大青山—柯秀黄畈地区铜金硫矿体的分布特征及其找矿方向

2013-10-16金尚刚柯于富袁红伟

资源环境与工程 2013年1期

金尚刚，柯于富，金华，袁红伟

(湖北省鄂东南地质大队，湖北大冶 435100)

0 引言

1984年，鄂东南地质大队在完成对鸡冠咀铜金矿的详查工作后发现，在矿区周边寻找类似鸡冠咀矿区铜金硫矿体的地质找矿工作成为当时地质工作的重点，鄂东南队先后于1986年进行了虾子地铜矿普查，1989年进行了柯秀黄畈铜矿普查，在大青山—柯秀黄畈一带发现了具有一定规模的类似铜录山、鸡冠咀矿区的隐伏大理岩、白云质大理岩残留体，在大理岩残留体的层间破碎带和大理岩与闪长岩的接触带上发现有铜金硫矿体，但矿体的规模不大，矿化较分散。

近年来，笔者主持完成了危机矿山接替资源勘查找矿项目，参与了铜录山矿田整装勘查项目的立项申请工作，对大青山—柯秀黄畈地区以往地质工作的成果资料进行了认真的研究，认为以往地质找矿工作仅仅评价了大青山隐伏大理岩残留体与闪长岩接触带的含矿性，忽视了对主成矿岩体(石英二长闪长玢岩)与隐伏大理岩残留体接触带含矿性的评价，提出大青山—柯秀黄畈地区隐伏大理岩残留体的东部具有寻找接触交代型铜铁金矿体的可能，为今后本地区地质勘查工作部署提供了新的工作思路。

1 区域地质背景

大青山—柯秀黄畈地区位于鸡冠咀铜金矿区南部约700 m，属铜录山矿田区的一部分。铜录山矿田位于扬子准地台、下扬子台坪西部的大冶台褶带，所处的Ⅳ级大地构造单元为太子庙台褶束，该单元是以北西向的襄樊—广济断裂、北东向麻城—团风断裂和近东西向的阳新断裂所围限的三角形区域。

太子庙台褶断束内出露古生界—新生界的地层，除缺失下泥盆统及下石炭统外，其余地层均有出露。前震旦系为一套中—浅变质砂页岩，构成区内基底岩层;震旦系—下三叠统以海相碳酸盐岩为主，夹碎屑岩，三叠系中上统—白垩系下统以陆相碎屑岩为主，局部夹火山岩。

区内地质构造复杂，多期次的构造叠加改造，形成复杂的构造格局。三叠世末，扬子板块与华北板块碰撞对接，区域性的南北向挤压应力场形成了区内印支期北西西—近东西向的褶皱和走向断裂，主要褶皱具有南北等距分布的特征。晚侏罗世开始，太平洋板块向欧亚板块俯冲，近东西向的挤压应力场形成区内北北东向的燕山期褶皱和断裂，断裂具有等距性分布的规律。燕山期形成的北北东向的褶皱和断裂叠加改造印支期形成的北西西向构造是区内地质构造的基本特征。

岩浆活动频繁是太子庙台褶束最突出的特点，区内岩浆岩按时代划分为三期(燕山早期、燕山晚期、燕山晚期—喜马拉雅期)❶余元昌、李刚等，湖北省大冶县铜录山接触交代铜铁矿床，1985。。

图1 鄂东南地区构造—岩浆岩与铁铜矿产分布略图

燕山早期第二阶段共三次侵入形成了鄂城、铁山、金山店、灵乡、阳新杂岩体的绝大部分和殷祖、姜桥等一批中—酸性侵入岩，这些侵入岩受燕山期的北东向构造和被改造的北西西向构造控制，其岩石类型以闪长岩、二长闪长岩和石英闪长岩为主，岩石具有粒状结构和斑状结构，形成于浅—中浅环境，以浅剥蚀为主。本阶段在灵乡—太和地区有中酸性火山岩呈裂隙式喷发。

燕山晚期二次侵入形成了鄂城、金山店杂岩体和铜山口、阮宜湾、封山洞、王豹山、犀牛山等一些浅成—超浅成相小斑岩体，其岩石类型以闪长玢岩、石英二长闪长玢岩、花岗闪长斑岩为主。灵乡—太和盆地有玄武岩、安山岩和流纹岩中酸性火山岩喷发。

燕山晚期—喜山期主要在断陷盆地内有碱质玄武岩呈裂隙式溢出。

伴随各期次岩浆活动有重要的成矿作用，多期次成矿作用叠加，可以形成较大规模的矿床(体)。区内矿产资源十分丰富，已发现大、中、小型矿床(点)365处，以铜、铁、金等多金属矿产为主，主要为接触交代型、斑岩型和热液型，与岩浆热液息息相关，是长江中下游铁铜金多金属成矿带的重要组成部分。

