鄂東南付家山礦區外圍鎢鉬銅礦床地質特征及控礦因素分析

孫孝峰， 柯于富， 王 錚， 王 磊， 趙 夏， 夏麗麗

(湖北省地質局 第一地質大隊，湖北 大冶 435100)

鄂東南鐵銅金多金屬礦集區成礦地質條件優越，聚集形成了一大批礦床(點)，成礦元素和礦床類型豐富多樣，一直是礦產勘查和地質科研的熱點地區[1-5]。近期通過實施龍角山—付家山礦區外圍鎢多金屬礦找礦勘查等項目，在付家山礦區深部和外圍發現了具有一定規模的鎢鉬銅礦化，顯示出深部和外圍具有良好的找礦潛力。本文通過對大量第一手地質資料進行分析整理，總結付家山礦區外圍鎢鉬銅礦床地質特征及控礦因素，探討礦床成因，以期為下一步找礦工作提供啟示。

1 區域地質背景

礦床位于殷祖復背斜北翼中段，姜橋—下陸斷裂、保安—陶港斷裂和毛鋪—兩劍橋斷裂夾持的三角斷塊內(圖1)。區內地層出露齊全，除中泥盆統和下泥盆統部分缺失外，從元古界至新生界均有出露。區內構造復雜，近EW向褶皺和壓性斷裂組成一系列擠壓構造。本區南部為蓋層褶皺的相對隆起區，北部則為蓋層褶皺的相對凹陷區。區內向斜開闊，而背斜緊密，背斜北翼多倒轉而向南傾斜。區內巖漿活動頻繁，主要為燕山期、喜山期侵入、噴發形成，多沿著構造體系聯合、復合部位侵溢，并引發強烈的變質作用和成礦活動。

圖1 鄂東南地區地質構造簡圖(據參考文獻[6])Fig.1 Geological structure diagram of Southeast Hubei1.第四系;2.上白堊統—第三系;3.下白堊統;4.震旦系—侏羅系;5.背斜;6.向斜;7.斷層;8.燕山早期侵入巖;9.燕山晚期侵入巖；①.襄廣斷裂；②.麻團斷裂；③.郯廬斷裂；④.靈鄉斷裂；⑤.姜橋—下陸斷裂；⑥.保安—陶港斷裂；⑦.銀山—橫山斷裂；⑧.碧石渡復向斜；⑨.保安倒轉背斜；⑩.犀牛山倒轉背斜；.雞籠山倒轉復向斜；.楓林倒轉復背斜；.大磨山背斜；.殷祖背斜。

區內礦產資源十分豐富，現已查明的有銅、鐵、金、鉬等金屬礦產和硅灰石、方解石等非金屬礦產，如雞冠咀銅金礦、銅綠山銅鐵礦、金井咀金礦、葉花香銅礦等30余處礦床(點)。本區銅、鐵等金屬礦床和硅灰石等非金屬礦床多為接觸交代型，主要分布于區內巖體接觸帶附近。

2 礦床地質特征

2.1 礦區地質特征

2.1.1礦區地層

礦區地層除泥盆系和下石炭統缺失外，從南向北依次出露中志留統墳頭組(S1f)，中石炭統大埔組(C2d)、黃龍組(C2h)，下二疊統棲霞組(P1q)、茅口組(P1m)，上二疊統龍潭組(P2l)、下窯組(P2x)、大隆組(P2d)，下三疊統大冶組(T1d)，中—下三疊統嘉陵江組(T1-2j)等(圖2)。地層總體走向NEE，傾向NNW。與成礦關系密切的地層主要為大埔組、黃龍組、棲霞組和茅口組。

