鄂東南地區(qū)成礦地質(zhì)特征簡介與認(rèn)識

薛迪康

(湖北省地質(zhì)礦產(chǎn)勘查開發(fā)局，湖北武漢 430022)

0 引言

最近，參與了鄂東南內(nèi)生鐵、銅、硫成礦區(qū)劃工作，接觸到有關(guān)區(qū)域成礦地質(zhì)特征的資料文獻(xiàn)，內(nèi)容多且豐富，在某些問題上深得啟發(fā)。為了便于該隊地質(zhì)綜合研究工作深入開展，實(shí)現(xiàn)以提高地質(zhì)研究程度為基礎(chǔ)，多快好省尋找礦產(chǎn)資源為目的的方針，想就此次涉獵到的資料中認(rèn)為是比較新的，帶實(shí)質(zhì)性的內(nèi)容歸納作一簡介，其中也夾雜著個人的看法和認(rèn)識。由于水平和工作上的局限性，很不全面，甚至有謬誤之處，僅供大家參考。

1 關(guān)于控礦因素

1.1 地層與鐵銅礦化關(guān)系

據(jù)化驗分析和統(tǒng)計資料說明，本區(qū)所有主要礦床的圍巖是質(zhì)地比較純凈的碳酸鹽巖層，相當(dāng)于三疊系大冶群下段的頂部和上段地層，即T1dy4、T1dy5、T1dy6、T1dy7四個巖性段。在遠(yuǎn)離礦區(qū)的地段，這些層位中成礦元素的同生含量低于上下巖層。因此，礦源層的問題并不存在。那么上述層位控礦的原因何在呢?據(jù)各家分析，主要論及三個方面因素:其一，此層位巖石的物理性質(zhì)獨(dú)特，具有易碎、易溶、多空洞和富鈣質(zhì)等特性，因而利于礦質(zhì)交代沉淀;其二，這些層位產(chǎn)出于特定的地質(zhì)環(huán)境，與上下層位的物理性質(zhì)差異較大，有利于被褶皺改造，造成層間虛脫等控巖控礦的構(gòu)造。此層位上層粉砂巖、粘土巖，當(dāng)受熱變質(zhì)角巖化后更加致密，以致可阻擋礦液滲透流失，起到屏蔽作用，有利于交代作用的進(jìn)行;其三，大冶群上段有富含膏鹽礦物，礦化劑成分的蒸發(fā)巖。當(dāng)巖漿侵位同化這些巖石后，巖漿的物理化學(xué)性質(zhì)發(fā)生變化，即增加了堿質(zhì)和揮發(fā)組分，粘度變小，結(jié)晶溫度降低，巖漿期后氣―水溶液數(shù)量增多。這些變化有利于鐵銅組分的分離、運(yùn)移和富集，產(chǎn)生蝕變和礦化。

1.2 侵入巖與鐵銅礦化關(guān)系

本區(qū)巖體的形成，是礦質(zhì)得以集中的主導(dǎo)因素。據(jù)1974年冶金地質(zhì)科技情報報道，對巖石和礦石中的磁鐵礦做CuPbZn光譜分析，與鐵銅礦床、銅礦床有關(guān)的巖體中的磁鐵礦，其CuPbZn達(dá)到中等以上含量，礦石中的磁鐵礦含Cu也高;與鐵礦床有關(guān)的巖體，其磁鐵礦中CuPbZn含量很低，鐵礦石中磁鐵礦含Cu也低。所以認(rèn)為，巖漿活動是礦質(zhì)運(yùn)移聚集的主要媒介。

據(jù)巖石學(xué)及礦床地質(zhì)特征，宜昌地質(zhì)礦產(chǎn)研究所的同志劃出兩個巖漿成礦系列。

第一，以淺成—超淺成相花崗閃長斑巖為主，形成斑巖型—接觸交代型復(fù)合式銅(鉑)礦床。如銅山口、封山洞。單獨(dú)的斑巖銅礦也可能存在。如白云山。

第二，以中―淺成相閃長巖一花崗巖類的一系列過渡性巖石，形成本區(qū)接觸交代型―熱液型等鐵銅成礦系列。例如與本區(qū)六大侵入體有關(guān)的礦床。

目前，對六大巖體與成礦關(guān)系的認(rèn)識主要有:

