鄂东南地区广义矽卡岩矿床的成因与深部找矿

魏世昆，胡清乐，金尚刚，魏克涛

(湖北省鄂东南地质大队，湖北大冶 435100)

0 引言

鄂东南地区是长江中下游地区Fe、Cu和Au成矿带的西段，产有铜录山大型接触交代矽卡岩铜—铁矿床、鸡冠咀大型接触交代矽卡岩铜—金矿床、铜山口大型斑岩—矽卡岩型铜钼矿床、程潮和铁山大型矽卡岩铁矿床、阮宜湾大型层控—矽卡岩型铜、钨、钼矿床等内生金属矿床，成矿类型较齐全，其中以接触交代型矽卡岩矿床占据内生金属矿床数量的优势比例。国外的矽卡岩型铁、铜、钨、钼等矿床，一般多为中小型，矿体形态复杂，连续性差，延深不大。但在中国长江中下游地区，尤其鄂东南地区，却往往在小范围内分布有多个规模可达大型的矿床，这一现象很早就引起该区地质工作者的注意。

图1 鄂东南地区矿产分布图

对于此类矿床的成因，前人提出接触交代说、矿浆贯入成矿说、岩浆—热液过渡成矿说、深处含矿流体交代充填说等，但多是就点论点，割裂了各成矿类型之间的有机联系。本文将以广义矽卡岩来概括区内这一套和矽卡岩有关的成矿类型组合，提出深源流体成矿的认识，摆脱长期以来只围绕接触带做文章、就矿找矿的思维定势束缚，初步探讨其成矿机理和对深部找矿的指导意义，并预测本区大中型矿床深部及外围仍有较大的找矿潜力。

1 鄂东南地区矽卡岩矿床近年来的一些新发现

传统矽卡岩矿床(文中相应称之为狭义夕卡岩矿床)的成因，区内以往研究报告或勘查报告，基本上沿用了柯尔任斯基的渗透—扩散假说和п·皮利宾科的阶段假说[1]，认为成矿物质主要来源于接触带附近的围岩;在岩浆期后热液的参与下，与大理岩接触时，通过双交代作用形成矽卡岩矿床;形成温度一般认为在900～100℃之间。但鄂东南地区矽卡岩矿床近年来的一些新发现已不能用以上假说解释:

(1)岩浆矽卡岩的发现:中国科学院广州地球化学研究所研究员赵斌等在长江中下游地区近20个矿床的矽卡岩矿物里普遍观察到熔融包裹体，近年来又在湖北大冶铁矿接触带大理岩中发现有熔融包裹体和流体—熔融包裹体。其中中国科学院地化所在鄂东南地区7个典型矿床采集矽卡岩样品多达12个，据已公布的部分成果[2－3](表1)可知，寄主矿物多为熔融包体(岩浆珠滴)，均一温度高于接触交代矽卡岩矿物，化学成分属于硅酸盐熔体，主要成分与接触交代矽卡岩没有显著区别。以上研究成果表明在鄂东南地区先前确认为交代成因的含矿矽卡岩中，有相当大一部分其实为岩浆成因矽卡岩，也证明存在有独立的矽卡岩浆。

表1 部分矿床矽卡岩共生矿物包体测温成果

(2)矽卡岩及矽卡岩浆矿体富含铂族元素:据谭秋明先生等在桃花咀铜铁矿床采样资料，矽卡岩铜铁矿石含铂、钯平均 111.47 ×10－9、高铜铁矿石达124.82 ×10－9、矽卡岩中达111.47 ×10－9。有资料说明，铁铜矿床、铜录山铜铁矿床也富含铂族元素。

(3)贯入(充填)式富铁、富铜矿石的发现:在程潮、铁山等矿床见到致密块状磁铁矿石，具多孔状构造，矿体与围岩界线清楚。在铜录山矿床31线700 m深度以下，大理岩已尖灭，石英正长闪长玢岩中见有厚达66 m(二层)富铁(铜)矿体。矿体顶、底板接触面清楚;围岩钠长强烈，微弱矽卡岩化;矿石矿物磁铁矿(黄铜矿)，脉石矿物石榴石;呈似海绵陨铁结构，似条带状、浸染状构造。矿体倾斜延深＞120 m。在铜录山采场中，也见到呈贯入式产出富铁矿体，磁铁矿达70%以上。肉眼观察透辉石呈分散颗粒，结晶较差，磁铁矿呈颗粒状共结或胶结前者，黄铜矿结晶好，分散在磁铁矿中，形成似海绵陨铁结构;由透辉石+磁铁矿与磁铁矿相间形成似层纹(条带)状构造，有时见到似球粒状构造。贯入(充填)式富铜矿石铜平均品位≥5%，主要见于铜录山、桃花咀、千家湾等矿床，辉铜矿、斑铜矿、黄铜矿呈稠密网脉状、浸染状、条带状分布于早期矽卡岩中或胶结早期矽卡岩角砾。

