余國(guó)飛, 魏克濤, 張曉軍, 王 成, 沈 軍,尚世超, 劉孟合, 張 柳

鄂東南地區(qū)賦存于沉積巖中金礦床的勘查進(jìn)展和研究現(xiàn)狀

余國(guó)飛1, 魏克濤1, 張曉軍2*, 王 成3, 沈 軍1,尚世超1, 劉孟合1, 張 柳1

(1. 湖北省地質(zhì)局 第一地質(zhì)大隊(duì), 湖北 大冶 435100; 2. 中國(guó)地質(zhì)大學(xué)(武漢) 資源學(xué)院, 湖北 武漢 430074; 3. 新疆地質(zhì)調(diào)查院, 新疆 烏魯木齊 830000)

賦存于沉積巖中的金礦床包括了絕大部分卡林型、少數(shù)造山型和部分斑巖成礦系統(tǒng)外圍浸染型金礦床。鄂東南地區(qū)是長(zhǎng)江中下游七個(gè)重要礦集區(qū)之一, 發(fā)育一系列與巖漿巖有關(guān)的矽卡巖型、斑巖型礦床, 以往的勘探和研究也主要圍繞著巖體及接觸帶附近的斑巖、矽卡巖型礦床展開(kāi)。對(duì)于巖漿巖外圍賦存于沉積巖中的金礦床雖然也有發(fā)現(xiàn), 但并未引起足夠重視。近年來(lái), 以張海和豐山地區(qū)為代表的賦存于沉積巖中的金礦床取得了重要的勘查進(jìn)展, 查明或預(yù)測(cè)金資源儲(chǔ)量達(dá)到中型或大型規(guī)模, 使得部分學(xué)者對(duì)鄂東南地區(qū)這類(lèi)礦床的找礦前景和礦床成因開(kāi)始重新審視。本文系統(tǒng)梳理了鄂東南地區(qū)賦存于沉積巖中金礦床的勘查進(jìn)展和研究現(xiàn)狀, 對(duì)不同分布區(qū)典型金礦床的礦化地質(zhì)特征進(jìn)行了總結(jié)和對(duì)比, 提出了今后工作中亟需解決的關(guān)鍵地質(zhì)問(wèn)題, 為該區(qū)下一步的勘探和研究帶來(lái)新的啟示。

沉積巖容礦; 卡林型; 造山型; 斑巖成礦系統(tǒng); 鄂東南地區(qū)

0 引 言

賦存于沉積巖中的金礦床是目前世界上最重要的金礦床類(lèi)型之一, 提供了世界上一半以上的黃金儲(chǔ)量, 具有重要的經(jīng)濟(jì)價(jià)值(Berger et al., 2014)。這類(lèi)礦床是指礦石礦物以微細(xì)浸染狀分布在地殼淺部未變質(zhì)或淺變質(zhì)沉積巖中、發(fā)育中?低溫?zé)嵋何g變的金礦化類(lèi)型。根據(jù)金的賦存狀態(tài)、礦化元素組合、熱液蝕變特征、成礦流體和成礦物質(zhì)來(lái)源以及與巖漿活動(dòng)的關(guān)系, 該類(lèi)礦床主要分為卡林型、造山型以及斑巖成礦系統(tǒng)遠(yuǎn)端中?低溫細(xì)脈浸染型金礦床三種類(lèi)型(Hofstra and Cline, 2000; Lang and Baker, 2001; Groves et al., 2003)。其中幾乎所有卡林型金礦均賦存于未變質(zhì)或淺變質(zhì)的碳酸鹽巖或鈣質(zhì)細(xì)碎屑巖(包括濁積巖)之中; 造山型金礦主要賦存于綠片巖相的變質(zhì)地體中, 強(qiáng)調(diào)與造山作用有關(guān)韌?脆性剪切成礦動(dòng)力作用, 曾被稱(chēng)為剪切帶型金礦或中溫?zé)嵋航鸬V床。此外, 在斑巖成礦系統(tǒng)遠(yuǎn)端的沉積巖中也常可見(jiàn)微細(xì)浸染狀金礦化, 它們與斑巖型Cu-(Mo)-Au、矽卡巖型Cu-Au以及熱液脈狀Pb-Zn礦化等構(gòu)成一個(gè)由近及遠(yuǎn)的礦化序列(Sillitoe, 2010), 因此, 這類(lèi)金礦的識(shí)別對(duì)尋找深部隱伏斑巖?矽卡巖型銅金礦床具有重要的指示意義。由于本身重要的經(jīng)濟(jì)價(jià)值和對(duì)其他隱伏礦床勘查的重要指示意義, 賦存于沉積巖中的金礦床一直是勘查和礦床學(xué)研究的熱點(diǎn)。