(1)巖漿―成礦活動具有多期性、脈動性。六大巖體均為多次侵入的復(fù)式巖體(表1)，鐵銅礦化也尾隨每次的侵入活動而形成。例如知名的三大鐵礦分別形成于燕山早期第一次閃長巖侵入(鐵山)，燕山晚期第二次石英閃長巖―二長花崗巖(張福山)和燕山晚期第三次花崗巖侵入(程潮)活動之后。銅硫礦床主要發(fā)育于燕山早期第二、三次侵入活動(鐵山巖體及陽新巖體據(jù)同位素年齡，部分銅礦化可能與晚期侵入活動有關(guān))。

在巖漿多次侵入活動中，從早到晚均表現(xiàn)為從中性向酸性方向演化，晚期以花崗巖結(jié)束。例如:早期三次活動是閃長巖—石英正長閃長巖—花崗閃長(斑)巖。晚期三次活動是閃長巖—石英閃長巖(或二長花崗巖)—花崗巖。

表1 燕山期侵入巖期次與成礦關(guān)系表

表2 幾個巖體巖相分帶表

(2)伴隨形成大中型礦床的巖體，其巖相分帶明顯(表2)。當(dāng)巖體巖相帶不明顯時(殷祖巖體)，相伴的礦化作用也很微弱。

分異較好的中—淺成巖體邊緣相中，常出現(xiàn)輝石，形成基性邊緣，證實(shí)同化混染作用強(qiáng)烈，并伴隨大型鐵礦床的形成(鐵山、金山店);淺―超淺成相巖體邊緣，則只出現(xiàn)酸性邊緣，混染作用微弱，但形成大型銅礦床(如銅錄山、銅山口)。

巖相分帶反應(yīng)了巖漿侵入活動過程中，分異演化程度。巖漿是否分異完全，決定其是否富含礦化劑。而礦化劑可以在其侵位活動過程中從圍巖中獲得。例如大冶群上段中的蒸發(fā)巖，可以提供 Na、K、Mg、Ca、SO4、C、CO3、H2O等組分，從而促進(jìn)巖漿的分異、礦質(zhì)富集和沉淀。

(3)鐵銅礦化與侵入體巖石的堿量變化關(guān)系密切，而與巖石的酸度無關(guān)。本區(qū)與成鐵有關(guān)的巖石由閃長巖到花崗巖，成銅巖體由閃長巖到花崗閃長巖。因此，鐵、銅礦化與巖漿巖的酸度、巖石類型無關(guān)。但與鐵銅礦床有關(guān)的巖體其堿值含量毫無例外地高于中國同類巖漿巖的平均值，其總量的變化、Na2O與K2O增長變化與鐵銅鎢鉬礦化呈現(xiàn)一定的關(guān)系(關(guān)于堿量變化與鐵銅礦化關(guān)系論述較多，此略。)

1.3 構(gòu)造與鐵銅礦化關(guān)系

1975—1977年，宜昌地質(zhì)礦產(chǎn)研究所運(yùn)用地質(zhì)力學(xué)理論和方法，在收集資料及野外調(diào)查基礎(chǔ)上，闡述了本區(qū)成巖成礦的構(gòu)造控制規(guī)律，提出隱伏礦床的找礦方向。這次較系統(tǒng)的區(qū)域構(gòu)造調(diào)查研究工作，取得以下幾點(diǎn)主要成果(詳見《中南地質(zhì)科技情報》1978年第5期):

①本區(qū)成巖成礦受山字型及新華夏系雙重控制，其中新華夏系起主導(dǎo)作用。②新華夏系的發(fā)生、發(fā)展可分為三個階段。早期與山字型、東西向構(gòu)造呈聯(lián)合關(guān)系，控制南部三巖體及以銅為主的礦床;中期是復(fù)合關(guān)系，控制北部三個巖體及以鐵為主的礦床;晚期北北東向斷裂發(fā)育，并與東西向，山字型呈反接復(fù)合關(guān)系，控制小巖體及小型鐵銅礦床。③在分析本區(qū)成巖成礦構(gòu)造特點(diǎn)的基礎(chǔ)上，提出褶皺改造控巖、斷裂改造控礦的論點(diǎn)。④進(jìn)一步總結(jié)了區(qū)域控巖控礦的層位性、分帶性、等距性和等深性規(guī)律，并提出隱伏巖、礦體的預(yù)測方案。

