武當-桐柏-大別成礦帶區域成礦特征與找礦前景展望

彭三國，藺志永，胡俊良，劉勁松

（1.武漢地質調查中心，武漢 430205；2.中國地質調查局，北京 100037）

2012年7月25～26日，中國地質調查局組織裴榮富、莫宣學、葉天竺等院士和專家在北京對《武當-桐柏-大別成礦帶地質找礦部署方案》進行了最終論證，專委會對武當-桐柏-大別成礦帶找礦潛力給予了充分肯定，一致同意將其列入國家級成礦帶，至此，我國國家級重點成礦帶從原來的19個增至20個。

1 成礦帶的由來

武當-桐柏-大別地區已探明湖北銀洞溝銀金礦、廟埡鈮-稀土礦、大阜山金紅石礦、黃麥嶺磷礦，河南銀洞坡金銀礦、破山銀礦、老灣金礦等一批大型礦床，近年來又相繼發現了安徽沙坪溝鉬礦、鮮花嶺鉛鋅礦，河南湯家坪、千鵝沖鉬礦、湖陽銅鎳礦，湖北陳家埡鐵礦等一批大中型礦床，其中沙坪溝鉬礦查明資源儲量（332+333）236萬噸，成為世界第二、亞洲第一的超大型斑巖鉬礦，結束了“大別山東段大無礦”的歷史。另外，老灣金礦、銀洞坡金銀礦、銀洞溝銀金礦等深部及外圍找礦取得重要進展。這些重大找礦成果表明武當-桐柏-大別成礦帶蘊藏著巨大的資源潛力，具備成為國家級重要成礦帶的條件①。

中國地質調查局及時跟蹤本地區近年來所取得的重大地質找礦成果和進展，為充分發揮統籌部署、公益先行的作用，統一部署地質找礦工作，實現有宏觀影響的找礦突破，在廣泛調研和征求意見的基礎上，充分分析該區地質工作程度、成礦條件和找礦潛力，組織有關單位按照“公益先行、商業跟進、基金銜接、整裝勘查、快速突破”地質找礦新機制要求編制了《武當-桐柏-大別成礦帶地質找礦部署建議》。2011年9月在安徽省六安市召開了“武當-桐柏-大別成礦帶找礦方向研討會”，常印佛、裴榮富等80多位院士、專家參加了會議。通過研討，明確了該區地質找礦目標任務、總體思路和工作部署初步建議。院士、專家們一致建議盡早將本區列入國家級重要成礦帶，盡快實現找礦新突破。自此轉入《武當—桐柏—大別成礦帶地質找礦部署方案》編制論證階段。中國地質調查局繼續組織武漢（牽頭）、天津、南京地調中心，湖北、安徽、河南三省地調院等單位10多位專家歷時近一年，經湖北武漢、湖北孝感、安徽合肥等多次會議研討、審查以及采用分散和集中的形式不斷修改與完善，到最終論證通過。至此，武當-桐柏-大別成礦帶正式成為我國第20個國家級成礦帶。

2 成礦帶范圍的界定

武當-桐柏-大別地區（成礦帶）夾持于華北地塊和揚子地塊之間，是秦嶺復合造山帶的東延部分和根帶（是中央造山帶的重要組成部分），大地構造位置屬秦嶺褶皺系南秦嶺-淮陽褶皺帶。范圍南界為青峰-襄樊-廣濟斷裂，北界定為確山-合肥斷裂，東以郯廬斷裂為界，西界為湖北與陜西的省界（見圖1）。南、北、東三面是純粹的地質構造邊界，沒有異議。西界是一條人為的邊界，定在此處原因有二:（1）本成礦帶已跨湖北、安徽、河南三省域，項目管理涉中國地調局資源評價部二處及武漢、天津、南京三個大區中心，若再向西擴展到陜西、重慶地域，項目管理會相應涉及資源評價部一處和西安、成都地調中心，協調難度大。（2）向西幾十公里已有國家級秦嶺成礦帶，兩成礦帶有一定間隔是合理的。

