湖北嘉鱼县蛇屋山金矿矿体赋存规律及找矿方向*

尹 近 李 泉 周国恩 胡国庆

(湖北省地质局第四地质大队)

·地质·测量·

湖北嘉鱼县蛇屋山金矿矿体赋存规律及找矿方向*

尹 近 李 泉 周国恩 胡国庆

(湖北省地质局第四地质大队)

蛇屋山金矿是湖北省嘉鱼县发现的一处大型矿产，该矿经过20余年的开采利用，已步入危机矿山行列。为延长矿山服务年限，亟需寻找接替资源，进一步扩大矿山资源储量。结合矿区地质勘探成果，首先分析了区域成矿地质背景及矿区地质特征；然后讨论了氧化金矿体、原生金矿体的赋存规律及矿床成因；最后围绕有利构造、岩性、蚀变三要素，指出了3处找矿有利地段，即矿区西部NE向断裂与EW向断裂的交汇部位、F3断裂上部产状较缓部位以及志留系泥质粉砂岩与赋存其下的C-P碳酸盐岩地层的断层接触部位。上述分析对于区内进一步开展金矿找矿工作、扩大资源储量有一定的参考价值。

金矿 成矿地质背景 地质特征 矿体赋存规律 找矿方向

蛇屋山金矿是我国第一座被探明的赋存于红土之中的大型金矿，具有品位低、规模大、易勘探、易采、易选等特点[1]。1988年湖北省地质局第四地质大队经化探异常查证发现了蛇屋山金矿，经1989—1991年钻探验证及矿区普查，初步查明该矿床为大型规模。该金矿于1994年进入开采利用阶段，年产量基本保持在吨/年(金金属量)规模，至2013年底共生产金金属量约20 t，目前，该矿山已步入危机矿山行列。本研究结合矿区详细的野外地质调查成果以及已有的相关地质勘探资料，对区内金矿地质特征、矿体赋存规律以及找矿方向进行详细探讨，为在该矿区深部继续寻找新的资源、扩大资源储量提供参考。

1 成矿地质背景

蛇屋山金矿地处扬子准地台北缘的褶冲带，西邻江汉断裂，隶属鄂东南滑脱拆离构造体系。区域内地层属扬子地层区、下扬子分区，区内地表大部分被第四系覆盖，出露地层主要有下志留系粉砂岩、页岩，中志留系石英细砂岩、粉砂岩，上石炭系白云岩、灰岩，二叠系灰岩、硅质岩、碳质页岩、粉砂岩，三叠系泥质粉砂岩、微晶灰岩、微晶白云岩以及中侏罗系—上三叠系石英砂岩、页岩。区内地质构造复杂，其中褶皱均具倒转现象，褶皱轴迹总体呈NE—EW走向，构成向S型弯曲的弧形，褶皱轴面普遍S倾，倾角20°～40°，褶皱北翼倒转均向S倾或部分N倾，倾角30°～60°。根据相关物探成果，区内断裂构造格架可大致划分为3组，以早期规模较大、近EW向断层为第一组；后期为断层对其叠加改造形成区内多个构造窗的NE、NW向构造格架为第二、三组。区内暂无岩浆岩出露。

2 矿区地质特征

蛇屋山金矿矿区地表大部分被第四系覆盖，基岩仅零星出露。经钻孔及探槽揭露，地层由老至新依次为寒武系上统娄山关组—奥陶系下统南津关组(∈3O1l-O1n)、志留系下统新滩组(S1x)、石炭系—二叠系(C-P)、上三叠系—侏罗系王龙滩组(T3-J1w)以及第四系。矿区氧化型金矿均赋存于第四系红土中。蛇屋山矿区整体为一倒转背斜，核部主要由寒武系娄山关组地层组成，翼部由奥陶系、志留系地层组成，构造线方向为NWW—近EW向，总体S倾，倾角20°～40°。区内断裂发育，主要分为EW、NE向两组(图1)。其中，EW向断裂规模较大，以F2、F3断裂为代表，为低角度逆冲断裂，断面S倾；NE向次级断裂自西向东近等距分布，倾向SE，倾角47°～67°。

3 矿体赋存规律

3.1 氧化金矿体赋存规律

矿区氧化金矿为大型规模，受构造严格控制，位于F2、F3断层间。矿体呈似层状近水平产出，主要赋存于地表松散的第四系风化红土中，含矿岩性为含砂砾亚黏土，位于碳酸盐岩基岩之上、硅质岩之下。矿体总体变化规律为西厚东薄、西富东贫、北厚南薄、北富南贫。

