鄂東南龍角山—付家山鎢礦成礦規律再認識與深部找礦突破

蔡恒安， 孫孝峰， 吳昌雄， 劉冬勤， 楊偉衛， 皮業華，閆 芳， 朱柳琴， 魏克濤*

(1.湖北省地質局 第一地質大隊，湖北 大冶 435100； 2.湖北省地質局 第一地質大隊 院士專家工作站，湖北 大冶 435100；3.湖北省地質局 找礦突破創新中心，湖北 大冶 435100)

鄂東南礦集區位于長江中下游鐵銅成礦帶的最西端，是一個以產出銅鐵金礦為主、伴生鎢鉬礦的礦集區。近年來，區內圍繞銅鐵金礦開展的深部找礦工作取得重要進展，但鎢鉬礦找礦勘查進展不大[1]。相鄰的江西省近年來陸續發現朱溪、大湖塘等特大型鎢礦床[2-4]，其成礦地質條件與本區類似，因此認為在本區也有發育大型—超大型鎢礦床的可能。2016年起，湖北省地質勘查基金中心在鄂東南地區部署了龍角山—付家山礦區外圍鎢多金屬礦找礦項目，通過對龍角山鎢銅礦床和付家山鎢鉬礦床成礦地質特征的研究，在鎢礦成礦規律研究方面取得新認識，將以往認為“龍角山巖體與付家山巖體為兩個獨立小巖體”的觀點，轉變為“兩巖體為深部相連的同一巖體”的新觀點，并提出兩礦床圍繞同一成礦巖體形成“巖體內部熱液脈型鉬礦—主接觸帶矽卡巖型鎢鉬銅礦—巖體外緣賦存于巖性界面矽卡巖型鎢銅礦”的不同成礦樣式?；谝陨险J識指導探礦工程布置，最終取得了深部找礦突破。

1 礦床地質特征

龍角山鎢銅礦床和付家山鎢鉬礦床均位于大冶市市區南部。大地構造位置處于下揚子陸塊鄂東南褶沖帶大冶臺地裂谷帶，殷祖復式背斜北翼的次級褶皺——龍角山背斜北翼、殷祖巖體北東緣和陽新巖體北西部夾持部位(圖1)。

圖1 龍角山—付家山礦區地質簡圖Fig.1 Geological diagram of Longjiaoshan-Fujiashan mining area1.三疊系下—中統嘉陵江組；2.三疊系下統大冶組；3.二疊系上統；4.二疊系中統茅口組；5.二疊系中統棲霞組；6.石炭系上統黃龍組與大埔組；7.泥盆系中—上統云臺觀組；8.志留系下統墳頭組；9.志留系下統新灘組；10.石英二長閃長巖；11.石英閃長巖；12.花崗閃長斑巖；13.閃長玢巖脈；14.石英閃長玢巖脈；15.鐵帽；16.矽卡巖；17.斷層；18.銅礦/鐵礦；19.鎢銅礦/鎢鉬礦；20.錳礦/金礦；21.地層產狀/倒轉地層產狀；22.勘探線剖面及編號。

1.1 龍角山鎢銅礦床

1.1.1礦區地質概況

礦區主要出露志留系下統—三疊系下統地層。志留系下統墳頭組(S1f)、泥盆系中—上統云臺觀組(D2-3y)、二疊系上統龍潭組(P3l)與大隆組(P3d)以砂巖、粉砂巖、頁巖、硅質巖為主。石炭系上統大埔組(C2d)與黃龍組(C2h)、二疊系中統棲霞組(P2q)與茅口組(P2m)、三疊系下統大冶組(T1d)、三疊系下—中統嘉陵江組(T1-2j)以灰巖、白云巖、含燧石結核灰巖為主。地層總體走向NEE，傾向NNW，傾角一般為50°～60°。巖漿巖主要為呈巖株狀產出的龍角山小巖體，出露面積約0.55 km2，巖性以花崗閃長斑巖為主，主要礦物為斜長石、石英、鉀長石、角閃石、黑云母，副礦物為榍石、磷灰石、鋯石、磁鐵礦等，與龍角山礦床成礦關系密切。區內構造較發育，主要為褶皺、斷裂和角礫巖筒。褶皺主要為龍角山背斜，背斜軸向NEE，核部為墳頭組粉砂巖、細砂巖，北翼依次為石炭系上統、二疊系中統碳酸鹽巖地層，背斜控制了礦體群的形態和產狀。斷裂較復雜，主要分為兩組：一組為NEE向縱斷裂帶，與地層走向基本一致，多形成于地層層間，其與接觸帶構造復合部位為最有利的賦礦部位；另一組為NNE向斷裂帶，控制了龍角山小巖體和付家山小巖體的侵位。

