鄂东南地区斑岩—矽卡岩型铜铁多金属矿的矿化类型、分布规律及找矿方向

谢桂青，朱乔乔，李瑞玲，姚 磊，王 建，李 伟

(1.中国地质科学院矿产资源研究所，北京 100037;2.国土资源部成矿作用与资源评价重点实验室，北京 100037;3.中国地质调查局 发展研究中心，北京 100037;4.中国地质大学，北京 100083)

0 引言

长江中下游是中国重要Cu、Fe和Au成矿带，已探明了200多个大中型铜铁多金属矿床，多数与岩体密切相关[1]，主要集中于7个大型矿集区，分别为鄂东南、九瑞、安庆—贵池、庐枞、铜陵、宁芜和宁镇，其中庐枞和宁芜2个矿集区主要发育与闪长岩质次火山岩有关的磷灰石—磁铁矿型铁矿床[2]。鄂东南矿集区位于长江中下游成矿带最西端，不仅发育包括6个大岩体和100余个小岩体及金牛盆地火山岩[3－4];而且在岩体的边缘探明了一批大中型斑岩—矽卡岩铜铁多金属矿床，截至1993年底，在该区已发现大中小型矿床(点)328个，其中包括3处大型铁矿、2处大型铜铁矿、2处铜金矿、1处大型金矿和1处大型铜钼矿，多数与侵入岩有关[5]。前人对鄂东南矿集区开展了地层、岩体、成矿系列和典型矿床的研究，取得了大量的成果[3，5－6]。但自 20 世纪 90 年代末以来，相比长江中下游成矿带其他矿集区来说，鄂东南矿集区斑岩—矽卡岩铜铁多金属找矿也取得了重大突破，但其成矿规律和找矿方向研究略显偏少，一定程度制约该区“攻深找盲”找矿评价工作。本文结合前人工作和近年最新资料，重新厘定鄂东南矿集区的矿化类型，探讨铜铁多金属矿的时空分布规律，提出找矿方向。文中拙见或有欠妥之处，敬请同仁指正。

1 地质背景

已有研究表明，长江中下游成矿带构造演化经历了三个主要阶段，分别为前震旦纪基底形成阶段、震旦纪—早三叠世沉积盖层阶段、中三叠世以来的碰撞造山和造山后板内变形阶段[7]，其中第三阶段以中生代大规模岩浆活动和成矿作用为特征[8]。鄂东南地区位于长江中下游成矿带，处于隆起至凹陷过渡的沉积环境，以铜铁为主要优势矿种(图1)。区内地层出露齐全，除前震旦纪基底主要出露大别山地区外，从古生代到中新生代地层均有所发育，古生代地层主要发育该地区的南部，中生代地层分布较广。据统计，鄂东南矿集区石炭纪、二叠纪和三叠纪地层是最主要的容矿岩石，在这些地层中探明储量占全区储量百分比分别为:铁矿 99.25%、铜矿 97.11%、金矿 99.16%、铅锌矿84.92%和银矿90.2%，集中了全区大多数金属矿床。

鄂东南矿集区以出露大面积的侵入岩和火山岩为重要特征，岩浆岩面积高达920 km2，约占全区的21%，岩石类型复杂多样。据区域地质资料表明侵入岩包括六大岩体，分别为鄂城(花岗岩、石英二长岩和石英闪长岩)、铁山(辉长岩、石英闪长岩和石英二长岩)、金山店(石英二长岩和闪长岩)、阳新(闪长岩、石英闪长岩)、灵乡(石英闪长岩)和殷祖(花岗闪长岩)岩体，另外还有100多个的花岗闪长斑岩、斑状闪长岩等小岩体[3，9]。最近，SHRIMP 和 LA － ICPMS 锆石 U － Pb 测年表明，鄂东南矿集区存在两期重要的岩浆活动，分别为:①辉长岩+闪长岩+石英闪长岩+花岗闪长斑岩的时代集中于152～134 Ma;②花岗岩+石英二长岩+石英闪长岩和火山岩的时代集中于134～127 Ma[4，10－12]。除殷祖岩体外，其他各岩体均发育不等规模的斑岩—矽卡岩铜铁多金属矿床(图1)。

