大青山—柯秀黃畈地區(qū)銅金硫礦體的分布特征及其找礦方向

金尚剛，柯于富，金 華，袁紅偉

(湖北省鄂東南地質(zhì)大隊，湖北大冶 435100)

0 引言

1984年，鄂東南地質(zhì)大隊在完成對雞冠咀銅金礦的詳查工作后發(fā)現(xiàn)，在礦區(qū)周邊尋找類似雞冠咀礦區(qū)銅金硫礦體的地質(zhì)找礦工作成為當時地質(zhì)工作的重點，鄂東南隊先后于1986年進行了蝦子地銅礦普查，1989年進行了柯秀黃畈銅礦普查，在大青山—柯秀黃畈一帶發(fā)現(xiàn)了具有一定規(guī)模的類似銅錄山、雞冠咀礦區(qū)的隱伏大理巖、白云質(zhì)大理巖殘留體，在大理巖殘留體的層間破碎帶和大理巖與閃長巖的接觸帶上發(fā)現(xiàn)有銅金硫礦體，但礦體的規(guī)模不大，礦化較分散。

近年來，筆者主持完成了危機礦山接替資源勘查找礦項目，參與了銅錄山礦田整裝勘查項目的立項申請工作，對大青山—柯秀黃畈地區(qū)以往地質(zhì)工作的成果資料進行了認真的研究，認為以往地質(zhì)找礦工作僅僅評價了大青山隱伏大理巖殘留體與閃長巖接觸帶的含礦性，忽視了對主成礦巖體(石英二長閃長玢巖)與隱伏大理巖殘留體接觸帶含礦性的評價，提出大青山—柯秀黃畈地區(qū)隱伏大理巖殘留體的東部具有尋找接觸交代型銅鐵金礦體的可能，為今后本地區(qū)地質(zhì)勘查工作部署提供了新的工作思路。

1 區(qū)域地質(zhì)背景

大青山—柯秀黃畈地區(qū)位于雞冠咀銅金礦區(qū)南部約700 m，屬銅錄山礦田區(qū)的一部分。銅錄山礦田位于揚子準地臺、下?lián)P子臺坪西部的大冶臺褶帶，所處的Ⅳ級大地構(gòu)造單元為太子廟臺褶束，該單元是以北西向的襄樊—廣濟斷裂、北東向麻城—團風斷裂和近東西向的陽新斷裂所圍限的三角形區(qū)域。

太子廟臺褶斷束內(nèi)出露古生界—新生界的地層，除缺失下泥盆統(tǒng)及下石炭統(tǒng)外，其余地層均有出露。前震旦系為一套中—淺變質(zhì)砂頁巖，構(gòu)成區(qū)內(nèi)基底巖層;震旦系—下三疊統(tǒng)以海相碳酸鹽巖為主，夾碎屑巖，三疊系中上統(tǒng)—白堊系下統(tǒng)以陸相碎屑巖為主，局部夾火山巖。

區(qū)內(nèi)地質(zhì)構(gòu)造復雜，多期次的構(gòu)造疊加改造，形成復雜的構(gòu)造格局。三疊世末，揚子板塊與華北板塊碰撞對接，區(qū)域性的南北向擠壓應(yīng)力場形成了區(qū)內(nèi)印支期北西西—近東西向的褶皺和走向斷裂，主要褶皺具有南北等距分布的特征。晚侏羅世開始，太平洋板塊向歐亞板塊俯沖，近東西向的擠壓應(yīng)力場形成區(qū)內(nèi)北北東向的燕山期褶皺和斷裂，斷裂具有等距性分布的規(guī)律。燕山期形成的北北東向的褶皺和斷裂疊加改造印支期形成的北西西向構(gòu)造是區(qū)內(nèi)地質(zhì)構(gòu)造的基本特征。

