徐荣华, 王友胜, 袁红伟, 李　宏, 阎元良, 姜　鹰

(湖北省地质局 第一地质大队,湖北 大冶　435100)

0　引言

阳新岩体是鄂东南地区六大岩体之一,从成矿专属性看,是铜、金、铁矿床的重要含矿母岩体。而从目前发现和探明的大中型铜、金、铁矿床大部分分布在阳新岩体中西端,尤以西北端铜绿山矿田居多*徐荣华、张国胜等,铜绿山矿田成矿规律找矿预测研究,湖北省鄂东南地质大队,2010。[1],中东部发现探明的只有几个小型铜铁矿床(点)。上述差异,除了工作程度偏低外,主要还是成矿条件差异性造成的。本文从分析阳新岩体中东部及周边成矿条件入手,总结区内矿床分布特征及成矿规律,建立区内成矿模式图,结合近几年勘查进展及效果,对下步找矿方向进行探讨。

1　控矿条件分析

研究区位于三角区中的大冶—阳新凹褶断束的东端、大冶湖向斜南翼与殷祖复式倒转背斜北翼的接合部位、阳新岩体中东部及其外围(图1)。

1.1　地层与成矿

区内出露地层自志留系至三叠系均有分布,含矿层位主要是中石炭统的大埔组与黄龙组，二叠系的栖霞组、茅口组，三叠系的大冶组,与区域上的含矿性有所差别。造成与区域上的这种差别是由于构造条件造成的,在区内形成接触带的地层主要是上述地层。而区域上含矿最好的嘉陵江组地层(如铜绿山矿田)在区内未直接形成接触带,因此没有突现其成矿的优越性。

区内矿化分为三类：一类是产于接触带形成接触交代矽卡岩型矿床(体)；二类是热液型矿化(形成的铁帽)；三类是产在岩体内热液型或大理岩捕虏体矽卡岩型矿床(体),在三类矿化中各地层的赋矿性不尽相同。

1.1.1矽卡岩矿床(体)

产于接触带形成的交代矽卡岩矿床(体),其含矿层位依次是中石炭统的大埔组、黄龙组—栖霞组—茅口组—大冶组。如赤马山的Ⅰ号矿体、李家山的部分矿体产于大埔、黄龙组地层中;赤马山的Ⅱ、Ⅲ号矿体产于栖霞组,赤马山的Ⅳ号矿体产于大冶组中,其余李家山矿体多产于茅口组或大冶组中。

1.1.2热液型矿化(铁帽)

产于接触带外缘地层中的铁帽,主要以热液型矿化为主,铁帽分布层位密度不一,依次为大冶组、嘉陵江组—栖霞组、茅口组—大埔组、黄龙组、云台观组。据统计产于大冶组、嘉陵江组中的铁帽有9个,产于栖霞组、茅口组中的铁帽有5个,而产于大埔组、黄龙组、云台观组中的铁帽为4个[2]，这种含矿性与层位没有明确性的对应关系,最主要的是构造引起。

1.1.3岩体内大理岩捕虏体矽卡岩型矿化

与地层有关的大理岩捕虏体矽卡岩型矿床(体),其含矿层位在黄龙组—栖霞组,如牛头山铜铁矿。

1.2　构造与成矿

构造对成矿具有极其重要的控制作用,不同深度、不同级别的构造对矿床(体)起着不同的控制作用。

研究区自北西至南东角斜贯全区发育山坡—枫林穿壳断裂,是区内主要的深部通道。该断裂为区内的岩浆、矿液的上升提供了有利条件。同时还发育有深切基底的深断裂,如铜绿山—李家山等,将深部物质继续传递到盖层之中。

深部构造不仅起着深部通道的作用,而且还控制着岩体和矿床(体)的分布。铜绿山—李家山深断裂在区内西自赤马山,东至李家山,且出露地表,往东则为盖层断裂所替代。阳新岩体北缘以此为边界,控制了岩体侵入就位。矿床沿着该断裂带分布,自西至东有东角山、赤马山、李家山等铜矿床。