图1 鄂东南地区地质简图(显示中生代岩浆岩和典型斑岩—矽卡岩型铜铁多金属矿床分布和时代，年代值据[4，10－15])

2 矿化类型

前人对鄂东南矿集区成矿系列进行了大量的研究，对该区矿化式进行分类和总结。舒全安等认为该区包括铁成矿系列、铁铜矿成矿系列和铜钨钼金多金属矿系列，其中铁矿成矿系列包括接触交代铁矿床、岩浆热液型铁矿床和火山热液型铁矿床，铁铜矿成矿系列包括接触交代铁铜矿床和接触交代铜铁矿床，铜钨钼金多金属矿系列包括接触交代铜矿床、接触交代铁铜(钼)矿床、接触交代铁铜钼矿床、接触交代铁金铜矿床、接触交代—斑岩复合型铜钼矿床。薛迪康等指出该区存在三个成矿系列，分别为与花岗岩类侵入作用有关的矿床系列和与沉积作用有关的矿床系列，前者包括3个亚系列和16个矿床式，后者包括4个成矿亚系列。其中以前者为主，包括:①与燕山中、晚期中浅闪长岩—黑云母透辉石闪长岩—二长闪长岩—石英闪长岩—花岗岩有关的铁铜硫铅锌矿床亚系列(铁山式、程潮式、巷子口式、狮子立山式)。②与燕山中、晚期中浅—中深成透辉石闪长岩—石英闪长岩—石英二长闪长岩—花岗闪长岩—正长闪长岩有关的铁铜金钨钼矿床亚系列(张福山式、刘家畈式、铜录山式、鸡冠咀式、叶花香式、铜山口式、白云山式、龙角山—傅家山式)。③与燕山期浅成—超浅成石英闪长岩—花岗闪长岩—石英斑岩有关的铜金硫矿床亚系列(丰山洞式、鸡笼山式、城门山式、洋鸡山式)。李均权等根据大中型矿床为基础，将该区分为4个成矿系列和11个矿床式，分别为:①与中生代中酸性岩浆侵入作用有关的铁铜铅锌金银硫钨钼硅灰石矿床系列。②与原地或近源风化作用有关的金矿床成矿系列。③与中生代地下水作用有关的金锑铅锌铁矿成矿系列。④与中生代陆相中基性—酸性、碱性火山岩有关的铅锌金银、膨润土、珍珠岩、沸石、含碱玻璃原料矿床成矿系列。其中以第一系列为主，可分为4个亚系列和6个矿床式，即大冶式铁矿、铜录山式铜铁矿、鸡冠咀式铜金矿、赤马山式铜矿、铜山口式铜钼矿、银山式铅锌矿。这些成矿系列和矿床式的建立为该区找矿工作提供了重要理论支撑，均强调与中酸性侵入岩有关的斑岩—矽卡岩铜铁多金属矿床是鄂东南矿集区主要矿床类型。本文讨论的重点包括该区斑岩—矽卡岩铜铁多金属矿床。

已有勘查资料显示鄂东南矿集区斑岩—矽卡岩铜铁多金属矿床具有明显的不同成矿元素组合且含矿岩体复杂的特征，前人对该区矿化式的分类针对典型矿床，类型较多，但对矿化类型分类较少。本文根据含矿岩体岩相学和年代、成矿元素组合和成矿时代，提出该矿集区主要存在4类型矿化作用:①与闪长岩+石英闪长岩相关的矽卡岩型铜铁金矿床。②与石英闪长岩+二长岩+花岗岩相关的矽卡岩型铁矿床。③与花岗闪长斑岩相关的斑岩—矽卡岩型铜钼金钨矿床。④与斑状闪长岩相关的斑岩型金矿床。这4类矿化作用具有明显不同的含矿岩体、成矿元素组合和成岩成矿时代(下一节讨论)。