長(zhǎng)江中下游成礦帶鄂東南礦集區(qū)是我國(guó)重要的鐵銅金多金屬礦產(chǎn)資源基地(常印佛等, 1991; 翟裕生等, 1992), 已探明銅資源量540多萬(wàn)噸、金270多噸, 鐵礦石8.7億多噸。礦集區(qū)以發(fā)育大量矽卡巖?斑巖型鐵銅金礦床為特色, 已知的絕大部分鐵銅金礦床均分布在巖體主接觸帶及其附近(謝桂青等, 2013)。值得注意的是, 以往的勘探在該區(qū)的碳酸鹽巖或鈣質(zhì)碎屑巖地層中發(fā)現(xiàn)了大量微細(xì)浸染狀金礦床(楊明銀等, 2003; 舒廣龍, 2004; 姚艷橋等, 2014), 這些金礦床與侵入巖和矽卡巖型鐵銅金多金屬礦床空間關(guān)系密切, 在地質(zhì)和礦化特征上與卡林型以及斑巖成礦系統(tǒng)遠(yuǎn)端浸染型金礦床均具有一定的相似性, 是近年來(lái)長(zhǎng)江中下游成礦帶識(shí)別出的一種新的礦床類(lèi)型(謝桂青等, 2017)。目前, 這類(lèi)金礦床在豐山地區(qū)以及殷祖巖體外圍地區(qū)相繼取得重要找礦進(jìn)展, 部分金礦床(田)查明資源量或遠(yuǎn)景儲(chǔ)量已達(dá)到中?大型以上規(guī)模。盡管已經(jīng)認(rèn)識(shí)到鄂東南礦集區(qū)賦存于沉積巖中金礦床的重要性, 但由于歷年來(lái)區(qū)內(nèi)找礦勘探和研究工作一直是以斑巖型和矽卡巖型礦床為主, 迄今為止很少對(duì)這類(lèi)金礦床開(kāi)展系統(tǒng)綜合研究。這類(lèi)礦床究竟屬于卡林型還是斑巖成礦系統(tǒng)遠(yuǎn)端的浸染型金礦, 金成礦與巖漿活動(dòng)具有怎樣的時(shí)?空及成因聯(lián)系, 目前均不甚清楚。這種狀況制約了鄂東南地區(qū)乃至整個(gè)長(zhǎng)江中下游成礦帶成礦規(guī)律的研究, 尤其是侵入巖體外圍金礦床的礦床成因和找礦勘查。

1 區(qū)域地質(zhì)背景

鄂東南礦集區(qū)位于長(zhǎng)江中下游鐵銅金成礦帶的最西段。區(qū)內(nèi)地層從古生界到中新生界均有發(fā)育, 古生界主要發(fā)育于西南部, 中生界分布較為廣泛。該區(qū)自北向南分布有鄂城、鐵山、金山店、靈鄉(xiāng)、陽(yáng)新、殷祖等六大巖體以及100多個(gè)小巖體, 侵入巖和火山巖出露面積920 km2, 約占全區(qū)面積的21%(圖1)。根據(jù)前人的研究成果, 區(qū)內(nèi)的巖漿活動(dòng)主要分為兩期: 早期輝長(zhǎng)巖?閃長(zhǎng)巖?花崗閃長(zhǎng)巖?石英閃長(zhǎng)巖?花崗閃長(zhǎng)斑巖, 侵位時(shí)代集中于152～134 Ma; 晚期的花崗巖?石英二長(zhǎng)巖、基性脈巖和火山巖, 就位時(shí)代集中于134～127 Ma(Li et al., 2008, 2009; Xie et al., 2011)。區(qū)內(nèi)礦床類(lèi)型以斑巖?矽卡巖型最為重要, 主要存在4個(gè)成礦系列: ①與閃長(zhǎng)巖、石英閃長(zhǎng)巖相關(guān)的矽卡巖型銅鐵金礦床; ②與石英閃長(zhǎng)巖、二長(zhǎng)巖、花崗巖相關(guān)的矽卡巖型鐵礦床; ③與花崗閃長(zhǎng)斑巖相關(guān)的斑巖?矽卡巖型銅鉬金鎢礦床; ④與閃長(zhǎng)巖相關(guān)的斑巖型金礦床(謝桂青等, 2013)。賦存于沉積巖中的微細(xì)浸染狀金礦床是鄂東南地區(qū)近年來(lái)所識(shí)別出并取得重要找礦進(jìn)展的一種新的礦床類(lèi)型, 其中以賦存于殷祖巖體外圍志留系碎屑巖中和豐山斑巖體外圍三疊系碳酸鹽中的金礦床最為典型, 類(lèi)似的礦化在鄂東南地區(qū)南部的富水?楊柳山一帶奧陶系碳酸鹽巖中也有廣泛分布(圖1)。

2 勘查進(jìn)展及典型礦田(區(qū))地質(zhì)特征

金是鄂東南地區(qū)優(yōu)勢(shì)礦種之一, 主要作為銅的共/伴生礦產(chǎn)產(chǎn)于(斑巖?)矽卡巖型礦床中, 典型礦床如雞籠山、雞冠咀等大型金銅礦床。早在20世紀(jì)80年代, 前人就在殷祖巖體外圍志留系碎屑巖中通過(guò)化探掃面工作先后發(fā)現(xiàn)了張海、美人尖、徐家山等一批小型的獨(dú)立金礦床和數(shù)量眾多的金礦點(diǎn)。不過(guò), 局限于當(dāng)時(shí)找礦策略、探測(cè)方法和成礦理論的認(rèn)識(shí), 此類(lèi)礦床的勘查一直處于停滯狀態(tài)。近年來(lái)隨著找礦工作的深入, 鄂東南地區(qū)賦存于沉積巖中的金礦床逐漸引起了大家的關(guān)注: 如2004～2010年危機(jī)礦山找礦項(xiàng)目實(shí)施期間, 中南大學(xué)劉繼順教授研究團(tuán)隊(duì)在豐山大型矽卡巖型銅礦外圍發(fā)現(xiàn)兩條賦存于三疊系碳酸鹽巖中的微細(xì)浸染狀金礦帶, 預(yù)測(cè)金的遠(yuǎn)景儲(chǔ)量達(dá)60 t(劉繼順等, 2004; 舒廣龍, 2004); 2019年殷祖巖體外圍張海金礦床累計(jì)查明金資源儲(chǔ)量突破了10 t, 成為這類(lèi)金礦在鄂東南礦集區(qū)首個(gè)達(dá)到中型規(guī)模的獨(dú)立金礦床。張海金礦床的找礦突破結(jié)束了鄂東南地區(qū)只有矽卡巖和斑巖型能夠形成中?大型金礦床的歷史, 也使殷祖巖體外圍成為該區(qū)新的勘查熱點(diǎn)。除了豐山礦田和殷祖巖體外圍地區(qū)以外, 在鄂東南地區(qū)南部的富水?楊柳山一帶的奧陶系碳酸鹽巖中也發(fā)育有類(lèi)似的金礦化, 不過(guò)勘查程度更低, 目前僅發(fā)現(xiàn)一個(gè)小型金礦床。不同礦田(區(qū))金礦床主要地質(zhì)特征具有很多相似性, 同時(shí)也存在一定差異。

