湖北省嘉魚縣藕塘灣金礦地質(zhì)特征

黎 湘，魏四華，包楚才，范中林，胡尚軍

（1.湖北省地質(zhì)調(diào)查院，湖北武漢430034；2.中國(guó)地質(zhì)大學(xué)，湖北武漢430074；

3.鄂東南地質(zhì)大隊(duì)，湖北黃石435100）

0 引言

鄂南地區(qū)相繼發(fā)現(xiàn)蛇屋山大型金礦床和富水、銅山等小型金礦，是湖北省紅土型金礦床的集中區(qū)域［1］，而在此區(qū)域內(nèi)還有大量礦（化）點(diǎn)和異常分布.本文研究的藕塘灣金礦是通過三級(jí)異常查證發(fā)現(xiàn)的.礦區(qū)地處鄂南丘陵與江漢平原過渡地帶，地形平緩.該礦床與蛇屋山等礦床一樣，具有易采易選、用堆淋法提金回收率高、環(huán)境污染較小和經(jīng)濟(jì)效益較好等特點(diǎn)［2］.開發(fā)和研究該類低品位紅土型金礦床既可獲得好的經(jīng)濟(jì)效益，又可獲得好的社會(huì)效益.

1 區(qū)域成礦地質(zhì)背景

嘉魚縣藕塘灣金礦區(qū)大地構(gòu)造位置處于揚(yáng)子陸塊區(qū)（Ⅱ）下?lián)P子陸塊（Ⅱ1）鄂東南褶沖帶（Ⅱ1-1）嘉魚臺(tái)地褶皺帶（Ⅱ1-1-4）嘉魚臺(tái)褶束西端的嘉魚-赤壁弧形構(gòu)造帶中段，西臨江漢斷陷、沔陽(yáng)凹陷［3］.上述構(gòu)造帶是湖北省重要的金礦成礦帶.區(qū)內(nèi)為丘陵-湖盆堆積地貌，第四系發(fā)育，基巖僅零星出露.主要有志留系下統(tǒng)—中統(tǒng)、石炭系上統(tǒng)、二疊系、三疊系下統(tǒng)及上統(tǒng)、侏羅系下統(tǒng)、白堊系上統(tǒng)—古近系.寒武—奧陶系僅在鉆孔中可見.

區(qū)域內(nèi)最為顯著的構(gòu)造是北東向弧形褶皺和斷裂，嘉魚-赤壁弧形構(gòu)造帶為本區(qū)的主體構(gòu)造，礦區(qū)位于弧形構(gòu)造帶上，構(gòu)造帶由北東逐漸轉(zhuǎn)向東西，形成向南東突出的弧形帶，由一系列褶皺和斷裂組成，構(gòu)造帶寬約16 km，其中北東—北北東向和近東西向構(gòu)造規(guī)模最大，與成礦關(guān)系密切.

區(qū)域內(nèi)礦產(chǎn)主要為沉積礦產(chǎn)，有石灰石礦、煤及錳礦，一般均為小型礦床或礦點(diǎn).錳礦產(chǎn)于下二疊統(tǒng)茅口組下部，為含錳灰?guī)r氧化后形成的氧化錳礦，煤礦產(chǎn)于侏羅系.

2 礦區(qū)地質(zhì)特征

2.1 地層及賦礦層位

2.1.1 地層

礦區(qū)第四系發(fā)育，其覆蓋面積達(dá)95%以上.基巖零星出露，局部見奧陶系上統(tǒng)五峰組、志留系下統(tǒng)新灘組（見圖1）.中上寒武統(tǒng)—中下奧陶統(tǒng)在鉆孔中可見.礦區(qū)地層由老至新分述如下.

（1）寒武系—奧陶系

寒武系主要為灰白色、灰色微晶白云巖、亮晶團(tuán)?；?guī)r、含生物屑泥晶灰?guī)r，厚度大于100m；奧陶系為青灰色、灰色薄層硅質(zhì)巖夾硅質(zhì)頁(yè)巖，偶見零星出露，厚度大于2m.