1.1.2礦體地質特征

礦床從北西向南東依次分布520、420、320三個礦體群。520礦體群的主礦體主要呈脈狀產于大埔組與黃龍組之間的層間破碎帶和巖體侵入接觸復合部位(圖2)。420礦體群的主礦體呈透鏡狀或脈狀產于大埔組層內滑脫帶及斷裂中。320礦體群呈較規則的脈狀分布于大埔組白云巖與墳頭組砂頁巖不整合界面的順層斷裂帶和滑脫帶中。三個礦體群均走向NEE，傾向NNW，傾角一般為30°～90°。

圖2 龍角山鎢銅礦床20線地質剖面簡圖Fig.2 Section diagram of the 20th line ofLongjiaoshan tungsten-copper deposit1.棲霞組；2.黃龍組；3.大埔組；4.墳頭組；5.花崗閃長斑巖；6.矽卡巖；7.礦體及編號；8.斷層。

礦石自然類型主要為含銅鎢鉬石榴子石矽卡巖和含銅鎢鉬黃鐵礦礦石。礦石結構主要為粒狀結構、交代結構和交代殘余結構。礦石構造主要為稀疏浸染狀構造、網脈狀和角礫狀構造。礦石礦物以黃銅礦、黃鐵礦、白鎢礦、輝鉬礦為主，脈石礦物除矽卡巖類礦物外，還有石英、方解石、斜長石、綠泥石等。

1.2 付家山鎢鉬礦床

1.2.1礦區地質概況

礦區主要出露石炭系上統—三疊系下統碳酸鹽巖地層。巖漿巖主要為呈NE向延伸的不規則腎狀產出的付家山小巖體，出露面積為0.728 km2，巖性主要為花崗閃長斑巖，由斜長石、石英、鉀長石、角閃石、黑云母等組成。構造主要為褶皺、斷裂和接觸帶構造。礦區由西往東分布有一系列次級褶皺，呈NNE向側列展布，具短軸及鼻狀構造特征。斷裂主要為控制小巖體侵位的NNE向斷裂帶。地層與付家山小巖體侵入接觸形成接觸帶構造，接觸帶產狀復雜，總體為傾向SE的“S”形，平面和剖面上均呈波狀起伏，是區內主要控礦構造。

1.2.2礦體地質特征

礦區內已查明礦體44個，圍繞付家山巖體周緣接觸帶形成東、北西、西、西南四個礦帶。西礦帶位于巖體的西緣接觸帶，產于茅口組灰巖與巖體接觸帶中石榴子石矽卡巖內，走向NNE，傾向呈反“S”狀彎曲。北西礦帶位于巖體的北西緣接觸帶，受茅口組灰巖與巖體接觸帶控制，走向NE，總體傾向NW。東礦帶位于巖體南東緣接觸帶部位，產于茅口組灰巖與巖體接觸帶中石榴子石矽卡巖內，走向NNE，傾向SE，走向上具反“S”狀彎曲，與520礦體群最西段毗鄰。西南礦帶位于巖體的西南緣接觸帶，賦存于主接觸帶附近的花崗閃長斑巖及矽卡巖中，走向近EW，傾向S，與520礦體群東段毗鄰(圖3)。

礦石自然類型主要為含銅鎢鉬石榴子石矽卡巖、含銅鎢鉬花崗閃長斑巖和少量的含銅鎢鉬大理巖。礦石結構主要為粒狀結構、交代結構和交代殘余結構。礦石構造主要為稀疏浸染狀構造、網脈狀構造。礦石礦物主要為輝鉬礦、白鎢礦、黃銅礦、斑銅礦，其次為磁鐵礦；脈石礦物有鈣鐵石榴子石、透輝石、綠簾石、透閃石、方解石、白云石、石英、綠泥石等。

