桐柏—大別造山帶麻城地區(qū)金礦成礦地質(zhì)背景及空間展布特征

徐江嬿， 曾小華， 劉 嘉， 杜文洋， 劉 雷

(1.湖北省地質(zhì)勘查基金管理中心,湖北 武漢 430071； 2.湖北省地質(zhì)調(diào)查院，湖北 武漢 430034)

湖北省麻城地區(qū)隸屬于桐柏大別造山帶，該區(qū)在三疊紀(jì)發(fā)生的陸—陸碰撞中，揚(yáng)子陸塊向北俯沖至華北陸塊之下，發(fā)育多期次的韌性變形、脆性變形為主的北西西向推覆構(gòu)造和斷裂構(gòu)造，并與后期北北東—北東向斷裂構(gòu)造相互交織組成格子狀構(gòu)造體系[1-2]。在上述兩組斷裂構(gòu)造交匯的結(jié)點(diǎn)及其附近，形成(含鉬或鎢、鐵、鉛鋅、銅、硫等)中酸性小巖體[2-3]。區(qū)域內(nèi)多數(shù)金礦點(diǎn)礦體產(chǎn)出與斷裂構(gòu)造關(guān)系密切，區(qū)內(nèi)斷裂構(gòu)造主要為韌性、韌脆性剪切帶和脆性斷層，韌性、韌脆性剪切帶早期表現(xiàn)為順層滑脫，晚期為擠壓推覆階段，此階段為區(qū)內(nèi)變質(zhì)熱液礦床的重要成礦條件和控礦構(gòu)造。而脆性斷層，尤其是近東西向和北東向，控礦作用明顯。本文總結(jié)了該區(qū)金礦地質(zhì)特征，并對(duì)找礦方向進(jìn)行了探討，以期為該區(qū)同類型金礦床的找礦和勘查工作提供借鑒。

1 區(qū)域地質(zhì)背景

研究區(qū)(圖1)大地構(gòu)造位置隸屬于秦嶺大別造山系內(nèi)商丹結(jié)合帶的桐柏—大別高壓/超高壓變質(zhì)帶[4-5]。團(tuán)麻斷裂西側(cè)桐柏—大別變質(zhì)核雜巖隆起帶北部由多個(gè)形成于不同構(gòu)造環(huán)境，有著各自獨(dú)立的建造特征、變形變質(zhì)和構(gòu)造演化序列的構(gòu)造地層地體組成，經(jīng)歷了多階段、多期次構(gòu)造運(yùn)動(dòng)，經(jīng)過多次聚合后拼貼并焊接為一體的復(fù)雜構(gòu)造帶[6-7]。

區(qū)域地層屬秦嶺—大別地層區(qū)卡房—龜峰山小區(qū)，主要出露中元古界大別山(巖)群(黑云斜長(zhǎng)片麻巖、(角閃)黑云斜長(zhǎng)變粒巖、斜長(zhǎng)角閃(片)巖、石榴斜長(zhǎng)角閃巖、榴閃巖、含石英綠簾角閃石巖、(石榴)黑云斜長(zhǎng)變粒巖夾黑云二長(zhǎng)變粒巖、條帶狀石英綠簾石巖、白云鈉長(zhǎng)片麻巖、淺粒巖等)和第四紀(jì)(礫石、砂礫、砂及亞砂土)[2-3,8]。區(qū)域巖漿巖活動(dòng)頻繁，包括了新元古代片麻狀二長(zhǎng)花崗巖、片麻狀花崗閃長(zhǎng)巖及輝長(zhǎng)巖；晚侏羅世斑狀角閃二長(zhǎng)花崗巖；早白堊世正長(zhǎng)花崗巖、斑狀二長(zhǎng)花崗巖、二長(zhǎng)花崗巖。研究區(qū)位于武當(dāng)隆起東段，經(jīng)歷了復(fù)雜的變質(zhì)變形作用過程[9]。區(qū)內(nèi)變質(zhì)巖分布廣泛，其中晚太古代至晚元古代地層、中元古代超基性侵入巖、新元古代基性—中酸性侵入巖均發(fā)生了變質(zhì)作用。區(qū)內(nèi)變質(zhì)作用與成巖成礦的關(guān)系密切，區(qū)內(nèi)主要變質(zhì)作用有區(qū)域變質(zhì)作用，次為混合巖化作用、動(dòng)力變質(zhì)作用及交代變質(zhì)作用等。根據(jù)巖石組構(gòu)特征及礦物組成特性分為片麻巖類、粒巖類、片巖類、斜長(zhǎng)角閃巖類、大理巖類、石英巖類六大類[10]。熱液蝕變作用具有多期性，其主要發(fā)育于基性巖體中、斷裂破碎帶中及巖脈兩側(cè)，基性—超基性巖中的蝕變主要有次閃石化、綠泥石化、蛇紋石化、滑石化、碳酸鹽化、金云母化等，形成巖石有透閃石巖、綠泥石巖、陽起石巖、金云母巖、蛇紋巖及透閃石棉礦等。斷裂破碎帶中常見的蝕變有硅化、絹云母化、綠泥石化、綠簾石化、碳酸鹽化、黃鐵礦化等，并伴有多金屬礦物產(chǎn)出。區(qū)內(nèi)斷裂構(gòu)造主要為韌性、韌脆性剪切帶和脆性斷層，韌性、韌脆性剪切帶早期表現(xiàn)為順層滑脫，晚期為擠壓推覆階段，此階段為區(qū)內(nèi)變質(zhì)熱液礦床的重要成礦條件和控礦構(gòu)造。而脆性斷層，尤其是近東西向和北東向，為成礦熱液通道。

