鄂南泉塘王金礦地質(zhì)特征及找礦方向探討

佘建超，董 超，霍東嬋，夏國(guó)平，王 橋

(湖北省地質(zhì)局 第四地質(zhì)大隊(duì)，湖北 咸寧 437100)

鄂南大幕山地區(qū)位于崇陽(yáng)—通山銻汞金多金屬成礦帶，以產(chǎn)出銻礦床(點(diǎn))為特征[1]。以往找礦勘查和專(zhuān)題研究工作重點(diǎn)圍繞大幕山地區(qū)的銻礦展開(kāi)，而對(duì)該區(qū)的金礦關(guān)注較少。2016年，通過(guò)實(shí)施湖北金?！艑m地區(qū)礦產(chǎn)地質(zhì)調(diào)查項(xiàng)目，在大幕山背斜東轉(zhuǎn)折端圈出4處Au綜合異常[2]。2018年，湖北省地質(zhì)局第四地質(zhì)大隊(duì)對(duì)位于泉塘王一帶的1處Au綜合異常進(jìn)行勘查，圈出了風(fēng)化殼型和地下(鹵)水溶濾型兩種新類(lèi)型的金礦體[3]，使該區(qū)金礦找礦工作逐漸受到重視。為更好地指導(dǎo)該區(qū)金礦找礦工作，本文對(duì)泉塘王金礦的第一手資料進(jìn)行分析，總結(jié)礦床地質(zhì)特征，初步探討礦床成因和下步找礦方向，以期促進(jìn)大幕山地區(qū)實(shí)現(xiàn)金礦找礦突破。

1 區(qū)域地質(zhì)背景

研究區(qū)位于幕阜山被動(dòng)邊緣褶沖帶，大幕山背斜的北翼(圖1)。區(qū)域出露的最老地層為冷家系群，向上依次出露南華系—三疊系地層。區(qū)內(nèi)構(gòu)造主要為褶皺和斷裂。褶皺由基底褶皺和蓋層褶皺組成，基底褶皺為曾家背斜，呈NW向展布；蓋層褶皺主要由高橋向斜、大幕山背斜、黃石洞向斜組成，均呈近EW向展布，其中大幕山背斜是區(qū)內(nèi)銻礦床(點(diǎn))的控礦構(gòu)造之一，其核部地層為冷家溪群，兩翼地層由南華系—志留系組成。區(qū)內(nèi)斷裂十分發(fā)育，主要有NE向、NW向和近EW向三組，規(guī)模自幾千米至數(shù)十千米不等，規(guī)模較大的斷裂常常派生出次級(jí)斷裂，不同期次的斷裂多相互切割。

區(qū)內(nèi)金屬礦產(chǎn)以銻礦為主，大量銻礦床(點(diǎn))分布于近EW向?qū)涌財(cái)嗔雅cNNE向斷裂復(fù)合部位(圖1)。

圖1 大幕山地區(qū)地質(zhì)礦產(chǎn)簡(jiǎn)圖

2 礦床地質(zhì)特征

2.1 礦區(qū)地質(zhì)特征

圖2 泉塘王金礦區(qū)地質(zhì)簡(jiǎn)圖

婁山關(guān)組上段以厚層狀白云巖、硅化白云巖為主，頂部發(fā)育硅化碎裂巖。南津關(guān)組下段(O1n1)以厚—巨厚層狀灰?guī)r為主，上部夾薄層狀灰?guī)r，下部夾含生物屑灰?guī)r。南津關(guān)組上段(O1n2)巖性為灰色中—厚層狀泥質(zhì)條帶灰?guī)r夾灰綠色頁(yè)巖、灰色薄—中層狀微晶灰?guī)r、淺灰色厚—巨厚層狀微晶灰?guī)r，局部見(jiàn)生物屑。該層發(fā)育有含金破碎帶F1。紅花園組(O1h)由灰色厚—巨厚層狀含生物屑灰?guī)r、粉晶灰?guī)r組成。大灣組(O1d)由紫紅色薄—中層狀泥質(zhì)瘤狀粉晶灰?guī)r夾灰綠色頁(yè)巖組成。牯牛潭組(O1g)巖性主要為深灰色薄—中層狀龜裂紋灰?guī)r。寶塔組(O2-3b)巖性主要為淺灰色薄—中層狀瘤狀泥晶灰?guī)r。龍馬溪組(O3S1l)由深灰色炭質(zhì)頁(yè)巖、深灰色薄—中層狀含粘土質(zhì)粉砂巖組成。新灘組(S1x)由淺灰色薄—中層狀細(xì)砂巖、灰綠色薄—中層狀細(xì)砂巖夾頁(yè)巖組成。第四系殘積物(Qel)主要由含礫亞粘土組成，以原地風(fēng)化剝蝕堆積為主。第四系沖積物(Qal)主要由淤泥、粘土、砂及礫石組成。

