鄂東南龍角山—付家山鎢礦成礦規(guī)律再認(rèn)識(shí)與深部找礦突破

蔡恒安， 孫孝峰， 吳昌雄， 劉冬勤， 楊偉衛(wèi)， 皮業(yè)華，閆 芳， 朱柳琴， 魏克濤*

(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 第一地質(zhì)大隊(duì) 院士專(zhuān)家工作站，湖北 大冶 435100；3.湖北省地質(zhì)局 找礦突破創(chuàng)新中心，湖北 大冶 435100)

鄂東南礦集區(qū)位于長(zhǎng)江中下游鐵銅成礦帶的最西端，是一個(gè)以產(chǎn)出銅鐵金礦為主、伴生鎢鉬礦的礦集區(qū)。近年來(lái)，區(qū)內(nèi)圍繞銅鐵金礦開(kāi)展的深部找礦工作取得重要進(jìn)展，但鎢鉬礦找礦勘查進(jìn)展不大[1]。相鄰的江西省近年來(lái)陸續(xù)發(fā)現(xiàn)朱溪、大湖塘等特大型鎢礦床[2-4]，其成礦地質(zhì)條件與本區(qū)類(lèi)似，因此認(rèn)為在本區(qū)也有發(fā)育大型—超大型鎢礦床的可能。2016年起，湖北省地質(zhì)勘查基金中心在鄂東南地區(qū)部署了龍角山—付家山礦區(qū)外圍鎢多金屬礦找礦項(xiàng)目，通過(guò)對(duì)龍角山鎢銅礦床和付家山鎢鉬礦床成礦地質(zhì)特征的研究，在鎢礦成礦規(guī)律研究方面取得新認(rèn)識(shí)，將以往認(rèn)為“龍角山巖體與付家山巖體為兩個(gè)獨(dú)立小巖體”的觀點(diǎn)，轉(zhuǎn)變?yōu)椤皟蓭r體為深部相連的同一巖體”的新觀點(diǎn)，并提出兩礦床圍繞同一成礦巖體形成“巖體內(nèi)部熱液脈型鉬礦—主接觸帶矽卡巖型鎢鉬銅礦—巖體外緣賦存于巖性界面矽卡巖型鎢銅礦”的不同成礦樣式?；谝陨险J(rèn)識(shí)指導(dǎo)探礦工程布置，最終取得了深部找礦突破。

1 礦床地質(zhì)特征

龍角山鎢銅礦床和付家山鎢鉬礦床均位于大冶市市區(qū)南部。大地構(gòu)造位置處于下?lián)P子陸塊鄂東南褶沖帶大冶臺(tái)地裂谷帶，殷祖復(fù)式背斜北翼的次級(jí)褶皺——龍角山背斜北翼、殷祖巖體北東緣和陽(yáng)新巖體北西部夾持部位(圖1)。

圖1 龍角山—付家山礦區(qū)地質(zhì)簡(jiǎn)圖Fig.1 Geological diagram of Longjiaoshan-Fujiashan mining area1.三疊系下—中統(tǒng)嘉陵江組；2.三疊系下統(tǒng)大冶組；3.二疊系上統(tǒng)；4.二疊系中統(tǒng)茅口組；5.二疊系中統(tǒng)棲霞組；6.石炭系上統(tǒng)黃龍組與大埔組；7.泥盆系中—上統(tǒng)云臺(tái)觀組；8.志留系下統(tǒng)墳頭組；9.志留系下統(tǒng)新灘組；10.石英二長(zhǎng)閃長(zhǎng)巖；11.石英閃長(zhǎng)巖；12.花崗閃長(zhǎng)斑巖；13.閃長(zhǎng)玢巖脈；14.石英閃長(zhǎng)玢巖脈；15.鐵帽；16.矽卡巖；17.斷層；18.銅礦/鐵礦；19.鎢銅礦/鎢鉬礦；20.錳礦/金礦；21.地層產(chǎn)狀/倒轉(zhuǎn)地層產(chǎn)狀；22.勘探線剖面及編號(hào)。