巖漿活動頻繁是太子廟臺褶束最突出的特點，區(qū)內(nèi)巖漿巖按時代劃分為三期(燕山早期、燕山晚期、燕山晚期—喜馬拉雅期)?余元昌、李剛等，湖北省大冶縣銅錄山接觸交代銅鐵礦床，1985。。

圖1 鄂東南地區(qū)構(gòu)造—巖漿巖與鐵銅礦產(chǎn)分布略圖

燕山早期第二階段共三次侵入形成了鄂城、鐵山、金山店、靈鄉(xiāng)、陽新雜巖體的絕大部分和殷祖、姜橋等一批中—酸性侵入巖，這些侵入巖受燕山期的北東向構(gòu)造和被改造的北西西向構(gòu)造控制，其巖石類型以閃長巖、二長閃長巖和石英閃長巖為主，巖石具有粒狀結(jié)構(gòu)和斑狀結(jié)構(gòu)，形成于淺—中淺環(huán)境，以淺剝蝕為主。本階段在靈鄉(xiāng)—太和地區(qū)有中酸性火山巖呈裂隙式噴發(fā)。

燕山晚期二次侵入形成了鄂城、金山店雜巖體和銅山口、阮宜灣、封山洞、王豹山、犀牛山等一些淺成—超淺成相小斑巖體，其巖石類型以閃長玢巖、石英二長閃長玢巖、花崗閃長斑巖為主。靈鄉(xiāng)—太和盆地有玄武巖、安山巖和流紋巖中酸性火山巖噴發(fā)。

燕山晚期—喜山期主要在斷陷盆地內(nèi)有堿質(zhì)玄武巖呈裂隙式溢出。

伴隨各期次巖漿活動有重要的成礦作用，多期次成礦作用疊加，可以形成較大規(guī)模的礦床(體)。區(qū)內(nèi)礦產(chǎn)資源十分豐富，已發(fā)現(xiàn)大、中、小型礦床(點)365處，以銅、鐵、金等多金屬礦產(chǎn)為主，主要為接觸交代型、斑巖型和熱液型，與巖漿熱液息息相關(guān)，是長江中下游鐵銅金多金屬成礦帶的重要組成部分。

2 礦區(qū)地質(zhì)特征

大青山—柯秀黃畈銅金硫礦區(qū)位于陽新巖體西北部，礦區(qū)內(nèi)80%以上的地區(qū)為第四系殘坡積層覆蓋，覆蓋層厚度0～20 m。

根據(jù)工程揭露，礦區(qū)內(nèi)的地層主要以中下三疊統(tǒng)嘉陵江組和下三疊統(tǒng)大冶組為主，礦田區(qū)北部和西部為斷陷盆地沉積，第四系覆蓋層之下為侏羅系上統(tǒng)馬架山組和靈鄉(xiāng)組的碎屑巖夾火山碎屑巖。與鐵銅金成礦關(guān)系密切的地層為中下三疊統(tǒng)陵江組的大理巖、白云質(zhì)大理巖和白云巖，這些地層多隱伏于石英二長閃長玢巖內(nèi)，以懸垂體和殘留體的方式出現(xiàn)。據(jù)危機礦山工程揭露，大理巖殘留體的埋藏深度＞1 300 m，與大理巖殘留體有關(guān)的鐵銅金礦體的成礦深度＞1 200 m，顯示出礦田深部有很大的找礦潛力。尋找殘存于石英二長閃長玢巖內(nèi)的大理巖殘留體是區(qū)內(nèi)地質(zhì)找礦的最有效工作途徑。

印支期形成的北西西—近東西向構(gòu)造是銅錄山礦田區(qū)成巖、成礦前的地質(zhì)構(gòu)造，北西西—近東西向褶皺控制了區(qū)內(nèi)大理巖具有北西西—近東西向展布的分布規(guī)律。同時，燕山期近東西向的擠壓應(yīng)力產(chǎn)生北東向的疊加褶皺和斷裂，作為早期褶皺的一部分，區(qū)內(nèi)隱伏大理巖殘留體有北東向帶狀分布的特征，如銅錄山礦區(qū)Ⅰ－Ⅻ號礦體賦存的大理巖呈北東30°方向展布，桃花咀礦區(qū)Ⅰ－Ⅲ號礦體群賦存的大理巖呈北東40°方向延伸。

