鄂東南陽新巖體中東部及周邊成礦規律與找礦方向探討

徐榮華, 王友勝, 袁紅偉, 李　宏, 閻元良, 姜　鷹

(湖北省地質局 第一地質大隊,湖北 大冶　435100)

0　引言

陽新巖體是鄂東南地區六大巖體之一,從成礦專屬性看,是銅、金、鐵礦床的重要含礦母巖體。而從目前發現和探明的大中型銅、金、鐵礦床大部分分布在陽新巖體中西端,尤以西北端銅綠山礦田居多*徐榮華、張國勝等,銅綠山礦田成礦規律找礦預測研究,湖北省鄂東南地質大隊,2010。[1],中東部發現探明的只有幾個小型銅鐵礦床(點)。上述差異,除了工作程度偏低外,主要還是成礦條件差異性造成的。本文從分析陽新巖體中東部及周邊成礦條件入手,總結區內礦床分布特征及成礦規律,建立區內成礦模式圖,結合近幾年勘查進展及效果,對下步找礦方向進行探討。

1　控礦條件分析

研究區位于三角區中的大冶—陽新凹褶斷束的東端、大冶湖向斜南翼與殷祖復式倒轉背斜北翼的接合部位、陽新巖體中東部及其外圍(圖1)。

1.1　地層與成礦

區內出露地層自志留系至三疊系均有分布,含礦層位主要是中石炭統的大埔組與黃龍組，二疊系的棲霞組、茅口組，三疊系的大冶組,與區域上的含礦性有所差別。造成與區域上的這種差別是由于構造條件造成的,在區內形成接觸帶的地層主要是上述地層。而區域上含礦最好的嘉陵江組地層(如銅綠山礦田)在區內未直接形成接觸帶,因此沒有突現其成礦的優越性。

區內礦化分為三類：一類是產于接觸帶形成接觸交代矽卡巖型礦床(體)；二類是熱液型礦化(形成的鐵帽)；三類是產在巖體內熱液型或大理巖捕虜體矽卡巖型礦床(體),在三類礦化中各地層的賦礦性不盡相同。

1.1.1矽卡巖礦床(體)

產于接觸帶形成的交代矽卡巖礦床(體),其含礦層位依次是中石炭統的大埔組、黃龍組—棲霞組—茅口組—大冶組。如赤馬山的Ⅰ號礦體、李家山的部分礦體產于大埔、黃龍組地層中;赤馬山的Ⅱ、Ⅲ號礦體產于棲霞組,赤馬山的Ⅳ號礦體產于大冶組中,其余李家山礦體多產于茅口組或大冶組中。

1.1.2熱液型礦化(鐵帽)

產于接觸帶外緣地層中的鐵帽,主要以熱液型礦化為主,鐵帽分布層位密度不一,依次為大冶組、嘉陵江組—棲霞組、茅口組—大埔組、黃龍組、云臺觀組。據統計產于大冶組、嘉陵江組中的鐵帽有9個,產于棲霞組、茅口組中的鐵帽有5個,而產于大埔組、黃龍組、云臺觀組中的鐵帽為4個[2]，這種含礦性與層位沒有明確性的對應關系,最主要的是構造引起。

1.1.3巖體內大理巖捕虜體矽卡巖型礦化

與地層有關的大理巖捕虜體矽卡巖型礦床(體),其含礦層位在黃龍組—棲霞組,如牛頭山銅鐵礦。

1.2　構造與成礦

構造對成礦具有極其重要的控制作用,不同深度、不同級別的構造對礦床(體)起著不同的控制作用。

研究區自北西至南東角斜貫全區發育山坡—楓林穿殼斷裂,是區內主要的深部通道。該斷裂為區內的巖漿、礦液的上升提供了有利條件。同時還發育有深切基底的深斷裂,如銅綠山—李家山等,將深部物質繼續傳遞到蓋層之中。

深部構造不僅起著深部通道的作用,而且還控制著巖體和礦床(體)的分布。銅綠山—李家山深斷裂在區內西自赤馬山,東至李家山,且出露地表,往東則為蓋層斷裂所替代。陽新巖體北緣以此為邊界,控制了巖體侵入就位。礦床沿著該斷裂帶分布,自西至東有東角山、赤馬山、李家山等銅礦床。