2 礦床成因與成礦規律再認識

2.1 礦床成因與控礦要素

龍角山鎢銅礦床與付家山鎢鉬礦床均受構造、巖漿巖、圍巖等條件控制。其中，層間斷裂、順層斷裂帶、不同巖性界面構造是控制龍角山鎢銅礦床產出的成礦構造，礦體均分布于主接觸帶外側圍巖層間破碎帶和滑脫帶的石榴子石矽卡巖、透輝石矽卡巖中，礦體的形態、產狀、規模受白云巖與細砂巖(粉砂巖)巖性界面、白云巖與灰巖巖性界面控制作用明顯[5]。斷裂—接觸帶復合構造是控制付家山鎢鉬礦床產出的成礦構造，礦體主要分布于主接觸帶的石榴子石矽卡巖、透輝石矽卡巖中，少量分布于接觸帶附近的花崗閃長斑巖中，礦體的形態、產狀、規模嚴格受接觸帶控制。礦體產出均與燕山期花崗閃長斑巖具有明顯的時間、空間及成因關系，花崗閃長斑巖為礦床的成礦地質體。

礦床成礦作用方式以接觸交代作用為主，交代強烈者形成塊狀礦石，稍弱者形成浸染狀礦石。賦存于主接觸帶的礦體呈透鏡狀，賦存于層間破碎帶和滑脫帶的礦體呈似層狀，少量礦體呈脈狀與石英伴生分布于巖體內部裂隙中。圍繞龍角山—付家山成礦巖體形成有“巖體內部熱液脈型鉬礦—主接觸帶矽卡巖型鎢鉬銅礦—巖體遠緣賦存于巖性界面矽卡巖型鎢銅礦”的成礦樣式。初步判斷龍角山礦床成因類型為賦存于巖性界面的矽卡巖型鎢銅礦，付家山礦床是以矽卡巖型鎢鉬銅礦和少量巖體內部的熱液脈型鉬礦組成的復合型礦床。

2.2 成礦規律再認識

2.2.1龍角山巖體與付家山巖體為深部相連的同一巖體

龍角山巖體與付家山巖體巖性相同，均為花崗閃長斑巖。前人曾采樣對其元素地球化學開展研究[6-8]，主量元素分析結果表明龍角山巖體、付家山巖體主量元素組成一致，二者的鋁飽和指數(A/CNK)均介于0.80～1.01，巖性均為準鋁質，兩巖體DI指數和氧化性也非常接近(表1)。在微量元素方面，二者均具有高Sr、低Y、低Yb和高Sr/Y比值特征，與埃達克質巖的地球化學特征類似；在微量元素蛛網圖上二者呈現出基本一致的配分型式，富集LILE(K、Rb、Sr、Ba、Th、U)，虧損HFSE(Nb、Ta、Ti)，呈現出明顯的P負異常；在稀土元素配分圖上，均顯示出LREE富集的右傾型特征，無明顯的Eu異常。

表1 龍角山巖體與付家山巖體地球化學特征對比Table 1 Comparison of geochemical characteristics of Longjiaoshan Rock and Fujiashan Rock

年代學研究表明，兩巖體形成年齡在誤差范圍內一致，其中付家山花崗閃長斑巖成巖年齡為(144.4±1.7)Ma，龍角山花崗閃長斑巖成巖年齡為(146.4±1.5) Ma[9]。

構造學和地球物理學證據也支持這一新認識。二者均受龍角山NNE向斷裂帶控制，位于同一構造—巖漿巖帶上。據以往鉆孔揭露，龍角山巖體深部向北東穩定延伸，付家山巖體深部向南延伸，加之龍角山—付家山地區化極磁異常也顯示龍角山巖體和付家山巖體位于同一磁異常范圍內，表明二者可能在深部相連為同一個巖體(圖3)。

2.2.2龍角山礦區深部可能存在受主接觸帶控制的礦體，付家山礦區外圍可能存在受層間破碎帶(滑脫帶)、硅鈣界面控制的層間礦體

區內與燕山期小巖體有關的礦床，一般以(斑)巖體為中心向外擴散,即：巖體內部為斑巖型(隱爆角礫巖)、捕虜體矽卡巖型礦床，接觸帶上為矽卡巖型礦床，接觸帶外側圍巖層間滑脫帶、層間破碎帶、硅鈣不整合面上為矽卡巖型礦床，外圍為受斷裂及裂隙控制的中低溫熱液型或類卡林型礦床，形成“四位一體”成礦樣式[10]。

