态分布。
渣滓溪地区马底驿组区域上Au的平均含量高达9.57×10-9，而变异系数却仅为19.7%。该区马底驿组紫红色板岩Au的平均含量为9.8×10-9，变异系数为24%，灰绿色板岩Au的平均含量为9.16×10-9，变异系数为16.8%，泥质粉砂岩Au的平均含量为9.75×10-9，变异系数为8.5%。与上部陆壳均值相比，本区Au约富集5.1～5.4倍，平均5.3倍。与沃溪地区相比，本区马底驿组Au的含量及分布具有以下特点：①Au的含量明显高于沃溪地区，为沃溪地区马底驿组Au平均含量的3.8倍；②Au的含量及其分布（Cv=19.7%）具有区域上的均匀性和稳定性，而沃溪地区马底驿组的（Cv=105.7%）则表现出高度离散性；③在对数频率分布直方图中（图3）呈正常分布的单峰态，这是有别于沃溪地区马底驿组Au的含量分布的显著特征。与上述分布特征相对照，两区在矿化强度上也表现出较大差异。沃溪成矿带发育极强的Au矿化，而渣滓溪Sb矿带Au矿化则极其微弱，这表明含矿建造中成矿元素的高含量不是评价其对成矿作用贡献的唯一标尺。此外，含矿建造中成矿元素的双（多）峰态、高离散性的分布特征有可能作为矿化的有利标志。
图3 湘西元古宇含矿建造中Au的对数频率分布直方图
a—冷家溪群；b—沃溪马底驿组；c—渣滓溪马底驿组；d—渣滓溪五强溪组上段；e—渣滓溪五强溪组下段；f—新晃五强溪组；g—沃溪五强溪组
板溪群五强溪组Au的平均含量及分布在区域上也表现出一定的变化（见表2）。沃溪地区五强溪组剖面砂岩Au的平均含量为4.9×10-9，变异系数为37%。与上部陆壳均值相比，约富集2.7倍，Au含量的对数频率分布明显呈双峰态（图3）。
渣滓溪地区五强溪组区域剖面第二岩段Au的平均含量为2.79×10-9，变异系数达134.2%，第一岩段Au的平均含量为10.02×10-9，变异系数为72.6%。统计表明，该区五强溪组的Au含量具有砂岩（杂砂岩）＞凝灰质粉砂岩＞泥质粉砂岩的顺序。快速堆积环境下形成的杂砂岩中Au含量的显著偏高可能揭示了五强溪组中的Au部分地呈机械混入物的形式存在，且表现出与下伏地层的继承关系。参于统计的样品中，第一岩性段砂岩比例为58.3%，第二岩性段砂岩比例为22%，结合砂岩中含Au最高的事实，认为上、下岩段Au含量的差异可能主要是岩性不同导致的。在对数频率分布图上（图3），两岩段Au的含量均呈单峰态分布，与同区马底驿组分布形态相同。
新晃地区五强溪组第二岩性段Au的平均含量为1.74×10-9，变异系数达168.8%。泥质粉砂岩Au平均含量为2.44×10-9，凝灰质粉砂岩Au平均含量为0.94×10-9。在对数频率直方图上（图3）呈单峰态分布。与渣滓溪地区相比，该区五强溪组Au含量偏低，但两区Au含量分布特征十分接近。
综上论述，可得出湘西元古宇含矿建造中Au的含量及分布的区域性变化规律如下。①板溪群马底驿组和五强溪组Au的含量在区域上变化较大，以渣滓溪地区马底驿组和五强溪组下段Au含量的最高（图4），新晃地区五强溪组上段Au含量最低。②在变异系数上，沃溪地区的马底驿组（Cv=105.7%）较渣滓溪地区的马底驿组（Cv=19.7%）更为离散；各区五强溪组相比，新晃地区（Cv=168.8%）和渣滓溪地区（Cv=72.6%和134.2%）较沃溪地区（Cv=37.2%）五强溪组的更为离散。③分布形态上，沃溪地区的冷家溪群、板溪群马底驿组和五强溪组均无例外地呈双峰态分布，而渣滓溪及新晃两区板溪群各组段的Au则无一不呈单峰态分布。④与上述分布特征对应的各区矿化强度存在差异，即沃溪成矿带发育强Au矿化，其它两区Au矿化极其微弱，这可能揭示成矿元素的高离散、双（多）峰态分布特征为矿化的有利标志。