圖1 大別山北麓地質(zhì)簡(jiǎn)圖[2]
Fig.1 The sketch of geology of North Dabi

1.中新生代地層;2.二郎坪群;3.龜山巖組、南灣組;4.肖家廟巖組;5.秦嶺巖群;6.桐柏—大別變質(zhì)雜巖;7.紅安巖群;8.榴輝巖;9.白堊紀(jì)火山巖;10.石炭系;11.燕山期花崗巖;12.晉寧期花崗巖;13.地質(zhì)界線;14.斷裂帶;15.大別造山帶邊界;16.金礦床(點(diǎn));Ⅰ.華北地塊;Ⅱ.大別造山帶;Ⅲ.揚(yáng)子地塊。

2 區(qū)內(nèi)金礦床特征

2.1 雙廟關(guān)金礦

雙廟關(guān)金礦區(qū)內(nèi)主要出露西張店基性火山巖組、新元古代片麻狀二長(zhǎng)花崗巖和新元古代變輝長(zhǎng)巖，巖石中有后期石英脈、閃長(zhǎng)巖脈、閃長(zhǎng)玢巖脈、花崗斑巖脈、輝綠巖脈等侵入。區(qū)內(nèi)構(gòu)造以斷裂為主，最主要的雙廟關(guān)斷裂構(gòu)造總體北東向，另外發(fā)育有各方向的脆性次級(jí)斷裂(裂隙)，其中北東向和近東西向的斷裂尤為發(fā)育。區(qū)內(nèi)已發(fā)現(xiàn)8條金礦(化)體，其中Ⅰ號(hào)礦化體呈脈狀走向北北東，地表出露長(zhǎng)約100 m，產(chǎn)狀286°∠50°，平均厚度0.71 m，Au平均品位2.53 g/t，礦體賦存于褐鐵礦化硅化碎裂巖中，圍巖為變輝長(zhǎng)巖，為蝕變巖型金礦化體。Ⅳ號(hào)礦體呈透鏡狀走向北東，地表可見延伸約30 m，產(chǎn)狀305°∠39°，厚度0.75 m，Au品位20.5 g/t，共生Ag品位292.0 g/t，礦體賦存于褐鐵礦化硅化碎裂巖中，圍巖為變輝長(zhǎng)巖。Ⅴ號(hào)礦體呈脈狀走向北東，地表延伸為160 m，控制礦體斜深80 m，產(chǎn)狀340°∠60°～65°，平均厚1.71 m，Au平均品位7.93 g/t，礦體賦存于褐鐵礦化硅化碎裂巖中，圍巖為變輝長(zhǎng)巖。Ⅷ號(hào)礦體產(chǎn)于近東西向的褐鐵礦化石英脈中，出露長(zhǎng)約30 m，產(chǎn)狀352°∠34°，厚0.73 m，Au品位3.31 g/t，共生Ag品位42.39 g/t為石英脈型金礦體。

