湖北省嘉鱼县藕塘湾金矿地质特征

黎 湘，魏四华，包楚才，范中林，胡尚军

（1.湖北省地质调查院，湖北武汉430034；2.中国地质大学，湖北武汉430074；

3.鄂东南地质大队，湖北黄石435100）

0 引言

鄂南地区相继发现蛇屋山大型金矿床和富水、铜山等小型金矿，是湖北省红土型金矿床的集中区域［1］，而在此区域内还有大量矿（化）点和异常分布.本文研究的藕塘湾金矿是通过三级异常查证发现的.矿区地处鄂南丘陵与江汉平原过渡地带，地形平缓.该矿床与蛇屋山等矿床一样，具有易采易选、用堆淋法提金回收率高、环境污染较小和经济效益较好等特点［2］.开发和研究该类低品位红土型金矿床既可获得好的经济效益，又可获得好的社会效益.

1 区域成矿地质背景

嘉鱼县藕塘湾金矿区大地构造位置处于扬子陆块区（Ⅱ）下扬子陆块（Ⅱ1）鄂东南褶冲带（Ⅱ1-1）嘉鱼台地褶皱带（Ⅱ1-1-4）嘉鱼台褶束西端的嘉鱼-赤壁弧形构造带中段，西临江汉断陷、沔阳凹陷［3］.上述构造带是湖北省重要的金矿成矿带.区内为丘陵-湖盆堆积地貌，第四系发育，基岩仅零星出露.主要有志留系下统—中统、石炭系上统、二叠系、三叠系下统及上统、侏罗系下统、白垩系上统—古近系.寒武—奥陶系仅在钻孔中可见.

区域内最为显著的构造是北东向弧形褶皱和断裂，嘉鱼-赤壁弧形构造带为本区的主体构造，矿区位于弧形构造带上，构造带由北东逐渐转向东西，形成向南东突出的弧形带，由一系列褶皱和断裂组成，构造带宽约16 km，其中北东—北北东向和近东西向构造规模最大，与成矿关系密切.

区域内矿产主要为沉积矿产，有石灰石矿、煤及锰矿，一般均为小型矿床或矿点.锰矿产于下二叠统茅口组下部，为含锰灰岩氧化后形成的氧化锰矿，煤矿产于侏罗系.

2 矿区地质特征

2.1 地层及赋矿层位

2.1.1 地层

矿区第四系发育，其覆盖面积达95%以上.基岩零星出露，局部见奥陶系上统五峰组、志留系下统新滩组（见图1）.中上寒武统—中下奥陶统在钻孔中可见.矿区地层由老至新分述如下.

（1）寒武系—奥陶系

寒武系主要为灰白色、灰色微晶白云岩、亮晶团粒灰岩、含生物屑泥晶灰岩，厚度大于100m；奥陶系为青灰色、灰色薄层硅质岩夹硅质页岩，偶见零星出露，厚度大于2m.

（2）志留系

志留系主要为新滩组的灰色、浅灰色泥质粉砂岩、页岩，有零星出露，厚度大于100m.

（3）第四系

本文对矿区松散层作了详细的对比划分工作，根据堆积物成分、构造特征、地貌条件及形成环境，第四系成因类型可划分为残积层（el）、残坡积层（esl）、湖积层（l）和冲湖积层（apl）；而根据第四系堆积物叠置关系以及它们的颜色、物质成分、结构构造、分布规律，将矿区第四系分别归属为全新统和中更新统，其中中更新统进一步划分为4个岩性段.

2.1.2 赋矿层位

赋矿层位主要为第四系中更新统.根据上述划分原则，中更新统（Qp2）的第一岩性段为棕褐色含砾亚黏土、亚黏土，灰绿色、灰色含砾黏土，该层为主要赋矿层，为金元素的相对富集带；第二岩性段从整体上看，主要以浅色、杂色高岭石、亚黏土为特征，为主要含矿层之一；第三岩性段为褐红色网纹状亚黏土、含砾亚黏土、砾质亚黏土、亚砂土等，也为主要赋矿层之一，矿体一般出现在中下部；而第四岩性段主要为浅灰色、灰白色岩块和砾石，该层是寻找红土型金矿的直接标志.

