鄂南地区八字门金矿床地质特征及找矿标志

李政文，王书民，廖 建

(湖北省第四地质大队，湖北咸宁 437100)

鄂南地区八字门金矿床地质特征及找矿标志

李政文，王书民，廖 建

(湖北省第四地质大队，湖北咸宁 437100)

介绍八字门金矿床区域地质、构造背景及矿床地质特征、矿体特征，矿床属风化残积成因的红土型金矿类型，金为微细粒状，肉眼甚至一般光学显微镜中均不可见。从总结鄂南地区的金矿床分布、赋存规律入手，初步探讨了金矿床地质特征、成因及找矿标志。

八字门;金矿床;矿床地质特征;找矿标志

0 引言

湖北省嘉鱼县蛇屋山—虎山一带是鄂南地区红土型金矿化区。区内矿产主要为金，已发现有蛇屋山、八字门、铜山、尹家畈、楠竹林等金矿床(点)，均属风化残积成因的红土型金矿类型，具易采、易选特点，目前八字门已探明金金属量2 163 kg，其中蛇屋山、铜山(虎山)金矿已全面开发并取得显著经济效益。随着该区蛇屋山、铜山(虎山)金矿的开采和利用，在其外围寻找新的有利用价值的矿床(点)是目前工作的重点，其中八字门金矿床又是寻找蛇屋山金矿外围矿床(点)的重中之重。

1 区域地质概况

本区大地构造位置处于扬子准地台下扬子台坪大冶台褶带梁子湖凹陷［1，2］，所属地貌为鄂南丘陵山地与江汉平原的过渡地带。区内第四系覆盖广泛，出露基岩地层主要有志留系下统—中统、石炭系上统、二叠系下统、三叠系下统、三叠系上统—侏罗系下统，在蛇屋山矿区和本矿区钻孔中，采坑内见有寒武—奥陶系。

区域主体构造为嘉鱼—赤壁弧形构造带(图1)，该构造带长30 km，宽16 km，由一系列轴面南倾的紧密倒转褶皱组成。褶皱轴迹走向北东—东西，总体呈向南弯凸的弧形，与之相伴的断裂构造以近东西向为主，多发育在褶皱两翼，断面倾向南，规模一般较大，表现为逆冲滑脱并具多期活动特点，与成矿关系密切。

据区域物探推断，本区北部存在隐伏中酸性岩体，岩体埋深1.5～2.0 km，倾向北东，延深 ＞10 km;南部存在沿断裂侵入、喷发的次火山岩—火山岩带，在本矿区南西5 km外的二屋程家地表及宝塔山钻孔中见有玄武岩。

2 矿区地质特征

2.1 地层

矿区地层层序较为简单，地表均为第四系覆盖，钻探及采坑揭露下伏基岩地层为寒武系中上统娄山关群—奥陶系下统南津关组，地层特征如下：

2.1.1 寒武系中上统娄山关群—奥陶系下统南津关组(∈2－3ls～O1n)

浅灰—灰白色灰岩、白云质灰岩、白云岩，泥晶—微晶结构，厚层—块状构造，局部含生物碎屑。地层厚度据勘探线剖面控制＞350 m，未见顶、底。

2.1.2 第四系(Q)

矿区第四系按松散堆积物的形成时代及成因类型划分，分为中更新统残积层、全新统湖积层和人工堆积层。

(1)中更新统残积层(Qp2el)。矿区中更新统残积层为红土型金矿赋矿层，总体为松散的含砂砾亚粘土层，根据其颜色、结构、构造及物质组成划分四个岩性段，各岩性段之间界线为渐变，自下而上岩性序列为：

①第一岩性段(Qp21el)。该岩性段分布局限，仅ZK102、ZK103、ZK705、ZK710 四个钻孔中见有，呈囊状覆于基岩界面低洼处，未出露地表，与上岩性段接触界线呈渐变。岩性主要为棕灰—棕黑色含砾亚粘土，以铁、锰质含量高为主要特征，铁、锰质矿物呈细小粉末状依附于粘土矿物颗粒上，致使岩性呈棕色。底部与基岩接触部位分布厚度不大的角砾粘土混杂层，角砾成分主要有灰岩、硅化碎裂岩、石英等。

