安徽省東至縣牛頭高家金礦礦床地質(zhì)特征、成因及找礦潛力分析

錢祥 聶張星 楊金龍 胥飛

摘要：牛頭高家金礦位于安徽省東至縣，是安徽省首次發(fā)現(xiàn)的具一定規(guī)模的紅土型金礦。本文通過對(duì)礦床地質(zhì)特征總結(jié)，并結(jié)合前人研究成果，對(duì)礦床成因和找礦潛力進(jìn)行分析，認(rèn)為該金礦床的形成分為5個(gè)階段，牛頭高家金礦的成因?yàn)橛稍鸬V石或金礦化巖石在特定的氣候、地貌、地形條件下，經(jīng)風(fēng)化殘積形成的紅土型金礦床，其深部原生礦為低溫?zé)嵋盒鸵化B改型金礦。區(qū)內(nèi)及鄰區(qū)具有進(jìn)一步尋找矽卡巖型、中低溫?zé)嵋盒鸵化B改型、風(fēng)化殘積型，斑巖型、類卡林型金多金屬礦的潛力。

關(guān)鍵詞：牛頭高家金礦：紅土型金礦：礦床成因;找礦潛力

1.區(qū)域及礦區(qū)地質(zhì)特征

牛頭高家金礦床位于安徽省東至縣內(nèi)，大地構(gòu)造位置屬江南過渡帶中南部（圖1），西鄰花山銻金礦床（中型），是近年沿高坦斷裂帶附近發(fā)現(xiàn)的一系列金多金屬礦床之一。礦區(qū)有多個(gè)金礦段、礦點(diǎn)，已發(fā)現(xiàn)的礦種以金為主，并見有鎢、鉬、銅、鉛鋅、銻等礦化。以往通過對(duì)牛頭高家礦區(qū)及鄰區(qū)控礦構(gòu)造（聶張星等，2015）、巖漿巖巖石學(xué)（沈歡喜等，2016）、穩(wěn)定同位素地球化學(xué)（石磊等，2016）、區(qū)域金礦類型及找礦方向（聶張星等，2013）、成巖成礦年代學(xué)（聶張星等，2016a，聶張星等，2017）等方面的研究，認(rèn)為本區(qū)及鄰區(qū)成礦地質(zhì)條件有利，成礦受地層層位、地質(zhì)構(gòu)造及燕山期巖漿活動(dòng)多因素控制，具較大金一多金屬找礦潛力。

本區(qū)位于揚(yáng)子陸塊北緣，兩個(gè)造山帶的間夾部位，大體以高坦斷裂為界劃為下?lián)P子前陸帶和江南隆起帶，其中江南隆起帶北部的江南斷裂與高坦斷裂之間，為長(zhǎng)江中下游成礦帶的南外帶，稱為“江南過渡帶”（常印佛等，1991）。江南過渡帶以晚元古代一早古生代沉積為主，前南華紀(jì)沉積一套碎屑巖建造構(gòu)成了隆起帶的褶皺基底;金礦主要賦礦層位為青白口系鄧家組、南華系休寧組和南沱組、震旦系藍(lán)田組、寒武系黃柏嶺組、奧陶系東至組等。本區(qū)褶皺及斷裂構(gòu)造發(fā)育，褶皺構(gòu)造以印支期為主，高坦斷裂北西側(cè)為貴池復(fù)向斜，南東為七都復(fù)背斜，經(jīng)多期次地質(zhì)構(gòu)造運(yùn)動(dòng)，近NW高坦斷裂、NEE向江南斷裂、NNE向東至斷裂和殷匯一葛公斷裂等區(qū)域性、基底斷裂于本區(qū)形成菱形網(wǎng)狀斷裂構(gòu)造格架;燕山期巖漿活動(dòng)強(qiáng)烈，大一中一小型中酸性巖體均有出露，已發(fā)現(xiàn)的礦床（點(diǎn)）主要沿北東向構(gòu)造帶展布，于區(qū)域性斷裂構(gòu)造結(jié)點(diǎn)聚集（圖1）。