以上成果的取得，為今后進(jìn)一步以地質(zhì)力學(xué)理論和方法詳細(xì)研究本區(qū)構(gòu)造控礦規(guī)律和預(yù)測隱伏礦床打下了基礎(chǔ)。但就區(qū)域構(gòu)造的發(fā)生發(fā)展及控巖控礦的認(rèn)識，尚有爭議之處，其中以北西西向構(gòu)造的歸宿問題看法較多，其次對褶皺改造控巖或是斷裂構(gòu)造控巖的問題，北東向構(gòu)造、東西向構(gòu)造對成礦的控制作用問題，也有不同看法。下面就區(qū)域構(gòu)造格架及控制礦床(體)構(gòu)造提出歸納和認(rèn)識。

1.3.1 區(qū)域構(gòu)造格架及發(fā)展過程

北西西向構(gòu)造是本區(qū)主要的控巖控礦構(gòu)造，其歸宿問題目前至少有四種意見:第一，屬山字型構(gòu)造前孤西翼的組成部分;第二，屬南淮陽斷裂派生的人字型構(gòu)造;第三，屬山字型構(gòu)造前弧西翼改造區(qū)域性東西向構(gòu)造結(jié)果;第四，屬聯(lián)合構(gòu)造(稱北西西向聯(lián)合構(gòu)造)，是區(qū)域性東西向構(gòu)造和山字型前弧西翼兩個不同應(yīng)力場聯(lián)合作用的結(jié)果。

區(qū)域復(fù)式褶皺呈“隔擋式”，為斷塊凹陷區(qū)蓋層之典型褶皺。蓋層構(gòu)造線方向以北西西為主，其次有北北東、北東東、北北西等。據(jù)衛(wèi)片及航磁資料，比較清楚的基底構(gòu)造有北西、北東、東西、北北東四組。北西向南淮陽斷裂帶，是區(qū)域兩個大地構(gòu)造單元的分界線。航磁圖反映，此大斷裂以北磁異常走向北西，斷裂以南變?yōu)闁|西走向。因此，可以推定長江斷裂即為淮陽山字型構(gòu)造前弧西翼南界。此外，次一級的尚有保安—石頭咀—赤馬山北西向斷裂，控制著金山店、陽新巖體(北半的)的展布方向;北東向基底斷裂以金?！虾幼顬轱@要，將本區(qū)分割為兩個自三疊系末以來，具有不同發(fā)展歷史的地區(qū)。其西北部分受此斷裂的影響，中三疊世海退后繼續(xù)下陷，形成內(nèi)陸盆地，接受陸源碎屑和火山巖的堆積，中生代陸相地層發(fā)育較全，伴隨巖漿活動形成以鐵為主的礦床;東南部相對上抬，除黃石市西北側(cè)有上三疊世及侏羅紀(jì)地層分布外，其余地區(qū)缺失上三疊—下白堊紀(jì)地層，此區(qū)巖漿活動形成以銅為主的礦床，東西向構(gòu)造以兩劍湖斷裂帶(即銀山—橫山斷裂)最重要，依此分出南北兩個各具有不同地質(zhì)特征的地區(qū)，其本身控制著部分小巖體和多金屬礦化的展布，北北東向鄂城―大磨山復(fù)合斷裂隆起帶，控制著本區(qū)的重要鐵礦床，其形成時間較晚。晚白堊世后形成的東西向、北西向、北東向斷陷盆地(K2－R)，零星分布其周圍。

當(dāng)東西向構(gòu)造發(fā)展到全盛時期(T2)，區(qū)域邊界條件發(fā)生變化，南部受江南古陸抵擋，加之早期形成的北東、北西向斷裂的影響，山字型扭動構(gòu)造得以繼承性的發(fā)展并逐步加強(qiáng)，東側(cè)弧頂(廣濟(jì)段)南推，西側(cè)相對北移，產(chǎn)生順時針扭動，東部收斂，西部撒開，原東西向構(gòu)造漸轉(zhuǎn)為北西西向，形成華容—溫泉—廣濟(jì)三角形地帶。原壓性(東西向)壓扭性(北東向)受到不同程度的拉張，以西南部為例，控制了早期巖體的侵入及銅、銅鐵礦床的形成。晚期北北東向新華夏系加強(qiáng)，東盤北移:北西西向構(gòu)造受到張性改造，控制晚期巖體及主要鐵礦床的形成。

