湖北省鹤峰县孔王溪铜矿地质特征及找矿标志

李 明，张畅辉

(1．湖北省矿业权储备交易中心，湖北武汉 430071;2．湖北非金属地质公司，湖北武汉 430034)

1966—1969年，湖北省鹤峰县孔王溪铜矿区所在区域开展了1∶20万桑植幅区域地质矿产测量、区域重砂和区域化探测量，对区内地层构造进行了较系统的研究，形成了较完整的区域地层及构造资料，并对区内金属矿产和重晶石、萤石等矿进行了踏勘了解。2010—2012年，笔者对孔王溪铜矿区开展并完成了普查工作和详查设计，通过1∶10 000地形地质测量和水文、工程、环境地质填图，大致查明了矿区地层、构造和水文、工程、环境地质特征;通过地表剥土剖面、槽探的施工和老窿清理，大致查明了区内矿体和矿石特征;通过对样品的加工分析，了解了矿石的质量和类型;采用垂直纵投影地质块段法，区内圈出一个工业铜(锌)矿体。

分析孔王溪铜矿区地质特征和成矿背景，探讨其矿床成因和找矿标志，对该区域资源储量的进一步拓展和类似金属矿床的找矿研究具有指导意义。

1 区域成矿地质背景

1．1 区域地层

孔王溪铜矿区处于扬子地层区黄陵八面山分区之咸丰小区与八面山小区之过渡地带［1］，各时代地层出露较齐全，岩浆活动微弱。区域上出露元古界张家湾组—三叠系下统以及第四系松散或半胶结堆积物，缺失上志留统、下泥盆统和上、下石炭统，与铜、铅、锌矿有成生联系的主要为寒武系地层，次为奥陶系地层。元古界地层分布于走马坪背斜轴部红罗沟一带，下古生界—中生界地层区内广布。岩类以碳酸盐岩为主，碎屑岩为辅，其中张家湾组为一套酸性火山岩与陆源碎屑岩。红罗沟张家湾组板岩中有闪斜煌斑岩脉侵入。

1．2 区域构造及地球物理场特征

该区在大地构造位置上处于上扬子台坪八面山台褶带长阳—永顺台褶束北东段，北东向构造为区域上的主体构造，以褶皱为主，断裂为辅。

区域地球物理场跨太行—武陵深层构造变异带与咸丰幔陷。以该变异带为界，西部地壳厚度一般在38 km以上，最大厚度45．8 km，为幔陷区，东部地壳厚度一般30～35 km，为幔隆区。太行—武陵深层构造变异带从普查区东部(即走马—五里坪)经过，地壳厚度东薄西厚，一般为36．5～39．5 km，在地表上反映为一系列北东向断裂和背斜构造，这些构造为铅锌矿密集分布区的有利控矿构造。区域地质构造简图见图1。

1．3 区域地球化学特征

区域地球化学场属扬子贫钠富锂硼地球化学省，江南钨锡锑汞地球化学域八面山铜高背景地球化学带之鹤峰—长阳 As、Sb、Hg 富集亚带，其东部 W、Sn、Bi、Hg、Ag、As、Sb 略有增高，Mo、U 降低，Hg、As、Sb、Pb、Zn叠加浓集作用较强，形成东山峰背斜等较强浓集区，反映了浅层低温活动中的汞矿化及铜、铅锌矿化。

1．4 区域矿产

区域矿产以沉积矿产为主，计有震旦系上统陡山沱组的磷矿(风化磷矿和原生磷矿)，目前风化磷矿已被开采殆尽，原生磷矿由于品位低，尚未开发利用;寒武系下统水井沱组的钒矿，由于厚度和品位变化较大，目前暂未开发利用;志留系下统罗惹坪组生物大理石矿，由于质量欠佳，目前也未有开发利用;泥盆系上统写经寺组的“宁乡式”铁矿，由于含磷高，也未被开发利用，仅局部零星开采用作水泥配料;二叠系上统龙潭组煤矿，分布于鹤峰向斜两翼，煤层厚度一般0．4～0．7 m，属高灰高硫中等发热量无烟煤，现绝大多数已被开发利用。

图1 区域地质构造简图

本区有色金属铜、铅、锌矿目前均为一些矿点乃至矿化点，如五峰山铅矿点、顶锅园铅矿点、陈家咀铜锌矿点等，分布零星，不具规模，其地质找矿工作未能取得较大突破。

2 矿区地质特征

2．1 矿区地层

矿区由南东向北西依次出露寒武系下统石龙洞组—寒武系中统茅坪组下段等沉积地层，岩性及岩性组合简单，另有第四系零星分布于河谷冲沟两侧。第四系由冲洪积残坡积层构成，主要岩性为亚粘土、亚砂土和岩石碎石块、块石等组成，与下伏地层呈角度不整合接触。茅坪组下段系一套浅海相碳酸盐岩沉积，岩性为灰、深灰色中—厚层花纹条带状泥晶—粉晶含云质灰岩夹灰质云岩及灰岩，含中华褶颊虫。高台组下段系一套浅海相砂泥质沉积，岩性为一套青灰色、浅灰绿色灰质页岩，含粉砂质页岩夹泥晶灰岩小透镜体，风化后显长条状小孔洞，底为1．0～2．7 m云质含黄铜矿粉晶灰岩，含湄潭拟美头虫、中华拟美头虫、高台虫等。寒武系下统石龙洞组系一套浅海相碳酸盐岩沉积，岩性为浅灰、灰、灰黄色薄—中层夹厚层泥晶—粉晶云岩，下部夹粉晶云质灰岩。

