祝 兵,姜必廣,覃金寧,王正慶,周 倩

(1.湖南省核工業(yè)地質(zhì)局三○六大隊(duì),湖南 衡陽 421008;2.南華大學(xué) 資源環(huán)境與安全工程學(xué)院,湖南 衡陽 421001)

0 引 言

鹽田橋銅多金屬礦位于衡陽市北西30 km，是欽杭成礦帶湖南段核部新區(qū)找礦和找隱伏礦的重大發(fā)現(xiàn)。屬2011年湖南省探礦權(quán)采礦權(quán)價(jià)款地質(zhì)勘查項(xiàng)目《湖南省衡陽縣鹽田橋銅多金屬礦普查》工作成果(任務(wù)書編號：201103020)。2014年以來，湖南省核工業(yè)地質(zhì)局306大隊(duì)繼續(xù)對鹽田橋礦區(qū)開展了詳查工作。隨著野外工作的不斷深入，結(jié)合室內(nèi)綜合研究，在了解區(qū)內(nèi)控礦條件、成礦規(guī)律及礦體側(cè)伏現(xiàn)象的基礎(chǔ)上，提出下一步區(qū)內(nèi)找礦方向[1]。

1 成礦地質(zhì)背景

鹽田橋銅多金屬礦床地處揚(yáng)子陸塊桂湘早古生代陸緣沉降帶邵陽凹褶帶與醴陵斷隆帶交匯部位衡陽斷陷盆地西北緣(見圖1)，距離白石峰燕山早期花崗巖體約7 km，亦處于湘東金銀銅鉛鋅成礦帶西南部，屬茶恩寺鉛鋅多金屬成礦區(qū)(Ⅴ-24)[2]。區(qū)內(nèi)福里庵—招兵山斷裂帶為區(qū)域性長壽—衡陽—觀音閣斷裂的一部分，亦是區(qū)內(nèi)主要的控礦、控巖、控盆、導(dǎo)礦構(gòu)造，沿此斷裂往北有黑石砣銅多金屬礦床、馬跡鉛鋅礦床、羅渡鈾礦床、芙蓉寨銅多金屬礦點(diǎn)、以及延伸方向同屬此構(gòu)造控制的瀏陽市金塘銅多金屬礦床和井沖鈷銅多金屬礦床[3]，往南部延伸方向有白鶴鋪銅礦床、龍秀橋銅礦床、譚子山重晶石銅礦床，是近年來衡陽盆地找礦成果較顯著的一條重要北東向成礦帶[4]。

2 礦區(qū)地質(zhì)特征

2.1 地層

礦區(qū)出露的地層分別為中元古界冷家溪群板巖和變質(zhì)砂巖，中生界白堊系至古近系百花亭礫巖、粉砂巖和泥巖，第四系殘坡積物(見圖2)。其中冷家溪群分布于礦區(qū)東南側(cè)呈北西走向，銅背景值較高，為礦區(qū)提供一定成礦的物質(zhì)來源。

1—白堊系—上第三系；2—上三疊統(tǒng)—侏羅系；3—泥盆系—中三疊統(tǒng)；4—震旦系—志留系；5—板溪群；6—冷家溪群；7—花崗偉晶巖；8—二云母花崗巖；9—花崗閃長巖；10—二長花崗巖；11—煌斑巖；12—銅鉛鋅礦床(點(diǎn))；13—地質(zhì)界線；14—性質(zhì)不明斷裂及推測斷層；15—基底斷裂、深大斷裂；16—鹽田橋銅多金屬礦床位置。圖1 衡陽盆地北緣區(qū)域地質(zhì)略圖Fig.1 Schematic geological map of hengyang basin

2.2 巖漿巖

巖漿巖位于構(gòu)造帶下盤，主要為出露于南部招兵山和中部苦竹山的花崗巖株，以及出露于東北部父子塘地段的花崗細(xì)脈，侵入時(shí)代為燕山早期。出露于苦竹山—招兵山一帶花崗巖，呈長條狀分布，巖性為灰白色二云母中?；◢弾r，中粒結(jié)構(gòu)，塊狀構(gòu)造，成分為石英、斜長石和少量黑云母，局部高嶺土化較強(qiáng)。巖漿巖為礦區(qū)成礦提供的熱源。

1—第四系；2—百花亭組；3—冷家溪群第二段；4—燕山早期花崗巖枝；5—破碎帶；6—礦體；7—推測構(gòu)造位置。圖2 鹽田橋礦床地質(zhì)略圖Fig.2 Simplified geological map of the Yantiaoqiao deposit