1.燕山期侵入巖;2.褶皺;3.區(qū)域性和基底斷裂;4.一般性斷裂;5.礦床（點(diǎn)）、礦化點(diǎn);6牛頭高家礦區(qū)位置。

①貴池復(fù)向斜;②七都復(fù)背斜之三崗尖楊美橋背斜;③高坦斷裂;④東至斷裂;⑤殷匯葛公斷裂;⑥花山一石臺(tái)斷裂;⑦江南斷裂。

區(qū)內(nèi)出露的地層主要為奧陶系紅花園組、東至組、志留系高家邊組、第四系更新統(tǒng)（未分）和全新統(tǒng)（圖2），區(qū)內(nèi)志留系與奧陶系之間為斷層接觸，故缺失多個(gè)層位，如奧陶系寶塔組，湯頭組、五峰組。褶皺及斷裂構(gòu)造發(fā)育，其中斷裂主要包括北北東向、北東向及近東西向斷層，其中近東西向斷層形成早，O/S斷層界面形態(tài)復(fù)雜，斷層局部形成“構(gòu)造窗”和“構(gòu)造巖塊”，為區(qū)內(nèi)重要的控巖控礦構(gòu)造;北東向斷層形成較早，同為區(qū)內(nèi)重要的控巖控礦構(gòu)造;北北東向斷層形成較晚，多為左行走滑斷層，屬東至斷裂次級(jí)構(gòu)造。區(qū)內(nèi)燕山期巖漿活動(dòng)強(qiáng)烈，主要表現(xiàn)為多期次中、淺成巖體侵入，包括各類巖株、巖枝及巖脈，深部可能存在隱伏巖基，巖性包括花崗斑巖、花崗閃長(zhǎng)巖、花崗閃長(zhǎng)斑巖、閃長(zhǎng)玢巖及英安玢巖等。

1.第四系蕪湖組沖積層;2第四系蕪湖組坡沖積層;3第四系更新統(tǒng)殘積層;4.高家邊組上段;5.高家邊組中段;6.高家邊組下段;7.東至組;8.紅花園組;9.花崗閃長(zhǎng)斑巖;10花崗閃長(zhǎng)斑巖脈;11.花崗斑巖脈;12.硅化巖巖塊;13.性質(zhì)不明斷層及編號(hào);14.平移斷層及編號(hào);15.逆沖推覆斷層及編號(hào);16.實(shí)/推測(cè)地質(zhì)界限;17.硅化;18.褐鐵礦化;19大理巖化;20.勘探線及編號(hào);21.礦區(qū)范圍。

2.礦體地質(zhì)特征

牛頭高家金礦礦體賦存標(biāo)高-42.75m～+124.13m，似層狀、透鏡狀分布于淺表殘積層及全、強(qiáng)風(fēng)化層內(nèi)（圖3）。共圈定金礦體4個(gè)，其中氧化礦體3個(gè)，原生礦體1個(gè)。主礦體為NAul號(hào)礦體，主體賦存于淺表殘積層及氧化帶中，屬氧化型金礦體，深部見原生金礦體，礦體呈似層狀，透鏡狀，局部有分枝、復(fù)合的現(xiàn)象，總體走向NW，礦體長(zhǎng)度830m，寬160m—320m，鉛直厚度Im—3 1.23m，金品位一般為0.53g/t～2.93g/t，最高品位3.41g/t，礦體平均品位：Aul.45g/t。

NAull號(hào)礦體（低品位礦）：賦存于氧化帶上部，為氧化礦體，呈透鏡狀，產(chǎn)狀接近水平。由NOO線ZK02鉆孔控制，長(zhǎng)約137.Om，寬約160m，產(chǎn)狀接近水平，賦存標(biāo)高+96.78m—+98.78m，鉛垂厚度2m、真厚度2m，金品位0.58g/t—0.87g/t，礦體平均品位：Au0.73g/t。

NAulll號(hào)礦體（工業(yè)礦）：賦存于強(qiáng)風(fēng)化層底部，為氧化礦體，呈透鏡狀，產(chǎn)狀接近水平。由00線ZK02孔控制，長(zhǎng)約134.Om，寬約160m，產(chǎn)狀接近水平，賦存標(biāo)高+22.76m～+28.76m，鉛垂厚度6m，平均厚度6m，金品位0.57g/t—2.24g/t，礦體平均品位：Aul.37g/t。

1.蕪湖組坡沖積層;2更新統(tǒng)殘積層;3.高家邊組下段;4.紅花園組;5.花崗閃長(zhǎng)斑巖;6.閃長(zhǎng)玢巖;7.硅化破碎帶;8.殘坡積層;9.瘤狀灰?guī)r;10.粘土;11.泥質(zhì)粉砂巖;12.花崗閃長(zhǎng)斑巖;13.硅化巖夾粘土;14.硅化;15.褐鐵礦化;16.性質(zhì)不明斷層;17.實(shí)/推測(cè)地質(zhì)界限硅化;18.氧化界面;19.鉆孔編號(hào);20.氧化金礦體;21.原生金礦體。