图1　阳新岩体中东部及周边地质构造图Fig.1　Geological structure map of mid-eastern Yangxin rock mass and surrounding area1.蒲圻组；2.中、下三叠统嘉陵江组及大冶组；3.二叠系；4.中石炭统；5.中下志留统；6.中寒武统—上奥陶统；7.褶皱编号；8.背、向斜；9.倒转背、向斜；10.断裂编号；11.主干、次级断裂；12.隐伏深断裂；13.推断断裂；14.断裂产状；15.叠加构造；16.石英闪长岩；17.地质界线；18.铜铁矿；19.铜矿；20.铜钼矿；21.钨钼矿；22.铅锌矿；23.褐铁矿铁帽；24.赤铁矿铁帽。

控制矿体的多是次级的断裂、层间破碎带。在接触交代型矿床中,矿体多是位于主断裂带旁侧的次级断裂中;对于接触带外缘铁帽来说,也是这种情况,因此早期次级的断裂、层间破碎带是矿体的主要储存空间。

1.3　岩浆岩与成矿

岩浆岩是区内金属矿产的成矿母岩,与成矿关系密切,对成矿的控制主要表现在:

1.3.1空间关系

按工作内矿床点所处岩体的空间位置可分为正接触带、外接触带(外缘)及内接触带(岩体内)三个空间部位,各空间部位分别控制着不同类型、矿种的分布。其中正接触带分布矿床(点)数为7个。矿种主要为铜矿,矿床成因类型则主要是接触交代型。多形成比较规模的矿床,如赤马山铜矿、李家山铜矿、铜当铜矿等。外接触带(外缘)分布矿床(点)数为20个,矿种为铁矿,主要表现为氧化铁帽,目前还没有发现规模以上矿床。矿点成因则为中低温热液型。岩体内成矿类型主要是大理岩捕虏体接触交代型。如牛头山铜铁矿。

1.3.2时间关系

区内金属矿产的成矿时间受岩浆—构造活动期的制约,成岩期和成矿期均可分为燕山早期和燕山晚期,具有一致性。本区大部分矿床均形成于燕山早期。

1.3.3岩性与矿化关系

与成矿有关的侵入岩,区内主要有细粒石英闪长岩、花岗斑岩、花岗闪长斑岩。

细粒石英正长闪长岩分布广泛,组成阳新岩体的边缘相,与围岩呈侵入接触,形成较宽的接触蚀变带,外接触变质带可宽达1～3 km。围岩为碳酸岩地层时,由于同化混染作用的结果,在细粒石英正长闪长岩的外缘常为透辉闪长岩,由边缘相过渡为混染相,此岩相对成矿有利。接触带中的矿体都与透辉石闪长岩有关系,如赤马山、李家山等矿床。

花岗岩仅见于阳新岩体中的小岩体,多为他形结构,云英岩化、硅化较强烈。局部见黄铜矿、黄铁矿化,呈浸染状或细脉状产出。如汪武屋地区泉家垅铜矿点。花岗闪长斑岩主要分布于研究区南侧的白云山、银山、阮宜湾一带,区内仅在铜洞矿区出露。在铜洞矿区内,该岩体沿北西西向断裂侵入到奥陶系下统红花园组碳酸盐岩地层中,与围岩发生接触交代作用,形成矽卡岩矿体。

2　成矿模式

晚侏罗世—早白垩世在中国东部发生大规模、突变性的构造,由东西向构造格局向北东—北北东向构造格局转换的动力学转折[3]。在燕山期145～130 Ma之间,由南北向挤压转换为南北向伸展,在伸展运动过程中早期形成的皱褶尤其是背斜核部因伸展作用形成开放性的通道,岩浆沿着这些通道上升侵位。燕山期中酸性岩浆沿着早期深大断裂和燕山期的断裂通道侵位,由于地层岩性差异和构造差异形成不同类型的矿床(图2)。

2.1　接触交代型矿床模型

2.1.1含矿岩浆上升

在燕山期构造的作用下,超壳断裂将深部含矿岩浆向壳层输送,到达壳层之后,通过与之连通的(直接、间接、可能)深断裂又继续向地壳的浅部传送,直至地壳的盖层之中。

2.1.2岩体就位

侵入盖层中的含矿岩浆在开放式的构造空间以拓展式充填就位发育成大型岩体。阳新岩体东段即定位于殷祖复式背斜的北翼与走向断裂中。研究区恰好位于深断裂与走向断裂重合的部位,组成岩体的北部边界。