1.1 龍角山鎢銅礦床

1.1.1礦區(qū)地質(zhì)概況

礦區(qū)主要出露志留系下統(tǒng)—三疊系下統(tǒng)地層。志留系下統(tǒng)墳頭組(S1f)、泥盆系中—上統(tǒng)云臺(tái)觀組(D2-3y)、二疊系上統(tǒng)龍?zhí)督M(P3l)與大隆組(P3d)以砂巖、粉砂巖、頁(yè)巖、硅質(zhì)巖為主。石炭系上統(tǒng)大埔組(C2d)與黃龍組(C2h)、二疊系中統(tǒng)棲霞組(P2q)與茅口組(P2m)、三疊系下統(tǒng)大冶組(T1d)、三疊系下—中統(tǒng)嘉陵江組(T1-2j)以灰?guī)r、白云巖、含燧石結(jié)核灰?guī)r為主。地層總體走向NEE，傾向NNW，傾角一般為50°～60°。巖漿巖主要為呈巖株?duì)町a(chǎn)出的龍角山小巖體，出露面積約0.55 km2，巖性以花崗閃長(zhǎng)斑巖為主，主要礦物為斜長(zhǎng)石、石英、鉀長(zhǎng)石、角閃石、黑云母，副礦物為榍石、磷灰石、鋯石、磁鐵礦等，與龍角山礦床成礦關(guān)系密切。區(qū)內(nèi)構(gòu)造較發(fā)育，主要為褶皺、斷裂和角礫巖筒。褶皺主要為龍角山背斜，背斜軸向NEE，核部為墳頭組粉砂巖、細(xì)砂巖，北翼依次為石炭系上統(tǒng)、二疊系中統(tǒng)碳酸鹽巖地層，背斜控制了礦體群的形態(tài)和產(chǎn)狀。斷裂較復(fù)雜，主要分為兩組：一組為NEE向縱斷裂帶，與地層走向基本一致，多形成于地層層間，其與接觸帶構(gòu)造復(fù)合部位為最有利的賦礦部位；另一組為NNE向斷裂帶，控制了龍角山小巖體和付家山小巖體的侵位。

1.1.2礦體地質(zhì)特征

礦床從北西向南東依次分布520、420、320三個(gè)礦體群。520礦體群的主礦體主要呈脈狀產(chǎn)于大埔組與黃龍組之間的層間破碎帶和巖體侵入接觸復(fù)合部位(圖2)。420礦體群的主礦體呈透鏡狀或脈狀產(chǎn)于大埔組層內(nèi)滑脫帶及斷裂中。320礦體群呈較規(guī)則的脈狀分布于大埔組白云巖與墳頭組砂頁(yè)巖不整合界面的順層斷裂帶和滑脫帶中。三個(gè)礦體群均走向NEE，傾向NNW，傾角一般為30°～90°。

圖2 龍角山鎢銅礦床20線地質(zhì)剖面簡(jiǎn)圖Fig.2 Section diagram of the 20th line ofLongjiaoshan tungsten-copper deposit1.棲霞組；2.黃龍組；3.大埔組；4.墳頭組；5.花崗閃長(zhǎng)斑巖；6.矽卡巖；7.礦體及編號(hào)；8.斷層。

礦石自然類(lèi)型主要為含銅鎢鉬石榴子石矽卡巖和含銅鎢鉬黃鐵礦礦石。礦石結(jié)構(gòu)主要為粒狀結(jié)構(gòu)、交代結(jié)構(gòu)和交代殘余結(jié)構(gòu)。礦石構(gòu)造主要為稀疏浸染狀構(gòu)造、網(wǎng)脈狀和角礫狀構(gòu)造。礦石礦物以黃銅礦、黃鐵礦、白鎢礦、輝鉬礦為主，脈石礦物除矽卡巖類(lèi)礦物外，還有石英、方解石、斜長(zhǎng)石、綠泥石等。

1.2 付家山鎢鉬礦床

1.2.1礦區(qū)地質(zhì)概況

礦區(qū)主要出露石炭系上統(tǒng)—三疊系下統(tǒng)碳酸鹽巖地層。巖漿巖主要為呈NE向延伸的不規(guī)則腎狀產(chǎn)出的付家山小巖體，出露面積為0.728 km2，巖性主要為花崗閃長(zhǎng)斑巖，由斜長(zhǎng)石、石英、鉀長(zhǎng)石、角閃石、黑云母等組成。構(gòu)造主要為褶皺、斷裂和接觸帶構(gòu)造。礦區(qū)由西往東分布有一系列次級(jí)褶皺，呈NNE向側(cè)列展布，具短軸及鼻狀構(gòu)造特征。斷裂主要為控制小巖體侵位的NNE向斷裂帶。地層與付家山小巖體侵入接觸形成接觸帶構(gòu)造，接觸帶產(chǎn)狀復(fù)雜，總體為傾向SE的“S”形，平面和剖面上均呈波狀起伏，是區(qū)內(nèi)主要控礦構(gòu)造。

