湖北省鄖西縣西部地區銻礦地質特征及成礦規律

陳 婕，吳康生，徐澤秀，溫禮琴，劉 杰，楊 瀟

(湖北省鄂西北地質礦產調查所，湖北襄陽 441002)

湖北省鄖西縣西部地區銻礦地質特征及成礦規律

陳 婕，吳康生，徐澤秀，溫禮琴，劉 杰，楊 瀟

(湖北省鄂西北地質礦產調查所，湖北襄陽 441002)

湖北省鄖西縣西部地區銻礦床 (點)產于上古生界泥盆系地層中，成礦受地層和構造雙重制約。老寺廠—汪家場復式背斜為礦帶控礦構造，復式背斜中的次一級背斜為礦床控礦構造。背斜中的斷裂為礦體控礦構造。銻、金 (卡林型)礦床 (點)從西向東，有金—金銻—銻的分帶規律。在鐵山組中從上到下，為金—金銻—銻的分帶性。成礦時代為燕山期。

銻礦;金銻礦;成礦規律;成礦模式

0 引言

湖北省鄖西縣西部地區分布著大面積的上古生界地層，在其中已發現有11個金、銻礦床(點)。其中銻礦4處，金銻礦3處，金礦4處。筆者在進行該區銻礦資源潛力評價項目時，通過對已有資料的綜合分析，總結該區銻礦地質特征和成礦規律，在此基礎上建立成礦模式并提出找礦方向的建議。

1 成礦地質背景

鄖西縣西部地區位于南秦嶺印支褶皺帶鎮旬盆地的東部邊緣。屬陜西旬陽公館汞銻礦帶的東延部分。

1.1 地層

區內出露地層［1］主要為下古生界志留系下—中統上津組，上古生界泥盆系西岔河組(D1x)、公館組(D1－2g)、石家溝組(D2s)、大楓溝組(D2d)、古道嶺組(D2－3g)、星紅鋪組(D3x)、鐵山組(D3t)，石炭系袁家溝組(C1y)、四峽口組(C1－2s)、羊山組(C2y)，二疊系水峽口組(P1s)(見圖1)。泥盆系公館組(D1－2g)、大楓溝組(D2d)、鐵山組(D3t)為區內銻礦的賦存層位。鐵山組(D3t)還是區內金礦的賦存層位。

1.2 構造

1.2.1 褶皺構造

該區主要褶皺構造為老寺廠—汪家場復式背斜。背斜北翼最新地層為二疊系水峽口組，南翼最新地層為石炭系四峽口組。背斜核部出露地層為泥盆系公館組，巖層走向為近東西向。褶皺形態為向北倒轉、向南傾斜的斜歪褶皺。北翼巖層傾角較陡或倒轉，傾角一般＞70°。南翼較緩，傾角一般30°～50°。老寺廠—汪家場復式背斜向東揚起，向西傾伏。

老寺廠—汪家場復式背斜中由若干個次一級的背、向斜組成。如羅家山、張家溝、二天門、東溝腦、周公山、尤家溝等。次一級背斜核部東部多為公館組，西部多為鐵山組或星紅鋪組。次一級向斜核部西部多為石炭系袁家溝組，部分為四峽口組。這些次一級的背斜構造多為北翼陡、南翼緩不對稱的斜歪褶皺或倒轉褶皺。

