簡玉兵, 周少東 , 陳家林, 王志元

(1.湖北省地質(zhì)調(diào)查院,湖北 武漢 430034; 2.湖北省地質(zhì)局 第七地質(zhì)大隊(duì),湖北 宜昌 443000)

鄂西成礦帶成礦地質(zhì)特征及演化

簡玉兵1, 周少東1, 陳家林2, 王志元1

(1.湖北省地質(zhì)調(diào)查院,湖北 武漢 430034; 2.湖北省地質(zhì)局 第七地質(zhì)大隊(duì),湖北 宜昌 443000)

鄂西成礦帶經(jīng)歷了基底、蓋層的形成及多期構(gòu)造—巖漿活動(dòng)等多階段演化過程,多樣化的成礦地質(zhì)作用形成了不同的礦床類型。以成礦系列理論為指導(dǎo),從元古代、早古生代、晚古生代和中生代4個(gè)成礦階段,總結(jié)了成礦帶內(nèi)成礦地質(zhì)演化特征及其與礦床的時(shí)空分布、成因組合,劃分了11個(gè)成礦系列、16個(gè)成礦亞系列,建立了19個(gè)礦床式。

成礦地質(zhì)特征;成礦演化;礦床成礦系列;鄂西

鄂西成礦帶是湘西—鄂西成礦帶的北段湖北境內(nèi)部分的簡稱,分布于鄂西的神農(nóng)架、宜昌和鄂西南的恩施地區(qū)。該帶經(jīng)歷了漫長而復(fù)雜的地質(zhì)過程,發(fā)育了以沉積成礦作用為主,兼有巖漿、熱液和變質(zhì)等成礦作用,形成了以鐵、磷、錳、金、銀、鉛鋅、釩、硒、硫鐵礦、煤、菊花石、鉻鐵礦、石墨等為主的礦產(chǎn)。

1 成礦地質(zhì)構(gòu)造概況

鄂西成礦帶位于上揚(yáng)子陸塊東段,北起神農(nóng)架林區(qū)—襄陽市一線,以青峰—襄廣斷裂為界,與秦嶺—大別造山帶之武當(dāng)—隨南基底逆推帶相鄰;東南與江漢平原接壤,與江漢坳陷盆地相鄰。根據(jù)《中國成礦區(qū)帶劃分方案》[1],鄂西成礦帶屬Ⅱ-15B上揚(yáng)子成礦亞省,進(jìn)一步劃分了3個(gè)Ⅲ級(jí)成礦帶,分別為上揚(yáng)子中東部成礦帶(Ⅲ-77 上揚(yáng)子中東部Pb-Zn-Cu-Ag-Fe-Mn-Hg-Sb-磷-鋁土礦-硫鐵礦-煤和煤層氣成礦帶)、龍門山—大巴山成礦帶(Ⅲ-73龍門山-大巴山Fe-Cu-Pb-Zn-Mn-V-P-S-重晶石—鋁土礦成礦帶)、四川盆地成礦區(qū)(Ⅲ-74 四川盆地Fe-Cu-Au-石油-天然氣-石膏-鈣芒硝石-鹽-煤和煤層氣成礦區(qū))(圖1)?周少東、孫四權(quán)、簡玉兵等,湖北省礦產(chǎn)資源潛力評價(jià)成果報(bào)告,2013。。

上揚(yáng)子中東部成礦帶北東部為鄂中褶斷區(qū),以斷隆、凹陷、褶斷等為主要構(gòu)造形式;西南部為八面山臺(tái)褶帶,以一系列北東向隔擋式或隔槽式褶皺及走向斷裂發(fā)育為特點(diǎn)。龍門山—大巴山成礦帶南接上揚(yáng)子中東部成礦帶,以陽日—九道斷裂為界;北與Ⅲ-66東秦嶺Au-Ag-Mo-Cu-Pb-Zn-Sb-非金屬成礦帶相接,以城口—青峰—襄陽—廣濟(jì)斷裂為界。省內(nèi)為陽日灣—京山前陸褶沖帶,以脆性變形為主,發(fā)育一系列疊瓦狀逆沖斷層(由北向南)及緊閉線形褶皺。四川盆地成礦區(qū)為川中前陸盆地的一部分,包括利川前陸盆地和秭歸前陸盆地。