1.2.2礦體地質(zhì)特征

礦區(qū)內(nèi)已查明礦體44個(gè)，圍繞付家山巖體周緣接觸帶形成東、北西、西、西南四個(gè)礦帶。西礦帶位于巖體的西緣接觸帶，產(chǎn)于茅口組灰?guī)r與巖體接觸帶中石榴子石矽卡巖內(nèi)，走向NNE，傾向呈反“S”狀彎曲。北西礦帶位于巖體的北西緣接觸帶，受茅口組灰?guī)r與巖體接觸帶控制，走向NE，總體傾向NW。東礦帶位于巖體南東緣接觸帶部位，產(chǎn)于茅口組灰?guī)r與巖體接觸帶中石榴子石矽卡巖內(nèi)，走向NNE，傾向SE，走向上具反“S”狀彎曲，與520礦體群最西段毗鄰。西南礦帶位于巖體的西南緣接觸帶，賦存于主接觸帶附近的花崗閃長(zhǎng)斑巖及矽卡巖中，走向近EW，傾向S，與520礦體群東段毗鄰(圖3)。

礦石自然類(lèi)型主要為含銅鎢鉬石榴子石矽卡巖、含銅鎢鉬花崗閃長(zhǎng)斑巖和少量的含銅鎢鉬大理巖。礦石結(jié)構(gòu)主要為粒狀結(jié)構(gòu)、交代結(jié)構(gòu)和交代殘余結(jié)構(gòu)。礦石構(gòu)造主要為稀疏浸染狀構(gòu)造、網(wǎng)脈狀構(gòu)造。礦石礦物主要為輝鉬礦、白鎢礦、黃銅礦、斑銅礦，其次為磁鐵礦；脈石礦物有鈣鐵石榴子石、透輝石、綠簾石、透閃石、方解石、白云石、石英、綠泥石等。

2 礦床成因與成礦規(guī)律再認(rèn)識(shí)

2.1 礦床成因與控礦要素

龍角山鎢銅礦床與付家山鎢鉬礦床均受構(gòu)造、巖漿巖、圍巖等條件控制。其中，層間斷裂、順層斷裂帶、不同巖性界面構(gòu)造是控制龍角山鎢銅礦床產(chǎn)出的成礦構(gòu)造，礦體均分布于主接觸帶外側(cè)圍巖層間破碎帶和滑脫帶的石榴子石矽卡巖、透輝石矽卡巖中，礦體的形態(tài)、產(chǎn)狀、規(guī)模受白云巖與細(xì)砂巖(粉砂巖)巖性界面、白云巖與灰?guī)r巖性界面控制作用明顯[5]。斷裂—接觸帶復(fù)合構(gòu)造是控制付家山鎢鉬礦床產(chǎn)出的成礦構(gòu)造，礦體主要分布于主接觸帶的石榴子石矽卡巖、透輝石矽卡巖中，少量分布于接觸帶附近的花崗閃長(zhǎng)斑巖中，礦體的形態(tài)、產(chǎn)狀、規(guī)模嚴(yán)格受接觸帶控制。礦體產(chǎn)出均與燕山期花崗閃長(zhǎng)斑巖具有明顯的時(shí)間、空間及成因關(guān)系，花崗閃長(zhǎng)斑巖為礦床的成礦地質(zhì)體。

礦床成礦作用方式以接觸交代作用為主，交代強(qiáng)烈者形成塊狀礦石，稍弱者形成浸染狀礦石。賦存于主接觸帶的礦體呈透鏡狀，賦存于層間破碎帶和滑脫帶的礦體呈似層狀，少量礦體呈脈狀與石英伴生分布于巖體內(nèi)部裂隙中。圍繞龍角山—付家山成礦巖體形成有“巖體內(nèi)部熱液脈型鉬礦—主接觸帶矽卡巖型鎢鉬銅礦—巖體遠(yuǎn)緣賦存于巖性界面矽卡巖型鎢銅礦”的成礦樣式。初步判斷龍角山礦床成因類(lèi)型為賦存于巖性界面的矽卡巖型鎢銅礦，付家山礦床是以矽卡巖型鎢鉬銅礦和少量巖體內(nèi)部的熱液脈型鉬礦組成的復(fù)合型礦床。

2.2 成礦規(guī)律再認(rèn)識(shí)