1.2.2 斷裂構造

區內斷裂構造較發育，較大的斷裂構造主要有北西向、北東向和近東西向三組。

(1)北西斷裂組 有黑龍洞—祝家老屋坊平移正斷層(F11)和三岔河—土地嶺正斷層(F43)。

(2)北東向斷裂組 有徐家院—鄖西大梁斷層(F14)，陰坡褊子—朱家坡斷層(F25)。

(3)東西向斷裂組 區內較大的東西向斷層有后峽斷裂和一天門斷裂。

①后峽斷裂帶(F6):經湖北口—紅巖—后峽，長30 km，呈NEE－SWW向展布，由后峽和艾家老莊兩條斷層組成。

②一天門斷裂帶:西自安家溝經一天門、汪家場。由一系列平行斷層構成。

區內銻、金礦分布于后峽斷裂帶的南側，成礦與此斷層有一定的關系。即靠近者礦化強度強，遠離則無礦床產出。

1.3 地球化學特征

為反映該區地球化學特征，根據1∶5萬分散流資料統計區內各地層分區元素豐度，將泥盆系各地層元素豐度和不同巖性元素豐度與公館地區進行對比。

圖1 鄖西縣西部地區銻礦地質構造圖Fig.1 Geological structure map of stibium deposit at west of Yunxi

(1)泥盆系各地層組元素豐度(10－6)特征(表1)。從表1中可以看出兩地區微量元素豐度除Hg本區豐度低于公館地區外，其它元素基本相似。Sb元素本區古道嶺組及大楓溝組中高于公館地區。

(2)不同巖性單元微量元素豐度(10－6)見列表2。從表2可以看出:

①Hg含量最為穩定，含量均在 0.02×10－6，低于克拉克值。②Sb除鐵山組接近克拉克值外，其余大部分地層中均高于克拉克值。濃集系數變化在2～25之間，一般6～7，尤其是大楓溝組、古道嶺組底部碳酸鹽巖中 Sb 含量分別為 408.3 ×10－6及 122.9 ×10－6，濃集系數達數百。③As含量變化較大，自下而上濃集系數變化范圍為西岔河組—公館組2.3～6.4，石家溝組—星紅鋪組0.07～2.8;袁家溝組—羊山組3.2～10.2，平均為8～9。④Ag較為特殊，整個地區都高于克拉克值。

(3)微量元素橫向上豐度(10－6)變化。從西向東選擇四峽口—茅家溝等8處，進行微量元素對比(表3)可知，由西向東Au、Pb、Cu東西高，中部低;Hg元素含量西部高于東部;Sb元素含量變化較大，周公山茅家溝最高，而西端低于東部;Zn含量接近背景值。

從上述地球化學數據特征值分析:①初步可以認為泥盆系大楓溝組、古道嶺組中的碳酸鹽巖銻元素的豐度值最高，可構成區域成礦的礦源層。②本區汞元素低于公館地區，銻元素卻明顯高于公館地區，體現了公館地區銻礦為汞銻礦床類型，而本區為金銻和單一銻礦類型。③本區從西向東元素變化特征西部Hg、Au高，東部低，反映成礦的分帶性，西部以Au為主，東部以銻為主的分帶規律。

表1 本區泥盆系各地層與公館地區微量元素豐度對比表Table 1 The comparison table of each trace element abundances between the Devonian stratum and Gongguan area

表2 區內不同巖性單元微量元素豐度表Table 2 The table of different lithologic unit trace element abundance in this area

表3 區內自西向東微量元素豐度表Table 3 The table of trace element abundance from west to east in this area

2 礦床地質特征

區內西部分布有金礦點(床)，如水田、黃家槽等;中部分布有金銻礦點(床)如天臺、黃家溝、二天門等;東部分布有銻礦點(床)，如周公山、高橋坡、茅家溝、嚴家溝等(圖1)。為說明區內銻礦床的地質特征，僅將高橋坡銻礦和天臺金銻礦作簡要介紹。

2.1 高橋坡銻礦

礦區位于老寺廠—汪家場復式背斜中次一級背斜—尤家溝背斜的西部傾伏端。礦體主要受斷裂和褶皺控制。共圈出銻礦體2個，銻金屬儲量4 489 t。

2.1.1 含礦地層

礦區出露的地層有公館組(D1－2g)、石家溝組(D2s)、大楓溝組(D2d)。見圖1。

公館組(D1－2g)，分布于礦區東南部谷溝中，產狀平緩，地表見僅為公館組的上部或頂部巖層。巖性為灰色厚層狀、塊狀細晶白云巖夾薄層泥質白云巖，生物碎屑白云巖，局部見銻礦化。未見底。