2.1 殷祖巖體外圍志留系碎屑巖中的金礦床

殷祖巖體是鄂東南地區(qū)出露的六大巖體之一, 巖體外圍廣泛分布志留系海相碎屑巖, 褶皺和斷裂發(fā)育, 構(gòu)造方向主要為北東向、北西向, 次為近東西向(圖2)。目前在殷祖巖體南緣共發(fā)現(xiàn)張海、美人尖、上鄭、劉高、金盆等十多處金礦床(點(diǎn)), 其中以張海金礦床最為典型, 已探明資源儲(chǔ)量10.2 t, 是鄂東南地區(qū)規(guī)模最大的獨(dú)立金礦床。金礦體主要賦存于志留系新灘組細(xì)碎屑巖中, 含礦巖石以富含碳質(zhì)和沉積成巖期黃鐵礦為特征(如張海、美人尖), 但也有少數(shù)金礦床賦存于殷祖巖體內(nèi)(如上鄭、劉高), 金礦(化)體可由沉積巖沿破碎帶貫穿至巖體內(nèi)部, 表明金成礦應(yīng)晚于殷祖巖體。金礦化受北東向及北西向次級(jí)斷裂控制, 產(chǎn)于斷裂破碎帶和密集節(jié)理帶內(nèi)。另外, 已知的金礦(化)體附近常見(jiàn)花崗閃長(zhǎng)斑巖、輝綠玢巖、煌斑巖等巖脈, 這些巖脈與金礦(化)體多受同一組斷裂破碎帶控制, 常與金礦(化)體平行分布, 部分巖脈甚至可直接構(gòu)成金礦(化)體。區(qū)內(nèi)礦化類(lèi)型以微細(xì)浸染狀金礦為主, 局部伴生少量脈狀銻(金)礦、鉛鋅(金)礦, Au/Ag值小于1。沿破碎帶或節(jié)理帶發(fā)育硅化、煙灰色黃鐵礦化、絹云母化, 形成破碎帶蝕變巖, 金礦(化)體即產(chǎn)于這些破碎帶蝕變巖中, 礦化強(qiáng)度與蝕變強(qiáng)度呈正相關(guān)。關(guān)于金的賦存狀態(tài), 尚未開(kāi)展專(zhuān)門(mén)的研究工作, 但在光學(xué)顯微鏡下目前并未發(fā)現(xiàn)自然金礦物, 另外, 從前人單礦物分析和黃鐵礦控制連續(xù)溶解實(shí)驗(yàn)結(jié)果來(lái)看, 金主要賦存于黃鐵礦中, 但具體的賦存狀態(tài)和分布規(guī)律尚不確定。

2.2 豐山礦田內(nèi)三疊系碳酸鹽巖中的金礦床

豐山銅金礦田位于鄂東南地區(qū)東南部, 與江西的九瑞礦集區(qū)相鄰。礦田內(nèi)地層主要為下三疊統(tǒng)?二疊系海相碳酸鹽巖建造, 構(gòu)造以北西向、近東西向斷裂和褶皺為主, 小巖體及巖脈非常發(fā)育(圖3)。礦田內(nèi)分布有雞籠山大型金銅礦床、豐山大型銅礦床、李家灣中型銅礦床以及多個(gè)小型金礦床(點(diǎn)), 可見(jiàn)三種礦化類(lèi)型: 圍繞斑巖體接觸帶附近發(fā)育強(qiáng)烈的斑巖型、矽卡巖型銅金礦化; 外接觸帶可見(jiàn)熱液脈型鉛鋅多金屬礦化; 斑巖體遠(yuǎn)端的碳酸鹽巖地層中發(fā)育微細(xì)浸染狀金礦化, 與殷祖巖體外圍志留系中的金礦化相似, 豐山礦田內(nèi)微細(xì)浸染狀金礦化的含礦巖石中碳質(zhì)含量比較高, 并可見(jiàn)草莓狀黃鐵礦。這類(lèi)金礦化主要分布于豐山斑巖體外圍0.5～2 km范圍內(nèi), 金的平均品位約5 g/t, 遠(yuǎn)景資源量約60 t, 大致可分為南、北兩個(gè)礦帶: 南礦帶全長(zhǎng)約4000 m, 寬約100～ 300 m, 主要有竹林塘、養(yǎng)武和曹家山等金礦床; 北礦帶長(zhǎng)約3000 m, 寬約100～300 m, 主要有李家灣、上王、大垅和國(guó)音巖等金礦床。

