王友勝，誾元良，彭益韜，王 宇

(湖北省地質(zhì)局 第一地質(zhì)大隊，湖北 大冶 435100)

殷祖巖體從成礦專屬性看，是銅、金、鐵、鎢礦床的重要含礦母巖體。而從已發(fā)現(xiàn)和探明的礦床點(diǎn)分布特征看，其與本區(qū)另外五大巖體差別巨大：殷祖巖體及周邊僅零星分布少量銅、金、鐵、鎢礦點(diǎn)，區(qū)內(nèi)無大中型礦床出露。北側(cè)僅有的銅山口、龍角山大中型銅鉬礦與殷祖主巖體關(guān)系也不密切。近三十年來，不同地勘科研單位對殷祖巖體及其周邊圍巖的含礦性進(jìn)行了再探索和研究，總體來看，仍沒有取得實(shí)質(zhì)性重大突破。本文試圖從解剖殷祖巖體的巖石特征方面入手，對殷祖巖體的找礦方向進(jìn)行探討。

1 巖石特征

研究區(qū)位于鄂東南三角區(qū)中的大冶—陽新凹褶斷束的西端，殷祖—筠山復(fù)式倒轉(zhuǎn)背斜西段核部，殷祖主巖體及其周邊圍巖的接觸部位。

1.1 巖石地質(zhì)特征

殷祖巖體的主巖體出露面積約87 km2，周長約86 km。巖體空間上近似呈倒“Z”形展布，長軸近NE向延伸，中段巖體近NW向延伸，兩端巖體均呈近SN向延伸，使巖體多處不規(guī)則“港灣”狀開叉。

殷祖巖體主體巖性為黑云母石英正長閃長巖(見圖1)，另有少量黑云母透輝石正長閃長巖、花崗閃長斑巖零星出露。主巖體中發(fā)育較多中晚期的花崗閃長斑巖、輝綠玢巖、石英閃長玢巖、閃長玢巖等脈巖。主巖體北側(cè)圍巖以三疊系—石炭系的海相碳酸鹽巖為主，南側(cè)主要以泥盆系—志留系河湖相碎屑巖為主。

圖1 殷祖巖體區(qū)域地質(zhì)礦產(chǎn)略圖Fig.1 Regional geological and minerals sketch map of Yinzu rock mass1.白堊系—侏羅系；2.三疊系—石炭系；3.泥盆系—志留系；4.黑云母石英正長閃長巖；5.黑云母透輝石正長閃長巖；6.花崗閃長斑巖；7.石英閃長玢巖；8.閃長玢巖；9.石英正長閃長巖；10.鐵礦床(點(diǎn))；11.銅礦床(點(diǎn))；12.金礦床(點(diǎn))；13.銅鉬礦床(點(diǎn))。

據(jù)LA-ICP-MS鋯石U-Pb年代學(xué)數(shù)據(jù)顯示[1]，殷祖巖體至少有兩次巖漿侵位活動。該巖體的主體巖性為黑云母石英正長閃長巖，侵位于(148±1) Ma；更早期黑云母透輝石正長閃長巖侵位于(151±1) Ma。數(shù)據(jù)顯示兩次巖漿侵位均屬于燕山早期，即殷祖主巖體侵入時間為燕山早期第二次侵入活動期，南西側(cè)鄒清附近更早的黑云母透輝石正長閃長巖侵入時間為燕山早期第一次侵入活動期。另外，在西涼亭附近還出露有燕山早期第四次侵入的花崗閃長斑巖體和燕山中晚期侵入的脈巖。

1.2 巖石礦物特征

1.2.1主要造巖礦物特征

斜長石：有序度為0.2～1，An值為3～44，其種屬不僅與巖石酸度有關(guān)，也受圍巖性質(zhì)及后期蝕變作用影響?？傮w特征是隨著巖石由偏基性向偏酸性方向演化，An值逐漸降低，晚期巖石較早期巖石有序度高。

鉀長石：區(qū)內(nèi)鉀長石有兩種結(jié)構(gòu)形態(tài)，絕大多數(shù)為中正長石，少數(shù)為高正長石；單斜有序度為0.27～0.60，多為0.41～0.58。較早形成的鉀長石單斜有序度較高。

