湖北省嘉魚縣藕塘灣金礦地質特征

黎 湘，魏四華，包楚才，范中林，胡尚軍

（1.湖北省地質調查院，湖北武漢430034；2.中國地質大學，湖北武漢430074；

3.鄂東南地質大隊，湖北黃石435100）

0 引言

鄂南地區相繼發現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域［1］，而在此區域內還有大量礦（化）點和異常分布.本文研究的藕塘灣金礦是通過三級異常查證發現的.礦區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、環境污染較小和經濟效益較好等特點［2］.開發和研究該類低品位紅土型金礦床既可獲得好的經濟效益，又可獲得好的社會效益.

1 區域成礦地質背景

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

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

區域內礦產主要為沉積礦產，有石灰石礦、煤及錳礦，一般均為小型礦床或礦點.錳礦產于下二疊統茅口組下部，為含錳灰巖氧化后形成的氧化錳礦，煤礦產于侏羅系.

2 礦區地質特征

2.1 地層及賦礦層位

2.1.1 地層

礦區第四系發育，其覆蓋面積達95%以上.基巖零星出露，局部見奧陶系上統五峰組、志留系下統新灘組（見圖1）.中上寒武統—中下奧陶統在鉆孔中可見.礦區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、亮晶團粒灰巖、含生物屑泥晶灰巖，厚度大于100m；奧陶系為青灰色、灰色薄層硅質巖夾硅質頁巖，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、淺灰色泥質粉砂巖、頁巖，有零星出露，厚度大于100m.

（3）第四系

本文對礦區松散層作了詳細的對比劃分工作，根據堆積物成分、構造特征、地貌條件及形成環境，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）；而根據第四系堆積物疊置關系以及它們的顏色、物質成分、結構構造、分布規律，將礦區第四系分別歸屬為全新統和中更新統，其中中更新統進一步劃分為4個巖性段.

2.1.2 賦礦層位

賦礦層位主要為第四系中更新統.根據上述劃分原則，中更新統（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紋狀亞黏土、含礫亞黏土、礫質亞黏土、亞砂土等，也為主要賦礦層之一，礦體一般出現在中下部；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志.

2.2 構造

礦區位于蛇屋山倒轉背斜東段.該背斜是一個埋藏于松散黏土層之下的隱伏構造.礦區內僅見其倒轉翼（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北部山脊（山丘）北側一線，斷層縱貫整個礦區，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，構造巖有硅化灰質構造角礫巖、灰質碎裂巖、硅化碎裂巖、硅化巖等，它是蛇屋山倒轉背斜的北緣邊界，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中西部，為物探推測斷層，其延伸長度不詳.

2.3 熱液蝕變

基巖的熱液蝕變較普遍，發育程度不一，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，發育程度不同.強硅化的結果生成交代石英巖，其特點是玉髓呈隱晶質結構，構成交代殘余砂屑、鮞粒等粒屑顆粒.當硅化較弱時，生成硅化角礫巖、硅化灰巖等，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0.3mm.經電子探針測試分析，細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構的碳酸鹽巖中，部分在方解石脈中.雄黃、雌黃分布普遍.

2.3.4 方解石化

方解石化以不規則短小方解石脈或呈網脈狀形式出現，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的拉伸作用形成的構造成因脈；另一類是方解石呈晶粒結構的熱液成因脈，常見雄黃、雌黃、石英等.兩類脈體互有穿切現象.

3 礦床地質特征

3.1 礦體特征

藕塘灣金礦床賦存于中更新統紅色含砂礫亞黏土中.礦體總體走向北西西，傾向北，局部傾向南，傾角5°左右，厚度變化較穩定，品位變化均勻、形態較規則的似層狀礦體，局部有分支，頂部較平直，底部隨基巖頂面的起伏而變化.礦體賦存標高+33～-41m，全部被全新統及中更新統含礫亞黏土、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，Ⅰ號礦體東西長360m，南北寬40～120m，平均厚10.35m，厚度變化系數為 85.72%，單工程礦體品位 0.74×10-6～1.50×10-6；Ⅰ-1號礦體厚16.28m，品位1.64×10-6；Ⅱ、Ⅲ號礦體：東西長400m，南北寬30～120m，單工程礦體厚2.50～20.83m，平均厚10.77m，厚度變化系數為63.75%，單工程礦體品位 0.71×10-6～1.62×10-6，品位變化系數為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.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）.