该岩性段厚度0～7.50 m，为红土型金矿矿体层位，矿体单样品位0.50 ×10－6～1.87 ×10－6。

图1 八字门金矿区区域构造纲要图Fig.1 Regional tectonics outline map of Bazhimen gold district

② 第二岩性段(Qp22el)。该岩性段分布较为稳定，局部缺失，总体呈层状近水平伏于第三岩性段之下，未出露地表，岩性由杂色含砾亚粘土、砾质亚砂土组成。与上岩性段相比：风化淋滤程度相对较弱，颜色由单一的褐红、褐黄色过渡为褐红、褐黄、棕灰、棕黄、浅灰、灰紫等色混杂，网纹状构造逐渐消失，砂含量增多，砾石含量减少，砂、砾石成分则变化甚微。据采坑露头观察，可见较多原构造岩风化残余的碎裂结构、角砾状构造，角砾内部已风化形成粘土质，外观上保留其形状，局部角砾中见有硫化矿物被淋失后残留的晶洞。

该岩性段厚度0～17.90 m，为红土型金矿矿体主要层位，矿体单样品位较高，一般0.70 ×10－6～1.50 ×10－6，最高5.33 ×10－6。

③第三岩性段(Qp23el)。该岩性段分布稳定，大部分出露地表，局部被全新统覆盖，岩性由褐红、褐黄色网纹状亚粘土、含砾亚粘土、亚砂土组成，以网纹状构造为主要特征，网纹由灰白色细脉状、蠕虫状、团块状高岭石构成。砾石成分主要为硅化碎裂岩、石英岩，少量为灰岩、砂岩、重晶石，砾径大小混杂，0.5～10 cm不等，无磨圆及分选性，含量一般5% ～15%，局部20% ～30%;砂成分主要为硅化碎裂岩及灰岩、砂岩岩屑，以中粗颗粒为主，分布不均匀;粘土成分为高岭石、埃洛石、伊利石、水云母等。

该岩性段厚度1.70～25.67 m，为红土型金矿矿体层位，矿体单样品位一般0.50 ×10－6～1.20 ×10－6。

④第四岩性段(Qp24el)。该岩性段仅分布于矿区中部ZK709孔地表局部范围，岩性为浅灰、灰白色硅化岩块、砾石夹含砾亚粘土，岩块、砾石主要为交代石英岩，具碎裂结构及角砾状构造，角砾成分主要为玉髓、石英，少量重晶石，属硅化破碎带的风化残留。

该岩性段厚度0～3.20 m，为红土型金矿矿化层位，矿化单样品位0.18 ×10－6～0.29 ×10－6。

上述四个岩性段松散堆积物中残留有较多构造与蚀变痕迹，显然是由构造破碎带风化形成，其特征一定程度上反映了原构造破碎带内成分复杂，在风化淋滤过程中具垂直分带性，同时表明红土型金矿的形成与基岩构造及后期风化作用密切相关。

(2)全新统湖积层(Qhl) 分布于矿区东部湖盆地貌区，为褐灰、灰黑色粘土、淤泥质粘土，含腐殖物及螺壳类生物残骸，厚度0～13.10 m。

(3)人工堆积层(Qhs) 分布于0～13线北部采空区，为褐红—土黄色亚粘土、含砾亚粘土、砾砂土，结构松散，属以往采矿活动之剥离土及选矿尾渣经人工填筑形成，厚度0～16.30 m。

2.2 构造

矿区位于嘉鱼—赤壁弧形构造带中段，由于第四系覆盖较厚，地表难以观察构造形迹。据钻探、物探资料结合有关专题研究成果，分析归纳构造特征如下：

(1)褶皱 据矿区基岩层位结合区域基岩地质图分析，矿区所处褶皱部位为蛇屋山倒转背斜核部的西延段。背斜轴面倾向南东，轴迹走向北东，核部由寒武系中上统娄山关群—奥陶系下统南津关组组成，地层产状倾向南，倾角30°～50°;两翼超出矿区范围外，为志留系下统高家边组，与核部地层呈断层接触——断层面为鄂东南地区普遍存在的寒武系—奥陶系与志留系之间的区域性滑覆构造面(如图2所示)，这个面也是本矿区金矿床的底界面。