2.2 构造

矿区位于蛇屋山倒转背斜东段.该背斜是一个埋藏于松散黏土层之下的隐伏构造.矿区内仅见其倒转翼（北翼），走向大致为北西到近东西向，轴面南倾，倾角50～55°.主要断裂有北西向和北东向二组，其中北西向断裂分布于矿区北部山脊（山丘）北侧一线，断层纵贯整个矿区，断层破碎带宽5～10m，走向北西，倾向南西，倾角约60～65°，为一逆断层，构造岩有硅化灰质构造角砾岩、灰质碎裂岩、硅化碎裂岩、硅化岩等，它是蛇屋山倒转背斜的北缘边界，是控制金矿化北部边界的主要断层.北东向断裂分布于矿区中西部，为物探推测断层，其延伸长度不详.

2.3 热液蚀变

基岩的热液蚀变较普遍，发育程度不一，蚀变种类主要有硅化、黄铁矿化、雄（雌）黄化、方解石化.

2.3.1 硅化

硅化在基岩中比较普遍，发育程度不同.强硅化的结果生成交代石英岩，其特点是玉髓呈隐晶质结构，构成交代残余砂屑、鲕粒等粒屑颗粒.当硅化较弱时，生成硅化角砾岩、硅化灰岩等，其特征是硅化岩中石英呈自形—半自形单晶，散粒状不均匀分布，晶体中可见碳酸盐矿物包体.弱硅化在断裂及受其影响的碳酸盐岩中时有分布.

2.3.2 黄铁矿化

黄铁矿化较为普遍，在断裂破碎带中黄铁矿呈浸染状、脉状产出.黄铁矿常呈立方形、他形粒状，粒度大小0.01～0.1mm，最大可达0.3mm.经电子探针测试分析，细粒黄铁矿有晶格金存在.

2.3.3 雄（雌）黄化

雄（雌）黄化呈浸染状、薄膜状分布于断裂破碎带或具碎裂结构的碳酸盐岩中，部分在方解石脉中.雄黄、雌黄分布普遍.

2.3.4 方解石化

方解石化以不规则短小方解石脉或呈网脉状形式出现，脉体可见有两类：一类是纤晶状方解石，垂直脉壁向脉中央生长的拉伸作用形成的构造成因脉；另一类是方解石呈晶粒结构的热液成因脉，常见雄黄、雌黄、石英等.两类脉体互有穿切现象.

3 矿床地质特征

3.1 矿体特征

藕塘湾金矿床赋存于中更新统红色含砂砾亚黏土中.矿体总体走向北西西，倾向北，局部倾向南，倾角5°左右，厚度变化较稳定，品位变化均匀、形态较规则的似层状矿体，局部有分支，顶部较平直，底部随基岩顶面的起伏而变化.矿体赋存标高+33～-41m，全部被全新统及中更新统含砾亚黏土、岩块掩盖，覆盖层厚0.45～43.19m，平均 9.83m.

按边界品位0.7×10-6圈定矿体4个，Ⅰ号矿体东西长360m，南北宽40～120m，平均厚10.35m，厚度变化系数为 85.72%，单工程矿体品位 0.74×10-6～1.50×10-6；Ⅰ-1号矿体厚16.28m，品位1.64×10-6；Ⅱ、Ⅲ号矿体：东西长400m，南北宽30～120m，单工程矿体厚2.50～20.83m，平均厚10.77m，厚度变化系数为63.75%，单工程矿体品位 0.71×10-6～1.62×10-6，品位变化系数为47.66%.东西两端矿体厚度较大，中间变薄，矿体厚度与品位一般为正相关.单样品位为 0.5×10-6～3.62×10-6，矿床平均品位1.31×10-6（图2）.

