鄂州銅坑地區(qū)鐵銅礦成礦規(guī)律與成礦預(yù)測(cè)淺議

楊偉衛(wèi), 周賢榮, 王 錚, 曾 斌, 梁鵬程

((1.湖北省地質(zhì)局 第一地質(zhì)大隊(duì),湖北 大冶 435100;2.湖北省地質(zhì)局 第五地質(zhì)大隊(duì),湖北 黃石 435000)

鄂州銅坑地區(qū)鐵銅礦成礦規(guī)律與成礦預(yù)測(cè)淺議

楊偉衛(wèi)1,2, 周賢榮2, 王 錚1, 曾 斌2, 梁鵬程2

((1.湖北省地質(zhì)局 第一地質(zhì)大隊(duì),湖北 大冶 435100;2.湖北省地質(zhì)局 第五地質(zhì)大隊(duì),湖北 黃石 435000)

鄂州銅坑位于長(zhǎng)江中下游鐵銅多金屬成礦帶的西段,鐵山巖體北東緣。區(qū)內(nèi)分布有多個(gè)矽卡巖型鐵銅多金屬礦床(點(diǎn)),如銅灶和銅坑等。通過(guò)對(duì)區(qū)內(nèi)區(qū)域地質(zhì)和礦床特征研究,認(rèn)為研究區(qū)礦床多與三疊系碳酸巖、燕山期閃長(zhǎng)巖、石英閃長(zhǎng)巖斷裂構(gòu)造關(guān)系密切,尤其是在這些要素復(fù)合部位,具有良好的找礦前景。同時(shí)結(jié)合已知礦床地球物理特征、地球化學(xué)特征與成礦之間關(guān)系,總結(jié)出本區(qū)礦床的成礦規(guī)律,提出預(yù)測(cè)靶區(qū),為該區(qū)進(jìn)一步尋找深部隱伏礦提供參考依據(jù)。

鐵銅礦;成礦規(guī)律;成礦預(yù)測(cè);銅坑

研究區(qū)位于長(zhǎng)江中下游重要的鄂東南銅鐵礦礦集區(qū)內(nèi),揚(yáng)子準(zhǔn)地臺(tái)下?lián)P子臺(tái)褶帶西端,大冶凹褶斷束內(nèi),花家湖向斜南翼,鐵山侵入體北東段。區(qū)內(nèi)分布有多個(gè)礦床(點(diǎn))[1],礦床類(lèi)型以矽卡巖型為主,礦種以鐵銅礦為主。研究區(qū)是鄂東南地質(zhì)研究程度和工作程度相對(duì)較高的地區(qū)之一,地質(zhì)工作從上世紀(jì)20年代開(kāi)始,先后有鄂東南地質(zhì)隊(duì)、省區(qū)測(cè)隊(duì)、省地質(zhì)調(diào)查院、中南冶勘等多家單位在區(qū)內(nèi)進(jìn)行了大量地質(zhì)工作,積累了豐富的地質(zhì)資料。已有成礦規(guī)律研究成果大致查明鐵山巖體東部地區(qū)礦產(chǎn)的分布規(guī)律,根據(jù)這種規(guī)律和礦床特征分析而建立起來(lái)的找礦標(biāo)志、礦產(chǎn)預(yù)測(cè)標(biāo)志,已獲得了實(shí)際找礦效果。本文旨在對(duì)前人研究成果和礦床特征進(jìn)行綜合分析,結(jié)合近些年礦床(點(diǎn))勘查現(xiàn)狀,進(jìn)一步開(kāi)展成礦規(guī)律總結(jié),提出勘查找礦靶區(qū)。

1 區(qū)域地質(zhì)特征(圖1)

1.1 地層

區(qū)內(nèi)大部分地段被第四系覆蓋,根據(jù)局部露頭和鉆孔資料,見(jiàn)有三疊系蒲圻組頁(yè)巖、嘉陵江組白云巖、大冶組灰?guī)r(多數(shù)已變質(zhì)為大理巖)。蒲圻組(T2p)主要出露在北部陳盛、烏龜山等地,走向北西西向,傾向北北東。以紫紅色粉砂質(zhì)頁(yè)巖為主,夾灰白色粉砂巖與黃白色頁(yè)巖,與閃長(zhǎng)巖接觸處局部變?yōu)榻菐r。嘉陵江組(T1-2j)、大冶組(T1d)多見(jiàn)于鉆孔中,以大理巖、白云質(zhì)大理巖為主,在接觸帶附近或閃長(zhǎng)巖內(nèi)捕虜?shù)拇罄韼r常交代蝕變?yōu)槲◣r。