2.2.1龍角山巖體與付家山巖體為深部相連的同一巖體

龍角山巖體與付家山巖體巖性相同，均為花崗閃長(zhǎng)斑巖。前人曾采樣對(duì)其元素地球化學(xué)開(kāi)展研究[6-8]，主量元素分析結(jié)果表明龍角山巖體、付家山巖體主量元素組成一致，二者的鋁飽和指數(shù)(A/CNK)均介于0.80～1.01，巖性均為準(zhǔn)鋁質(zhì)，兩巖體DI指數(shù)和氧化性也非常接近(表1)。在微量元素方面，二者均具有高Sr、低Y、低Yb和高Sr/Y比值特征，與埃達(dá)克質(zhì)巖的地球化學(xué)特征類(lèi)似；在微量元素蛛網(wǎng)圖上二者呈現(xiàn)出基本一致的配分型式，富集LILE(K、Rb、Sr、Ba、Th、U)，虧損HFSE(Nb、Ta、Ti)，呈現(xiàn)出明顯的P負(fù)異常；在稀土元素配分圖上，均顯示出LREE富集的右傾型特征，無(wú)明顯的Eu異常。

表1 龍角山巖體與付家山巖體地球化學(xué)特征對(duì)比Table 1 Comparison of geochemical characteristics of Longjiaoshan Rock and Fujiashan Rock

年代學(xué)研究表明，兩巖體形成年齡在誤差范圍內(nèi)一致，其中付家山花崗閃長(zhǎng)斑巖成巖年齡為(144.4±1.7)Ma，龍角山花崗閃長(zhǎng)斑巖成巖年齡為(146.4±1.5) Ma[9]。

構(gòu)造學(xué)和地球物理學(xué)證據(jù)也支持這一新認(rèn)識(shí)。二者均受龍角山NNE向斷裂帶控制，位于同一構(gòu)造—巖漿巖帶上。據(jù)以往鉆孔揭露，龍角山巖體深部向北東穩(wěn)定延伸，付家山巖體深部向南延伸，加之龍角山—付家山地區(qū)化極磁異常也顯示龍角山巖體和付家山巖體位于同一磁異常范圍內(nèi)，表明二者可能在深部相連為同一個(gè)巖體(圖3)。

2.2.2龍角山礦區(qū)深部可能存在受主接觸帶控制的礦體，付家山礦區(qū)外圍可能存在受層間破碎帶(滑脫帶)、硅鈣界面控制的層間礦體

區(qū)內(nèi)與燕山期小巖體有關(guān)的礦床，一般以(斑)巖體為中心向外擴(kuò)散,即：巖體內(nèi)部為斑巖型(隱爆角礫巖)、捕虜體矽卡巖型礦床，接觸帶上為矽卡巖型礦床，接觸帶外側(cè)圍巖層間滑脫帶、層間破碎帶、硅鈣不整合面上為矽卡巖型礦床，外圍為受斷裂及裂隙控制的中低溫?zé)嵋盒突蝾?lèi)卡林型礦床，形成“四位一體”成礦樣式[10]。

從龍角山和付家山礦床礦體特征來(lái)看，龍角山礦床520礦體群傾向NNW，付家山1號(hào)礦體傾向SE，結(jié)合前文述及“龍角山巖體與付家山巖體很可能深部相連為同一巖體”的認(rèn)識(shí)，推斷這兩個(gè)礦體在深部相連?？辈橘Y料顯示，付家山礦床的礦體主要賦存于主接觸帶及接觸帶附近的花崗閃長(zhǎng)斑巖內(nèi)，龍角山礦床520、420、320礦體群主要賦存于主接觸帶外側(cè)黃龍組與大埔組間、大埔組層內(nèi)及大埔組與墳頭組間的層間斷裂、順層斷裂帶、不整合界面間。根據(jù)前述“四位一體”的成礦樣式，認(rèn)為龍角山—付家山地區(qū)可能在巖體內(nèi)形成斑巖型礦體，在主接觸帶形成矽卡巖型礦體，在接觸帶外側(cè)形成層間礦體，形成了“巖體內(nèi)部熱液脈型鉬礦—主接觸帶矽卡巖型鎢鉬銅礦—巖體遠(yuǎn)緣賦存于硅鈣面矽卡巖型鎢銅礦”的成礦樣式(圖4)。從而推斷沿龍角山礦區(qū)深部有可能尋找到受主接觸帶控制的矽卡巖型礦體，在付家山礦區(qū)外圍也可能尋找到與龍角山類(lèi)似的層間礦體。