(4)铁山、铜录山的矿床蚀变分带及元素迁移研究发现，成矿元素Cu、Au等没有发现从围岩被带出的低值带，而是由矿体向围岩逐渐减低，显示成矿流体由接触带向外扩散的特点。而且岩体中常量元素Si、Ca、Mg、Fe、Au也均无显著的变化规律，只是TFe有所减少，FeO无显著变化。

以上地质现象用狭义矽卡岩双交代理论已不能合理解释，依据交代成因理论认为离开接触带就难于成矿，但是岩浆矽卡岩的发现说明矿质来源并不只是接触带附近的物质交换，而主要是来源于深源流体，接触带只是适合于矿质沉淀、赋存的成矿空间之一，岩体裂隙、围岩层间裂隙面等在一定条件都可能成为赋矿空间，因此广义矽卡岩具有更大的成矿空间尺度和更丰富的成矿类型。可以说岩浆矽卡岩的发现大大扩展了我们的找矿思路。

2 鄂东南地区广义矽卡岩矿床的深源流体成矿模式

据杜乐天、刘丛强、牛树银等专家学者的意见，认为地幔流体是在地球热点部位形成的富碱岩浆、热液和挥发分的超临界物质，是成矿物质的主要来源;具有特定的同位素组成和幔源岩浆伴生。综合本区成矿流体特征对比可知(表2)，与地幔流体基本相似，也有一定差别，本区伴生的岩浆岩主要是中酸性岩，岩石中Cr、V、Ti、Ni含量较低，可形成单独的 Cu、W、M 矿体。

表2 地幔流体成矿与本区成矿特征对比表

鄂东南以及长江中下游广义矽卡岩矿床，位于扬子克拉通、印支—燕山期地幔隆起部位。本区广义矽卡岩矿床的成矿物质主要来源于地幔，部分来源于地壳溶融物质。印支—燕山期地幔隆起产生的能量和成矿流体与下地壳物质混熔产生富碱和挥发分的中性岩浆，在“开合”律的控制下，挤压状态时，熔融部分地壳物质，产生中—酸性富碱岩浆—流体系统;伸展状态时，岩浆—流体分熔上侵。岩浆是成矿流体的载体，为流体运移开拓空间和提供热动力作用。由于多次混溶、分溶的结果和地壳不同部位成分的差异，产生成矿岩体和非矿岩体以及岩浆—流体系统成矿的多样性。复式岩体侵入到地壳浅部，顶部和边部先冷凝，与碳酸盐地层接触时产生变质矽卡岩和交代矽卡岩以及相关的矽化，局部小型矿床是主要的成矿作用方式。岩体内部和深部仍处于熔体与流体混熔和分溶的过程中。深部混熔的矽卡岩浆—矿浆—热液系统，通过分异—熔离—贯入作用，当有穿壳断裂勾通时，沿岩体接触带冷凝空间形成岩浆矽卡岩、矿浆贯入式铁(铜)矿体，此类型在区内最为重要。浅部从岩浆出熔的成矿流体，通过碱硅交代作用，在岩体内部、接触带或围岩构造裂隙内充填交代形成细脉浸染型或脉型铜钼或铅锌多金属矿体(化)。岩浆热液冷凝后，来自地幔的煌斑岩—含银—成矿流体系统沿穿壳断裂上升，在浅部的各类岩性围岩中，形成石英脉—破碎带蚀变岩型金(银)矿床。

广义矽卡岩矿床的分布受地幔隆起，基底断裂和岩浆热柱的控制。与地幔勾通的不同序次的断裂构造形成网络是控制矿田、矿床、矿体的主导因素。不同时代的碳酸盐及其转换界面，是成矿的必要条件。