1.2 巖漿巖

研究區(qū)巖漿巖屬鐵山巖體東北緣一部分,在北部和南部斷續(xù)出露,向東隱伏地下。地表及淺部巖石蝕變較弱,而深部與碳酸類(lèi)巖石接觸,蝕變較強(qiáng)。主要巖漿巖為閃長(zhǎng)巖,灰綠色、肉紅色,地表風(fēng)化后多呈黃褐色、淺黃色,中細(xì)?；◢徑Y(jié)構(gòu)。該巖石類(lèi)型是區(qū)內(nèi)鐵、銅礦的主要含礦母巖。其次為閃長(zhǎng)玢巖,灰綠色,斑狀結(jié)構(gòu),塊狀構(gòu)造。主要礦物成分為斜長(zhǎng)石、角閃石。環(huán)帶構(gòu)造發(fā)育,常被高嶺石、絹云母交代,呈脈狀分布。

脈巖主要有閃長(zhǎng)玢巖和輝綠玢巖,主要在鉆孔中見(jiàn)到,與成礦關(guān)系不明顯。

1.3 構(gòu)造

1.3.1 褶皺

研究區(qū)處于碧石渡—花家湖寬緩復(fù)式向斜南翼,該向斜被第四系覆蓋嚴(yán)重,僅局部地段組成一些北西西向的殘丘和小山。軸線大致在碧石渡、汀祖北、花家湖一線,西段沒(méi)入三山湖中,東段過(guò)花家湖長(zhǎng)約10 km。軸向北西西向,兩端略發(fā)生偏斜,走向上成反S形。兩翼不對(duì)稱(chēng),北翼傾向南南西,傾角為40°～77°;南翼傾向北東,傾角20°～45°。軸部平緩波狀,次級(jí)褶曲發(fā)育。向斜向西揚(yáng)起,地層依次封閉。由于巖體的侵入、吞蝕,兩翼破壞較強(qiáng)烈,極不完整,但仍可辨該向斜構(gòu)造的總體形跡。

1.3.2 斷裂

斷裂較發(fā)育,主要為張性結(jié)構(gòu)面,可分為成礦前和成礦后兩期。成礦前的斷裂破碎帶已膠結(jié)緊閉,呈角礫巖,主要沿下接觸帶發(fā)育,為儲(chǔ)礦構(gòu)造,其展布方向主要為北東向;成礦后的斷裂破碎帶,膠結(jié)松散,常有巖脈充填,并切割礦體,主要沿北西向展布,由砂頁(yè)巖、閃長(zhǎng)巖等組成角礫,角礫大小不一。

圖1 鄂城銅坑地區(qū)地質(zhì)礦產(chǎn)圖Fig.1 Geological mineral of Ezhou Tongkeng

2 控礦因素分析

2.1 圍巖與成礦

研究區(qū)內(nèi)與鐵銅金屬礦生成有關(guān)的碳酸鹽巖主要是下三疊統(tǒng)大冶組灰?guī)r,碎屑巖為中上三疊統(tǒng)的蒲圻組泥質(zhì)粉砂巖。若圍巖為碳酸鹽巖,則礦床規(guī)模大;圍巖為碎屑巖,則礦床規(guī)模小。通過(guò)對(duì)研究區(qū)圍巖的豐度與Taylor(1964)的元素地殼豐度相對(duì)比,則本區(qū)地層中所測(cè)元素大多屬于顯著貧化和接近地殼豐度,表明在圍巖中Cu、Fe原始沉積濃度很低,不足以提供成礦所需的礦物質(zhì),成礦元素多來(lái)自巖漿巖。

