黄陵断穹核部洪武村金矿地质特征及找矿前景分析

刘圣德, 张仲权, 姚 燕, 廖宗明, 邱 凤

(1.湖北省地质局 第七地质大队,湖北 宜昌 443100； 2.湖北省富硒产业研究院,湖北 武汉 430034)

黄陵断穹核部洪武村金矿地质特征及找矿前景分析

刘圣德1, 张仲权1, 姚 燕2, 廖宗明1, 邱 凤1

(1.湖北省地质局 第七地质大队,湖北 宜昌 443100； 2.湖北省富硒产业研究院,湖北 武汉 430034)

洪武村金矿位于扬子准地台上扬子台坪鄂中褶断区黄陵断穹核部中段,分布于区域性深大断裂——板仓河断裂北东侧次级脆韧性断裂破碎带内。金矿体及矿化均产于一组走向北—北北西向断裂破碎带中；矿体呈脉状、透镜状产出；主要矿石类型为含Au蚀变构造岩型,次含Au硫化物石英脉型。含矿破碎带及顶底板围岩均有不同程度的构造热液蚀变,主要为绢云化、硅化、黄铁矿化,属岩浆期后中低温热液蚀变型金矿,具较好的找矿前景。

洪武村金矿；矿床类型；地质特征；找矿前景

湘西—鄂西成矿带位于中国大陆中部,北跨秦岭—大别造山带,南部则包括华南地块的江南基底逆冲褶皱隆升带,西部连接四川盆地,具有典型扬子陆块的组成与结构特征。通过近几年国土资源大调查和社会资金的投入,在该成矿带内发现了一些找矿线索,本文以黄陵断穹核部洪武村金矿为切入点,分析成矿地质背景、矿区结构构造、矿石质量、矿体围岩蚀变等基本特征,探讨本区金矿成因、赋矿特征及区域成矿条件,得出洪武村金矿在含金构造带深部具有较好的找矿前景，为国家在湘西—鄂西成矿带下一步远景区划和工作部署提供新的地质依据。

1 矿区基本特征

1.1 地质背景

洪武村金矿大地构造处于扬子准地台上扬子台坪鄂中褶断区黄陵断穹核部中段(图1)。黄陵断穹核部由一套前南华系变质岩和岩浆岩组成。核北部主要为晚太古—早元古代副变质岩分布区,同位素测试年代为21.72亿—29.22亿年[1-3]；核西南部为一套片麻岩夹斜长角闪岩的岩石组合。

黄陵背斜核部岩浆岩十分发育,从基性—超基性岩—中酸性岩类均有出露,又以花岗岩类分布最广,主要有古元古代(吕梁期)的圈椅埫黑云钾长花岗岩体、中—新元古代(扬子期) 的端坊溪、竹林闪长岩体和黄陵花岗岩基[4-5]。

剪切带构造在黄陵背斜核部广泛发育,包括韧性剪切带和脆性断裂等,主要有近东西向、北西向和北东向三组,其中北西向断裂为区内主干断裂。本区韧性剪切带属壳内型,以韧性、脆韧性为主。其中以北西向韧性剪切带最为发育,以雾渡河、板仓河、邓村—小溪口韧性剪切带为代表,主要为初糜岩和剪切褶皱组合,兼具推(滑)覆型和走滑型的双重特点,一般是先左行逆冲后右行下滑。另外,本区还广泛发育近东西向、北西向、北东向等脆性断裂,该组断裂叠加在同方向韧性剪切带之上,并具多期活动的深断裂特点[6]。

1.2 矿区地质构造

洪武村金矿区位于黄陵断穹中部偏北,主要由黄陵庙岩套中蛟龙寺单元的中粒黑云斜长(奥长)花岗岩组成,次由下堡坪单元似斑状黑云花岗闪长岩等组成,主要出露岩石为黑云斜长花岗岩、似斑状黑云花岗闪长岩及少量闪长玢岩、角闪辉绿岩和钾长花岗伟晶岩、石英脉(图2)。

区内断裂构造十分发育,按其与含金破碎带的关系,大致可分为三类:

(1) 区域性主干断裂——板仓河断裂带,斜切黄陵背斜核中段花岗岩,并延伸到背斜两翼的沉积盖层中,全长>30 km,总体走向310°,倾向北东,倾角70°±，为韧性剪切和脆性破裂的多期次、多阶段的构造活动作用而形成。断层北侧金矿化及重砂、地球化学异常频繁出现。含Au量最高达1.05×10-6(孙家河Au 102),无矿化的蚀变碎裂花岗岩经化学—光谱分析含Au 8.8×10-9～120×10-9,平均为58×10-9,与未经矿化的黑云斜长花岗岩Au的平均含量2.2×10-9相比具有明显的地球化学异常，反映断层形成之后曾有过含Au热液的活动。

(2) 含Au构造带,区内分布有8条含Au构造带(表1),位于板仓河大断裂(F0)的北东盘(上盘),呈大致平行的北北西—南南东向延伸。前人曾认为是板仓河断裂的“入”字型分支的次级断裂,但均未见到与板仓河断裂相交或相接的关系,应为板仓河断裂旁侧的同生次级断裂。

(3) 成矿后断裂,可分为有岩脉充填的断裂和无脉岩充填的断裂,前者多集中于矿区东北角,呈北东东向展布,性质为张扭性正断层；后者主要呈北东向和近东西向展布。

图1 黄陵断穹核部区域地质图Fig.1 Regional geological map of core of Huangling faulted dome

图2 洪武村金矿平面分布图Fig.2 Plane distribution map of gold deposit of Hongwu village1.蛟龙寺单元；2.黑云斜长花岗岩；3.闪长玢岩；4.角闪辉绿岩；5.金矿(化)体；6.含金脉体及编号；7.含金构造带；8.施工钻孔及编号；9.施工探槽及编号；10.矿区范围；11.断裂编号及产状；12.板仓河断裂带。

表1 洪武村金矿区含金断裂构造特征统计表Table 1 Statistical table of gold-bearing characteristics of fracture structure in gold field,Hongwu village

1.3 含Au构造

区内共有8条含Au构造带,总体走向330°～350°,局部为近南北向,走向上呈舒缓波状,有分枝复合、尖灭再现特点。断面倾向北东,局部倾向南西,一般倾角60°～85°。构造带规模大小不等,最大长度千米以上,最小长度200 m(图2)。破碎带宽度一般为1～5 m,最大宽度>10 m,局部最小宽度仅0.30 m,主要有碎裂岩、碎斑岩及碎裂花岗岩,围岩为黑云斜长花岗岩。围岩蚀变主要有硅化、绢云母化、绿泥石、钾化、碳酸盐化、褐铁矿化、黄铁矿化、黄铜矿化和偶见方铅矿化,蚀变强度及分布与构造带内次级裂隙发育程度关系密切。

沿含Au构造带主断面的裂隙贯入充填板状、透镜状、条带状硫化物石英脉,主要分布于构造带的上下断面处,与其接触的碎裂花岗岩均可见硫化物呈浸染状及团斑产出,石英脉规模大小不等,长度一般在数米至数十米,宽度1～10 cm,分布于构造裂隙之中,往往随裂隙消失而尖灭。

含Au构造带走向变化较大,表现在破碎带宽度膨大、收缩，呈无规律的尖灭再现特点。膨大部位的构造岩破碎较强,以碎裂岩、碎斑岩及碎裂花岗岩为主,破碎带中次级裂隙、构造透镜体及硫化物石英脉发育,同时构造岩具较强蚀变特征。尖灭地段,断面呈线状产出,破碎带基本不明显,岩石以碎裂花岗岩为主,与原岩特征基本相同。

金矿(化)体空间展布严格受北西向或北北西断裂构造控制,绝大部分发育在构造膨大部位。构造藕合带及低序次构造裂隙是金矿的主要容矿构造,并控制了矿体的产状、形态及规模。

1.4 矿体特征

按一般工业指标,洪武村金矿区可圈出金矿体10个,其中具工业意义的金矿体5个。Au8-1为区内主要工业矿体,Au1-1、Au1-2、Au3-1、Au7-1为次要工业矿体。矿石的顶底板围岩为黑云斜长花岗岩或碎裂花岗岩,其特征与矿体相似,肉眼很难区别,取决于硫化物数量多少,只有依据分析结果才能确定是否为矿石。矿体特征见表2。

表2 洪武村金矿主要金矿化体特征一览表Table 2 Schedule of characteristics of gold mineralization about gold deposit of Hongwu village