角閃石：在鈣質(zhì)角閃石亞族的分類圖解中，屬鈣鎂閃石—陽起石系列。采用Schmidt(1992)的鎂角閃石壓力計，計算得到角閃石成巖壓力為0.55×108～3.01×108Pa。

石英：含量為5%～20%，一般在侵入巖中是最晚完成結(jié)晶的礦物，多呈不規(guī)則他形晶體充填在其他礦物之間。在花崗斑巖或石英斑巖等淺成相中，常有高溫型六方雙錐石英斑晶。

黑云母：本區(qū)黑云母成分接近，多屬鎂質(zhì)黑云母，反映它們的形成環(huán)境相似，含鎂系數(shù)Mf[Mg/(Mg+Fe+Mn)]為0.464～0.706，一般>0.5，說明成巖物質(zhì)來源較深。

輝石：主要見于偏中性輝石閃長巖中，均為次透輝石。

1.2.2副礦物特征

區(qū)內(nèi)侵入巖常見的副礦物為磁鐵礦、磷灰石、榍石、鋯石以及赤鐵礦、褐簾石、銳鈦礦、金紅石、綠簾石、黃鐵礦，此外偶見獨(dú)居石、電氣石、磷釔礦等。副礦物組合主要為磁鐵礦—榍石—磷灰石—鋯石型。

鋯石含量一般為0.1～1 g/10 kg，晶體出現(xiàn)最多為{110}和{100}兩個四方錐，{131}、{311}復(fù)四方雙錐與{111}四方雙錐組成聚形。在巖體內(nèi)，隨著巖漿由中性向酸性方向演變，鋯石含量增加；晶形由復(fù)雜到簡單，Zr/Hf比值下降；同時鋯石與榍石含量之比逐漸升高。

磁鐵礦含量變化在0.86～263.4 g/10 kg，平均64.2 g/10 kg，一般偏基性巖石含磁鐵礦較高，偏酸性巖石含量低，化學(xué)成分相當(dāng)于林師整(1982)[2]的低鈦磁鐵礦、王順金(1984)的低鈦低釩磁鐵礦[3]。

1.3 包裹體特征

殷祖巖體中含包裹體的造巖礦物較多，以石英含包裹體最為豐富，各種熔融包裹體和流體包裹體均存在。

熔融包裹體多為3～15 μm。一般情況下，燕山晚期侵入巖較燕山早、中期侵入巖含熔融包裹體更為豐富，后者各單元均一溫度偏低，為850～1 020 ℃，平均1 004 ℃，前者均一溫度較高，為830～1 130 ℃，平均1 043 ℃。

巖石中礦物包裹體流體成分復(fù)雜，鹽水體系較多，常見組合為：NaCl-H2O，NaCl-KCl-H2O，NaHCO3-H2O，含鹽度9.60～60.83 wt%。在巖體內(nèi)部，早期侵入巖含鹽度高。含礦性好的巖體，其礦物包裹體復(fù)雜，常出現(xiàn)石鹽子礦物。

1.4 巖石化學(xué)特征及其成巖成礦關(guān)系

1.4.1主要氧化物含量及數(shù)值特征

與中國同類巖石相比，區(qū)內(nèi)巖石類型SiO2含量略為偏高[4]。但SiO2含量變化幅度較小，一般在61.29%～64.18%，反映該區(qū)巖漿分異不完全(見表1)。

表1 殷祖巖體主要氧化物地球化學(xué)特征表Table 1 Geochemical characteristics of main oxides in Yinzu rock body

研究區(qū)內(nèi)基性組分(Fe2O3+FeO+MnO+MgO+CaO)呈順向分異特征。從早期至晚期侵入體、基性組分逐漸降低。

區(qū)內(nèi)巖石堿總量(K2O+Na2O)大多高于中國同類巖石含量，變化范圍6.41%～6.42%，Na2O/K2O比值為1.00～1.51，屬富堿適中富鈉型巖石。