成礦帶地理坐標:109°30′～117°00′，30°00′00″～33°15′00″，面積為 12.5 萬 km2。

Fig.1 Simplified tectonic map of Wudang-Tongbai-Dabie metallogenic belt

3 區域地質背景

3.1 地層

本成礦帶跨華北、武當-桐柏-大別、揚子3個地層大區。武當-桐柏-大別主體屬北秦嶺（中秦嶺、北淮陽）、武當（丹江、兩鄖-武當山、平利-竹溪）、桐柏（隨棗、桐柏）、大別（大別山）4個地層區（8個地層小區）。前寒武紀變質巖系區內大面積出露。最老構造地層出露在中秦嶺、桐柏山和大別山地區，分別為新太古界-古元古界秦嶺（陡嶺）巖群、桐柏巖群、大別山巖群深變質巖系。中元古界地層主要出露在中秦嶺（龜山巖組為中淺變質的碎屑巖夾碳酸鹽巖及火山巖系）和大別山地區（中深變質巖片麻巖系，以二云（黑云、白云）斜長片麻巖、二云鈉長片麻巖、變粒巖、斜長角閃巖、二云石英片巖等為主）。新元古界地層廣布全區，中秦嶺地區龜山（界碑）巖組中淺變質的碎屑巖夾碳酸鹽巖及火山巖系，其他大部地區下為武當群淺變質沉積-火山碎屑巖系，向上南華系耀嶺河群為淺變質基性火山巖，震旦系為淺變質碎屑泥質巖-碳酸鹽巖系。古生界-新生界蓋層大別地區基本缺失，其他地區較為發育，下古生界寒武-奧陶-志留系為硅質碳質碎屑巖-碳酸鹽巖系夾基性、堿性火山巖系，上古生界泥盆-石炭-二疊系為碎屑巖-含生物化石碳酸鹽巖系。在中-新生代盆地堆積了紅色碎屑巖-泥質巖（夾石灰巖）系。

3.2 構造

該區夾持于華北和揚子兩地塊之間，多期復雜的構造改造及大量同構造增生巖漿物質的添加，使本區地質構造變得極其復雜。主要構造單元歸屬于南秦嶺-大別造山帶和北秦嶺造山帶（分布于桐柏-北淮陽地區）。南陽盆地西為南秦嶺造山帶（包括主體武當火山-沉積巖系構造帶和部分南秦嶺南部、北部逆沖推覆構造帶），東為桐柏-大別造山帶（從西向東包括桐柏-隨州、光山-紅安、岳西-英山-浠水構造系）和北淮陽構造帶(包括金寨-獨山和霍山構造亞系)以及商城-沙坪溝、草店-山店構造巖漿雜巖區。其形成與演化長期存在爭議，張國偉等(2001)綜合前人資料提出三階段演化模式[1-3]:(1)基底形成階段(Ar-Pt3晚期）:太古代-中新元古代在前寒武紀非均一拼合結晶基底上，以廣泛強烈的擴張裂谷與小洋盆并存，垂向加積增生為基本特點，晉寧期逐漸從垂向增生而轉向側向運動與增生為主。(2)板塊構造演化階段(Pt3晚期-T2）:新元古代晚期到早古生代南、北秦嶺分別演化成為揚子、華北地塊北部的被動陸緣，中間為特提斯秦嶺洋；中奧陶世，特提斯秦嶺洋向北俯沖，北秦嶺演化成為活動邊緣；南、北秦嶺在中古生代時期沿著商丹帶發生碰撞；與此同時，南秦嶺南部邊緣發生裂陷并繼之在晚古生代時期擴張打開形成古特提斯秦嶺洋，導致南秦嶺從揚子地塊中分離出來成為獨立的地塊；大致在晚三疊世，南秦嶺與揚子地塊間沿勉略帶發生碰撞，碰撞造山作用導致廣泛的褶皺沖斷變形和花崗巖質巖漿侵入，并導致揚子和華北地塊的拼合。（3）中新生代陸內構造演化階段（T3-Q）。印支晚期轉入以陸內俯沖、陸殼推覆疊置、斷塊走滑、巖漿貫入、變質變形等為特點的陸內造山作用，經歷伸展塌陷（T3-J1）、逆沖推覆和花崗巖漿活動（JK1）、擠壓與伸展共存的急劇隆升成山及裂解（K2-Q）等陸內過程，終成現今構造面貌和山脈。