1.3.2 控制礦床(體)構(gòu)造

區(qū)內(nèi)控制礦床(體)的構(gòu)造，經(jīng)歸納補(bǔ)充，共有八類十八種型式。但尚覺不完全，還有待深入研究總結(jié)?，F(xiàn)列出其種類和代表礦床(體)。

(1)褶曲控礦;包括向斜(銅坑)、背斜(銅山口)、卷曲(鐵山之尖山)。

(2)斷裂控礦:包括六種型式。①東西向縱向斷裂(王豹山);②張性斷裂(大石山);③層間破碎帶或滑動面(龍角山、李家山);④巖體頂部或兩個巖體接觸帶附近的節(jié)理裂隙系(猴頭山);⑤斷裂破碎帶與接觸帶復(fù)合段(張福山、石頭咀);⑥兩組斷裂交叉部位(猴頭山)。

(3)不整合面及其附近控礦。主要是志留系或上泥盆系與石炭二疊系的不整合面及其附近。(如馬家山、西雷二山)。

(4)北北東向橫跨褶曲及其與侵入接觸帶復(fù)合段控礦(如銅錄山、鯉泥湖、石頭咀等)。

(5)復(fù)雜形式接觸帶控礦。①“夾板式”(程潮);②“圈閉式”(程潮);③“半島狀”“島鏈狀”(銅錄山、趙家灣)。

(6)巖體中的大理巖捕虜體，巖體之下潛伏大理巖體控礦。包括:①巖體內(nèi)帶狀起伏之大理巖小褶曲或單斜構(gòu)造，如靈鄉(xiāng)巖體西區(qū)鐵礦床;②大理巖呈“殘留頂蓋”或“懸垂體”(如馮家山、柯家山淺部);③潛伏大理巖呈“古潛山式”(柯家山深部);④巖體內(nèi)不規(guī)則捕虜體(黃土咀)。

(7)爆發(fā)(隱爆)—侵入角礫巖控礦(銅山口六號礦體、封山洞等)。

(8)古巖溶控礦(黃牛山)。

1.3.3 控礦構(gòu)造的垂向變化

(1)礦體有規(guī)律地聚集在一定的標(biāo)高段。據(jù)幾個勘探礦區(qū)剖面統(tǒng)計(圖1)，沿控礦構(gòu)造斜深方向，礦體富集或肥大部分，有規(guī)律地賦存在三個標(biāo)高段，即+100～ －100 m;－200～ －400 m;－400～ －800 m。當(dāng)然，由于勘探深度限制，不會是僅有的3個，－800 m以下可能還會出現(xiàn)新的富集地段。

圖1 鄂東南部分礦區(qū)主要礦體賦存標(biāo)高對比示意圖

第一個標(biāo)高段(+100～－100 m)礦體，只有鐵山、銅山口礦區(qū)保存較好，其他礦區(qū)遭受不同程度侵蝕，有的僅剩下根部(銅錄山Ⅲ1礦體、大廣山Ⅰ號礦體)。這個標(biāo)高段礦體是20世紀(jì)50年代及其以前地質(zhì)找礦工作的研究對象。目前判斷其富集中心在0 m標(biāo)高。

第二個標(biāo)高段(－200～－400 m)，屬隱伏礦體，大部是在60年代與磁法勘探結(jié)合發(fā)現(xiàn)的，其肥大富集處，位于－300 m標(biāo)高上下。

第三個標(biāo)高段(－400～－800 m)礦體是70年代對成礦規(guī)律研究的深入及找礦手段(井中物探及深鉆)的提高發(fā)現(xiàn)的。也是當(dāng)前老礦區(qū)及其周圍尋找隱伏礦體的重點(diǎn)深度，其中心部位大致在－600 m標(biāo)高處。(統(tǒng)計賦存礦體較多的部位)。

上述三個標(biāo)高段的礦體富集厚大中心，多數(shù)是在0 m、－300 m、－600 m標(biāo)高，既顯示礦體群的分段性，又表現(xiàn)出每段富集中心間的等深性。這個賦礦規(guī)律，顯然受控于斷裂復(fù)合接觸帶的性質(zhì)和圍巖地層層位。同時同一巖性的地層圍巖條件下，斷裂—接觸帶沿斜深彎曲波狀延深的幅度是有規(guī)律的，礦液就位交代沉淀形成礦體也將繼承這個特點(diǎn)，并受其控制。