銅錄山礦田區(qū)內(nèi)的巖漿巖屬陽新復式巖體的一部分，陽新巖體主體為石英閃長巖、閃長巖，而巖體西北端的銅錄山地區(qū)內(nèi)分布有石英二長閃長玢巖、石英閃長巖和閃長巖。近年來危機礦山接替資源勘查項目實施過程中，宜昌地質(zhì)礦產(chǎn)研究所李華芹、陳富文等利用區(qū)內(nèi)石英二長閃長玢巖、閃長巖，采用鋯石U－Pb法測得石英二長閃長玢巖(樣本取自雞冠咀)同位素年齡為146 Ma[1]，閃長巖(樣本取自猴頭山)的同位素年齡為132 Ma，說明區(qū)內(nèi)石英二長閃長玢巖為燕山早期活動的產(chǎn)物，而閃長巖為燕山晚期活動的產(chǎn)物。礦田區(qū)內(nèi)除猴頭山鉬銅礦產(chǎn)于閃長巖與石英二長閃長巖的接觸帶附近外，其它礦床(點)均產(chǎn)于石英二長閃長玢巖與大理巖的接觸帶附近，中國地質(zhì)大學謝桂青和中科院礦產(chǎn)研究所毛景文教授采用輝鉬礦Re－Os法測定礦田區(qū)內(nèi)成礦同位素成礦年齡為137 Ma，說明礦田區(qū)內(nèi)與鐵銅金成礦有關(guān)的時代主要為燕山早期。

3 礦田區(qū)地球物理特征

據(jù)鄂東南地質(zhì)大隊資料，礦田區(qū)內(nèi)巖礦石的物性參數(shù)見表1?魏世昆、胡清樂，鄂東南地區(qū)深部找礦有效方法集成，2011。。

表1 銅錄山礦田巖礦石物性參數(shù)表

區(qū)內(nèi)各類巖礦石的密度變化規(guī)律為:碎屑巖、火山巖→侵入巖→碳酸鹽巖→礦石逐漸增大;碳酸鹽巖→侵入巖、火山巖→礦石的磁性逐漸增大;礦石→碎屑巖→侵入巖、火山巖→碳酸鹽巖電阻率逐漸增大。

同類巖石的密度變化不大，但電、磁性變化顯著;侵入巖隨暗色礦物含量的增加，密度、磁性和電性迅速增大;碳酸鹽巖與中性侵入巖都具有高密度和高電阻率，但磁性差距大;碎屑巖和中酸性侵入巖都為低密度和低電阻率，但磁性有差異;含銅磁鐵礦、磁鐵礦、磁—赤鐵礦和赤鐵礦等礦石都具有高密度、低中電阻率和較高磁性的特征。結(jié)合地質(zhì)背景條件，參考物探磁、重、電成果，可以較好地識別礦田區(qū)內(nèi)覆蓋層下部及有一定埋藏深度部位的成礦有利地質(zhì)體。

銅錄山礦田處北西西向、強度中等、范圍較大的陽新巖體的正磁異常區(qū)向負磁異常區(qū)過渡的磁場背景，同時又受北東向展布的靈鄉(xiāng)巖體的正磁場干擾，磁場背景條件較復雜。