图4 湘西元古宇含矿建造中Au含量的区域性变化
1—冷家溪群；2—马底驿组（Ⅰ示下段，I示上段）；3—五强溪组
二、元古宇含矿建造中Sb的背景含量及其分布特征
湘西冷家溪群Sb的平均含量为1.1×10-6，是上部陆壳均值的5倍，变异系数高达115%，反映冷家溪群Sb的含量分布较为离散。统计表明，不同类型岩石中Sb的含量顺序为杂砂岩＞泥质板岩＞粉砂质板岩，与前述冷家溪群不同岩石类型中Au的含量变化状况基本一致（见表2）。在对数频率直方图中，Sb的含量呈双峰态分布（图5），且解析后的低值和高值子体Sb的平均含量均高于上部陆壳平均值，显示冷家溪群Sb的明显富集。
沃溪地区马底驿组Sb的平均含量为1.9×10-6，约为上部陆壳均值的9,5倍，其含量变异系数达96.4%，反映Sb的含量分布较为离散。该区马底驿组紫红色板岩Sb的平均含量为1.67×10-6，灰绿色板岩Sb的平均含量为1.97×10-6。在对数频率分布图中（图5），Sb呈明显的双峰分布。
渣滓溪地区马底驿组Sb平均含量为1.06×10-6，变异系数高达124.6%。泥质粉砂岩Sb的平均含量为2.04×10-6，变异系数为97.5%，灰绿色板岩Sb的平均含量为0.62×10-6，变异系数为41.7%，紫红色板岩Sb的平均含量为0.82×10-6，变异系数为76%。与上部陆壳均值相比，本区马底驿组Sb含量约是其3.1～12倍，平均5.3倍。沃溪地区及渣滓溪地区马底驿组Sb的含量及其分布具有下列异同点。①尽管两区马底驿组Sb的背景含量均较高，但以沃溪地区马底驿组Sb的富集更为显著；与沃溪地区相比，渣滓溪地区的马底驿组Sb含量降低约44%。②两区Sb的含量分布均呈高度离散型，又以渣滓溪地区马底驿组Sb含量的离散度更高（沃溪Cv=96.4%，渣滓溪Cv=124.6%）。③在对数频率分布直方图上，Sb的含量分布均呈双峰态。反映在矿化类型及其强度上，沃溪成矿带和渣滓溪Sb矿带均发育极强的Sb矿化。这进一步表明成矿元素呈高离散、多峰态的分布特征可能为成矿的有用指示信息。
沃溪地区五强溪组砂岩Sb平均含量为1.40×10-6，变异系数为80.4%，约为上部陆壳均值的7倍。在对数频率分布图上（图5）呈现出明显的双峰。
渣滓溪地区五强溪组第一岩性段Sb平均含量为0.93×10-6，变异系数为85%；第二岩性段Sb的平均含量为1.39×10-6，变异系数高达137.7%。本区五强溪组平均Sb的含量为1.22×10-6，变异系数达136%。与上部陆壳均值相比，第一和第二岩性段分别是其4.6倍和6.95倍，全组平均约为6.1倍。分岩类的统计表明，泥质粉砂岩Sb平均含量为1.86×10-6，变异系数为57.5%；凝灰质粉砂岩Sb的平均含量为1.57×10-6，变异系数高达135%；砂岩Sb的平均含量为0.68×10-6，变异系数为71%。在对数频率分布直方图上呈双峰态（图5）。
新晃地区五强溪组第二岩性段Sb平均含量为0.95×10-6，变异系数为65%，约为上部陆壳均值的4.8倍。在对数频率分布图上呈双峰态分布。
图5 湘西元古宇含矿建造中Sb含量的对数频率分布直方图
a—冷家溪群；b—沃溪马底驿组；c—渣滓溪马底驿组；d—沃溪五强溪组；e—渣滓溪五强溪组；f—新晃五强溪组
综上讨论可得出湘西元古宇含矿建造中Sb的含量及分布的区域性变化规律为：①沃溪地区的马底驿组和五强溪组下段普遍具有较渣滓溪地区同层位为高的Sb含量，而两区Sb的高含量均出现在主要赋矿层位内（沃溪为马底驿组，渣滓溪为五强溪组上段）（图6）；②各区元古宇板溪群均表现出较高的离散性，其中又以渣滓溪地区五强溪组第二岩性段、马底驿组以及沃溪地区马底驿组Sb含量的变异系数较大；③元古宇含矿建造的各区各组段Sb的含量均呈双峰态分布。