3.3 巖漿巖

區內巖漿活動頻繁、分布廣泛、巖石類型多樣，時空上具較明顯的規律性。離散環境主要為基性-超基性侵入巖及相應的火山巖，而在匯聚條件則發育中-酸性侵入巖及相應的火山巖；空間上，基性-超基性組合多沿裂陷槽產出，中-酸性侵入巖及相應的火山巖則主要發育于匯聚時的仰沖盤。侵入巖主要有呂梁-揚子-晉寧-加里東-燕山早-燕山晚等6期,以襄樊以東地區燕山期中酸性巖漿活動最頻繁。火山巖大致分為阜平-呂梁-揚子-晉寧期-加里東-燕山等6期。巖石成因類型主要為大片出露的中酸性侵入巖，其次為基性-超基性巖類。

3.4 變質作用

變質巖出露面積大，分武當、桐柏山、大別山三區，各區內部構造極其復雜。武當地塊變質巖呈穹隆狀產出，穹隆中心為武當群，外圍為耀嶺河群。桐柏山高壓變質巖被一系列近北西-南東方向的韌性剪切帶分割[4]，按照主要礦物組合和巖石構造從北到南可劃分為[5]:南灣復理石單元、肖家廟構造混雜巖帶、北部高壓榴輝巖帶、中部桐柏山高級變質雜巖系、南部高壓榴輝巖帶、藍片巖-綠片巖帶。大別地區變質巖根據變質溫度-壓力條件，從北到南劃分為[6]:北淮陽低溫低壓綠片巖相變質帶、北大別高溫超高壓榴輝巖相帶、中大別中溫超高壓榴輝巖相帶、南大別低溫超高壓榴輝巖相帶、宿松低溫高壓藍片巖相帶。

4 區域成礦特征

帶內已發現礦產有金、銀、銅、鉛、鋅、鉬、鐵、鈦、鎳、稀土、磷、長石、綠松石、蛇紋巖、花崗巖、膏鹽及地熱等40余種。大、中、小型礦床、礦（化）點500余處。

4.1 沉積成礦建造

帶內存在多個重要的沉積成礦建造，主要有:（1）與裂解背景有關的新元古代淺變質火山-沉積巖建造分布非常廣泛。在武當隨州地區有武當群、耀嶺河群，桐柏地區有毛集群、歪頭山組、二郎坪群、蔡家凹組、龜山群，六安地區的廬鎮關巖群，大別山地區的港河巖組，宿松地區的宿松巖群、張八嶺巖群。控制著區內銅多金屬礦床和金銀礦床的宏觀分布。（2）震旦-寒武系碎屑巖-碳酸鹽巖-硅質巖-黑色巖系建造主要分布在武當-隨棗地區，該成礦建造的重要意義是為后期成礦（層控-構造巖漿熱液型金銀礦）提供大量成礦物質。陡山陀組底部和中部發育有受層位控制的順層滑動-破碎帶型金、銀、銅等礦產；燈影組上部和下部分別發育有受層位控制的鉛鋅礦床和磷礦、寒武系下部黑色巖系中發育有受層位控制的 V、Mo、U、Ni、Ag、Zn、磷礦、黃鐵礦、重晶石礦。鄂西北獨特的綠松石礦產在寒武系炭硅巖的構造破碎帶中。（3）古生代奧陶系～志留系以碎屑巖為主的沉積建造，控制著金、銅、錳和鉛鋅礦的分布。武當隆起周邊地區分布的晚古生代泥盆系陸屑-碳酸鹽建造，控制著銻、金礦展布，其中中泥盆統為銻（汞）礦，上泥盆統為金礦。（4）中生代中酸性火山沉積巖建造主要分布在北淮陽地區，盆地中發育的一套河湖相碎屑巖、中酸性火山巖和火山碎屑巖具有較高的金銀背景值，是次火山巖型-淺成低溫熱液型金多金屬礦的賦礦層位。（5）中新生代斷陷盆地碎屑巖建造，沉積了一套粉砂巖、泥巖夾礫巖及少量的泥灰巖建造。不同斷陷盆地分別控制了不同礦產，如湖北云應凹陷盆地控制了大型膏鹽礦床，鄂豫南陽盆地控制了大中型石油、天燃氣、天然堿礦床，湖北棗陽興隆盆地控制了中小型硝鹽礦床等。（6）第四系更新統由砂、礫、黏土組成沉積建造，控制階地砂金、鈦（磁）鐵、金紅石、獨居石等砂礦床。第四系全新統沉積建造控制了現代河流砂金、鈦磁鐵、金紅石等砂礦。

