黃陵斷穹核部洪武村金礦地質特征及找礦前景分析

劉圣德, 張仲權, 姚 燕, 廖宗明, 邱 鳳

(1.湖北省地質局 第七地質大隊,湖北 宜昌 443100； 2.湖北省富硒產業研究院,湖北 武漢 430034)

黃陵斷穹核部洪武村金礦地質特征及找礦前景分析

劉圣德1, 張仲權1, 姚 燕2, 廖宗明1, 邱 鳳1

(1.湖北省地質局 第七地質大隊,湖北 宜昌 443100； 2.湖北省富硒產業研究院,湖北 武漢 430034)

洪武村金礦位于揚子準地臺上揚子臺坪鄂中褶斷區黃陵斷穹核部中段,分布于區域性深大斷裂——板倉河斷裂北東側次級脆韌性斷裂破碎帶內。金礦體及礦化均產于一組走向北—北北西向斷裂破碎帶中；礦體呈脈狀、透鏡狀產出；主要礦石類型為含Au蝕變構造巖型,次含Au硫化物石英脈型。含礦破碎帶及頂底板圍巖均有不同程度的構造熱液蝕變,主要為絹云化、硅化、黃鐵礦化,屬巖漿期后中低溫熱液蝕變型金礦,具較好的找礦前景。

洪武村金礦；礦床類型；地質特征；找礦前景

湘西—鄂西成礦帶位于中國大陸中部,北跨秦嶺—大別造山帶,南部則包括華南地塊的江南基底逆沖褶皺隆升帶,西部連接四川盆地,具有典型揚子陸塊的組成與結構特征。通過近幾年國土資源大調查和社會資金的投入,在該成礦帶內發現了一些找礦線索,本文以黃陵斷穹核部洪武村金礦為切入點,分析成礦地質背景、礦區結構構造、礦石質量、礦體圍巖蝕變等基本特征,探討本區金礦成因、賦礦特征及區域成礦條件,得出洪武村金礦在含金構造帶深部具有較好的找礦前景，為國家在湘西—鄂西成礦帶下一步遠景區劃和工作部署提供新的地質依據。

1 礦區基本特征

1.1 地質背景

洪武村金礦大地構造處于揚子準地臺上揚子臺坪鄂中褶斷區黃陵斷穹核部中段(圖1)。黃陵斷穹核部由一套前南華系變質巖和巖漿巖組成。核北部主要為晚太古—早元古代副變質巖分布區,同位素測試年代為21.72億—29.22億年[1-3]；核西南部為一套片麻巖夾斜長角閃巖的巖石組合。

黃陵背斜核部巖漿巖十分發育,從基性—超基性巖—中酸性巖類均有出露,又以花崗巖類分布最廣,主要有古元古代(呂梁期)的圈椅埫黑云鉀長花崗巖體、中—新元古代(揚子期) 的端坊溪、竹林閃長巖體和黃陵花崗巖基[4-5]。

剪切帶構造在黃陵背斜核部廣泛發育,包括韌性剪切帶和脆性斷裂等,主要有近東西向、北西向和北東向三組,其中北西向斷裂為區內主干斷裂。本區韌性剪切帶屬殼內型,以韌性、脆韌性為主。其中以北西向韌性剪切帶最為發育,以霧渡河、板倉河、鄧村—小溪口韌性剪切帶為代表,主要為初糜巖和剪切褶皺組合,兼具推(滑)覆型和走滑型的雙重特點,一般是先左行逆沖后右行下滑。另外,本區還廣泛發育近東西向、北西向、北東向等脆性斷裂,該組斷裂疊加在同方向韌性剪切帶之上,并具多期活動的深斷裂特點[6]。

1.2 礦區地質構造

洪武村金礦區位于黃陵斷穹中部偏北,主要由黃陵廟巖套中蛟龍寺單元的中粒黑云斜長(奧長)花崗巖組成,次由下堡坪單元似斑狀黑云花崗閃長巖等組成,主要出露巖石為黑云斜長花崗巖、似斑狀黑云花崗閃長巖及少量閃長玢巖、角閃輝綠巖和鉀長花崗偉晶巖、石英脈(圖2)。

區內斷裂構造十分發育,按其與含金破碎帶的關系,大致可分為三類:

(1) 區域性主干斷裂——板倉河斷裂帶,斜切黃陵背斜核中段花崗巖,并延伸到背斜兩翼的沉積蓋層中,全長>30 km,總體走向310°,傾向北東,傾角70°±，為韌性剪切和脆性破裂的多期次、多階段的構造活動作用而形成。斷層北側金礦化及重砂、地球化學異常頻繁出現。含Au量最高達1.05×10-6(孫家河Au 102),無礦化的蝕變碎裂花崗巖經化學—光譜分析含Au 8.8×10-9～120×10-9,平均為58×10-9,與未經礦化的黑云斜長花崗巖Au的平均含量2.2×10-9相比具有明顯的地球化學異常，反映斷層形成之后曾有過含Au熱液的活動。

(2) 含Au構造帶,區內分布有8條含Au構造帶(表1),位于板倉河大斷裂(F0)的北東盤(上盤),呈大致平行的北北西—南南東向延伸。前人曾認為是板倉河斷裂的“入”字型分支的次級斷裂,但均未見到與板倉河斷裂相交或相接的關系,應為板倉河斷裂旁側的同生次級斷裂。

(3) 成礦后斷裂,可分為有巖脈充填的斷裂和無脈巖充填的斷裂,前者多集中于礦區東北角,呈北東東向展布,性質為張扭性正斷層；后者主要呈北東向和近東西向展布。

圖1 黃陵斷穹核部區域地質圖Fig.1 Regional geological map of core of Huangling faulted dome

圖2 洪武村金礦平面分布圖Fig.2 Plane distribution map of gold deposit of Hongwu village1.蛟龍寺單元；2.黑云斜長花崗巖；3.閃長玢巖；4.角閃輝綠巖；5.金礦(化)體；6.含金脈體及編號；7.含金構造帶；8.施工鉆孔及編號；9.施工探槽及編號；10.礦區范圍；11.斷裂編號及產狀；12.板倉河斷裂帶。

表1 洪武村金礦區含金斷裂構造特征統計表Table 1 Statistical table of gold-bearing characteristics of fracture structure in gold field,Hongwu village

1.3 含Au構造

區內共有8條含Au構造帶,總體走向330°～350°,局部為近南北向,走向上呈舒緩波狀,有分枝復合、尖滅再現特點。斷面傾向北東,局部傾向南西,一般傾角60°～85°。構造帶規模大小不等,最大長度千米以上,最小長度200 m(圖2)。破碎帶寬度一般為1～5 m,最大寬度>10 m,局部最小寬度僅0.30 m,主要有碎裂巖、碎斑巖及碎裂花崗巖,圍巖為黑云斜長花崗巖。圍巖蝕變主要有硅化、絹云母化、綠泥石、鉀化、碳酸鹽化、褐鐵礦化、黃鐵礦化、黃銅礦化和偶見方鉛礦化,蝕變強度及分布與構造帶內次級裂隙發育程度關系密切。

沿含Au構造帶主斷面的裂隙貫入充填板狀、透鏡狀、條帶狀硫化物石英脈,主要分布于構造帶的上下斷面處,與其接觸的碎裂花崗巖均可見硫化物呈浸染狀及團斑產出,石英脈規模大小不等,長度一般在數米至數十米,寬度1～10 cm,分布于構造裂隙之中,往往隨裂隙消失而尖滅。

含Au構造帶走向變化較大,表現在破碎帶寬度膨大、收縮，呈無規律的尖滅再現特點。膨大部位的構造巖破碎較強,以碎裂巖、碎斑巖及碎裂花崗巖為主,破碎帶中次級裂隙、構造透鏡體及硫化物石英脈發育,同時構造巖具較強蝕變特征。尖滅地段,斷面呈線狀產出,破碎帶基本不明顯,巖石以碎裂花崗巖為主,與原巖特征基本相同。

金礦(化)體空間展布嚴格受北西向或北北西斷裂構造控制,絕大部分發育在構造膨大部位。構造藕合帶及低序次構造裂隙是金礦的主要容礦構造,并控制了礦體的產狀、形態及規模。

1.4 礦體特征

按一般工業指標,洪武村金礦區可圈出金礦體10個,其中具工業意義的金礦體5個。Au8-1為區內主要工業礦體,Au1-1、Au1-2、Au3-1、Au7-1為次要工業礦體。礦石的頂底板圍巖為黑云斜長花崗巖或碎裂花崗巖,其特征與礦體相似,肉眼很難區別,取決于硫化物數量多少,只有依據分析結果才能確定是否為礦石。礦體特征見表2。

表2 洪武村金礦主要金礦化體特征一覽表Table 2 Schedule of characteristics of gold mineralization about gold deposit of Hongwu village