圖1　陽新巖體中東部及周邊地質構造圖Fig.1　Geological structure map of mid-eastern Yangxin rock mass and surrounding area1.蒲圻組；2.中、下三疊統嘉陵江組及大冶組；3.二疊系；4.中石炭統；5.中下志留統；6.中寒武統—上奧陶統；7.褶皺編號；8.背、向斜；9.倒轉背、向斜；10.斷裂編號；11.主干、次級斷裂；12.隱伏深斷裂；13.推斷斷裂；14.斷裂產狀；15.疊加構造；16.石英閃長巖；17.地質界線；18.銅鐵礦；19.銅礦；20.銅鉬礦；21.鎢鉬礦；22.鉛鋅礦；23.褐鐵礦鐵帽；24.赤鐵礦鐵帽。

控制礦體的多是次級的斷裂、層間破碎帶。在接觸交代型礦床中,礦體多是位于主斷裂帶旁側的次級斷裂中;對于接觸帶外緣鐵帽來說,也是這種情況,因此早期次級的斷裂、層間破碎帶是礦體的主要儲存空間。

1.3　巖漿巖與成礦

巖漿巖是區內金屬礦產的成礦母巖,與成礦關系密切,對成礦的控制主要表現在:

1.3.1空間關系

按工作內礦床點所處巖體的空間位置可分為正接觸帶、外接觸帶(外緣)及內接觸帶(巖體內)三個空間部位,各空間部位分別控制著不同類型、礦種的分布。其中正接觸帶分布礦床(點)數為7個。礦種主要為銅礦,礦床成因類型則主要是接觸交代型。多形成比較規模的礦床,如赤馬山銅礦、李家山銅礦、銅當銅礦等。外接觸帶(外緣)分布礦床(點)數為20個,礦種為鐵礦,主要表現為氧化鐵帽,目前還沒有發現規模以上礦床。礦點成因則為中低溫熱液型。巖體內成礦類型主要是大理巖捕虜體接觸交代型。如牛頭山銅鐵礦。

1.3.2時間關系

區內金屬礦產的成礦時間受巖漿—構造活動期的制約,成巖期和成礦期均可分為燕山早期和燕山晚期,具有一致性。本區大部分礦床均形成于燕山早期。

1.3.3巖性與礦化關系

與成礦有關的侵入巖,區內主要有細粒石英閃長巖、花崗斑巖、花崗閃長斑巖。

細粒石英正長閃長巖分布廣泛,組成陽新巖體的邊緣相,與圍巖呈侵入接觸,形成較寬的接觸蝕變帶,外接觸變質帶可寬達1～3 km。圍巖為碳酸巖地層時,由于同化混染作用的結果,在細粒石英正長閃長巖的外緣常為透輝閃長巖,由邊緣相過渡為混染相,此巖相對成礦有利。接觸帶中的礦體都與透輝石閃長巖有關系,如赤馬山、李家山等礦床。

花崗巖僅見于陽新巖體中的小巖體,多為他形結構,云英巖化、硅化較強烈。局部見黃銅礦、黃鐵礦化,呈浸染狀或細脈狀產出。如汪武屋地區泉家垅銅礦點。花崗閃長斑巖主要分布于研究區南側的白云山、銀山、阮宜灣一帶,區內僅在銅洞礦區出露。在銅洞礦區內,該巖體沿北西西向斷裂侵入到奧陶系下統紅花園組碳酸鹽巖地層中,與圍巖發生接觸交代作用,形成矽卡巖礦體。

2　成礦模式

晚侏羅世—早白堊世在中國東部發生大規模、突變性的構造,由東西向構造格局向北東—北北東向構造格局轉換的動力學轉折[3]。在燕山期145～130 Ma之間,由南北向擠壓轉換為南北向伸展,在伸展運動過程中早期形成的皺褶尤其是背斜核部因伸展作用形成開放性的通道,巖漿沿著這些通道上升侵位。燕山期中酸性巖漿沿著早期深大斷裂和燕山期的斷裂通道侵位,由于地層巖性差異和構造差異形成不同類型的礦床(圖2)。

2.1　接觸交代型礦床模型

2.1.1含礦巖漿上升

在燕山期構造的作用下,超殼斷裂將深部含礦巖漿向殼層輸送,到達殼層之后,通過與之連通的(直接、間接、可能)深斷裂又繼續向地殼的淺部傳送,直至地殼的蓋層之中。

2.1.2巖體就位

侵入蓋層中的含礦巖漿在開放式的構造空間以拓展式充填就位發育成大型巖體。陽新巖體東段即定位于殷祖復式背斜的北翼與走向斷裂中。研究區恰好位于深斷裂與走向斷裂重合的部位,組成巖體的北部邊界。