區(qū)內(nèi)巖漿分異指數(shù)(DI)最高為63.5，最低為50.3，分異指數(shù)相差較小，巖漿分異不徹底。

區(qū)內(nèi)侵入巖含鋁指數(shù)[Al2O3/(Na2O+K2O+CaO)]，閃長巖類為0.63～0.94，石英閃長巖類—花崗閃長巖類為0.84～1.01，花崗巖類為1.01～1.07。從早至晚，含鋁指數(shù)升高。結(jié)合殷祖主巖體均為燕山早期侵入,巖性以石英正長閃長巖為主,含鋁指數(shù)不高,也即本區(qū)的巖漿同化混染作用不強(qiáng)。

按皮科克(1971)的鈣堿指數(shù)(CA)值，本區(qū)CA值為55.2～58.2，以鈣堿性巖為主[4]。

1.4.2微量元素地球化學(xué)特征

與世界同類巖石相比，本區(qū)Cr、Bi等元素含量高，B、Rb、Nb、Ni、Mn等含量低，可能與本區(qū)基底的區(qū)域地質(zhì)背景有關(guān)。

親石元素Rb、Th、Nb、Be、Ba、Sr、Zr、P和過渡元素Mn、Ti、V、Co、Ni含量與巖石的酸度、堿度及侵入時間有一定的聯(lián)系。在殷祖巖體內(nèi)，從偏基性到偏酸性巖石親石元素Rb、Nb、Th含量有升高的趨勢，Sr、P含量逐漸下降；過渡元素含量均逐漸降低。晚期侵入體較早期侵入體Sr、P含量明顯增高(見表2)。

表2 殷祖巖體部分微量元素地球化學(xué)特征表Table 2 Geochemical characteristics of some trace elements in Yinzu rock body

成礦元素及部分親硫元素的含量與礦化作用有關(guān)。Cu、Au、Ag、Mo、W等元素在成礦巖石中一般高于世界巖石維氏值2倍以上。

根據(jù)R型聚類分析，本區(qū)侵入巖中微量元素可分為三個大的組合。第Ⅰ組合：Rb、Zr、Th、Cr、Nb、Ba，以親石元素為主；第Ⅱ組合：Sr、F、Ni、Ti、Pb、Mn、Co、P、V、As，以過渡金屬元素為主，其含量一般隨巖石酸度及堿度遞增而減少；第Ⅲ組合：Bi、Cu、Mo、Au、As，為本區(qū)主要成礦元素及與之緊密相關(guān)的元素。

1.4.3稀土元素地球化學(xué)特征

與世界同類巖石相比，本區(qū)中酸性侵入巖稀土元素豐度值偏低。輕稀土元素與重稀土元素比值(∑Ce/∑Y)變化范圍為4.34～4.46。隨著巖石從偏基性到偏酸性方向演化，∑Ce/∑Y比值逐漸增大。

本區(qū)δEu異常值較小，為0.87～0.89，總體上屬銪弱虧損型，可能與巖漿中少量殼源物質(zhì)的混入作用有關(guān)(見表3)。

表3 殷祖巖體稀土元素地球化學(xué)特征表Table 3 Geochemical characteristics of rare earth elements in Yinzu rock body

區(qū)內(nèi)各巖石稀土元素的分配形式基本一致，均呈向右傾斜曲線，曲線斜率(LaN/YbN)較陡，均在10以上，且分布范圍集中，顯示了巖漿的同源性。

對區(qū)內(nèi)侵入巖大量稀土數(shù)據(jù)的因子分析表明：Tb元素具親輕稀土的性質(zhì)，Tm在重稀土元素中顯示較明顯的異常。區(qū)內(nèi)侵入巖稀土元素異常型式為“--++”，反映了殼幔同熔特點(diǎn)。

1.4.4同位素地球化學(xué)特征

硫同位素：區(qū)內(nèi)各類巖石硫同位素δ34S組成多數(shù)<+5‰(-0.8‰～+3.1‰)，變化范圍窄，具塔式分布，與隕石硫相當(dāng)；少數(shù)巖石δ34S為+5.22‰～+18.25‰，具多硫源特征，介于隕石硫與沉積硫之間。本區(qū)侵入巖δ34S平均為+4.18‰，與徐克勤同熔型花崗巖類(-3.5‰～+9.5‰)一致[5]。侵入巖與其伴生礦床δ34S基本相同，表明二者多具同源性。