從龍角山和付家山礦床礦體特征來看，龍角山礦床520礦體群傾向NNW，付家山1號礦體傾向SE，結合前文述及“龍角山巖體與付家山巖體很可能深部相連為同一巖體”的認識，推斷這兩個礦體在深部相連?？辈橘Y料顯示，付家山礦床的礦體主要賦存于主接觸帶及接觸帶附近的花崗閃長斑巖內，龍角山礦床520、420、320礦體群主要賦存于主接觸帶外側黃龍組與大埔組間、大埔組層內及大埔組與墳頭組間的層間斷裂、順層斷裂帶、不整合界面間。根據前述“四位一體”的成礦樣式，認為龍角山—付家山地區可能在巖體內形成斑巖型礦體，在主接觸帶形成矽卡巖型礦體，在接觸帶外側形成層間礦體，形成了“巖體內部熱液脈型鉬礦—主接觸帶矽卡巖型鎢鉬銅礦—巖體遠緣賦存于硅鈣面矽卡巖型鎢銅礦”的成礦樣式(圖4)。從而推斷沿龍角山礦區深部有可能尋找到受主接觸帶控制的矽卡巖型礦體，在付家山礦區外圍也可能尋找到與龍角山類似的層間礦體。

圖4 龍角山—付家山礦床成礦模式圖Fig.4 Metallogenic model diagram of Longjiaoshan-Fujiashan deposit1.大冶組；2.大隆組；3.下窯組；4.龍潭組；5.茅口組；6.棲霞組；7.黃龍組；8.大埔組；9.墳頭組；10.花崗閃長斑巖；11.鎢礦；12.鉬礦；13.鎢鉬礦；14.銅鎢礦；15.銅鉬礦；16.矽卡巖；17.斷裂；18.砂巖；19.白云石大理巖；20.大理巖；21.灰巖；22.硅質頁巖；23.硅化；24.角巖化；25.鉀化。

3 勘查工作驗證情況

綜合分析認為，龍角山礦區50線北東為深部找礦的有利部位。原因是：①50線520礦體厚達40余米，沿傾向和走向延伸尚未控制，已施工鉆孔最深處未揭露到主接觸帶；②48線所見520礦體位于主接觸帶，礦體賦存于矽卡巖中，可能為主接觸帶礦體，推測50線520礦體也可能與主接觸帶礦體相連；③該區位于付家山巖體南東深部延伸部位，是尋找層間礦體的有利部位。根據上述認識，在54線布置鉆孔進行驗證，對520礦體群沿NE走向進行追索。經鉆探驗證，在主接觸帶揭露厚度近20 m的鎢鉬礦體，在巖體內見厚度為20余米的斑巖型鉬礦體，證實了龍角山深部存在受主接觸帶控制的矽卡巖型礦體，且付家山巖體確實向南東延伸。后沿54線向NE走向繼續追索，相繼在60線、66線、72線揭露到深部巖體和與之相關的礦體，取得了深部找礦重大進展(圖5)，但對于龍角山巖體和付家山巖體是否為同一巖體仍有爭議。

2019—2020年，沿50線南西對礦體進行追索控制，在付家山巖體與龍角山巖體毗鄰的48線深部主接觸帶發現了厚大的矽卡巖型鎢礦體(圖6)，證實付家山巖體與龍角山巖體深部為同一巖體。新發現鎢礦體與520礦體賦礦部位、賦礦圍巖相同，實為同一礦體。以上說明龍角山深部既有受層間破碎帶控制的520礦體，也有受主接觸帶控制的礦體，賦存于主接觸帶的礦體厚度大且沿走向和傾向均沒有完全控制，繼續追索有較大的找礦潛力。以上新發現對完善與成礦巖體有關的成礦系列提供了有力佐證。

圖6 龍角山—付家山礦區48線剖面圖Fig.6 Profile of 48 lines of Longjiaoshan-Fujiashan mining area1.茅口組；2.棲霞組；3.黃龍組；4.大埔組；5.花崗閃長斑巖；6.矽卡巖；7.層間破碎帶礦體；8.主接觸帶礦體；9.地質界線/推測地質界線；10.鉆孔及編號。

在最新勘查工作基礎上，估算新增WO3資源量3.3萬t，使龍角山—付家山礦區查明WO3資源量達8.65萬t，達到大型鎢礦床規模，成為湖北省目前查明的唯一大型鎢礦床。

4 結論

(1) 龍角山巖體和付家山巖體在深部相連，為同一巖體。

(2) 龍角山礦床和付家山礦床受同一巖體形成的同一成礦系統控制，以龍角山—付家山巖體為中心向外擴散，形成與燕山期花崗閃長斑巖有關的“巖體內部熱液脈型鉬礦—主接觸帶矽卡巖型鎢鉬銅礦—接觸帶外側圍巖層間滑脫帶、層間破碎帶、硅鈣不整合面的矽卡巖型鎢銅礦”等不同的成礦樣式。

(3)對礦床成礦規律再認識可以有效指導深部找礦工作，是深部找礦突破的重要途徑。