(2)断裂 矿区较大的断裂构造主要为分处背斜两翼的F2和F3断层(构造形迹见图1)。区域物探推测此两条断层自蛇屋山矿区西延至本区，分别从矿区北部、南部边界外通过，均为断面南倾的逆冲断层，其形成的寒武—奥陶系地层断块控制着本矿区及蛇屋山矿区金矿体的产出。

图2 滑覆构造示意图Fig.2 Schematic diagram of gliding nappe structure

另有断层迹象见于钻孔岩芯，ZK001孔深40.15～56.08 m、ZK703 孔深117.26 ～120.16 m、ZK704 孔深57.47～60.07 m 见有构造角砾岩，推断为 F2、F3之次级断层破碎带。破碎带内见有不同程度的硅化、黄铁矿化，取样化验金品位0.12 ×10－6～0.84 ×10－6，显示有原生金矿化存在。

2.3 热液蚀变

矿区内热液蚀变主要有硅化、黄铁矿化、重晶石化、方解石化，分述如下：

(1)硅化 矿区内硅化较为普遍，主要有两种岩石表现：其一为地表风化残留的硅化构造岩，该类岩石原处于构造破碎带内，由于受长期的表生风化作用，构造破碎带土化形成残积红土层，硅化构造岩因其抗风化能力强而呈碎块状残留其中。原构造岩所受硅化作用方式表现为面状交代兼脉状充填，硅化程度强，形成交代石英岩、交代石英岩状碎裂岩。硅化矿物以隐晶质玉髓为主，部分为显微粒状石英及胶体相二氧化硅。其二发育于寒武—奥陶系碳酸盐岩中，以破碎带内及其附近较为普遍，但硅化程度较弱，主要表现为石英、玉髓沿裂隙充填，形成硅化灰质角砾岩、硅化灰岩等。

硅化与金矿(化)关系甚为密切，地表硅化构造岩岩块是红土型金矿的直接找矿标志，深部碳酸盐岩破碎带中硅化亦是寻找原生金矿化的必备条件。

(2)黄铁矿化 黄铁矿化主要发育于基岩破碎带内，时与硅化相伴，蚀变岩石中黄铁矿多呈晶粒浸染状分布，有立方体、五角十二面体、八面体等多种晶体形态。据有关专题研究成果，黄铁矿中含有晶格金，与金矿化关系密切，黄铁矿化与硅化叠加时，金矿化品位较高。

(3)重晶石化 重晶石化主要发育于地表硅化构造岩中，呈脉状及角砾状产出，其次发育于寒武—奥陶系碳酸盐岩破碎带内，呈板状或他形粒状集合体在方解石脉中产出。

(4)方解石化 碳酸盐岩中方解石化以脉状和网脉状为特征，脉体分为两种：一种由纤维状方解石构成，另一种由晶粒状方解石构成，两种脉体互有切穿现象。

2.4 原生金矿化

矿区内原生金矿化赋存于寒武—奥陶系碳酸盐岩构造破碎带、裂隙带中，分布较为零散。据见矿钻孔统计，工程控制原生金矿化垂直厚度1.0～5.8 m，品位0.18 ×10－6～0.49 ×10－6，矿化岩石为碎裂灰岩、碎裂白云岩及灰质构造角砾岩，具硅化、黄铁矿化。

2.5 溶洞中次生金矿化

矿区揭露灰岩溶洞中多为充填型溶洞，充填物为灰岩角砾、岩屑与粘土混杂形成含砾亚粘土，岩性在外观上与Qp22el杂色含砾亚粘土相似。经取样分析，溶洞充填物中具次生金矿化，工程控制矿化垂直厚度1.2～2.2 m，品位0.31 ×10－6～1.97 ×10－6。因溶洞空间形态难以控制，未能圈出赋存其内的次生金矿化体。

