湖北省陽新縣香爐山地區銅金礦找礦思路及工作部署

蔡恒安，王 宇，賀景鴿，謝 平，劉 佳

(湖北省地質局第一地質大隊，湖北大冶 435100)

鄂東南鐵銅礦集區是長江中下游鐵銅成礦帶的重要組成部分，截止2013年底，礦集區累計查明銅金屬資源儲量約400多萬噸，鐵資源儲量約8億多噸，金資源儲量約100多噸以及一定量的鎢、鉬、鉛、鋅、鈷等金屬礦產。近年來，除去雞冠咀、銅綠山、豐山老礦山深部及外圍取得一定突破外，新區找礦進展不大，主要存在三大瓶頸:一是礦產勘查工作主要集中于毛鋪—兩劍橋斷裂以北的礦山密集區，對南部礦山較少區投入不夠，找礦空間存在瓶頸;二是礦產勘查工作局限于六大巖體附近，找礦層位局限于三疊系地層，礦床類型局限于矽卡巖型，而對小巖體(特別是隱伏小巖體)、找礦層位如奧陶—志留系、泥盆—石炭系等地層硅鈣面，礦床類型例如沉積改造型、斑巖型等的重視程度不夠，找礦思路存在瓶頸;三是以往的勘查手段對找大巖體、矽卡巖針對性較好，對找小巖體、沉積改造型礦床的技術手段上存在技術和經驗上的瓶頸。本次工作以先進成礦理論和新的找礦思路為指導，通過物化探以及工程技術手段詳細解剖南部香爐山勘查區成礦地質條件，評價香爐山勘查區銅金礦找礦前景，由點及面，在此基礎上大致評價礦集區南部的找礦前景，開拓新的找礦思路。

1 區域地質背景

勘查區大地構造位置位于下揚子臺褶帶通山—瑞昌凹斷褶束的下畈—楓林倒轉背斜與雞籠山—苗母山倒轉向斜核翼轉折端的中部。成礦帶歸屬于大冶—瑞昌鐵銅金鎢鉬鉛鋅Ⅳ級成礦帶東部的豐山銅金礦田。區內地層除中、下泥盆統缺失外，寒武—三疊地層均有出露，又以古生界地層為主;區域構造主要形成于印支期和燕山期，印支期形成大量北西西—近東西向的復式褶皺構造以及核部及翼部發育的北西西—近東西向走向斷裂和北東、北西向剪切斷裂，燕山期構造疊加于印支期構造之上，形成北北東向褶皺和斷裂的同時，形成大量的弧形褶皺以及改變早期斷裂的性質，成為重要的控巖控礦構造;區域巖漿巖較發育，主要有鄂城、鐵山、金山店、寧鄉、殷祖、陽新等六大巖體和銅綠山、銅山口、豐山、雞籠山等100多個小巖體，形成時代主要為燕山期，與區域銅鐵金等金屬礦產關系密切［1-2］(圖1)。

2 香爐山勘查區地質特征

2．1 勘查區地層

圖1 豐山礦田地質簡圖(據杜凱，2014改)Fig．1 Geological sketch of Fengshan ore fields

勘查區地層出露較全，從志留—三疊系地層均有出露，但中下泥盆統由于抬升導致沉積間斷，地層缺少，地層整體的展布方向為近東西向。志留系地層分布于勘查區的南部，巖性以泥頁巖、泥質粉砂巖、石英砂巖為主;勘查區的中部發育長條狀分布的泥盆系地層，巖性為石英礫巖;石炭系地層毗鄰于泥盆系地層，分布于其南部，上部為生物碎屑灰巖，下部為(角礫狀)白云巖;二疊系地層分布于勘查區的北部，巖性為生物碎屑灰巖、含燧石團塊(條帶)灰巖;三疊系地層發育較少，僅僅在香爐山山頭北部出露，巖性主要為泥灰巖、灰巖(圖2)。其中泥盆—石炭系地層不整合界面和石炭系大埔組地層發育膠狀黃鐵礦層的巖性段是本次工作的重要找礦層位，該層位也是九瑞礦集區最重要的找礦層位。