三、元古宇含矿建造中W的背景含量及其分布特征
元古宇是华南重要的含W建造（刘英俊等，1987）。湘西地区冷家溪群W的平均含量为4.5×10-6，变异系数为17%，显示冷家溪群W的分布相当均匀。与上部陆壳均值相比，冷家溪群的W约富集2.3倍。在对数频率分布图上（图7）呈双峰态分布。
图6 湘西元古宇含矿建造中Sb含量的区域性变化
1—冷家溪群；2—马底驿组；3—五强溪组（I示下段，I示上段）
板溪群马底驿组W的含量及分布在区域上十分稳定。
沃溪地区马底驿组W的平均含量为3.4×10-6，与上部陆壳均值相比约富集1.7倍。W含量的变异系数为45.6%。在对数频率分布图中（图7）呈双峰态分布。
渣滓溪地区马底驿组W的平均含量为3.08×10-6，变异系数仅为10.2%，在对数频率分布图中（图7）呈单峰态分布。沃溪与渣滓溪两区相比，二者W背景含量十分接近，但沃溪地区表现出相对较大的离散性，并与沃溪成矿带发育的强W矿化相协调。
沃溪地区五强溪组砂岩W的平均含量为2.5×10-6，变异系数达59%。
渣滓溪地区五强溪组第一岩性段W平均含量为2.91×10-6，变异系数仅达5.1%；第二岩性段W平均含量为3.35×10-6，变异系数为26.2%。第一和第二岩性段W的含量在对数频率分布图上（图7）具有不同的分布形态。
新晃地区五强溪组W的平均含量为3.06×10-6，变异系数为19.7%，在对数频率分布图上呈单峰态。
元古宇含矿建造W的含量及分布特征在区域上变化不大，表现出W含量在区域上的均匀性。纵向上，以冷家溪群W的背景含量最高，板溪群马底驿组和五强溪组较低并二者W含量十分接近。上述W含量的区域分布特征可能反映了W地球化学性质上的相对惰性，这可能是W与Au、Sb分离的原因之一。
四、元古宇含矿建造中Hg的含量状况
元古宇含矿建造中各区各群、组、段中Hg的含量均较低（见表2），Hg含量的变化范围在26.5～99.94×10-9内，低于或接近上部陆壳平均值。研究表明（马东升，1991、1993）,Hg在湘西元古宇含矿建造中具有垂直方向上深部含量低、浅部含量高，水平方向上东部低、西部高，或在金矿化集中地带内显著增高的趋势，具有向上和向矿区含量增高的明显倾向。
图7 湘西元古宇含矿建造中W的对数频率分布直方图
a—冷家溪群；b—沃溪马底驿组；c—渣滓溪马底驿组；d—渣滓溪五强溪组第一岩性段；e—渣滓溪五强溪组第二岩性段；f—新晃五强溪组
前人（马东升，1991、1993）的研究表明，在湖南境内，当进入上覆的加里东构造层时，地层Hg自下而上升高的趋势明显加强（图8）。他们认为深部的强烈Hg贫化与浅部的强烈汞富集之间应有一定的成因联系，而区域变质热事件和深大断裂的导流作用是各种成矿条件中最值得重视的因素。
图8 湖南元古宇和一些震旦系、寒武系地层及有关金矿围岩的Hg含量垂直变化（据马东升）
a—地层汞平均含量（10-9）：1—湘东北冷家溪群；2—西冲冷家溪群；3—沃溪马底驿组；4—漠滨五强溪组；5—湘中龙山震旦系；6—湘中寒武系。b—相应地层中金矿围岩汞平均含量：1—黄金洞；2—西冲；3—湘西金矿；4—漠滨；5一龙山。括号内为样品数
作者的研究则表明，从元古宇冷家溪群和板溪群至震旦系和古生界下寒武统，Hg的含量依次明显增高，尤以下寒武统Hg含量增高的幅度最大，而至中、上寒武统Hg的含量又急剧降低（详见后续章节）。湘西乃至上扬子地区的下寒武统为一套富含有机质的黑色页岩系，而有机质及粘土类矿物均为Hg沉淀的有利地球化学障——吸附障，这可能是湘西下寒武统黑色页岩系Hg含量明显富集，中、上寒武统碳酸盐岩内Hg显著偏低的原因之一。
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