湖北省麻城市雷氏祠金礦區(qū)礦床地質(zhì)特征及找礦前景分析

蔣之飛， 任學(xué)通， 范 瑋， 吳 念， 孟志鵬， 彭 輝， 孫 潔

(1.湖北省地質(zhì)局 第六地質(zhì)大隊，湖北 孝感 432000； 2.吉林板廟子礦業(yè)有限公司，吉林 通化 134300)

湖北省麻城市雷氏祠金礦區(qū)位于大崎山穹窿的北東緣，在前人工作的基礎(chǔ)上，2016—2018年礦區(qū)開展了1∶1萬地質(zhì)測量、1∶1萬土壤測量、1∶2 000巖石激電綜合剖面測量、激電測深、槽探工程和鉆探等主要工作。金礦(化)體呈透鏡狀或脈狀賦存于北西向和北東向斷裂構(gòu)造的膨大部位，礦石類型為石英脈型和蝕變巖型。前人對礦區(qū)金礦研究工作程度偏低，因此，筆者在從事雷氏祠礦區(qū)野外地質(zhì)調(diào)查的基礎(chǔ)上，對礦區(qū)的礦床地質(zhì)特征及找礦前景進行了淺析，為后期進一步勘查工作提供依據(jù)。

1 區(qū)域地質(zhì)背景

湖北省黃岡市大崎山地區(qū)位于北西向桐柏—浠水斷裂與北東向商城—麻城斷裂交匯部位東側(cè)的大別造山帶核部(圖1)[1]。區(qū)內(nèi)出露的地層主要為古元古界大別巖群、武當巖群和紅安巖群中深變質(zhì)巖系，巖性主要為黑云二長片麻巖、黑云角閃斜長片麻巖夾斜長角閃巖、黑云斜長片麻巖、角閃斜長片麻巖夾磁鐵石英巖、變粒巖夾大理巖、絹云母鈉長片巖、絹云母千枚巖等，巖石普遍遭受不同程度的混合巖化；區(qū)內(nèi)斷裂構(gòu)造以北西向為主，并與北東向、北北東向、近東西向、南北向斷裂構(gòu)造相互交切；區(qū)內(nèi)褶皺構(gòu)造發(fā)育，以大崎山穹窿規(guī)模最大，大崎山穹窿由北西向倒轉(zhuǎn)背斜和北東向背斜組成，北西向蘆家河大斷裂縱貫大崎山穹窿[2-3]。區(qū)內(nèi)巖漿活動強烈，主要為新元古代片麻狀英云閃長巖和片麻狀二長花崗巖，燕山期徐天寨巖體、龍井垴巖體、禱雨山巖體，其巖性主要為二長花崗巖和花崗閃長巖，其中禱雨山巖體的鋯石U-Pb定年為(109±0.91) Ma[4]。區(qū)內(nèi)共發(fā)現(xiàn)金礦床、礦點共52處，主要賦存于大崎山穹窿周邊一系列放射性斷裂構(gòu)造內(nèi)，金礦成礦作用與燕山期構(gòu)造—巖漿演化密切相關(guān)[4-5]。

2 礦區(qū)地質(zhì)特征

礦區(qū)內(nèi)出露地層主要為古元古界大別巖群大理巖—變粒巖巖組，巖性為黑云二長變粒巖、黑云斜長變粒巖夾斜長角閃巖，變粒巖、淺粒巖夾大理巖。礦區(qū)內(nèi)斷裂構(gòu)造主要為北西向、北東向，次為近南北向斷裂構(gòu)造(圖2)，其中儲礦構(gòu)造為北西向和北東向斷裂構(gòu)造，以北西向斷裂構(gòu)造規(guī)模最大，多表現(xiàn)為張扭性特征；礦區(qū)的巖漿巖為新元古代片麻狀英云閃長巖、片麻狀黑云二長花崗巖和燕山期中細粒二長花崗巖；巖脈有花崗巖脈、石英脈、基性巖脈等。

圖1 桐柏—大別造山帶構(gòu)造簡圖

圖2 雷氏祠礦區(qū)地質(zhì)礦產(chǎn)簡圖

3 礦床地質(zhì)特征

3.1 礦體特征

礦區(qū)共圈定礦化體2個、礦體2個，礦(化)體呈透鏡狀或脈狀賦存于北西向和北東向斷裂構(gòu)造中；其中Ⅱ號金銀礦化體的控礦構(gòu)造為牌樓灣礦區(qū)北西向姜家咀—八字門金礦帶的延伸部分，礦體工業(yè)類型為石英脈型和構(gòu)造蝕變巖型金礦。

Ⅰ號金礦體：礦體呈透鏡狀賦存于北西向斷裂構(gòu)造蝕變帶中，產(chǎn)狀為25°～30°∠74°～80°，礦體控制長400 m，Au品位21.3×10-6～25.2×10-6，Ag品位50.3×10-6，厚度為0.46～0.86 m。礦石類型為構(gòu)造蝕變巖型。

