Question

　湖北大冶鸡冠嘴铜金矿床

Answer 1

一、大地构造位置

鸡冠嘴矿床的大地构造位置属于扬子准地台下扬子台褶带的西端。

二、矿区地质

（一）地层

矿区地表绝大部分为第四系湖积粘土所覆盖，仅在西南部零星出露有火山沉积角砾岩。与成矿关系密切的地层主要为下三叠统大冶群第七岩性段。矿体绝大多数赋存于该岩性段层间破碎带或与铜录山岩株侵入体接触带内。该岩性段纵向呈“菱角”状悬垂于岩体内，横向上由于岩浆岩吞蚀形成形态各异、大小不一的捕虏体。据岩性特征及主要化学成分变化将该岩性段又划分为三个亚段：第一亚段（T₁dy^7-1）主要为灰质白云石大理岩，CaO含量为36.81%～38.57%,MgO含量7.51%～10.71%，其间夹少量大理岩；第二亚段（T₁dy^7-2）为主要赋矿层位，为白云质大理岩，黄褐色、肉红色、灰白色和灰黑色，中厚层至薄层状构造，CaO含量43.13%～50.75%,MgO含量为1.25%～5.60%，厚77～200m；第三岩性段（T₁dy^7-3）以大理岩为主，夹少量白云质大理岩；厚层一块状构造，CaO含量51.28%～53.36%,MgO含量0.55%～1.54%，厚大于110m。

（二）构造

矿床构造有4个隐伏背、向斜。其中北北东向隐伏背斜为横贯矿床的主体构造，长约900m，宽200～600m。背斜轴向约30°，轴面倾向北西，倾角75°～80°。背斜核部地层已被岩浆岩吞蚀，其南东冀仅见残存部，Ⅵ号矿体即产于其中。北西翼相对保留较为完整，为Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ号矿体群赋存部位。该背斜横跨叠置于三个北西向隐伏背、向斜之上（图2-113）。

区内断裂发育，有NNE向、NEE向和近NW向，具多期活动的特点。NNE向断裂破碎带分布于矿区南部，呈NE68°方向延展，全长900m，宽10～20m，破坏了先期形成的矿体。NNE向断裂（F₁）呈NE10°左右的方向波状延伸，推断长达3000余米。倾向NW，倾角75°以上，断裂带内广泛发育压碎岩、糜棱岩和角砾岩，宽几米至几十米。该断裂带被鸡冠山北东东向断裂破碎带所截切为南北两段，南段控制了细脉浸染型猴头山铜钼矿床，北段与鸡冠嘴捕虏体接触构造相复合，控制了鸡冠嘴铜金矿床。近东西向断裂分布于矿区南部，规模小，错断T₁断裂，系成矿后形成。

（三）岩浆岩

矿区岩浆岩属阳新复式岩体西北段铜录山石英二长闪长玢岩岩株的一部分。岩体侵入最新地层为中—上三叠统蒲圻群。有石英二长闪长玢岩、石英闪长岩、闪长岩、正长闪长玢岩和安山玢岩。与成矿作用有关的主要是燕山早期第三次侵入的石英二长闪长玢岩。其岩石化学成分与同类岩石相比，以高硅（SiO₂含量为63.075%），高碱[w（Na₂O+K₂O）=8.07%]，低铁镁、挥发分高，铜丰度较高（Cu含量为52.4×10^-6）为特征。岩体内岩浆期后阶段钾硅质交代和钠硅交代都比较发育。

（四）蚀变作用

蚀变作用主要为热接触变质、接触交代、热液蚀变三种类型。其主要特点是：

碳酸盐岩受到热接触质作用，均变质成大理岩类。由接触交代作用形成的夕卡岩以接触带内侧为主，外侧夕卡岩化较弱或无夕卡岩化。夕卡岩一般以单一的透辉石、石榴子石或云母夕卡岩构成。

碱质交代作用广泛发育，以钠和钾质交代两种类型产出，而以前者为主。

图2-113　鸡冠嘴铜金矿床地质平面略图　Fig.2-113　Geological sketch map of Jiguanzui Cu-Au deposit

J₃l—灵乡组；J₃m—马架山组；T_2-3pq—蒲圻群；T₂l—陆水河组；T₁dy¹—大冶群第七段；

—安山玢岩；δS^2-1—闪长岩；

—石英闪长岩；

—石英二长闪长玢岩；Ih—铁帽；Fe—铁矿体；Si—硅化岩；Br—破碎带；1—整合及不整合界限；2—推测或隐伏压扭性断层；3—扭断裂；4—北西西向背向斜；5—北北东向背斜；6—勘探线及编号；7～10—矿体投影及编号