圖1 鄂東南地區(qū)區(qū)域地質(zhì)圖(據(jù)謝桂青等, 2013修改)

圖2 殷祖巖體外圍地區(qū)地質(zhì)簡(jiǎn)圖(據(jù)楊明銀等, 2003修改)

圖3 豐山礦田地質(zhì)簡(jiǎn)圖(據(jù)謝桂青等, 2017修改)

2.3 富水?楊柳山地區(qū)奧陶系碳酸鹽巖中的金礦床

富水?楊柳山一帶的微細(xì)浸染狀金礦化主要分布在鄂東南地區(qū)的南部, 受近東西向區(qū)域背斜和軸向斷裂控制(圖4), 地表經(jīng)風(fēng)化淋濾和氧化作用可形成紅土型金礦, 礦化特征與蛇屋山金礦床相似。以富水金礦床為例, 下部的微細(xì)浸染狀金礦化主要產(chǎn)于奧陶系不純碳酸鹽巖中(含有機(jī)質(zhì)), 礦化受背斜層間破碎帶、近東西向和北西向斷裂控制, 具有Au-Sb-Hg-Ag-As-Tl等礦化元素組合特征。原生礦石主要呈微細(xì)浸染狀, 金屬礦物主要為黃鐵礦, 粒徑20～30 μm, 晶形以立方體或五角十二面體為主, 次為脈狀和草莓狀黃鐵礦。圍巖蝕變以中低溫?zé)嵋何g變?yōu)橹? 常見(jiàn)有硅化、黃鐵礦化、泥化、重晶石化等。與殷祖巖體外圍和豐山礦田內(nèi)金礦床不同, 富水?楊柳山一帶并未見(jiàn)有巖體或巖脈出露。

2.4 與賦存于沉積巖中金礦床典型地質(zhì)特征對(duì)比

鄂東南賦存于沉積巖中金礦床不同礦田(區(qū))的礦化地質(zhì)特征存在一定的差異, 但總體與典型的卡林型金礦床一致; 如: ①容礦圍巖主要為細(xì)碎屑巖或碳酸鹽巖類(lèi)沉積巖, 含礦巖石以富含碳質(zhì)或沉積黃鐵礦為特征; ②礦石金屬礦物細(xì)小, 金主要為次顯微金或不可見(jiàn)金; ③礦化元素組合中包含有Au、As、Sb、Hg(Tl); ④礦化受斷裂構(gòu)造控制, 尤其是背斜核部與斷裂復(fù)合部位; ⑤廣泛發(fā)育脫碳酸鹽化、硅化、硫化、黏土化和碳酸鹽化等中?低溫?zé)嵋何g變, 蝕變礦物顆粒細(xì)小且結(jié)構(gòu)復(fù)雜; ⑥金礦體多與巖漿巖存在密切空間關(guān)系, 礦體周?chē)鷰r脈發(fā)育, 有時(shí)巖脈本身也發(fā)生蝕變形成金礦體。同時(shí), 礦石中的Ag、Pb、Zn、Cu含量普遍高于卡林型金礦, 常伴生脈型鉛鋅(金)礦化, Au/Ag值小于1, 部分地區(qū)金礦石中發(fā)現(xiàn)自然金、銀金礦和碲化物等, 這些礦化特征與淺成造山型和斑巖成礦系統(tǒng)遠(yuǎn)端浸染型金礦相似而不同于經(jīng)典的卡林型金礦。

3 研究現(xiàn)狀及存在問(wèn)題

3.1 金的賦存形式和分布規(guī)律

金的賦存形式和分布規(guī)律對(duì)正確理解金的富集機(jī)制和礦床成因具有重要意義, 是鑒別賦存于沉積巖中金礦床成礦類(lèi)型的重要依據(jù)之一。如卡林型金礦中的金主要以晶格金和納米級(jí)自然金包裹體兩種形式賦存于含砷黃鐵礦中, 與砷的含量成正相關(guān)關(guān)系(Reich et al., 2005), 而造山型和斑巖成礦系統(tǒng)遠(yuǎn)端浸染型金礦則常出現(xiàn)大量微米級(jí)以上的可見(jiàn)金(Kerrich et al., 2000)。劉繼順等(2004)認(rèn)為豐山地區(qū)微細(xì)浸染狀金礦的金主要為次顯微金, 偶在梳狀方解石細(xì)脈的空洞中可以見(jiàn)到明金, 但金在各礦物中的分配情況以及在黃鐵礦中的賦存狀態(tài)等方面并未開(kāi)展深入研究。其他地區(qū)目前僅開(kāi)展過(guò)有限的勘查工作, 在相關(guān)的巖礦鑒定中暫未發(fā)現(xiàn)可見(jiàn)金(富水地區(qū)淺部的“紅土型”金礦除外)。另外, 前人對(duì)殷祖巖體外圍地區(qū)張海金礦床曾做過(guò)單礦物分析, 結(jié)果顯示80.28%的金賦存在黃鐵礦中(戴進(jìn)玲等, 2015)。從有限的資料來(lái)看, 鄂東南地區(qū)賦存于沉積巖中金礦床的金可能主要賦存在黃鐵礦中, 并以次顯微金或不可見(jiàn)金為主, 但金具體是以晶格金還是次顯微包裹體金的形式存在、分布規(guī)律及與其他元素的相關(guān)性如何, 目前還缺少系統(tǒng)的研究。此外, 豐山地區(qū)另一類(lèi)脈狀金礦化中發(fā)現(xiàn)了明金, 其與微細(xì)浸染狀金礦化是同一地質(zhì)事件產(chǎn)物, 還是不同成礦作用在空間上疊加的結(jié)果, 有待進(jìn)一步研究確定。

