湖北省鶴峰縣孔王溪銅礦地質特征及找礦標志

李 明，張暢輝

(1．湖北省礦業權儲備交易中心，湖北武漢 430071;2．湖北非金屬地質公司，湖北武漢 430034)

1966—1969年，湖北省鶴峰縣孔王溪銅礦區所在區域開展了1∶20萬桑植幅區域地質礦產測量、區域重砂和區域化探測量，對區內地層構造進行了較系統的研究，形成了較完整的區域地層及構造資料，并對區內金屬礦產和重晶石、螢石等礦進行了踏勘了解。2010—2012年，筆者對孔王溪銅礦區開展并完成了普查工作和詳查設計，通過1∶10 000地形地質測量和水文、工程、環境地質填圖，大致查明了礦區地層、構造和水文、工程、環境地質特征;通過地表剝土剖面、槽探的施工和老窿清理，大致查明了區內礦體和礦石特征;通過對樣品的加工分析，了解了礦石的質量和類型;采用垂直縱投影地質塊段法，區內圈出一個工業銅(鋅)礦體。

分析孔王溪銅礦區地質特征和成礦背景，探討其礦床成因和找礦標志，對該區域資源儲量的進一步拓展和類似金屬礦床的找礦研究具有指導意義。

1 區域成礦地質背景

1．1 區域地層

孔王溪銅礦區處于揚子地層區黃陵八面山分區之咸豐小區與八面山小區之過渡地帶［1］，各時代地層出露較齊全，巖漿活動微弱。區域上出露元古界張家灣組—三疊系下統以及第四系松散或半膠結堆積物，缺失上志留統、下泥盆統和上、下石炭統，與銅、鉛、鋅礦有成生聯系的主要為寒武系地層，次為奧陶系地層。元古界地層分布于走馬坪背斜軸部紅羅溝一帶，下古生界—中生界地層區內廣布。巖類以碳酸鹽巖為主，碎屑巖為輔，其中張家灣組為一套酸性火山巖與陸源碎屑巖。紅羅溝張家灣組板巖中有閃斜煌斑巖脈侵入。

1．2 區域構造及地球物理場特征

該區在大地構造位置上處于上揚子臺坪八面山臺褶帶長陽—永順臺褶束北東段，北東向構造為區域上的主體構造，以褶皺為主，斷裂為輔。

區域地球物理場跨太行—武陵深層構造變異帶與咸豐幔陷。以該變異帶為界，西部地殼厚度一般在38 km以上，最大厚度45．8 km，為幔陷區，東部地殼厚度一般30～35 km，為幔隆區。太行—武陵深層構造變異帶從普查區東部(即走馬—五里坪)經過，地殼厚度東薄西厚，一般為36．5～39．5 km，在地表上反映為一系列北東向斷裂和背斜構造，這些構造為鉛鋅礦密集分布區的有利控礦構造。區域地質構造簡圖見圖1。

1．3 區域地球化學特征

區域地球化學場屬揚子貧鈉富鋰硼地球化學省，江南鎢錫銻汞地球化學域八面山銅高背景地球化學帶之鶴峰—長陽 As、Sb、Hg 富集亞帶，其東部 W、Sn、Bi、Hg、Ag、As、Sb 略有增高，Mo、U 降低，Hg、As、Sb、Pb、Zn疊加濃集作用較強，形成東山峰背斜等較強濃集區，反映了淺層低溫活動中的汞礦化及銅、鉛鋅礦化。

1．4 區域礦產

區域礦產以沉積礦產為主，計有震旦系上統陡山沱組的磷礦(風化磷礦和原生磷礦)，目前風化磷礦已被開采殆盡，原生磷礦由于品位低，尚未開發利用;寒武系下統水井沱組的釩礦，由于厚度和品位變化較大，目前暫未開發利用;志留系下統羅惹坪組生物大理石礦，由于質量欠佳，目前也未有開發利用;泥盆系上統寫經寺組的“寧鄉式”鐵礦，由于含磷高，也未被開發利用，僅局部零星開采用作水泥配料;二疊系上統龍潭組煤礦，分布于鶴峰向斜兩翼，煤層厚度一般0．4～0．7 m，屬高灰高硫中等發熱量無煙煤，現絕大多數已被開發利用。