与闪长岩—石英闪长岩有关的矽卡岩型铜铁金矿床是鄂东南矿集区最主要矿化类型，典型大中型矿床包括铜录山、铁山、鸡冠咀、桃花咀、石头咀等，具有以下特点:①此类型矿床成矿元素组合为铜铁金，伴生钴和硫等元素，铁山以铁为主要矿种，共伴生铜(平均品位高达0.57%)和伴生金;铜录山以铜为主要矿种，共伴生铁和金;鸡冠咀和桃花咀矿以金为主要矿种，且金平均品位高于工业品位，以金为主要开采对象，共伴生铜和/或铁，地质特征和成矿元素均符合国际上“矽卡岩金矿床”定义[16]，是长江中下游成矿带重要矽卡岩型金矿。②此类型矿体多数产于石英闪长岩质岩体与大理岩外接触带，矿体多与矽卡岩密切相关。闪长岩质岩以似斑状结构为主，部分见到斑状结构，似斑状石英闪长岩和斑状石英闪长岩呈岩相学过渡关系。除此以外，石英闪长质岩体的内接触带发育多期石英±方解石+黄铁矿±黄铜矿±辉钼矿细脉，若脉密度较大局部地段铜、钼、金也达到边界品位，具有综合利用价值。③该类型铜与金矿化形成于同一事件，金品位与铜呈正相关性。虽然前人对该类型铁铜成矿作用开展了大量的工作，但对于金矿化作用重视不高。最近对该类型矿床的金矿化作用开展了部分工作，暗示金品位与铜呈正相关性，有铜地段一般伴有金矿化，铜和金矿化为同一成矿阶段的产物(笔者未发表资料)。

与石英闪长岩+二长岩+花岗岩相关的矽卡岩型铁矿床是鄂东南矿集区富铁矿床的主要类型，典型大中型矿床包括程潮、张福山、李万隆、余华寺等，具有以下特点:①此类型矿床成矿元素以铁为主，伴生钴和硫等元素，与第一类矿化类型不同之处为该类型基本上不含铜和金。②此类型矿体多数产于岩体与大理岩及碎屑岩外接触带，矿区岩体包括有石英闪长岩、二长岩和花岗岩，矿体上盘多为石英闪长岩，下盘为二长岩和和花岗岩。年代学和蚀变分带特征暗示铁矿化主要与二长岩和花岗岩密切相关，晚于石英闪长岩。

与花岗闪长斑岩相关的斑岩—矽卡岩型铜钼金钨矿是鄂东南矿集区重要矿化类型，探明大型矿床多为中型，数量最多，包括铜山口、付家山、龙角山、阮家湾、封山洞、李家湾、白云山、鸡笼山等，具有以下特点:①矿化元素组合多样，为铜多金属元素矿化，包括铜金、铜钼、铜钨三种不同类型，部分矿区三类型矿化元素叠加。丰山洞为斑岩—矽卡岩型铜钼矿床，李家湾和鸡笼山为矽卡岩型铜金矿床，付家山和阮家湾为斑岩—矽卡岩型铜钨矿床。②矿体多产于斑岩体与围岩内外接触带，含矿岩体具有斑状结构特征，矿体在岩体和围岩比例变化较大，一般在围岩为主，如铜山口中10%铜产于岩体中，90%产于围岩中。此类型矿化在国际通称为与斑岩有关的矽卡岩铜多金属矿床[17]。此类型矿化的含矿岩体具有斑状结构和矿体产于岩体中，这两点不同于第一种矿化类型。

与斑状闪长岩相关的斑岩型金矿床是鄂东南矿集区较独特矿化类型，研究程度较低，目前仅以金井咀中型斑岩型金矿为代表。金通常伴生产于斑岩铜矿系统中，一般品位为 0～0.15 g/t，金资源量高达300～2 600 t，储量高达全球金总资源量 20%以上[18]，一般将金品位高于0.4 g/t斑岩铜矿称为富金斑岩铜矿床[19]或富金斑岩矿床，可分为斑岩型金矿、斑岩铜金矿和斑岩金铜矿，具有非常明显经济价值，国际对富金斑岩矿床高度重视[20]。其中斑岩型金矿是指以金为主体，其他元素不具有综合利用价值的斑岩型金矿(本文称为独立斑岩型金矿，区别于有共伴生铜的斑岩型铜金矿和斑岩型金铜矿[18，20]。独立型斑岩金矿作为一种新矿床类型，且在全球范围内各地相继探明型一批重要矿床，国外在智利北部、美国、秘鲁、斯洛伐克中部和中国均探明了一批大中型斑岩型金矿[21－22]，如智利北部Refugio斑岩金矿已探明储量高达194 t，平均金品位为0.96 g/t，整个带探明金储量高达4千万盎司(约1 134 t)。鄂东南矿集区金井咀独立斑岩型金矿床具有以下重要特征:①成矿元素单一，以金为主，虽然坑道可见部分铜矿化，但总体来说铜品位很低，无综合利用价值。此特点明显不同于长江中下游成矿带铜多金属矿床，后者一般金与铜共伴生。②矿体产于岩体与围岩的内接触带，岩体以斑状闪长岩为主，局部出现斑状辉石闪长岩，基性程度很高。③矿体蚀变、脉体类型和流体包裹体特征类似于斑岩型铜矿床(谢桂青未发表资料)。

