湖北省鶴峰縣孔王溪銅礦地質(zhì)特征及找礦標(biāo)志

李 明，張暢輝

(1．湖北省礦業(yè)權(quán)儲(chǔ)備交易中心，湖北武漢 430071;2．湖北非金屬地質(zhì)公司，湖北武漢 430034)

1966—1969年，湖北省鶴峰縣孔王溪銅礦區(qū)所在區(qū)域開展了1∶20萬桑植幅區(qū)域地質(zhì)礦產(chǎn)測量、區(qū)域重砂和區(qū)域化探測量，對區(qū)內(nèi)地層構(gòu)造進(jìn)行了較系統(tǒng)的研究，形成了較完整的區(qū)域地層及構(gòu)造資料，并對區(qū)內(nèi)金屬礦產(chǎn)和重晶石、螢石等礦進(jìn)行了踏勘了解。2010—2012年，筆者對孔王溪銅礦區(qū)開展并完成了普查工作和詳查設(shè)計(jì)，通過1∶10 000地形地質(zhì)測量和水文、工程、環(huán)境地質(zhì)填圖，大致查明了礦區(qū)地層、構(gòu)造和水文、工程、環(huán)境地質(zhì)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(qū)內(nèi)礦體和礦石特征;通過對樣品的加工分析，了解了礦石的質(zhì)量和類型;采用垂直縱投影地質(zhì)塊段法，區(qū)內(nèi)圈出一個(gè)工業(yè)銅(鋅)礦體。

分析孔王溪銅礦區(qū)地質(zhì)特征和成礦背景，探討其礦床成因和找礦標(biāo)志，對該區(qū)域資源儲(chǔ)量的進(jìn)一步拓展和類似金屬礦床的找礦研究具有指導(dǎo)意義。

1 區(qū)域成礦地質(zhì)背景

1．1 區(qū)域地層

孔王溪銅礦區(qū)處于揚(yáng)子地層區(qū)黃陵八面山分區(qū)之咸豐小區(qū)與八面山小區(qū)之過渡地帶［1］，各時(shí)代地層出露較齊全，巖漿活動(dòng)微弱。區(qū)域上出露元古界張家灣組—三疊系下統(tǒng)以及第四系松散或半膠結(jié)堆積物，缺失上志留統(tǒng)、下泥盆統(tǒng)和上、下石炭統(tǒng)，與銅、鉛、鋅礦有成生聯(lián)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(qū)內(nèi)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(qū)域構(gòu)造及地球物理場特征

該區(qū)在大地構(gòu)造位置上處于上揚(yáng)子臺(tái)坪八面山臺(tái)褶帶長陽—永順臺(tái)褶束北東段，北東向構(gòu)造為區(qū)域上的主體構(gòu)造，以褶皺為主，斷裂為輔。

區(qū)域地球物理場跨太行—武陵深層構(gòu)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(qū)，東部地殼厚度一般30～35 km，為幔隆區(qū)。太行—武陵深層構(gòu)造變異帶從普查區(qū)東部(即走馬—五里坪)經(jīng)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(gòu)造，這些構(gòu)造為鉛鋅礦密集分布區(qū)的有利控礦構(gòu)造。區(qū)域地質(zhì)構(gòu)造簡圖見圖1。

1．3 區(qū)域地球化學(xué)特征

區(qū)域地球化學(xué)場屬揚(yáng)子貧鈉富鋰硼地球化學(xué)省，江南鎢錫銻汞地球化學(xué)域八面山銅高背景地球化學(xué)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(qiáng)，形成東山峰背斜等較強(qiáng)濃集區(qū)，反映了淺層低溫活動(dòng)中的汞礦化及銅、鉛鋅礦化。

1．4 區(qū)域礦產(chǎn)

區(qū)域礦產(chǎn)以沉積礦產(chǎn)為主，計(jì)有震旦系上統(tǒng)陡山沱組的磷礦(風(fēng)化磷礦和原生磷礦)，目前風(fēng)化磷礦已被開采殆盡，原生磷礦由于品位低，尚未開發(fā)利用;寒武系下統(tǒng)水井沱組的釩礦，由于厚度和品位變化較大，目前暫未開發(fā)利用;志留系下統(tǒng)羅惹坪組生物大理石礦，由于質(zhì)量欠佳，目前也未有開發(fā)利用;泥盆系上統(tǒng)寫經(jīng)寺組的“寧鄉(xiāng)式”鐵礦，由于含磷高，也未被開發(fā)利用，僅局部零星開采用作水泥配料;二疊系上統(tǒng)龍?zhí)督M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(fā)熱量無煙煤，現(xiàn)絕大多數(shù)已被開發(fā)利用。