氧同位素：區(qū)內(nèi)氧同位素δ18O值9.2‰～9.8‰，平均9.5‰，相當(dāng)于同熔型的7.5‰～10‰(徐克勤，1984)或I型的5‰～10‰(查佩爾，1974)，屬泰勒(1978)所劃分的正常δ18O(6‰～10‰)范圍[4]。由早期至晚期侵入體δ18O值下降?？臻g上由南西向北東方向，δ18O值下降。

鉛同位素：巖漿巖全巖鉛、長石鉛組成比較穩(wěn)定均一，其中206Pb/204Pb平均18.052，207Pb/204Pb平均15.498，208Pb/204Pb平均38.437，屬正常鉛范圍，其來源物質(zhì)中U/Pb比值較低，說明地幔組分較多。(206Pb+207Pb+208Pb)/204Pb為71.613，208Pb/204Pb為2.12，相當(dāng)于饒冰(1988)總結(jié)華南不同成因類型花崗巖中的同熔型花崗巖[6]。其中(206Pb+207Pb+208Pb)/204Pb自燕山早、中期至燕山晚期逐漸變小，說明巖石中放射性成因鉛略有減少之勢。

2 成巖機(jī)制分析

結(jié)合殷祖巖體產(chǎn)出地質(zhì)特征分析，該巖體平面上形態(tài)不規(guī)則，具鋸齒狀的接觸界線，巖體邊界少有圍巖棱角狀捕虜體；缺乏內(nèi)部定向組構(gòu)，具典型巖漿結(jié)構(gòu)；圍巖未因巖漿侵入而發(fā)生變形等?？梢源_定殷祖主巖體以被動侵位作用中的單一巖墻擴(kuò)展方式侵入。即巖漿沿先存殷祖背斜核部及斷裂構(gòu)造復(fù)合虛脫部位，在區(qū)域拉伸作用下被動式上升，密度倒置與均衡調(diào)節(jié)雙重作用下侵位形成。圍巖為未變質(zhì)的脆性巖層，巖漿與圍巖間有較大的韌性差；侵入空間截切印支期擠壓造山帶，與圍巖的產(chǎn)狀多不協(xié)調(diào)，表明巖漿是在拉伸的區(qū)域應(yīng)力場條件下侵位的。主要侵位時間為燕山早期，而燕山中晚期主要是一些后期脈巖活動。其巖漿侵位順序先后為：鄒清、殷祖、西涼亭、美人尖。

根據(jù)巖石稀土元素及氧化物地球化學(xué)特征分析，殷祖巖體巖石稀土總量低，稀土元素異常型式為“--++”，銪虧損不強(qiáng)烈，S/I指數(shù)(Al2O3/(Na2O+K2O+CaO)指數(shù))<1.1，這些都說明該殷祖巖體主體巖漿(石英正長閃長巖)是來源于上地幔，且同化混染地殼物質(zhì)較少。

從殷祖巖體巖石化學(xué)特征上分析，本區(qū)侵入巖SiO2含量略為偏高，但SiO2含量變化幅度較小，在61.29%～64.18%間；堿總量(K2O+Na2O)在6.41%～6.42%較窄范圍內(nèi)變化，但高于中國同類巖石含量；Na2O/K2O比值為1.00～1.51，總體屬富堿適中富鈉型巖石；基性組分(Fe2O3+FeO+MnO+MgO+CaO)呈順向分異特征，從早期至晚期侵入體、基性組分從20.24%～12.60%逐漸降低；這些證據(jù)再次表明：殷祖巖體原始巖漿主要來源于上地幔，是粘度較低的巖漿。另外，殷祖巖體分異指數(shù)(DI)50.3～63.5，分異指數(shù)相差較??；侵入巖含鋁指數(shù)[Al2O3/(Na2O+K2O+CaO)]不高；并結(jié)合野外觀察，巖石整體相變特征不明顯。綜合分析認(rèn)為該巖體巖漿分異不徹底，同化混染作用不強(qiáng)。

