隨縣楊家祠堂金礦圍巖蝕變特征與找礦分析

胡新中，孫漢勇，張 戰(zhàn)，閆 博，陳國(guó)榮

（湖北省地質(zhì)局第八地質(zhì)大隊(duì)，湖北 襄陽(yáng) 441000）

楊家祠堂礦區(qū)金礦普查為“湖北省隨州市隨南大洪山-三里崗地區(qū)銅金礦調(diào)查評(píng)價(jià)”后續(xù)項(xiàng)目。工作區(qū)處秦嶺-大別造山帶與上揚(yáng)子板塊的拼合地帶。為研究該地區(qū)的地質(zhì)礦產(chǎn)，2015年湖北省地質(zhì)局第八地質(zhì)大隊(duì)受湖北省國(guó)土資源廳委托在此開(kāi)展“湖北省隨州市大洪山-三里崗地區(qū)銅金礦調(diào)查評(píng)價(jià)”，歷時(shí)3年，著有“湖北省隨州市大洪山-三里崗地區(qū)銅金礦調(diào)查評(píng)價(jià)報(bào)告”。

1 區(qū)域地質(zhì)背景

楊家祠堂礦區(qū)位于大洪山-三里崗-均川一帶，秦嶺-大別造山帶南緣，與上揚(yáng)子地臺(tái)緣緊鄰。區(qū)域總體構(gòu)造線呈NW-SE向,由一系列走向NW-SE的背向斜組成，由SW至NE依次為大洪山前陸褶沖帶—大洪山構(gòu)造帶—隨南構(gòu)造帶三部分組成。區(qū)內(nèi)褶皺斷裂發(fā)育，褶皺構(gòu)造及斷裂構(gòu)造均屬逆沖推覆構(gòu)造和伸展滑覆構(gòu)造的次級(jí)派生構(gòu)造。

區(qū)內(nèi)主要出露隨南小區(qū)地層，地層由老到新主要出露中元古界武當(dāng)巖群（Pt2W）；新元古界南華紀(jì)耀嶺河組（Nhy），震旦紀(jì)陡山沱組（Z1d）、燈影組（Z2∈1d）；下古生界寒武紀(jì)楊家堡組∈1y）、莊子溝組∈1z）、雙尖山組（∈1s）、立秋灣組（∈2-3l），奧陶紀(jì)高家灣組（Og），志留紀(jì)蘭家畈組（S1l）、雷公尖組（S2l）。其中，武當(dāng)巖群由下部的變火山巖組（Pt2Wa）和上部的變沉積巖組（Pt2Wb）組成，其中變火山巖組又可分為以變基性火山巖為主的下亞組和變中酸性火山巖為主夾少量細(xì)碎屑巖的上亞組；南華系耀嶺河組為一套細(xì)碧角斑巖建造；震旦系陡山沱組、燈影組則為細(xì)碎屑巖—碳酸鹽巖建造組合；下古生界寒武系為淺海相炭硅泥質(zhì)巖—碳酸鹽巖建造；奧陶系及志留系主要為淺海相細(xì)碎屑巖和泥質(zhì)巖組合。

區(qū)內(nèi)巖漿巖主要有變玄武巖，為變輝石巖、（變）輝綠巖、（變）輝綠（長(zhǎng)）巖、變輝長(zhǎng)輝綠巖、英堿正長(zhǎng)巖、二長(zhǎng)花崗巖。侵入時(shí)代主要古生代(圖1)。

圖1 大洪山—均川一帶區(qū)域構(gòu)造地質(zhì)圖

2 礦區(qū)地質(zhì)簡(jiǎn)述

礦區(qū)位于三里崗古廟一帶，面積10km2。區(qū)內(nèi)主要出露隨南地層小區(qū)地層，由老至新分別為寒武系下統(tǒng)莊子溝組（∈1z）、中上統(tǒng)立秋灣組（∈2-3l），奧陶系高家灣組（Og），志留系蘭家畈組（S1l），同時(shí)區(qū)內(nèi)地形低洼處出露第四系沖洪積物（Qhalp）（圖2）。礦區(qū)內(nèi)地層總體呈傾向北東的倒轉(zhuǎn)形式產(chǎn)出。褶皺和斷裂構(gòu)造較發(fā)育，斷層以脆—韌性剪切蝕變帶（F和Fsh）為主，走向主要為北西向或近南北向。共發(fā)育8條脆—韌性剪切蝕變帶，編號(hào)Fsh1—Fsh8，主要分布在普查區(qū)中部，整體呈北西—南東向展布。