圖2 石頭咀礦區(qū)不同標(biāo)高礦體展布圖

(2)控礦構(gòu)造由地表淺部的復(fù)雜的多方向性向深部漸趨單一。據(jù)統(tǒng)計，大致以－500 m標(biāo)高為界，以上為復(fù)雜的上部構(gòu)造層，以下為簡單的下部構(gòu)造層。上構(gòu)造層中礦體群展布方向多，呈網(wǎng)狀、網(wǎng)格狀，單個礦體最大延深200 m;下構(gòu)造層控礦斷裂方向減少，趨向單一，單個礦體最大延深已有超過400 m者(圖1)。例如石頭咀、程潮礦床不同中段礦體展布方向(圖2、3)清楚反映深部趨于簡單，石頭咀礦床到－450 m以后，礦體呈單一的北西向延伸，程潮礦床到－600 m時，也呈北西向分布。此外，大廣山諸礦體也反映如此規(guī)律，0 mNW、NWW、NNW、SN、EW;－200 mEW、NW，NWW;－420 mNW、NNW。到深部趨于簡單，說明接近基底斷裂，上層(蓋層上部)張性控礦斷裂延深有一定的局限性。

圖3 程潮西區(qū)不同標(biāo)高礦體展布圖

1.3.4 礦床(體)在空間上的分布受構(gòu)造的交叉、重合、轉(zhuǎn)折、截接部位制約

交叉:指兩組構(gòu)造交叉部位。例子很多，重要的有NWW與NNE向，NWW與NE向。

重合:斷裂破碎帶重合侵入接觸帶，不整合面及層面。例如張福山等大中型礦床。

轉(zhuǎn)折:指構(gòu)造線方向(沿走向及傾斜方向)及傾角發(fā)生改變的地段。例如由陡變緩，由緩變陡、追蹤、斜列等，如程潮。

截接:經(jīng)改造形成的橫跨褶曲、層間破碎帶被侵入體截接的部位。礦體受小褶曲、層間控制，如龍角山、銅山口Ⅱ號礦體。

2 關(guān)于礦床成因類型

對本區(qū)鐵銅礦床成因的認(rèn)識，目前雖仍以巖漿熱液說占優(yōu)勢，但也曾有部分學(xué)者提倡過用另一些成因理論解釋本區(qū)礦床。例如60年代中期以側(cè)分泌說、花崗巖化說和同生說;70年代中期以火山說、鹵水說，70年代末以深層重熔說、礦源層活化轉(zhuǎn)移、礦漿說以及復(fù)合成因等假說，討論過本區(qū)鐵銅礦床的形成過程。但除巖漿熱液說外，尚無引用別的觀點(diǎn)對本區(qū)礦床進(jìn)行成因分類。

近十年來，由于大量礦山進(jìn)行開發(fā)，許多礦床地質(zhì)現(xiàn)象能直接為人們所觀察。同時同位素地質(zhì)學(xué)、包體測溫等新技術(shù)方法的應(yīng)用，均為研究成礦地質(zhì)特征和礦床成因提供了大量資料和數(shù)據(jù)。目前各家分析總結(jié)的趨勢，是朝著復(fù)雜成因的觀點(diǎn)發(fā)展，筆者認(rèn)為這種觀點(diǎn)也符合最近勘探工程所揭露的事實(shí)。例如銅山口礦床就是明顯例證，礦床中的六個主要礦體，可劃分四種成因類型(見表3)。基于這個觀點(diǎn)，將本區(qū)內(nèi)生礦床分五個礦種十四個礦物組合，劃分七個成因類型(表3)。七個成因類型中除礦漿貫入型、角礫巖型、后生堆積型外，其余均為大家所熟悉，不加贅述，現(xiàn)只就上述三類礦床特征作一簡介。