圖1 湖北省區(qū)域成礦區(qū)帶劃分圖Fig.1 Division diagram of regional mineralization belt

鄂西成礦帶在黃陵地區(qū)出露的變質(zhì)基底有中太古代野馬洞巖組類綠巖建造;古元古代黃涼河巖組是以陸源細(xì)碎屑巖夾碳酸鹽巖為主的沉積建造變質(zhì)而成的類孔茲巖系;中元古代力耳坪巖組為基性—中酸性火山碎屑巖、陸源碎屑巖建造;新元古代孔子河組為變質(zhì)碎屑巖建造。在神農(nóng)架出露的基底地層有中元古代神農(nóng)架群、新元古代涼風(fēng)埡組碎屑—碳酸鹽巖沉積建造;鶴峰走馬嶺一帶有淺變質(zhì)基底(中元古代冷家溪群)出露,以含鐵碎屑巖、碳酸鹽巖、變質(zhì)碎屑巖建造為主。成礦帶內(nèi)蓋層發(fā)育較為齊全。南華紀(jì)以碎屑巖、火山碎屑巖建造為主;震旦紀(jì)為含磷、銀釩黑色頁巖—碳酸鹽巖建造;寒武—奧陶紀(jì)以碳酸鹽巖建造為主;志留紀(jì)以碎屑巖、頁巖建造為主;泥盆紀(jì)以含鐵碎屑巖、碳酸鹽巖及頁巖建造為主;石炭紀(jì)以碳酸鹽巖建造為主;二疊紀(jì)以碳酸鹽巖、含煤碎屑粘土巖建造為主;三疊紀(jì)以碳酸鹽巖、碎屑巖建造為主;侏羅紀(jì)、白堊紀(jì)以碎屑巖建造為主;第四紀(jì)為松散堆積砂礫粘土沉積物。

巖漿巖主要分布于黃陵基底,晉寧期中酸性巖構(gòu)成黃陵花崗巖基,以閃長巖、英云閃長巖、二長花崗巖為主。見有晉寧期超基性巖(橄欖巖、純欖巖、蛇紋巖等),而阜平期的中酸性巖已改造成灰色片麻巖(TTG),分布于黃陵基底北部。在鐘祥胡集一帶分布有晉寧期花崗巖、二長巖。黃陵變質(zhì)基底、神農(nóng)架基底分布有晉寧期中基性巖,多呈巖脈狀產(chǎn)出。偶有燕山期花崗巖出露。

區(qū)域變質(zhì)巖主要分布在前南華紀(jì)變質(zhì)基底中。黃陵變質(zhì)基底分布有古元古代黃涼河組變火山—沉積巖系及晉寧期變中酸性侵入巖,其變質(zhì)程度為低角閃巖相—高角閃巖相,部分為麻粒巖相,直至混合巖化,形成一系列混合巖化斜長角閃巖、黑云質(zhì)或角閃質(zhì)斜長片麻巖、含碳富鋁質(zhì)片麻巖、大理巖、石英巖等;在鶴峰走馬坪一帶分布有中元古代冷家溪群泥砂質(zhì)片巖、千枚巖;神農(nóng)架基底則分布有中元古代淺變質(zhì)的區(qū)域變質(zhì)巖。

2 區(qū)域地球物理、地球化學(xué)特征?周少東、孫四權(quán)、呂向志等,湖北省重要礦種區(qū)域成礦規(guī)律研究成果報(bào)告,2013。

2.1 區(qū)域地球物理特征

龍門山—大巴山(陸緣坳陷)成礦帶重力場呈近東西向狹窄的條帶形,因而重力異常多不完整,重力場明顯表現(xiàn)為西低東高,西端低約-134×10-5m/s2,至東端最高,達(dá)-16×10-5m/s2。上揚(yáng)子中東部成礦帶布格重力場總體表現(xiàn)為從西至東逐漸增高,呈西部重力低—重力梯度中?！獤|部重力高的格局。四川盆地成礦區(qū)(Ⅲ-74)重力場處于全省的西部重力低區(qū)。其中位于巴東西北的三個(gè)封閉等值線為省境最低值,為-142×10-5m/s2,帶內(nèi)最高值在恩施西北,約-106×10-5m/s2。利川—建始一帶為重力場基本平穩(wěn)區(qū),重力值變化小、等值線稀疏,異常無明顯走向。

龍門山—大巴山(陸緣坳陷)成礦帶內(nèi),區(qū)域磁異常多不完整,從西向東磁場值為高—低—高態(tài)勢,即在東西兩端表現(xiàn)為相對高磁。最高值位于東端,達(dá)300 nT。上揚(yáng)子中東部成礦帶磁場為揚(yáng)子地臺(tái)型磁場區(qū)(Ⅱ),分為宜昌、京山波動(dòng)磁場亞區(qū)(Ⅱ1)兩個(gè)二級(jí)、五個(gè)三級(jí)磁場區(qū)。四川盆地成礦區(qū)(湖北段)被重慶市境界分割為兩部分,磁場總體西低東高,磁異常不完整。位于利川北的北北西向相對高磁異常,幅值約為20 nT,它與利川西的汪營區(qū)局部高磁異常應(yīng)為元古界結(jié)晶基底的磁性表征。