圖1 區域地質構造簡圖

本區有色金屬銅、鉛、鋅礦目前均為一些礦點乃至礦化點，如五峰山鉛礦點、頂鍋園鉛礦點、陳家咀銅鋅礦點等，分布零星，不具規模，其地質找礦工作未能取得較大突破。

2 礦區地質特征

2．1 礦區地層

礦區由南東向北西依次出露寒武系下統石龍洞組—寒武系中統茅坪組下段等沉積地層，巖性及巖性組合簡單，另有第四系零星分布于河谷沖溝兩側。第四系由沖洪積殘坡積層構成，主要巖性為亞粘土、亞砂土和巖石碎石塊、塊石等組成，與下伏地層呈角度不整合接觸。茅坪組下段系一套淺海相碳酸鹽巖沉積，巖性為灰、深灰色中—厚層花紋條帶狀泥晶—粉晶含云質灰巖夾灰質云巖及灰巖，含中華褶頰蟲。高臺組下段系一套淺海相砂泥質沉積，巖性為一套青灰色、淺灰綠色灰質頁巖，含粉砂質頁巖夾泥晶灰巖小透鏡體，風化后顯長條狀小孔洞，底為1．0～2．7 m云質含黃銅礦粉晶灰巖，含湄潭擬美頭蟲、中華擬美頭蟲、高臺蟲等。寒武系下統石龍洞組系一套淺海相碳酸鹽巖沉積，巖性為淺灰、灰、灰黃色薄—中層夾厚層泥晶—粉晶云巖，下部夾粉晶云質灰巖。

2．2 礦體(層)特征

銅礦賦存于寒武系中統茅坪組下段下部地層中，為一套淺海相的碳酸鹽巖，賦礦巖石為淺灰色白云巖，具明顯硅化。礦體頂、底板均為淺灰白色中層狀白云巖，礦與非礦僅靠化學分析結果確定，肉眼難于判別。銅和鋅、鉛在同一礦體(層)中賦存，大致與圍巖整合產出，產狀穩定，形態簡單，礦體(層)產狀與圍巖一致，鋅、鉛礦與銅礦屬同體共生礦，Cu、Pb含量均勻—較均勻，局部地段可供小規模開采利用。礦體受層位、巖性和層間破碎、裂隙控制，一般在羽狀裂隙密集發育處及幾組裂隙相交處，礦化富集。圍巖蝕變主要為方解石化、硅化，與成礦關系密切。

2．3 礦區構造

礦區位于走馬—二坪背斜帶南西段之二坪背斜北東段北西翼，地層走向北東，傾向334°～352°，傾角40°～69°，沒有明顯的褶皺和斷裂構造，總體為一向北西傾的單斜，地質構造復雜程度屬簡單類型。

3 礦石產出及成因

3．1 礦石產出特征

礦石自然類型為含銅鋅白云巖。銅礦礦石的礦物成分為礦石礦物和脈石礦物兩類。礦物共生組合較簡單，主要金屬礦物為輝銅礦、藍銅礦、閃鋅礦，次為黃銅礦、褐銅礦及孔雀石，其中輝銅礦在白云巖中呈微細粒分散狀產出;閃鋅礦呈星點狀浸染狀產出;黃銅礦呈自形半自形粒狀，浸染產出;褐銅礦呈不規則小團塊狀產出，具皮殼狀結構。脈石礦物主要為白云石、方解石及石英。礦石結構為自形晶粒結構、半自形晶粒結構，浸染狀、塊狀構造。