热液蚀变作用较强烈，主要有碳酸盐化（方解石化、铁白云石化和菱铁矿化）、硅化、粘土化（绢云母化、蒙脱石化、高岭石化），此外还有绿泥石化、透闪石化和蛇纹石化等。

蚀变分带：由内带向外大致有石英二长闪长玢岩（或闪长岩）；透辉石化石英二长闪长玢岩；斜长石岩或透辉石化斜长石岩；透辉石夕卡岩（含矿）、石榴子石夕卡岩；金云母透辉石夕卡岩或透辉石石榴子石夕卡岩（含矿）；夕卡岩化大理岩（白云质大理岩）。夕卡岩化叠加强烈的热液蚀变部位则是成矿最有利的部位。

三、矿床特征

（一）矿体的分布、形态、产状及规模

在长920m，宽160～330m矿床范围内，具有工业规模的矿体（群）4个，由14个主要单矿体和36个零散小矿体组成，赋存于标高—5～—622m。矿体形态呈透镜状、扁豆状、似鞍状、枝杈状等。单个矿体长50～670m，厚1.2～83.57m，最厚达103.23m，斜深25～325m。矿体总走向与主干构造方向一致，为NE35°，倾向以NW为主，倾角一般为13°～56°，最大达83°，最小近于0°。矿体（群）空间展布在纵向上表现为自北向南，由浅而深的侧列，在横剖面上多呈平行的雁行式斜列（图2-114）。

图2-114　鸡冠嘴024线综合剖面　Fig.2-114　Integrated section of line 024 in Jiguanzui Cu-Au deposit

1—第四系；2—下白垩统灵乡组；3—下白垩统马架山组；4—中上三叠统蒲圻群；5—下三叠统大冶群7段3亚段；6—下三叠统大冶群7段2亚段；7—闪长岩/正长闪长玢岩；8—安山玢岩；9—石英闪长岩；10—石英二长闪长玢岩；11—夕卡岩；12—角砾岩；13—地质界线；14—铜矿；15—黄铁矿；16—金矿；17—含金铜铁矿；18—钼矿

（二）矿石的物质成分

矿石的矿物成分复杂，据初步统计，共有75种（表2-70），以硫化物的种类较多，硅酸盐次之，此外还有氧化物、碲化物、碳酸盐、自然元素等。

表2-70　矿石矿物成分表　Table 2-70　Mineral composition of ores

黄铜矿为矿床内铜金矿石、铜矿石最主要的含铜矿物，平物含量3%左右。一般为他形粒状，粒度变化范围较大（0.01～1mm）。据其产出形式，可将黄铜矿晶出时间分四个世代。第一世代黄铜矿主要以交代石榴子石夕卡岩、大理岩形式产出，局部呈脉状、稀疏浸染状分布在闪长岩、石英二长闪长玢岩中；第二世代黄铜矿呈较粗的他形晶粒，交代第一世代黄铁矿，常见微量闪锌矿（固溶体分解产物），出现胶状黄铜矿、黄铜矿与黄铁矿、胶黄铁矿、白铁矿、斑铜矿、辉铜矿及菱铁矿、闪锌矿密切共生。这一世代黄铜矿是本区最重要的含金铜矿物，是铜金矿、铜矿石形成的主要时期；第三世代黄铜矿多呈细脉状产出，并穿切第二世代黄铜矿，黄铜矿细脉内偶见自然金包体；第四世代黄铜矿形成在碳酸盐阶段，呈胶状（皮壳状）沿围岩裂隙充填，不含自然金。

黄铁矿是矿床内最常见的矿石矿物，含量一般为10%～50%，晶形绝大多数呈不规则的破碎状，少数呈立方体，粒度一般为0.03～0.3mm。

自然金（包括含银自然金），细粒状（0.01～0.1mm），主要呈包裹体金形式产出，其金的载体矿物主要为黄铜矿、黄铁矿、斑铜矿。

矿床的主要成矿元素有Cu、Au、S、Fe、Mo。各元素的平均品位为Cu 1.76%,Au 4.30×10^-6,S 21.30%,TFeO 42.68%,Mo 0.97%；伴生有益组分有Ag、Go、Se、Ga等，Ag平均含量13.64×10^-6,Go 0.021%,Se 0.0034%,Te 0.0032%,Ga 0.0017%。

