鄂東南地區(qū)銅金礦找礦方向

華 二，孫 芳，岑志輝，肖徳長(zhǎng)，羅 恒，余萬(wàn)明，李連支

(中國(guó)冶金地質(zhì)總局中南地質(zhì)調(diào)查院，湖北 武漢 430081)

0 引言

鄂東南地區(qū)位于長(zhǎng)江中下游鐵銅成礦帶[1-3]大冶—九江銅金成礦帶的西段，大地構(gòu)造位置上處于淮陽(yáng)古陸與江南古陸之間下?lián)P子凹陷帶的西端，即處于淮陽(yáng)山字型構(gòu)造前弧西翼靠弧頂部位，稱之大冶—陽(yáng)新銅金礦田。

1978—1981年，中南冶勘在大冶—陽(yáng)新地區(qū)開展1∶2.5萬(wàn)成礦預(yù)測(cè)工作，總結(jié)了本區(qū)成礦規(guī)律，劃分了7個(gè)礦田，提出成礦有利地區(qū)46處，為該區(qū)進(jìn)一步開展普查找礦具有指導(dǎo)意義。1987年，中南冶勘606隊(duì)在大冶—陽(yáng)新地區(qū)金銅物化探異常特征研究及找礦預(yù)測(cè)，系統(tǒng)地整理了本區(qū)物化探資料，共圈出各類預(yù)測(cè)區(qū)35個(gè)，其中I級(jí)找金銅預(yù)測(cè)區(qū)8個(gè)，Ⅱ級(jí)9個(gè)，Ⅲ級(jí)18個(gè)，本報(bào)告對(duì)本區(qū)深入尋找金銅礦提供了物化探依據(jù)[4]。2013—2014年，中南地質(zhì)勘查院在《九瑞銅金礦帶陽(yáng)新豐山礦田控巖控礦構(gòu)造與找礦預(yù)測(cè)研究》[5]報(bào)告中成礦預(yù)測(cè)工作共劃分了3個(gè)級(jí)別7個(gè)預(yù)測(cè)區(qū)，其中Ⅰ級(jí)預(yù)測(cè)區(qū)包含曹家山西熱液脈型金礦找礦預(yù)測(cè)區(qū)和豐山銅礦西端熱液型金多金屬礦預(yù)測(cè)區(qū)，Ⅱ級(jí)預(yù)測(cè)區(qū)包含李家灣西矽卡巖銅金礦找礦預(yù)測(cè)區(qū)和豐山銅礦東部矽卡巖-斑巖銅礦預(yù)測(cè)區(qū)，Ⅲ級(jí)預(yù)測(cè)區(qū)有白果樹矽卡巖銅礦預(yù)測(cè)區(qū)、楊家山—火燒泉層控?zé)嵋盒豌~礦預(yù)測(cè)區(qū)、中嶺C2/D3界面層控?zé)嵋盒豌~礦預(yù)測(cè)區(qū)。預(yù)測(cè)區(qū)內(nèi)主要以尋找銅、金多金屬礦為主。成礦有利部位基本為以下兩種：斷裂通過(guò)巖體與圍巖接觸帶部位，特定巖性界面及附近層間破碎帶。主攻礦種主要為接觸交代型銅金(銅鉬)礦、層控?zé)嵋盒徒鸲嘟饘俚V等。預(yù)測(cè)區(qū)的圈定為下步找礦工作指明了方向。

本文主要通過(guò)對(duì)鄂東南地區(qū)成礦條件分析，結(jié)合以往地質(zhì)找礦工作成果，總結(jié)區(qū)內(nèi)銅金礦找礦方向，為該區(qū)整裝勘查區(qū)選擇提供指導(dǎo)。

1 地質(zhì)背景

鄂東南地區(qū)區(qū)內(nèi)地層從寒武系至新近系，除缺失上志留統(tǒng)、泥盆系中下統(tǒng)，其他地層均有出露。其中寒武系、奧陶系、石炭系、中下二疊統(tǒng)、中下三疊統(tǒng)為碳酸鹽建造，是該地區(qū)形成矽卡巖型鐵、銅、鎢、金等礦床的先決條件，礦體多沿侵入體與碳酸鹽地層接觸部位產(chǎn)出。