2.3 構(gòu)造

區(qū)內(nèi)構(gòu)造以斷裂構(gòu)造為主，褶皺構(gòu)造不發(fā)育。以福里庵—招兵山斷裂(F1)為代表，為區(qū)域性長壽—衡陽—觀音閣斷裂帶的一部分，亦是區(qū)內(nèi)主要的控巖控礦構(gòu)造，呈NE 20°～40°走向、傾向NW、傾角28°～40°。構(gòu)造具分帶性從上至下依次為：碎裂巖→硅化角礫巖、脈石英→(硅化)碎裂巖。礦化主要賦存于中間的硅化角礫巖帶內(nèi)，經(jīng)鉆探揭露，礦化連續(xù)厚度隨硅化角礫巖帶變厚而變薄，且礦化多賦存于角礫巖成分較復(fù)雜的紫褐色或紫紅色硅化角礫巖內(nèi)，該斷裂至少經(jīng)過四期活動，構(gòu)造角礫巖成分復(fù)雜[5-7]。

3 礦床地質(zhì)特征

3.1 礦體地質(zhì)

鹽田橋銅多金屬礦床主要成因類型是中低溫?zé)嵋撼涮钚?。礦體嚴(yán)格受北東向斷裂構(gòu)造(F1)控制，礦體呈層狀、似層狀、脈狀、透鏡狀，銅礦體品位較低(0.78%)，但礦體較連續(xù)(1 796 m)、厚度大(5.13 m，最厚15.82 m)、向深部延伸較好。從72號勘探線剖面圖(見圖3)可以看出礦體嚴(yán)格受構(gòu)造控制，具分支、尖滅再現(xiàn)現(xiàn)象，礦化主要分布在構(gòu)造角礫巖帶內(nèi)，呈層狀、似層狀，形態(tài)較簡單。此銅多金屬礦床礦體在空間上具有分帶性，在垂向上，上部主要為銅和鉛，下部為鎢?？v向上北部福里庵地段以銅礦為主，次為鎢礦，以低品位礦化為主，南部以鉛礦為主。各礦段主要礦段特征見表1[8-9]。

1—礫巖；2—板巖；3—花崗巖；4—硅化角礫巖；5—硅化碎裂巖；6—碎裂巖；7—銅工業(yè)礦體；8—銅邊界礦體；9—鉛工業(yè)礦體；10—鎢工業(yè)礦體；11—鎢邊界礦體。圖3 鹽田橋礦區(qū)72號勘探線剖面示意圖Fig.3 No.72 exploration line profile sketch in Yantianqiao mining area

表1 鹽田橋礦區(qū)主要礦體特征表Table 1 Characteristic table of main orebodies in in Yantianqiao mining area

3.2 礦石特征

礦石類型按其主要金屬礦物含量可分為黃銅礦石、輝銅礦石(見圖4)。按礦石構(gòu)造可分為粒狀礦石、細(xì)脈狀礦石及塊狀構(gòu)造礦石。一般塊狀和粒狀礦石品位較高。按礦石的氧化程度劃分，銅礦物主要為銅硫化物，礦石中以黃銅礦、輝銅礦為主，根據(jù)物相分析硫化物中的銅占72%，結(jié)合相中的銅占27%，氧化物中的銅占1%。脈石礦物主要為石英(見圖5)。

黃鐵礦—Py；輝銅礦—Chc；黃銅礦—Chp；斑銅礦—Bn；赤銅礦—Cpt；藍(lán)輝銅礦—Dg；方鉛礦—Gn；閃鋅礦—Sp。圖4 鹽田橋礦區(qū)礦石照片F(xiàn)ig.4 Ore photos of Yantianqiao mining area

圖5 微細(xì)的不規(guī)則細(xì)粒黃銅礦(Ch)呈浸染狀嵌步在脈石(G)中Fig.5 Fine irregular fine-grained chalcopyrite is embedded in gangue in the from of infiltration

3.3 圍巖蝕變

礦區(qū)內(nèi)與礦化關(guān)系密切的圍巖蝕變主要有硅化、重晶石化、次為碳酸鹽化等。

硅化：主要表現(xiàn)為硅化角礫巖，硅化強(qiáng)烈，在區(qū)內(nèi)最發(fā)育、分布最廣的蝕變類型，與金屬礦化關(guān)系密切，硅化角礫巖帶寬度15 m～50 m，帶內(nèi)見黃銅礦、黃鐵礦化發(fā)育，鎢礦化發(fā)育。

重晶石化：招兵山地段地表重晶石化發(fā)育，呈透鏡體，深部重晶石化不發(fā)育，鉛礦化發(fā)育，偶見共生的鋅礦化，重晶石化與鉛礦化關(guān)系密切。福里庵地段偶見團(tuán)塊狀重晶石化。