Ⅱ號金銀礦化體：礦化體呈脈狀賦存于北西向斷裂構(gòu)造中，具舒緩波狀特征，產(chǎn)狀為230°～250°∠65°～70°，礦化體控制長600 m，Au品位1.04×10-6～2.07×10-6，Ag品位53.3×10-6～56.9×10-6，厚度為0.18～0.24 m；礦石類型為石英脈型。

Ⅲ號金銀礦體：礦體呈透鏡狀賦存于北東向斷裂構(gòu)造中，產(chǎn)狀為335°～350°∠66°～80°，礦體走向上呈舒緩波狀特征，傾向上具上小下大的楔狀(圖3)，礦體控制長170 m，Au品位1.11×10-6～5.6×10-6，Ag平均品位96.9×10-6～250×10-6，厚度一般為0.3～2.4 m，平均厚度為1.4 m，礦石類型為石英脈型。

Ⅳ號金礦化體：礦化體呈透鏡狀賦存于北東向斷裂構(gòu)造蝕變帶中，產(chǎn)狀為 320°∠60°，礦化體控制長165 m，Au品位0.72×10-6，厚度為0.54 m。礦石類型為構(gòu)造蝕變巖型。

圖3 Ⅲ號金銀礦體0號勘查線剖面圖

3.2 礦石特征

礦石類型為石英脈型和蝕變巖型礦石(圖4)，礦石礦物主要為黃鐵礦、黃銅礦、方鉛礦、閃鋅礦、自然金以及輝銀礦等，脈石礦物為石英、方解石、絹云母、斜長石等；其中煙灰色網(wǎng)脈狀石英—多金屬硫化物脈發(fā)育處，Ag的品位相對較富；黃鐵礦的自形程度越差、碎裂程度越高對Au的沉淀越有利，金屬硫化物的類型越多，含量越高，Au的品位相對較富。通過前人硐探工程以及本次鉆探工程深部驗證，Ⅲ號金銀礦體中金屬硫化物由淺往深逐漸增多，鉆孔中Au品位為1.2×10-6。

礦石構(gòu)造主要為脈狀構(gòu)造、網(wǎng)脈狀構(gòu)造、浸染狀構(gòu)造以及稀疏浸染狀構(gòu)造，礦石結(jié)構(gòu)主要為粒狀結(jié)構(gòu)、交代結(jié)構(gòu)、填隙結(jié)構(gòu)、定向乳濁狀結(jié)構(gòu)以及脈狀穿插結(jié)構(gòu)等。

3.3 圍巖蝕變

圍巖蝕變主要為鉀化、硅化、絹英巖化、綠泥石化，蝕變強度越強，蝕變疊加類型越多，金礦化越強。圍巖蝕變主要分布于斷裂構(gòu)造內(nèi)以及斷裂構(gòu)造兩側(cè)0.5～1 m范圍內(nèi)，遠離斷裂構(gòu)造蝕變逐漸減弱，斷裂構(gòu)造上盤的蝕變強度強于下盤。其中與金礦化關(guān)系密切的為斷裂構(gòu)造內(nèi)硅化、黃鐵絹英巖化。鉀化邊界為礦體邊界，煙灰色硅化越強，金銀礦化也隨之增強，在斷裂構(gòu)造的膨大部位煙灰色硅化最強處，Ag品位最高。

圖4 雷氏祠礦區(qū)礦石組構(gòu)造特征

3.4 成礦期和成礦階段

礦區(qū)成礦期可分為熱液期和表生期，根據(jù)礦石組構(gòu)、石英脈間穿插關(guān)系以及礦物共生組合，熱液期可分為5個成礦階段：鉀化階段(Ⅰ)，乳白色黃鐵礦—石英脈階段(Ⅱ)，含金石英—黃鐵礦—黃銅礦脈階段(Ⅲ)，含金石英—多金屬硫化物脈階段(Ⅳ)，方解石脈階段(Ⅴ)，其中主成礦階段為Ⅲ階段和Ⅳ階段，表生期主要為黃鐵礦發(fā)生褐鐵礦化，黃銅礦發(fā)生孔雀石化。Ⅲ號金銀礦體中成礦階段最全，由淺往深，由單一的成礦階段往多個成礦階段轉(zhuǎn)變。

3.5 流體包裹體特征

本次研究的樣品來自Ⅱ號金礦化體和Ⅲ號礦體中與成礦關(guān)系密切的石英脈，分別為主成礦階段的含金石英—黃鐵礦—黃銅礦脈階段和含金石英—多金屬硫化物脈階段，首先將上述樣品磨制成雙面拋光的薄片作巖相學(xué)和流體包裹體觀察，然后選擇具有代表性的包裹體進行顯微測溫。顯微測溫工作在中國地質(zhì)大學(xué)(武漢)地質(zhì)過程與礦產(chǎn)資源國家重點實驗室完成，所使用的儀器為光學(xué)顯微鏡(LEICA DM2500P)和地質(zhì)冷熱臺(THMSG600)。

