湖北嘉魚縣蛇屋山金礦礦體賦存規(guī)律及找礦方向*

尹 近 李 泉 周國(guó)恩 胡國(guó)慶

(湖北省地質(zhì)局第四地質(zhì)大隊(duì))

·地質(zhì)·測(cè)量·

湖北嘉魚縣蛇屋山金礦礦體賦存規(guī)律及找礦方向*

尹 近 李 泉 周國(guó)恩 胡國(guó)慶

(湖北省地質(zhì)局第四地質(zhì)大隊(duì))

蛇屋山金礦是湖北省嘉魚縣發(fā)現(xiàn)的一處大型礦產(chǎn)，該礦經(jīng)過20余年的開采利用，已步入危機(jī)礦山行列。為延長(zhǎng)礦山服務(wù)年限，亟需尋找接替資源，進(jìn)一步擴(kuò)大礦山資源儲(chǔ)量。結(jié)合礦區(qū)地質(zhì)勘探成果，首先分析了區(qū)域成礦地質(zhì)背景及礦區(qū)地質(zhì)特征；然后討論了氧化金礦體、原生金礦體的賦存規(guī)律及礦床成因；最后圍繞有利構(gòu)造、巖性、蝕變?nèi)兀赋隽?處找礦有利地段，即礦區(qū)西部NE向斷裂與EW向斷裂的交匯部位、F3斷裂上部產(chǎn)狀較緩部位以及志留系泥質(zhì)粉砂巖與賦存其下的C-P碳酸鹽巖地層的斷層接觸部位。上述分析對(duì)于區(qū)內(nèi)進(jìn)一步開展金礦找礦工作、擴(kuò)大資源儲(chǔ)量有一定的參考價(jià)值。

金礦 成礦地質(zhì)背景 地質(zhì)特征 礦體賦存規(guī)律 找礦方向

蛇屋山金礦是我國(guó)第一座被探明的賦存于紅土之中的大型金礦，具有品位低、規(guī)模大、易勘探、易采、易選等特點(diǎn)[1]。1988年湖北省地質(zhì)局第四地質(zhì)大隊(duì)經(jīng)化探異常查證發(fā)現(xiàn)了蛇屋山金礦，經(jīng)1989—1991年鉆探驗(yàn)證及礦區(qū)普查，初步查明該礦床為大型規(guī)模。該金礦于1994年進(jìn)入開采利用階段，年產(chǎn)量基本保持在噸/年(金金屬量)規(guī)模，至2013年底共生產(chǎn)金金屬量約20 t，目前，該礦山已步入危機(jī)礦山行列。本研究結(jié)合礦區(qū)詳細(xì)的野外地質(zhì)調(diào)查成果以及已有的相關(guān)地質(zhì)勘探資料，對(duì)區(qū)內(nèi)金礦地質(zhì)特征、礦體賦存規(guī)律以及找礦方向進(jìn)行詳細(xì)探討，為在該礦區(qū)深部繼續(xù)尋找新的資源、擴(kuò)大資源儲(chǔ)量提供參考。

1 成礦地質(zhì)背景

蛇屋山金礦地處揚(yáng)子準(zhǔn)地臺(tái)北緣的褶沖帶，西鄰江漢斷裂，隸屬鄂東南滑脫拆離構(gòu)造體系。區(qū)域內(nèi)地層屬揚(yáng)子地層區(qū)、下?lián)P子分區(qū)，區(qū)內(nèi)地表大部分被第四系覆蓋，出露地層主要有下志留系粉砂巖、頁巖，中志留系石英細(xì)砂巖、粉砂巖，上石炭系白云巖、灰?guī)r，二疊系灰?guī)r、硅質(zhì)巖、碳質(zhì)頁巖、粉砂巖，三疊系泥質(zhì)粉砂巖、微晶灰?guī)r、微晶白云巖以及中侏羅系—上三疊系石英砂巖、頁巖。區(qū)內(nèi)地質(zhì)構(gòu)造復(fù)雜，其中褶皺均具倒轉(zhuǎn)現(xiàn)象，褶皺軸跡總體呈NE—EW走向，構(gòu)成向S型彎曲的弧形，褶皺軸面普遍S傾，傾角20°～40°，褶皺北翼倒轉(zhuǎn)均向S傾或部分N傾，傾角30°～60°。根據(jù)相關(guān)物探成果，區(qū)內(nèi)斷裂構(gòu)造格架可大致劃分為3組，以早期規(guī)模較大、近EW向斷層為第一組；后期為斷層對(duì)其疊加改造形成區(qū)內(nèi)多個(gè)構(gòu)造窗的NE、NW向構(gòu)造格架為第二、三組。區(qū)內(nèi)暫無巖漿巖出露。