碳酸鹽化：主要表現(xiàn)為方解石細(xì)脈穿切于構(gòu)造及上盤圍巖中，與之相關(guān)的礦化主要為黃鐵礦。

此外，綠泥石化、絹云母化在構(gòu)造下部板巖碎裂巖帶及冷家溪群地層均可見。高嶺土化主要分布在下盤花崗巖枝內(nèi)。

3.4 礦化階段

按照礦化特征、礦石類型及礦物間的穿插、交代關(guān)系，結(jié)合鹽田橋—黑石砣銅礦受構(gòu)造控制，構(gòu)造活動有脈動性，銅成礦成暈也具有多期多階段脈動疊加的特點(diǎn)，本區(qū)從早到晚可劃分為以下5個(gè)階段。

1)氧化物階段：形成石英、赤鐵礦、磁鐵礦、黑鎢礦為主的礦物組合，由高溫?zé)嵋鹤饔眯纬?。赤鐵礦石在構(gòu)造帶內(nèi)生成時(shí)間早，礦石層位穩(wěn)定，呈碧玉質(zhì)膠結(jié)，分布于構(gòu)造帶的下盤，對后期多金屬成礦熱液具有一定的屏蔽作用，該層下部礦化較差。

2)粗晶石英-重晶石-多金屬硫化物階段：形成粗晶石英、重晶石、銅礦物、鉛鋅礦物和多金屬硫化物礦物組合。該階段以充填成礦作用為主，金屬礦物與非金屬礦物具較好的生長空間，以形成團(tuán)塊狀、粒狀自形-半自形黃銅礦、鉛鋅銀硫化物為特征，方鉛礦呈他形粒狀、粒塊狀分布。金屬礦化極不均勻，局部礦石品位較高，金屬硫礦物及非金屬礦物都具壓碎結(jié)構(gòu)，礦物內(nèi)裂紋較多，被后期石英-硫化物脈穿插和膠結(jié)。

3)隱晶石英-黃銅礦階段：石英呈灰色、灰白色，形成隱晶-細(xì)晶結(jié)構(gòu)，以黃銅礦為主。此階段銅礦大量產(chǎn)出，是銅礦形成的主要階段。

4)石英-碳酸鹽階段：石英集合體、方解石呈不規(guī)則細(xì)脈穿切于構(gòu)造及上盤圍巖中，構(gòu)造上盤紅層裂隙中較發(fā)育，為礦后期低溫?zé)嵋何g變產(chǎn)物。

5)次生富集階段：形成銅藍(lán)、輝銅礦、赤銅礦等次生礦物組合。該階段大幅提高了潛水面銅礦石金屬含量，使得礦后期本應(yīng)被剝蝕的銅礦石不斷向下淋濾交代其他原生硫化物得以保存[10-14]。

4 礦床成因及找礦方向

4.1 礦床成因分析

4.1.1 成礦物質(zhì)來源

礦體周圍各類巖石中成礦元素的豐度(表2[10])及礦體中鉛、氫、氧同位素的測定結(jié)果(表3[11]～表4[11])表明：鹽田橋銅多金屬礦床的礦石鉛同位素變化范圍較小，組成比較均一，具有富放射成因鉛的特征(206Pb/204Pb>18)。礦床中石英的δ18O平均值為11.5‰，δ18OH2O平均值為6.0。這些基本反映了成礦物質(zhì)來源于巖漿及地層，含礦熱液中的水以大氣降水為主[10-11,15-17]。

表2 各種巖石成礦元素平均含量統(tǒng)計(jì)表Table 2 Statistical table of ore-forming elements content in various rocks

表3 鹽田橋銅多金屬礦床鉛同位素測試結(jié)果Table 3 Lead isotope test results of Yantianqiao copper polymetallic deposit

表4 鹽田橋銅多金屬礦床H、O同位素測試結(jié)果Table 4 Test results of H and O isotopes in Yantianqiao copper polymetallic deposit

4.1.2 成礦條件

構(gòu)造條件：構(gòu)造控制了含礦溶液的通道，亦提供了成礦的有利空間[3]。本區(qū)礦體嚴(yán)格受長壽—衡陽—觀音閣深大斷裂控制。由于深大斷裂帶多期活動，其拉張活動階段為含銅礦液的運(yùn)移、充填、交代、定位提供了必要的空間，在成礦期含礦熱液多階段充填，并在不同有利空間沉淀成礦[10]。

巖漿巖條件：礦區(qū)位于白石峰巖體西南接觸帶，距離礦區(qū)約7 km，區(qū)內(nèi)有燕山早期花崗巖枝出露。主要侵位于構(gòu)造下盤的冷家溪地層中，少數(shù)穿插進(jìn)入構(gòu)造破碎帶中。與巖體有關(guān)的礦產(chǎn)主要有鉛鋅銅礦及高嶺土礦，鉛鋅銅礦化主要產(chǎn)于構(gòu)造破碎帶內(nèi)[10]。巖漿活動為成礦提供礦質(zhì)來源，并為成礦元素的活化、運(yùn)移和富集提供了熱能[18]。