銅錄山礦田區(qū)重力場布格異?？傮w表現(xiàn)為西正東負、北高南低的的重力梯度帶，處東部的北西西向重力梯度帶西部的北東向重力梯度帶的過渡部位。

4 礦田區(qū)內(nèi)磁、重異常的分布特征

4.1 磁異常的分布特征

據(jù)1∶10 000磁測資料，銅錄山礦田區(qū)石英二長閃長玢巖北部接觸帶外側(cè)△T值為－1 000 nT左右的負磁分布區(qū)，南部接觸帶外圍△T值為+1 000 nT左右。巖體內(nèi)部總體表現(xiàn)為相對均勻磁場，△T值一般為+250～+600 nT的平穩(wěn)磁場，當巖體內(nèi)有隱伏大理巖殘留體時，局部△T值出現(xiàn)－50～+300 nT左右的負磁異常，大理巖殘留體內(nèi)有磁性礦體時，△T值出現(xiàn)+500 nT以上的跳躍狀正磁異常。西部閃長巖分布區(qū)，由于巖體的規(guī)模小(多為穿插石英二長閃長玢巖的巖枝)、地表覆蓋層厚，地表多有+200 nT左右的平穩(wěn)正磁異常分布。

總體看，巖體內(nèi)部主要表現(xiàn)為平穩(wěn)中低正磁場分布區(qū)，△T值起伏變化不大，方向性不十分明顯。銅錄山礦區(qū)以東△T值略高于以西覆蓋層較厚的地區(qū)，但當巖體內(nèi)有隱伏大理巖、矽卡巖、磁性礦體時，磁場出現(xiàn)局部畸變，正負磁場出現(xiàn)鋸齒狀跳躍的峰值分布區(qū)。

4.2 重力異常的分布特征

據(jù)1∶10 000重力測量資料(圖2)，礦田區(qū)內(nèi)的重力場總體表現(xiàn)為負重力場，但巖體內(nèi)部的密度體分布極不均勻。銅錄山礦區(qū)以東，布格重力異?！鱣值以0值為主，零星分布有范圍不大的0～30毫伽的正重力異常。銅錄山礦區(qū)以西的地區(qū)，布格重力異?！鱣值變化較大，從+110～－45毫伽變化，出現(xiàn)較明顯的梯度帶。同時，石英二長閃長玢巖內(nèi)分布有較密集的正異常形態(tài)呈橢圓狀、不規(guī)則港灣狀，這些重力異常區(qū)正負伴生，相間排列。

圖2 銅錄山礦田重磁異常與礦體疊合關(guān)系圖

礦田區(qū)內(nèi)重力異常分布一個重要的特點是具有北東向和北西西向的兩個方向的帶狀展布。巖體內(nèi)的正重力異常呈北東30°～40°走向的島鏈狀分布，同時沿北西300°～310°左右方向呈帶狀展布。這些重力異常帶具有等距性排列的特點，北西西方向的帶間距500～600 m，北東方向的帶間距約500 m。

5 磁、重異常的地質(zhì)找礦意義

5.1 磁異常的找礦意義

銅錄山礦田區(qū)內(nèi)的磁場以+400～+700 nT的均勻磁場為主，是均質(zhì)巖體的宏觀磁場反映。西南部蝦子地—柯秀黃畈一帶出現(xiàn)△T為+200 nT的正磁場，深部工程揭露為燕山晚期的閃長巖。銅錄山礦區(qū)Ⅰ－Ⅻ號礦體上部有+700～+2 500 nT的跳躍狀磁異常分布，兩側(cè)有－100～－500 nT的負磁異常相伴出現(xiàn)，是巖體內(nèi)大理巖殘留體與含銅磁鐵礦、矽卡巖的綜合反映。

礦田區(qū)內(nèi)的巖漿巖主要為燕山期侵入的石英二長閃長玢巖，除隱伏大理巖殘留體附近巖體高嶺石化、碳酸鹽化較強，出現(xiàn)明顯的低磁異常外，其它地段基本表現(xiàn)為中高磁場的特征。因此，當巖體內(nèi)局部出現(xiàn)＞600 nT的磁異常分布區(qū)，附近有負磁場出現(xiàn)時，深部可能有隱伏的含礦大理巖殘留體存在。