2.2 東灣金礦

東灣金礦區(qū)內(nèi)主要出露西張店基性火山巖組，主要巖性組合為鈉長(zhǎng)角閃巖、淺粒巖、白云石英片巖、云母片巖等及第四系沉積物。區(qū)內(nèi)脈巖發(fā)育，見有煌斑巖脈、閃長(zhǎng)巖脈、花崗斑巖脈與石英脈。區(qū)內(nèi)斷裂構(gòu)造較發(fā)育，主要有北東、北北東、北(西)西與近北向4組，其中北東向斷層，走向50°～60°、傾向南東、傾角30°～45°，為本區(qū)的容礦構(gòu)造。已發(fā)現(xiàn)金礦體2個(gè)，分別產(chǎn)于東灣南東方向約100 m的北東向硅化破碎帶內(nèi)與羅家塘南東側(cè)小山包之近南北向硅化破碎帶內(nèi)。Ⅰ號(hào)礦體，控制延伸約156 m，厚約0.66～0.9 m，平均厚度約0.78 m，Au平均品位14.91 g/t，走向約40°～55°，傾向南東，傾角30°～40°。Ⅱ號(hào)礦體位于Ⅰ號(hào)南部，呈透鏡狀近南北向展布，長(zhǎng)約80 m，厚約0.6 m，傾向東，傾角64°。區(qū)內(nèi)含礦巖石類型有強(qiáng)硅化碎裂閃斜煌斑巖、碎裂石英脈、碎裂狀花崗質(zhì)片麻巖與弱硅化碎裂閃斜煌斑巖4種。區(qū)內(nèi)金礦化不甚均勻，品位變化亦較大，一般6.70～8.50 g/t，最低2.20 g/t，最高可達(dá)43 g/t，礦化以北東向礦體最好，近南北向礦體次之。伴生有元素Ag、Cu、Pb、As、Sb與Hg等。圍巖蝕變主要有硅化、黃鐵礦(褐鐵礦)化與絹云母化。

2.3 鄭家塘金礦

鄭家塘金礦區(qū)內(nèi)地層主要為中元古界福田河片麻巖組、西張店基性火山巖組、上元古界武當(dāng)群二巖組。構(gòu)造以斷裂活動(dòng)為主，發(fā)育有各方向的脆性斷裂(裂隙)，其中北東、北西向2組尤為發(fā)育，為姜家灣斷裂的次級(jí)斷裂。礦區(qū)內(nèi)共發(fā)現(xiàn)2條金礦體(Ⅰ號(hào)、Ⅲ號(hào))和1條金鉛鋅礦體(Ⅱ號(hào))。其中Ⅰ號(hào)礦體產(chǎn)狀110°∠60°，平均厚度0.93 m，品位Au為1.33 g/t，礦體賦存于煌斑巖脈與片麻狀二長(zhǎng)花崗巖接觸部位的褐鐵礦化硅化碎裂巖中；Ⅱ號(hào)礦體走向140°，傾向南西，傾角48°～60°，礦體長(zhǎng)約800 m，厚0.2～1.3 m，品位Au為0.75～27 g/t； Zn為2.98%；Pb為0.60%。Ⅲ號(hào)礦體走向150°～160°，傾向南西，傾角52°～66°，平均厚0.91 m，Au平均品位1.68 g/t，出露長(zhǎng)約250 m。礦石類型主要為蝕變巖型，石英脈型次之。圍巖蝕變類型主要為硅化、褐鐵礦化、黃銅礦化、絹云母化等。以沿?cái)嗔殉涮畈l(fā)生交代作用后形成的蝕變巖為Au主要賦存載體，圍巖為片麻狀二長(zhǎng)花崗巖和白云鈉長(zhǎng)片麻巖，在圍巖與破碎蝕變帶的外接觸帶上局部也可見蝕變礦化現(xiàn)象。