2.1.3交代作用的发生与矿体的形成

当岩体与围岩接触时发生接触变质,其中与碳酸盐围岩接触则常易发生渗滤交代变质作用,形成矽卡岩与矿体,典型矿床有赤马山铜矿、铜当铜矿。在岩浆岩侵入过程中,将接触带边缘碳酸岩地层以捕虏体形式带入岩体中,形成了岩体内大理岩捕虏体矽卡岩型铜铁矿,如牛头山铜铁矿。由于岩浆的多期次侵入,晚期部分花岗闪长斑岩沿构造侵入到合适空间形成斑岩矽卡岩型铜矿,如铜洞铜矿。

2.2　外缘氧化淋滤型矿体成矿模型

2.2.1含矿热液上升

在燕山期构造作用下,区内早期闭合性构造面转化为开放性构造面,其中与F1同为Ⅰ级构造的F2、F3,其规模较大,切割较深,虽未见岩浆侵入形成岩体,但仍可将深部含矿热液导入盖层浅处。或者是其深部有隐伏岩体,岩体的含矿热液通过断裂导入盖层的浅处。F2、F3成为含矿热液上升的通道。

2.2.2矿化体就位

当含矿热液上升到盖层的浅部时,选择适当的空间位置储积形成矿化体。

矿化体的形成:当含矿热液上升到盖层的浅部时,选择适当的空间位置储积形成原生矿化体。

氧化淋滤作用:后期由于氧化环境的作用,原生矿化体发生次生氧化淋滤富集,在有利的空间位置富集形成铁帽和矿体。如费海桥等地矿化体(铁帽)。

2.3　斑岩型成矿模型

在燕山期构造运动下,中酸性岩浆沿着早期深大断裂和燕山期的断裂通道上侵到不同层位,由于深部岩浆房中的母岩浆长时间上升侵位作用提供了源源不断的热量和成矿物质,使得成矿物质持续性在有利的物理化学条件下,在岩体内部有利的部位以及围岩的裂隙以及破碎带富集沉淀形成矿化体,形成白云山式斑岩型矿床。

3　成矿规律

3.1　　　　具有一定矿床规模和找矿有利地段主要集中在阳新岩体主接触带

目前已发现和查明的主要矿床点都分布在该接触带上,如赤马山铜矿、李家山(父子山)铜矿、铜当铜矿。均属接触交代型(矽卡岩型)矿床。为燕山早期成矿期的产物,燕山晚期在局部叠加起富集作用。

矿带总体延长方向由北西转为北西西向,基本与阳新主体侵入方向一致(南东向北西西方向侵入)。主接触带断裂复合构造带所控的矿床体按控矿构造分为北西向和近东西向断裂复合带。

(1) 近东西向断裂接触复合带,属于走向断裂,东西向断裂为与褶皱轴线平行的走向断裂，多发育在背斜的核部,常以轴面断裂呈现,是区内规模最大的断裂,矿体主要赋存于次级构造之中。属于这组断裂接触复合带控制的矿床有赤马山铜矿—李家山铜矿。

①多为一小而富的矽卡岩型铜矿;富矿受控于接触带、矽卡岩与断裂构造的复合部位。②矿体在平面上呈近东西向展布,在剖面上矿体向北、北东倾斜,向北东东侧伏。③因接触交代蚀变带窄,加之成矿后断裂构造破坏,矿体规模较小、连续性差,形态变化大。④富矿部位往深部多赋存于接触带外侧矽卡岩及大理岩内。

3.2　　　　北西向断裂接触复合带,此组断裂接触复合带断裂构造密集,破碎带发育

沿走向、倾向均呈波状弯曲。矿体主要赋存于复合带内的主干构造之中。属于这组断裂接触复合带控制的矿床体有铜当铜矿—铜洞铜矿。

3.3　　　　岩体内热液型或大理岩捕虏体矽卡岩型矿有一定找矿潜力

岩体内热液型铜矿点以汪武屋南泉家垅水库铜矿点为代表,矿体主要产于晚期二长花岗岩裂隙中,与阳新主岩体石英闪长岩呈侵入接触关系。岩体内大理岩捕虏体矽卡岩型矿床以牛头山铜铁矿为代表,矿床以捕虏体形式残留于阳新岩体中,矿床总体分布受北北西向捕虏体控制,捕虏体与侵入岩接触带为矿体主要赋存部位。