圖2 付家山礦區地質簡圖Fig.2 Geological sketch of Fujiashan mining ore1.第四系殘坡積層；2.大冶組三段；3.大冶組二段；4.大冶組一段；5.大隆組；6.下窯組；7.龍潭組；8.茅口組四段；9.茅口組三段；10.茅口組二段；11.茅口組一段；12.棲霞組四段；13.棲霞組三段；14.棲霞組二段；15.棲霞組一段；16.含鎢鉬矽卡巖；17.含鎢矽卡巖；18.矽卡巖；19.花崗閃長斑巖；20.破碎帶；21.地質界線；22.斷裂及編號；23.背斜；24.向斜。

2.1.2礦區構造

區內總體為一單斜構造，由西向東分布一系列NNE向展布的小規模褶皺(圖2)，多表現為短軸和鼻狀褶皺，顯示出多期褶皺疊加的特征。背斜軸向為NNE-SN向，向南西端揚起，向北東端傾伏，西翼地層傾向NWW，傾角為25°～56°；東翼地層傾向NEE，傾角為28°～44°，為短軸鼻狀褶皺。

礦區斷裂大致分為NE、NW和NEE-EW向三組。NE向斷裂一般走向NE，傾向NW，傾角為50°～70°，斷面呈舒緩波狀，斷裂帶中角礫巖發育，屬壓扭性斷層。該組斷裂為重要的控巖控礦斷裂，控制了龍角山、付家山小巖體群的帶狀分布特征。NW向斷裂一般走向NW，傾向、傾角變化較大，為張扭性斷層。NEE-EW向斷裂主要表現為順層斷裂帶和滑脫帶，其中石炭系和志留系地層不整合面附近發育的層間滑脫帶為淺部的控巖控礦構造，控制了淺部巖體和礦體的展布，如閃長玢巖脈、花崗閃長斑巖脈及部分礦體多受其控制。

區內廣泛發育接觸帶構造，其分布于巖體與圍巖之間，形態產狀復雜，平面和剖面均呈波狀起伏。據探礦工程揭露顯示，接觸帶常呈“S”形，礦體多分布于接觸帶附近，其產狀與接觸帶一致。

此外，在巖體中還有隱爆作用和斷裂構造作用形成的角礫構造，龍角山部分礦體即賦存于該構造中。

2.1.3礦區巖漿巖

礦區出露的巖漿巖主要為付家山巖體和龍角山巖體，均為燕山早期第二次巖漿侵入形成的偏中酸性侵入體，巖性以花崗閃長斑巖為主。付家山巖體在平面上呈NE向延伸的不規則腎狀，長約2 000 m，寬約600 m，出露面積為0.728 km2。該巖體侵位于茅口組和棲霞組地層中，接觸帶形態復雜，總體向SE傾斜，在平面和剖面上均呈“S”形展布。該巖體是付家山鎢銅鉬礦的成礦母巖，自內而外具有明顯的蝕變分帶性，內接觸帶主要為鉀化—硅化帶和硅化—絹云母化帶，外接觸帶主要為矽卡巖帶、蝕變大理巖帶和弱蝕變灰巖帶。龍角山巖體呈巖株狀，走向NE，長約1 800 m，寬300～400 m，出露面積為0.55 km2。該巖體侵位于石炭系—志留系地層中，為龍角山銅鉬鎢礦的成礦母巖。

礦區中部出露有閃長玢巖脈，為燕山早期第一次巖漿侵入形成的中性侵入體，整體含銅較高，但未形成經濟意義的銅礦。

2.2 礦體特征

經最新地質勘查工作，在付家山礦區外圍圈定了10個礦體，并根據礦體產出地質特征和空間位置，劃分為Ⅰ、Ⅱ號礦體群。Ⅰ號礦體群位于付家山巖體的南西緣主接觸帶上，共圈定8個礦體，編號為Ⅰ1-Ⅰ8，其中Ⅰ1、Ⅰ2礦體為鎢鉬礦體，Ⅰ3、Ⅰ5、Ⅰ6、Ⅰ7、Ⅰ8為鎢礦體，Ⅰ4為鉬礦體。規模最大的礦體為Ⅰ1和Ⅰ2礦體，估算資源儲量占區內資源儲量的90%以上。Ⅱ號礦體群位于付家山巖體南西緣接觸帶內部，共圈定2個礦體，編號為Ⅱ1、Ⅱ2，均為鉬礦體。