雖然這套以碳酸鹽巖為主的賦礦地層豐度低,但巖石孔隙度及滲透率都較高,有利于成礦流體在圍巖中擴(kuò)散、滲濾交代,能夠?qū)⒒瘜W(xué)反應(yīng)進(jìn)行得更為充分和徹底,更能促進(jìn)礦質(zhì)的沉淀。頻繁互層的巖性接觸面是力學(xué)性質(zhì)和化學(xué)性質(zhì)的陡變帶,易于形成層間破碎帶,也易于形成化學(xué)梯度帶,導(dǎo)致礦質(zhì)沉淀。

2.2 巖漿巖與成礦

研究區(qū)內(nèi)巖漿巖活動(dòng)有兩期五次。主要鐵、鐵銅礦床的形成和鐵山巖體燕山早期第一次侵入的閃長(zhǎng)巖類(lèi)在空間上和時(shí)間上都有著密切的聯(lián)系,是礦床中礦物質(zhì)來(lái)源的根本,因此巖漿巖是成礦的有利因素和先決地質(zhì)條件。巖體內(nèi)部的鐵、鐵銅礦體絕大多數(shù)與隱伏大理巖帶(體)有著密切的關(guān)系,自巖漿巖與沉積巖的接觸面向巖體方向250 m,向沉積巖方向1 200 m以?xún)?nèi)。一般來(lái)講,鐵礦石一般賦存于接觸帶靠近閃長(zhǎng)巖一側(cè)或閃長(zhǎng)巖內(nèi)部,鐵銅礦石一般賦存于接觸帶大理巖一側(cè),銅礦石賦存于近接觸帶的大理巖一側(cè)或大理巖層。

2.3 構(gòu)造與成礦

區(qū)內(nèi)巖漿巖及礦田的展布,主要受北西西—近東西向的褶皺、斷裂及北北東向橫跨褶皺、斷裂控制,它們控制了程潮、鐵山等大中型礦床的分布,巖體與大理巖接觸帶復(fù)合斷裂構(gòu)造控制了礦體的產(chǎn)出;鐵山雜巖體內(nèi)部北西西向、北西向隱伏大理巖捕虜體構(gòu)造,控制了區(qū)內(nèi)陳盛鐵銅礦床、銅坑鐵銅礦床以及區(qū)外皮金獻(xiàn)鐵礦床等的產(chǎn)出。同時(shí)礦床、礦點(diǎn)的分布具有北北東向等距分布,間隔2.5～3 km。

圖2 鄂城銅坑地區(qū)綜合異常圖

3 礦床物化探特征(圖2)

3.1 磁法

區(qū)內(nèi)由磁鐵礦、含銅磁鐵礦或磁黃鐵礦及巖體中磁性礦物富集所引起的局部磁異常主要沿接觸構(gòu)造帶分布,且大多數(shù)與礦化關(guān)系密切。銅灶—小銅坑異常帶,該帶異常較集中,沿接觸帶分布。異常軸向一般為北西向,強(qiáng)度較大,場(chǎng)值可達(dá)數(shù)千納特,梯度大,正負(fù)伴生。主要異常有:陳盛、張家山、荷花池、汀祖、小銅坑和程天開(kāi)等7處,均證實(shí)為礦異常。其中M2對(duì)應(yīng)李秀乙銅鐵礦,M3、M4對(duì)應(yīng)張家山、荷花池段,M6對(duì)應(yīng)大銅坑和丁家坳,M8對(duì)應(yīng)小銅坑。磁異常與已知礦床(點(diǎn))對(duì)應(yīng)較好,是尋找鐵礦的直接信息。

3.2 電法

在鐵山巖體北東緣,閃長(zhǎng)巖與砂頁(yè)巖接觸,閃長(zhǎng)巖電阻率較高,ρs值一般>800 Ω·m,而砂頁(yè)巖地段ρs值較低。在接觸帶附近ρs值一般為100 Ω·m,過(guò)渡帶為200～300 Ω·m。在巖體南緣,閃長(zhǎng)巖與灰?guī)r接觸、兩種巖性均為高阻,但在接觸帶表現(xiàn)為低阻,聯(lián)合剖面有明顯的正交電。銅灶—小銅坑段,異常呈北西向沿接觸帶分布,單個(gè)異常軸向?yàn)楸蔽飨?。該帶異常值較低,極大值變化范圍為5%～6%,與磁異常重合較好,多為已知銅鐵礦引起。J3異常與李秀乙銅礦對(duì)應(yīng)吻合,J5與銅灶磁異常對(duì)應(yīng),J6、J7分別與大銅坑、小銅坑磁異常吻合,為已知礦異常,異常屬含銅磁鐵礦引起。