2．2 勘查區構造

褶皺構造:勘查區位于雞籠山—苗母山復式倒轉向斜和下畈—楓林倒轉背斜的核翼轉折端，為向斜和背斜的核翼轉折端。

圖2 香爐山勘查區綜合成果圖Fig．2 The comprehensive results of Xianglushan exploration area

雞籠山—苗母山復式倒轉向斜 軸部整體呈北東東—近東西向展布，在香爐山地段軸向明顯向北突出，呈弧形狀分布，核部地層主要為三疊系地層，兩翼依次為二疊系—志留系地層，南北翼地層都傾向南，北翼地層倒轉。褶皺內部發育大量次級褶皺(裙邊褶皺)，顯示出復式褶皺的特征。復式向斜核部次級褶皺(裙邊褶皺)對區內與成礦密切相關的燕山早期晚階段的中酸性小巖體以及相關的銅金礦產控制明顯，表現為中酸性小巖體及與其相關的銅金礦產主要分布于豐山—雞籠山—東雷灣一帶，定位于復式向斜核部發育的次級褶皺和斷裂構造的耦合部位。

下畈—楓林倒轉背斜 位于雞籠山—苗母山向斜以南，背斜軸向整體呈北東東向，在香爐山地段呈近東西向，背斜核部主要為志留系地層，在東部江西寶山地區岀露少量奧陶系地層，兩翼依次為泥盆—三疊系地層，北翼地層向南傾，地層倒轉。花崗閃長斑巖成礦母巖主要分布于江西省寶山—大橋一帶，定位于復式背斜核部及南翼。

斷裂構造:勘查區的斷裂構造主要分為北東、北西、北東東向—近東西、北北東向斷裂四組，其中北東東向斷裂為平行褶皺軸部的走向斷裂，北西和北東向斷裂為褶皺核翼部位發育的剪切斷裂，北北東向斷裂為燕山期構造應力形成的走向斷裂，由于碳酸鹽重結晶溫度很低，早期斷裂往往愈合，地表難以觀察，主要表現為零星出露的斷裂構造形跡。

北西向謝華武—豐山洞—城門山斷裂帶 見圖1中巖石圈斷裂，斷裂帶北東起于鐵山巖體內部的謝華武巖體—銅洞、銅垱—雞籠山、豐山—江西城門山一帶，長度＞120 km，為一系列斷裂組成的斷裂帶，走向約315°，產狀變化較大，整體向南西陡傾。斷裂帶北東部控制了謝華武花崗閃長斑巖小巖體的侵位，豐山礦田花崗閃長斑巖小巖體群均分布于斷裂帶附近，九瑞礦集區的中酸性小巖體群也明顯受其控制，說明該斷裂帶對燕山早期晚階段的中酸性小巖體群控制作用明顯。

結合區域成礦規律認為，勘查區多層次、多級別的北東、北西、北東東向—近東西、北北東向四組斷裂組成的格網狀斷裂構造系統控制了不同深度巖體的侵位，從而控制與巖體密切相關的銅金礦體的最終定位［3-4］。

2．3 勘查區巖漿巖

勘查區巖漿巖不發育，但工作區周邊巖漿巖較為發育，例如雞籠山、豐山巖體包括九瑞地區寶山、武山巖體等都為燕山早期晚階段形成的花崗閃長斑巖、石英閃長玢巖等中酸性小巖體，與區內的銅鉬金礦關系密切。

2．4 勘查區地球物理特征

磁法 與成礦有關的中酸性小巖體相對于無磁性的沉積巖往往顯示出微弱的正磁異常，工作區整體上以負磁異常為主，正磁異常不發育，僅僅在工作區的中南部見一個微弱的面狀正磁異常(圖2)，可能為深部隱伏巖體的磁性反映。

重力 區內碎屑巖密度最低，其次為中酸性侵入巖，密度較大的巖石為碳酸鹽巖，因此，碳酸鹽巖區多顯示出重力高異常，碎屑巖區多顯示重力低異常。中酸性侵入巖侵入于碳酸鹽巖地層時，在碳酸鹽巖地層出露區顯示出負重異常的特征，侵入于碎屑巖地層時，顯示出重力高異常的特征，區內小斑巖體由于地表風化和圍巖蝕變發生高嶺土化，其密度降低，導致在碳酸鹽巖區的小巖體發育部位負重異常更為明顯。