Ⅰ礦體群位于付家山巖體南西緣主接觸帶附近的矽卡巖內，以鎢礦化為主，伴生鉬銅礦化。該礦體群分布于44線以東—66線以西，由6條剖面和16個鉆孔控制，賦存標高198～-525 m，埋深220～985 m，其形態和產狀嚴格受接觸帶控制，形態復雜而產狀多變，多呈透鏡體狀、板狀、薄板狀，分支復合現象明顯(圖3)。礦體總體走向NE50°，傾向SE，傾角為15°～60°。礦石類型主要為鎢礦石，次為鉬礦石、低品位鉬礦石等。鎢礦石在礦體中廣泛分布，鉬礦石、低品位鉬礦石主要分布在54線、60線礦體中。礦石以矽卡巖型為主，有少量的花崗閃長斑巖型、大理巖型等。矽卡巖型礦石分布于主接觸帶的矽卡巖中，而花崗閃長斑巖型礦石則分布于主接觸帶內側的巖漿巖體中，大理巖型礦石分布在矽卡巖體外側的碳酸鹽巖地層中，僅在個別工程(ZK4601)中見及。礦體WO3平均品位為0.270%。

圖3 付家山礦區66勘探線地質剖面簡圖Fig.3 Geological profile of exploration line 66 in Fujiashan mining area1.第四系殘坡積層；2.大冶組三段灰巖；3.大冶組二段灰巖；4.下窯組灰巖；5.花崗閃長斑巖；6.矽卡巖；7.礦體；8.推測地質界線。

Ⅱ號礦體群位于付家山巖體內靠近主接觸帶附近，以鉬礦化為主。該礦體群分布于54線以東—72線以西，由4條剖面和7個鉆孔控制，賦存標高-69～-590 m，埋深542～1 063 m，主要呈透鏡體狀，分支復合現象明顯。礦體總體走向NE50°，傾向SE，傾角為30°～60°。礦石類型主要為鉬礦石、低品位鉬礦石等。礦石主要為花崗閃長斑巖型。礦體Mo平均品位為0.123%。

2.3 礦石特征

礦石自然類型繁多，主要為矽卡巖型礦石，其次為花崗閃長斑巖型礦石、大理巖型礦石，另有少量角礫巖型礦石。矽卡巖型礦石廣泛發育于主接觸帶及其附近，是礦區最主要的礦石類型?；◢忛W長斑巖型礦石分布于主接觸帶內側的花崗閃長斑巖巖體中，是僅次于矽卡巖型的礦石類型。大理巖型礦石分布于主接觸帶外側碳酸鹽巖地層中，數量較少。角礫巖型礦石主要分布于墳頭組與大埔組不整合面附近及龍角山大面礦體中。

礦石礦物主要為輝鉬礦、白鎢礦、黃銅礦，脈石礦物主要為石榴子石、透輝石、方解石、石英等。

礦石構造主要為塊狀構造、條帶狀構造、浸染狀構造、脈狀構造和星點狀構造。在手標本上可見黃鐵礦、黃銅礦呈浸染狀、條帶狀分布，在鏡下可見輝鉬礦呈浸染狀、星點狀及脈狀分布，局部發育塊狀黃鐵礦礦石。

礦石結構主要有自形—半自形粒狀結構、它形粒狀結構、交代結構、交代殘余結構、固溶體分離結構和共結邊結構等?？梢娸x鉬礦、白鎢礦、黃鐵礦及部分石榴子石、透輝石呈自形—半自形粒狀結構。常見黃銅礦成它形粒狀與黃鐵礦連生或互為包裹體，部分充填于其它礦物顆粒間隙中。交代結構及交代殘余結構很常見，其特點為輝鉬礦、白鎢礦、黃鐵礦、黃銅礦等充填交代矽卡巖，形成矽卡巖型礦石。