1.5 矿石质量

矿石中主要矿物为石英、绢(白)云母、斜长石及黄铁矿(地表多为褐铁矿)；次要矿物有钾长石、黑云母(或绿泥石)及黄铜矿。可见微量(含量<1%)辉铜矿、斑铜矿、孔雀石、蓝铜矿、铜蓝方铅矿、闪锌矿、绿帘石、重晶石、方解石等。

区内金矿石的自然类型主要是含金蚀变构造岩型,次为含金硫化物石英脉型。蚀变岩型金矿石具变余花岗结构、碎裂花岗结构、压碎花岗结构和碎斑结构；构造以块状稀疏浸染为主,局部为块状花斑结构,矿石含金量相对较低,一般为1～10 g/t,局部含硫化物—石英花斑矿石含金也可>10 g/t。含金硫化物石英脉型金矿石主要由石英和黄铁矿组成,次为黄铜矿及蚀变构造岩的残留物。

1.6 矿床特征

综上所述,洪武村金矿属构造热液及热液蚀变型金矿。矿体及矿化体产于区域性大断裂——板仓河断裂的北东侧次级北西向—北北西向韧脆性断裂破碎带内[7],矿体规模形态及规模受含金破碎带的规模与产状限制,在破碎带膨大及产状由陡变缓的部位为金矿体有利赋存位置。矿床围岩为中粗粒黑云斜长花岗岩。含矿破碎带及顶底板围岩均有不同程度的构造热液蚀变,主要为绢云化、硅化、黄铁矿化,次为黄铜矿化、方铅矿化、闪锌矿化、碳酸盐化。矿石类型以含硫化物石英脉型为主,次为绢云、黄铁矿化蚀变岩型,前者含金量较高,多为几十g/t,少数可>100 g/t,局部可见明金；后者矿石含金量相对较低,一般为1～10 g/t。金矿或存在于黄铁矿、黄铜矿和石英的包裹体中,或分布于黄铁矿、黄铜矿等矿物的晶粒间。

2 矿床成因及找矿前景分析

洪武村金矿产出地质单元为黄陵庙花岗岩超单元的蛟龙寺黑云斜长花岗岩,其侵入时间为(819±7)Ma。根据相邻矿区——板仓河金矿石英流体包裹体Rb-Sr等时线测定年龄(782±27)Ma[8],本区金矿为后期含矿热液侵位形成,成矿时代相当于晋宁运动晚期。

区内分布的金矿(化)体均受北西向—北北西向断裂构造控制,该组断裂为区域性大断裂——板仓河韧性断裂带北东侧同生次级张扭性断裂,为板仓河断裂形成时,北东盘岩块向南东位移、扭转拉动所致,具韧性—脆性活动特征,正是断层的这些性质,为后期含矿热液的聚集提供了有利空间和相对封闭的环境。

据湖北省鄂西地质大队、地矿部宜昌地质矿产研究所对板仓河金矿成矿温度的测试资料,本区金矿成矿温度为150～300 ℃之间；成矿热液以液相和气液混合相为主,很少为单相的气体。液相部分阳离子以Na+、K+为主,Ca2+、Mg2+次之,其余成分很少,气相部分主要是H2O、CO2,其次为H2、CH4,微量CO。从有CO的存在及氧逸度在-32.56～-35.28,反映其形成环境为缺氧、高硫的还原环境。成矿流体水溶液为富含CO2的H2O—NaCl—(CaCl2—CuSO4)体系,成矿压力31～45.2 MPa,推测成矿的埋深为1.1～1.7 km。

经测试,本区矿体中Pb同位素与黄陵花岗岩中长石的铅同位素组成一致,表明二者有成因上的联系；硫同位素δS34范围较窄(0.72‰～6.73‰),并呈塔式分布,说明硫均一程度较高,且源于地壳深部或上地幔,具有岩浆源硫的特征；氧同位素、碳同位素及铷锶同位素等的研究均表明板仓河金矿的热液来源于地壳深部,与黄陵花岗岩岩浆活动有关,应是岩浆期后中、低温热液型金矿。

3 结论

(1) 在矿区的南西侧有区域性大断裂——板仓河断裂通过,该断裂带具有韧性剪切和脆性破裂的多期次、多阶段的构造活动特征,局部地段见有金矿化体,表明该断裂形成后经历了含Au热液活动,应为本区金矿形成的运移通道,来源于地壳深部或上地幔的成矿流体在温度压力作用下,沿断裂带上升迁移,在韧性剪切变形转向脆性剪切变形时,系统由“封闭”状态变为开放状态,成矿流体物理化学条件(如温度、压力、Eh、pH值等)发生改变,导致Au等成矿元素聚积,在断裂旁侧的脆性断裂中形成金矿(化)体。