2 礦區(qū)地質(zhì)特征

蛇屋山金礦礦區(qū)地表大部分被第四系覆蓋，基巖僅零星出露。經(jīng)鉆孔及探槽揭露，地層由老至新依次為寒武系上統(tǒng)婁山關(guān)組—奧陶系下統(tǒng)南津關(guān)組(∈3O1l-O1n)、志留系下統(tǒng)新灘組(S1x)、石炭系—二疊系(C-P)、上三疊系—侏羅系王龍灘組(T3-J1w)以及第四系。礦區(qū)氧化型金礦均賦存于第四系紅土中。蛇屋山礦區(qū)整體為一倒轉(zhuǎn)背斜，核部主要由寒武系婁山關(guān)組地層組成，翼部由奧陶系、志留系地層組成，構(gòu)造線方向?yàn)镹WW—近EW向，總體S傾，傾角20°～40°。區(qū)內(nèi)斷裂發(fā)育，主要分為EW、NE向兩組(圖1)。其中，EW向斷裂規(guī)模較大，以F2、F3斷裂為代表，為低角度逆沖斷裂，斷面S傾；NE向次級(jí)斷裂自西向東近等距分布，傾向SE，傾角47°～67°。

3 礦體賦存規(guī)律

3.1 氧化金礦體賦存規(guī)律

礦區(qū)氧化金礦為大型規(guī)模，受構(gòu)造嚴(yán)格控制，位于F2、F3斷層間。礦體呈似層狀近水平產(chǎn)出，主要賦存于地表松散的第四系風(fēng)化紅土中，含礦巖性為含砂礫亞黏土，位于碳酸鹽巖基巖之上、硅質(zhì)巖之下。礦體總體變化規(guī)律為西厚東薄、西富東貧、北厚南薄、北富南貧。

圖1 蛇屋山金礦地質(zhì)概況

3.2 原生金礦體賦存規(guī)律

3.2.1 地層巖性與金礦(化)體的關(guān)系

礦區(qū)地層Au豐度為(0.244～1.80)×10-9，低于地殼克拉克值，據(jù)目前研究，區(qū)內(nèi)無金的原始富集礦源層[2]。區(qū)內(nèi)各類巖石的同位素含量(w(34S) -8.3‰～24.1‰，w(13C) -0.05‰～4.5‰，w(18O) 7.74‰～34.64‰)與滇黔桂卡林型金礦相近，與美國(guó)卡林金礦(w(34S) -4.3‰～22.37‰，w(13O) 13.0‰～21‰)亦近似[3]?？梢姡V區(qū)金礦的礦源層位于區(qū)內(nèi)深部，可能與尚未研究的早寒武紀(jì)或更早的地層時(shí)代有關(guān)。經(jīng)鉆孔揭露，礦區(qū)原生礦含金地層為奧陶系南津關(guān)組不純碳酸鹽巖，巖性主要為含泥質(zhì)成分較高的瘤狀灰?guī)r、破碎帶中的構(gòu)造角礫巖、碎裂泥巖等。Au主要賦存于黏土礦物和黃鐵礦中，Au在黏土礦物中呈吸附金的形式存在，在黃鐵礦中呈晶格金的形式存在[4]。

3.2.2 構(gòu)造與金礦(化)體的關(guān)系

蛇屋山雙重逆沖推覆構(gòu)造是礦區(qū)主要的控礦構(gòu)造，由底板逆沖斷層F2、頂板逆沖斷層F3及次一級(jí)斷層組成(圖2)。經(jīng)鉆孔控制，F(xiàn)2斷層淺部向S陡傾，傾角50°～70°，中—深部向S緩傾，傾角20°～40°；F3斷層面S傾，淺部?jī)A角較緩，為8°～25°，下部略陡，傾角30°～40°。F2、F3斷層為深部含礦熱液上升提供了通道，是成礦過程中主要的導(dǎo)礦構(gòu)造，層間破碎帶及次一級(jí)逆斷層為礦區(qū)原生金礦的賦存部位。本研究揭露了較多深部原生礦(化)體，特征見表1。

