鄂东南鸡冠嘴铜金矿床黄铁矿特征及深部成矿潜力_魏均启.pdf

收稿日期2019-09-10 基金项目湖北省地质局科技项目 （编号 kj2018-22） 。 作者简介魏均启 （1980） ， 男， 工程师， 硕士。 总第 521 期 2019 年第 11 期 金属矿山 METAL MINE 鄂东南鸡冠嘴铜金矿床黄铁矿特征及 深部成矿潜力 魏均启 1， 2 戚新世 3 周玉华 3 王芳 1， 2 朱丹 1， 2 鲁力 1， 21 （1. 湖北省地质实验测试中心， 湖北 武汉 430034； 2. 国土资源部稀土稀有稀散矿产重点实验室， 湖北 武汉430034； 3. 湖北三鑫金铜股份有限公司， 湖北 大冶 435100） 摘要鸡冠嘴铜金矿床位于长江中下游成矿带西端鄂东南矿集区内阳新岩体西北角、 金牛火山岩盆地东北 缘， 与铜绿山铜铁 （金） 矿床毗邻。截至目前， 矿区陆续发现了Ⅴ、 Ⅵ、 Ⅶ、 Ⅷ4条新矿体， 其中Ⅶ矿体为主矿体， 显示矿床深部具有很好的找矿潜力。以鸡冠嘴铜金矿床为研究对象， 对深部Ⅶ矿体进行了详细研究， 对矿体的主 要载金矿物黄铁矿进行了详细分析， 并初步探讨了矿床深部成矿特征。在野外调研和室内显微镜鉴定的基础 上， 将黄铁矿划分为PyⅠ和PyⅡ两个世代， 其中第二世代黄铁矿PyⅡ为金的主要载体。黄铁矿元素分析显示Co、 Ni、 Cu、 Zn和 As质量分数普遍较高， w （Co） /w （Ni） 变化范围为 0.02～9.26， PyⅠ黄铁矿为岩浆成因， PyⅡ黄铁矿为沉积改 造成因。硫同位素和铅同位素分析显示， 34S有明显的塔式效应， 有岩浆热液成因的特点， 铅为壳幔混合铅， 表明成 矿物质来源是以地幔为主的壳幔混合来源。在上述分析的基础上， 进一步分析了矿区深部成矿潜力。研究认为 矿床深部成矿以Ⅶ矿体为主， 矿体产于燕山期石英闪长岩与三叠系下统碳酸盐岩地层接触带附近， 受接触带构造 控制明显， 鸡冠嘴矿床深部Ⅶ矿体的发现， 表明矿区多金属矿床深部有良好的找矿前景。 关键词铜金矿床黄铁矿深部成矿矿床成因成矿物质来源 中图分类号P612文献标志码A文章编号1001-1250 （2019） -11-132-10 DOI10.19614/ki.jsks.201911023 Characteristics of Pyrite and Deep Metallogenic Potential in Jiguanzui Cu-Au Deposit， Southeast Hubei Province Wei Junqi1， 2Qi Xinshi3Zhou Yuhua3Wang Fang1， 2Zhu Dan1， 2Lu Li1， 22 （1. Hubei Geological Experiment Testing Center， Wuhan 430034， China； 2. Key Laboratory of Rare Mineral， Ministry of Land and Resources， Wuhan 430034， China； 3. Hubei Sanxin Gold Copper Limited Company， Daye 435100， China） AbstractJiguanzui Cu-Au Deposit is located in the northwest corner of the Yangxin rock mass and the northeastern margin of the Jinniu volcanic rock basin in the southeastern ore-ing area of the Middle-Lower Yangtze River Fe-Cu-Au metallogenic belt， adjacent to the Tonglushan Cu-Fe（Au）deposit.Until now， four new orebodies of V， VI， VIIand VIII dominated by VIIorebody were discovered continuously in the mining area， which shows that the deep part of the deposit has good prospecting potential.Taking Jiguanzui Cu-Au Deposit in the area as the study object， the deep VIIorebody was studied in detail， the main gold-bearing mineral pyrite in the orebody was analyzed in detail， and the deep mineralization of the deposit was preliminarily discussed.On the basis of field investigation and indoor microscope identification， the pyrite is divided into two generations（PyⅠ and PyⅡ） ， PyⅡ as main carrier minerals of gold.Elemental analysis of pyrite shows that the mass fraction of Co， Ni， Cu， Zn and As in pyrite was generally higher， and the change range of w （Co） /w （Ni）ratio was from 0.02 to 9.26.PyI is ed by magma， and PyII is ed by sedimentation.The isotope analysis of sulfur isotope and lead shows that 34S has