3 广义矽卡岩矿床的分带性及找矿网络

像岩浆脉动式侵位一样，深源流体也是脉动式上涌，时间上多期次、多种成矿作用叠加，形成大中型矿床，空间上矿床有复杂的分带规律。矿床(体)的分布受岩浆热柱—岩枝—岩株、与穿壳断裂勾通的不同尺度的构造、元素地球化学性质等因素共同控制。故应追索深源成矿流体汇聚途径，研究各矿床类型、发育程度，时空分布规律，叠加成矿作用，成因联系以及被剥蚀、埋深情况，总结判别标志，建立找矿网络，指导深部找矿。

3.1 矿床(体)的分带性

本区广义矽卡岩矿床在同一成矿地质背景条件下，矿床(体)具有水平和垂直分带性，例如:在铜录山矿田，主接触带及大理岩残留体接触带控矿为主，但在铜铁矿体的上部大理岩中有单独的金银矿体，深部有矿浆贯入型铁矿体;在岩体内不同岩性界面有猴头山、蚌壳地铜钼矿床(体);在岩体外围围岩中有宝山铅锌矿床和柯秀黄畈等金矿床(点)。

在封山洞斑岩—矽卡岩型大型铜矿床，据冶金606队新资料[4]，花岗闪长斑岩岩株体围岩(三叠系碳酸盐岩)西侧断裂中发现了隐伏的热液型铅锌多金属矿体，东侧断裂中发现了独立金银矿体;围岩中还发出了层控矽卡岩型铜(金)矿体和角砾岩型富金银矿体。

在阳新岩体南侧，热穹隆控制的犀牛山矿田中，穹窿中心分布有阮宜湾斑岩—矽卡岩型钨钼铜大型矿床，晚期叠加剪切断裂控制的石英网脉型金矿体;过渡带分布有白云山斑岩型中型铜钼矿床;外围分布有银山热液型大型铅锌银矿床，深部、边部发现了矽卡岩及斑岩型铜矿(化)体。

铁山岩体北缘主接触带及大理岩残留体中发育一系列矽卡岩型铁铜矿床，最近在石英闪长岩体内，付家—金文武—李秀乙一带，发现了一条北西西走向铜(金)矿化—构造带，局部形成矿体或矿脉群。金文武12线钻孔见铜平均品位0.4% ～0.70%，垂直厚度1.15～23.36 m。矿体产于碎裂石英闪长岩中，围岩钾、钠化，矿体顶底板微弱透辉石—透闪石化。矿石矿物黄铜矿呈细脉浸染状，分布在角砾岩、钾长石石英脉中。个别孔见辉绿玢岩。

另外，众所周知，城门山、武山“三位一体”成矿模式;铜陵地区泥盆系—石炭系界面间层控矽卡岩铜矿成矿模式。说明这些不同类型的矿床(体)是密切相关的，对深部找矿有指导意义。

3.2 广义矽卡岩矿床找矿网络

鄂东南矿集区，矿床的分布受地幔隆起，基底断裂和岩浆热柱的控制，即重点应在六大岩体、火山岩分布范围及外围找矿。在灵乡—大冶—韦源口北侧地幔隆起、地壳凹陷带的界内带找矿浆贯入—热液型铁矿床;过渡带找铜金矿床;南侧地壳局部隆起带找钨、钼多金属矿。同时围绕岩浆热柱内部找铁铜矿床，外围找铅锌多金属矿。形成南北分带，东西分区的总体找矿网络。

鄂东南矿集区以找与小岩体有关的斑岩—矽卡岩型隐伏铜矿床和侵入岩基接触带有关的矿浆贯入—矽卡岩型铁铜矿床深部找矿为重点。考虑深源流体汇集的地质背景，矿床形成深度、剥蚀程度、各类矿床的成因联系，元素地球化学分带性和多次成矿作用的叠加性，建立找矿网络，起到顺藤摸瓜的作用。

斑岩—矽卡岩型铜多金属隐伏矿床找矿网络:在六大岩体外围附近，由岩株、岩枝主动侵位引起的热穹隆部位，发育层间剥离环状断层和放射状断层，发育不同程度的变质蚀变岩。当成矿斑岩体侵位浅，剥蚀浅时，其上方偏外出现热液脉型铅、锌、银矿床(点)，外围黄铁矿型金矿点(化)。边部砷、银异常，深部找斑岩—矽卡岩型铜多金属矿床。斑岩—矽卡岩铜矿床剥蚀较深时，岩株范围较大，等粒相，钾钠化强，其下寻找岩体接触带控制的深埋矿浆贯入矽卡岩型铜铁矿床。