由表1可知：①含礦巖石大部分為構(gòu)造角礫巖，表明礦體與構(gòu)造關(guān)系密切；②礦體均顯示S傾特征，與區(qū)內(nèi)F2、F3低角度逆沖斷裂及次級(jí)斷裂的產(chǎn)狀一致，表明礦體產(chǎn)出嚴(yán)格受斷裂控制；③斷裂交匯部位礦體品位較高，主干斷裂F2、F3形成后受到后期NE向次級(jí)斷裂改造而發(fā)生變形，反應(yīng)了成礦的多期、多階段性，NE向斷裂向上運(yùn)移的含礦熱液使早期在斷裂F2、F3中形成的礦體發(fā)生疊加富集，使礦體品位變高；④Ⅰ-3#、Ⅰ-5#礦體Au品位較其他礦體高，反應(yīng)了泥化、碳化在Au的運(yùn)移、沉淀中發(fā)揮了至關(guān)重要的作用。

圖2 蛇屋山金礦雙重逆沖推覆構(gòu)造

3.2.3 圍巖蝕變與金礦(化)體的關(guān)系

礦區(qū)內(nèi)與金礦化有關(guān)的圍巖蝕變有硅化、黃鐵礦化、重晶石化、方解石化、雄(雌)黃化、高嶺土化、褐鐵礦化、黏土化、泥化、碳化、石油化，蝕變主要分布于構(gòu)造破碎帶及其附近的圍巖中，其中黃鐵礦化、黏土化、泥化、碳化與Au的運(yùn)移、沉淀關(guān)系較密切。

表1 蛇屋山金礦區(qū)鉆孔揭露原生金礦特征

4 礦床成因

礦區(qū)深部的含金地層在溫壓差異作用下熔融形成最初的含礦流體，含礦流體沿雙重逆沖推覆構(gòu)造以及次級(jí)NE向斷裂向上運(yùn)移，在運(yùn)移過程中含礦流體萃取各類巖石中的Au，形成新的含礦熱液。Au在熱鹵水中易形成可溶性絡(luò)合物，在含礦流體中運(yùn)移[5]。同時(shí)礦區(qū)內(nèi)的一些有機(jī)質(zhì)(如石油)也充當(dāng)了Au的礦化劑，對(duì)Au的搬運(yùn)、遷移發(fā)揮了一定的作用。寒武系—奧陶系碳酸鹽巖中發(fā)育的節(jié)理及裂隙也為成礦流體的運(yùn)移提供了通道，當(dāng)?shù)V液遇上蛇屋山倒轉(zhuǎn)背斜上覆志留系泥質(zhì)粉砂巖、細(xì)砂巖等性質(zhì)不活潑的巖性時(shí)受到阻擋，便在不純碳酸鹽巖中順層運(yùn)移。由于溫壓條件、溶液酸堿度的變化使大量Au在碳酸鹽巖與志留系粉砂巖的接觸部位沉淀，形成礦體雛形。由礦區(qū)斷裂相互錯(cuò)斷及巖石中方解石脈相互穿插現(xiàn)象可知，區(qū)內(nèi)成礦具有多期、多階段的特征，攜帶Au的成礦流體繼續(xù)向上運(yùn)移使早期形成的金礦體再次富集成為原生金礦體。在淺部形成的原生金礦體受長(zhǎng)期風(fēng)化作用，使賦存于黃鐵礦中的晶格金因氧化作用而被游離出呈離子狀隨大氣降水淋濾出，被高嶺石、伊利石等黏土礦物吸附，便形成了賦存于紅土中的金礦體。

5 找礦方向

圍繞有利構(gòu)造、巖性、蝕變?nèi)?，本研究指出?處找礦有利地段，如圖3所示。

(1)礦區(qū)西部NE向斷裂與EW向斷裂交匯部位。據(jù)鉆孔揭露，原生礦體大多賦存于NE向斷層F4、F5和EW向斷裂交匯部位，且品位較高。礦區(qū)EW向斷裂為礦區(qū)的主要導(dǎo)礦構(gòu)造，NE向斷裂后期切穿EW向斷裂，同時(shí)也可能是礦區(qū)成礦期的主要構(gòu)造，導(dǎo)通了深部熱源。因此成礦熱液易在兩者構(gòu)造復(fù)合部位富集成礦。