3．2 礦石質量

筆者對銅礦區三個剝土點和三個斜井共采集了38件樣品，根據樣品測試結果，礦體礦石Cu金屬含量0．40% ～1．00%，平均含量 0．77%，變化系數 32．18%;共生 Zn金屬含量1．04% ～1．74%，平均 1．37%;Cu、Zn有用組分穩定程度屬均勻—較均勻。局部伴生Pb金屬含量達1．14% ～2．47%，平均1．79%，可供綜合利用。

3．3 礦床成因分析

本礦床為低—中溫熱液型(沉積—再造型)銅鋅礦，控礦因素主要為層位、巖性、構造及圍巖蝕變。寒武系中統茅坪組下段下部淺灰色薄—中層狀泥—粉晶云巖，為成礦的有利層位和巖性，在該層位巖性中，有用組分Cu、Zn呈細分散狀產于白云巖中，礦化的富集受層間破碎帶和裂隙的控制。一般而言，在上述地層層位、巖性和羽狀裂隙發育疊加復合處，則是礦體富集的有利部位。控礦巖相古地理為局限海臺地相［2-3］。

4 找礦標志

分析該礦區及區域地層、構造、礦石產出及成因等特征，總結出該類型礦床的有利找礦標志。

(1)地質標志。與銅礦具有成生聯系的為寒武系中統茅坪組下段，是區內尋找銅礦的較有利層位。該層位下部淺灰、灰黃色薄層狀灰巖—中層狀泥-粉晶云巖，是區內銅礦賦礦巖石，地表微風化呈灰黃色，含礦巖石由于硅化、硬度高，很不容易敲碎。

(2)構造標志。層間破碎帶和羽狀裂隙是區內成礦的有利構造，在羽狀裂隙、層間破碎與層位、巖性疊加復合處，常形成工業礦體［4］。

(3)蝕變標志。區內蝕變標志有三類:一是脈石礦物類蝕變，如方解石化、硅化等;二是礦石礦物類蝕變，如黃銅礦化;三是氧化礦石礦物類蝕變，如褐銅礦化。區內一般賦礦部位在地表均有硅化和褐銅礦化，巖石顏色多變為褐紅、棕褐色，肉眼極易識別，是一種間接的找礦標志［5］。

(4)鐵帽標志。金屬硫化物礦體的氧化露頭進一步遭受強烈的氧化和風化作用，金屬元素在酸性介質條件下轉化為活動組分而被淋濾流失，殘留下的為不溶性氧化物—褐銅礦為原地沉淀聚集，形成表生鐵質帽狀覆蓋物，即鐵帽，它是一種特殊類型的氧化礦體露頭。在區內地表多具鐵帽，是尋找銅礦床的重要標志［6］。

(5)地貌標志。老硐、老窿、礦渣堆是最明顯的找礦標志，如普查工程的三個斜井硐口，均見有礦渣堆積。

［1］ 趙東波，馬忠林，張喜平，等．法庫縣東部鉬礦床地質特征與找礦標志［J］．礦產與地質，2009，23(4):326-328．

［2］ 陳文強．玉水銅多金屬礦床的成礦地質條件及其成因分析［J］．有色金屬，2007，59(1):18-21．

［3］ 馮昌榮，何立東，郝延海，等．新疆塔什庫爾干縣一帶鐵多金屬礦床成礦地質特征及找礦潛力分析［J］．大地構造與成礦學，2012，36(1):102-103．

［4］ 韓旺珍．甘肅省天水市火麥地銅礦地質特征及成因淺析［J］．甘肅冶金，2012，34(3):79-82．

［5］ 代軍治，李永勤，王設計，等．陜西鳳縣地區九子溝銅礦的特征、成因及意義［J］．地質通報，2011，30(11):1794-1801．

［6］ 劉旭，劉悟輝，息朝莊，等．湖南黃沙坪鉛鋅多金屬礦區巖漿巖地球化學特征［J］．地質找礦論叢，2009，24(3):198-202．