2.4 白云金礦

白云金礦區(qū)內(nèi)出露新元古代武當(dāng)(巖)群二巖組(原桐柏山群)、陡山沱組、燈影組(現(xiàn)稱“紅安雜巖”四巖組，原紅安群七角山組)，早古生代喬店片巖—大理巖組沉積變質(zhì)地層。礦區(qū)內(nèi)巖石類型包括白云二長(zhǎng)片麻巖、淺粒巖、變粒巖、白云石英片巖、變粒磷灰?guī)r、含磷淺粒巖、含磷大理巖、綠簾鈉長(zhǎng)片麻巖等。礦床產(chǎn)于大磊山穹窿的核部及東翼，構(gòu)成大磊山金礦田。區(qū)內(nèi)斷裂構(gòu)造十分發(fā)育，按其走向不同，可分北西、北北西、北北東、北西西、北東、北東東向6組。礦(化)體主要受北西向斷裂控制，其次受北東向斷裂控制。共發(fā)現(xiàn)大小礦體13個(gè)，含金石英脈主要產(chǎn)于北西向斷裂破碎中以Ⅱ、Ⅰ、Ⅷ號(hào)礦脈礦化較好，規(guī)模較大，其中含金最高的Ⅰ、Ⅱ號(hào)脈體產(chǎn)于穹窿核部的硅化蝕變碎裂巖中，圍巖為片麻狀花崗巖，含金品位較低的Ⅷ號(hào)脈產(chǎn)在穹窿周邊的地層中，總體Au平均品位9.44 g/t。礦脈走向310°～280°，傾向南西，傾角40°～80°。由西向東，傾角由陡變緩再變陡，礦脈斜切穹窿核部及東翼地層。礦石類型主要為蝕變巖型，石英脈型次之。圍巖蝕變主要有硅化、鉀化和黃鐵礦化，其次是碳酸鹽化、絹云母化、重晶石化。北西向斷裂為主要導(dǎo)礦及控礦構(gòu)造，充填了含金石英脈；北北東向斷裂對(duì)含金石英脈起了破壞作用。

3 控礦因素分析

3.1 地層與金成礦

區(qū)內(nèi)金礦(床)點(diǎn)出露的地層有上元古界青白口系武當(dāng)群二巖組、耀嶺河組變火山巖組、中元古界福田河片麻巖組和西張店基性火山巖組，部分為中低Au豐度值的巖層和巖石，Au主要賦存在硫化礦物中或礦物解理、裂隙間，容易被活化、萃取。經(jīng)過區(qū)域變質(zhì)作用后上元古界地層中的部分Au、Ag等成礦物質(zhì)被活化轉(zhuǎn)移，使得地層上部和弱變質(zhì)帶中Au、Ag豐度提高，形成了原始含礦建造，成為金銀礦的礦源層之一。

3.2 構(gòu)造與金成礦

研究區(qū)內(nèi)構(gòu)造背景可分為兩大類，一為伸展裂谷背景，二為同碰撞伸展構(gòu)造及推覆構(gòu)造。其中裂谷背景下產(chǎn)出有與基性—超基性巖相關(guān)貧磁鐵礦、鎢礦，同碰撞伸展構(gòu)造及推覆階段則形成白云式造山型金銀多金屬礦床[11-12]。

碰撞前伸展構(gòu)造階段見有兩期較大的火山活動(dòng)形成武當(dāng)群與耀嶺河組變火山巖，為區(qū)內(nèi)金銀銅鉛鋅等多金屬礦床提供較為豐富物質(zhì)來源，并見有新元古代變基性—超基性巖脈廣泛侵入，內(nèi)常賦存有與基性—超基性巖相關(guān)貧磁鐵礦等。

同碰撞伸展構(gòu)造及推覆構(gòu)造階段，晚加里東—海西期時(shí)為拉伸期局部淺海滯流盆地環(huán)境沉積下所形成一套寒武系黑色巖系，為本區(qū)沉積型釩鉬礦、重晶石礦的重要含礦層位。地幔上涌處產(chǎn)出的古生代志留紀(jì)輝綠巖、輝長(zhǎng)輝綠巖為鑄石礦床產(chǎn)出提供有利條件，伴隨武當(dāng)造山隆升，在武當(dāng)山巖群內(nèi)部及耀嶺河組接觸帶附近常見順層滑脫構(gòu)造產(chǎn)出，為區(qū)內(nèi)金銀礦重要的賦礦構(gòu)造，后期推覆構(gòu)造階段產(chǎn)出大量逆沖斷裂與緊閉褶皺，其中背斜控制以及脆—韌性轉(zhuǎn)折部位為區(qū)內(nèi)金銀礦成礦有利部位，這與大多數(shù)造山型金礦成礦背景是類似的[13-16]。