圖4 富水地區(qū)地質(zhì)簡(jiǎn)圖(據(jù)洪漢烈等, 1997修改)

3.2 成礦物質(zhì)來(lái)源

成礦物質(zhì)和成礦流體來(lái)源是礦床成因研究的重要內(nèi)容。對(duì)于沉積巖中的熱液礦床而言, 礦床地球化學(xué)的示蹤研究常常受成礦前容礦沉積地層本身地球化學(xué)信息和成礦后其他與成礦無(wú)關(guān)的熱液事件疊加干擾而困難重重。前人根據(jù)殷祖巖體外圍容礦的志留系碎屑巖中金的含量較高而認(rèn)為, 成礦物質(zhì)金主要來(lái)自地層(楊明銀等, 2003), 但在豐山地區(qū)容礦的碳酸鹽巖中金含量卻普遍不高。該區(qū)的S同位素示蹤研究結(jié)果也存在比較大的爭(zhēng)議, 楊明銀等(2003)根據(jù)礦石中金屬硫化物的δ34S值(9.71‰)與志留系碎屑巖的δ34S值(9.32‰～13.39‰)相近認(rèn)為硫來(lái)自于沉積地層; 但謝桂青等(2017)發(fā)現(xiàn)巖體外圍地層的金礦床與主接觸帶附近的矽卡巖型銅金礦具有相近的S同位素組成, 認(rèn)為硫主體來(lái)自巖漿; 而這種觀點(diǎn)又與流體包裹體H、O同位素具有明顯大氣降水特征不符。因此, 該區(qū)成礦物質(zhì)和成礦流體來(lái)源的確定還需要更有說(shuō)服力的證據(jù)。

需要指出的是, 迄今為止對(duì)該區(qū)賦存于沉積巖中金礦床的成礦物質(zhì)和成礦流體來(lái)源示蹤研究基本上都是采用常規(guī)方法。這些方法無(wú)法有效獲取各類(lèi)顆粒細(xì)小且結(jié)構(gòu)復(fù)雜的礦石礦物或脈石礦物中成礦前、成礦期和成礦后各世代的元素或同位素組成信息, 這也導(dǎo)致不同學(xué)者的實(shí)驗(yàn)分析結(jié)果存在較大差異。鑒于此, 建議今后的研究采用更高分辨率的元素和同位素微區(qū)分析技術(shù)(SEM、EMPA、LA-ICPMS和SIMS等), 有望精細(xì)揭示成礦物質(zhì)和成礦流體的來(lái)源。

3.3 成巖?成礦年齡

鄂東南地區(qū)成巖成礦年代學(xué)研究主要集中在區(qū)內(nèi)矽卡巖型及斑巖型鐵銅金礦區(qū), 對(duì)賦存于沉積巖中的金礦床研究十分薄弱。Xie et al. (2019)通過(guò)與金礦化空間關(guān)系密切的巖脈中鋯石U-Pb年齡認(rèn)為, 豐山地區(qū)賦存于碳酸鹽巖中的金礦床的成礦時(shí)代為145.9±0.7 Ma, 并通過(guò)與鄰近的矽卡巖型銅金礦床的成巖成礦年代學(xué)數(shù)據(jù)對(duì)比, 結(jié)合S同位素組成數(shù)據(jù)認(rèn)為, 二者屬于同一成礦系統(tǒng)。此外, 區(qū)內(nèi)并無(wú)其他成礦年代學(xué)數(shù)據(jù)報(bào)道。需要指出的是, 鄂東南地區(qū)賦存于沉積巖中的金礦床多伴生有大量巖脈, 它們規(guī)模不一、巖石類(lèi)型多樣, 可能是多期次巖漿活動(dòng)的產(chǎn)物。通過(guò)精確可靠的成巖、成礦年齡可直接判斷金的成礦與哪一期巖漿活動(dòng)時(shí)間一致, 進(jìn)而討論礦床成因及與巖漿巖的關(guān)系。同時(shí), 鄂東南地區(qū)至少存在3處相似類(lèi)型的金礦帶, 它們是否為同一成礦事件的產(chǎn)物還需要可靠的成礦年齡數(shù)據(jù)來(lái)印證。