4.2 侵入巖成礦建造

除上述有關層位中的火山作用形成了重要的區域性成礦建造外，侵入作用對區域成礦具有重要意義。其中新元古代和燕山期兩次巖漿作用成礦意義重大。（1）大別期和揚子期變質基性-超基性侵入巖成礦建造主要分布在高級變質巖區，主要形成金紅石、鉻鐵礦、硅酸鎳和蛇紋巖礦床等。（2）與新元古代裂解作用有關的基性-超基性侵入巖成礦建造主要分布在武當-大別地區，與 Cu、Ni、Pt、Pd、Au 等礦種關系密切。河南周庵大型銅鎳硫化物礦床的發現肯定了新元古代裂解作用的成礦意義。（3）印支期堿性巖-碳酸巖成礦建造東秦嶺地區具有重要的成礦意義，形成鉬、鉛、金、稀土礦床，如廟埡大型鈮稀土礦床。（4）燕山期中-酸性巖漿侵入巖成礦建造包括二個成巖階段，四個巖石系列，百余個大小侵入體。即:第1成巖階段的早白堊世早期的I型高鉀鈣堿系列花崗巖和I型鉀玄巖系列火山－侵入巖類以及S型鈣堿系列花崗巖，第2階段的A型堿性花崗巖。與礦化關系較密切的有梁灣、老灣、天目山、靈山、千鵝沖、湯家坪等巖體及一些小的花崗斑巖體、斑巖脈等。大別山北麓中生代中酸性巖漿巖與鉬、金銀多金屬礦成礦關系密切。如肖畈、大銀尖、湯家坪、沙坪溝等鉬礦均受中酸性小巖體和構造的雙重控制。

4.3 大型構造控礦作用

區內構造控礦作用主要表現為:（1）新元古代－早古生代裂谷帶控礦作用，從武當巖群下部的磨拉石建造，到上部的雙峰式火山沉積建造為代表的陸殼斷陷，和以耀嶺河群細碧角斑巖建造代表的大洋化，再到以晚震旦世-志留紀大陸邊緣半深水-碳酸鹽臺地沉積硅質碳質巖-碎屑泥質巖-碳酸鹽巖系為代表的大洋沉積一個完整過程，形成一系列含礦建造，不僅在裂解階段形成了一系列礦床，也為后續疊加成礦奠定了物質基礎。（2）主要深斷裂帶的控礦作用表現在引導地幔物質、熱量向地殼淺部遷移，成為重要的區域性構造巖漿巖帶。特別是北西（西）向在與其它構造特別是北東向構造交匯處，形成巨大的裂隙系統和便于充分的物質交換，往往控制著成礦亞帶和多個礦集區的分布，如沙坪溝礦田。（3）區域性隆起（穹窿）構造不僅僅是一個構造現象，通常也包含有巨大的熱異常，是深部點狀熱事件在淺部的構造響應。區內有武當、大別兩大隆起，大別內部還有大磊山、大崎山和青石3個次級構造巖漿穹窿，這些隆起對應著是已知的金及多金屬礦化集中區。（4）區內剪切帶有逆沖推覆剪切、滑脫折離（伸展構造）和走滑剪切三種。逆沖推覆構造主要發育于印支-燕山期，如隨北、武當山逆沖推覆構造等。成礦富集作用往往多發生在晚期的脆韌性-脆性過渡階段。