图1 蛇屋山金矿地质概况

3.2 原生金矿体赋存规律

3.2.1 地层岩性与金矿(化)体的关系

矿区地层Au丰度为(0.244～1.80)×10-9，低于地壳克拉克值，据目前研究，区内无金的原始富集矿源层[2]。区内各类岩石的同位素含量(w(34S) -8.3‰～24.1‰，w(13C) -0.05‰～4.5‰，w(18O) 7.74‰～34.64‰)与滇黔桂卡林型金矿相近，与美国卡林金矿(w(34S) -4.3‰～22.37‰，w(13O) 13.0‰～21‰)亦近似[3]。可见，矿区金矿的矿源层位于区内深部，可能与尚未研究的早寒武纪或更早的地层时代有关。经钻孔揭露，矿区原生矿含金地层为奥陶系南津关组不纯碳酸盐岩，岩性主要为含泥质成分较高的瘤状灰岩、破碎带中的构造角砾岩、碎裂泥岩等。Au主要赋存于黏土矿物和黄铁矿中，Au在黏土矿物中呈吸附金的形式存在，在黄铁矿中呈晶格金的形式存在[4]。

3.2.2 构造与金矿(化)体的关系

蛇屋山双重逆冲推覆构造是矿区主要的控矿构造，由底板逆冲断层F2、顶板逆冲断层F3及次一级断层组成(图2)。经钻孔控制，F2断层浅部向S陡倾，倾角50°～70°，中—深部向S缓倾，倾角20°～40°；F3断层面S倾，浅部倾角较缓，为8°～25°，下部略陡，倾角30°～40°。F2、F3断层为深部含矿热液上升提供了通道，是成矿过程中主要的导矿构造，层间破碎带及次一级逆断层为矿区原生金矿的赋存部位。本研究揭露了较多深部原生矿(化)体，特征见表1。

由表1可知：①含矿岩石大部分为构造角砾岩，表明矿体与构造关系密切；②矿体均显示S倾特征，与区内F2、F3低角度逆冲断裂及次级断裂的产状一致，表明矿体产出严格受断裂控制；③断裂交汇部位矿体品位较高，主干断裂F2、F3形成后受到后期NE向次级断裂改造而发生变形，反应了成矿的多期、多阶段性，NE向断裂向上运移的含矿热液使早期在断裂F2、F3中形成的矿体发生叠加富集，使矿体品位变高；④Ⅰ-3#、Ⅰ-5#矿体Au品位较其他矿体高，反应了泥化、碳化在Au的运移、沉淀中发挥了至关重要的作用。

图2 蛇屋山金矿双重逆冲推覆构造

3.2.3 围岩蚀变与金矿(化)体的关系

矿区内与金矿化有关的围岩蚀变有硅化、黄铁矿化、重晶石化、方解石化、雄(雌)黄化、高岭土化、褐铁矿化、黏土化、泥化、碳化、石油化，蚀变主要分布于构造破碎带及其附近的围岩中，其中黄铁矿化、黏土化、泥化、碳化与Au的运移、沉淀关系较密切。

表1 蛇屋山金矿区钻孔揭露原生金矿特征

4 矿床成因

矿区深部的含金地层在温压差异作用下熔融形成最初的含矿流体，含矿流体沿双重逆冲推覆构造以及次级NE向断裂向上运移，在运移过程中含矿流体萃取各类岩石中的Au，形成新的含矿热液。Au在热卤水中易形成可溶性络合物，在含矿流体中运移[5]。同时矿区内的一些有机质(如石油)也充当了Au的矿化剂，对Au的搬运、迁移发挥了一定的作用。寒武系—奥陶系碳酸盐岩中发育的节理及裂隙也为成矿流体的运移提供了通道，当矿液遇上蛇屋山倒转背斜上覆志留系泥质粉砂岩、细砂岩等性质不活泼的岩性时受到阻挡，便在不纯碳酸盐岩中顺层运移。由于温压条件、溶液酸碱度的变化使大量Au在碳酸盐岩与志留系粉砂岩的接触部位沉淀，形成矿体雏形。由矿区断裂相互错断及岩石中方解石脉相互穿插现象可知，区内成矿具有多期、多阶段的特征，携带Au的成矿流体继续向上运移使早期形成的金矿体再次富集成为原生金矿体。在浅部形成的原生金矿体受长期风化作用，使赋存于黄铁矿中的晶格金因氧化作用而被游离出呈离子状随大气降水淋滤出，被高岭石、伊利石等黏土矿物吸附，便形成了赋存于红土中的金矿体。