圖4 龍角山—付家山礦床成礦模式圖Fig.4 Metallogenic model diagram of Longjiaoshan-Fujiashan deposit1.大冶組；2.大隆組；3.下窯組；4.龍?zhí)督M；5.茅口組；6.棲霞組；7.黃龍組；8.大埔組；9.墳頭組；10.花崗閃長(zhǎng)斑巖；11.鎢礦；12.鉬礦；13.鎢鉬礦；14.銅鎢礦；15.銅鉬礦；16.矽卡巖；17.斷裂；18.砂巖；19.白云石大理巖；20.大理巖；21.灰?guī)r；22.硅質(zhì)頁(yè)巖；23.硅化；24.角巖化；25.鉀化。

3 勘查工作驗(yàn)證情況

綜合分析認(rèn)為，龍角山礦區(qū)50線北東為深部找礦的有利部位。原因是：①50線520礦體厚達(dá)40余米，沿傾向和走向延伸尚未控制，已施工鉆孔最深處未揭露到主接觸帶；②48線所見(jiàn)520礦體位于主接觸帶，礦體賦存于矽卡巖中，可能為主接觸帶礦體，推測(cè)50線520礦體也可能與主接觸帶礦體相連；③該區(qū)位于付家山巖體南東深部延伸部位，是尋找層間礦體的有利部位。根據(jù)上述認(rèn)識(shí)，在54線布置鉆孔進(jìn)行驗(yàn)證，對(duì)520礦體群沿NE走向進(jìn)行追索。經(jīng)鉆探驗(yàn)證，在主接觸帶揭露厚度近20 m的鎢鉬礦體，在巖體內(nèi)見(jiàn)厚度為20余米的斑巖型鉬礦體，證實(shí)了龍角山深部存在受主接觸帶控制的矽卡巖型礦體，且付家山巖體確實(shí)向南東延伸。后沿54線向NE走向繼續(xù)追索，相繼在60線、66線、72線揭露到深部巖體和與之相關(guān)的礦體，取得了深部找礦重大進(jìn)展(圖5)，但對(duì)于龍角山巖體和付家山巖體是否為同一巖體仍有爭(zhēng)議。

2019—2020年，沿50線南西對(duì)礦體進(jìn)行追索控制，在付家山巖體與龍角山巖體毗鄰的48線深部主接觸帶發(fā)現(xiàn)了厚大的矽卡巖型鎢礦體(圖6)，證實(shí)付家山巖體與龍角山巖體深部為同一巖體。新發(fā)現(xiàn)鎢礦體與520礦體賦礦部位、賦礦圍巖相同，實(shí)為同一礦體。以上說(shuō)明龍角山深部既有受層間破碎帶控制的520礦體，也有受主接觸帶控制的礦體，賦存于主接觸帶的礦體厚度大且沿走向和傾向均沒(méi)有完全控制，繼續(xù)追索有較大的找礦潛力。以上新發(fā)現(xiàn)對(duì)完善與成礦巖體有關(guān)的成礦系列提供了有力佐證。

圖6 龍角山—付家山礦區(qū)48線剖面圖Fig.6 Profile of 48 lines of Longjiaoshan-Fujiashan mining area1.茅口組；2.棲霞組；3.黃龍組；4.大埔組；5.花崗閃長(zhǎng)斑巖；6.矽卡巖；7.層間破碎帶礦體；8.主接觸帶礦體；9.地質(zhì)界線/推測(cè)地質(zhì)界線；10.鉆孔及編號(hào)。

在最新勘查工作基礎(chǔ)上，估算新增WO3資源量3.3萬(wàn)t，使龍角山—付家山礦區(qū)查明WO3資源量達(dá)8.65萬(wàn)t，達(dá)到大型鎢礦床規(guī)模，成為湖北省目前查明的唯一大型鎢礦床。

4 結(jié)論

(1) 龍角山巖體和付家山巖體在深部相連，為同一巖體。

(2) 龍角山礦床和付家山礦床受同一巖體形成的同一成礦系統(tǒng)控制，以龍角山—付家山巖體為中心向外擴(kuò)散，形成與燕山期花崗閃長(zhǎng)斑巖有關(guān)的“巖體內(nèi)部熱液脈型鉬礦—主接觸帶矽卡巖型鎢鉬銅礦—接觸帶外側(cè)圍巖層間滑脫帶、層間破碎帶、硅鈣不整合面的矽卡巖型鎢銅礦”等不同的成礦樣式。

(3)對(duì)礦床成礦規(guī)律再認(rèn)識(shí)可以有效指導(dǎo)深部找礦工作，是深部找礦突破的重要途徑。