2.1.3交代作用的發生與礦體的形成

當巖體與圍巖接觸時發生接觸變質,其中與碳酸鹽圍巖接觸則常易發生滲濾交代變質作用,形成矽卡巖與礦體,典型礦床有赤馬山銅礦、銅當銅礦。在巖漿巖侵入過程中,將接觸帶邊緣碳酸巖地層以捕虜體形式帶入巖體中,形成了巖體內大理巖捕虜體矽卡巖型銅鐵礦,如牛頭山銅鐵礦。由于巖漿的多期次侵入,晚期部分花崗閃長斑巖沿構造侵入到合適空間形成斑巖矽卡巖型銅礦,如銅洞銅礦。

2.2　外緣氧化淋濾型礦體成礦模型

2.2.1含礦熱液上升

在燕山期構造作用下,區內早期閉合性構造面轉化為開放性構造面,其中與F1同為Ⅰ級構造的F2、F3,其規模較大,切割較深,雖未見巖漿侵入形成巖體,但仍可將深部含礦熱液導入蓋層淺處。或者是其深部有隱伏巖體,巖體的含礦熱液通過斷裂導入蓋層的淺處。F2、F3成為含礦熱液上升的通道。

2.2.2礦化體就位

當含礦熱液上升到蓋層的淺部時,選擇適當的空間位置儲積形成礦化體。

礦化體的形成:當含礦熱液上升到蓋層的淺部時,選擇適當的空間位置儲積形成原生礦化體。

氧化淋濾作用:后期由于氧化環境的作用,原生礦化體發生次生氧化淋濾富集,在有利的空間位置富集形成鐵帽和礦體。如費海橋等地礦化體(鐵帽)。

2.3　斑巖型成礦模型

在燕山期構造運動下,中酸性巖漿沿著早期深大斷裂和燕山期的斷裂通道上侵到不同層位,由于深部巖漿房中的母巖漿長時間上升侵位作用提供了源源不斷的熱量和成礦物質,使得成礦物質持續性在有利的物理化學條件下,在巖體內部有利的部位以及圍巖的裂隙以及破碎帶富集沉淀形成礦化體,形成白云山式斑巖型礦床。

3　成礦規律

3.1　　　　具有一定礦床規模和找礦有利地段主要集中在陽新巖體主接觸帶

目前已發現和查明的主要礦床點都分布在該接觸帶上,如赤馬山銅礦、李家山(父子山)銅礦、銅當銅礦。均屬接觸交代型(矽卡巖型)礦床。為燕山早期成礦期的產物,燕山晚期在局部疊加起富集作用。

礦帶總體延長方向由北西轉為北西西向,基本與陽新主體侵入方向一致(南東向北西西方向侵入)。主接觸帶斷裂復合構造帶所控的礦床體按控礦構造分為北西向和近東西向斷裂復合帶。

(1) 近東西向斷裂接觸復合帶,屬于走向斷裂,東西向斷裂為與褶皺軸線平行的走向斷裂，多發育在背斜的核部,常以軸面斷裂呈現,是區內規模最大的斷裂,礦體主要賦存于次級構造之中。屬于這組斷裂接觸復合帶控制的礦床有赤馬山銅礦—李家山銅礦。

①多為一小而富的矽卡巖型銅礦;富礦受控于接觸帶、矽卡巖與斷裂構造的復合部位。②礦體在平面上呈近東西向展布,在剖面上礦體向北、北東傾斜,向北東東側伏。③因接觸交代蝕變帶窄,加之成礦后斷裂構造破壞,礦體規模較小、連續性差,形態變化大。④富礦部位往深部多賦存于接觸帶外側矽卡巖及大理巖內。

3.2　　　　北西向斷裂接觸復合帶,此組斷裂接觸復合帶斷裂構造密集,破碎帶發育

沿走向、傾向均呈波狀彎曲。礦體主要賦存于復合帶內的主干構造之中。屬于這組斷裂接觸復合帶控制的礦床體有銅當銅礦—銅洞銅礦。

3.3　　　　巖體內熱液型或大理巖捕虜體矽卡巖型礦有一定找礦潛力

巖體內熱液型銅礦點以汪武屋南泉家垅水庫銅礦點為代表,礦體主要產于晚期二長花崗巖裂隙中,與陽新主巖體石英閃長巖呈侵入接觸關系。巖體內大理巖捕虜體矽卡巖型礦床以牛頭山銅鐵礦為代表,礦床以捕虜體形式殘留于陽新巖體中,礦床總體分布受北北西向捕虜體控制,捕虜體與侵入巖接觸帶為礦體主要賦存部位。