(2) 区内分布有9条含Au构造带,均呈北西向展布,其中F1、F3、F5、F7、F8为主要含Au构造带。钻孔资料显示,区内金矿向深部延伸性较好,这与本区所在的区域金矿成矿规律一致,表明该区深部仍有隐伏矿体存在。

(3) 本区金矿赋存在北西向脆性断裂带中,该组断裂为区域动力扭转拉张所致,破碎带分枝复合膨大部位及产状由陡变缓的“膝形”部位为矿液聚集成矿提供了成矿空间,同时控制了金矿的形态和规模。因此区内较大的含Au破碎带为今后重要工作对象,特别是破碎带深部交切部位及断裂张扭性动力藕合部位可能赋存有隐伏矿体。

(4) 金矿的富集与断裂后期热液活动关系密切。通过对本区含Au蚀变岩的研究,区内矿化热液蚀变大致经历了四个阶段:黄铁矿—石英阶段,石英—黄铁矿阶段,石英—黄铁矿—多金属硫化物阶段,石英—碳酸盐阶段。以石英—黄铁矿—多金属硫化物阶段为金矿的主要富集期,在含Au破碎带的不同深度均可见及,反映本区具有较好的找矿前景。

[1] 李福喜,聂学武.黄陵断隆北部崆岭群地质时代及其地层划分[J].湖北地质,1987,1(1):28-41.

[2] 马大铨,李志昌.鄂西崆岭杂岩的组成、时代及地质演化[J].地球学报,1997,10(3):233-241.

[3] 李志昌,方向.鄂西黄陵地区太古宙变质岩La-Ce 同位素体系[J].地球化学,1998,27(2):117-124.

[4] 湖北省鄂西地质大队.1∶5 万兴山〔东)、水月寺幅区域地质调查报告[R].宜昌：湖北省鄂西地质大队，1987.

[5] 湖北省鄂西地质大队.1∶5万新滩东、莲沱西、过河口东和三斗坪西四个半幅区域地质调查报告[R].宜昌：湖北省鄂西地质大队，1991.

[6] 李再会.鄂西黄陵花岗岩岩基岩石大地构造学研究[D].成都：成都理工大学,2005.

[7] 熊成云,韦昌山,金光富.鄂西黄陵背斜地区前南华纪古构造格架及主要地质事件[J].地质力学学报,2004,10(2):97-102.

[8] 冯定犹,李志昌,张自超.黄陵花岗岩类岩基南部岩体侵入时代和同位素特征[J].湖北地质,1991,5(2)：103-104.

(责任编辑：于继红)

Analysis of Geological Characteristics and Prospecting Potential ofHongwu Village Gold Deposit in Core of Huangling Faulted Dome

LIU Shengde1, ZHANG Zhongquan1, YAO Yan2, LIAO Zongming1, QIU Feng1
(1.SeventhGeologicalBrigadeofHubeiGeologicalBureau,Yichang,Hubei443100; 2.HubeiInstituteofSelenium-richIndustry,Wuhan,Hubei430034)

Gold deposit in Hongwu village is located in middle of the core of Huangling faulted dome in fault fold zone ,Hubei Province,distributed in regional deep fault-Bancanghe fault of notheastern second-order brittle-ductile fault fracture zone.Gold ore bodies and mineralization are produced in N-NNW trending fault fracture zone. The orebody appears in veinlike and lenticular shapes.Ore-bearing fractured zone and roof & floor surrounding rock have different degrees of structure hydrothermal alteration,mainly as sericitization,silicification,pyritization,belongs to medium-low hydrothermal altered gold deposit in magmatic stage,with good ore prospects.

Hongwu village gold deposit;deposit type;geological characteristics;prospecting potential

2014-04-16；改回日期：2014-05-06

刘圣德(1969-)，男,高级工程师 ,地质矿产专业，从事地质矿产勘查工作。E-mail:284782866@qq.com

P618.51

A

1671-1211(2015)01-0001-05

数字出版网址:http://www.cnki.net/kcms/detail/42.1736.X.20141224.0953.012.html 数字出版日期:2014-12-24 09:53