3 时空分布规律

已有研究表明长江中下游成矿带矿床分布极不均一，鄂东南地区以铁铜金矿为主，具有西部为铁东部为铜金为分布规律。翟裕生等根据含矿岩体的K－Ar和Rb－Sr资料，总结了该带成矿时代主要集中于燕山期(170～90 Ma)，其中，矽卡岩—斑岩型Cu－Mo－Au矿为170～130 Ma，矽卡岩型铁矿Fe和Fe－Cu矿为160～120 Ma。舒全安等认为鄂东南地区分为盆地区和隆起区，盆地区包括鄂城、铁山、金山店岩体，主要发育铁矿;隆起区包括阳新和灵乡岩体，主要发育铜钨钼金多金属矿床;过渡区的矿床类型主要为铁铜矿和铜铁矿床。薛迪康等总结指出鄂东南地区岩浆岩和成矿作用集中于晚侏罗世—早白垩世(163～78 Ma)，主要矿化由西向东分为铁矿带，由南向北岩浆和成矿由老变新(156～78 Ma);铜铁金矿带，由北向南岩浆和成矿由老变新;铜金铅锌矿带，成矿作用分带较复杂。本文根据上述四个矿化类型和最新年代学资料，总结鄂东南矿集区斑岩矽卡岩铜铁多金属矿床的时空分布规律。

由图1可知，鄂东南地区斑岩—矽卡岩铜铁多金床位于岩体与围岩接触部位，不同岩体周围的矿床成矿元素组合不同。铁山和阳新岩体的岩体为闪长岩和石英闪长岩，接触带已探明了本文所介绍的第一类矿化类型，即与闪长岩—石英闪长岩有关的矽卡岩型铜铁金矿床。鄂城和金山店岩体的岩性为闪长岩、二长岩和花岗岩，已探明矿床多数为第二种类型，即与石英闪长岩+二长岩+花岗岩相关的矽卡岩型铁矿床。据初步统计，鄂东南地区发育107个小岩体，仅在少数小岩体有矿化[23]，与花岗闪长斑岩相关的斑岩—矽卡岩型铜钼金钨矿集中于鄂东南矿集区南部，与斑状闪长岩相关的独立斑岩型金矿床集中于阳新岩体北缘。

近年来，对鄂东南地区斑岩—矽卡岩铜铁多金床进行了辉钼矿Re－Os和与成矿密切共生含钾矿物Ar－Ar测年工作，取得了一批高精度成矿时代数据。结合对含矿岩体的成因，认为本文4个矿化类型主要形成于两期成矿事件，其中与闪长岩+石英闪长岩相关的矽卡岩型铜铁金矿床和与花岗闪长斑岩相关的斑岩—矽卡岩型铜钼金钨矿床的成矿时代主要集中于晚侏罗世—早白垩世(137～144 Ma)，相应的岩体时代为136～146 Ma，该期岩体形成于加厚地壳环境，为富集地幔的部分熔融和分离结晶后发生一定比例的下地壳混染(高达20%)的产物;而与石英闪长岩+二长岩+花岗岩相关的矽卡岩型铁矿床的成矿时代为白垩世中期(127～133 Ma)，相应的岩体时代为128～133 Ma，该期岩体形成于正常地壳环境，为富集地幔的部分熔融和分离结晶后发生较大比例的下地壳混染(高达35%)的产物。到目前为止，没有与斑状闪长岩相关的独立斑岩型金矿床的成矿时代数据，根据区域对比推测与斑状闪长岩相关的独立斑岩型金矿床的成矿形成于晚侏罗世—早白垩世，当然还需要进一步研究。