(2)F3斷裂上部產(chǎn)狀較緩部位。蛇屋山氧化型金礦主要賦存于雙重逆沖推覆構(gòu)造上部F3斷層上盤受剝蝕無遮擋的構(gòu)造窗部位。根據(jù)成礦作用分析，由于原始F3斷層上盤地層被志留系碎屑巖屏蔽，在破碎帶中運(yùn)移的含礦熱液上升受阻，產(chǎn)生側(cè)向徑流，最終在產(chǎn)狀較緩的構(gòu)造破碎帶中富集成礦。

(3)經(jīng)鉆探驗(yàn)證，志留系泥質(zhì)粉砂巖之下為C-P碳酸鹽巖地層，兩者為斷層接觸。

圖3 蛇屋山金礦成礦預(yù)測(cè)模式

深部含礦熱液在向上運(yùn)移中可能沿該斷裂運(yùn)移，在上覆志留系地層的阻擋下沉淀形成金礦體。特別是該斷裂與NE向斷裂的交匯部位成礦條件較好，與地表形成的早期原生礦有相似成因，為礦區(qū)第二找礦空間。

6 結(jié) 語

為進(jìn)一步擴(kuò)大蛇屋山金礦資源儲(chǔ)量，延長(zhǎng)礦山服務(wù)年限，結(jié)合區(qū)內(nèi)地質(zhì)工作成果，對(duì)礦區(qū)地質(zhì)特征、礦體賦存規(guī)律、礦床成因進(jìn)行了分析，在此基礎(chǔ)上指出了3個(gè)找礦有利地段，供區(qū)內(nèi)找礦參考。

[1] 李松生.再論蛇屋山紅土型金礦的成因[J].礦床地質(zhì)，1998(2)：114-124.

[2] 黎 彤.化學(xué)元素的地球豐度[J].地球化學(xué)，1976(3)：167-173.

[3] 劉源駿.有關(guān)湖北蛇屋山金礦成因的幾點(diǎn)淺識(shí)[J].湖北地質(zhì)，1995(1)：84-90.

[4] 王 彤，楊愛明.蛇屋山金礦原生礦石中金的賦存狀態(tài)初步研究[J].湖北地質(zhì)，1992(2)：40-46.

[5] 柯云峰.嘉魚蛇屋山金礦熱液蝕變和表生風(fēng)化作用[J].湖北地質(zhì)，1993(1)：57-63.

Ore-body Occurrence Regularity and Prospecting Direction of Shewushan Gold Deposit in Jiayu County, Hubei Province

Yin Jin Li Quan Zhou Guoen Hu Guoqing

(The Fourth Team of Geological Bureau of Hubei Province)

Shewushan gold deposit is a large mineral orefield that is found in Jiayu county,Hubei province. After more than 20 years of mining, it has entered into the ranks of crisis mines now.In order to maintain the current production of Shewushan gold deposit and extent the service life of the mine,it is necessary to conduct some relative geological exploration work to found the replacement resources for the mine.Combing with the geological exploration results of the mining area in recent years,firstly,the metallogenic geological background and geological characteristics of the mining area are analyzed in detail;then,the occurrence regularities of the oxidation gold ore-bodies and native gold ore-bodies are discussed from the perspective of spatial distribution,and the ore-body genesis of Shewushan gold deposit is also studied;finally,based on the three factors of favorable structure,lithology and alteration,three favorable prospecting sections,that is to say,the intersection part of NE-direction fracture and EW-direction fracture in the western part of mining area,the occurrence slower part of the upper of F3fracture and the contact area of Silurian argillaceous siltstone and the C-P carbonate formation under the Silurian argillaceous siltstone.The analysis results have some reference for the further prospecting work of gold resource and expand resource reserves of Shewushan gold deposit.

Gold deposit, Metallogenic geological background, Geological characteristics, Ore-body occurrence regularity, Prospecting direction

*湖北省國(guó)土資源廳地質(zhì)勘查基金項(xiàng)目(編號(hào)：[2011]004號(hào))。

2016-08-08)

尹 近(1991—)，男，助理工程師，碩士，437100 湖北省咸寧市溫泉銀泉大道723號(hào)。