湖北省竹溪縣豐溪地區金礦成礦地質特征及找礦潛力分析

許王靜，陳國榮，張 聰

（湖北省地質局第八地質大隊，湖北 襄陽 441000）

1 區域地質背景

研究區大地構造為秦嶺褶皺系南秦嶺印支褶皺帶，上古生界地層在區內非常發育，南羊山組（上泥盆統）為夾鈣質頁巖與粉砂質泥巖的薄層灰巖碎屑巖。冷水河組沉積特點為白云質灰巖系潮坪相；袁家溝組（下石炭統）是由鐘中厚層泥晶灰巖（含燧石結核生物碎屑）所組成，沉積特點為濁流相，含炭灰巖組成鄖西嶺組[1]。該區的構造呈現近東西向展布，復背斜與復向斜是區內的主要褶皺構造特征，巖漿巖在礦區當中不發育，主要侵入一些小基性巖脈。

2 礦床地質特征

2.1 礦區地層

泥盆系、石炭系是礦區當中的主要地層出露（圖1），第四系松散堆積物發育與山坡與溝谷地帶。冷水河組（上泥盆統）和南羊山組共同組成泥盆系。中部羅家山背斜核部發育冷水河組，整部方向為東西向，泥質巖、白云質灰巖、細碎屑巖是其主要的巖性特征。在礦區的中南部區域上分布南羊山組，具有廣泛的出露。礦區的含礦巖層主要為泥盆系。石炭系主要為下石炭桶，有袁家溝組與鄖西嶺組，礦區當中呈現較為廣泛的分布，主要有碳酸鹽巖、泥質巖和一些碎屑巖共同組成，其中還含有一些生物化石。在泥盆系上統中產出該區較大規模的礦脈，袁家溝組地層當中少量產出。

2.2 礦區構造

構造在礦區當中較為發育，主要包括褶皺構造于斷層構造，區內構造有四期構造變形。區內構造有四期構造變形，羅家山背斜是第一期構造變形的主要代表，屬于近乎直立的向斜。袁家溝組（下石炭統）鄖西嶺組共同組成其核部，南陽山組（上泥盆統）上段，是其翼部重要組成，這次褶皺構造過程當中，有黃鐵礦、方解石、絹云母產生在層間滑動面上，呈現較輕的重結晶。

第二次構造因素影響下，受應力較為集中影響與垂直剪切強烈的作用影響，層間褶皺短軸背斜兩翼，此時一些具有較高細碎屑巖比例的巖斷，相比較碳酸鹽巖較高的巖段具有更為強烈的變形[2]。

韌-脆性變形是第三期構造的主要變形特點，和上兩次相比，有著相對較小的變形范圍，基于第二次褶皺變形前提下，破劈理式構造變形發育于褶皺兩翼，軸面劈理、面理發育于核部，并聯合橫張節理形成的破碎帶非常寬，蝕變礦化呈現重疊的特點，使得破碎帶礦化品位得到很大提升，但不具備工業礦體形成的條件。

脆性斷裂是第四期構造的主要特征，在以上三期變形讓位置和邊緣地帶，斷裂構造主要呈現近南北向、北東向以及北西向。該期構造有很多多金屬礦液攜帶，而且有效活化遷移原有的Au元素，并使其富集下來，在斷裂帶周圍沉淀形成區內的重要礦化體，而且有銻礦化伴隨。

2.3 巖漿巖

巖漿巖在礦區當中不甚發育，巖體在礦區北部區域上隨著斷裂帶發育相對較多，武當變火山巖組分布在礦區的南側區域上，通過遙感解譯環形構造，發現有隱伏巖體存在于礦區的深部。

2.4 礦脈特征

2.4.1 礦體的形態與產狀

有24條礦脈在礦區中被發現，主要在頁巖（上泥盆）以及輝巖地層當中分布，在北西向、東西向以及北東向展布的斷裂帶中分布的礦脈，和斷裂帶呈現一致的產狀特征，斷裂帶通常為1m～10m寬，礦體和圍巖沒有清晰的界限，利用取樣進行確定，礦體主要在0.2m～5.4m的厚度范圍，似層狀、扁豆狀、脈狀、透鏡狀是其主要產出特點。現具體分析礦脈特征：

（1）6號脈。在袁家溝組（下石炭統）灰巖和南羊山組（上泥盆統）灰巖與頁巖地層當中產出。北北東向展布的斷裂，切割短軸背斜部位是礦體的主要產出部位，同時受這一斷裂的控制，有450m礦脈長度被控制，主要呈現扁豆狀，脈狀以及透鏡狀，單個礦體約有30m～60m長，處于2m～6m的厚度范圍，方解石細脈比較發育，含輝銻礦石英細脈以及團塊發育在原生礦帶中。

（2）1號脈。在南羊山組（上泥盆統）薄層灰巖以及頁巖地層當中出露，在北東向展布的斷裂，這個斷軸背斜部位產出礦體，同時受該斷裂控制，有約300m的礦體長度被其控制，礦體主要呈現出扁豆狀，脈狀以及透鏡狀特征，單個礦體有約20m～80m長，處于1m～6m的厚度范圍，方解石細脈比較發育。石英細脈以及團塊（含輝銻礦）發育在原生礦化帶內。