5 找矿方向

围绕有利构造、岩性、蚀变三要素，本研究指出了3处找矿有利地段，如图3所示。

(1)矿区西部NE向断裂与EW向断裂交汇部位。据钻孔揭露，原生矿体大多赋存于NE向断层F4、F5和EW向断裂交汇部位，且品位较高。矿区EW向断裂为矿区的主要导矿构造，NE向断裂后期切穿EW向断裂，同时也可能是矿区成矿期的主要构造，导通了深部热源。因此成矿热液易在两者构造复合部位富集成矿。

(2)F3断裂上部产状较缓部位。蛇屋山氧化型金矿主要赋存于双重逆冲推覆构造上部F3断层上盘受剥蚀无遮挡的构造窗部位。根据成矿作用分析，由于原始F3断层上盘地层被志留系碎屑岩屏蔽，在破碎带中运移的含矿热液上升受阻，产生侧向径流，最终在产状较缓的构造破碎带中富集成矿。

(3)经钻探验证，志留系泥质粉砂岩之下为C-P碳酸盐岩地层，两者为断层接触。

图3 蛇屋山金矿成矿预测模式

深部含矿热液在向上运移中可能沿该断裂运移，在上覆志留系地层的阻挡下沉淀形成金矿体。特别是该断裂与NE向断裂的交汇部位成矿条件较好，与地表形成的早期原生矿有相似成因，为矿区第二找矿空间。

6 结 语

为进一步扩大蛇屋山金矿资源储量，延长矿山服务年限，结合区内地质工作成果，对矿区地质特征、矿体赋存规律、矿床成因进行了分析，在此基础上指出了3个找矿有利地段，供区内找矿参考。

[1] 李松生.再论蛇屋山红土型金矿的成因[J].矿床地质，1998(2)：114-124.

[2] 黎 彤.化学元素的地球丰度[J].地球化学，1976(3)：167-173.

[3] 刘源骏.有关湖北蛇屋山金矿成因的几点浅识[J].湖北地质，1995(1)：84-90.

[4] 王 彤，杨爱明.蛇屋山金矿原生矿石中金的赋存状态初步研究[J].湖北地质，1992(2)：40-46.

[5] 柯云峰.嘉鱼蛇屋山金矿热液蚀变和表生风化作用[J].湖北地质，1993(1)：57-63.

Ore-body Occurrence Regularity and Prospecting Direction of Shewushan Gold Deposit in Jiayu County, Hubei Province

Yin Jin Li Quan Zhou Guoen Hu Guoqing

(The Fourth Team of Geological Bureau of Hubei Province)

Shewushan gold deposit is a large mineral orefield that is found in Jiayu county,Hubei province. After more than 20 years of mining, it has entered into the ranks of crisis mines now.In order to maintain the current production of Shewushan gold deposit and extent the service life of the mine,it is necessary to conduct some relative geological exploration work to found the replacement resources for the mine.Combing with the geological exploration results of the mining area in recent years,firstly,the metallogenic geological background and geological characteristics of the mining area are analyzed in detail;then,the occurrence regularities of the oxidation gold ore-bodies and native gold ore-bodies are discussed from the perspective of spatial distribution,and the ore-body genesis of Shewushan gold deposit is also studied;finally,based on the three factors of favorable structure,lithology and alteration,three favorable prospecting sections,that is to say,the intersection part of NE-direction fracture and EW-direction fracture in the western part of mining area,the occurrence slower part of the upper of F3fracture and the contact area of Silurian argillaceous siltstone and the C-P carbonate formation under the Silurian argillaceous siltstone.The analysis results have some reference for the further prospecting work of gold resource and expand resource reserves of Shewushan gold deposit.

Gold deposit, Metallogenic geological background, Geological characteristics, Ore-body occurrence regularity, Prospecting direction

*湖北省国土资源厅地质勘查基金项目(编号：[2011]004号)。

2016-08-08)

尹 近(1991—)，男，助理工程师，硕士，437100 湖北省咸宁市温泉银泉大道723号。