（2）志留系

志留系主要為新灘組的灰色、淺灰色泥質(zhì)粉砂巖、頁(yè)巖，有零星出露，厚度大于100m.

（3）第四系

本文對(duì)礦區(qū)松散層作了詳細(xì)的對(duì)比劃分工作，根據(jù)堆積物成分、構(gòu)造特征、地貌條件及形成環(huán)境，第四系成因類型可劃分為殘積層（el）、殘坡積層（esl）、湖積層（l）和沖湖積層（apl）；而根據(jù)第四系堆積物疊置關(guān)系以及它們的顏色、物質(zhì)成分、結(jié)構(gòu)構(gòu)造、分布規(guī)律，將礦區(qū)第四系分別歸屬為全新統(tǒng)和中更新統(tǒng)，其中中更新統(tǒng)進(jìn)一步劃分為4個(gè)巖性段.

2.1.2 賦礦層位

賦礦層位主要為第四系中更新統(tǒng).根據(jù)上述劃分原則，中更新統(tǒng)（Qp2）的第一巖性段為棕褐色含礫亞黏土、亞黏土，灰綠色、灰色含礫黏土，該層為主要賦礦層，為金元素的相對(duì)富集帶；第二巖性段從整體上看，主要以淺色、雜色高嶺石、亞黏土為特征，為主要含礦層之一；第三巖性段為褐紅色網(wǎng)紋狀亞黏土、含礫亞黏土、礫質(zhì)亞黏土、亞砂土等，也為主要賦礦層之一，礦體一般出現(xiàn)在中下部；而第四巖性段主要為淺灰色、灰白色巖塊和礫石，該層是尋找紅土型金礦的直接標(biāo)志.

2.2 構(gòu)造

礦區(qū)位于蛇屋山倒轉(zhuǎn)背斜東段.該背斜是一個(gè)埋藏于松散黏土層之下的隱伏構(gòu)造.礦區(qū)內(nèi)僅見其倒轉(zhuǎn)翼（北翼），走向大致為北西到近東西向，軸面南傾，傾角50～55°.主要斷裂有北西向和北東向二組，其中北西向斷裂分布于礦區(qū)北部山脊（山丘）北側(cè)一線，斷層縱貫整個(gè)礦區(qū)，斷層破碎帶寬5～10m，走向北西，傾向南西，傾角約60～65°，為一逆斷層，構(gòu)造巖有硅化灰質(zhì)構(gòu)造角礫巖、灰質(zhì)碎裂巖、硅化碎裂巖、硅化巖等，它是蛇屋山倒轉(zhuǎn)背斜的北緣邊界，是控制金礦化北部邊界的主要斷層.北東向斷裂分布于礦區(qū)中西部，為物探推測(cè)斷層，其延伸長(zhǎng)度不詳.

2.3 熱液蝕變

基巖的熱液蝕變較普遍，發(fā)育程度不一，蝕變種類主要有硅化、黃鐵礦化、雄（雌）黃化、方解石化.

2.3.1 硅化

硅化在基巖中比較普遍，發(fā)育程度不同.強(qiáng)硅化的結(jié)果生成交代石英巖，其特點(diǎn)是玉髓呈隱晶質(zhì)結(jié)構(gòu)，構(gòu)成交代殘余砂屑、鮞粒等粒屑顆粒.當(dāng)硅化較弱時(shí)，生成硅化角礫巖、硅化灰?guī)r等，其特征是硅化巖中石英呈自形—半自形單晶，散粒狀不均勻分布，晶體中可見碳酸鹽礦物包體.弱硅化在斷裂及受其影響的碳酸鹽巖中時(shí)有分布.