2.2 區(qū)域地球化學(xué)特征

龍門山—大巴山成礦帶以Pb元素為本成礦帶的主成礦元素,Fe2O3、Ag、Ba、V、P、Zn、Mo元素為共伴生元素,共圈定綜合異常21個(gè)。上揚(yáng)子中東部(坳褶帶)成礦帶中選取Pb元素為主成礦元素,Zn、V、P、Mn、Fe2O3、Cu、Ag元素為共伴生元素,共圈定綜合異常48個(gè)。四川盆地成礦區(qū)(湖北段)以Cu元素為主成礦元素,Fe2O3、V、Zn、Pb、Mn、Au為共伴生元素,共圈定綜合異常19個(gè)。

3 成礦作用及特征

3.1 成礦作用

鄂西成礦帶內(nèi)以沉積成礦作用為主,熱液成礦作用次之,再次為巖漿成礦作用和變質(zhì)成礦作用。

沉積成礦作用形成了鐵、錳、銀、釩、磷、鋁土礦、硫鐵礦、石膏、鹽、天然氣、煤、粘土(累托石、鋁土礦)、鉛鋅、石膏礦等;熱液成礦作用形成了金、硫鐵礦、汞、重晶石礦等;巖漿成礦作用形成了鉻鐵礦和(蛇紋巖)鎳礦床;變質(zhì)成礦作用形成了石墨、石榴子石等礦床。

3.2 礦床類型

成礦帶內(nèi)主要礦床類型和代表礦床有:

沉積型 神農(nóng)架主峰鐵礦、古城錳礦、白果園銀釩礦、宜昌磷礦、荊襄磷礦、興—神磷礦、武山磷礦、凹子崗鋅礦、走馬坪磷礦、鄧家崖磷礦、火燒坪鐵礦、走馬坪釩礦、獅子巖鋁土礦、雙砦子鋁土礦、管驛溝硫鐵礦、小觀山錳礦、秭歸和利川盆地的巖鹽和石膏、巴東新家煤礦、鐘祥楊榨累托石礦、雙河硒礦等。

層控—熱液型 冰洞山鉛鋅礦、鐘鼓灣汞礦、南莊坪重晶石礦等。

巖漿型 梅子廠鉻鐵礦和(蛇紋巖)鎳礦床等。

熱液型 拐子溝金礦、安家溝硫鐵礦等。

3.3 主要礦床分布特征

成礦帶內(nèi)沉積型礦產(chǎn)分布廣泛,其中以鐵、錳、銀、釩、磷、硫?yàn)橹鳌Ｙx存在晚震旦世和寒武—奧陶紀(jì)地層中的沉積—改造型(以沉積作用為主兼有后期構(gòu)造改造)鉛鋅礦,近年來也顯示了較好的找礦前景。

3.3.1 鐵礦

鐵礦有兩個(gè)主要成礦期:一是中元古代神農(nóng)架群礦石山組中的赤鐵礦;二是晚泥盆世—早石炭世黃家磴組、寫經(jīng)寺組中的寧鄉(xiāng)式赤鐵礦。

神農(nóng)架群的鐵礦賦存于礦石山組下段的上部,分布于神農(nóng)架基底區(qū),主要礦床有主峰、鐵廠河、金柱園、九沖鐵礦等。

寧鄉(xiāng)式鐵礦是區(qū)內(nèi)規(guī)模最大的金屬礦產(chǎn),廣泛分布于長陽、五峰、秭歸、宜都、夷陵、恩施、巴東、建始、宣恩等地。主要礦床有長陽火燒坪、馬鞍山,五峰謝家坪、阮家河,秭歸白燕山,巴東官店,建始十八格,恩施鐵廠壩,夷陵官莊等。

3.3.2 錳礦

錳礦主要為賦存于早南華世大塘坡組中的沉積型菱錳礦,帶內(nèi)大塘坡組僅在長陽古城、鶴峰走馬坪及神農(nóng)架斷穹西南翼(巴東高橋)有出露。而形成礦床的僅有古城中型錳礦1處。在襄陽、宜都、長陽等地的中奧陶世牯牛潭組泥質(zhì)生物碎屑灰?guī)r中亦零星分布有小型沉積型錳礦床(點(diǎn))。

3.3.3 銀、釩礦

沉積型銀、釩礦賦存于早震旦世陡山沱組和早寒武世牛蹄塘組。賦存于陡山沱組中的主要礦床有興山白果園大型銀釩礦床、長陽向家?guī)X中型銀釩礦床及金家溝、茅草坪等礦床(點(diǎn)),為銀釩共生礦床。