礦區(qū)位于大幕山背斜北翼，整體為傾向NNE的單斜構(gòu)造，主要發(fā)育F1和F6兩條斷裂(圖2)。F1走向?yàn)榻麰W向，被F6錯(cuò)斷為兩段，大部分被第四系掩蓋，地表出露長(zhǎng)約1.1 km，寬1～12 m，在地表可見(jiàn)斷層傾向N，傾角61°～75°，但向深部?jī)A向和傾角不明。斷層破碎帶主要由角礫巖組成，角礫成分為灰?guī)r、泥巖，角礫粒徑為0.2～6 cm，呈次棱角狀—次圓狀，膠結(jié)物主要為硅質(zhì)、鈣質(zhì)。破碎帶內(nèi)及附近常見(jiàn)方解石化、黃鐵礦、硅化等蝕變。F6走向?yàn)镹NE向，出露長(zhǎng)約1.9 km，傾向NWW，傾角75°，該斷裂為逆斷層，具壓扭性特征。

2.2 地球化學(xué)異常特征

本次工作對(duì)湖北金牛—九宮地區(qū)礦產(chǎn)地質(zhì)調(diào)查項(xiàng)目圈出的1處綜合異常(HS-7-乙3 Au-Sb-As-Mo)進(jìn)行了復(fù)核，開(kāi)展了土壤地球化學(xué)剖面測(cè)量(點(diǎn)距20 m)，圈出了3處Au異常(圖2)，編號(hào)分別為Au-1、Au-2、Au-3，表明Au異常重現(xiàn)性好。

Au-1異常位于礦區(qū)西部，呈近等軸狀，東西長(zhǎng)約420 m，南北寬約300 m，Au含量值>20×10-9的樣品共有51個(gè)，含量峰值為1 674.1×10-9。Au-2異常位于礦區(qū)中部，呈橢圓狀，東西長(zhǎng)約400 m，南北寬約200 m，Au含量值>20×10-9的樣品共有14個(gè)，含量峰值為718.6×10-9。Au-3位于礦區(qū)東部，呈橢圓狀，東西長(zhǎng)約750 m，南北寬約150 m，Au含量值>20×10-9的樣品共有32個(gè)，含量峰值為1 192.2×10-9。

上述3處Au異常區(qū)地貌均為低緩殘丘，主要分布于含礫亞粘土殘積層。結(jié)合槽探樣品測(cè)試數(shù)據(jù)可知，含礫亞粘土的Au含量為0.49×10-6～6.31×10-6，因此這些Au異常均為礦致異常。

2.3 礦體地質(zhì)特征

通過(guò)礦區(qū)地質(zhì)調(diào)查及探槽等工程揭露，圈定了3條金礦體，編號(hào)分別為AuⅠ、AuⅡ和AuⅢ(圖2)。這些金礦體在成因類(lèi)型上有所不同，AuⅠ、AuⅡ礦體為風(fēng)化殼型金礦體，AuⅢ礦體為地下(鹵)水溶濾型金礦體。

AuⅠ礦體由TC1501、TC1101、QZ1501、QZ1502、QZ1503等工程控制，賦存于第四系殘積層中(圖3)，含礦巖性為磚紅色含礫亞粘土。該礦體呈似層狀產(chǎn)出，東西長(zhǎng)200 m，南北寬31～78 m，平均寬54.5 m；厚1.2～5.43 m，平均厚3.21 m；Au品位為1.1×10-6～4.82×10-6，品位變化較穩(wěn)定。礦體底板為F1斷裂破碎帶，破碎帶中主要以角礫巖、碎裂灰?guī)r、硅化灰?guī)r為主。

AuⅡ礦體由TC3601控制，賦存于第四系殘積層中，含礦巖性為磚紅色含礫亞粘土。礦體呈板狀，長(zhǎng)120 m，寬15.7 m，厚1.3～2.7 m，底板未揭露。Au品位為0.49×10-6～5.17×10-6。

AuⅢ礦體由TC1502和QZ1501控制，賦存于構(gòu)造破碎帶F1內(nèi)(圖3)，含礦巖性主要為角礫巖，次為頁(yè)巖夾薄層灰?guī)r，層間小揉皺構(gòu)造及褐鐵礦化蝕變十分發(fā)育。礦體呈板狀，長(zhǎng)200 m，厚8.04 m；傾向19°，傾角51°；Au平均品位為2.05×10-6，最高品位為4.07×10-6。該礦體與AuⅠ礦體緊密接觸，底板為微晶灰?guī)r。