矿浆贯入—矽卡岩型铁铜矿床找矿网络:在上述南北分带的基础上，划分铁矿床、铜矿床两个类型。以矿化蚀变为标志，划分流体域，以导矿断裂为汇聚途径，确定流体汇聚中心。

矿浆贯入—矽卡岩型铁矿床:处于流体活动前缘，分布有热液型、分散的多个铁矿床(点)，高岭石化发育，有时见大理岩残留体(矽卡岩不发育)，岩体侵位很浅，接触带不规则。如深部或旁侧推断有陡倾的岩体主接触带，并有穿壳断裂复合、交叉，岩浆多次侵入，钠化、矽卡岩化强，可确定为流体汇集中心，有叠加磁异常显示时，可找到矿浆贯入—矽卡岩型大中型矿床。再根据接触带呈“S”或“反S”型规律，在矿床的深部找到尖灭再现的铁矿体，更深部位可能伴生铜金。

矿浆贯入—矽卡岩型铜矿床:处于流体活动前缘，接触带的上方或旁侧围岩中出现热液脉型或角砾岩型Pb、Zn、Au、Ag的矿体(化)或元素组合异常，硅化等中低温热液蚀变为特征。其深部或旁侧推断有岩体主接触带或大理岩残留体接触带，有穿壳断裂复合、交叉时，岩浆多次侵位，钾化、矽卡岩化发育，可确定为铜多金属成矿流全汇集中心。有化探异常时，其深部由上至下找到大中型Cu(Fe)矿床、Cu矿床，接触带与DC不整合面交汇部位找层控矽卡岩型铜矿床;同时注意，地层围岩中找热液型含金(银)黄铁矿床或铅锌矿床;侵入围岩破碎带控制的细脉浸染型铜钼矿床。

4 对铜录山—鸡冠咀矿田深部找矿的重新认识

铜录山—鸡冠咀矿田在鄂东南地区工作程度最高，矿石类型复杂，大中型矿床密集。20世纪80年代以前，以找浅部矿、就矿找矿为主。80年代及以后以深部找矿为主，开展了鸡冠咀铜金矿找矿勘查、桃花咀铜铁矿普查、立体地质填图及立体成矿预测[5]，矿田(床)深部及外围普查。近期又实施了铜录山、鸡冠咀危机矿山接替资源勘查。铜录山—鸡冠咀矿田的深部找矿以深源流体成矿理论为依据，以地物化遥综合找矿手段开展工作，其中铜录山铜铁矿深部找矿已初显成效。

4.1 鸡冠咀地区深部找矿

鸡冠咀地区地质背景复杂，以往对岩浆岩的划分、控岩控矿构造、矿床成因类型有较大分岐，通过立体地质填图，矿山地质等基础工作，综合矿区及外围矿化特征，本次危机矿山接替资源勘查，采用了深源流体成矿的新理论，确定了流体汇集中心和流体域，建立了找矿网络，预测了深部及外围找矿靶区。其中主付井找矿靶区在2001—2002年矿田深部及外围普查报告中，即认为018线钻孔中－200 m所见023号零星小矿体可能为矿浆贯入式矿体的头部，深部和走向是找矿有利部位。经坑道证实，－220 m见到厚约4.1 m，Cu 1.78%，Au2.52 ×10－6;－580 m 见到假厚 20.3 m，Au3.01%2.10×10－6的富矿体。之后进行了剖面蚀变分带及岩石地球化学研究，矿体围岩石英正长闪长玢岩碱交代强烈，局部有铜内带异常，构造破碎带控矿明显，推断不连续的陡倾的、尖灭再(侧)现的矿体群延深大。本次接替资源勘查已在－520 m中段已控制矿体长约50 m，水平厚度12 m，目前继续沿走向、倾向追索之中。

图2 鸡冠咀地质略图

4.2 铜录山矿区深部找矿

1983年提交了铜录山铜铁矿床地质勘探报告后，经过了立体地质填图和立体成矿预测，1992年深部普查，2001—2002年再次深部及外围普查(未动工程)，2007年开展危机矿山接触资源勘查。通过综合研究，认为北西西向与北北东向穿壳断裂交叉部位(即1线、35线附近)形成两个成矿流体汇集中心。35线附近地表有近东西走向向东扩张的，化直后＞400 nT的低缓磁异常和二次求导＞100×10－7MGal/m2的重力异常重合。1线附近地表重力异常带等值线向南东扩张;－250 m中段有较大范围的Pb、Ag、Cu、Mo内带异常，分带清晰。推断两处矿体呈立交桥式，总体走向NNE向，深部向SEE膨大，有较大延深。