勘查區剩余布格重力異常主要為北東東—近東西向帶狀分布且幅值不大的圈閉異常，幅值多在-1．0～0．8毫伽之間，整體以負重異常為主，呈北東東—近東西帶狀分布于勘查區中部，負重異常帶中發育明顯的負重中心，并且負重中心與第四系以及碳酸鹽巖分布區耦合較好。初步認為負重異常帶整體呈北東東—近東西展布可能是受泥盆—石炭系地層硅鈣面發育的滑脫構造和斷裂構造控制，而碳酸鹽巖分布區的負重中心可能是沿斷裂構造上侵的隱伏中酸性小巖體的淺部反映(圖2)。

2．5 勘查區地球化學特征

工作區東南部發育面狀的Au-Ag-Sb-Hg化探異常，與雞籠山、豐山等典型礦床的低溫前緣暈異常相似度較高，說明深部具有尋找與隱伏小巖體有關的銅金礦的地質條件(圖2)。

3 找礦思路

勘查區的找礦思路主要應明確以下幾點認識:①勘查區的找礦方向，即找什么礦;②根據區域成礦規律明確勘查區可能發育的礦床類型及其成礦規律;③工作重點，即主要解決什么問題;④勘查區找礦技術方法和手段，即用什么有效的方法和手段解決問題。

3．1 找礦方向

根據勘查區成礦地質條件結合其所在區域的礦產分布規律，認為工作區的主要找礦方向為尋找與燕山早期晚階段中酸性小巖體有關的銅金礦產，礦床類型為圍繞小巖體由巖體中心向外1 km范圍內，由內向外依次發育的斑巖型銅鉬—斑巖型銅金—矽卡巖型銅金-D-C地層不整合界面沉積改造型銅多金屬礦—低溫熱液型金礦。其中以泥盆—石炭不整合界面的沉積改造型銅多金屬礦為主攻礦床類型。

3．2 成礦規律

根據九瑞礦集區總結的成礦規律，與成礦密切相關的燕山早期晚階段中酸性小巖體受多層次、多級別斷裂和褶皺構造控制，垂向上表現為多層次、多級別的特征。北西向的謝華武—豐山洞—城門山巖石圈斷裂通過控制深部大巖基(頂深＞7 km)的展布而控制了礦帶的展布，北東、北西、北東東向基底斷裂通過控制中深部巖基(頂深＞2～4 km)的展布而控制了成礦亞帶的展布，北東、北西、北東東向蓋層大斷裂通過控制中淺部巖漿柱(頂深＜1 km)的展布而控制了礦田的展布，蓋層淺部的北東、北西、北東東向、北北東向斷裂構造和北東東向褶皺構造的耦合部位控制了淺部巖體和礦床的定位(圖3)。

在區域尺度上，地表出露的小巖體受斷裂和褶皺構造控制表現出明顯的等距性和帶狀分布特征，具體表現為區域上北東東向展布的六條巖漿巖帶北西成串分布，并呈10～15 km等距分布，單條北東東向巖漿巖帶內小巖體呈5～10 km等距分布，同時四條北北西向展布的巖漿巖帶也呈5～8 km等距分布;在礦田尺度上(例如豐山礦田)小巖體也呈明顯等距分布特征，小巖體北西向呈2～3 km等距分布，北北東向呈1～2 km等距分布(圖4)，圍繞成礦母巖1 km范圍內發育斑巖型—矽卡巖型—泥盆—石炭系地層不整合界面沉積改造型—低溫熱液脈型等多類型銅金礦產，并常常表現多位一體的特征。

圖3 九瑞地區巖漿巖系統立體結構圖(據翟裕生，1997)Fig．3 Stereo diagram of magmatic rock system in Jiurui area

勘查區主攻礦床類型為賦存于泥盆—石炭系地層不整合界面的沉積改造型銅金多金屬礦產，該類型礦產占九瑞地區銅多金屬礦產儲量的42．5%［5］，其往往發育于距燕山早期晚階段中酸性小巖體1 km范圍內的D-C地層不整合界面附近及其上的大埔組(角礫狀)白云巖中，礦體往往呈層狀、似層狀，礦石多具膠狀結構和交代結構顯示出沉積成因和改造成因等多成因，通過武山和城門山礦床最近的深部探礦工程證實，沉積改造型銅金多金屬礦向礦區深部延伸仍很穩定，找礦前景較好。