鄂東南地區(qū)地質(zhì)構(gòu)造復(fù)雜，成礦區(qū)構(gòu)造基礎(chǔ)形成于中晚三疊世印支運(yùn)動(dòng)期，以一系列NWW向褶皺和斷裂為特征。燕山運(yùn)動(dòng)以斷裂和強(qiáng)烈的巖漿活動(dòng)為特征。由于印支運(yùn)動(dòng)、燕山運(yùn)動(dòng)等多期次構(gòu)造活動(dòng)的彼此疊加和改造，形成了本區(qū)一系列EW向、NWW向及NNE向褶皺、斷裂構(gòu)造，褶皺以殷祖復(fù)式背斜、大冶復(fù)式向斜為代表，斷裂以橫貫全區(qū)EW向銀山深大斷裂帶及位于本區(qū)中部的銅錄山——張海斷裂帶為代表，控制區(qū)內(nèi)巖漿巖及礦帶的分布。

鄂東南地區(qū)巖漿巖活動(dòng)強(qiáng)烈，種類較多，既有淺成至中深成侵入巖，又有噴出地表的火山巖，出露廣泛，成群成帶產(chǎn)出。目前已查明大小侵入體50個(gè)，其中以陽(yáng)新、殷祖和靈鄉(xiāng)3個(gè)巖體出露面積最大，均為燕山早期巖漿活動(dòng)產(chǎn)物。眾多小巖體為花崗閃長(zhǎng)斑巖及閃長(zhǎng)巖，形成時(shí)代較晚，為燕山晚期侵入，小巖體沿深大斷裂帶及大巖體周邊呈串珠狀分布。區(qū)內(nèi)鐵、銅、金、鎢等金屬礦床、礦點(diǎn)均與巖漿活動(dòng)有關(guān)。

2 地質(zhì)礦產(chǎn)

鄂東南地區(qū)鐵、銅、金、銀等多金屬礦床、礦點(diǎn)發(fā)育[6]，新中國(guó)成立后，經(jīng)過(guò)幾代地質(zhì)工作者的艱苦努力，已探明大、中、小型金屬礦床30余處(圖1)，陽(yáng)新巖體北緣有銅錄山、雞冠咀、桃花咀、銅山、石頭咀、葉花香、赤馬山等鐵、銅、金礦床，陽(yáng)新南緣有趙家灣、歐陽(yáng)山銅礦床，陽(yáng)新巖體中捕虜體成礦有馮家山、牛頭山銅鐵礦體，構(gòu)成了陽(yáng)新巖體南北緣鐵、銅、金成礦帶。區(qū)內(nèi)小巖體成礦有豐山洞、雞籠山、李家灣、銅山口、銀山、阮家灣、龍角山、付家山等銅、鉬、鎢等多金屬礦床，發(fā)現(xiàn)小巖體單一金礦有金井咀、鳳頭、張海等金礦床(圖1)。

圖1 大冶—陽(yáng)新地區(qū)區(qū)域構(gòu)造及礦產(chǎn)分布略圖

陽(yáng)新巖體分布于大冶銅錄山至陽(yáng)新銅洞一帶，出露面積約230 km2，巖體受EW向、NW向兩組斷裂構(gòu)造控制，巖體主體為石英閃長(zhǎng)巖，呈紡錘形巖基產(chǎn)出，侵入年代為燕山早期，對(duì)鐵、銅、金礦形成十分有利，已探明大、中、小型礦床有17處，陽(yáng)新巖體周邊小巖體礦床有11處。根據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，陽(yáng)新巖體及周邊小巖體共查明資源儲(chǔ)量：銅金屬量351萬(wàn)噸，鐵礦石量10 108萬(wàn)噸，巖金73.76 t，伴生金120.96 t，鎢(WO3)8.54萬(wàn)噸，鉛+鋅金屬量50.41萬(wàn)噸(表1)。由表1得知，小巖體所探明銅、巖金資源儲(chǔ)量分別占全區(qū)資源總儲(chǔ)量的41%和59%。鎢、鉛鋅資源儲(chǔ)量占全區(qū)的100%。由此可見(jiàn)，在大冶—陽(yáng)新地區(qū)小巖體成礦有著舉足輕重的地位。