4.4 變質成礦作用

區內變質成礦作用分成四種方式:（1）原沉積礦床經變質提高了可利用價值，如變質磷礦床（大悟黃麥嶺、宿松柳坪磷礦）；（2）原不能利用的火山—沉積型貧鐵礦，經變質作用形成磁鐵礦，而成為可供利用的鐵礦床；（3）變質形成新礦物資源，如金紅石礦床（棗陽大阜山、岳西碧溪嶺）、藍石棉礦床、藍晶石礦床、鉀長石礦床；（4）通過動力變質作用，使礦源層中成礦元素疊加富集成礦，如老灣金礦。

5 區域成礦規律

5.1 礦床空間分布規律

帶內礦床的空間分布主要受:(1)礦源建造；(2)燕山期中酸性巖漿侵入活動；(3)巖相古地理；（4）后生改造因素(變質、褶皺、斷裂、重熔巖漿侵入和風化作用等)四大因素制約。礦源建造和改造是兩大成礦必備因素，如火山一沉積礦源建造多通過后生改造而成礦。大別-桐柏中央隆起改造因素一般為重熔巖漿侵入和構造改造，改造的對象是隨縣群、耀嶺河群(過路灣組)、紅安群、桐柏山群及大別山群礦源建造和一般沉積建造，形成從桐柏到岳西的構造-巖漿-金銀銅鉬多金屬礦帶。南秦嶺印支褶皺帶幾乎控制了武當地區金、銀、釩多金屬礦產出，重要礦床多位于韌-脆性剪切帶和強應變帶附近，受區域構造疊加、構造方向轉化、構造交匯等控制。

由于本區位于古亞洲構造域 (構造線為東西向)、特提斯構造域(構造線為北西向)、濱太平洋構造域(主構造線為北北東向)的交接部位，從而造就了區內北西西向構造與北北東向構造復合疊加的格局，控制礦床的分布呈近“北西西成帶，北東東成行”特征。

5.2 礦床(體)共生分帶規律

區內礦床(體)之間在空間上顯示有規律的共生分布現象[7]。（1）中生代碰撞造山體制淺成與中深成熱液型礦帶成對共生。淺成熱液型礦床形成于上地殼較強拉張的構造背景下，或在地殼總體擠壓背景體制下的局部拉張環境(如同碰撞伸展)，與伸展地熱場(如火山、淺成侵入)-地熱流體(以大氣降水為主)成礦系統有關；中深成熱液型礦床形成于上地殼擠壓、轉換擠壓和擠壓松馳(弱拉張)背景下，與擠壓、轉換擠壓-變質變形、深成侵入-深源流體(以變質和巖漿熱液為主)成礦系統有關。本區中生代陸內俯沖碰撞造山構造體制下，造成這兩個成礦系統分帶成對共生，即它們在空間上相鄰平行展布，成礦時代相近。（2）金銀礦床與鉛鋅(銅)礦床的共生與分離:一是同生噴流沉積情況下，海底熱水噴流沉積作用不僅能形成銅鉛鋅賤金屬硫化物礦床，也能導致金銀明顯富集。金銀與鉛鋅銅共同沉淀的同時也出現了一定分離，通常銅鉛鋅位于噴流中心部位，金銀則與低溫晚階段有關。二是后生成因的脈狀金(銀)礦床與賤金屬間有明顯的礦化分離作用。（3）砂金礦床分布于各地河床、河漫灘及階地沖積、洪積層中。