NAuIV號(hào)礦體（低品位礦）：賦存于氧化界面以下紅花園組黃鐵礦化大理巖中，為原生礦體，呈透鏡狀，產(chǎn)狀接近水平。由NOO線ZK02孔控制，長(zhǎng)約137.Om，寬約160m，礦體賦存標(biāo)高-5.47m—-3.47m，產(chǎn)狀接近水平，鉛垂厚度2m，平均厚度2m，金品位1.22g/t—1.49g/t，礦體平均品位：Aul.36g/t。

NAul、NAull、NAulll號(hào)礦體頂、底板圍巖主要為粘土夾強(qiáng)風(fēng)化硅化巖（角礫巖），局部為花崗閃長(zhǎng)斑巖巖體、白云石大理巖，礦體與頂板圍巖差異不明顯，為逐漸過渡關(guān)系。其中NAul號(hào)礦體原生礦頂、底板圍巖為硅化角礫巖，蝕變較強(qiáng)，主要為黃鐵礦化，與礦體呈漸變關(guān)系;ZKN0303孔底板為溶洞。NAuIV號(hào)礦體頂、底板圍巖為大理巖化灰?guī)r，以是否含細(xì)脈狀煙灰色黃鐵礦為界，與礦體界線較模糊。

礦石工業(yè)類型主要是氧化型金礦石，礦石自然類型主要為粘土夾強(qiáng)風(fēng)化硅化巖型金礦石、粘土型金礦石、褐鐵礦化硅化巖型金礦石、褐鐵礦化角礫巖型金礦石、褐鐵礦化泥質(zhì)粉砂巖型金礦石，屬“紅土型”金礦床。礦石化學(xué)成分簡(jiǎn)單，主要為金，伴生少量銀。本礦床累計(jì)提交333類金屬量2015.60kg，礦石量1400150.21t，礦床平均品位1.44g/t，礦床規(guī)模為小型。

3.礦床成因

根據(jù)前人研究及礦床地質(zhì)特征分析，牛頭高家金礦床的形成大致可分為五個(gè)階段：

（1）成巖過程金礦源層及硅鈣面形成：礦區(qū)位于江南過渡帶西段，據(jù)前人研究成果，奧陶系中上統(tǒng)泥質(zhì)瘤狀灰?guī)r中金的平均含量為9.2×10-9，其中泥巖夾層金含量高達(dá)幾十×10-9，金以膠體狀質(zhì)點(diǎn)被泥質(zhì)吸附，這些金的初始富集層，為金礦化提供了物質(zhì)基礎(chǔ);同時(shí)，晚奧陶世末、早志留世起，本區(qū)由緩坡、臺(tái)凹相碳酸鹽巖沉積轉(zhuǎn)為滯流盆地相含炭硅質(zhì)泥巖、盆地相細(xì)碎屑巖沉積，并形成有利于成礦的硅鈣面。

（2）逆沖推覆構(gòu)造形成階段金的初始富集：印支期末至燕山早期，在強(qiáng)烈的近南北向擠壓背景下，本區(qū)于奧陶/志留系界面形成逆沖推覆斷層，形成韌性一脆韌性構(gòu)造破碎帶，同時(shí)形成早期硅化、黃鐵礦化、絹云母化等蝕變，伴有早期金礦化，ZK02孔含金蝕變志留系泥質(zhì)粉砂巖構(gòu)造透鏡體內(nèi)的絹云母39Ar/40Ar坪年齡156.9±1.6Ma，等時(shí)線年齡152±28Ma，反映本階段礦化蝕變時(shí)代。

（3）燕山早期巖漿活動(dòng)在本礦區(qū)附近形成矽卡巖型鎢鉬多金屬礦化，外圍見銅金多金屬礦化，礦區(qū)內(nèi)見燕山早期侵入的花崗閃長(zhǎng)斑巖枝、巖脈，ZK02孔蝕變花崗閃長(zhǎng)斑巖鋯石206Pb/208U加權(quán)平均年齡為143.8±3Ma。區(qū)內(nèi)雖未形成多金屬礦床，但可促使金等成礦物質(zhì)進(jìn)一步富集。