3.4 成礦作用與巖漿活動(dòng)的關(guān)系

目前賦存于沉積巖中的金礦床成礦作用與巖漿活動(dòng)的關(guān)系一直存在爭(zhēng)議, 主要原因在于國(guó)內(nèi)外多數(shù)這類(lèi)礦床的礦區(qū)及外圍地區(qū)鮮有巖漿巖出露, 例如我國(guó)的黔西南地區(qū)(Su et al., 2009)。而鄂東南礦集區(qū)賦存于沉積巖中的金礦床多與巖漿巖顯示出較為強(qiáng)烈的空間相關(guān)性。以殷祖巖體和豐山斑巖體外圍為例, 絕大多數(shù)金礦床均分布在已知巖體的外圍, 超出巖體一定范圍地層中金礦床并不發(fā)育; 大部分金礦體附近都伴有巖脈產(chǎn)出, 這些巖脈與金礦體多受同一組斷裂控制, 部分巖脈直接構(gòu)成金礦體; 金礦化范圍內(nèi)發(fā)育有類(lèi)似斑巖成礦系統(tǒng)中的熱液脈狀鉛鋅(金)礦化; 在豐山礦田內(nèi), 沉積巖中微細(xì)浸染狀金礦與熱液脈狀鉛鋅(金)礦、斑巖?矽卡巖型銅金礦似乎可以構(gòu)成一個(gè)與斑巖體有關(guān)的礦化序列, 三種礦化類(lèi)型的礦石中均發(fā)現(xiàn)碲化物, 類(lèi)似礦物組合暗示它們可能為同一成礦系統(tǒng)(謝桂青等, 2017)。種種跡象顯示, 鄂東南地區(qū)賦存于沉積巖中的金礦可能與巖漿侵入活動(dòng)有關(guān), 但具體與燕山期哪一幕、哪種規(guī)模、哪類(lèi)巖漿巖活動(dòng)有關(guān), 巖漿活動(dòng)在金的成礦過(guò)程中起到怎樣的作用等問(wèn)題還有待解決。此外, 富水?楊柳山一帶并沒(méi)有巖漿巖出露, 也缺少脈狀鉛鋅礦化, 與殷祖巖體和豐山斑巖體外圍金礦床存在一定差異。那么, 富水?楊柳山一帶的金礦床與另外兩個(gè)地區(qū)金礦床是否為同一類(lèi)型(如果是同一類(lèi)型, 深部可能存在隱伏巖體)？目前對(duì)于這些問(wèn)題仍然缺乏足夠的研究。

3.5 成因類(lèi)型及與其他礦床類(lèi)型關(guān)系

如上所述, 賦存于沉積巖中金礦床涵蓋了卡林型、部分淺成造山型和斑巖成礦系統(tǒng)遠(yuǎn)端浸染型等重要礦床類(lèi)型, 礦化特征常具有一定相似性, 部分礦床的類(lèi)型劃分存在爭(zhēng)議。如西秦嶺南礦帶許多賦存于淺變質(zhì)沉積巖中的金礦床呈現(xiàn)出卡林型和造山型金礦的過(guò)渡特征(如陽(yáng)山、大橋、李壩金礦床等), 礦床類(lèi)型劃分上存在卡林型和造山型的爭(zhēng)論(毛景文, 2001; 謝友良等, 2018)。最近, 部分學(xué)者對(duì)大橋超大型金礦床進(jìn)行了系統(tǒng)的研究, 提出北礦帶金礦床屬于淺成造山型金礦床, 南、北礦帶造山型金礦的差異與不同的形成深度、應(yīng)力體制以及隆升和剝蝕程度有關(guān)(吳亞飛, 2019)。此外, 一些卡林型金礦與侵入巖表現(xiàn)出比較密切的時(shí)?空和成因聯(lián)系, 被認(rèn)為是淺成侵入體(通常為巖株)遠(yuǎn)端低溫?zé)嵋撼傻V作用的產(chǎn)物, 淺成侵入體本身多發(fā)生中高溫的斑巖型和矽卡巖型礦化, 它們與卡林型金礦等低溫礦床構(gòu)成一個(gè)完整的成礦系列(Sillitoe and Bonham, 1990; Large et al., 2016), 這與斑巖成礦系統(tǒng)遠(yuǎn)端浸染型金礦的描述一致。

鄂東南地區(qū)賦存于沉積巖中金礦床與上述三類(lèi)金礦床都存在一定相似性, 礦床類(lèi)型存在構(gòu)造蝕變巖型、卡林型和斑巖成礦系統(tǒng)遠(yuǎn)端浸染型三種。其中, 構(gòu)造蝕變巖型金礦目前主要是指造山型金礦床的一種礦化類(lèi)型, 另一種造山型礦化類(lèi)型為石英脈型金礦。鄂東南地區(qū)并未發(fā)現(xiàn)石英脈型金礦, 大地構(gòu)造背景也與造山型金礦不同, 因此鄂東南地區(qū)賦存于沉積巖中的金礦床不可能是造山型金礦床。此外, 目前研究程度相對(duì)較高的豐山斑巖體外圍金礦床雖然存在卡林型和斑巖成礦系統(tǒng)遠(yuǎn)端浸染型兩種觀點(diǎn), 但均認(rèn)為與豐山地區(qū)的斑巖?矽卡巖型銅金礦床屬同一成礦系統(tǒng)(劉繼順等, 2004; Xie al., 2019)?？紤]到賦存于沉積巖中的金礦床與巖漿巖密切的空間關(guān)系, 這類(lèi)金礦床更可能與巖漿成礦系統(tǒng)有關(guān)。不過(guò)具體的系統(tǒng)內(nèi)部的成礦過(guò)程、成礦元素的遷移與富集和流體的來(lái)源與演化等細(xì)節(jié)均有待挖掘, 而且鄂東南地區(qū)其他賦存于沉積巖中金礦床是否與矽卡巖型或斑巖型礦床具有類(lèi)似可比性仍也有待進(jìn)一步的研究工作證實(shí)。