矿体产于松散层中，矿床成因与松散层的形成密切相关.松散层为残—坡积成因类型，其搬运距离短，基本上为原岩原地风化，分选性差，故成层性欠佳，加上矿体为无形矿体，因此确定矿体连接对比的主要依据是：1）工业指标依据.金矿体为无形矿体，矿体的圈定主要根据矿床的工业指标和金含量来确定具体的边界位置；2）地层与岩性依据.从大的层位讲，金矿体完全受中更新统岩性段控制，上覆全新统，下伏寒武—奥陶系碳酸盐岩地层，从具体赋存部位看，红土型金矿体分布于中更新统中下部褐红色（杂色）含砾亚黏土层中；3）成因及产状依据.由于金矿体成因为中更新统残坡积—堆积形成的红土型金矿.故其矿体上部产状较为平缓，底部产状与基岩起伏一致.连接矿体时充分考虑到矿体的这一控制因素和纵横变化趋势，注意相邻钻孔与相邻剖面之间的对比，使矿体连接尽量符合这一客观规律.

由于矿床为风化淋滤成因，且本区新构造运动表现不强烈，未发现有活动性断裂通过，地壳长期处于剥蚀堆积阶段.断裂构造对矿体连接影响不大.

3.2 矿石特征

3.2.1 矿石类型

金矿体赋存于中更新统含砾黏土中，虽就颜色结构构造的变化可以细分，但矿石的物质成分、基本结构构造、金的赋存状态、品位变化及工业加工技术性能等并无差异.细分即无明显界线也无实际意义，故矿石自然类型均属于含砂砾黏土金矿石.结合选冶工艺要求，矿石工业类型可划分为低品位微细粒松散的强氧化金矿石（红土型）.

3.2.2 矿石结构及构造

矿石结构主要有泥质结构、粉砂泥质结构、含砂砾泥质结构和砂（砾）状结构；矿石构造有土（块）状构造、条带状构造、网纹状构造和混杂砾状构造.

3.2.3 矿石成分

（1）矿石矿物成分

矿石矿物主要有石英、黏土矿物、玉髓、褐铁矿，少量绿泥石、重晶石等（表1）.其中，黏土矿物中高岭石为40%～46%，埃洛石42%～50%，伊利石占2%～10%.含少量炭质、方解石、金红石、绢云母、锐钛矿、自然铅、黄铁矿、辉锑矿、毒砂、绿帘石、刚玉，及微量钛铁矿、白铁矿、方铅矿、榍石、锆石、斜长石、角闪石、石榴石、白钛石、软锰矿、白铅矿、白钨矿、电气石、鳞铝锶石.

表1 矿石主要矿物特征表Table1 Featuresofmainm inerals in the ore

（2）矿石化学成分

矿石化学成分以 SiO2、Al2O3、Fe2O3为主，与矿石矿物成分以黏土矿物、石英、玉髓、褐铁矿为主相吻合，矿石有益组分为Au，影响氰化浸出的有害元素S、C、As、Sb含量甚微（表2）.矿石中金主要以游离状态存在，少量以吸附状态存在于高岭石、伊利石边缘，包体金极微.

表2 矿石化学成分表Table2 Chem ical composition of ore

4 矿床成因及找矿标志

4.1 矿床成因

矿床成因类型属风化残积型，矿床工业类型为红土型，依据如下.

（1）垂直分带具风化壳结构：矿床松散堆积岩层上为强风化的土壤层、残积层，下为半风化基岩.残积层具原地堆积特征，无分选性，植物孢粉少，是因表层残积物起了屏幕作用，孢粉很难进入到深部.由于易风化物质流失、带走，硅化岩块、碎石及抗风化部分相对在顶部集中，造成粒序上的“反序”.