2.3.2 黃鐵礦化

黃鐵礦化較為普遍，在斷裂破碎帶中黃鐵礦呈浸染狀、脈狀產(chǎn)出.黃鐵礦常呈立方形、他形粒狀，粒度大小0.01～0.1mm，最大可達(dá)0.3mm.經(jīng)電子探針測(cè)試分析，細(xì)粒黃鐵礦有晶格金存在.

2.3.3 雄（雌）黃化

雄（雌）黃化呈浸染狀、薄膜狀分布于斷裂破碎帶或具碎裂結(jié)構(gòu)的碳酸鹽巖中，部分在方解石脈中.雄黃、雌黃分布普遍.

2.3.4 方解石化

方解石化以不規(guī)則短小方解石脈或呈網(wǎng)脈狀形式出現(xiàn)，脈體可見有兩類：一類是纖晶狀方解石，垂直脈壁向脈中央生長(zhǎng)的拉伸作用形成的構(gòu)造成因脈；另一類是方解石呈晶粒結(jié)構(gòu)的熱液成因脈，常見雄黃、雌黃、石英等.兩類脈體互有穿切現(xiàn)象.

3 礦床地質(zhì)特征

3.1 礦體特征

藕塘灣金礦床賦存于中更新統(tǒng)紅色含砂礫亞黏土中.礦體總體走向北西西，傾向北，局部?jī)A向南，傾角5°左右，厚度變化較穩(wěn)定，品位變化均勻、形態(tài)較規(guī)則的似層狀礦體，局部有分支，頂部較平直，底部隨基巖頂面的起伏而變化.礦體賦存標(biāo)高+33～-41m，全部被全新統(tǒng)及中更新統(tǒng)含礫亞黏土、巖塊掩蓋，覆蓋層厚0.45～43.19m，平均 9.83m.

按邊界品位0.7×10-6圈定礦體4個(gè)，Ⅰ號(hào)礦體東西長(zhǎng)360m，南北寬40～120m，平均厚10.35m，厚度變化系數(shù)為 85.72%，單工程礦體品位 0.74×10-6～1.50×10-6；Ⅰ-1號(hào)礦體厚16.28m，品位1.64×10-6；Ⅱ、Ⅲ號(hào)礦體：東西長(zhǎng)400m，南北寬30～120m，單工程礦體厚2.50～20.83m，平均厚10.77m，厚度變化系數(shù)為63.75%，單工程礦體品位 0.71×10-6～1.62×10-6，品位變化系數(shù)為47.66%.東西兩端礦體厚度較大，中間變薄，礦體厚度與品位一般為正相關(guān).單樣品位為 0.5×10-6～3.62×10-6，礦床平均品位1.31×10-6（圖2）.

礦體產(chǎn)于松散層中，礦床成因與松散層的形成密切相關(guān).松散層為殘—坡積成因類型，其搬運(yùn)距離短，基本上為原巖原地風(fēng)化，分選性差，故成層性欠佳，加上礦體為無(wú)形礦體，因此確定礦體連接對(duì)比的主要依據(jù)是：1）工業(yè)指標(biāo)依據(jù).金礦體為無(wú)形礦體，礦體的圈定主要根據(jù)礦床的工業(yè)指標(biāo)和金含量來(lái)確定具體的邊界位置；2）地層與巖性依據(jù).從大的層位講，金礦體完全受中更新統(tǒng)巖性段控制，上覆全新統(tǒng)，下伏寒武—奧陶系碳酸鹽巖地層，從具體賦存部位看，紅土型金礦體分布于中更新統(tǒng)中下部褐紅色（雜色）含礫亞黏土層中；3）成因及產(chǎn)狀依據(jù).由于金礦體成因?yàn)橹懈陆y(tǒng)殘坡積—堆積形成的紅土型金礦.故其礦體上部產(chǎn)狀較為平緩，底部產(chǎn)狀與基巖起伏一致.連接礦體時(shí)充分考慮到礦體的這一控制因素和縱橫變化趨勢(shì)，注意相鄰鉆孔與相鄰剖面之間的對(duì)比，使礦體連接盡量符合這一客觀規(guī)律.