圖4 豐山礦田小巖體分布示意圖(據陳臘春，2009改)Fig．4 The distribution diagram of small rock mass in Fengshan ore field

3．3 工作重點

根據勘查區的成礦地質條件和物化探異常特征，指示勘查區具有尋找與燕山早期晚階段中酸性小巖體有關的銅金礦產的前景，主攻礦床類型為發育于距成礦小巖體1 km范圍內賦存D-C地層不整合界面的沉積改造型銅金多金屬礦產。勘查區的找礦重點和難點有以下幾個方面:

界定主成礦期 沉積改造型銅多金屬礦產明顯存在多期次成礦的特征，至少存在早期海西期的熱水沉積成礦作用和晚期燕山期的巖漿成礦作用，界定主成礦期對地質找礦意義重大，其決定了勘查區的找礦方向和找礦重點。前人通過研究發現這類礦床總是分布于燕山早期晚階段中酸性小巖體1 km范圍內，沒有巖體或者離巖體較遠時，礦床往往難以達標成型，所以認為熱水沉積成礦作用僅僅形成了成礦物質的初始富集，也就是礦源層，而燕山期的巖漿成礦作用為主成礦作用，也就是說沒有燕山期巖漿成礦作用的疊加，這種礦床無法達標成型，形成規模型的礦床。主成礦作用的確定決定了勘查區的首要工作就是尋找燕山早期晚階段的成礦小巖體，圍繞小巖體尋找斑巖型、矽卡巖型、沉積改造型等銅鉬金礦產。

尋找成礦小巖體 前人通過研究認為巖漿成礦作用為主成礦作用，巖體的發育與否對于成礦至關重要，那么成礦小巖體的空間上具有怎樣的分布規律、地球物理和地球化學特征，圍繞成礦巖體具有怎樣的礦化特征和圍巖蝕變特征等，應從這些入手指導成礦小巖體的找尋。

沉積成礦期的成因 區域上大埔組白云巖中沉積的膠黃鐵礦層是正常沉積成因還是熱水沉積成因，雖然蔣少涌、侯增謙等通過黃鐵礦的多成因、灰泥丘以及新橋礦床發育的典型熱水硅質巖等證明熱水沉積的存在［6-10］，但不少業內人士對形成白云巖的局限臺地或者咸化瀉湖環境能否發育熱液噴流成礦作用存在不少的質疑?

D-C地層不整合界面(硅鈣面)的控礦機制 不少專家通過研究認為在石炭紀存在熱水噴流成礦作用，形成了原始成礦物質的初始富集，后期燕山期巖漿成礦作用的疊加，導致礦床主要賦存于D-C地層不整合界面以及石炭系大埔組地層中;但也有不少人提出疑義，認為成礦主要與燕山期巖漿成礦作用有關，礦床定位于D-C地層不整合界面中，是由于不整合界面為一硅鈣面，整體來說就是一個大的地球化學和地球物理障，導致成礦流體在此物理化學條件發生變化，其攜帶的成礦物質在此沉淀聚集成礦，對于大量礦體分布于大埔組地層中，從大埔組主要為角礫狀白云巖也可以從地球物理障角度來解釋。

熱水噴流成礦作用類型 熱水噴流成礦作用類型是VMS型還是SEDEX型界定不明?雖然翟裕生、包家寶等發現不少此類礦床都有少量的海相火山巖(如武山、城門山)，認為為VMS型，但大多數此類礦床都不發育海相火山巖(如丁家山等)，并且與典型的VMS型礦床特征差異較大，認為屬SEDEX型［10］。不同的類型代表不同的找礦方向，若是VMS型，熱水沉積成礦期主要找礦重點就是尋找火山巖和火山口，圍繞火山巖和火山口開展找礦工作，若是SEDEX型，主要找礦重點就是尋找控礦同生斷裂，圍繞同生斷裂開展地質找礦工作。