表1 陽(yáng)新巖體及周邊小巖體探明資源儲(chǔ)量統(tǒng)計(jì)

3 成礦地質(zhì)條件分析

3.1 地層

鄂東南地區(qū)大型矽卡巖礦床銅錄山、雞冠咀、桃花咀、豐山洞、雞籠山、銅山口探明銅、金儲(chǔ)量分別占全區(qū)資源儲(chǔ)量的72%和82%。以上大中型銅金礦床成礦圍巖為三疊系中下統(tǒng)嘉陵江組(T1-2j)鎂質(zhì)碳酸鹽巖。而下二疊統(tǒng)茅口組、石炭系鈣質(zhì)碳酸鹽地層在本區(qū)形成中小型銅礦床，以陽(yáng)新巖體南緣、北緣接觸帶的葉花香、赤馬山、歐陽(yáng)山、趙家灣等礦床為代表，探明銅資源儲(chǔ)量所占比例小，金礦多為伴生金。

由上可知，本區(qū)成礦有利地層以三疊系中下統(tǒng)嘉陵江組鎂質(zhì)碳酸鹽巖最為有利，其次為二疊系、石炭系、奧陶系鈣質(zhì)碳酸鹽地層。

3.2 構(gòu)造

鄂東南地區(qū)褶皺、斷裂構(gòu)造發(fā)育。區(qū)內(nèi)地質(zhì)構(gòu)造的發(fā)生、發(fā)展和演化過(guò)程，控制和影響著巖漿活動(dòng)與成礦活動(dòng)。①NWW向長(zhǎng)江深斷裂帶控制NW向?qū)?5～20 km的構(gòu)造巖漿帶，NNE向及與NW、NWW向基底斷裂節(jié)點(diǎn)控制了中淺成巖體及元素聚集中心(礦田)的展布，NW向與NEE向蓋層斷裂及其節(jié)點(diǎn)控制淺成巖體及其礦床的定位。②NW向區(qū)域性深大斷裂控制了金銅礦帶分布，其邊界限制了礦帶礦化范圍。③NW—NNW向和NE向兩組基底斷裂交織成菱形網(wǎng)格構(gòu)造節(jié)點(diǎn)控制了中深部巖體的分布；淺部蓋層斷裂和層滑斷裂控制了淺部巖體和礦體(點(diǎn))的就位，主要巖體和礦體受NW、NE—NEE向與NNE向蓋層斷裂交匯部位控制。④“四帶一面”為控制礦體的容礦構(gòu)造，指巖體與圍巖的侵入接觸帶、圍巖層間破碎帶、交切圍巖的斷層破碎帶、巖體或圍巖的裂隙構(gòu)造帶和碎屑巖與碳酸鹽巖巖性差異面(圖2)。

圖2 構(gòu)造與成礦關(guān)系圖

3.3 巖漿巖

3.3.1 巖漿巖與成礦關(guān)系

鄂東南地區(qū)內(nèi)生銅金多金屬礦床與燕山期中酸性侵入巖有密切成因聯(lián)系，巖漿是銅、金成礦的主導(dǎo)控制因素，巖漿巖不僅提供了成礦的物質(zhì)來(lái)源，而且對(duì)礦床的定位也起著重要的控制作用，本區(qū)出露的巖漿巖主要為中酸性花崗閃長(zhǎng)巖、閃長(zhǎng)巖、石英閃長(zhǎng)巖為主，銅、金、鉬礦巖體w(SiO2)一般為58%～67%，w(K2O+Na2O)為6.8%～8.5%，相對(duì)富鉀。成礦巖體w(SiO2)為55%～65%，w(K2O+Na2O)為7.6%～9.6%，相對(duì)富鈉。

區(qū)內(nèi)分布靈鄉(xiāng)、殷祖、陽(yáng)新三大侵入體和眾多的小巖體，巖漿侵入具有多期次特點(diǎn)，巖性由偏基性閃長(zhǎng)巖向酸性石英閃長(zhǎng)巖、花崗閃長(zhǎng)巖演化，成礦從以鐵、銅為主礦床演變?yōu)殂~、金或銅、鉬、鎢為主的礦床。小巖體成礦時(shí)，形成于淺成—超淺成環(huán)境，巖漿冷凝結(jié)晶速度快，巖漿侵入時(shí)易于形成復(fù)合多金屬礦床。