3 矿体特征

3.1 矿体规模、形态与产状

八字门金矿赋存于第四系中更新统残积松散层中，矿床按工业指标圈定仅有一个金矿体，东西长280～390 m，南北宽410～640 m，呈似层状产出，仅ZK308及ZK1101孔部位因夹石而出现分枝、复合。矿体产状近于水平，沿走向及倾向因受基岩顶面起伏影响而呈波状，但总体起伏不大，连续性较好。矿体顶板标高0.63 ～33.43 m，底板标高 －7.93 ～25.73 m，覆盖层厚度0～24.85 m，平均埋深14.89 m，在0线 ZK001孔部位出露地表，整体埋藏较浅。

3.2 矿体厚度及品位变化特征

据见矿钻孔统计，矿体单工程厚度1.30～25.80 m，平均8.53 m，沿走向厚度变化系数37.10% ～65.91%，沿倾向厚度变化系数13.50% ～75.75%，整体厚度变化系数为64.53%，厚度变化稳定。从整个矿体来看，矿体中部及南部厚度较大，一般在10 m以上，最厚处25.8 m;矿体北部厚度相对较小，一般在6～10 m之间;东、西边缘矿体厚度最薄，一般＜6 m，局部仅有1.3 ～1.5 m，显示自然尖灭趋势。

矿体中单样金品位 0.12 ×10－6～5.33 ×10－6，绝大部分在0.50 ×10－6～1.80 ×10－6之间，单工程矿体品位 0.50 ×10－6～3.24 ×10－6，一般 0.50×10－6～1.50 ×10－6，平均1.21 ×10－6，品位变化系数沿走向为32.15% ～65.09%，沿倾向为23.09% ～54.85%，整体为41.06%，属品位变化均匀的贫矿。从平面上看矿体北部与南东部品位相对较高，＞1.50×10－6;从剖面上看(见图3)，矿体在Qp22el岩性段内品位相对较富，单样最高品位及单工程最高品位均处在该岩性段内。

图3 八字门矿区0号勘探线剖面图Fig.3 Profile map of No.0 prospecting line in Bazhimen ore district

3.3 矿石质量

3.3.1 矿石结构构造

就整个矿体而言，矿石均为含砂砾亚粘土，砂、砾及粘土矿物的含量变化和组成形式造成矿石结构构造上的差异。矿石结构主要为含砂砾泥质结构，其次为粉砂泥质结构、砂砾结构及泥质结构;矿石构造以网纹状构造、土块状构造为主，其次为混杂砾状构造、条带状构造。各类矿石结构、构造特征如下：

(1)矿石结构 泥质结构：由高岭石和水云母组成，呈显微鳞片状，粒度细小。

含粉砂泥质结构：除显微鳞片状高岭石、水云母外，混杂少量粉砂级石英、硅质岩屑及褐铁矿、白云石、重晶石、绿泥石等矿物碎屑。

含砂砾泥质结构：在上述两种结构的基础上，随碎屑颗粒的增多和变粗，形成含砂或砂砾泥质结构，一般含有15% ～30%的砂砾石，碎屑粒度一般0.2～30 mm。

砂砾结构：主要由碎屑和砾石组成，少量粘土矿物、粉砂充填其间。

(2)矿石构造 网纹状构造：为红色亚粘土中沿裂隙或空隙分布的白色、灰白色褪色条纹，或由白色高岭石细脉构成网纹状。白色高岭石呈蠕虫状、团块状时，则对应为蠕虫状构造、团块状构造。

土块状构造：由高岭石、伊利石等粘土矿物与少量粉砂级碎屑组成，二者排列杂乱、疏松。

混杂砾状构造：由硅化碎裂岩、灰岩、白云岩等角砾及充填其间的粘土矿物和粉砂组成，角砾为棱角—次棱角状，大小混杂。

条带状构造：粘土矿物与砂砾、岩石碎屑成条带状排列，条带厚约2～10 mm不等。

3.3.2 矿石矿物成分

据与本矿区有关的专题研究报告，矿石基本矿物成分较为简单，主要为粘土矿物(高岭石、水云母、伊利石等)、石英、褐铁矿、玉髓，微量矿物有白云石、菱铁矿、锐钛矿、方解石、重晶石等，各矿物的含量及特征描述见表1。