由于礦床為風(fēng)化淋濾成因，且本區(qū)新構(gòu)造運(yùn)動(dòng)表現(xiàn)不強(qiáng)烈，未發(fā)現(xiàn)有活動(dòng)性斷裂通過，地殼長(zhǎng)期處于剝蝕堆積階段.斷裂構(gòu)造對(duì)礦體連接影響不大.

3.2 礦石特征

3.2.1 礦石類型

金礦體賦存于中更新統(tǒng)含礫黏土中，雖就顏色結(jié)構(gòu)構(gòu)造的變化可以細(xì)分，但礦石的物質(zhì)成分、基本結(jié)構(gòu)構(gòu)造、金的賦存狀態(tài)、品位變化及工業(yè)加工技術(shù)性能等并無(wú)差異.細(xì)分即無(wú)明顯界線也無(wú)實(shí)際意義，故礦石自然類型均屬于含砂礫黏土金礦石.結(jié)合選冶工藝要求，礦石工業(yè)類型可劃分為低品位微細(xì)粒松散的強(qiáng)氧化金礦石（紅土型）.

3.2.2 礦石結(jié)構(gòu)及構(gòu)造

礦石結(jié)構(gòu)主要有泥質(zhì)結(jié)構(gòu)、粉砂泥質(zhì)結(jié)構(gòu)、含砂礫泥質(zhì)結(jié)構(gòu)和砂（礫）狀結(jié)構(gòu)；礦石構(gòu)造有土（塊）狀構(gòu)造、條帶狀構(gòu)造、網(wǎng)紋狀構(gòu)造和混雜礫狀構(gòu)造.

3.2.3 礦石成分

（1）礦石礦物成分

礦石礦物主要有石英、黏土礦物、玉髓、褐鐵礦，少量綠泥石、重晶石等（表1）.其中，黏土礦物中高嶺石為40%～46%，埃洛石42%～50%，伊利石占2%～10%.含少量炭質(zhì)、方解石、金紅石、絹云母、銳鈦礦、自然鉛、黃鐵礦、輝銻礦、毒砂、綠簾石、剛玉，及微量鈦鐵礦、白鐵礦、方鉛礦、榍石、鋯石、斜長(zhǎng)石、角閃石、石榴石、白鈦石、軟錳礦、白鉛礦、白鎢礦、電氣石、鱗鋁鍶石.

表1 礦石主要礦物特征表Table1 Featuresofmainm inerals in the ore

（2）礦石化學(xué)成分

礦石化學(xué)成分以 SiO2、Al2O3、Fe2O3為主，與礦石礦物成分以黏土礦物、石英、玉髓、褐鐵礦為主相吻合，礦石有益組分為Au，影響氰化浸出的有害元素S、C、As、Sb含量甚微（表2）.礦石中金主要以游離狀態(tài)存在，少量以吸附狀態(tài)存在于高嶺石、伊利石邊緣，包體金極微.

表2 礦石化學(xué)成分表Table2 Chem ical composition of ore

4 礦床成因及找礦標(biāo)志

4.1 礦床成因

礦床成因類型屬風(fēng)化殘積型，礦床工業(yè)類型為紅土型，依據(jù)如下.

（1）垂直分帶具風(fēng)化殼結(jié)構(gòu)：礦床松散堆積巖層上為強(qiáng)風(fēng)化的土壤層、殘積層，下為半風(fēng)化基巖.殘積層具原地堆積特征，無(wú)分選性，植物孢粉少，是因表層殘積物起了屏幕作用，孢粉很難進(jìn)入到深部.由于易風(fēng)化物質(zhì)流失、帶走，硅化巖塊、碎石及抗風(fēng)化部分相對(duì)在頂部集中，造成粒序上的“反序”.