5.2 重力異常的找礦意義

銅錄山礦田區(qū)內(nèi)，銅鐵金礦體的分布主要與石英二長閃長玢巖內(nèi)的隱伏大理巖殘留體有關(guān)，離開大理巖，基本沒有工業(yè)礦體出現(xiàn)。由于石英二長閃長玢巖與三疊系大理巖有較大的密度差，因此，重力異?？梢暂^好地反映深部大理巖的存在。

銅錄山礦區(qū)Ⅰ－Ⅻ號礦體的上部均有明顯的重力異常分布，礦體的分布范圍與重力異常的分布范圍基本吻合。2006年—2008年開展的銅錄山銅礦區(qū)接替資源勘查項目，在Ⅺ號礦體的東南部G12重力異常分布區(qū)，在－700～－1 100 m標高處仍見有白云質(zhì)大理巖殘留體分布，在大理巖殘留體的接觸帶和大理巖層間破碎帶內(nèi)新發(fā)現(xiàn)了す號新礦體，僅一個礦體新增333銅資源量近15萬t，鐵礦石量近600萬t，這些見礦工程的分布范圍沒有超過Ⅺ號礦體所在的重力異常區(qū)。

銅錄山礦田區(qū)內(nèi)重力異常出現(xiàn)的北東向和北西西向帶狀分布的特征及其重力異常帶的等距性分布規(guī)律具有重要的找礦意義，指示礦田西部有極大的找礦前景。陽新巖體為燕山期侵入的中酸性侵入巖，巖體內(nèi)部的構(gòu)造線本應(yīng)突出顯示燕山期以后的北東向構(gòu)造，與印支期形成的北西西向構(gòu)造關(guān)系不大，但重力測量資料顯示異常具有北東向和北西西向兩組方向呈帶狀分布的特點，說明巖體內(nèi)部可能殘存有印支期褶皺的殘余，具有發(fā)現(xiàn)隱伏大理巖殘留體的極大可能性。

將礦田區(qū)內(nèi)已知的銅錄山銅鐵礦、桃花咀銅鐵礦和雞冠咀銅金礦區(qū)的礦體的投影后發(fā)現(xiàn)(圖2):雞冠咀的Ⅰ號礦體群、桃花咀的Ⅰ、Ⅱ號礦體群和銅錄山的Ⅳ號礦體群處同一條北西西向的重力異常帶上;雞冠咀的Ⅱ、Ⅲ號礦體群、銅錄山的Ⅲ、Ⅴ、Ⅶ號礦體處在同一北西西向的重力異常帶上;銅錄山的Ⅰ、Ⅱ、Ⅺ號礦體與石頭咀的號礦體處同一北西西向的重力異常帶上，這些礦體都處在北西西向和北東向重力異常帶的交匯部位，都是高磁高重物探異常的顯示。

6 銅錄山礦田的找礦方向探討

根據(jù)銅錄山礦田區(qū)內(nèi)重、磁異常的分布規(guī)律，利用已知礦體的分布范圍與重、磁異常的分布范圍對比，我們認為銅錄山礦田區(qū)內(nèi)存在著極大的找礦空間。

礦田區(qū)內(nèi)存在一批有與已知礦體上部類似的重磁異常分布區(qū)，這些異常區(qū)過去很多地方是河湖區(qū)，現(xiàn)在有些已經(jīng)具備地質(zhì)工作條件;有些異常位于過去的小礦山區(qū)，淺部礦體已開采完畢，深部可能有隱伏大礦體;還有一些是過去認為不具有找礦意義的物探異常，應(yīng)結(jié)合近年的工作成果重新認識。

致謝:文章編寫過程中得到胡清樂、魏克濤、徐瑋等同志的幫助，袁紅偉同志承擔了部分圖件的編制工作，在此一并致謝!

[1] 李華芹，陳富文，梅玉萍.鄂東雞冠咀礦區(qū)成礦巖體鋯石SHRIMP U－Pb定年及其意義[J].大地構(gòu)造與成礦學，2009(3):411－417.