表1 矿石矿物成分一览表Table 1 Schedule of mineral composition

3.3.3 矿石化学成分

本次详查采取了一组矿石组合样，据组合样光谱定量分析及多项化学分析结果，矿石化学成分以SiO2、Al2O3、TFe2O3为主，与矿石矿物成分以粘土矿物、石英、褐铁矿、玉髓为主相吻合，矿石有益组分为Au，影响氰化浸出的有害元素 S、C、Cu、As、Sb等含量甚微。

3.3.4 金的赋存状态

据与本矿区类似的蛇屋山金矿矿石物质成分研究成果，矿石中金主要以不可见游离状态存在，少量以吸附状态存在于粘土矿物边缘，包体金极微，利于氰化浸出。

3.3.5 矿石类型

矿体赋存于第四系中更新统残积松散层中，矿石按其岩性成分可划分为亚粘土、亚砂土、砂砾三类，但这三类矿石的物质成分、结构构造、金的赋存状态及工业加工技术性能等基本一致，均为低品位矿石，因此对矿石类型没必要细分，矿石自然类型可统属为含砂砾亚粘土金矿石。结合开采选冶工艺，矿石工业类型划分为微细粒低品位松散强氧化金矿石。

3.3.6 矿体围岩

矿区中更新统赋矿层下伏为寒武—奥陶系碳酸盐岩，两者界线分明，呈角度不整合接触;上覆为全新统湖积淤泥质粘土，两者界线也较为清晰，呈平行不整合接触。

据全部46个见矿钻孔统计，矿体的直接底板为基岩的有35个孔，岩性主要为灰岩、白云岩，其Au含量大多＜0.1×10－6，局部构造破碎、蚀变发育部位具原生金矿化，但矿化规模小、品位低(见前述原生金矿化特征);其余11个钻孔的矿体底板为中更新统下部含砂砾亚粘土，岩性与矿石差异甚微，仅Au含量低于工业品位而已，两者并无明显界线。

矿体直接出露地表仅在ZK001孔部位，其余钻孔揭露矿体顶板主要为中更新统上部岩性，只有3线ZK303、ZK304两个钻孔为全新统湖积淤泥质粘土。矿体顶板为中更新统上部岩性时，两者亦无明显界线，仅能依据工业指标区分;矿体顶板为全新统湖积淤泥质粘土时，其Au含量基本为零，与矿体的界线清晰可辨。

4 矿床成因及找矿标志

4.1 矿床成因

综前述矿区地质及矿体特征，确定本矿床成因类型属风化残积型，工业类型为红土型，依据如下：

(1)层位依据 矿床赋存于第四系中更新统残积层中，残积层为寒武系—奥陶系与志留系之间的构造滑覆构造破碎带风化形成，具原地堆积特征，垂直分带具风化壳结构。

(2)基岩矿化依据 风化残积形成的红土型金矿来源于滑覆面之下的下伏基岩的金矿化(下伏ε－O碳酸盐岩或碳质页岩中的金矿化，它是微细粒浸染型金矿化而并没有形成矿床)，是由滑覆构造的构造热液由深部向上回流而将金带至滑覆构造破碎带中的，后经第四纪风化作用改造而形成鄂南地区独具特色的红土型金矿。从围岩讲，岩、土界线分明;从矿体讲，风化矿处于主构造F2、F3断层夹持的寒武—奥陶系断块上部构造滑覆带风化层中，呈似层状平缓产出，规模较大，品位较均匀，而原生矿则为“构造蚀变岩型”金矿化，受控于寒武—奥陶系断块内部次级构造破碎带、裂隙带，金元素经构造热液运移富集所致，产状较陡，矿化厚度小、品位低。另外，两者矿石中金的赋存状态不同，风化矿石中金以游离状态为主，原生矿石中金的赋存状态据有关专题研究为吸附金和晶格金。由上述认为，风化矿是在原生矿化基础上先是经构造热液运移将金富集于滑覆构造破碎带中，后经风化改造重新富集而形成工业矿床。