2 矿区地质特征

大青山—柯秀黄畈铜金硫矿区位于阳新岩体西北部，矿区内80%以上的地区为第四系残坡积层覆盖，覆盖层厚度0～20 m。

根据工程揭露，矿区内的地层主要以中下三叠统嘉陵江组和下三叠统大冶组为主，矿田区北部和西部为断陷盆地沉积，第四系覆盖层之下为侏罗系上统马架山组和灵乡组的碎屑岩夹火山碎屑岩。与铁铜金成矿关系密切的地层为中下三叠统陵江组的大理岩、白云质大理岩和白云岩，这些地层多隐伏于石英二长闪长玢岩内，以悬垂体和残留体的方式出现。据危机矿山工程揭露，大理岩残留体的埋藏深度＞1 300 m，与大理岩残留体有关的铁铜金矿体的成矿深度＞1 200 m，显示出矿田深部有很大的找矿潜力。寻找残存于石英二长闪长玢岩内的大理岩残留体是区内地质找矿的最有效工作途径。

印支期形成的北西西—近东西向构造是铜录山矿田区成岩、成矿前的地质构造，北西西—近东西向褶皱控制了区内大理岩具有北西西—近东西向展布的分布规律。同时，燕山期近东西向的挤压应力产生北东向的叠加褶皱和断裂，作为早期褶皱的一部分，区内隐伏大理岩残留体有北东向带状分布的特征，如铜录山矿区Ⅰ－Ⅻ号矿体赋存的大理岩呈北东30°方向展布，桃花咀矿区Ⅰ－Ⅲ号矿体群赋存的大理岩呈北东40°方向延伸。

铜录山矿田区内的岩浆岩属阳新复式岩体的一部分，阳新岩体主体为石英闪长岩、闪长岩，而岩体西北端的铜录山地区内分布有石英二长闪长玢岩、石英闪长岩和闪长岩。近年来危机矿山接替资源勘查项目实施过程中，宜昌地质矿产研究所李华芹、陈富文等利用区内石英二长闪长玢岩、闪长岩，采用锆石U－Pb法测得石英二长闪长玢岩(样本取自鸡冠咀)同位素年龄为146 Ma[1]，闪长岩(样本取自猴头山)的同位素年龄为132 Ma，说明区内石英二长闪长玢岩为燕山早期活动的产物，而闪长岩为燕山晚期活动的产物。矿田区内除猴头山钼铜矿产于闪长岩与石英二长闪长岩的接触带附近外，其它矿床(点)均产于石英二长闪长玢岩与大理岩的接触带附近，中国地质大学谢桂青和中科院矿产研究所毛景文教授采用辉钼矿Re－Os法测定矿田区内成矿同位素成矿年龄为137 Ma，说明矿田区内与铁铜金成矿有关的时代主要为燕山早期。

3 矿田区地球物理特征

据鄂东南地质大队资料，矿田区内岩矿石的物性参数见表1❶魏世昆、胡清乐，鄂东南地区深部找矿有效方法集成，2011。。

表1 铜录山矿田岩矿石物性参数表

区内各类岩矿石的密度变化规律为:碎屑岩、火山岩→侵入岩→碳酸盐岩→矿石逐渐增大;碳酸盐岩→侵入岩、火山岩→矿石的磁性逐渐增大;矿石→碎屑岩→侵入岩、火山岩→碳酸盐岩电阻率逐渐增大。

同类岩石的密度变化不大，但电、磁性变化显著;侵入岩随暗色矿物含量的增加，密度、磁性和电性迅速增大;碳酸盐岩与中性侵入岩都具有高密度和高电阻率，但磁性差距大;碎屑岩和中酸性侵入岩都为低密度和低电阻率，但磁性有差异;含铜磁铁矿、磁铁矿、磁—赤铁矿和赤铁矿等矿石都具有高密度、低中电阻率和较高磁性的特征。结合地质背景条件，参考物探磁、重、电成果，可以较好地识别矿田区内覆盖层下部及有一定埋藏深度部位的成矿有利地质体。

铜录山矿田处北西西向、强度中等、范围较大的阳新岩体的正磁异常区向负磁异常区过渡的磁场背景，同时又受北东向展布的灵乡岩体的正磁场干扰，磁场背景条件较复杂。

铜录山矿田区重力场布格异常总体表现为西正东负、北高南低的的重力梯度带，处东部的北西西向重力梯度带西部的北东向重力梯度带的过渡部位。

4 矿田区内磁、重异常的分布特征

4.1 磁异常的分布特征

据1∶10 000磁测资料，铜录山矿田区石英二长闪长玢岩北部接触带外侧△T值为－1 000 nT左右的负磁分布区，南部接触带外围△T值为+1 000 nT左右。岩体内部总体表现为相对均匀磁场，△T值一般为+250～+600 nT的平稳磁场，当岩体内有隐伏大理岩残留体时，局部△T值出现－50～+300 nT左右的负磁异常，大理岩残留体内有磁性矿体时，△T值出现+500 nT以上的跳跃状正磁异常。西部闪长岩分布区，由于岩体的规模小(多为穿插石英二长闪长玢岩的岩枝)、地表覆盖层厚，地表多有+200 nT左右的平稳正磁异常分布。