（三）矿石的结构构造

矿石结构主要为他形至自形粒状结构及熔蚀交代结构，次为固溶体分离结构、胶状结构、压碎结构等；矿石构造主要有块状、浸染状、角砾状、网脉状等。

（四）矿石类型

矿床矿石类型复杂，按矿石中可被工业利用的主要金属元素构成的矿物共生组合，矿石工业类型分为七类：即铁矿石、金铁矿石、铜金矿石、金矿石、铜矿石、硫铁矿石及钼矿石。按矿石在自然状态下主要金属矿物和脉石矿物组合特征，又划分为17个矿石自然类型和20个矿物共生组合。其中铜金矿石为矿床内最主要的矿石类型，占铜总储量的79.03%，占金总储量的85.18%，多为交代夕卡岩和大理岩而成，均属原生铜金矿石。

（五）矿化分带和铜金富集规律

矿床主要金属矿物和成矿元素具有较明显的垂向分带规律（表2-71）。金矿化自下而上有增强趋势，铜矿化在矿床中心部位最强，向上或向下有减弱之势。而且上、中、下三带的矿石矿物组合，金铜和金银比值也有明显的变化规律。上带因受表生作用影响，部分黄铁矿氧化为赤铁矿和褐铁矿，金有明显的次生富集。矿化横向分带由内接触带至外接触带分带为钼-铜、金（铁）-铁（金）。各带之间一般呈过渡关系，普遍有复合现象，使矿石类型复杂。

表2-71　矿化垂向分带表　Table 2-71　Vertical zoning of mineralization

铜金一般在矿体中心部位较富，边缘较贫。铜与金的富集带大部重合，铜金共生的矿石都是铜矿体中的富矿石，铜金的相关系数为0.83。由于矿化受构造的控制，各主要矿体的铜金富集带有一定方向性，主要为北北东向和北东东向两组。

四、矿床成因及成矿条件分析

（一）成矿地质条件

矿床受北北东向断裂接触破碎带控制，矿体受接触带和层间破碎带控制，例如Ⅰ2矿体赋存于T₁dy^7-3大理岩与石英闪长岩接触带；Ⅱ2与Ⅲ1号矿体受石英二长闪长岩和闪长岩接触带与T₁dy^7-2白云质大理岩层间破碎带控制。Ⅲ2号矿体受T₁dy^7-2白云质大理岩层内破碎带控制（图2-114）。

矿床内主要矿体很大程度受三叠系下统大冶群第七岩性段碳酸盐地层的控制。由于该岩性段质纯富钙，适量含镁，岩石化学性质活泼，并且，厚层状与薄层状构造交替互层，受构造应力作用易产生层间破碎，这些性质为夕卡岩的形成和矿液充填交代造成了良好的物理化学条件，是矿区内成矿最有利层位。

矿床内与成矿作用有关的主要是燕山早期第三期侵入的石英二长闪长玢岩。岩石化学特征为富碱、低铁镁、挥发分高，含铜丰度较高。岩浆期后热液阶段钾硅质、钠硅质交代比较发育。该矿床无论从空间上，还是成因上，都与石英二长闪长玢岩有密切的地球化学的联系。

（二）成矿物质来源、运移和富集

该矿床与成矿关系最为密切的石英二长闪长玢岩的⁸⁷Sr/⁸⁶Sr初始值为0.7054，δ¹⁸O为＋10.62%，属壳-幔同熔型岩浆岩系列。岩体中普遍存在熔体-流体包裹体，说明气液来源于岩浆演化后期。由于岩浆结晶作用转化为蒸馏作用析出（富含NaCl）高热气流体，随着温度下降至500～700℃，富含挥发分的热气流体聚集、汇合来自粒间的溶液，这种富含NaCl的溶液在高温状态下从岩浆岩中提取Cu、Fe等成矿元素，形成含矿气液。在向上运移过程中对围岩进行选择性交代。同时，围岩，特别是T₁dy含膏盐岩层中富含S^2-、Na⁺、Cl^-、H₂S、SO₄、H₂O等的地下热卤水加入，不断地改变含气液的成分和性质，在一定的物理化学环境下形成金属矿床。

此外，据矿床硫化物36件硫同位素资料，δ³⁴S值为1.73～9.8，说明硫及成矿物质可能来源于下地壳或上地幔，在其向上运移过程中同化混溶了含水的上地壳成分。综合矿床矿物稳定同位素δ³⁴S、δ¹⁸O测量结果和流体包裹体成分温度数据经有关矿物-水平衡公式计算结果表明，矿床热流体水溶液主要来自混合岩浆水。