4 找矿方向

已有资料显示鄂东南矿集区深部具有很大的找矿潜力，国家在该矿集区设立了鄂州莲花山—黄石铁山铁多金属矿和大冶—阳新铜金矿2个整装勘查区，开展鄂东南矿集区找矿方向具有非常重要意义。前人对该矿集区开展了成矿—找矿模型和预测方面研究，取得了重要进展。翟裕生等将该区铁矿床分为岩体内矿床、岩体顶部矿床、岩体侧部矿体和岩体外围矿体，建立起鄂东铁矿床模式，后来称为陆内坳陷带与中酸性侵入岩有关的大冶式铁铜矿床模式。常印佛等总结了鄂东南区域成矿模式和大冶模式。舒全安等系统总结和研究了岩体内隐伏捕虏体型矿体、斑岩型矿体、接触带矿体和层间矿体的预测标志和找矿方法。薛迪康等总结了铜录山式、叶花香式、铜山口式、鸡冠咀式、鸡笼山式矿床模型。本文根据区域资料分析，提出上述4类矿化类型的找矿方向。

(1)与闪长岩+石英闪长岩相关的矽卡岩型铜铁金矿床和与石英闪长岩+二长岩+花岗岩相关的矽卡岩型铁矿床是鄂东南矿集区深部找矿主攻类型。一方面加强已知矿区的深部寻找找矿新矿体，如近5年来在铁山、程潮、金山店、铜录山和鸡冠咀矽卡岩铜铁金矿深部均探明了新的矿体，实现了找矿重大突破。另一方面通过地物化资料二次开展深部矿产战略性勘查工作，如区域尺度关注铁山岩体的东西两侧;深部找矿有必要高度关注岩体中大理岩捕虏体、岩体与大理岩接触带和层间矿体，特别是层间矿体。另外，在第二类型矽卡岩型铁矿床区深部和外围注意寻找第一类型矿床，如鄂城和金山店岩体深部寻找与闪长质岩有关的矽卡岩铜铁金矿床。

(2)已有资料显示鄂东南矿集区有100余个小岩体，与花岗闪长斑岩相关的斑岩—矽卡岩型铜钼金钨矿床也是该区找矿潜力较大的类型。除了加强已有矿区深部和外围找矿工作外，有必要关注大岩体晚期花岗闪长斑岩和矿集区南部斑岩—矽卡岩型钨多金属矿床等找矿工作，另外注意寻找鸡笼山地区外围曹家山产于断裂中微细粒金矿床。

(3)金井咀是鄂东南矿集区为数较少的与斑状闪长岩相关的独立斑岩型金矿床，是长江中下游成矿带取得重大找矿突破的新类型矿床。近年来在贵池地区探明了抛刀岭和铺庄金矿中型规模以上的独立斑岩型金矿。长江中下游成矿带金矿的研究和找矿程度均较低，正如翟裕生等总结长江中下游成矿带的成矿规律时，在“对区域找矿工作的建议”中指出:“对于Fe、Cu矿床，已有半个世纪的研究工作和勘探开发历史，已经有了比较深入的认识，总结了比较系统的Fe、Cu成矿条件、成矿规律等。长江中下游成矿带金矿有较大潜力，对于Au矿床，过去重视不够，对Au矿的成矿条件和成矿规律还缺乏系统的研究，鄂东南、九瑞和铜陵地区具有形成矽卡岩型金(铜硫)矿床、斑岩型金(铜硫)矿床和次火山热液铜金矿的成矿环境”。最近，在对金牛盆地深部次火山岩的研究基础上提出金牛盆地除应关注玢岩铁矿外，更应该关注与次火山岩有关的热液金矿[24]。因此，鄂东南矿集区具有寻找斑岩型金矿较大的找矿潜力，迫切需要开展该类型金矿的成矿机制研究，同时应注意小岩体、大岩体晚期闪长质岩相和大岩体中断裂带等地区找矿工作。

致谢:在野外期间得到湖北省鄂东南地质大队、中国冶金地质总局中南地质勘查院、湖北省第四地质大队和湖北省地质调查院及矿山多位领导的大力支持，在成文过程中得益于与湖北省鄂东南地质大队胡清乐、金尚刚、魏克涛和中国冶金地质总局中南地质勘查院刘玉成等专家大量交流。

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