2．2 矿体(层)特征

铜矿赋存于寒武系中统茅坪组下段下部地层中，为一套浅海相的碳酸盐岩，赋矿岩石为浅灰色白云岩，具明显硅化。矿体顶、底板均为浅灰白色中层状白云岩，矿与非矿仅靠化学分析结果确定，肉眼难于判别。铜和锌、铅在同一矿体(层)中赋存，大致与围岩整合产出，产状稳定，形态简单，矿体(层)产状与围岩一致，锌、铅矿与铜矿属同体共生矿，Cu、Pb含量均匀—较均匀，局部地段可供小规模开采利用。矿体受层位、岩性和层间破碎、裂隙控制，一般在羽状裂隙密集发育处及几组裂隙相交处，矿化富集。围岩蚀变主要为方解石化、硅化，与成矿关系密切。

2．3 矿区构造

矿区位于走马—二坪背斜带南西段之二坪背斜北东段北西翼，地层走向北东，倾向334°～352°，倾角40°～69°，没有明显的褶皱和断裂构造，总体为一向北西倾的单斜，地质构造复杂程度属简单类型。

3 矿石产出及成因

3．1 矿石产出特征

矿石自然类型为含铜锌白云岩。铜矿矿石的矿物成分为矿石矿物和脉石矿物两类。矿物共生组合较简单，主要金属矿物为辉铜矿、蓝铜矿、闪锌矿，次为黄铜矿、褐铜矿及孔雀石，其中辉铜矿在白云岩中呈微细粒分散状产出;闪锌矿呈星点状浸染状产出;黄铜矿呈自形半自形粒状，浸染产出;褐铜矿呈不规则小团块状产出，具皮壳状结构。脉石矿物主要为白云石、方解石及石英。矿石结构为自形晶粒结构、半自形晶粒结构，浸染状、块状构造。

3．2 矿石质量

笔者对铜矿区三个剥土点和三个斜井共采集了38件样品，根据样品测试结果，矿体矿石Cu金属含量0．40% ～1．00%，平均含量 0．77%，变化系数 32．18%;共生 Zn金属含量1．04% ～1．74%，平均 1．37%;Cu、Zn有用组分稳定程度属均匀—较均匀。局部伴生Pb金属含量达1．14% ～2．47%，平均1．79%，可供综合利用。

3．3 矿床成因分析

本矿床为低—中温热液型(沉积—再造型)铜锌矿，控矿因素主要为层位、岩性、构造及围岩蚀变。寒武系中统茅坪组下段下部浅灰色薄—中层状泥—粉晶云岩，为成矿的有利层位和岩性，在该层位岩性中，有用组分Cu、Zn呈细分散状产于白云岩中，矿化的富集受层间破碎带和裂隙的控制。一般而言，在上述地层层位、岩性和羽状裂隙发育叠加复合处，则是矿体富集的有利部位。控矿岩相古地理为局限海台地相［2-3］。

4 找矿标志

分析该矿区及区域地层、构造、矿石产出及成因等特征，总结出该类型矿床的有利找矿标志。

(1)地质标志。与铜矿具有成生联系的为寒武系中统茅坪组下段，是区内寻找铜矿的较有利层位。该层位下部浅灰、灰黄色薄层状灰岩—中层状泥-粉晶云岩，是区内铜矿赋矿岩石，地表微风化呈灰黄色，含矿岩石由于硅化、硬度高，很不容易敲碎。

(2)构造标志。层间破碎带和羽状裂隙是区内成矿的有利构造，在羽状裂隙、层间破碎与层位、岩性叠加复合处，常形成工业矿体［4］。

(3)蚀变标志。区内蚀变标志有三类:一是脉石矿物类蚀变，如方解石化、硅化等;二是矿石矿物类蚀变，如黄铜矿化;三是氧化矿石矿物类蚀变，如褐铜矿化。区内一般赋矿部位在地表均有硅化和褐铜矿化，岩石颜色多变为褐红、棕褐色，肉眼极易识别，是一种间接的找矿标志［5］。

(4)铁帽标志。金属硫化物矿体的氧化露头进一步遭受强烈的氧化和风化作用，金属元素在酸性介质条件下转化为活动组分而被淋滤流失，残留下的为不溶性氧化物—褐铜矿为原地沉淀聚集，形成表生铁质帽状覆盖物，即铁帽，它是一种特殊类型的氧化矿体露头。在区内地表多具铁帽，是寻找铜矿床的重要标志［6］。

(5)地貌标志。老硐、老窿、矿渣堆是最明显的找矿标志，如普查工程的三个斜井硐口，均见有矿渣堆积。

［1］ 赵东波，马忠林，张喜平，等．法库县东部钼矿床地质特征与找矿标志［J］．矿产与地质，2009，23(4):326-328．

［2］ 陈文强．玉水铜多金属矿床的成矿地质条件及其成因分析［J］．有色金属，2007，59(1):18-21．

［3］ 冯昌荣，何立东，郝延海，等．新疆塔什库尔干县一带铁多金属矿床成矿地质特征及找矿潜力分析［J］．大地构造与成矿学，2012，36(1):102-103．

［4］ 韩旺珍．甘肃省天水市火麦地铜矿地质特征及成因浅析［J］．甘肃冶金，2012，34(3):79-82．

［5］ 代军治，李永勤，王设计，等．陕西凤县地区九子沟铜矿的特征、成因及意义［J］．地质通报，2011，30(11):1794-1801．

［6］ 刘旭，刘悟辉，息朝庄，等．湖南黄沙坪铅锌多金属矿区岩浆岩地球化学特征［J］．地质找矿论丛，2009，24(3):198-202．