（2）成“土”成矿时代：含金黏土层产出层位介于侏罗纪与全新世之间，根据网纹状红土在区域上的形成时代及浅部采到中晚更新世蕨类孢子，其时代定为中更新世当属无疑.金矿体赋存于更新统黏土岩中，呈似层状，两者大体应为同期产物.

（3）下伏基岩中的原生金矿化与红土型金矿的关系：后者源于前者，但又绝非前者的一部分.从围岩看，岩、土界线分明；从矿体看，前者受次级构造破碎带控制，产状较陡，厚度小，品位低，分布零散；后者呈似层状，产状平缓，规模较大，品位较均匀，两者特征大相径庭；另外两者矿石中金的赋存状态不一样，前者以晶格金为主，后者以游离金为主.

4.2 成矿作用及成矿控制因素

金的成矿作用可概括为3个阶段.1）热液矿化阶段：伴随基底岩层的构造及热液活动，发生了金的原生矿化，为后来的成矿作用提供了物质条件；2）风化成矿阶段：经物理风化的原生矿石在湿热气候条件下，随着化学风化作用的加强，产生了红土作用和金的活化、富集作用，在残积红土层中形成似层状金矿体；3）后期改造阶段：主要指下部矿体的局部再次富集和表层矿体局部遭受剥蚀作用［4］.

从上述成矿过程中可以看出主要控矿因素为有利的基底岩层、构造、热液活动［5］和有利于红色黏土生成及保存的气候条件与地貌条件.

4.3 找矿标志

根据矿区找矿实践经验及其产出的地质背景和矿体特征［6］，本文总结该区找矿标志如下.

（1）基岩地质标志：古生代碳酸盐岩地层，近东西向断裂破碎带发育，伴有硅化、黄铁矿化、雄（雌）黄化、方解石化等蚀变.

（2）第四纪地质标志：更新统残积层红色含砂砾亚黏土、网纹状黏土较厚，表层散布有硅化岩块、砾石（“硅帽”）.

（3）地球化学标志：有Au的次生晕异常存在，出现Au-Hg-As-Mo-Ba的异常组合更为有利.当土壤金出现20×10-9以上完整异常，且浓集中心明显时，可望找到红土型金矿.

（4）现代地貌特征：低缓丘陵、陇岗地形对矿床保存有利.

5 结论

根据前述矿床地质特征，结合矿区外围矿床的平面展布特点，本矿床受控于嘉鱼-赤壁弧形构造带，下伏基岩为寒武—奥陶系灰岩、泥质灰岩.本矿床赋存在含矿化的灰岩、泥质灰岩之上的第四系中更新统的网纹状含砂砾黏土层中，矿床的平面展布方向与下伏弧形构造带的方向一致.外围已发现尹家畈、楠竹林等金矿（化）点.因此，在加大地勘投入的前提下，通过对以往地质资料的研究，本区具有良好的找矿前景.

［1］谭秋明，刘施民，万方义，等.鄂南红土型金矿金的表生地球化学特征［J］.湖北地矿,2000,14（2）:20—24.

［2］秦红群，袁玉平，周磊，等.湖北蛇屋山地区风化型金矿床地质特征及找矿前景浅析［J］.国土资源情报,2011（6）:53—56.

［3］虞人育.湖北蛇屋山金矿区风化型金矿床地质特征及成因浅析［J］.矿床地质,1994,13（1）:28—37.

［4］刘源骏.有关湖北蛇屋山金矿成因的几点浅识［J］.湖北地质,1995,9（1）:84—89.

［5］高帮飞，江少卿，周迎春.湖北蛇屋山金矿床含金碳酸盐岩风化成矿过程［J］.地质与勘探,2011,47（3）:361—369.

［6］蔡全胜.甘肃省岷县章（哈寨）-包（家沟）金矿地质特征［J］.甘肃冶金,2012,34（1）:79—83.