早寒武世釩礦的含礦巖系為早寒武世牛蹄塘組,長陽、黃陵斷穹及神農(nóng)架斷穹周緣均有含礦巖系分布,以鶴峰走馬坪背斜、長陽背斜、黃陵斷穹南翼含礦性較好,在鶴峰有風(fēng)向?yàn)斥C鉬礦,長陽有李家灣、朱家墩、流溪等小型釩鉬礦床分布。

3.3.4 磷礦

鄂西是中國重要的聚磷區(qū)之一,磷礦是成礦帶中最具優(yōu)勢的礦產(chǎn)。陡山沱組是主要含磷巖系,含磷性發(fā)育良好地段主要分布在黃陵斷穹、神農(nóng)架斷穹的北東翼、北翼,形成北西向展布的宜昌磷礦田、興神磷礦田、?？盗椎V田。在東部的樂鄉(xiāng)關(guān)有荊襄磷礦田,西南有湘西北聚磷區(qū)的鶴峰磷礦田。鄂西地區(qū)代表性礦床有桃坪河磷礦、丁家河磷礦、杉樹埡磷礦、挑水河磷礦、江家墩磷礦、武山磷礦、胡集磷礦、走馬坪磷礦等。

3.3.5 硫鐵礦

帶內(nèi)硫鐵礦主要賦存于晚二疊世龍?zhí)督M與中二疊世梁山組含煤巖系中,屬濱海沼澤相、瀉湖海灣相、過渡相—陸相沉積;資源潛力以前者為好,龍?zhí)督M底部的沉積型硫鐵礦以恩施地區(qū)發(fā)育較好,有大—中型礦床分布,如磺廠坪、營上、沐撫硫鐵礦等。?？档貐^(qū)中二疊世梁山組的陸源碎屑建造中,含有炭質(zhì)泥巖、鋁土礦、硫鐵礦等多種礦產(chǎn)。此外,在松滋地區(qū)早石炭世和州組中局部有硫鐵礦產(chǎn)出。在黃陵斷穹內(nèi)有受斷裂控制的熱液型硫鐵礦分布,成礦規(guī)模多為小型或礦點(diǎn)。

3.3.6 鉛、鋅礦

近年來,上揚(yáng)子地塊及周緣發(fā)現(xiàn)了一系列具有“MVT型”或“SEDEX型”特征的鉛鋅礦床,主要分布受碳酸鹽巖層控制,在時(shí)間和空間上具一定規(guī)律性,從北向南賦礦層位逐漸抬升,鄂西地區(qū)主要賦礦地層為震旦系,向南至恩施、湖南一帶賦礦地層為寒武系—奧陶系。成礦受礦源地層及層間破碎控制,其礦床成因類型可歸入沉積—改造型鉛鋅礦床。鉛鋅礦床(點(diǎn))在空間分布上主要沿青峰變形帶、神農(nóng)架斷穹、黃陵斷穹—長陽背斜、走馬坪背斜、高羅背斜分布,構(gòu)成五大礦化集中區(qū)。近年來已發(fā)現(xiàn)大型礦床1處(冰洞山)以及眾多小型礦(化)床(點(diǎn)),顯示出較好的找礦前景。代表性礦床有冰洞山、凹子崗、白雞河、何家坪鉛鋅礦等。

除上述主要沉積礦產(chǎn)外,還有神農(nóng)架基底石槽河組層控?zé)嵋盒豌~礦,早寒武世牛蹄塘組以及晚奧陶世—早志留世龍馬溪組中的煤層氣,二疊紀(jì)地層中的煤、硒、鋁土礦和累托石、粘土礦,三疊紀(jì)地層中的膏鹽,晚三疊世—侏羅紀(jì)的煤礦，白堊紀(jì)地層中的石膏礦等。

巖漿型和熱液型礦產(chǎn)在成礦帶內(nèi)分布較廣泛,但規(guī)模一般較小。在黃陵斷穹內(nèi)的晉寧期?湖北省地質(zhì)調(diào)查院,1∶25萬宜昌市、建始縣、神農(nóng)架林區(qū)、荊門幅區(qū)域地質(zhì)調(diào)查報(bào)告,2004—2006。太平溪超基性巖體控制有小型鉻鐵礦床和中型蛇紋巖礦床;在黃陵斷穹和鐘祥楊坡等地的晉寧期花崗巖、二長巖等中酸性巖接觸帶局部有矽卡巖分布和銅鉬、鎢鉬礦化以及磁鐵礦產(chǎn)出。黃陵斷穹內(nèi)的金礦、硫鐵礦等亦與巖漿(或變質(zhì))熱液有關(guān)。沿遠(yuǎn)安斷陷盆地邊緣斷裂分布的銅鉛鋅多金屬礦,與構(gòu)造熱液作用具有較明顯的成因聯(lián)系。松滋、宜都、保康等地分布的脈狀重晶石礦則充填于斷裂或裂隙空間,是構(gòu)造熱液作用的產(chǎn)物。