石家溝組(D2s)，出露于礦區南部谷溝中，大部分被第四系覆蓋，產狀平緩。主要巖性為灰黑色粉砂質粘板巖，灰黑色白云質粉砂質頁巖、灰色中—厚層粉晶白云巖。裂隙發育，見充填有石英脈，局部見輝銻礦化。厚度134.2 m。

大楓溝組(D2d)，出露于礦區北部和西南部，可分上下兩段:

下段(D2d1) 主要巖性為粉砂質粘板巖、厚層狀細粒石英砂巖、粉砂質粘板巖夾鈣質砂巖，厚層狀白云質細粒石英砂巖。厚度130.9 m。

上段(D2d2) 分布于礦區北部，產狀倒轉，是礦區主要賦礦層位。主要巖性為厚層粉晶白云巖夾薄層粉晶白云巖、粉砂質粉晶白云巖，頂部薄層灰巖與薄層粉砂巖互層。該段厚＞275.0 m。

2.1.2 礦區構造

礦區構造由公館組、石家溝組為核的尤家溝倒轉背斜和近南北向橫斷層(F1)構成礦區內基本構造格架(圖2)。

尤家溝背斜:核部地層為下泥盆統公館組，翼部為中泥盆統石家溝組和大楓溝組。轉折端位于礦區中部，軸面走向近東西向，向北倒轉，傾角在10°～45°，北翼地層倒轉，傾角在60°～80°。

2.1.3 礦體特征

含輝銻礦石英脈沿F1斷層充填，富集者構成礦體。礦區內共圈定兩個礦體(HsbⅠ、HsbⅡ)。

HsbⅠ:含礦體地表延伸920 m，呈脈狀產出，在4～8線之間出現分枝復合現象。礦化十分不均勻，含銻品位最高可達46.7%，最低＜0.5%，礦化較好地段平均在5%以上。含礦體有向南傾伏、向北仰起現象。含礦體礦物主要由石英以及少量輝銻礦、絹云母等組成。含礦體與圍巖界線以斷層接觸。

HsbⅡ:是HsbⅠ含礦體的一條分支脈體，同屬F1斷層控制，在地表構成樹枝狀。HsbⅡ地表控制長度98 m，呈脈狀，地表 HsbⅡ厚度不穩定，在 0.55～2.41 m之間變化。平均厚度 1.36 m，平均品位3.48%。礦化連續，但礦化強度不均勻。

圖2 高橋坡礦區地質平面圖Fig.2 Geological map of Gaoqiaopo stibium deposit

2.1.4 礦石物質成分

礦石有用礦物:輝銻礦、銻華、黃銻礦、黃銻華。

脈石礦物:主要石英，次要白云石、絹云母、水云母、黑云母。

其它礦物:黃鐵礦、黃銅礦、白鐵礦、綠泥石、電氣石。

礦石化學成分:有用組分為Sb，其它微量元素含有 Hg、As、Cu、Pb、Zn、Ag、Au 等。

2.1.5 礦石結構、構造

礦石結構主要為不等粒狀結構、他形粒狀結構、半自形結構。局部有碎裂狀結構。

礦石構造主要有條帶狀、浸染狀、細脈狀浸染狀結構。其次為塊狀及星散狀構造等。

礦床成因與鄰區陜西公館汞銻礦床相似，即屬于低溫熱液充填型銻礦床。

2.2 天臺金銻礦

礦區位于老寺廠—汪家場復式背斜的北部次一級羅家山背斜的東部傾伏部位。

2.2.1 礦區地層及巖性

礦區出露地層為泥盆系上統鐵山組和石炭系袁家溝組。鐵山組為含礦地層。

2.2.2 礦區構造

礦區構造主要為羅家山背斜的東部傾伏部位和一些斷裂構造。

羅家山背斜核部為鐵山組，兩翼為石炭系袁家溝組，構成礦區主體控礦構造。總體走向近東西向，傾向南，為軸面向南傾斜的倒轉背斜構造。背斜向東傾伏。礦體主要產于背斜兩翼。

斷裂構造:礦區斷裂構造是Au、Sb元素富集成礦的必要場所。按其展布方向可分為東西向、北東向、北西向三組。其規模較大者為近東西向斷裂，一般延伸達1.8 km，北東、北西向規模較小。