圖2 礦區(qū)地質(zhì)圖

區(qū)內(nèi)巖漿巖較發(fā)育，噴出巖以玄武巖為主，主要分布于蘭家販組。侵入巖主要沿剪切蝕變帶兩側(cè)及高家灣組與蘭家畈組接觸處侵入，走向以北西—南東向?yàn)橹?，巖性以基性巖為主，見(jiàn)少量正長(zhǎng)斑巖，基性巖巖性主要為變輝長(zhǎng)輝綠巖、變輝綠巖、變輝綠玢巖等。區(qū)內(nèi)金礦礦體和礦化體劃分標(biāo)準(zhǔn)是以0.1～1＊10-6為礦化體，大于1＊10-6為礦體。共有1條礦（化）體（Fsh2），7條礦化體（Fsh1、Fsh3、Fsh4、Fsh5、Fsh6、Fsh7、Fsh8）。Fsh2礦（化）體最長(zhǎng)達(dá)800m，品位0.1～6＊10-6，平均品位達(dá)3～5＊10-6。

3 圍巖蝕變特征及其與礦化關(guān)系

3.1 主要蝕變作用

3.1.1 絹云母化

絹云母化是堿蝕變巖中鉀交代的一種表現(xiàn)形式，往往形成后期中性交代的礦質(zhì)沉淀場(chǎng)（杜樂(lè)天，1982）。礦區(qū)絹云母化有二種：一種是區(qū)城性的屬于自變質(zhì)作用形成的絹云母化，另一種是溶液交代作用形成的絹云母化作用。水巖交代作用在主礦體或近礦圍巖可見(jiàn)，是礦區(qū)重要的成礦作用。

3.1.2 硅化

礦體中硅化作用廣泛，在一般情況下，富礦帶（Fsh2）較貧礦帶要強(qiáng)烈，從硅化強(qiáng)弱程度也反應(yīng)礦體的分帶性。從地表到地下，從板巖-千枚巖-片巖-輝綠玢巖-輝綠巖，上部石英含量明顯較深部多，體現(xiàn)了酸-堿分離的“上硅下堿”鹽析過(guò)程。本區(qū)硅化延續(xù)時(shí)間校長(zhǎng)，從熱液活動(dòng)到中期含礦階段到晚期都存在硅化。按產(chǎn)出形態(tài)有星散狀、團(tuán)塊狀、細(xì)脈狀等。細(xì)脈有多次穿插交代，團(tuán)塊交代原巖中的基質(zhì)、斑晶及火山碎屑。一般金礦化與中期的灰色含黃鐵礦石英脈及相當(dāng)于本期的黃鐵礦化、硅化有直接關(guān)系。

3.1.3 黃鐵礦、白鐵礦化

黃鐵礦化在各個(gè)礦(化)體中發(fā)育廣泛。白鐵礦局部見(jiàn).早期呈團(tuán)塊狀(交代原巖中的斑晶及火山碎屑)及星點(diǎn)浸染狀，含金甚微。中期黃鐵礦，一般以黃鐵礦石英細(xì)脈沿早期星點(diǎn)浸染狀黃鐵礦破碎裂除充填交代，白鐵礦多與這一期黃鐵礦伴生，并且有較富的金礦化，對(duì)金礦有重要意義。該期黃鐵礦、白鐵礦中金的含量較高晚期黃鐵礦,形成時(shí)間較晚，溫度較低，往往呈細(xì)脈穿插(地表氧化成黃鉀鐵釩，或褐鐵礦)，本期黃鐵礦常穿插晚期的白色石英脈，為晚期的熱液活動(dòng)產(chǎn)物。