勘查區成礦地質特征和物化探異常的驗證 明確了勘查區首要工作是尋找成礦小巖體，那么需要研究哪些地質特征以及物化探異常指示可能存在隱伏成礦小巖體，采取什么有效的方法和技術手段去查證，從而對勘查區找礦前景進行評價。

3．4 工作方法和技術手段

地質方面 鄂東南地區以往的地質工作方法和技術手段主要為開展相應比例尺的地質填圖，填圖的重點主要為圈定地表出露的巖體、礦化、圍巖蝕變等直接找礦信息，指導地質勘查工作;由于勘查區巖體不發育，其地質填圖的重點主要為圈定與巖體有關的圍巖蝕變、變質作用、控巖構造，通過直接和間接的找體信息，指導巖體的找尋，最終指導與巖體有關的銅金礦產的地質勘查工作。

物化探方面 鄂東南地區物化探工作方法和技術手段主要是磁法平面定位、電法垂向定位，兩者聯合進行空間定位，對與大巖體有關的矽卡巖型銅鐵金礦產找礦效果明顯，然而對與小巖體有關的銅鉬金礦產是否有效?對于磁法來說，大巖體一般巖性為中性的石英閃長玢巖等，磁性較強，加上其成礦專屬性以鐵銅礦為主，磁鐵礦發育，磁性強，磁法找礦效果好;而小巖體一般為中酸性花崗閃長斑巖其磁性較弱，加上其成礦專屬性以銅鉬金為主，磁鐵礦不發育，巖體出露地表還好，若為隱伏巖體，磁法找礦效果較差。

本次工作借鑒九瑞地區“物探找體，化探圈礦“的經驗，物探方法提出重力找體的思路，針對小巖體密度一般在2．65 g/cm3，灰巖和白云巖等碳酸鹽密度一般在 2．72 g/cm3，碎屑巖密度一般在 2．55 g/cm3，三者存在明顯的密度差異，為重力測量工作提供了工作前提，從雞籠山礦區實際找體效果也證實重力的找礦精度高于磁法，勘查區物探思路為重磁結合從而更精確對小巖體進行平面定位，而采取CSAMT測量工作對巖體垂向進行定位，從而達到物探找體的效果;化探方法采取巖石地化測量工作圈定礦體分布區，確定重點工作地段，物化探兩者結合達到找體找礦目的。

4 找礦部署

針對工作區直接找礦信息較少的現狀，本次遵循“由面到線、由線及點、重點突破”的原則，循序漸進地開展地質勘查工作。

(1)在綜合研究區域以往地質資料的基礎上，結合九瑞地區“物探找體，化探圈礦”的經驗，在工作區首先開展1∶10 000比例尺的地質、物化探測量等面上地質勘查工作，大致了解工作區可能的賦礦地層和控礦構造的展布特征、地表隱伏巖體和礦化蝕變現象的發育與否，綜合研究所獲資料，大致了解工作區的找礦前景，劃分出工作區的找礦遠景區(普查區)。

(2)針對工作區找礦遠景區特別是礦致異常區，投入1∶2 000重、磁、電、巖石地化綜合性剖面工作，詳細解剖異常的細部特征，大致查明成礦地質體的空間分布特征，對于地表出露的礦化蝕變和巖體以一定的槽探工程進行控制，查明其空間展布特征，并通過少量鉆孔工程對其深部進行稀疏控制，發現含礦地質體，并用一般工業指標估算333+334銅鉬金金屬量，同時通過對地表和深部的礦體和礦石特征的綜合研究，對控礦因素和成礦規律提出自己的見解，指導工作區的后續地質勘查工作。

(3)對普查區已找到的礦體通過鉆探工程進行走傾向追索擴大礦產資源量，同時對工作區與已知礦致

異常較為相似的物化探異常進行查證工作，尋找新的礦體和找礦空間，同時根據已獲得的地質資料，總結礦床的成礦規律補充區域成礦規律的不足之處，指導區域同類礦床的礦產勘查工作，擴大區域的找礦空間。致謝:本文的撰寫得到金尚剛和魏克濤兩位教授級高級工程師的大力支持和幫助，在此深表感謝!

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