此外在黃陵斷穹黃涼河組中的沉積變質(zhì)石墨礦、石榴石礦、矽線石礦,在省內(nèi)也獨(dú)具特色。

黃陵斷穹內(nèi)變質(zhì)地層是后生金礦的重要礦源建造;在鶴峰走馬坪一帶分布的中元古代冷家溪群變質(zhì)復(fù)理式建造中亦有金礦化點(diǎn)分布;神農(nóng)架斷穹地層是熱液型銅礦的礦源層。

4 成礦歷史演化

4.1 元古代成礦歷史演化

黃陵地區(qū)古元古代出露臺(tái)相沉積組合(黃涼河巖組),原巖建造為富鋁半粘土質(zhì)—粘土巖建造(孔茲巖系)。中元古代已從半穩(wěn)定—較穩(wěn)定狀態(tài)逐漸向活動(dòng)的裂谷沉積環(huán)境過渡,以伸展作用為主,沉積了一套拉斑玄武質(zhì)火山巖(力耳坪巖組),隨著裂陷槽的進(jìn)一步擴(kuò)張,基性—超基性巖沿深斷裂侵位,形成以梅子廠鉻鐵礦、鎳礦為代表的巖漿型鉻、鎳礦床。

中元古代神農(nóng)架地區(qū)初期陸緣陸表海發(fā)生裂陷,沉積陸內(nèi)裂谷體神農(nóng)架群鄭家埡組。之后為被動(dòng)沉降(下坳)時(shí)期,在斜坡地帶沉積大巖坪巖楔(碳酸鹽巖重力流)和臺(tái)相碳酸鹽巖沉積(石槽河組)。在此期間,來自黃陵結(jié)晶基底和少部分來自海底火山噴發(fā)含銅物質(zhì)沉積在石槽河組下部紫紅色白云巖與灰白色白云巖的交互部位,形成銅礦的礦源層,紫色層巖石含較高鹵族元素。沉積中期,神農(nóng)架盆地進(jìn)入穩(wěn)定期,經(jīng)歷了多次相對海平面的升降旋回,沉積了大窩坑組、礦石山組穩(wěn)定的臺(tái)地相碳酸鹽巖和濱海相陸源碎屑巖及赤鐵礦層,形成了以神農(nóng)架主峰鐵礦為代表的神農(nóng)架式鐵礦。

新元古代早期,在會(huì)聚體制下發(fā)生板塊碰撞,導(dǎo)致中元古代裂谷的逐漸關(guān)閉。因碰撞產(chǎn)生高熱使下地殼物質(zhì)重熔,形成基性物質(zhì)上涌,在進(jìn)一步分異作用下形成中酸性的巖漿。隨著巖漿的侵位,形成了黃陵巖體。

中元古代末—新元古代早期,區(qū)域上發(fā)生了一次十分巨大的造山運(yùn)動(dòng)(晉寧運(yùn)動(dòng)),晉寧運(yùn)動(dòng)的擠壓、會(huì)聚造成中新元古代地層發(fā)生變形變質(zhì),黃陵地區(qū)臺(tái)相沉積組合(黃涼河巖組)經(jīng)變質(zhì)作用演化為含石墨石榴子石黑云斜長片麻巖—含石墨紅柱石十字石矽線石二云石英片巖—含石墨石榴子石矽線石黑云斜長片麻巖建造,形成變質(zhì)型(變成型)石墨、石榴石、矽線石等礦床。石槽河組銅礦源層產(chǎn)生層間斷隆、裂隙,發(fā)育含銅石英脈型、硫化物脈型和含銅碎裂巖型銅礦石,形成以關(guān)門山銅礦為代表的銅礦床。大量的同碰撞、后碰撞中酸性花崗巖,巖漿期后含礦熱液在熱動(dòng)力的作用下,沿?cái)嗔褞нw移、交代、沉淀富集形成熱液型金礦、硫鐵礦。礦體嚴(yán)格受斷裂構(gòu)造控制,以脈狀為主。