3.1.4 碳酸鹽化

有方解石化、白云石化、鐵白云石化等,它是蝕變作用中較廣泛的一種形式，常發(fā)育在遠(yuǎn)離礦體位置。

3.1.5 鈉長(zhǎng)石化、綠簾石化

呈細(xì)脈狀產(chǎn)出，為氣液活動(dòng)形成的產(chǎn)物。

3.2 主要蝕變巖石特征

礦區(qū)主要蝕變巖石為輝綠玢巖、正長(zhǎng)斑巖、板巖（元素含量見(jiàn)表1）。巖石存在有硅化、黃鐵礦化、絹云母化等，而蝕變最強(qiáng)、礦化最好、規(guī)模校大的礦體是賦存于輝綠玢巖中。輝綠玢巖是區(qū)內(nèi)分布較廣的巖石，礦體與礦化體主要財(cái)存于該巖石中。巖石結(jié)構(gòu)特征:基質(zhì)具輝綠結(jié)構(gòu)及交織結(jié)構(gòu)的斑狀結(jié)構(gòu)，班晶主要有自形至半自形晶普通輝石，其次由斜長(zhǎng)石組成?；|(zhì)主要有普通輝石、斜長(zhǎng)石，副礦物有鈦鐵礦、鋯石等組成，巖石中含有少量基性火山碎屑，數(shù)量不多，外形呈長(zhǎng)條狀，不規(guī)則狀，礦物成分主要是綠泥石，有少量白鈦石、鉻鐵礦等。巖石中的輝石斑晶粒晶可由0.4mm～10mm左右，自形程度較好，通常具環(huán)帶構(gòu)造。最外帶富含鈦，顏色略帶棕色,變化后往往有微粒狀白鈦石的析出，沿著原來(lái)環(huán)帶分布。

表1 各類(lèi)巖石各元素含量（單位：10-6）

該巖石經(jīng)受蝕變和礦化后，原巖的礦物成分完全發(fā)生變化，由絹云母、石英、黃鐵礦、白鐵礦、含鉻絹云母等新的礦物組合所取代。原巖的結(jié)構(gòu)和副礦物成分(鋯石、鉻鐵礦、鈦鐵礦)還不同程度的保留?；|(zhì)具變余交織及變余輝綠結(jié)構(gòu)的變余斑狀結(jié)構(gòu)。斑晶由黃鐵礦、石英、絹云母等蝕變礦物取代，保留假象?；鹕剿樾紴辄S鐵礦、絹云母、含鉻絹云母、石英所取代，保留鉻鐵礦殘余礦物及火山碎屑外形。巖石顏色變淺。

輝綠玢巖(包括蝕變輝綠玢巖)中的N i、Co、Cr、Ti顯著高于正長(zhǎng)班巖和板巖。輝綠玢巖和板巖中的V、Ag高于正長(zhǎng)斑巖。正長(zhǎng)斑巖中的Nb、Zr高于輝綠玢巖及板巖。

據(jù)鄰區(qū)蕎麥沖金礦資料，含礦帶附近輝綠玢巖SiO2、K2O含量要顯著高于未蝕交的原巖，MgO、CaO、Na2O、A12O3的含量要顯著低于未蝕變?cè)瓗r；微量元素As、Ag的含量，蝕變巖石中顯著高于未蝕變的原巖，強(qiáng)蝕變的巖石高于弱蝕變的巖石。

3.3 蝕變巖石的蝕變類(lèi)型

根據(jù)蝕變巖石形成的地質(zhì)環(huán)境、物理化學(xué)條件、巖石的結(jié)構(gòu)構(gòu)造、蝕變礦物的共生組合，本區(qū)與金礦有直接關(guān)系的蝕變類(lèi)型為黃鐵絹英巖型。

3.4 蝕變分帶性

蝕變分帶在垂向上或剖面上，堿交代出現(xiàn)在較深處（礦床的根部），向上逐漸為弱堿性和中性蝕變（Ca，F(xiàn)e，Mg交代），最上為酸性或強(qiáng)酸性蝕變場(chǎng)。參考熱液型金礦模型和蕎麥沖金礦數(shù)據(jù)，將礦區(qū)礦體（Fsh2）蝕變分帶如表2。