近東西向斷層:發育在背斜的正常翼(即南翼)。多沿鐵山組的上段泥質巖與灰巖夾鈣質頁巖間發生。斷裂帶長度 ＞2 km。傾向170°～195°，傾角42°～52°。屬北盤上升的正斷層性質。屬控礦斷層。

北東向斷層:多發生在背斜北翼，均為左旋扭動斷層，礦區發現有四條(F4、F5、F6、F7)，為控礦斷層。如F4斷裂長 ＞200 m，寬5～15 m，斷面傾向155°～165°，傾角52°～57°。

2.2.3 礦體

天臺礦區共圈定金礦體13個，銻礦體1個，分布于背斜兩翼，金礦體賦存于鐵山組上段的粉晶灰巖、含炭粉砂質頁巖、細砂巖、鈣質頁巖。銻礦體賦存在金礦體之下中厚層粉晶灰巖中。近東西向、北東—南西向兩組斷層為控礦斷層。礦石多為角礫狀。圍巖蝕變為方解石化、黃鐵礦化、粘土化及硅化。各礦體特征見表4。

天臺金銻礦體控礦構造為鐵山組下段構成的背斜構造和NE－SW向斷層及走向斷層，金礦體位于700 m標高以上，銻礦體位于700 m標高以下，形成上金下銻的分帶規律。在天臺礦區0線ZK02孔(圖3)中見輝銻礦體，長80.5 m，厚0.9 m，平均品位 Sb3.47%，求得銻金屬量83 t。可以預測深部有銻礦體存在。

3 成礦規律

3.1 控礦地層

區內泥盆系是銻、金礦的含礦地層。銻礦主要賦存在公館組、大楓溝組和鐵山組下段，鐵山組上段巖性為薄層泥質灰巖夾頁巖，在產于鐵山組中的銻礦往往與金礦成分帶關系，即上為金礦向下漸變為銻礦。大楓溝組和公館組中產出的銻礦為石英脈型單一輝銻礦型。金礦主要賦存在鐵山組上段(見表5)。

表4 天臺金礦礦體特征表Table 4 The table of the characteristics of Tiantai gold deposit

圖3 天臺金礦區AuⅢ(Sb)礦體剖面圖Fig.3 Geological section map of Tiantai gold deposit

表5 區內金、銻礦賦存層位列表Table 5 The table of the bearing strata of gold-stibium deposit

區內的這種層位控礦現象，筆者初步認為主要是巖性物理條件差異而形成不同構造控礦現象。鐵山組、公館組及大楓溝組含礦巖性多為中厚白云巖或白云質灰巖。這些巖層能干性強些，易產生脆性斷裂。這些賦礦白云質巖的頂板巖石多為泥巖、頁巖、薄層泥質灰巖，這些巖性又構成屏蔽層，銻礦成礦物質易于在控礦裂隙充填交代。鐵山組上段為薄層泥質灰巖夾頁巖能干性稍差，斷裂構造多為破碎形式，易于含金流體滲濾交代。

3.2 控礦構造

3.2.1礦帶控礦構造

區內礦帶控礦構造為一天門斷裂帶與后峽斷裂之間的老寺廠—汪家場復式背斜構造。老寺廠—汪家場成礦帶西自老寺廠，東至嚴家溝，長達40 km，寬5～10 km。

該構造帶中褶皺和斷裂十分發育，礦床的展布均受此構造帶控制。其特點是變形強度由北向南、由西向東逐漸減弱，礦化強度也隨之減弱。至槐樹嚴家溝以東逐漸消失。

3.2.2 礦床控礦構造

在老寺廠—汪家場復式背斜中有一系列次一級的背向斜構造，其中的背斜構造，特別是短軸背斜構造為區內銻、金礦床控礦構造。區內所有的金、銻礦均受此種構造控制，金礦明顯產于以鐵山組上段為背斜核的構造中。一個背斜往往構成一個獨立的礦床。