3.3.2 巖漿巖與礦床空間分布關(guān)系

礦體與巖體在空間上相互依存，并顯示特定的分布格局。鄂東南地區(qū)的銅礦床和礦化點(diǎn)皆與中酸性侵入體密切伴生，礦體從總體上是圍繞巖體展布，具體有以下4種形式：①斑巖體內(nèi)斑巖型銅礦體；②斑巖體內(nèi)圍巖捕虜體矽卡巖型礦體；③接觸帶矽卡巖型礦體；④接觸帶外層間硫化物型及細(xì)脈浸染型礦體。

3.3.3 巖漿巖與礦床形成時(shí)間關(guān)系

從雜巖體中先后侵入的巖體及其與礦體(礦化)的關(guān)系表明，區(qū)內(nèi)中酸性侵入體與礦床在形成時(shí)間上相近。隨著巖漿巖的演化，依次出現(xiàn)礦化為Au、Ag(Pb、Zn、Cu、S)→Cu、S(Au、Ag、Pb、Zn、Mo)→Mo(Cu)。

3.3.4 礦床金屬分帶圍繞侵入體展布

區(qū)內(nèi)礦床成礦及礦化劑元素Cu、Mo、Pb、Zn、Au、Ag、Se、Te、As、S等常圍繞侵入體呈明顯的分帶，各元素(除Mo外)從巖體中心有向外逐漸增高的規(guī)律，并出現(xiàn)相應(yīng)的礦床分帶。如豐山礦床相應(yīng)可劃分出斑巖體中、下部斑巖銅鉬礦帶→斑巖體頂邊部及接觸帶銅礦帶→接觸帶外銅硫礦帶。其他礦區(qū)也具有大體類似的礦床分帶現(xiàn)象。

3.4 復(fù)合接觸帶控礦

本區(qū)銅、金矽卡巖礦床形成有賴于地層、巖漿巖和地質(zhì)構(gòu)造有機(jī)結(jié)合，巖漿巖提供了成礦物質(zhì)來(lái)源，巖漿巖與碳酸鹽地層在接觸帶發(fā)生雙交代形成矽卡巖，在雙交代作用中有斷裂構(gòu)造作用下，促進(jìn)成礦物質(zhì)向接觸帶的運(yùn)移，接觸帶的構(gòu)造活動(dòng)促使成礦物質(zhì)在矽卡巖中沉淀，富集最終形成具有工業(yè)意義礦床。區(qū)內(nèi)最大的銅錄山銅礦床為NNE向斷裂復(fù)合接觸帶控制銅鐵礦體產(chǎn)出，而豐山礦田的雞籠山、豐山洞銅金礦則為NNW斷裂復(fù)合接觸帶控制主要銅金礦體。

4 找礦方向

鄂東南地區(qū)所探明鐵、銅、金礦床，大多為20世紀(jì)60—80年代所探明，經(jīng)30多年的開采，保有資源量不多，大中型礦山資源儲(chǔ)量發(fā)生枯竭，為緩解礦山資源危機(jī)，根據(jù)國(guó)務(wù)院《關(guān)于加強(qiáng)地質(zhì)工作決定》的精神，在老礦山深部及周邊開展地質(zhì)找礦，尋找接替資源，延長(zhǎng)礦山服務(wù)年限，是當(dāng)前地勘單位頭等大事[7]。中南冶勘603隊(duì)(后改名為中南地質(zhì)勘查院)自1952年進(jìn)入大冶、陽(yáng)新地區(qū)進(jìn)行地質(zhì)找礦工作，經(jīng)過(guò)60年幾代地質(zhì)人的努力，在陽(yáng)新巖體及周邊探明有龍角山、赤馬山、馮家山、葉花香、下四房、豐山洞、趙家灣、歐陽(yáng)山、銅山、銀山、阮家灣、白云山、付家山等十多處鐵銅礦山，20世紀(jì)80年代又發(fā)現(xiàn)了鳳頭、金井咀金礦床，在大冶—陽(yáng)新地區(qū)積累了豐富地質(zhì)資料及勘探經(jīng)驗(yàn)。