(3)矿床类比 与本区域蛇屋山大型红土型金矿比较，两者所处区域构造相同，矿区地质相似，含矿层位、矿体特征及矿石质量基本一致，选冶技术亦可借鉴，因此，八字门金矿类型亦为红土型。

4.2 成矿作用及控矿因素

金的成矿作用可简单概括为二个阶段：

(1)热液矿化阶段 随区域基底隆起，并经从南向北的滑覆(因江南隆起抬升所致)，致使矿区构造变形，并形成层间滑覆构造带，带中构造热液活动强烈，含矿热液沿构造通道侵入，在破碎带及裂隙带内聚集形成原生金矿化，为后来的风化成矿作用提供了物质条件。

(2)后期改造阶段 在第四纪中更新世漫长的风化作用改造过程中，含矿原岩先经物理风化崩解、破碎，随后经化学风化形成红色粘土，金从含金岩石中释放出来赋存于红土，随湿热气候的变化，红土进而网纹化，金则随风化形成的铁质水溶液沿裂隙不断向下渗透，在地下潜水面附近富集形成似层状矿体。风化作用后期，由于风化作用的连续，矿体下部局部再次富集，矿体上部则因覆盖层的剥蚀，致使矿体局部出露地表。

由上述成矿过程可以看出主要控矿因素为：具备有利的基岩岩层、构造条件及热液活动;有利于风化作用形成网纹红土和地下潜水运移的气候条件;在全新世有利于矿体保存的地貌条件。

4.3 找矿标志

(1)基岩地质标志 早古生代碳酸盐岩地层，褶皱两翼断裂发育，破碎带规模大，热液蚀变较强，尤其是寒武系—奥陶系碳酸盐岩地层与志留系地层之间的滑覆构造带。

(2)第四纪地质标志 中更新统残积层厚度大，岩性具垂直分带特征，残留有蚀变构造岩岩块和角砾。

(3)化探异常标志 有金的原、次生晕异常存在，出现 Au、As、Sb、Hg、Mo 组合异常更为有利，当残积土层中出现 Au 20×10－9～100×10－9以上的完整异常，且浓度分带及浓集中心明显时，可望找到红土型金矿。

(4)蚀变标志 前已述及，区内蚀变主要有硅化、泥化，次有褐(赤)铁矿化、黄(白)铁矿化和重晶石化等。含矿岩石中常见有石英、粘土矿物(高岭石、水云母和绿泥石等)、重晶石、褐(赤)铁矿、黄(白)铁矿。单矿物分析，粘土矿物含 Au：5.41 g/t，褐(赤)铁矿含Au：5.74 ～29.1 g/t，重晶石含 Au：0.43 ～2.02 g/t。可见，上述蚀变是找金的蚀变标志。各蚀变尤以泥化、褐(赤)铁矿化对金最为有利。

(5)地形地貌标志 残丘—垅岗地貌有利于探寻红土型金矿。参考文献：

［1］湖北省地质矿产局.湖北省区域地质志［M］.北京：地质出版社，1990.

［2］李均权，谭秋明，李江洲，等.湖北省矿床成矿系列［M］.武汉：湖北科学技术出版社，2005.

Geological Characteristics and Prospecting Criteria of Bazhimen Gold Deposits in Southern Hubei

LI Zhengwen，WANG Shumin，LIAO Jian
(The4th Geological Brigade of Hubei，Xianning，Hubei437100)

The paper introduces regional geology，tectonic background and geological characteristics of Bazhimen gold deposits.Weathered residual deposits are lateritic gold deposits.Gold deposits are the fine grains with the naked eyes or even ordinary optical microscopes are not visible.Starting from occurrence law and distribution of gold deposits in southern Hubei，the authors discuss the geological characteristics，genesis and prospecting criteria of gold deposits.

Bazhimen;gold deposit;geological characteristics of deposit;prospecting criteria

P618.51

A

1671－1211(2011)03－0188－06

2010－04－20;改回日期：2011－05－09

李政文 (1969－)，男，工程师，地质矿产专业，从事地质矿产勘查与管理工作。E－mail：1721979272@qq.com

于继红)