3.2.3 礦體控礦構造

區內所有的銻、金礦均受斷裂控制，而且這些控礦的斷裂構造都依附于前述的背斜構造中。控礦的斷裂類型有:走向斷層(近東西向)、順層滑脫斷層，北西—南東向、北東—南西向的剪切斷層。礦化體沿斷裂充填交代，富集者構成礦體。走向斷層或順層滑脫斷層多發育在背斜南翼，北西—南東、北東—南西剪切斷層多發育在背斜的傾伏端。北東向斷層較為發育，是區內主要控礦構造，多發育在背斜的近軸部。

總結區內構造控礦特征，老寺廠—汪家場復式背斜為礦帶控礦構造，其中次一級背斜為礦床控礦構造，背斜的斷裂為礦體控礦構造，形成區內構造控礦系統(圖4)。

圖4 構造控礦樣式圖Fig.4 Structure ore control chart

4 成礦模式

4.1 物質來源

4.1.1 礦源層

成礦必須要有成礦物質，本區銻礦的成礦物質經分析認為來源于高背景區。泥盆系除鐵山組上段接近克拉克值之外，其余均高于克拉克值，濃集系數變化在2～25之間，一般6～7，尤其是大楓溝組、古道嶺組(表3)。這兩個組中的碳酸鹽巖是區內背景含量最高層位，如大楓溝組碳酸鹽巖 Sb408.3×10－6，古道嶺組的碳酸鹽巖Sb122.9×10－6，濃集系數達數百倍。很明顯構成區內Sb元素的初始富集層位和富集的巖性，可成為區內成礦物質的礦源層。

4.1.2 硫、鉛同位素

硫同位素測定結果如表6。

表6 硫同位素組成表Table 6 The table of sulfur isotope composition

從表6 中可看出，該區δ34S 為6.4‰ ～12.22‰，極差5.82‰，平均值9.104‰。說明硫的成礦物質主要來自地殼，或者是含熱液的硫源主要來自地層和地下熱鹵水。

鉛同位素測定結果:列表7，其結果為206Pb/204Pb 18.09 ～ 18.343，207Pb/204Pb 15.533 ～ 15.600，208Pb/204Pb 37.994～38.726，表明鉛同位素分布范圍較窄，具正常鉛的特征。從鉛同位素地質環境圖上看礦石鉛主要落入造山帶上地殼鉛演化線上，表明鉛主要來自造山帶上地殼，即主要來源于地層。

表7 鉛同位素計算結果表Table 7 The table of lead isotope results

4.2 成礦年齡

依據表6測試數據，利用霍爾姆斯-候特曼斯模式，計算各樣的模式年齡結果(表8)可看出:黃家溝、天臺、黃家槽成礦時期為燕山運動早—晚期。這與公館地區鉛模式年齡122×106年(燕山期)(楊志華等1991)［2］是一致的。

表8 鉛同位素數據及有關參數Table 8 Lead isotope data and related parameters

4.3 成礦模式

總結上述成礦要素，該區域成礦模式大致歸納為三個階段:第一階段，礦源層形成階段;第二階段，印支時期含礦地層，礦源層發生褶皺，斷裂同時受構造熱液的改造，Sb、Au元素活化遷移初始富集;第三階段，燕山期構造運動不斷使早期構造活化，礦源層中的成礦元素活化運移，沿前期構造裂隙充填交代沉淀富集成礦。

加里東時期，揚子板塊北緣處于陸緣裂谷時期，由于地殼的拉伸作用，使深部的成礦物質進入到早古生代地層中。加里東晚期秦嶺洋板塊向華北板塊俯沖，形成大型的鎮安—旬陽—榨水的前陸盆地［3］，地殼發生斷裂沉降，地下熱水以噴流形式帶出成礦物質，金、銻或其他元素等成礦物質進入泥盆紀地層形成泥盆系礦源層。