2.1 礦漿貫入型

據(jù)1978年武漢地質(zhì)學(xué)院資料，鐵山礦床獅子山、鐵門坎礦體和接觸交代類型不同，礦體大都是陡立的脈狀、柱狀、透鏡狀，產(chǎn)于接觸帶或其附近巖石裂隙中，與圍巖界線清楚截然，礦體邊緣含有尖棱狀圍巖角礫，圍巖沒有交代蝕變現(xiàn)象，礦石中含V、Ti量高。又如大廣山Ⅰ號礦體，在開坑中見其西界清楚(東界復(fù)蓋)，礦體中水平裂隙未穿入圍巖，可能是其自身冷凝收縮產(chǎn)生(圖4)。磁鐵礦中含T1O2，V2O5大于靈鄉(xiāng)獅子山礦體(熱液充填型，見表4)。

靈鄉(xiāng)腦窖礦體邊部見被其捕獲的帶棱角狀之閃長玢巖角礫，界線清楚。

黃牛山鐵礦采坑見大理巖溶蝕面發(fā)育，表面光滑，礦體充填其間，界線截然，采去礦石后大理巖表面(溶蝕面)僅留下黑色印記，無蝕變礦化現(xiàn)象(圖5)。

就上述諸礦體特征，很可能是富鐵礦漿沿構(gòu)造裂隙、接觸帶及其附近碳酸鹽巖的古巖溶構(gòu)造貫入結(jié)晶而成。

2.2 爆發(fā)—侵入角礫巖型

本區(qū)封山洞銅鉬礦床經(jīng)冶金地質(zhì)研究所研究，定為爆發(fā)―侵入角礫巖型。龍角山銅礦大面鎢鉬礦化巖體，也有認(rèn)為是角礫巖筒者。以往認(rèn)為是一次巖漿侵入活動，分異較好，巖相帶明顯的銅山口小巖體，經(jīng)過近期工作，認(rèn)為此巖體是二期四次巖漿活動的結(jié)果。燕山早期有三次活動:第一次為花崗閃長斑巖，石基較粗，深部變?yōu)樗瓢郀罱Y(jié)構(gòu);隨后第二次爆發(fā)侵入，形成隱爆型花崗閃長斑巖角礫巖;第三次是石英二長斑巖侵入。銅礦化和第一、二次活動有關(guān)。晚期是花崗閃長斑巖脈穿插，巖脈本身亦有銅礦化(含量低)，并以含黑云母及褐簾石為其特征。

表3 鄂東南銅鐵礦床(體)成因類型劃分表

圖4 大廣山采坑Ⅰ號礦體示意圖

圖5 黃牛山采坑示意圖

表4 大廣山、獅子山T1O2、V2O5含量表

銅山口含礦角礫巖體(圖6)，賦存于22－23線南－190～－240 m標(biāo)高，角礫巖體呈透鏡狀，內(nèi)中礦體呈似層狀貫穿南北平臥其間。角礫成分復(fù)雜，有大理巖、矽卡巖、含銅磁鐵礦、含銅金云母矽卡巖等角礫(后兩者為原已知礦體中所沒有的)，膠結(jié)物是碳酸鹽等蝕變礦物及硫化物，膠結(jié)緊密，巖石完整，角礫多為渾圓狀、次棱角狀，礦化多為浸染狀、團(tuán)塊狀，其礦石銅品位較其他礦體為高(平均達(dá)1.01%)。據(jù)上述角礫巖成分、產(chǎn)出部位、形態(tài)產(chǎn)狀，將其定為隱爆―侵入型角礫巖。

2.3 后生堆積型

圖6 銅山口隱爆—侵入角礫巖型Ⅵ號礦體圖

圖7 中廣山露采區(qū)平面圖

是在原內(nèi)生鐵礦床的基礎(chǔ)上，經(jīng)外力作用富集堆積而成。有三種形成方式:一是經(jīng)機(jī)械風(fēng)化作用，搬運(yùn)堆積而成。如靈鄉(xiāng)群底部礫巖層中鐵礦礫石，某些地段(如劉文一帶)構(gòu)成可供開采小礦山;二是成礦后的斷層，輾碎礦體，將其推移擠進(jìn)斷裂交叉部位和大理巖溶洞(古巖溶)中，形成以鐵礦石碎塊、紅色粘土為主，另有大理巖、閃長巖碎塊組成的囊狀體。如中廣山(圖7)正由地方進(jìn)行開采;三是原鐵礦體經(jīng)化學(xué)風(fēng)化作用富集，形成赤鐵礦、磁鐵礦組合之富鐵礦石(平爐富礦)。如劉家畈礦床上部礦體(相當(dāng)古風(fēng)化殼型)。