（3）7號脈。出露于上泥盆統南羊山組頁巖、薄層灰巖地層中。7號脈礦體產于北東東向斷裂切割短軸背斜處，并受北東東向斷裂控制，礦體控制長度700m，礦體呈透鏡狀、脈狀、扁豆狀、似層狀，單個礦體長10m～60m，厚度變化在1m～6m之間，品位變化在1.08×10-6-7.38×10-6之間。

2.4.2 礦石特征

礦石類型主要包括三種，分別為原生礦石以及半原生礦石和氧化礦石等幾種類型。毒砂、黃鐵礦、自然金以及鶴鐵礦是其主要的金屬礦物，瀝青、石墨、金紅石、閃鋅礦呈淺色存在于礦脈當中。銅藍、閃鋅礦、輝銻礦、黃銅礦在一些礦脈當中能夠見到。白云石、石英以及方解石、水云母等是主要的脈石礦物。

2.4.3 圍巖蝕變

方解石化以及硅化是其主要的蝕變特點，炭化以及絹云母化和毒砂礦化與黃鐵礦化相對次之，高嶺土化，褐鐵礦化是主要的次生蝕變。

2.5 礦床成因

（1）礦質來源與成礦流體：研究S同位素在礦區的特點認為，幔源巖漿是S主要來源，同時混染陸殼硫，通過分析H、O同位素組成情況，大氣降水以及巖漿熱液形成的混合流體是成礦的主要流體，研究分析c同位素發現，圍巖是成礦流體當中C主要來源。

（2）成礦溫度：利用均一測溫法對礦區當中的石英以及方解石包裹體開展測溫工作，在均一溫度方面，石英主要處于126℃～341℃分為水平，表現為雙峰式的特點，但主要在140℃～160℃以及240℃～270℃之間。在均一溫度方面，方解石主要處在71℃～186℃之間，主要的區間為100℃～140℃，綜合進行分析研究，為中低溫的特點。

（3）礦床類型：通過分析總結認為，該礦為中低溫熱液成因的微細浸染型金多金屬礦床。

3 找礦標志

3.1 地層標志

Au在礦區地層當中具有較低的豐度值（＜1×10-9），然而礦化較好的區域也在局部出現，提示金成礦過程當中，和金初始富集有著非常緊密的關聯性，陳礦機里十分的特殊，由于碳酸鹽礦物在地層當中極易遭受溶解，巖石由于粉砂質巖石的影響形成多孔，給溶液流通提供了有利的條件，利于活化金，促進金的集中。通過分析不同礦段地質情況，袁家溝組（石炭紀下統）以及南羊山組（泥盆紀上統）是礦區當中賦存Au礦化體主要部位。冷水河組（泥盆紀上統）是賦存Sb礦化體主要部位。南羊山組（上泥盆）I粉砂巖以及淺變質的頁巖當中，有細脈狀以及浸染狀的石英脈和黃鐵礦形成，礦化在斷裂帶有的較好的發育特點，形成的礦體主要富Au、Sb，礦脈展布方向為東西向，脈型黃鐵礦以及少量石英脈和細方解石脈形成于薄層灰巖當中，鍛煉構造對其起的明顯的控制作用，具有較好的礦化特點，促進微金礦床的形成，礦脈主要呈現北西向和北東的向展布。

3.2 構造標志

構造變形在礦區當中主要有4期之分，該區短軸背斜延伸，斜褶皺構造延伸主要為第一期構造變形特點，無礦化形成。Au礦化在二、三期疊加褶皺構造階段較好的形成，然而不具備工業礦體形成條件。第三期變形的邊緣于上部發育第四期脆性斷裂，分布近南北向北東西向和北西西向的斷裂，還分布密集的節理帶，多金屬礦液由于區內構造因素影響形成，Au元素在構造帶中疊加原褶皺，在斷裂帶中又一次得到遷移活化，促進Au礦化體的形成，銻礦化相互伴生。

3.3 圍巖蝕變標志

該區的黃鐵礦化主要的類型有兩種，一類是沉積過程當中的原生，另一類是由于熱液因素所形成的，由于熱液因素形成的黃鐵礦，具有非常高的破碎程度，熱液形成的礦化相對較好。

4 找礦預測

于礦床地質特征和找礦標志充分分析和研究，認為區內主要的找礦靶區集中在這些地段：

找礦靶區1：在研究區的中部區域上分布，處于羅家山背斜中北部，約有2km2的面積大小，袁家溝組（石炭系）和南羊山組（上泥盆統）在該區比較發育。通過遙感發現，近東西向、北西向以及北東向非常發育次級構造，而且石英砂巖在區內達到200m的發育厚度，褶皺構造與次級斷裂非常發育，褐鐵礦化以及硅化十分的強烈，證明區內找礦前景優越。

找礦靶區2：在研究區的東部區域上，分布約有8km2的面積大小，袁家溝組（石炭系）和南羊山組（上泥盆統）在該區比較發育，研究分析翟家溝短軸背斜被區內北北西向展布的大構造所錯切，該區當中相互重疊Au、As異常，通過遙感發現，近東西向、北西向以及北東向次級構造非常發育，證明區內找礦前景較好。

找礦靶區3：在研究區的中北部區域上，約有4km2，袁家溝組（石炭系）和南羊山組（上泥盆統）在該區比較發育，翟家溝短軸背斜在區內被北西向以及近東西向展布的大構造交匯與錯切，區內重疊發育Au、As、Ag、Sb異常，通過遙感發現，近東西向、北西向以及北東向次級構造非常發育，證明區內找礦前景較好。