2.4 圍巖蝕變

礦區圍巖蝕變強烈，主要有矽卡巖化、硅化、黃鐵礦化、鉀化和絹云母化等。與成礦關系密切的為矽卡巖化和黃鐵礦化，次為鉀化和絹云母化。

矽卡巖化：主要分布于巖體與碳酸鹽巖接觸帶上，矽卡巖礦物主要為石榴子石，次為透輝石、蛇紋石、綠簾石、透閃石等，矽卡巖與成礦關系密切，其中石榴子石矽卡巖與鎢礦關系最為密切。

黃鐵礦化：主要發育于花崗閃長斑巖和矽卡巖內，外接觸帶大理巖內也有黃鐵礦化現象，主要呈浸染狀分布，蝕變強烈部位則呈致密塊狀，構成含銅鎢、含銅鉬或含銅的黃鐵礦礦石，與礦化關系密切。

鉀化：主要發育于花崗閃長斑巖內，鉀長石呈它形—半自形粒狀、細脈狀交代巖石，粒間可見斜長石、角閃石、黑云母等早期礦物殘余體。

絹云母化：主要發育于花崗閃長斑巖內，可見絹云母呈鱗片狀、葉片狀、帚狀交代長石，局部保留長石假晶。

硅化：主要發生在石英—硫化物階段，可見石英呈細脈狀穿插圍巖。

碳酸鹽化：主要在晚階段形成，可見方解石脈穿插灰巖和矽卡巖等。

3 控礦因素分析

3.1 地層因素

二疊系碳酸鹽巖是主要賦礦地層，地層巖性控制了礦體的產出位置。位于付家山巖體東側接觸帶的Ⅰ號主礦體和位于巖體西緣接觸帶的101礦體群均產于茅口組灰巖與巖體接觸帶的石榴子石矽卡巖內。而2016年后新發現的Ⅰ號礦體延伸部分和位于巖體北西緣接觸帶的111礦體群則產于棲霞組灰巖與巖體接觸帶的石榴子石矽卡巖內。碳酸鹽巖地層中炭質含量的不同，可能造成茅口組灰巖、棲霞組灰巖與巖體接觸帶上形成的矽卡巖礦物(石榴子石、輝石)組成成分和W礦化品位存在一定差異[7]。

3.2 構造因素

區內構造主要為褶皺、斷裂、侵入接觸帶構造和層間破碎帶，褶皺和斷裂疊加奠定了礦區構造格局。疊加于NE向龍角山背斜北西翼之上呈NNE向側列式展布的次級港溝山背斜、港溝山向斜、付家山背斜和付家山向斜等控制了付家山花崗閃長斑巖小巖體的產出和賦礦矽卡巖的空間分布，也控制著含礦流體的流動方向和活動空間，是區內鎢礦的富集場所。

侵入接觸構造帶是區內主要成礦構造類型，下二疊統—下三疊統地層與付家山小巖體接觸形成侵入接觸帶構造，接觸帶形態產狀復雜，控制區內主要礦體的產出空間。區內礦體主要圍繞著付家山巖體周緣接觸帶形成東、北西、西、西南四個礦帶，主礦體多產于侵入接觸變質帶的矽卡巖中，含礦建造主要為含鎢(鉬銅)石榴子石矽卡巖。

巖體原生斷裂是區內重要的成礦構造，巖漿上侵就位時，由于快速減壓，流體產生水過飽和沸騰，在巖體邊部發生破裂，在內接觸帶形成細脈或網脈狀原生裂隙，控制區內斑巖型鉬礦的產出，含礦建造主要為含鉬花崗閃長斑巖。