3.3 地球化學(xué)

區(qū)內(nèi)化探異常按其性質(zhì)特征,可分為礦或礦化異常和非礦異常兩類(lèi)。礦異?；虻V化異常一般元素組合好,異常形態(tài)規(guī)則,分帶清楚,并有明顯濃集中心,所處地質(zhì)環(huán)境在成礦有利部位,地表銅、硫礦化發(fā)育,并與激電異常及磁異常對(duì)應(yīng)。在多金屬礦化體上,鉛鋅、銀元素豐度高,異常梯度陡。非礦異常一般范圍小,等量線分散,形態(tài)不規(guī)則,往往分布在巖體或硅化巖地段,無(wú)明顯物探異常反映。區(qū)內(nèi)化探異常主要與已知礦化帶有關(guān)。

(1) 陳盛—銅坑地段:異常展布方向?yàn)楸蔽?以銅元素為主,伴生有鉛、鋅、銅元素,最高可達(dá)5 000×10-6,與已知礦床對(duì)應(yīng)吻合。

(2) 謝華伍—石橋水庫(kù)地段:異常區(qū)呈近等軸狀,Cu含量一般100×10-6～200×10-6,最高3 000×10-6,與已知礦點(diǎn)對(duì)應(yīng)較好。

4 找礦標(biāo)志及找礦方向

4.1 找礦標(biāo)志

(1) 直接找礦標(biāo)志:包括區(qū)內(nèi)以往含礦矽卡巖和鐵帽進(jìn)一步研究,巖體與碳酸鹽地層接觸帶矽卡巖礦化帶。

(2) 間接找礦標(biāo)志:選擇物化探異常強(qiáng)度高,形態(tài)規(guī)則,規(guī)模大。區(qū)內(nèi)磁鐵礦均有磁性差異,如陳盛鐵銅礦床、銅灶鐵銅等礦床,與已知礦床作對(duì)比,可以作為間接找礦標(biāo)志;激電異?？勺鳛閷ふ液蚧锏V床的間接標(biāo)志,如銅坑鐵銅礦床、小銅坑鐵銅礦床,電測(cè)深可指示大理巖分布范圍和產(chǎn)狀特點(diǎn);化探異常,尤其是Cu、Pb、Zn等元素異常,可作為間接找礦標(biāo)志[2-3]。

4.2 找礦方向

通過(guò)對(duì)區(qū)域地質(zhì)和礦床地質(zhì)特征的研究,成礦條件對(duì)比和礦化信息的綜合以及物化探信息綜合評(píng)價(jià),認(rèn)為該地區(qū)有兩處可進(jìn)一步開(kāi)展地質(zhì)勘查工作。

4.2.1 李秀乙—銅灶—銅坑深部

位于鐵山巖體北東緣內(nèi)接觸帶和巖體內(nèi)部,呈北西向展布。成礦母巖為燕山早期第一次侵入的透輝石閃長(zhǎng)巖,礦床類(lèi)型為矽卡巖型鐵銅礦。成礦受北西向斷裂和北西向隱伏大理巖(帶)及北北東向小背斜、向斜橫跨褶皺構(gòu)造控制,包括有李秀乙銅鐵礦床,銅灶、銅坑鐵銅礦床和小銅坑鐵銅礦點(diǎn),與已發(fā)現(xiàn)的礦床礦體吻合。物化探異常有地磁M3、M4、M5、M6、M8,分別對(duì)應(yīng)張家山Ⅳ-Ⅴ號(hào)鐵礦體,荷花池礦體,銅灶Ⅰ-Ⅲ號(hào)礦體,銅坑銅鐵礦和汀祖鐵礦,小銅坑鐵銅礦;激電異常J3、J4、J5、J6、J7分別對(duì)應(yīng)李秀乙銅鐵礦床、張家山Ⅳ-Ⅴ號(hào)鐵礦體、銅灶銅鐵礦、銅坑銅鐵礦、小銅坑鐵銅礦、化探甲類(lèi)異常Cu102。但多數(shù)勘查深度僅限于500 m以淺,對(duì)比物化探異常規(guī)模和現(xiàn)已探明的礦床規(guī)模,深部有望繼續(xù)擴(kuò)大。