图3 大冶铜录山铜铁矿地质略图

27线－39线间(35线附近)，剖面上大理岩呈透镜状雁行侧列的残留体产出，矿体产于大理岩与石英正长闪长玢岩接触带上，呈近等距尖灭再现，其中31线ZK3103孔进行了矿化蚀变带划分，与立体地质填图建立的找矿模式类比，确定为矿头[6]，1992年验证ZK3102、ZK3104于－680 m以下见到累计厚度分别达79.29 m、66.42 m富铜铁矿体或富铁矿体。提交C+D级铜金属储量约6万t。因矿体、矽卡岩贯入(充填)在石英正长闪长玢岩构造破碎带中，围岩碱交代蚀变强烈，推断此类型与岩浆矽卡岩有关的矿浆贯入型矿体，有重要的理论价值和深部找矿意义。

12－7线间(1线附近)，剖面上为三叠系大理岩隐伏北斜残留体与石英正长闪长玢岩接触，多层成矿。立体地质填图Ⅱ线纵剖面此部位孔深Cu异常值高，且范围很大。多数钻孔控制到500 m深度，少量钻孔达800 m以下，矿体延深均未完全控制。在资源潜力调查报告中，矿山地质人员和中南大学提出隐爆角砾岩型矿体的假说。因此认为此靶区是就矿追矿，增加储量的最佳部位。其中1线ZK104本次验证结果:486 m以下见多层富铜铁矿体，累计厚度达146 m。

4.3 对今后铜录山—鸡冠咀矿区深部找矿工作的建议

按照深源流体成矿理论，与传统的接触交代成矿理论相比，成矿深度和成矿广度应该较大。采用有效找矿方法集成手段开展深部找矿工作:采用立体地质填图，查明成矿地质背景和找矿标志;采用矿化蚀变分带确定深部矿体的空间位置是最基本的方法，结合物、化探异常，进行矿体“四定”(空间位置、矿石类型、矿石质量、资源量);钻探验证，井中物、化探进行配合，直至找到深部矿体。

鸡冠咀逆冲推覆体下部应探索1 000 m深度以下主接触带延深规律，大理岩残留体赋存规律及其含矿性;深部岩体破碎带中贯入(充填)式矿体的延深重点解剖铜录山16线、1线、35线。下主接触带含矿性，重点解剖026线。立体地质填图及深部普查在已知矿床外围发现了蚌壳地铜金矿化点及异常，柯秀黄畈金矿点及异常、尹洪水库(狮子山)含金铁帽及多元素异常，陈彦利重力异常及铜矿点、黄牛山隐爆角砾岩型含金铁矿点以及外围马家山金矿点、宝山铅锌矿点等。要加强综合研究，优选靶区，大胆深部验证，力争外围深部找矿重大突破。

铜录山矿床，1 000 m深度以上就矿追矿，是增储的有效方法。1 000 m深度以下探讨大理岩接触带分布规律，大理岩残留体尖灭侧现规律及其含矿性，查明找矿标志，是今后的找矿方向。岩体破碎带控制的矿浆贯入式矿体延深深度，是取得重大进展的关键。鸡冠咀矿床，600 m深度以下，逆冲推覆构造之下岩体与大理岩接触带的第二找矿空间，是今后深部找矿的方向。矿床外围深部找矿，深入研究已有找矿信息，优选靶区，矿体定位预测，大胆验证，力争实现深部找矿的重大突破。

致谢:本文得到熊继传总工程师的全面审查，具体指导。参考了许多作者的内部资料，没有一一列举，谨表志谢。

[1] 弗·伊·斯米尔诺夫.矿床地质学[M].北京:地质出版社，1985:121－148.

[2] 赵斌，等.大冶—九江地区Fe、Cu(Au)和Au(Cu)矿床矽卡岩矿物里的熔融包裹体特征[J].地球化学，2002(7).

[3] 赵劲松，赵斌，张雪泽，王冉.大冶—城门山矽卡岩矿床石榴石和辉石中熔融包裹体成分研究[J]，地球化学，2003，32(6):540－546.

[4] 刘延年，钱应敏.鄂东封山洞铜(金)矿床周边外围金银及金银多金属找矿成果综述[J].湖北地矿，2001，15(4).

[5] 魏世昆，熊继传.鄂东南地区大比例尺成矿预测[G]//陈毓川.当代矿产勘查与理论与方法.北京:地质出版社，2009.