礦區(qū)以原生包裹體為主，也含有少量的次生包裹體和假次生包裹體，按物相類型主要包括純液相、純氣相包裹體(約占72%)，氣液兩相包裹體(約占18%)，含子礦物三相包裹體(約占7%)，含CO2三相包裹體(H2O-NaCl-CO2體系，約占3%)。三相包裹體均表現(xiàn)為無色透明，純液相或純氣相包裹體主要以群狀、線狀出露，形狀有長方形、橢圓形、不規(guī)則形，大小為1～7 μm。

對礦區(qū)內(nèi)的主成礦階段Ⅲ、Ⅳ階段的40個流體包裹體進行了均一溫度和鹽度測試。Ⅲ階段均一溫度139.6～250.1 ℃，峰值150～190 ℃，平均190.4 ℃；鹽度ω(NaCleq)為4%～25%，峰值為13%～19%，平均13.6 %，成礦流體密度為0.97 g/cm3。Ⅳ階段均一溫度169.1～292.4 ℃，峰值171.6～247.4 ℃，平均221.3 ℃；鹽度ω(NaCleq)為9%～21%，峰值為13%～17%，平均14.4%，成礦流體密度為0.94 g/cm3。

根據(jù)流體包裹體的均一溫度和鹽度，使用邵潔蓮等人[6]提出的經(jīng)驗公式：

P1=P0×Th/T0×0.1；P0=219+26.2×S；T0=374+9.2×S

(1)

式中：P1為成礦壓力；P0為初始壓力；Th為均一溫度；T0為初始溫度；S為鹽度。

計算主成礦階段的成礦壓力(P1)，分別將Ⅲ、Ⅳ階段的流體包裹體的平均均一溫度(Th)和平均鹽度(S)代入上式，得出主成礦階段的成礦壓力范圍是21.94～26.06 MPa，成礦深度為2.19～2.61 km，屬于中深成構(gòu)造環(huán)境。成礦流體具有中低溫、低鹽度、低密度的性質(zhì)，成礦作用過程中具有溫度升高、鹽度升高的趨勢。

4 找礦前景分析

據(jù)礦區(qū)西端的1∶1萬土壤地球化學(xué)圖(圖5)顯示，Au元素濃集中心明顯，發(fā)現(xiàn)多處高值點呈串珠狀分布，Au異常多數(shù)呈北西向展布，與斷裂構(gòu)造重疊，進一步反映出Au的活動和高濃度聚集依賴斷裂構(gòu)造，高值點更可能是礦致信息，地表依然可尋找金礦體。

對Ⅱ號金礦化體開展了3條激電測深剖面測量，顯示控礦構(gòu)造往深部延伸穩(wěn)定，較為明顯的視電阻率低阻異常，異常連續(xù)性好，襯度低，為金屬硫化物富集的原因；并且Ⅱ號金礦化體為牌樓灣礦區(qū)姜家咀—八字門金礦帶的延伸部分，該金礦帶往深部延伸穩(wěn)定，建議對金屬硫化物富集引起的激電異常處施工鉆探工程進行深部驗證。

Ⅲ號金銀礦體通過地表槽探工程、地下20 m深的穿脈和沿脈以及鉆孔中的礦化特征進行對比，以膨大部位中的網(wǎng)脈狀石英脈最為發(fā)育，并且在ZK002中發(fā)現(xiàn)礦化信息，網(wǎng)脈狀石英脈的密集程度逐漸增強，金屬硫化物由淺往深部具增多的趨勢，建議對Ⅲ號金銀礦體再次施工鉆孔進行深部驗證，以期發(fā)現(xiàn)更大規(guī)模的金礦體。

綜合巖石地化剖面數(shù)據(jù)(圖5)、Au元素地球化學(xué)特征以及激電測深剖面異常，認為Ⅱ號金礦化體和Ⅲ號金銀礦體深部具備較好的找礦潛力。

圖5 Ⅲ號金銀礦體巖石地化剖面圖

5 結(jié)論

(1) 金礦體呈透鏡狀或脈狀賦存于北西向和北東向斷裂構(gòu)造的膨大部位，礦石類型為石英脈型和蝕變巖型。

(2) 金礦化分布不均勻，金礦化與密集的網(wǎng)脈狀石英細脈密切相關(guān)，蝕變強度與金礦化存在正相關(guān)關(guān)系。

(3) 成礦流體為中低溫、低鹽度、低密度的性質(zhì)；主成礦階段Ⅲ、Ⅳ階段均一溫度區(qū)間139.6～250.1 ℃和169.1～292.4 ℃，鹽度分別為4%～25%和9%～21%，密度為0.94～0.97 g/cm3；成礦壓力約21.94～26.06 MPa，成礦深度約2.19～2.61 km，屬于中深成構(gòu)造環(huán)境。

(4) Ⅱ號金礦化體和Ⅲ號金銀礦體深部具備較好的找礦前景。