圖1 區(qū)域地質(zhì)構(gòu)造簡圖

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

2 礦區(qū)地質(zhì)特征

2．1 礦區(qū)地層

礦區(qū)由南東向北西依次出露寒武系下統(tǒng)石龍洞組—寒武系中統(tǒng)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(cè)。第四系由沖洪積殘坡積層構(gòu)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(zhì)灰?guī)r夾灰質(zhì)云巖及灰?guī)r，含中華褶頰蟲。高臺(tái)組下段系一套淺海相砂泥質(zhì)沉積，巖性為一套青灰色、淺灰綠色灰質(zhì)頁巖，含粉砂質(zhì)頁巖夾泥晶灰?guī)r小透鏡體，風(fēng)化后顯長條狀小孔洞，底為1．0～2．7 m云質(zhì)含黃銅礦粉晶灰?guī)r，含湄潭擬美頭蟲、中華擬美頭蟲、高臺(tái)蟲等。寒武系下統(tǒng)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(zhì)灰?guī)r。

2．2 礦體(層)特征

銅礦賦存于寒武系中統(tǒng)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(xué)分析結(jié)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(chǎn)出，產(chǎn)狀穩(wěn)定，形態(tài)簡單，礦體(層)產(chǎn)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(guī)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(fā)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(guān)系密切。

2．3 礦區(qū)構(gòu)造

礦區(qū)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(gòu)造，總體為一向北西傾的單斜，地質(zhì)構(gòu)造復(fù)雜程度屬簡單類型。

3 礦石產(chǎn)出及成因

3．1 礦石產(chǎn)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(lán)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(xì)粒分散狀產(chǎn)出;閃鋅礦呈星點(diǎn)狀浸染狀產(chǎn)出;黃銅礦呈自形半自形粒狀，浸染產(chǎn)出;褐銅礦呈不規(guī)則小團(tuán)塊狀產(chǎn)出，具皮殼狀結(jié)構(gòu)。脈石礦物主要為白云石、方解石及石英。礦石結(jié)構(gòu)為自形晶粒結(jié)構(gòu)、半自形晶粒結(jié)構(gòu)，浸染狀、塊狀構(gòu)造。

3．2 礦石質(zhì)量

筆者對銅礦區(qū)三個(gè)剝土點(diǎn)和三個(gè)斜井共采集了38件樣品，根據(jù)樣品測試結(jié)果，礦體礦石Cu金屬含量0．40% ～1．00%，平均含量 0．77%，變化系數(shù) 32．18%;共生 Zn金屬含量1．04% ～1．74%，平均 1．37%;Cu、Zn有用組分穩(wěn)定程度屬均勻—較均勻。局部伴生Pb金屬含量達(dá)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?zé)嵋盒?沉積—再造型)銅鋅礦，控礦因素主要為層位、巖性、構(gòu)造及圍巖蝕變。寒武系中統(tǒng)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(xì)分散狀產(chǎn)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(fā)育疊加復(fù)合處，則是礦體富集的有利部位?？氐V巖相古地理為局限海臺(tái)地相［2-3］。

4 找礦標(biāo)志

分析該礦區(qū)及區(qū)域地層、構(gòu)造、礦石產(chǎn)出及成因等特征，總結(jié)出該類型礦床的有利找礦標(biāo)志。

(1)地質(zhì)標(biāo)志。與銅礦具有成生聯(lián)系的為寒武系中統(tǒng)茅坪組下段，是區(qū)內(nèi)尋找銅礦的較有利層位。該層位下部淺灰、灰黃色薄層狀灰?guī)r—中層狀泥-粉晶云巖，是區(qū)內(nèi)銅礦賦礦巖石，地表微風(fēng)化呈灰黃色，含礦巖石由于硅化、硬度高，很不容易敲碎。

(2)構(gòu)造標(biāo)志。層間破碎帶和羽狀裂隙是區(qū)內(nèi)成礦的有利構(gòu)造，在羽狀裂隙、層間破碎與層位、巖性疊加復(fù)合處，常形成工業(yè)礦體［4］。

(3)蝕變標(biāo)志。區(qū)內(nèi)蝕變標(biāo)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(qū)內(nèi)一般賦礦部位在地表均有硅化和褐銅礦化，巖石顏色多變?yōu)楹旨t、棕褐色，肉眼極易識(shí)別，是一種間接的找礦標(biāo)志［5］。

(4)鐵帽標(biāo)志。金屬硫化物礦體的氧化露頭進(jìn)一步遭受強(qiáng)烈的氧化和風(fēng)化作用，金屬元素在酸性介質(zhì)條件下轉(zhuǎn)化為活動(dòng)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(zhì)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(qū)內(nèi)地表多具鐵帽，是尋找銅礦床的重要標(biāo)志［6］。

(5)地貌標(biāo)志。老硐、老窿、礦渣堆是最明顯的找礦標(biāo)志，如普查工程的三個(gè)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(zhì)特征與找礦標(biāo)志［J］．礦產(chǎn)與地質(zhì)，2009，23(4):326-328．

［2］ 陳文強(qiáng)．玉水銅多金屬礦床的成礦地質(zhì)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(zhì)特征及找礦潛力分析［J］．大地構(gòu)造與成礦學(xué)，2012，36(1):102-103．

［4］ 韓旺珍．甘肅省天水市火麥地銅礦地質(zhì)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(shè)計(jì)，等．陜西鳳縣地區(qū)九子溝銅礦的特征、成因及意義［J］．地質(zhì)通報(bào)，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(qū)巖漿巖地球化學(xué)特征［J］．地質(zhì)找礦論叢，2009，24(3):198-202．