5.3 礦床在時間上的演化規律

區內主要金屬礦產可以劃分5個成礦階段（高峰期）。（1）前印支期晚太古代-晚元古代青白口紀階段，古老變質巖群帶來豐富的幔源火山物質及成礦金屬組分，廣泛形成金、銅、銀、鉛、鋅、銻等礦源建造，成為后期改造成礦的物質基礎。（2）前印支期晚震旦世-晚古生代階段，下震旦統砂泥質復理石-碳酸鹽建造形成Au、Cu礦源建造；奧陶系-下志留統形成Au、Ag礦源建造。（3）印支-燕山期成礦階段，成礦地域大、礦產種類復雜。印支、燕山運動使以前廣布的礦源建造和高背景地層遭受褶皺、斷裂和重熔巖漿改造，金、金銀、銀金、銅、銅多金屬等礦產主要在此成礦階段形成。（4）燕山期成礦階段，主要指與燕山期殼一幔同熔型中酸性巖漿侵入活動有關的銅金鉬多金屬礦床。成礦發生在燕山早期第二、二、四階段，形成接觸交代-斑巖復合型大型銅金、銅、鉬礦床。（5）第四紀成礦階段，形成淋積型、殘余型和沖積型金、金紅石、鐵等砂礦。

6 地質找礦前景展望

依據:(1)大地構造環境、巖石建造；（2）成礦地質背景（地層、構造和巖漿巖的區別性標志，特別是主體構造線）；（3）礦產時空分布規律（特別是礦床集中度、類型、礦種類型和成礦時代、成礦作用等）；（4）物、化、遙特征，特別是綜合化探異常分布特征等四方面特征在本區劃分出湖北鄖西-丹江口金、銻、鐵、釩多金屬礦等12個找礦遠景區，金、銀、銅、鉬、鉛、鋅，鐵、釩、稀土、磷、銻、鎳等具有較好的找礦前景。

按照符合國家需求、資源潛力大、在國內有比較優勢、對環境影響小的原則，遴選出本成礦帶的主攻礦種是:金、銀、銅、鉬、鉛、鋅，兼顧稀土、金紅石、銻、鎳、磷。

主攻礦床類型是針對主攻礦種篩選出的找礦潛力大的幾種礦床類型。金銀礦（多共伴生）主攻礦床類型是構造蝕變巖（剪切帶型）、次為層控-疊加改造型、次火山-淺成熱液型、巖漿熱液型。銅礦主攻礦床類型是海相火山巖塊狀硫化物型、與基性超基性巖有關的銅鎳硫化物型，次為斑巖型銅鉬礦床、與低溫熱液脈狀銅礦床、次火山巖銅多金屬礦床。鉬礦主攻礦床類型是斑巖型，次為矽卡巖型、與黑色巖系有關的低溫熱液型。鉛、鋅礦主攻礦床類型有:次火山巖熱液角礫巖-矽卡巖型、與斑巖鉬礦有關的熱液脈型-矽卡巖型、海相火山巖塊狀硫化物型。次要是產于震旦-早古生界碳酸鹽巖地層中低溫熱液型礦床。

通過8～10年統籌部署的基礎性地質調查、礦產遠景調查、整裝勘查、重點勘查、老礦山深部外圍找礦和綜合研究6類地質找礦工作，預期本成礦帶找礦有重大突破，新發現礦產地80～100處，其中大中型礦產地10～15處。預期新增資源量:金100噸，銀5000噸，鉬礦150萬噸，銅100萬噸，鉛鋅150萬噸，稀土、磷、銻、鐵、釩等資源量也有較大幅度增加，形成2～3處有色金屬貴金屬資源基地。

注釋:

①彭三國,李書濤,胡俊良,等.武當-桐柏-大別成礦帶地質找礦部署方案.中國地質調查局,2012,1-283.

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