1.5 礦石質量

礦石中主要礦物為石英、絹(白)云母、斜長石及黃鐵礦(地表多為褐鐵礦)；次要礦物有鉀長石、黑云母(或綠泥石)及黃銅礦。可見微量(含量<1%)輝銅礦、斑銅礦、孔雀石、藍銅礦、銅藍方鉛礦、閃鋅礦、綠簾石、重晶石、方解石等。

區內金礦石的自然類型主要是含金蝕變構造巖型,次為含金硫化物石英脈型。蝕變巖型金礦石具變余花崗結構、碎裂花崗結構、壓碎花崗結構和碎斑結構；構造以塊狀稀疏浸染為主,局部為塊狀花斑結構,礦石含金量相對較低,一般為1～10 g/t,局部含硫化物—石英花斑礦石含金也可>10 g/t。含金硫化物石英脈型金礦石主要由石英和黃鐵礦組成,次為黃銅礦及蝕變構造巖的殘留物。

1.6 礦床特征

綜上所述,洪武村金礦屬構造熱液及熱液蝕變型金礦。礦體及礦化體產于區域性大斷裂——板倉河斷裂的北東側次級北西向—北北西向韌脆性斷裂破碎帶內[7],礦體規模形態及規模受含金破碎帶的規模與產狀限制,在破碎帶膨大及產狀由陡變緩的部位為金礦體有利賦存位置。礦床圍巖為中粗粒黑云斜長花崗巖。含礦破碎帶及頂底板圍巖均有不同程度的構造熱液蝕變,主要為絹云化、硅化、黃鐵礦化,次為黃銅礦化、方鉛礦化、閃鋅礦化、碳酸鹽化。礦石類型以含硫化物石英脈型為主,次為絹云、黃鐵礦化蝕變巖型,前者含金量較高,多為幾十g/t,少數可>100 g/t,局部可見明金；后者礦石含金量相對較低,一般為1～10 g/t。金礦或存在于黃鐵礦、黃銅礦和石英的包裹體中,或分布于黃鐵礦、黃銅礦等礦物的晶粒間。

2 礦床成因及找礦前景分析

洪武村金礦產出地質單元為黃陵廟花崗巖超單元的蛟龍寺黑云斜長花崗巖,其侵入時間為(819±7)Ma。根據相鄰礦區——板倉河金礦石英流體包裹體Rb-Sr等時線測定年齡(782±27)Ma[8],本區金礦為后期含礦熱液侵位形成,成礦時代相當于晉寧運動晚期。

區內分布的金礦(化)體均受北西向—北北西向斷裂構造控制,該組斷裂為區域性大斷裂——板倉河韌性斷裂帶北東側同生次級張扭性斷裂,為板倉河斷裂形成時,北東盤巖塊向南東位移、扭轉拉動所致,具韌性—脆性活動特征,正是斷層的這些性質,為后期含礦熱液的聚集提供了有利空間和相對封閉的環境。

據湖北省鄂西地質大隊、地礦部宜昌地質礦產研究所對板倉河金礦成礦溫度的測試資料,本區金礦成礦溫度為150～300 ℃之間；成礦熱液以液相和氣液混合相為主,很少為單相的氣體。液相部分陽離子以Na+、K+為主,Ca2+、Mg2+次之,其余成分很少,氣相部分主要是H2O、CO2,其次為H2、CH4,微量CO。從有CO的存在及氧逸度在-32.56～-35.28,反映其形成環境為缺氧、高硫的還原環境。成礦流體水溶液為富含CO2的H2O—NaCl—(CaCl2—CuSO4)體系,成礦壓力31～45.2 MPa,推測成礦的埋深為1.1～1.7 km。

經測試,本區礦體中Pb同位素與黃陵花崗巖中長石的鉛同位素組成一致,表明二者有成因上的聯系；硫同位素δS34范圍較窄(0.72‰～6.73‰),并呈塔式分布,說明硫均一程度較高,且源于地殼深部或上地幔,具有巖漿源硫的特征；氧同位素、碳同位素及銣鍶同位素等的研究均表明板倉河金礦的熱液來源于地殼深部,與黃陵花崗巖巖漿活動有關,應是巖漿期后中、低溫熱液型金礦。

3 結論

(1) 在礦區的南西側有區域性大斷裂——板倉河斷裂通過,該斷裂帶具有韌性剪切和脆性破裂的多期次、多階段的構造活動特征,局部地段見有金礦化體,表明該斷裂形成后經歷了含Au熱液活動,應為本區金礦形成的運移通道,來源于地殼深部或上地幔的成礦流體在溫度壓力作用下,沿斷裂帶上升遷移,在韌性剪切變形轉向脆性剪切變形時,系統由“封閉”狀態變為開放狀態,成礦流體物理化學條件(如溫度、壓力、Eh、pH值等)發生改變,導致Au等成礦元素聚積,在斷裂旁側的脆性斷裂中形成金礦(化)體。