3.4　　　　接觸帶外緣熱液型礦、層控型礦或隱伏斑巖型銅金礦值得探索

外緣型熱液型礦或層控型礦主要指分布于陽新巖體主接觸帶外側，離巖體有一定距離的礦(化)點。

發現的外緣熱液型礦化信息主要表現為鐵帽。如費海橋、大王殿等地區。鐵帽嚴格受構造控制,不同構造類型起著不同的控制作用。

4　下步找礦方向探討

4.1　　　　近東西向疊加北東向控礦構造帶是下步找礦主攻方向

區內控礦的主導因素是構造,礦化體可以產于任何一個層位中,也可遠離巖體或無巖體出露的地段,但一定離不開特殊的構造部位—構造疊加部位。

從遙感圖(圖3)中可以看出區內主要有兩組方向的斷裂構造,一組為成礦前的近東西向構造,另一組是成礦期的北北東向的疊加構造。疊加構造有兩個帶,即西邊的太子廟—浮屠街構造帶及東邊的銅當—銅洞構造帶,前者即區域上的太子廟—浮屠街斷裂帶,其規模、強度較大。該構造帶控制著章山—赤馬山—阮宜灣成礦帶,在區內赤馬山、李家山、阮宜灣、銀山、白云山等礦床均位于兩個方向構造的交切部位。在影像上都是一個半圓形的亮塊,為尋找相似的成礦有利部位提供了信息標志。汪武屋地區位于北東向構造帶上,從已經完成的地質、物化探工作成果顯示,該區值得進一步探索。

圖3　陽新巖體中東部遙感斷裂解譯圖Fig.3　Remote sensing of fracture interpretation of mid-eastern Yangxin rock mass1.斷裂及其編號;2.大型礦床;3.中型礦床;4.小型礦床;5.銅礦;6.銅鐵礦;7.鎢鉬礦;8.鉛鋅銀礦。

4.2　北西接觸構造帶及巖漿巖侵入接觸帶“港灣”部位

4.2.1北西接觸構造疊加的北東向構造帶

從勘查情況看,接觸帶靠外側矽卡巖、大理巖及層間復合破碎帶仍有發現新礦體的可能。本次在銅當礦區張家灣××線(TC3)地表銅礦體就產在矽卡巖體和碎屑巖破碎蝕變帶中,而××線(ZK××01孔)深部見的銅鉬礦化體則產于角巖中,××線(ZK××01孔)在淺部硅灰石矽卡巖見到富銅礦體。因此,下步工作仍可以沿著走向及傾向追索ZK××01孔所見礦體。

銅洞礦區前期探索主巖體深部與奧陶系碳酸鹽巖接觸矽卡巖含礦性,雖然施工ZK901未見到礦化體,以一孔之見仍不能肯定無礦。本區是陽新巖體東部接觸帶和東西斷裂帶交匯點,并有晚期含礦花崗閃長斑巖(銅洞銅礦),證明有多期巖漿活動值得探索研究。

4.2.2巖漿巖侵入接觸帶“港灣”部位——峨眉頭—益柯山地區

經分析,本區向斜構造與巖體相交部位形成與“港灣”相配套的“圍巖半島”,而“圍巖半島”周緣或半島狀捕虜體是成礦有利部位;從巖漿巖動力學分析,陽新巖體從東向西北侵入,極有可能在此膨大部位形成渦旋,更有利于含礦物質充分運移,交換,富集成礦。從外圍礦床點分布情況看,陽新巖體東端北緣接觸帶,西部有赤馬山銅礦、趙家灣銅礦,東南部有銅洞銅礦、銅當銅礦床(點)。此處有對成礦有利的碳酸鹽巖容礦地層,有可能形成與上述礦床(點)相似的礦床(點),也可能存在隱伏的斑巖型銅金礦,值得進一步探索。

參考文獻：

[1]徐榮華，張國勝，等.鄂東南銅綠山礦田構造特征及其控礦規律[J].資源環境與工程,2012,26(3)：224-225.

[2]徐榮華，張國勝，范中林，等.湖北陽新巖體北接觸帶外緣鐵帽特征及找礦方向探討[J].資源環境與工程,2010,24(3)：254-258.

[3]任紀舜.論中國南部的大地構造[J].地質學報,1990(4)：281-282.