圖3 15勘探線剖面簡(jiǎn)圖

2.4 礦石特征

根據(jù)金礦體類(lèi)型的不同，可將金礦石分為兩種，即風(fēng)化殼型金礦石和地下(鹵)水溶濾型金礦石。

風(fēng)化殼型金礦石分布于AuⅠ、AuⅡ礦體中，巖性為含金含礫亞粘土，具含礫泥質(zhì)結(jié)構(gòu)，土狀構(gòu)造。脈石礦物主要為高嶺石和云母等粘土礦物(50%)、石英(30%～55%)、斜長(zhǎng)石(5%)、白云石(5%～30%)、黃鐵礦(5%)和炭質(zhì)(微量)等。礦石中除了有用元素Au外，還伴生Cu、Pb、Zn、As、Sb、Hg、Ag等元素(表1)，部分樣品中Ag的含量達(dá)到了可綜合利用的水平。

地下(鹵)水溶濾型金礦石分布于AuⅢ礦體中，巖性為含金碎裂巖、含金角礫巖、含金頁(yè)巖夾薄層灰?guī)r，具碎裂結(jié)構(gòu)、碎斑結(jié)構(gòu)，混雜礫狀構(gòu)造、層狀構(gòu)造、浸染狀構(gòu)造、細(xì)脈狀構(gòu)造。脈石礦物主要由粘土礦物、方解石、石英、玉髓、鐵質(zhì)、炭質(zhì)等組成。礦石中的主要有用元素為Au，伴生元素為Cu、Pb、Zn、Sb、Hg、Ag等(表1)。從表1中可以看出，Ag含量達(dá)到綜合利用評(píng)價(jià)的要求。

表1 金礦石元素分析結(jié)果表

2.5 金的賦存狀態(tài)

為探討礦石中Au的賦存狀態(tài)，采集了10件不同巖性的金礦石，進(jìn)行金物相分析，樣品分析在湖北省地質(zhì)局第四地質(zhì)大隊(duì)實(shí)驗(yàn)室完成。

由表2可知，風(fēng)化殼型金礦石中的Au以游離金(或自然金)為主，分布率為81%～90%，含量為1.25×10-6～5.03×10-6；其次為碳酸鹽包裹金，分布率為4%～12%，含量為0.06×10-6～0.42×10-6；而褐鐵礦包裹金、黃鐵礦包裹金、硅酸鹽包裹金含量較少，分布率均未超過(guò)6%。地下(鹵)水溶濾型金礦石中的Au同樣以游離金(或自然金)為主，分布率為72%～90%，含量為0.93×10-6～3.55×10-6；其次為碳酸鹽包裹金、硅酸鹽包裹金，分布率一般為2%～14%；而褐鐵礦包裹金、黃鐵礦包裹金含量較少，分布率一般<2%。但在部分角礫巖中，黃鐵礦包裹金分布率為86%，游離金(或自然金)分布率為8%，與上述樣品明顯不同。因此，礦區(qū)金礦石中的Au的賦存狀態(tài)以游離金(或自然金)為主，僅個(gè)別礦石類(lèi)型(含金角礫巖)以黃鐵礦包裹金為主。

表2 金礦石中金物相分析結(jié)果表

本次工作還采集了白云質(zhì)角礫巖、頁(yè)巖夾薄層灰?guī)r、碎裂巖、硅化角礫巖等樣品，進(jìn)行電子探針測(cè)試。結(jié)果發(fā)現(xiàn)，僅在硅化角礫巖中的褐鐵礦中可見(jiàn)Au顯示(照片1)，且部分褐鐵礦保留了黃鐵礦原有晶形，說(shuō)明Au與黃鐵礦關(guān)系更為密切。而其它樣品中無(wú)Au顯示，可能是由于Au的粒度過(guò)于微細(xì)而難以識(shí)別。

照片1 樣品背散射照片

2.6 圍巖蝕變特征

礦區(qū)內(nèi)圍巖蝕變十分發(fā)育，常見(jiàn)的圍巖蝕變有硅化、黃鐵礦化、方解石化等。

硅化：在礦區(qū)內(nèi)廣泛分布，根據(jù)產(chǎn)狀可分為面狀硅化和脈狀硅化，面狀硅化呈帶狀均勻分布于婁山關(guān)組中，硅化強(qiáng)烈地段可見(jiàn)碳酸鹽巖變?yōu)楣栀|(zhì)巖或次生石英巖[4]；脈狀硅化主要分布在斷裂附近，可見(jiàn)石英呈細(xì)脈狀、網(wǎng)脈狀穿插巖石，或以膠結(jié)物膠結(jié)角礫巖、碎裂巖，多呈它形粒狀、梳狀，少數(shù)為半自形粒狀，粒徑一般為0.05～0.5 mm，顏色呈白色或煙灰色，與金礦關(guān)系較為密切。