3.4　　　　接触带外缘热液型矿、层控型矿或隐伏斑岩型铜金矿值得探索

外缘型热液型矿或层控型矿主要指分布于阳新岩体主接触带外侧，离岩体有一定距离的矿(化)点。

发现的外缘热液型矿化信息主要表现为铁帽。如费海桥、大王殿等地区。铁帽严格受构造控制,不同构造类型起着不同的控制作用。

4　下步找矿方向探讨

4.1　　　　近东西向叠加北东向控矿构造带是下步找矿主攻方向

区内控矿的主导因素是构造,矿化体可以产于任何一个层位中,也可远离岩体或无岩体出露的地段,但一定离不开特殊的构造部位—构造叠加部位。

从遥感图(图3)中可以看出区内主要有两组方向的断裂构造,一组为成矿前的近东西向构造,另一组是成矿期的北北东向的叠加构造。叠加构造有两个带,即西边的太子庙—浮屠街构造带及东边的铜当—铜洞构造带,前者即区域上的太子庙—浮屠街断裂带,其规模、强度较大。该构造带控制着章山—赤马山—阮宜湾成矿带,在区内赤马山、李家山、阮宜湾、银山、白云山等矿床均位于两个方向构造的交切部位。在影像上都是一个半圆形的亮块,为寻找相似的成矿有利部位提供了信息标志。汪武屋地区位于北东向构造带上,从已经完成的地质、物化探工作成果显示,该区值得进一步探索。

图3　阳新岩体中东部遥感断裂解译图Fig.3　Remote sensing of fracture interpretation of mid-eastern Yangxin rock mass1.断裂及其编号;2.大型矿床;3.中型矿床;4.小型矿床;5.铜矿;6.铜铁矿;7.钨钼矿;8.铅锌银矿。

4.2　北西接触构造带及岩浆岩侵入接触带“港湾”部位

4.2.1北西接触构造叠加的北东向构造带

从勘查情况看,接触带靠外侧矽卡岩、大理岩及层间复合破碎带仍有发现新矿体的可能。本次在铜当矿区张家湾××线(TC3)地表铜矿体就产在矽卡岩体和碎屑岩破碎蚀变带中,而××线(ZK××01孔)深部见的铜钼矿化体则产于角岩中,××线(ZK××01孔)在浅部硅灰石矽卡岩见到富铜矿体。因此,下步工作仍可以沿着走向及倾向追索ZK××01孔所见矿体。

铜洞矿区前期探索主岩体深部与奥陶系碳酸盐岩接触矽卡岩含矿性,虽然施工ZK901未见到矿化体,以一孔之见仍不能肯定无矿。本区是阳新岩体东部接触带和东西断裂带交汇点,并有晚期含矿花岗闪长斑岩(铜洞铜矿),证明有多期岩浆活动值得探索研究。

4.2.2岩浆岩侵入接触带“港湾”部位——峨眉头—益柯山地区

经分析,本区向斜构造与岩体相交部位形成与“港湾”相配套的“围岩半岛”,而“围岩半岛”周缘或半岛状捕虏体是成矿有利部位;从岩浆岩动力学分析,阳新岩体从东向西北侵入,极有可能在此膨大部位形成涡旋,更有利于含矿物质充分运移,交换,富集成矿。从外围矿床点分布情况看,阳新岩体东端北缘接触带,西部有赤马山铜矿、赵家湾铜矿,东南部有铜洞铜矿、铜当铜矿床(点)。此处有对成矿有利的碳酸盐岩容矿地层,有可能形成与上述矿床(点)相似的矿床(点),也可能存在隐伏的斑岩型铜金矿,值得进一步探索。

参考文献：

[1]徐荣华，张国胜，等.鄂东南铜绿山矿田构造特征及其控矿规律[J].资源环境与工程,2012,26(3)：224-225.

[2]徐荣华，张国胜，范中林，等.湖北阳新岩体北接触带外缘铁帽特征及找矿方向探讨[J].资源环境与工程,2010,24(3)：254-258.

[3]任纪舜.论中国南部的大地构造[J].地质学报,1990(4)：281-282.