(2) 區內分布有9條含Au構造帶,均呈北西向展布,其中F1、F3、F5、F7、F8為主要含Au構造帶。鉆孔資料顯示,區內金礦向深部延伸性較好,這與本區所在的區域金礦成礦規律一致,表明該區深部仍有隱伏礦體存在。

(3) 本區金礦賦存在北西向脆性斷裂帶中,該組斷裂為區域動力扭轉拉張所致,破碎帶分枝復合膨大部位及產狀由陡變緩的“膝形”部位為礦液聚集成礦提供了成礦空間,同時控制了金礦的形態和規模。因此區內較大的含Au破碎帶為今后重要工作對象,特別是破碎帶深部交切部位及斷裂張扭性動力藕合部位可能賦存有隱伏礦體。

(4) 金礦的富集與斷裂后期熱液活動關系密切。通過對本區含Au蝕變巖的研究,區內礦化熱液蝕變大致經歷了四個階段:黃鐵礦—石英階段,石英—黃鐵礦階段,石英—黃鐵礦—多金屬硫化物階段,石英—碳酸鹽階段。以石英—黃鐵礦—多金屬硫化物階段為金礦的主要富集期,在含Au破碎帶的不同深度均可見及,反映本區具有較好的找礦前景。

[1] 李福喜,聶學武.黃陵斷隆北部崆嶺群地質時代及其地層劃分[J].湖北地質,1987,1(1):28-41.

[2] 馬大銓,李志昌.鄂西崆嶺雜巖的組成、時代及地質演化[J].地球學報,1997,10(3):233-241.

[3] 李志昌,方向.鄂西黃陵地區太古宙變質巖La-Ce 同位素體系[J].地球化學,1998,27(2):117-124.

[4] 湖北省鄂西地質大隊.1∶5 萬興山〔東)、水月寺幅區域地質調查報告[R].宜昌：湖北省鄂西地質大隊，1987.

[5] 湖北省鄂西地質大隊.1∶5萬新灘東、蓮沱西、過河口東和三斗坪西四個半幅區域地質調查報告[R].宜昌：湖北省鄂西地質大隊，1991.

[6] 李再會.鄂西黃陵花崗巖巖基巖石大地構造學研究[D].成都：成都理工大學,2005.

[7] 熊成云,韋昌山,金光富.鄂西黃陵背斜地區前南華紀古構造格架及主要地質事件[J].地質力學學報,2004,10(2):97-102.

[8] 馮定猶,李志昌,張自超.黃陵花崗巖類巖基南部巖體侵入時代和同位素特征[J].湖北地質,1991,5(2)：103-104.

(責任編輯：于繼紅)

Analysis of Geological Characteristics and Prospecting Potential ofHongwu Village Gold Deposit in Core of Huangling Faulted Dome

LIU Shengde1, ZHANG Zhongquan1, YAO Yan2, LIAO Zongming1, QIU Feng1
(1.SeventhGeologicalBrigadeofHubeiGeologicalBureau,Yichang,Hubei443100; 2.HubeiInstituteofSelenium-richIndustry,Wuhan,Hubei430034)

Gold deposit in Hongwu village is located in middle of the core of Huangling faulted dome in fault fold zone ,Hubei Province,distributed in regional deep fault-Bancanghe fault of notheastern second-order brittle-ductile fault fracture zone.Gold ore bodies and mineralization are produced in N-NNW trending fault fracture zone. The orebody appears in veinlike and lenticular shapes.Ore-bearing fractured zone and roof & floor surrounding rock have different degrees of structure hydrothermal alteration,mainly as sericitization,silicification,pyritization,belongs to medium-low hydrothermal altered gold deposit in magmatic stage,with good ore prospects.

Hongwu village gold deposit;deposit type;geological characteristics;prospecting potential

2014-04-16；改回日期：2014-05-06

劉圣德(1969-)，男,高級工程師 ,地質礦產專業，從事地質礦產勘查工作。E-mail:284782866@qq.com

P618.51

A

1671-1211(2015)01-0001-05

數字出版網址:http://www.cnki.net/kcms/detail/42.1736.X.20141224.0953.012.html 數字出版日期:2014-12-24 09:53