新元古代南華紀(jì)晚期為區(qū)域性的冰期沉積,成礦帶內(nèi)保留有古城、南沱兩期冰磧巖,在間冰期的大塘坡組中沉積了以長陽古城錳礦為代表的古城式錳礦。

震旦紀(jì)早世早期,海平面快速上升,海侵迅速而短暫,帶內(nèi)淪為淺海盆地,沉積陡山沱組下部炭質(zhì)、泥質(zhì)、粉砂質(zhì)頁巖;震旦紀(jì)早世中期,海水漸退,轉(zhuǎn)變?yōu)榕_(tái)地前緣斜坡—臺(tái)地邊緣生物礁相,沉積了陡山沱組中下部的含磷白云巖及磷塊巖,為省內(nèi)重要的荊襄式磷礦的賦礦層位,并在黃陵地區(qū)北西緣、南緣以及長陽等地形成沉積型銀(釩)礦床;震旦紀(jì)早世晚期—震旦紀(jì)晚世,成礦帶范圍內(nèi)振蕩持續(xù)抬升,并形成統(tǒng)一陸臺(tái),沉積陡山沱組上部及燈影組淺海陸棚相—臺(tái)地相的厚層塊狀白云巖,其間沉積了鉛鋅礦富集層,是冰洞山式、凹子崗式鉛鋅礦賦礦層位。在北緣宜城和鐘祥地區(qū)燈影組內(nèi)沉積了鄧家崖式磷礦床。

4.2 早古生代成礦歷史演化

成礦帶早寒武世繼承了震旦紀(jì)燈影期的地貌格局,總體上北高南低,海水由西南方向侵入,沉積了一套以含碎屑碳酸鹽巖為主體的巖性組合,在厚度上表現(xiàn)為南厚北薄的特征。從早寒武世至晚寒武世主要沉積相區(qū)有陸棚相、臺(tái)地邊緣淺灘相及開闊海臺(tái)地沉積相。長陽地區(qū)早寒武世牛蹄塘組地層廣泛分布于長陽背斜東段翼部,形成李家灣、朱家墩等釩鉬礦床。黃陵斷穹地區(qū)的雞公嶺、玉石嶺、盤臺(tái)山、洪家庵、石牌等地段有鎳、鉬、釩礦化,未形成工業(yè)礦床。鶴峰地區(qū)早寒武世牛蹄塘組為一套炭質(zhì)、硅質(zhì)泥巖為主的陸棚相沉積,由下至上組成硅質(zhì)—泥砂質(zhì)—碳酸鹽建造。其下部沉積釩、鉬、磷等礦產(chǎn),形成了走馬坪式磷、釩礦。中—晚寒武世黔江—咸豐—鶴峰一線以北地區(qū)為開闊海臺(tái)地沉積相區(qū)。開闊海臺(tái)地沉積相區(qū)以南的臺(tái)地邊緣淺灘沉積相區(qū)從早寒武世石龍洞組—晚寒武世婁山關(guān)組沉積了以灰?guī)r、顆粒白云巖、疊層石白云巖、細(xì)晶白云巖為主體的含鉛鋅礦沉積組合。奧陶紀(jì)南津關(guān)組、紅花園組沉積了含鋇碳酸鹽巖(Ba元素含量高達(dá)3 444×10-6～12 214×10-6),分別構(gòu)成鉛、鋅、重晶石礦的礦源層。

4.3 晚古生代成礦歷史演化

成礦帶早中泥盆世仍然保持了志留紀(jì)末期的古陸環(huán)境,經(jīng)過中晚志留世—早中泥盆世長期剝蝕夷平作用,在中晚泥盆世時(shí)開始了新生盆地的旋回過程。中泥盆世發(fā)生的海侵自南向北擴(kuò)展,泥盆紀(jì)沉積也自南向北超覆,厚度向北減薄,區(qū)域上泥盆紀(jì)最低層位向北逐漸提高。縱向上表現(xiàn)為相對海平面的持續(xù)加深,南部由底至頂接受前濱相石英砂巖(云臺(tái)觀組)—近濱相砂頁巖(黃家蹬組)—遠(yuǎn)濱相泥質(zhì)條帶生物灰?guī)r(寫經(jīng)寺組)沉積,在宜昌—恩施地區(qū)沉積了豐富的寧鄉(xiāng)式鐵礦和硅石礦床。

石炭紀(jì)處于頻繁暴露環(huán)境,早世和晚世各經(jīng)歷一次有限的海侵旋回,形成廣泛的隆升暴露不整合界面。早世海侵僅發(fā)生于局部地區(qū),呈近東西向展布,大部地區(qū)缺失,以濱岸沼澤相砂頁巖為主(高驪山組與和州組),在五峰—松滋地區(qū)形成銹水溝式硫鐵礦床;晚世海侵范圍略有擴(kuò)大,接受臺(tái)地—局限臺(tái)地相生物灰?guī)r和白云巖沉積(大埔組與黃龍組)。