后生堆積型鐵礦床，雖屬“外生”之列，但直接由原生礦體改造而成，關(guān)系密切，對它們的分析認(rèn)識可以提供富鐵礦形成及分布規(guī)律，就近尋找隱伏礦體的線索。

3 關(guān)于成礦物質(zhì)來源

一般認(rèn)為成礦物質(zhì)的來源有兩大類:酸性花崗巖類來自地殼硅鋁層，是深層重熔花崗巖化造成;基性超基性巖來自上地幔。對鄂東南地區(qū)物源認(rèn)識尚不統(tǒng)一，試作簡單介紹。

宜昌所(楊超群)認(rèn)為成礦物質(zhì)來源于上地幔，長江大斷裂可能為本區(qū)的導(dǎo)巖導(dǎo)礦構(gòu)造。據(jù)鐵山、靈鄉(xiāng)和鄂城巖體中的黑云母，以及銅錄山、張福山礦體中的金云母，經(jīng)銣鍶年齡測定和鍶同位素分析結(jié)果，由銣鍶等時線求得的(Sr87/Sr86)初始同位素比值為0.700，說明上述巖體和礦體之間物源是相同的。其初始值比地殼低，而與上地幔上升成的巖石極為接近(玄武巖0.704，安山巖0.703 ～0.706)。

宜昌所張理剛提出分層深熔假說，認(rèn)為存在兩種不同的混合型巖漿，分別析出兩種不同含礦流體。一種是全硫 δ34SεS≈ +12‰形成鐵礦床;另一種全硫δ34SεS≈+5‰左右形成銅鉬礦床。

湖北冶金所蘇欣棟同意張理剛的論點(diǎn)，并進(jìn)一步分析了混合巖漿形成的機(jī)理:上地幔熔融物質(zhì)與沿基底斷裂(長江斷裂)向下俯沖的地殼物質(zhì)(含鐵銅的沉積變質(zhì)巖)重熔相混形成，并沿斷裂上升至蓋層成巖成礦。由于混合的比例不同，控制著不同的內(nèi)生礦化。以地源物質(zhì)為主時，則富堿，δ34S‰較高;以深源上地幔物質(zhì)為主時，堿度較低，δ34S‰也較低。并提出根據(jù)δ34S值富集程度找不同礦床，具體是:δ34S‰值＞+10～＜20‰時找單鐵礦;＞+4～＜+10‰找以鐵為主的鐵銅礦;＞0＜+4‰時找以銅為主的銅鉬礦床;＞－2～＞+4找銅礦床，并注意伴生有鉬、鎢和鉛鋅。

冶金部地質(zhì)所同位素室陳民揚(yáng)(《地質(zhì)與勘探》1979年第6期)統(tǒng)計資料，矽卡巖型銅礦δ34S‰變化范圍(－80～ +7.0)介于斑巖銅礦(－3.8～ +5.7)和火山巖銅礦(－8.1～+15.4)之間，認(rèn)為三者均屬混合巖漿型礦床，其 Sr87/Sr86比值為 0.700 ～ 0.719，O18‰變化范圍是+7～+14。因此，認(rèn)為矽卡巖銅礦的硫源主要來自地殼下部，部分來自地殼巖石圈，而不是來自硫同位素更趨均一的上地幔。

涂光熾所長根據(jù)邯邢式鐵礦床所作大量硫同位素資料(鐵礦石中硫δ34S‰大多落在10～25之間)認(rèn)為，硫的來源很難與中基性巖漿活動相聯(lián)系，很可能與海水中的硫酸鹽有關(guān)。因為和成礦有關(guān)的閃長巖受中奧陶統(tǒng)多層崩塌角礫巖(鹽溶角礫巖)控制，這種角礫巖富含石膏，在鐵礦床形成過程中，提供了部分硫源。