巖性條件：衡陽地區(qū)1∶20萬地球化學(xué)資料顯示，銅增高暈主要分布于中元古界冷家溪群地層中，區(qū)域變質(zhì)作用造成冷家溪群地層輕度脫硅變質(zhì)，促成銅元素在板巖和變質(zhì)砂巖中活化遷移，為銅成礦提供了主要成礦物質(zhì)來源[19]。

4.2 礦床成因

區(qū)域性長壽—衡陽—觀音閣斷裂橫穿整個(gè)礦區(qū)，切割了百花亭組和冷家溪群地層，形成了寬約幾十米至幾百米的動力變質(zhì)巖帶或硅化角礫巖帶，礦區(qū)內(nèi)招兵山花崗巖枝沿?cái)嗔褞卤P侵入，為礦區(qū)鉛、鎢成礦提供了礦源，且與動力變質(zhì)帶進(jìn)一步產(chǎn)生蝕變，在一些有利的構(gòu)造角礫巖內(nèi)蝕變更強(qiáng)烈，并產(chǎn)生銅、鉛、鎢、銀等礦化，礦化富集部位形成相應(yīng)的工業(yè)礦體。綜上所述，認(rèn)為鹽田橋銅多金屬礦床是在斷裂構(gòu)造活動下經(jīng)多期次熱液充填交代形成的，礦床成因?yàn)橹械蜏責(zé)嵋盒统涮罱淮豌~多金屬礦床[20-23]。

5 找礦方向

5.1 主要找礦標(biāo)志

通過詳查工作，初步總結(jié)鹽田橋礦區(qū)的找礦標(biāo)志為：

1)北東向斷裂構(gòu)造沿傾向延伸產(chǎn)狀變異部位及沿走向膨脹部位礦化富集。

2)與礦化關(guān)系密切的圍巖蝕變主要有硅化、紫紅色玉髓、重晶石化。硅化、重晶石化是本區(qū)主要找礦標(biāo)志。

3)地表構(gòu)造露頭見鐵質(zhì)膠結(jié)角礫巖、赤鐵礦脈發(fā)育地段。

4)具濃度分帶的元素地球化學(xué)暈顯示密集分布地段[19,24-27]。

5.2 找礦方向

由于受深部地殼活動的影響，不同時(shí)期的成礦過程，即可發(fā)生在同一部位，也可以存在于不同深度空間；不同深度空間，形成的礦化類型也會有所不同。本區(qū)由淺到深礦化類型依次為地表鐵帽→銅、鉛礦體→低品位鎢礦化。本區(qū)主攻礦化類型為銅礦化(體)。

區(qū)內(nèi)勘探成果顯示，礦區(qū)深部銅礦化未完全控制，且從礦床在垂向上的分帶性以及結(jié)合區(qū)內(nèi)熱液活動多期次特征上看，礦床深部還有很大的找礦空間。

此外，勘探成果反映，鹽田橋礦床產(chǎn)有銅礦體11個(gè)，其中主礦體Cu1號礦體，從72線往南至32線，銅礦體以20°側(cè)伏角向西南側(cè)伏，以140 m～190 m左右間距出現(xiàn)銅的較富集地段，按此規(guī)律在32線往南的淺深部將會出現(xiàn)較好的礦化富集現(xiàn)象(圖6)[28-29]。

1—見礦鉆孔及其編號；2—未見礦鉆孔及其編號；3—銅礦體平均品位/真厚度；4—預(yù)測銅礦體富集部位。圖6 鹽田橋礦區(qū)號Cu1號礦體厚度與品位乘積等值圖Fig.6 Equivalent map of product of thickness and grade of Cu1 orebody in Yantianqiao mining area

6 結(jié) 論

通過對鹽田橋銅多金屬礦床成礦地質(zhì)特征及找礦方向進(jìn)行分析，得出以下兩個(gè)結(jié)論：

1)鹽田橋銅多金屬礦床位于湘東金銀銅鉛鋅成礦帶西南部。區(qū)內(nèi)主要的控礦、控巖、控盆、導(dǎo)礦構(gòu)造為福里庵—招兵山斷裂帶，屬區(qū)域性長壽—衡陽—觀音閣斷裂的一部分。該礦床在斷裂構(gòu)造活動下經(jīng)多期次熱液充填交代形成的，屬中低溫?zé)嵋盒统涮罱淮豌~多金屬礦床。

2)從礦床在垂向上的分帶性以及區(qū)內(nèi)熱液活動多期次特征上看，礦床深部還有很大的找礦空間。據(jù)以往勘探成果推斷在32線往南的淺深部，具有較大的找礦潛力。