（4）其后，本區(qū)由擠壓轉(zhuǎn)為伸展，奧陶/志留系界面間斷裂也由逆沖推覆轉(zhuǎn)為拆離滑覆，形成張性構(gòu)造角礫巖，伴隨區(qū)域上巖漿活動(dòng)持續(xù)，區(qū)內(nèi)形成較大范圍低溫?zé)嵋函B加蝕變，形成絹云母化、黃鐵礦化，伴有晚期細(xì)脈狀硅化、碳酸鹽化、毒砂化，金于構(gòu)造破碎帶內(nèi)最終富集形成原生金礦體，早期侵入的花崗閃長(zhǎng)斑巖巖脈也具不同程度金礦化。上述過程中，F(xiàn)l、F4斷層提供重要熱液活動(dòng)通道和賦礦空間;奧陶/志留系間的硅鈣面有利于水巖反應(yīng)的礦質(zhì)沉淀;石英流體包裹體研究表明成礦期流體包裹體均一溫度變化范圍為130℃—200℃，平均值為164.7℃，具有階段性（一階段約190℃—200℃、二階段150℃～180℃、三階段130 0C—140 0C）和低溫疊加成礦特征;流體鹽度介于0.35wt%—4.03wt%Na-Cleqv，平均值為2.3 lwt%NaCleqv，成礦流體主要來源于變質(zhì)熱液或大氣降水熱液;利用包裹體數(shù)據(jù)處理Flincor程序計(jì)算出各階段流體包裹體捕獲壓力，表明牛頭高家成礦深度變化范圍0.33km～0.60km，平均值0.47km，屬淺成熱液成礦;硫鉛同位素研究表明，成礦物質(zhì)主要來自圍巖，部分來自巖漿熱液，區(qū)內(nèi)巖漿活動(dòng)除了本身攜帶了部分成礦元素外，還對(duì)先期形成的礦源層、含礦巖系、甚至礦床（化）中的成礦元素起著改造與轉(zhuǎn)移的作用;氫氧同位素研究表明，成礦流體均表現(xiàn)出巖漿和天水混合熱液來源特征。

（5）新生代以來，本區(qū)地殼處較穩(wěn)定的上升期，含金構(gòu)造破碎帶及金礦體經(jīng)長(zhǎng)期緩慢剝蝕出露地表，礦化地段呈低緩丘崗和緩坡，為有利于風(fēng)化殼形成和保留的地貌條件，在大氣降水和地球水的長(zhǎng)期作用下，經(jīng)氧化淋濾和次生富集，圍巖形成含原巖碎塊的殘積粘土，其中碳酸鹽巖形成紅土，金礦化硅化構(gòu)造破碎帶中硅質(zhì)進(jìn)一步富集形成硅化殘塊，碎屑巖及花崗閃長(zhǎng)斑巖形成亞砂土、亞粘土，金進(jìn)一步富集形成紅土型金礦。

綜上所述，牛頭高家金礦的成因?yàn)橛稍鸬V石或金礦化巖石在特定的氣候、地貌、地形條件下，經(jīng)風(fēng)化殘積形成的紅土型金礦床。深部原生礦為低溫?zé)嵋盒鸵化B改型金礦。

4.找礦潛力分析

區(qū)域上，本區(qū)屬下?lián)P子成礦省，跨長(zhǎng)江中下游成礦帶沿江成礦亞帶和江南隆起東段成礦帶彭山一九華成礦亞帶，其成巖成礦作用與長(zhǎng)江中下游成礦帶銅陵礦集區(qū)及安慶一貴池礦集區(qū)有一定差異，且各區(qū)略有不同，聶張星等（ 2016a）曾總結(jié)其區(qū)域成礦規(guī)律為多源復(fù)生、內(nèi)生為主，多類型共生、成系列組合，多礦種組成、有規(guī)律配套，多階段成礦、燕山期為主，由凹陷帶向江南古陸成漸次過渡關(guān)系，沿高坦斷裂帶兩（多）階段熱液疊加復(fù)合成礦具一定特色。

區(qū)內(nèi)及鄰區(qū)近年找礦進(jìn)展較大，花山銻金礦規(guī)模達(dá)中型，查冊(cè)橋礦區(qū)發(fā)現(xiàn)有牛頭高家金礦、程檀低溫?zé)嵋盒鸵化B改型金礦及銅、鉛鋅礦，銅鑼尖發(fā)現(xiàn)熱液型金硫礦，顯示本區(qū)及鄰區(qū)具較大找礦潛力，是有望進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)找礦突破的成礦區(qū)，找礦的重點(diǎn)一是已發(fā)現(xiàn)礦體的深部和外圍，二是主要礦床、點(diǎn)間，主攻礦種為金，次為銅鎢多金屬、硫鐵等，主攻礦床類型為矽卡巖型、中低溫?zé)嵋盒汀L(fēng)化殘積型，斑巖型、類卡林型也具一定找礦潛力。

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