4 前景展望

賦存于沉積巖中的金礦床是鄂東南地區(qū)近年來(lái)識(shí)別出的一種新的礦床類(lèi)型, 它們與卡林型、淺成造山型以及斑巖成礦系統(tǒng)遠(yuǎn)端浸染型金礦床在礦化形式上具有諸多相似性。新的勘查和研究進(jìn)展顯示這類(lèi)金礦本身具有形成中?大型規(guī)模的潛力。然而, 這類(lèi)礦床的發(fā)現(xiàn)與研究, 以往均是在巖體周?chē)鷮ふ野邘r型?矽卡巖型銅?金礦床的副產(chǎn)品。如果從勘探與研究鄂東南地區(qū)沉積巖中的金礦出發(fā), 探討這類(lèi)金礦與巖漿活動(dòng)之間的時(shí)空聯(lián)系, 不僅將取得賦存于沉積巖中金礦的找礦突破, 而且為尋找深部隱伏的斑巖?矽卡巖型礦床, 開(kāi)辟?gòu)V闊的找礦空間。目前, 這類(lèi)金礦床的勘查和研究程度非常低, 有關(guān)礦床成因及其與區(qū)域其他礦床類(lèi)型的關(guān)系等關(guān)鍵地質(zhì)問(wèn)題亟需解決。值得指出的是, 類(lèi)似金礦床在同屬長(zhǎng)江中下游成礦帶的銅陵地區(qū)也有新的發(fā)現(xiàn)和報(bào)道(段留安等, 2013; 朱學(xué)義, 2013; Duan et al., 2017), 暗示這類(lèi)金礦可能在長(zhǎng)江中下游地區(qū)廣泛發(fā)育。相關(guān)的研究不僅可以完善鄂東南乃至長(zhǎng)江中下游地區(qū)的巖漿熱液成礦理論, 擴(kuò)大找礦范圍, 而且可以為世界上其他地區(qū)賦存于沉積巖中金礦床的研究提供新的資料和案例。

致謝:本文撰寫(xiě)過(guò)程曾得到中國(guó)地質(zhì)大學(xué)(武漢)李建威教授和靳曉野助理研究員的悉心指導(dǎo), 中南大學(xué)劉繼順教授以及另一位匿名審稿專(zhuān)家對(duì)本文提出了建設(shè)性修改建議, 在此一并表示感謝。

常印佛, 劉湘培, 吳昌言. 1991. 長(zhǎng)江中下游地區(qū)銅鐵成礦帶. 北京: 地質(zhì)出版社: 1–379.

戴進(jìn)玲, 盧志燕, 黃錫家, 吳維欽. 2015. 湖北省大冶市張海礦區(qū)及外圍金礦普查報(bào)告(續(xù)作). 武漢: 中南冶金地質(zhì)總局中南地質(zhì)勘查院.

段留安, 楊曉勇, 劉曉明, 孫衛(wèi)東. 2013. 銅陵舒家店地區(qū)志留紀(jì)地層中金礦的發(fā)現(xiàn)及其意義. 大地構(gòu)造與成礦學(xué), 37(2): 333–339.

洪漢烈, 彭長(zhǎng)琪, 陳文怡. 1997. 湖北陽(yáng)新富水金礦金的顯微研究. 礦物學(xué)報(bào), 17(2): 169–174.

劉繼順, 舒廣龍, 高珍權(quán). 2004. 鄂東豐山礦田卡林型金礦地質(zhì)地球化學(xué)特征. 地學(xué)前緣, 11(2): 379–385.

毛景文. 2001. 西秦嶺地區(qū)造山型與卡林型金礦床. 礦物巖石地球化學(xué)通報(bào), 20(1): 11–13.

舒廣龍. 2004. 湖北豐山礦田成礦地質(zhì)背景及斑巖成礦系列與微細(xì)浸染金礦. 長(zhǎng)沙: 中南大學(xué)博士學(xué)位論文: 1–102.

吳亞飛. 2019. 西秦嶺地區(qū)大橋超大型金礦床成因研究. 武漢: 中國(guó)地質(zhì)大學(xué)(武漢)博士學(xué)位論文: 1–138.

謝桂青, 韓穎霄, 毛景文. 2017. 長(zhǎng)江中下游成礦帶豐山礦田發(fā)現(xiàn)新類(lèi)型金礦——遠(yuǎn)端浸染型金礦床. 礦床地質(zhì), 36(1): 265–268.

謝桂青, 朱喬喬, 李瑞玲, 姚磊, 王建, 李偉. 2013. 鄂東南地區(qū)斑巖–矽卡巖型銅鐵多金屬礦的礦化類(lèi)型、分布規(guī)律及找礦方向. 資源環(huán)境與工程, 27(S1): 36– 40+46.

謝友良, 邵擁軍, 馮雨周, 張宇, 劉忠法, 劉清泉, 鄭明泓, 譚華杰. 2018. 甘肅李壩金礦床流體包裹體特征與礦床成因. 中國(guó)有色金屬學(xué)報(bào), 28(5): 994–1007.

楊明銀, 崔彬, 魏世昆, 張萬(wàn)平, 李享洲. 2003. 鄂東南徐家山金礦田成因研究. 地質(zhì)科技情報(bào), 22(2): 82–86.

姚艷橋, 阮啟林, 金華, 賀景鴿. 2014. 鄂東南構(gòu)造蝕變巖型金礦地質(zhì)特征與找礦方向探討. 資源環(huán)境與工程, 28(6): 823–829.

翟裕生, 姚書(shū)振, 林新多, 周珣若, 萬(wàn)天豐, 金福全, 周永桂. 1992. 長(zhǎng)江中下游地區(qū)鐵銅(金)成礦規(guī)律. 北京: 地質(zhì)出版社: 1–235.

朱學(xué)義. 2013. 安徽省銅陵縣亮石山金礦地質(zhì)特征及成因探討. 地球, (6): 61–63.

Berger V I, Mosier D L, Bliss J D, Moring B C. 2014. Sediment-hosted gold deposits of the world — Database and grade and tonnage models: U.S. Geological Survey Open-File Report 2014–1074: 1–51.