4.2.2 謝華伍—張祖一帶

位于謝華伍—虞家灣構(gòu)造巖漿巖成礦帶南緣,呈北西向展布。區(qū)內(nèi)主要為三疊系大冶組灰?guī)r和白云巖,北西向斷裂發(fā)育。有成礦顯示,在東方山Fe趨勢(shì)高的北部、鐵東Cu趨勢(shì)高的核部南側(cè),謝華伍有銅的礦化,有銅的原生暈異常,含Cu100×10-6～500×10-6,個(gè)別達(dá)1 000×10-6。張祖地段分布有磁異常,異常形態(tài)規(guī)則,推測(cè)為礦體引起。

5 結(jié)論

總之,銅坑地區(qū)成礦有利圍巖為三疊系碳酸鹽巖類(lèi),斷裂構(gòu)造是礦床的直接定位因素,礦化的強(qiáng)弱直接取決于燕山期后期熱液活動(dòng)的強(qiáng)弱、構(gòu)造破碎帶的強(qiáng)度,尤其是三者復(fù)合地帶,成礦元素較富集,易形成強(qiáng)烈的地球化學(xué)和地球物理異常,是成礦有利部位,亦是重要的找礦標(biāo)志。建議今后加強(qiáng)對(duì)區(qū)內(nèi)斷層和接觸帶的識(shí)別,注意北西向斷層帶內(nèi)礦床呈等距的分布特點(diǎn)。期望對(duì)該地區(qū)找礦及工作布署提供一定的參考。

[1] 薛迪康,葛宗俠,胡惠民,等.鄂東南銅金礦床成礦模式與找礦模型[M].武漢:中國(guó)地質(zhì)大學(xué)出版社,1997.

[2] 鐘國(guó)繪,黃智輝.鐵山巖體東部礦床成礦建造及礦床成因和找礦方向[J].資源環(huán)境與工程,2012,26(6):551-556.

[3] 李享洲,白瑛,汪建華.鄂東南鐵山巖體內(nèi)部大理巖捕虜體分布規(guī)律及找礦探討[J].資源環(huán)境與工程,2009,23(1):13-18.

(責(zé)任編輯：于繼紅)

Discussion on Metallogenic Prognosis and Metallogenic Regularity of Ironand Copper Deposit in Ezhou Tongkeng Area

YANG Weiwei1,2, ZHOU Xianrong2, WANG Zheng1, ZENG Bin2, LIANG Pengcheng2

(1.FirstGeologicalBrigadeofHubeiGeologicalBureau,Daye,Hubei435100; 2.FifthGeologicalBrigadeofHubeiGeologicalBureau,Huangshi,Hubei435000)

Ezhou Tongkeng is located in the western part of the Yangtze River downstream of the iron copper polymetallic metallogenic belt,north east edge of Tieshan rock.In the region are distributed multiple silicon skarn Fe- Cu polymetallic deposits (points),such as Tongzao and Tongkeng.In this paper,based on the regional geology and ore deposit characteristics of study area and Triassic carbonate rocks,Yanshanian dioritic rocks,quartz diorite rocks,faults are closely related,especially in these elements combination of parts,with good prospecting foreground.In combination with the geophysical characteristics of known deposits,the relationship between geochemical characteristics and mineralization,the paper sums up the metallogenic regularity of the ore deposits in this area,and puts forward the forecast target area,which provides reference for further prospecting for deep concealed ore deposits in this area.

iron and copper deposit; metallogenic regularity; metallogenic prognosis; Tongkeng

2016-08-29;改回日期:2016-10-21

楊偉衛(wèi)(1984-),男,工程師,碩士,構(gòu)造地質(zhì)學(xué)專(zhuān)業(yè),從事地質(zhì)找礦工作。E-mail:kitegis@163.com

P618.31; P618.41

A

1671-1211(2016)06-0809-04

10.16536/j.cnki.issn.1671-1211.2016.06.002

數(shù)字出版網(wǎng)址:http://www.cnki.net/kcms/detail/42.1736.X.20161026.0907.012.html 數(shù)字出版日期:2016-10-26 09:07