黃鐵礦化：為熱液成因黃鐵礦化，主要以不規(guī)則形的囊狀、豆?fàn)罴象w沿節(jié)理或裂隙分布，有時(shí)伴有方解石化，常氧化為褐鐵礦團(tuán)塊(大小一般為0.3～1 cm)，與金礦化關(guān)系最為密切。

方解石化：與脈狀硅化在空間上基本重疊，早期方解石多呈不規(guī)則脈狀和團(tuán)塊狀，其形成時(shí)間較面狀硅化略早或同時(shí)；中期方解石呈脈狀沿裂隙分布或以角礫巖、碎裂巖的膠結(jié)物形式出現(xiàn)；晚期方解石分布范圍較廣，多以單一小脈或微脈出現(xiàn)，常見(jiàn)其切穿早—中期方解石脈，中期方解石化與金礦化關(guān)系較為密切。

3 控礦因素及礦床成因

3.1 控礦因素

3.1.1地層因素

根據(jù)巖性組合特征，可將礦區(qū)地層分為碳酸鹽巖地層、不純碳酸鹽巖地層、砂頁(yè)巖地層、含礫亞粘土地層、砂礫石地層。對(duì)礦區(qū)內(nèi)各地層的Au含量進(jìn)行了統(tǒng)計(jì)(表3)，可以看出碳酸鹽巖、砂頁(yè)巖和砂礫石地層的Au含量較穩(wěn)定且普遍較低，而不純碳酸鹽巖、含礫亞粘土的Au含量變化較大。

表3 礦區(qū)各地層Au含量統(tǒng)計(jì)表

碳酸鹽巖地層包括婁山關(guān)組上段、南津關(guān)組下段、紅花園組、牯牛潭組、寶塔組，各地層Au含量為0.4×10-9～3.6×10-9。砂頁(yè)巖地層指龍馬溪組、新灘組，各地層Au含量為0.9×10-9～19.8×10-9。砂礫石地層指第四系沖積物，Au含量為30×10-9～80×10-9。上述3類(lèi)地層的Au含量普遍較低。

不純碳酸鹽巖地層指以碳酸鹽巖為主，局部夾頁(yè)巖的地層，主要分布于南津關(guān)組上段和大灣組中。采樣位置若不發(fā)育構(gòu)造破碎帶，Au含量一般為0.3×10-9～6.0×10-9；若發(fā)育構(gòu)造破碎帶，則Au含量升高為120×10-9～4 400×10-9，說(shuō)明不純碳酸鹽巖地層的含金量取決于是否發(fā)育構(gòu)造破碎帶。

含礫亞粘土地層指第四系殘積物，樣品若分布于地下(鹵)水溶濾型金礦體附近，Au含量相對(duì)較高，一般為130×10-9～7 700×10-9；若遠(yuǎn)離地下(鹵)水溶濾型金礦體，則Au含量迅速降低為30×10-9～90×10-9，說(shuō)明第四系殘積物的Au含量與距離含礦地質(zhì)體遠(yuǎn)近有關(guān)。

3.1.2構(gòu)造因素

構(gòu)造是礦區(qū)最主要的控礦因素，F(xiàn)1破碎帶中角礫巖、碎裂巖的Au含量為550×10-9～3 700×10-9(表4)，而其頂、底板較完整的灰?guī)r中Au含量?jī)H為40×10-9～70×10-9，表明F1破碎帶是地下(鹵)水溶濾型金礦的賦存空間。

表4 礦區(qū)斷裂破碎帶Au含量統(tǒng)計(jì)表

3.2 礦床成因淺析

泉塘王金礦區(qū)所處的大幕山隆起帶總體表現(xiàn)為近EW向的緊密線狀褶皺，具有褶皺改造、斷裂復(fù)合及多期活動(dòng)的特征。軟硬相間的巖層在褶皺形成過(guò)程中極易發(fā)生滑動(dòng)變形，形成“滑脫層”，為后期含礦流體的運(yùn)移和礦質(zhì)充填提供了有利場(chǎng)所。不純碳酸鹽巖化學(xué)活動(dòng)性強(qiáng)，地下(鹵)水在孔隙發(fā)育和滲透性較好的巖層面、巖石裂隙和斷裂破碎帶中滲流，在運(yùn)移過(guò)程中不斷溶濾萃取圍巖中的成礦物質(zhì)，形成含礦流體。含礦流體在熱梯度、壓力梯度等物理化學(xué)條件的影響下，不斷向構(gòu)造破碎帶運(yùn)移、匯聚，發(fā)生金礦化并伴隨硅化、黃鐵礦化等熱液蝕變，最終形成地下(鹵)水溶濾型金礦體。