Duan L A, Gu H L, Yang X Y. 2017. Geological and geochemical constraints on the newly discovered Yangchongli gold deposit in Tongling region, Lower Yangtze Riverbelt.(), 91(6): 2078–2108.

Groves D I, Goldfarb R J, Robert F, Hart C. 2003. Gold deposits in metamorphic belts: Overview of current understanding, outstanding problems, future research, and exploration significance., 98(1): 1–29.

Hofstra A H, Cline J S. 2000. Characteristics and models for Carlin-type gold deposits // Hagemann S G, Brown P E. Gold in 2000. Littleton: Society of Economic Geologists: 163–220.

Kerrich R, Goldfarb R, Groves D, Garwin S L, Jia Y F. 2000. The characteristics, origins, and geodynamic settings of supergiant gold metallogenic provinces.D:, 43(1): 1–68.

Lang J R, Baker T. 2001. Intrusion-related gold systems: The present level of understanding., 36(6): 477–489.

Large S J E, Bakker E Y N, Weis P, W?lle M, Ressel M W, Heinrich C A. 2016. Trace elements in fluid inclusions of sediment-hosted gold deposits indicate a magmatic- hydrothermal origin of the Carlin ore trend., 44(12): 1015–1018.

Li J W, Zhao X F, Zhou M F, Ma C Q, Souza de Z S, Vasconcelos P. 2009. Late Mesozoic magmatism from the Daye region, eastern China: U-Pb ages, petrogenesis, and geodynamic implication., 157(3): 383–409.

Li J W, Zhao X F, Zhou M F, Vasconcelos P, Ma C Q, Deng X D, Zhao Y X, Wu G. 2008. Origin of the Tongshankou porphyry-skarn Cu-Mo deposit, eastern Yangtze craton, Eastern China: Geochronological, geochemical, and Sr-Nd-Hf isotopic constraints., 43(3): 315–336.

Reich M, Kesler S E, Utsunomiya S, Palenik C S, Chryssoulis S L, Ewing R C. 2005. Solubility of gold in arsenian pyrite., 69(11): 2781– 2796.

Sillitoe R H. 2010. Porphyry copper systems., 105(1): 3–41.

Sillitoe R H, Bonham H F. 1990. Sediment-hosted gold deposits: Distal products of magmatic-hydrothermal systems., 18(2): 157–161.

Su W C, Heinrich C A, Pettke T, Zhang X C, Hu R Z, Xia B. 2009. Sediment-hosted gold deposits in Guizhou, China: Products of wall-rock sulfidation by deep crustal fluids., 104(1): 73–93.

Xie G Q, Mao J W, Richards, Han Y X, Fu B. 2019. Distal Au deposits associated with Cu-Au skarn minera-lization in the Fengshan area, eastern China., 114(1): 127–142.

Xie G Q, Mao J W, Zhao H J. 2011. Zircon U-Pb geochronological and Hf isotopic constraints on petro-genesis of Late Mesozoic intrusions in the southeast Hubei Province, Middle-Lower Yangtze River belt (MLYRB), East China., 125(1–2): 693–710.

Progresses of Geological Survey and Research of Sediment-hosted Gold Deposits in Southeastern Hubei Province

YU Guofei1, WEI Ketao1, ZHANG Xiaojun2*, WANG Cheng3, SHEN Jun1, SHANG Shichao1, LIU Menghe1, ZHANG Liu1

(1. The First Geological Brigade of Hubei Geological Bureau, Daye 435100, Hubei, China; 2. School of Earth Resources, China University of Geosciences (Wuhan), Wuhan 430074, Hubei, China; 3. Xinjiang Geological Survey Academy, Urumqi 830000, Xinjiang, China)

The sediment-hosted gold deposit includes most of the Carlin-type gold deposits, some epizonal orogenic gold deposits, and distal gold deposits associated with porphyry systems. The southeast Hubei province is one of the seven important ore-concentrated areas in the Middle-Lower Yangtze River metallogenic belt where a series of Fe-Cu-Au skarn and Cu-Mo porphyry deposits have been reported. Previous exploration and research work are mainly aimed at the porphyry- and skarn-type deposits inside the exposed plutons and their contact zones. Even though a few sediment-hosted gold concentrations have also been discovered, they are largely ignored. Recent exploration in the Zhanghai and Fengshan areas of the southeast Hubei province revealed that some sediment-host gold deposits have proven or predicted reserves of medium to large scales. The potential reserves and mineral prospecting in the area have attracted the attention of many economic geologists, mining companies, and government agencies as well. This paper presents a comprehensive review of the progresses of geological survey and mineral exploration of sediment-hosted gold deposits in the southeast Hubei province, provides a summary of geological and mineralization features of representative gold deposits, and then proposes some critical issues for the future prospecting.

sediment-hosted; Carlin-type; orogenic; porphyry metallogenic system; southeastern Hubei province

2020-07-20;

2021-03-04

湖北省地質(zhì)局科技項(xiàng)目(KJ2019-5、KJ2020-48)和湖北省地質(zhì)局礦產(chǎn)地質(zhì)項(xiàng)目(P62200800038)聯(lián)合資助。

余國(guó)飛(1987–), 男, 碩士研究生, 礦產(chǎn)普查與勘探專(zhuān)業(yè)。E-mail: 2247919461@qq.com

張曉軍(1974–), 男, 副教授, 主要從事礦產(chǎn)勘查教學(xué)與科研工作。E-mail: xjzhang01@cug.edu.cn

P611; P612

A

1001-1552(2022)01-0077-009