結(jié)合殷祖巖體包裹體資料分析，本區(qū)巖漿中熔融包裹體大小多為3～15 μm。燕山早期晚階段侵入的斑巖及脈巖較燕山早期第二次侵入的主巖體含熔融包裹體更為豐富，后者各單元均一溫度偏低，為850～1 020 ℃，平均1 004 ℃，前者均一溫度較高，為830～1 130 ℃，平均1 043 ℃。巖石中礦物包裹體流體成分復(fù)雜，鹽水體系較多，常見組合為：NaCl-H2O，NaCl-KCl-H2O，NaHCO3-H2O，含鹽度9.60～60.83 wt%。在巖體內(nèi)部，早期早階段侵入巖含鹽度高。綜合以上包裹體資料，殷祖主巖體(石英正長閃長巖)的原始巖漿經(jīng)過長距離運(yùn)移后侵位時溫度偏低，且揮發(fā)份含量也略有下降。

3 找礦標(biāo)志及找礦方向

微觀上，殷祖巖體中單礦物微量元素含量與成礦關(guān)系密切。原生黑云母中金含量>20×10-9，是成金礦的肯定標(biāo)志；成礦斑巖體中原生黑云母F、Cl平均含量分別為0.54%和0.13%；黃鐵礦中銅高(>1 000×10-6)、鉬高(>300×10-6)是成銅成鉬的有利條件。磁鐵礦含金高(>20×10-9)是金礦化的標(biāo)志。另外，巖漿巖中硫豐度>590×10-6，標(biāo)準(zhǔn)離差大，也是本區(qū)巖石成礦的有效指標(biāo)。

根據(jù)本區(qū)同位素地球化學(xué)特征資料分析，區(qū)內(nèi)硫、氧同位素組成與殷祖巖體成礦專屬性相關(guān)密切。從銅金→銅鎢鉬，巖石δ34S呈逐漸下降趨勢，δ18O值逐漸升高。另外，該巖體(206Pb+207Pb+208Pb)/204Pb比值72.044，說明其相對富放射性成因鉛，是成銅較好的標(biāo)志。

結(jié)合本區(qū)稀土元素地球化學(xué)資料分析，以δCe、δEu、δTb、δTm為序，對該區(qū)侵入巖各巖石單位進(jìn)行成礦專屬性判別發(fā)現(xiàn)：本區(qū)存在有與銅、鐵礦有關(guān)的“-0++”異常型式、與銅金有關(guān)的“--00”異常型式。

從宏觀上分析，殷祖巖體南東側(cè)發(fā)育大量中基性、中酸性小斑巖體和巖脈，圍繞這些小斑巖體和巖脈產(chǎn)出有朱成山[7]、馬對于、美人尖、張海、鄒清等銅金礦點(diǎn)。這說明殷祖巖體南東側(cè)巖漿期后熱液活動還是比較強(qiáng)；且有較多金礦化點(diǎn)出現(xiàn)，反映巖體來源較深。

從殷祖巖體空間展布形態(tài)分析，主巖體在北西端存在明顯的被動侵位特征；且該巖體北西端與銅山口含礦斑巖體相鄰，二者之間存在千絲萬縷的地質(zhì)作用關(guān)系；區(qū)內(nèi)在甲城山背斜東西兩側(cè)還發(fā)育馬嶺蘆鎢礦點(diǎn)、余盛及胡家灣銅鉬礦點(diǎn)。綜合這些特征說明殷祖巖體北西端巖漿期后熱液礦化作用較為強(qiáng)烈，圍巖條件和礦化富集部位均為有利。

4 結(jié)論

4.1 殷祖巖體南東側(cè)是尋找脈型及蝕變巖型銅金礦的有利地段

綜合殷祖巖體地質(zhì)及巖石地球化學(xué)特征分析，在殷祖巖體南東側(cè)以脈型及蝕變巖型銅金礦為主攻方向[8-9]，選擇成礦有利富集部位開展進(jìn)一步地質(zhì)工作還是有可能取得找礦突破的。

4.2 殷祖巖體北西端是尋找接觸交代型及斑巖型銅鎢鉬礦有利地段

綜合殷祖巖體地質(zhì)及巖石地球化學(xué)特征分析，在殷祖巖體北西端以接觸交代型及斑巖型銅鎢鉬礦為主攻方向，開展進(jìn)一步地質(zhì)工作取得找礦突破的可能性也比較大。