此前泥盆紀(jì)—石炭紀(jì)時(shí)新生盆地發(fā)展并不徹底,早二疊世仍然延續(xù)了前期震蕩沉降和沉積調(diào)整過程,出現(xiàn)了全成礦帶沉積間斷,形成小范圍的淺灘相(船山組),中二疊世逐漸變?yōu)橄蜿懗驳臑I海沼澤相環(huán)境(梁山組),沉積了煤、雙砦子式鋁土礦、管驛溝式硫鐵礦,且煤和硫鐵礦緊密共生。此時(shí)湖北省境構(gòu)造格局清楚地表現(xiàn)為“二隆夾一坳”,即北部為隆升的秦淮古陸與南部隆升的江南古陸,兩隆之間夾持著近東西向大型波狀坳陷盆地——湖北(？)坳陷。梁山期陸表海環(huán)境中接受了海陸交互相的含煤巖系(梁山煤系)沉積,在松滋、宜都、巴東麻沙、遠(yuǎn)安百里荒等地有厚度較大、發(fā)育較穩(wěn)定的煤層。至中二疊世晚期才進(jìn)入了穩(wěn)定的沉降階段,接受了厚度較大的碳酸鹽巖沉積(棲霞組與茅口組),在恩施雙河沉積了含硒巖系和恩施新塘—宣恩長潭一帶的菊花石礦。晚二疊世始,隨著南、北兩古陸的抬升與擴(kuò)展,一方面使夾于其間的湖北坳陷下降,成為湖北海,接受西南海水入侵;另一方面使新成的湖北海南、北兩緣成為古陸的濱岸海灘,并由此沉積了晚二疊世早期龍?zhí)镀诘臑I海沼澤相煤系(龍?zhí)睹合?、磺廠坪式硫鐵礦和晚期吳家坪組底部的楊榨式累托石礦。

4.4 中生代成礦歷史演化

早中三疊世時(shí)期,成礦帶進(jìn)入盆地萎縮階段,海水全面退卻,由陸棚—開闊海臺(tái)地相灰泥巖、顆?；?guī)r(大冶組)向局限臺(tái)地相白云巖(嘉陵江組)轉(zhuǎn)變,在建南盆地和利川盆地的嘉陵江組中沉積了巖鹽等礦產(chǎn)。由于印支運(yùn)動(dòng)的影響開始顯現(xiàn),地殼持續(xù)抬升,中三疊世中晚期,殘留海盆范圍進(jìn)一步縮小,在西部伴隨小規(guī)模的海侵及海退,形成巴東組潮坪—瀉湖相紫紅色碎屑巖夾碳酸鹽巖沉積,同時(shí)沉積了巖鹽等礦產(chǎn)。

晚三疊世始,隨著太平洋板塊向亞洲陸殼的俯沖,亞洲陸殼從西向東的仰沖位移,省境陸殼隨之伸展張裂,新生一系列內(nèi)陸坳陷盆地,即秭歸、利川、荊當(dāng)?shù)鹊氐嫩晗菖璧?。盆地?nèi)沉積作用與坳陷作用同時(shí)發(fā)生,在淡水湖泊相為主要沉積的同時(shí),伴生有湖泊沼澤相含煤沉積,形成湖北省繼二疊紀(jì)梁山組沉積期、龍?zhí)督M沉積期之后的第三期沉積期,即晚三疊世九里崗組、早侏羅世桐竹園組沉積期的賦煤巖系(香溪煤系),在荊當(dāng)盆地、秭歸盆地成煤較好。

晚白堊世,由于斷塊的不均衡垂直升降作用,總體上表現(xiàn)為北北西向斷塹和斷隆并置的特點(diǎn),同沉積了一套紅色磨拉石建造,在荊門、當(dāng)陽等地的跑馬崗組形成中、大型石膏礦床。

印支—燕山期,蓋層全面褶皺,在上揚(yáng)子古陸塊北緣經(jīng)歷了十分復(fù)雜的陸—陸碰撞造山過程(雙側(cè)造山)。以陽日—九道斷裂為界,以北形成了大巴山—大洪山前陸褶沖帶(龍門山—大巴山(陸緣坳陷)成礦帶),往南則以褶斷構(gòu)造為特征(神農(nóng)架—荊門臺(tái)坪褶皺帶)、黃陵變質(zhì)基底南部以褶皺造山為主(八面山臺(tái)坪褶皺帶)的構(gòu)造格局(上揚(yáng)子中東部成礦帶)。這個(gè)過程改造了鉛鋅礦、重晶石礦和硒礦的含礦巖系,形成了 “江家埡式”鉛鋅礦、南莊坪式重晶石礦,使雙河式硒礦、冰洞山式和凹子崗式鉛鋅礦更加富集。近年來高羅一帶銅鉛鋅礦亦有較好的找礦效果。