表2 礦體蝕變分帶性

自?xún)?nèi)帶向外帶，金的含量逐漸減少，K2O、SiO2、Ag、As也逐漸減少。CaO、MgO、Na20、Al2O3逐漸增高。金礦化逐漸減弱。

3.5 蝕變與成礦階段

從蝕變帶地質(zhì)特征、脈體穿插關(guān)系、巖礦鑒定、樣品分析，本礦區(qū)共有五次成礦作用階段（表3）。

（1）黃鐵礦—石英階段。石英呈脈狀，沿輝綠巖（輝綠玢巖）片理產(chǎn)出。黃鐵礦呈團(tuán)塊狀及破裂狀，保留輝石假象以及呈自形晶星點(diǎn)狀分布,并有少量白鐵礦及其它疏化物，純的黃鐵礦中，含金品位約2＊10-6以下。

（2）多金屬硫化物—石英階段。石英深灰色，網(wǎng)脈狀，并含有較多的硫化物，如黃鐵礦、白鐵礦、黃銅礦、班銅礦、閃鋅礦、磁黃鐵礦.....等。含金品位約15.5＊10-6左右，為主要成礦階段。金礦物在此期的黃鐵礦、白鐵礦顆粒中及裂除中見(jiàn)到。本期含黃鐵礦、白鐵礦石英脈是金的主要攜帶者和富集者，含金性較好，其中純黃鐵礦中金高達(dá)38＊10-6（據(jù)鄰區(qū)蕎麥沖金礦報(bào)告）。

（3）硒汞礦—黃鐵礦石英階段。黃鐵礦呈細(xì)脈產(chǎn)出，含金量不高。該階段為汞成礦的主要階段，硒汞礦與石英共生呈脈狀沿節(jié)理、裂隙產(chǎn)出。

（4）碳酸鹽階段。發(fā)育少量碳酸鹽巖脈，可見(jiàn)少量黃鐵礦呈它形—半自形產(chǎn)出，該階段是熱液成礦作用的晚期，成礦作用衰減。

（5）褐鐵礦化階段。主要為成礦后期表生作用形成，由褐鐵礦、銅蘭、孔雀石、玉髓、粘土等組成，金以吸附態(tài)產(chǎn)出。

表3 主要蝕變礦物生成順序

4 熱液蝕變演化模式

蝕變分帶與礦化時(shí)間關(guān)系。

（1）近礦蝕變暈無(wú)論在規(guī)模大小上，還是產(chǎn)狀上都和礦體基本-致。礦體往往是位于礦化體中。礦體、礦化體與圍巖三者是連續(xù)過(guò)渡關(guān)系,無(wú)明顯界線。巖石礦物、地球化學(xué)特征都表明自?xún)?nèi)向外各帶是連續(xù)的。

（2）含金黃鐵礦石英脈發(fā)育程度在礦體、礦化體與蝕變圍巖一般無(wú)明顯界線，多為過(guò)渡關(guān)系。

（3）成礦與蝕變分帶基本上是同時(shí)形成的，即成礦與蝕變是同時(shí)產(chǎn)生的。在成礦過(guò)程中,或前后溶液向圍巖滲透擴(kuò)散與圍巖發(fā)生反應(yīng)，形成不同蝕變帶，

（4）熱液蝕變堿交代為先導(dǎo)，根據(jù)杜樂(lè)天“《堿交代成礦作用的地球化學(xué)共性和歸類(lèi)》1983”，本區(qū)加里東期蘭家畈組玄武巖提供金礦物源，正長(zhǎng)斑巖（440±6Ma，曹強(qiáng)）提供堿交代熱動(dòng)力，礦床平面上的蝕變水平分帶其內(nèi)部為堿蝕變（絹云母化、鉻云母化、鈉長(zhǎng)石化等）→中性蝕變（蛇紋石化、云英巖化、青磐巖化等）→酸蝕變（方解石化、硅化、黃鐵礦化等）。

5 礦床模式及找礦意義

礦床形成于中生代中期（曹強(qiáng)，2015），主要為動(dòng)力變質(zhì)作用形成脆-韌性剪切變質(zhì)，礦床內(nèi)變質(zhì)流體與巖漿熱液混合作用，變質(zhì)流體交代萃取地層中富礦物質(zhì)（高家灣組輝綠玢巖、蘭家販組變玄武巖）形成含礦溶液并遷移至韌性剪切層間結(jié)合面或褶皺轉(zhuǎn)折端隆起沉淀，形成剪切帶型蝕變巖型金礦。楊家祠堂金礦圍巖蝕變的研究對(duì)“秦嶺-桐柏-大別造山帶”型金礦勘查具有一定的指導(dǎo)意義。