印支時期，揚子板塊與華北板塊對接碰撞形成以東西向擠壓褶皺帶和斷裂帶，為成礦形成構造條件，提供礦床賦存的空間環境。如區內老寺廠—汪家場復式背斜及其中的次一級背斜和背斜軸部的北東—南西、北西—南東、近東西向及近南北向斷裂組，為區內銻、金礦控礦、賦存提供條件。同時在強大的構造運動應力作用下，先存在礦源層層中的成礦物質開始活化。

燕山期是重要的成礦期。燕山期來自太平洋板塊的擠壓作用，先期形成的構造發生力學性的轉化，在地表水和地下熱水對流的條件下，溶解和萃取礦源層和初始富集的成礦物質經運移充填于經改造的先期構造中形成礦床。

筆者觀察到該區從后峽—三天門斷裂帶向南變形程度逐漸減弱，礦化強度也逐漸減弱這一現象。因此認為后峽—三天門斷層為成礦流體循環對流起了一定的貢獻。綜合上述內容擬編了成礦模式圖(圖5)。

5 結語

鄖西縣西部地區的銻礦和金礦產于晚古生界泥盆系地層中，受泥盆系鐵山組、大楓溝組和公館組控制。在鐵山組中，鐵山組上段為金礦賦存層位，下段為銻礦賦存層位，往往成為上金下銻的銻金礦。無論是銻礦或是金礦控礦構造都為老寺廠—汪家場復式背斜中的次一級背斜構造。礦脈(礦體)沿背斜軸部斷裂構造充填、交代。為此提出如下找礦建議:

(1)在老寺廠—汪家場復式背斜的次一級背斜中進一步找礦，特別是鐵山組構成的隱伏背斜中找金或金、銻礦。

(2)在鐵山組中的金礦下部如水田、黃家槽、東溝腦、張家溝、天臺等金礦床下部尋找銻礦是可行的。老寺廠—汪家場復式背斜中的次一級背斜有礦床控礦的特征。在由鐵山組、大楓溝組、公館組構成的隱伏背斜特別是鐵山組組成的隱伏背斜中找隱伏金礦或銻礦是值得探索的。

［1］ 湖北省地質礦產勘查開發局.湖北省巖石地層［M］.武漢:中國地質大學出版社，1996.

［2］ 楊志華，等.邊緣轉換盆地的構造巖相與控礦［M］.北京:科學出版社，1991:60－61.

［3］ 吉讓壽，高長林，秦德余.華北與揚子兩板塊的拼接方式與揚子北緣古生代盆地應變特征［J］.石油實驗地質，2004，26(2):144.

(責任編輯:于繼紅)

Geological Features and Metallogenic Regularities of Stibium Deposit at West of Yunxi of Hubei

CHEN Jie，WU Kangsheng，XU Zexiu，WEN Liqin，LIU Jie，YANG Xiao
(Geological Survey Agency in Northwest Hubei Province，Xiangyang，Hubei441002)

Gold-stibium deposit(point)is produced in the upper Paleozoic of Devonian strata at Yunxi of Hubei.The Laoshichang-Wangjiachang of complex anticline is ore-controlling structure of ore belt and the secondary anticline in the complex anticline is the ore controlling structure.The fault in the anticline is the ore controlling structure of deposit.There is Carlin type of gold deposit.Stibium and gold deposit(point)show the gold-gold-stibium-stibium zoning law from west to east.Deposit show the gold-gold-stibium-stibium zoning law in the Tieshan Formation from top to bottom.Its mineralization age is Yanshanian.

stibium deposit;gold-stibium deposit;metallogenic regularities;metallogenic model

P618.66

A

1671－1211(2013)06－0749－08

2012－11－30;改回日期:2013－03－05

陳婕 (1985－)，女，助理工程師，地質工程專業，從事潛力資源評價、地質勘查工作。E－mail:379368678@qq.com