5 礦床成礦系列

綜上所述,鄂西成礦帶成礦地質(zhì)作用的生成、發(fā)展、疊加、改造形成的各類礦床,記錄了其區(qū)域成礦地質(zhì)作用演化進(jìn)程中的4個(gè)主要成礦階段——元古代、早古生代、晚古生代和中生代成礦階段。經(jīng)總結(jié)鄂西區(qū)域成礦地質(zhì)作用發(fā)生、發(fā)展的時(shí)空環(huán)境,各類礦床的分布、組合,礦床的相互關(guān)聯(lián)、依存及轉(zhuǎn)化等的過程及結(jié)果。參考《湖北省礦床成礦系列》[2]、《中國成礦體系與區(qū)域成礦評價(jià)》[3],構(gòu)建了鄂西成礦帶礦床成礦系列。包括2個(gè)成礦系列組,11個(gè)成礦系列、14個(gè)成礦亞系列,共建立了19個(gè)礦床式(表1)。并最終完成與全國礦床成礦系列對接,與相鄰省(市、區(qū))礦床成礦系列“同物同名”。而不能與全國礦床系列對接,且為湖北省獨(dú)有的“系列”則以新增的亞系列編號(hào)列出[4]。

表1 鄂西成礦帶成礦系列劃分簡表

注:系列編號(hào)說明,如“Pt3-4S“Pt3為地質(zhì)時(shí)代;-4為系列編號(hào);S為沉積成礦系列;I為巖漿成礦系列; 亞系列編號(hào)說明,為系列編號(hào)后加上標(biāo)序號(hào),如Pt2-42。

6 結(jié)語

鄂西成礦帶在元古代、早古生代、晚古生代和中生代4個(gè)成礦階段形成了豐富的礦產(chǎn)。本文以成礦系列理論為指導(dǎo)、以成礦地質(zhì)構(gòu)造演化為主線研究了這些礦產(chǎn)的時(shí)空分布,總結(jié)出了成礦帶成礦的時(shí)空演化特征,期待為鄂西成礦帶的地質(zhì)找礦工作提供一定的前瞻性。

致謝:在此感謝審稿專家的精心指導(dǎo)!

[1] 徐志剛,陳毓川,王登紅,等.中國成礦區(qū)帶劃分方案[M].北京:地質(zhì)出版社,2008.

[2] 李均權(quán),譚秋明,李江洲,等.湖北省礦床成礦系列[M].武漢:湖北省科學(xué)技術(shù)出版社,2005.

[3] 陳毓川.中國成礦體系及區(qū)域成礦評價(jià)[M].北京:地質(zhì)出版社,2007.

[4] 周少東,張文勝,陳覓,等.湖北省礦床成礦系列再認(rèn)識(shí)[J].資源環(huán)境與工程,2016,30(2):151-158.

(責(zé)任編輯：于繼紅)

Metallogenic Geological Characteristics and Metallogenic Evolution ofMetallogenic Belt in Western Hubei

JIAN Yubin1, ZHOU Shaodong1, CHEN Jialin2, WANG Zhiyuan1

(1.HubeiGeologicalSurvey,Wuhan,Hubei430034; 2.SeventhGeologicalBrigadeofHubeiGeologicalBureau,Yichang,Hubei443000)

The metallogenic belt in Western Hubei has experienced many stages,such as the basement,the formation of the cover and the multi-stage tectonic magmatic activity,and so on. The metallogenic series theory as a guide,from the four mineralization stages incuding Proterozoic,early Paleozoic,Late Paleozoic and Mesozoic,the authors sum up characteristics of metallogenic geological evolution,spatial & temporal distribution of deposit and genetic sequence,divide into 11 metallogenic series and 16 sub metallogenic series and establish 19 deposit types.

metallogenic geological characteristics; metallogenic evolution; metallogenic series of ore deposits; western Hubei

2016-01-08;改回日期:2016-06-06

簡玉兵(1968-),男,高級(jí)工程師,地質(zhì)礦產(chǎn)專業(yè),從事礦產(chǎn)勘查和綜合研究工作。E-mail:624766682@qq.com

P612

A

1671-1211(2016)04-0567-06

10.16536/j.cnki.issn.1671-1211.2016.04.004

數(shù)字出版網(wǎng)址:http://www.cnki.net/kcms/detail/42.1736.X.20160707.1404.014.html 數(shù)字出版日期:2016-07-07 14:04