根據(jù)大冶—陽(yáng)新地區(qū)成礦地質(zhì)條件及成礦規(guī)律，該區(qū)找礦方向以尋找接觸交代矽卡巖銅金礦床為主攻方向，在陽(yáng)新巖體及周邊小巖體，20世紀(jì)60—80年代勘探深度一般在-300～-400 m高程之間，因?yàn)楫?dāng)時(shí)受鉆探水平所限，根據(jù)本地區(qū)銅金礦體產(chǎn)出特征，礦體走向延長(zhǎng)短，傾斜延深大，礦體延深長(zhǎng)度是走向長(zhǎng)度的2～3倍。中南地質(zhì)勘查院通過(guò)豐山銅礦接替資源勘查，在深部新增銅金屬量12萬(wàn)噸、鉬金屬量4000 t，使現(xiàn)有礦山服務(wù)年限延長(zhǎng)了14.4年，潛在經(jīng)濟(jì)價(jià)值66億元人民幣。鄂東南地質(zhì)大隊(duì)在銅錄山和雞冠咀銅金礦深部找礦取得了重大進(jìn)展，累計(jì)新增銅金屬量35萬(wàn)噸、鐵礦石量1500萬(wàn)噸、金金屬量18.5 t，使現(xiàn)有礦山服務(wù)年限延長(zhǎng)了8～15年，潛在經(jīng)濟(jì)價(jià)值超過(guò)750億元人民幣。中南地質(zhì)勘查院和鄂東南地質(zhì)大隊(duì)在本區(qū)找礦成功經(jīng)驗(yàn)證實(shí)該區(qū)深部找礦大有可為。

5 鄂東南地區(qū)整裝勘查區(qū)選擇

1)歐陽(yáng)山銅礦—鳳頭金礦整裝勘查區(qū)：該勘查區(qū)位于陽(yáng)新侵入體南緣中段，是尋找銅金礦床有望地段。勘查區(qū)內(nèi)探明有歐陽(yáng)山銅礦、趙家灣銅礦、鳳頭金礦，并均為中南冶勘603隊(duì)所勘探。該區(qū)勘探地質(zhì)資料齊全，所發(fā)現(xiàn)的礦體深部尚未控制，尚有一定找礦潛力。該區(qū)地質(zhì)構(gòu)造復(fù)雜，巖漿活動(dòng)頻繁，有燕山晚期鳳頭、劉福小巖體侵入，是尋找矽卡巖金礦有利地段。該區(qū)尚有一些空白區(qū)及物化探異常未驗(yàn)證，希望該區(qū)能申請(qǐng)立項(xiàng)進(jìn)行整裝勘查，有望找到新的銅金礦體。

2)豐山礦田整裝勘查區(qū)：該勘查區(qū)位于陽(yáng)新巖體東南緣附近，該區(qū)地質(zhì)工作程度高[8]，探明有豐山洞、雞籠山、李家灣銅金礦床，是中南冶勘604隊(duì)(后改名為中南地質(zhì)勘查院)的老勘查區(qū)，礦田由雞籠山巖體、豐山洞小巖體、李家灣小巖體等組成小巖體群，雞籠山小巖體查明巖金儲(chǔ)量在鄂東南為最多，而豐山洞銅礦只發(fā)現(xiàn)一些伴生金，封山洞與雞籠山、李家灣成礦條件相同，應(yīng)有共生金礦體存在。此前在豐山洞只注意在接觸帶尋找銅金礦體，現(xiàn)于豐山巖體北西緣曹家山金礦內(nèi)NW向斷裂帶(25線ZK2501孔)找到高品位金礦體，礦體賦存于三疊系大冶組碎裂狀灰?guī)r中，這給地質(zhì)工作者以啟示，即不但要找接觸帶型銅金礦體，而且要重視在圍巖NW向斷裂破碎帶中尋找中—低溫?zé)嵋毫严缎徒鸬V。