总体看，岩体内部主要表现为平稳中低正磁场分布区，△T值起伏变化不大，方向性不十分明显。铜录山矿区以东△T值略高于以西覆盖层较厚的地区，但当岩体内有隐伏大理岩、矽卡岩、磁性矿体时，磁场出现局部畸变，正负磁场出现锯齿状跳跃的峰值分布区。

4.2 重力异常的分布特征

据1∶10 000重力测量资料(图2)，矿田区内的重力场总体表现为负重力场，但岩体内部的密度体分布极不均匀。铜录山矿区以东，布格重力异常△g值以0值为主，零星分布有范围不大的0～30毫伽的正重力异常。铜录山矿区以西的地区，布格重力异常△g值变化较大，从+110～－45毫伽变化，出现较明显的梯度带。同时，石英二长闪长玢岩内分布有较密集的正异常形态呈椭圆状、不规则港湾状，这些重力异常区正负伴生，相间排列。

图2 铜录山矿田重磁异常与矿体叠合关系图

矿田区内重力异常分布一个重要的特点是具有北东向和北西西向的两个方向的带状展布。岩体内的正重力异常呈北东30°～40°走向的岛链状分布，同时沿北西300°～310°左右方向呈带状展布。这些重力异常带具有等距性排列的特点，北西西方向的带间距500～600 m，北东方向的带间距约500 m。

5 磁、重异常的地质找矿意义

5.1 磁异常的找矿意义

铜录山矿田区内的磁场以+400～+700 nT的均匀磁场为主，是均质岩体的宏观磁场反映。西南部虾子地—柯秀黄畈一带出现△T为+200 nT的正磁场，深部工程揭露为燕山晚期的闪长岩。铜录山矿区Ⅰ－Ⅻ号矿体上部有+700～+2 500 nT的跳跃状磁异常分布，两侧有－100～－500 nT的负磁异常相伴出现，是岩体内大理岩残留体与含铜磁铁矿、矽卡岩的综合反映。

矿田区内的岩浆岩主要为燕山期侵入的石英二长闪长玢岩，除隐伏大理岩残留体附近岩体高岭石化、碳酸盐化较强，出现明显的低磁异常外，其它地段基本表现为中高磁场的特征。因此，当岩体内局部出现＞600 nT的磁异常分布区，附近有负磁场出现时，深部可能有隐伏的含矿大理岩残留体存在。

5.2 重力异常的找矿意义

铜录山矿田区内，铜铁金矿体的分布主要与石英二长闪长玢岩内的隐伏大理岩残留体有关，离开大理岩，基本没有工业矿体出现。由于石英二长闪长玢岩与三叠系大理岩有较大的密度差，因此，重力异常可以较好地反映深部大理岩的存在。

铜录山矿区Ⅰ－Ⅻ号矿体的上部均有明显的重力异常分布，矿体的分布范围与重力异常的分布范围基本吻合。2006年—2008年开展的铜录山铜矿区接替资源勘查项目，在Ⅺ号矿体的东南部G12重力异常分布区，在－700～－1 100 m标高处仍见有白云质大理岩残留体分布，在大理岩残留体的接触带和大理岩层间破碎带内新发现了す号新矿体，仅一个矿体新增333铜资源量近15万t，铁矿石量近600万t，这些见矿工程的分布范围没有超过Ⅺ号矿体所在的重力异常区。

铜录山矿田区内重力异常出现的北东向和北西西向带状分布的特征及其重力异常带的等距性分布规律具有重要的找矿意义，指示矿田西部有极大的找矿前景。阳新岩体为燕山期侵入的中酸性侵入岩，岩体内部的构造线本应突出显示燕山期以后的北东向构造，与印支期形成的北西西向构造关系不大，但重力测量资料显示异常具有北东向和北西西向两组方向呈带状分布的特点，说明岩体内部可能残存有印支期褶皱的残余，具有发现隐伏大理岩残留体的极大可能性。

将矿田区内已知的铜录山铜铁矿、桃花咀铜铁矿和鸡冠咀铜金矿区的矿体的投影后发现(图2):鸡冠咀的Ⅰ号矿体群、桃花咀的Ⅰ、Ⅱ号矿体群和铜录山的Ⅳ号矿体群处同一条北西西向的重力异常带上;鸡冠咀的Ⅱ、Ⅲ号矿体群、铜录山的Ⅲ、Ⅴ、Ⅶ号矿体处在同一北西西向的重力异常带上;铜录山的Ⅰ、Ⅱ、Ⅺ号矿体与石头咀的号矿体处同一北西西向的重力异常带上，这些矿体都处在北西西向和北东向重力异常带的交汇部位，都是高磁高重物探异常的显示。