从与邻区铜录山矿床的包裹体分析资料的对比来看，矿质的运移方向是由铜录山矿床向北西鸡冠嘴矿床运移的。矿床中铜铁硫化物是继承晚期磁铁矿的残余含矿热液，汇合来自岩浆结晶后的粒间溶液形成高盐度含矿热液。黄铁矿中包裹体液相成分分析，说明矿液富含Na⁺、Cl^-、

CO₂，介质呈中偏酸性-酸性，适宜于铜、铁硫化物的晶出沉淀。整个晶出过程从高温-中温（350～200℃），介质处于还原条件。

矿床的金矿化发生在硫化物矿化阶段，金与铜、硫密切相关。金主要呈细粒金充填及包裹在黄铜矿、黄铁矿中。金的大量沉淀发生在硫化物阶段的中期，介质呈更酸性的还原条件下为最有利。金包裹在黄铜矿、黄铁矿中，说明它们是共同运移和沉淀集中的。

（三）成矿温度

以矿床中岩浆岩、夕卡岩与矿石矿物包裹体测温结果和含盐度对比，表明成矿期形成于热液阶段，与岩浆期后高盐度高温热液-高盐度中温热液阶段相当。它晚于夕卡岩期的金云母夕卡岩，而早于绿帘石的形成。矿床的成岩成矿温度是：成岩期，石英正长闪长玢岩为700～1080℃；岩浆期后高温气液阶段为480～700℃；夕卡岩阶段为320～560℃；氧化物磁铁矿阶段为320～350℃；硫化物阶段为200～350℃；碳酸盐阶段为140～260℃。

（四）成矿作用

综合矿床各种成矿地质特征，鸡冠嘴矿床成矿作用初步可划分三期六个阶段。成矿作用主要有以下两种方式：

（1）接触交代：石英二长闪长玢岩与碳酸盐岩接触交代作用形成夕卡岩体，磁铁矿和赤铁矿交代夕卡岩矿物，铜和其他硫化物的一部分叠加在铁矿体和夕卡岩之上，形成部分含磁铁矿和含铜（金）夕卡岩。

（2）热液充填交代：含矿高中温热液沿构造裂隙，角砾边缘充填交代由于矿化强度不等，形成一系列块状、脉状、浸染状的各类金属硫化物矿石。

综上所述，该矿床成因类型为岩浆期后高—中温气液接触交代型（复控式）铜金矿床。

五、矿床地质及物化探异常特征和综合找矿模型

（一）地质模式

富碱二长闪长玢岩蘑菇状小岩株呈超浅成相侵入于早期岩体和三叠系碳酸盐岩围岩或其捕虏体中。前锋接触带发育夕卡岩，岩颈根部边缘，存在隐爆角砾岩。成矿与斑岩小岩株关系密切。矿床以成矿斑岩小岩株为中心，形成斑岩型、角砾型、夕卡岩型矿体，具有典型的“多位一体”特征。成矿后浅部矿体曾遭受风化剥蚀，并部分受中基性火山沉积角砾岩的堆积、掩埋。本式矿床矿石组分以铜、金为主，伴有硫、铁、银、钼、硒、碲、铟等。

（二）地球物理模式

地表磁场反映矿体部位为平缓负磁场中局部磁场抬高。有明显局部重力异常。极化率较低。断面上电测深呈KH型曲线，ρ_s等值线局部扭曲扩张，矿体在低阻凹陷带中。

（三）地球化学模式

地表水系沉积物、水化学、土壤和岩石测量均能圈定局部地球化学异常，浓度分级明显，强度较高，形态规则，规模较大，呈带状沿北东构造带展布。在断面上，矿床的地球化学原生晕为围绕球形高碱富钾小斑岩体呈现元素分带特征。由岩体向外，大体呈Sn、W、Mo→Cu、Au→F→Hg的变化。各种类型矿体上均有不同指示元素组合。夕卡岩型矿体和层控型矿体间还具有硫同位素组成和稀土元素特征的区别。

该矿床物化探异常特征见图2-114，综合找矿模型详见表2-72。

表2-72　鸡冠嘴式铜金矿床综合找矿模型　Table 2-72　Comprehensive prospecting model of Jiguanzui-type Cu-Au deposit