（2）成“土”成礦時(shí)代：含金黏土層產(chǎn)出層位介于侏羅紀(jì)與全新世之間，根據(jù)網(wǎng)紋狀紅土在區(qū)域上的形成時(shí)代及淺部采到中晚更新世蕨類孢子，其時(shí)代定為中更新世當(dāng)屬無(wú)疑.金礦體賦存于更新統(tǒng)黏土巖中，呈似層狀，兩者大體應(yīng)為同期產(chǎn)物.

（3）下伏基巖中的原生金礦化與紅土型金礦的關(guān)系：后者源于前者，但又絕非前者的一部分.從圍巖看，巖、土界線分明；從礦體看，前者受次級(jí)構(gòu)造破碎帶控制，產(chǎn)狀較陡，厚度小，品位低，分布零散；后者呈似層狀，產(chǎn)狀平緩，規(guī)模較大，品位較均勻，兩者特征大相徑庭；另外兩者礦石中金的賦存狀態(tài)不一樣，前者以晶格金為主，后者以游離金為主.

4.2 成礦作用及成礦控制因素

金的成礦作用可概括為3個(gè)階段.1）熱液礦化階段：伴隨基底巖層的構(gòu)造及熱液活動(dòng)，發(fā)生了金的原生礦化，為后來(lái)的成礦作用提供了物質(zhì)條件；2）風(fēng)化成礦階段：經(jīng)物理風(fēng)化的原生礦石在濕熱氣候條件下，隨著化學(xué)風(fēng)化作用的加強(qiáng)，產(chǎn)生了紅土作用和金的活化、富集作用，在殘積紅土層中形成似層狀金礦體；3）后期改造階段：主要指下部礦體的局部再次富集和表層礦體局部遭受剝蝕作用［4］.

從上述成礦過程中可以看出主要控礦因素為有利的基底巖層、構(gòu)造、熱液活動(dòng)［5］和有利于紅色黏土生成及保存的氣候條件與地貌條件.

4.3 找礦標(biāo)志

根據(jù)礦區(qū)找礦實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)及其產(chǎn)出的地質(zhì)背景和礦體特征［6］，本文總結(jié)該區(qū)找礦標(biāo)志如下.

（1）基巖地質(zhì)標(biāo)志：古生代碳酸鹽巖地層，近東西向斷裂破碎帶發(fā)育，伴有硅化、黃鐵礦化、雄（雌）黃化、方解石化等蝕變.

（2）第四紀(jì)地質(zhì)標(biāo)志：更新統(tǒng)殘積層紅色含砂礫亞黏土、網(wǎng)紋狀黏土較厚，表層散布有硅化巖塊、礫石（“硅帽”）.

（3）地球化學(xué)標(biāo)志：有Au的次生暈異常存在，出現(xiàn)Au-Hg-As-Mo-Ba的異常組合更為有利.當(dāng)土壤金出現(xiàn)20×10-9以上完整異常，且濃集中心明顯時(shí)，可望找到紅土型金礦.

（4）現(xiàn)代地貌特征：低緩丘陵、隴崗地形對(duì)礦床保存有利.

5 結(jié)論

根據(jù)前述礦床地質(zhì)特征，結(jié)合礦區(qū)外圍礦床的平面展布特點(diǎn)，本礦床受控于嘉魚-赤壁弧形構(gòu)造帶，下伏基巖為寒武—奧陶系灰?guī)r、泥質(zhì)灰?guī)r.本礦床賦存在含礦化的灰?guī)r、泥質(zhì)灰?guī)r之上的第四系中更新統(tǒng)的網(wǎng)紋狀含砂礫黏土層中，礦床的平面展布方向與下伏弧形構(gòu)造帶的方向一致.外圍已發(fā)現(xiàn)尹家畈、楠竹林等金礦（化）點(diǎn).因此，在加大地勘投入的前提下，通過對(duì)以往地質(zhì)資料的研究，本區(qū)具有良好的找礦前景.

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