3.3 巖漿與金成礦

區(qū)內(nèi)巖漿活動(dòng)較為頻繁，主要表現(xiàn)為新元古代片麻狀花崗巖、變輝長(zhǎng)輝綠巖和中侏羅世斑狀片麻狀二長(zhǎng)花崗巖，表明區(qū)內(nèi)存在多期次巖漿活動(dòng)。中生代巖漿侵入巖與金礦成礦關(guān)系密切，對(duì)金礦成礦作用主要是提供熱能，激發(fā)、活化巖石中的成礦物質(zhì)，同時(shí)巖漿熱液攜帶大量成礦物質(zhì)順深大斷裂上涌，于構(gòu)造有利部位沉淀成礦；區(qū)內(nèi)巖脈主要有花崗斑巖脈、變輝長(zhǎng)巖脈、煌斑巖脈、石英脈等，大體以北西、北東、東西向展布，整體形勢(shì)呈雜亂出露，巖脈礦化不顯著，礦化現(xiàn)象多發(fā)育于脈巖邊部接觸帶及其裂隙面，顯示礦化為多期熱液活動(dòng)富集產(chǎn)物。

4 空間展布特征

區(qū)內(nèi)金礦床點(diǎn)的空間展布，受區(qū)域地質(zhì)構(gòu)造、巖漿活動(dòng)、變質(zhì)作用等多種因素控制，由于華北板塊與揚(yáng)子板塊多次俯沖、對(duì)接、碰撞和受西太平洋的構(gòu)造—巖漿活動(dòng)帶的影響，造就了桐柏—大別地區(qū)在北西西向的剪切構(gòu)造系統(tǒng)控制了含金建造及巖漿巖的展布，疊加了北東向剪切帶，成為格狀展布的陣勢(shì)。在這一構(gòu)造格局上北西西向的剪切構(gòu)造系統(tǒng)控制了含金建造及巖漿巖的展布；北東向構(gòu)造在大別山區(qū)尤為明顯，區(qū)內(nèi)以北東向剪切系統(tǒng)為主，與北西西向構(gòu)造聯(lián)合控制了區(qū)內(nèi)金礦產(chǎn)出，大致分為西、中、東3個(gè)礦化集中帶。

(1) 西帶分布于陡山坡—陳家沖一帶，主要有陡山坡金礦、鄭家塘金礦、石家沖金礦、東灣金礦礦床等，大體呈北西向展布，間距約3.5～4 km，南距軍師嶺斷裂帶約5 km，礦體多受北東向斷裂構(gòu)造控制，礦化多產(chǎn)于中侏羅紀(jì)花崗巖體中，與煌斑巖脈體關(guān)系密切。

(2) 中帶分布于大河鋪—熊家坳一帶，主要有葉家灣金礦、項(xiàng)家沖金礦、大河鋪金礦、熊家坳金礦床等。大河鋪一帶金礦點(diǎn)呈近東西向展布，間距1.5～3 km，與南部熊家坳金礦床相距約10 km。中帶金礦體受近東西向斷裂構(gòu)造控制，破碎帶主要發(fā)育有石英巖脈、硅化碎裂巖，礦體主要賦存于黃鐵礦化(褐鐵礦化)石英脈中。

(3) 東帶主要分布于大松樹崗—雙廟關(guān)地區(qū)，有雙廟關(guān)金礦和大松樹崗金礦，二者相距約16 km，大致平行團(tuán)麻剪切帶呈北東向展布，東距團(tuán)麻斷裂約15 km，礦床點(diǎn)主要產(chǎn)于新元古代花崗巖體中，與基性巖的侵位關(guān)系密切。此外東帶南部團(tuán)麻斷剪切帶與軍師嶺剪切帶之交匯部位分布有橋頭灣銀金礦和萬家畈金礦，出露新元古代片麻狀花崗閃長(zhǎng)巖及福田河片麻巖組，并見有燕山晚期斑狀黑云二長(zhǎng)花崗巖侵入，成礦除受構(gòu)造控制外，還受燕山期花崗巖的侵位所制約。

5 總結(jié)

麻城地區(qū)金礦床大多形成于同碰撞伸展構(gòu)造及推覆構(gòu)造階段，以蝕變巖型為主，桐柏—大別地區(qū)北西西向的剪切構(gòu)造系統(tǒng)控制了含金建造及巖漿巖的展布，后期又疊加了北東向剪切帶，整體成為格狀展布的格局。區(qū)內(nèi)金礦被北東向剪切帶分為西、中、東三個(gè)礦化集中帶。