綜合各家意見，礦質(zhì)來源與巖漿有關(guān)，巖漿中成礦物質(zhì)的來源則有多種解釋，但多源性的說法比較合理?；◢弾r化、物質(zhì)活化轉(zhuǎn)移和聚集，并可繼承性地發(fā)展巖相巖石，在巖漿侵入演化過程中，深層重熔、混合巖漿同化交代作用都可以使成礦物從本區(qū)的成礦特征和硫同位素組成證明蒸發(fā)起到重要作用。特別是鐵礦床提供了礦化劑和硫源，使鐵質(zhì)分離、交代充填成礦。銅礦床硫同位素更趨均一化，接近上地幔特點(diǎn)，但δ34S‰變化范圍大于銅鎳硫化礦床，其礦質(zhì)可能主要來自地殼下部，部分來自地幔及巖石圈。

圖8 鄂東南中—淺成閃長巖—花崗巖系列鐵銅成礦模式

4 成礦模式

據(jù)控礦地質(zhì)特征及成礦規(guī)律，從成礦的空間和時間概念出發(fā)，考慮礦質(zhì)來源和成礦作用方式，試仿翟裕生教授格式，作本區(qū)成礦模式圖(圖8)，以求形象地反映本區(qū)礦質(zhì)來源、控礦特征及成礦方式之間的關(guān)系。模式圖橫坐標(biāo)表示時間，縱坐標(biāo)表示成礦深度。

鐵質(zhì)的來源可能有三種:①母體中就近析出(即在邊緣相帶);②深部分離出的礦漿貫入;③礦源層改造。銅、硫來自地殼下部，硫還來自上部的蒸發(fā)相巖石。

若礦質(zhì)來源于母體(巖體)，一般是由于巖體邊緣部分的含鐵礦物經(jīng)鈉交代作用析出鐵質(zhì)，使其沿裂隙活化轉(zhuǎn)移，在有利圍巖、層位交代成礦。這種礦體沿接觸帶呈透鏡狀，邊部界線漸變，礦石中常見交代殘余構(gòu)造，近礦巖體具明顯褪色蝕變帶。

深部巖漿運(yùn)移過程中，可能產(chǎn)生富鐵礦漿，沿斷裂或斷裂接觸帶貫入，由于礦漿具有較高的液壓，經(jīng)常產(chǎn)生透鏡狀礦體。礦漿貫入型富鐵礦體可以產(chǎn)于接觸帶附近的空隙，也可充填碳酸鹽巖—蒸發(fā)巖空洞、古巖溶等。

第三種礦質(zhì)來源，一種是原有的礦源層或礦層與侵入體接觸時，就地改造，經(jīng)變質(zhì)、交代作用產(chǎn)生新的礦石類型;另一種是經(jīng)巖漿強(qiáng)烈同化混染、萃取其中鐵質(zhì)，攜帶運(yùn)移，在演化過程中重新沉淀或成礦。這種沉積改造型礦床，一般出現(xiàn)在礦源層與接觸帶部位，礦體小、變化大，如馬家山。

5 幾點(diǎn)認(rèn)識

(1)本區(qū)的內(nèi)生鐵銅礦床是多成因的，礦質(zhì)是多源的，成礦作用方式也是多樣的。因此，必須繼續(xù)深入研究各個礦床的地質(zhì)特征、找礦標(biāo)志，詳細(xì)劃分其成因類型，開拓新的找礦方向，豐富本區(qū)成礦理論;

(2)成礦模式的研究，將形象地反映本區(qū)的礦床地質(zhì)特征、成礦方式和礦質(zhì)來源。隨著礦床地質(zhì)研究工作的深入，有待進(jìn)一步總結(jié);

(3)目前掌握的成礦分帶性、方向性、等距性，結(jié)合物、化探異常及其他找礦標(biāo)志，是確定戰(zhàn)略遠(yuǎn)景區(qū)的依據(jù);

(4)遠(yuǎn)景區(qū)中構(gòu)造的交叉、重合、轉(zhuǎn)折、截接部位是找礦的重點(diǎn)地段;

(5)礦體群垂向延深尖滅再現(xiàn)或側(cè)現(xiàn)，礦體厚度肥大標(biāo)高段的顯示，可作為重點(diǎn)地段探礦工程的“目的層”——決定鉆孔設(shè)計深度的主要依據(jù);

(6)鉆孔原生暈及井中物探工作的系統(tǒng)開展，物、化探指標(biāo)，各種物理信息的分析、研究，將縮小搜索盲礦體的范圍，為確定評價鉆孔的“靶位”提供重要依據(jù)。