礦區(qū)氣候?qū)儆趤啛釒Ъ撅L(fēng)氣候，溫暖潮濕，近地表的含金地質(zhì)體易受風(fēng)化作用影響，發(fā)生剝蝕、淋濾，使成礦物質(zhì)發(fā)生活化，在殘積層不斷富集，從而形成風(fēng)化殼型金礦體[5]。

4 找礦方向探討

4.1 找礦標(biāo)志

(1)地層標(biāo)志。不純碳酸鹽巖的化學(xué)活動(dòng)性較強(qiáng)，頁(yè)巖為礦液聚集提供屏蔽層作用，兩種巖性界面是良好的成礦結(jié)構(gòu)面。礦區(qū)內(nèi)符合這個(gè)條件的地層標(biāo)志為南津關(guān)組上段砂頁(yè)巖段、大灣組砂頁(yè)巖段以及寶塔組與龍馬溪組界面。

(2)構(gòu)造標(biāo)志。在構(gòu)造變形中，不同軟硬性質(zhì)的巖層間易形成滑脫構(gòu)造，這種滑脫構(gòu)造是有利的導(dǎo)礦構(gòu)造和容礦構(gòu)造，礦區(qū)內(nèi)近EW向的F1斷裂就屬于這種構(gòu)造。應(yīng)結(jié)合區(qū)域構(gòu)造特征，重點(diǎn)關(guān)注近EW向構(gòu)造破碎帶。

(3)圍巖蝕變標(biāo)志。區(qū)內(nèi)與金礦化有關(guān)的圍巖蝕變主要為脈狀硅化、黃鐵礦化和中期方解石化。

(4)地球化學(xué)標(biāo)志。泉塘王金礦最初是通過(guò)化探異常查證發(fā)現(xiàn)的，1∶5萬(wàn)水系沉積物測(cè)量圈定的Au綜合異常是較可靠的地球化學(xué)異常找礦標(biāo)志，但在后續(xù)勘查中建議開(kāi)展土壤化探測(cè)量。

4.2 找礦方向分析

(1)在泉塘王金礦區(qū)內(nèi)繼續(xù)尋找兩種類(lèi)型的金礦體。綜合來(lái)看，區(qū)內(nèi)風(fēng)化殼金礦和地下(鹵)水溶濾型金礦聯(lián)系緊密，若發(fā)現(xiàn)其中一種金礦類(lèi)型，則應(yīng)在其附近尋找另外一種類(lèi)型的金礦。因此，建議在風(fēng)化殼型AuⅡ礦體附近開(kāi)展地下(鹵)水溶濾型金礦的找礦工作；針對(duì)淺地表發(fā)現(xiàn)的AuⅢ礦體，建議沿含礦斷裂開(kāi)展中深部找礦工作，尋找隱伏礦體。

(2)在泉塘王金礦區(qū)外圍需找新的Au異常和礦(化)體。1∶5萬(wàn)金?！艑m地區(qū)礦產(chǎn)地質(zhì)調(diào)查項(xiàng)目圈定了多個(gè)Au綜合異常，應(yīng)結(jié)合有利的地層、構(gòu)造、蝕變條件，逐一進(jìn)行驗(yàn)證，開(kāi)展必要的土壤地球化學(xué)測(cè)量工作，以期在礦區(qū)外圍具有相似地質(zhì)背景的地段發(fā)現(xiàn)新的找礦線索和礦(化)體。

5 結(jié)論

(1)泉塘王金礦為鄂南大幕山地區(qū)新發(fā)現(xiàn)的金礦床，其發(fā)現(xiàn)對(duì)指導(dǎo)區(qū)域金礦找礦工作具有重要意義，礦區(qū)深部及外圍具有尋找同類(lèi)型金礦(化)體的潛力。

(2)泉塘王金礦區(qū)具有風(fēng)化殼型和地下(鹵)水溶濾型兩種金礦化類(lèi)型，兩種類(lèi)型的金礦化在成因和空間上緊密相關(guān)。

致謝：感謝湖北省地質(zhì)局第四地質(zhì)大隊(duì)張文勝教授級(jí)高級(jí)工程師對(duì)項(xiàng)目工作的指導(dǎo)，感謝尹近工程師對(duì)撰寫(xiě)論文提供的幫助。