斷裂構造也是區內成礦構造之一，受褶皺和斷裂及巖體侵入影響，在巖體外圍碳酸鹽巖中形成次級斷裂，控制外接觸帶小礦體的產出，含礦建造主要為含鎢(鉬銅)大理巖。

3.3 巖漿巖因素

礦體主要賦存于花崗閃長斑巖與下二疊統碳酸鹽巖的接觸帶，巖體的侵位形態控制了接觸帶的形態、產狀、規模，也就間接控制了礦體的形態、產狀、規模。丁麗雪等[8]測定了龍角山巖體花崗閃長斑巖的鋯石U-Pb年齡和礦石的輝鉬礦Re-Os年齡，結果顯示巖體成巖年齡(144±1) Ma和輝鉬礦成礦年齡(144.7±2.9) Ma在誤差范圍內一致，表明成巖成礦作用近于同時發生，均為早白堊世。因此，花崗閃長斑巖體很可能為付家山鎢銅鉬礦的成礦母巖。

4 礦床成因淺析

礦床明顯受構造、巖漿巖、圍巖等地質條件的控制，成礦作用方式以接觸交代作用為主?；◢忛W長斑巖體與碳酸鹽巖之間形成矽卡巖化接觸帶，成為礦體的主要產出位置，并嚴格控制礦體的形態、產狀、規模。碳酸鹽巖與付家山花崗閃長斑巖體之間廣泛發育接觸交代作用和熱液蝕變作用，為礦質富集提供物質來源，所形成的矽卡巖成為主要的容礦巖石。從礦物組合來看，主要金屬礦物形成于中—高溫熱液階段。綜上所述，本礦床為巖漿期后高—中溫熱液接觸交代型鎢多金屬礦床。

因此，在付家山礦區及外圍開展鎢鉬銅礦找礦工作時，花崗閃長斑巖體與碳酸鹽巖接觸帶以及相應的熱液蝕變、礦化元素組合成為最主要的找礦標志?？偨Y如下：

(1) 構造標志。如見到層間裂隙或構造裂隙中發育層狀、脈狀矽卡巖，則指示附近可能存在接觸帶及伴生鎢鉬等礦(化)。

(2) 蝕變分帶標志。通過本礦床蝕變分帶特征可知，外接觸帶主要發育弱蝕變灰巖和蝕變大理巖，接觸帶上的矽卡巖帶、內接觸帶的花崗閃長斑巖內往往發育鎢鉬等礦化。通過淺部出露的弱蝕變灰巖或蝕變大理巖帶，可推測深部靠近內接觸帶的部位可能發育鎢鉬礦(化)體。

(3) 礦化分帶標志。通過本礦床的礦化分帶特征可知，其淺部主要為Cu礦化，深部則主要為W、Mo礦化，由淺到深具有從中溫成礦元素組合到高溫成礦元素組合的礦化分帶特征。

5 總結

(1) 付家山鎢鉬銅礦床的礦體主要賦存于花崗閃長斑巖體與二疊系碳酸鹽巖接觸帶中的矽卡巖內，礦體的形態、產狀、規模嚴格受接觸帶控制，成礦作用方式以接觸交代作用為主，礦石礦物主要形成于中—高溫熱液階段，礦床成因類型為巖漿期后高—中溫熱液接觸交代型鎢多金屬礦床。

(2) 二疊系碳酸鹽巖是付家山鎢鉬銅礦床的主要賦礦地層，花崗閃長斑巖體為成礦母巖，侵入接觸構造帶、巖體原生斷裂、斷裂構造是主要控礦構造。

(3) 近期在付家山礦區深部及外圍新發現的鎢鉬銅礦體豐富了鄂東南礦集區鎢礦成礦類型，既說明付家山礦區深部和外圍具有良好的找礦潛力，也說明鄂東南礦集區具有尋找大型矽卡巖型鎢礦的良好前景，本次工作可為在該地區進一步尋找矽卡巖型鎢礦床提供借鑒。