礦體產于松散層中，礦床成因與松散層的形成密切相關.松散層為殘—坡積成因類型，其搬運距離短，基本上為原巖原地風化，分選性差，故成層性欠佳，加上礦體為無形礦體，因此確定礦體連接對比的主要依據是：1）工業指標依據.金礦體為無形礦體，礦體的圈定主要根據礦床的工業指標和金含量來確定具體的邊界位置；2）地層與巖性依據.從大的層位講，金礦體完全受中更新統巖性段控制，上覆全新統，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中下部褐紅色（雜色）含礫亞黏土層中；3）成因及產狀依據.由于金礦體成因為中更新統殘坡積—堆積形成的紅土型金礦.故其礦體上部產狀較為平緩，底部產狀與基巖起伏一致.連接礦體時充分考慮到礦體的這一控制因素和縱橫變化趨勢，注意相鄰鉆孔與相鄰剖面之間的對比，使礦體連接盡量符合這一客觀規律.

由于礦床為風化淋濾成因，且本區新構造運動表現不強烈，未發現有活動性斷裂通過，地殼長期處于剝蝕堆積階段.斷裂構造對礦體連接影響不大.

3.2 礦石特征

3.2.1 礦石類型

金礦體賦存于中更新統含礫黏土中，雖就顏色結構構造的變化可以細分，但礦石的物質成分、基本結構構造、金的賦存狀態、品位變化及工業加工技術性能等并無差異.細分即無明顯界線也無實際意義，故礦石自然類型均屬于含砂礫黏土金礦石.結合選冶工藝要求，礦石工業類型可劃分為低品位微細粒松散的強氧化金礦石（紅土型）.

3.2.2 礦石結構及構造

礦石結構主要有泥質結構、粉砂泥質結構、含砂礫泥質結構和砂（礫）狀結構；礦石構造有土（塊）狀構造、條帶狀構造、網紋狀構造和混雜礫狀構造.

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、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）礦石化學成分

礦石化學成分以 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存在，少量以吸附狀態存在于高嶺石、伊利石邊緣，包體金極微.

表2 礦石化學成分表Table2 Chem ical composition of ore

4 礦床成因及找礦標志

4.1 礦床成因

礦床成因類型屬風化殘積型，礦床工業類型為紅土型，依據如下.

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

（2）成“土”成礦時代：含金黏土層產出層位介于侏羅紀與全新世之間，根據網紋狀紅土在區域上的形成時代及淺部采到中晚更新世蕨類孢子，其時代定為中更新世當屬無疑.金礦體賦存于更新統黏土巖中，呈似層狀，兩者大體應為同期產物.

（3）下伏基巖中的原生金礦化與紅土型金礦的關系：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，前者受次級構造破碎帶控制，產狀較陡，厚度小，品位低，分布零散；后者呈似層狀，產狀平緩，規模較大，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個階段.1）熱液礦化階段：伴隨基底巖層的構造及熱液活動，發生了金的原生礦化，為后來的成礦作用提供了物質條件；2）風化成礦階段：經物理風化的原生礦石在濕熱氣候條件下，隨著化學風化作用的加強，產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、構造、熱液活動［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 找礦標志

根據礦區找礦實踐經驗及其產出的地質背景和礦體特征［6］，本文總結該區找礦標志如下.

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

（2）第四紀地質標志：更新統殘積層紅色含砂礫亞黏土、網紋狀黏土較厚，表層散布有硅化巖塊、礫石（“硅帽”）.

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

（4）現代地貌特征：低緩丘陵、隴崗地形對礦床保存有利.

5 結論

根據前述礦床地質特征，結合礦區外圍礦床的平面展布特點，本礦床受控于嘉魚-赤壁弧形構造帶，下伏基巖為寒武—奧陶系灰巖、泥質灰巖.本礦床賦存在含礦化的灰巖、泥質灰巖之上的第四系中更新統的網紋狀含砂礫黏土層中，礦床的平面展布方向與下伏弧形構造帶的方向一致.外圍已發現尹家畈、楠竹林等金礦（化）點.因此，在加大地勘投入的前提下，通過對以往地質資料的研究，本區具有良好的找礦前景.

［1］譚秋明，劉施民，萬方義，等.鄂南紅土型金礦金的表生地球化學特征［J］.湖北地礦,2000,14（2）:20—24.

［2］秦紅群，袁玉平，周磊，等.湖北蛇屋山地區風化型金礦床地質特征及找礦前景淺析［J］.國土資源情報,2011（6）:53—56.

［3］虞人育.湖北蛇屋山金礦區風化型金礦床地質特征及成因淺析［J］.礦床地質,1994,13（1）:28—37.

［4］劉源駿.有關湖北蛇屋山金礦成因的幾點淺識［J］.湖北地質,1995,9（1）:84—89.

［5］高幫飛，江少卿，周迎春.湖北蛇屋山金礦床含金碳酸鹽巖風化成礦過程［J］.地質與勘探,2011,47（3）:361—369.

［6］蔡全勝.甘肅省岷縣章（哈寨）-包（家溝）金礦地質特征［J］.甘肅冶金,2012,34（1）:79—83.