ob- vious tower effect and has the characteristics of magmatic hydrothermal genesis.Lead is a mixed source of crust and mantle， which indicated that the ore-ing material source is a mixed source of crust and mantle based on mantle.Based on the above discussion results， the deep metallogenic potential of the deposit is further studied.The results show that the deep mineraliza- tion of the deposit is dominated by VIIorebody， which is produced near the contact zone between the Yanshanian quartz dio- Series No. 521 November2019 地质与测量 132 ChaoXing rite and the Triassic lower carbonate rock stratum，and is controlled by the contact zone structure.The discovery of VII orebody in the deep of the Jiguanzui Deposit indicates that the deep metal deposits in this area have good prospecting pros- pects. KeywordsCu-Au deposit， Pyrite， Deep metallogenic， Deposit genesis， Metallogenic material source 鄂东南地区处在长江中下游铜铁多金属成矿带 的最西段， 是长江中下游成矿带的重要组成部分， 是 我国矽卡岩铜铁矿床重要的大型矿集区。依据矿床 的空间分布特征、 矿床组合特征和控矿构造特征， 该 地区可划分为10个矿田， 铜绿山矿田即为其中之一。 鸡冠嘴大型矽卡岩铜金矿床即位于铜绿山矿田之 中， 根据矽卡岩的化学和矿物成分， 可将其归为钙质 矽卡岩型矿床。 近年来， 大量学者对鸡冠嘴铜金矿床进行了较 为深入的研究。邱永进 ［1］对该矿床的地质特征及成 矿机制进行了研究； 郭学全等 ［2］、 刘崇民等［3］、 潘怀军 等 ［4-5］、 龚运吉等［6］对该矿田的勘查地球化学模型及 找矿方向进行了研究； 郭纯智等 ［7］、 肖光富等［8］、 张建 斌等 ［9］、 魏全民等［10］对矿床类型、 矿体赋存状态及规 律、 岩浆岩与成矿关系、 成矿规律等方面进行了不同 程度的研究； 李华芹等 ［11］、 谢桂青等［12］对该矿床的成 矿岩体及矿床形成时代进行了研究。通过上述研 究， 矿床基本地质特征、 矿床成岩成矿年代、 矿床 成因及成矿背景均已基本查明， 但随着矿山开采、 深 部及外围找矿的深入， 特别是矿床深部找矿工作的 新发现， 原有理论成果已无法有效支撑新的找矿工 作。前人研究对该地区矿床中主要载金矿物黄 铁矿的专门研究涉及尚少， 另外， 该矿床浅部矿体基 本已经开采完毕， 资源勘查和开采利用已经到达深 部， 但有关该矿床深部找矿的研究成果鲜有报道。 Moh ［13］研究认为黄铁矿中微量元素含量受成矿流体 中微量元素含量制约， 研究不同成矿阶段黄铁矿内 的微量元素， 可以有效反映成矿流体的演化特征， 硫 化物中硫同位素和铅同位素值的分布特征也可以有 效指示矿床的成矿流体来源。 本研究以鸡冠嘴矿床深部Ⅶ矿体为例， 对矿体 中的主要载金矿物黄铁矿进行分析， 并结合野 外调研及前人研究成果， 探讨矿床深部成矿特征。 在显微物相分析及电子探针分析的基础上， 对不同 成矿阶段黄铁矿进行微区原位分析， 并对黄铁矿、 黄 铜矿硫同位素值及铅同位素值的分布特征进行分 析， 讨论成矿流体来源。在对鸡冠嘴矿床野外调研、 坑道详细编录及矿石光薄片观察的基础上， 结合上 述测试分析成果， 对矿床深部成矿特征进行研究， 以 期为该地区深部找矿和资源开发提供有益参考。 1地质背景 1. 1区域地质特征 鄂东南地区位于扬子板块北缘， 下扬子陆块西 段， 秦岭大别造山带和华北板块南侧， 北部以襄 （樊） 广 （济） 断裂为界， 断裂以北为大别造山带， 南 部与九岭幕阜隆起带相接， 以南为长江中下游西 段 （图 1） 。沿江断裂带及 NW向断裂在区内广泛分 布 ［12］。其中， NWW向褶皱和断裂是最主要的控矿构 造， 区内分布最广的为燕山期侵入的岩浆岩体， 岩体 规模不等， 与铜铁矿成矿有关的岩体自北向南主要 有鄂城、 铁山、 金山店、 灵乡、 殷祖和阳新六大岩 体 ［14］， 岩性主要为花岗岩、 花岗闪长斑岩、 花岗斑岩、 闪长岩、 闪长玢岩、 石英闪长岩、 石英二长岩等 ［15-16］。 区域出露地层主要为震旦纪三叠纪地层， 缺失中、 下泥盆统和上侏罗统地层。大冶以南区域主要分布 震旦系志留系地层， 大冶以北的断陷盆地主要分 布侏罗系及以上地层， 北部的大别山造山带和南部 的九岭幕阜隆起带有前震旦纪基底出露。其中， 石炭纪、 二叠纪和早三叠世碳酸盐岩为铜铁金多金 属矿床的主要成矿围岩。该区重要的矿床有铁山、 金山店、 程潮、 铜山口、 丰山洞、 鸡笼山、 鸡冠嘴、 铜绿 山等矿床， 他们都属于与燕山期中酸性侵入岩有关 的成矿系列 ［17］。 1. 2矿床地质特征 鸡冠嘴铜金矿床位于湖北省大冶市区西南， 大 地构造处于阳新岩体西北段、 灵乡火山岩盆地东北 缘、 大冶复式向斜南翼， 与铜绿山铜铁 （金） 矿床毗 邻 ［1， 18］， 为鄂东南矿集区铜绿山矿田典型的矽卡岩型 铜金矿床 （图2） 。矿区地表绝大部分为第四系湖积 及冲洪积黏土所覆盖， 地层隐伏于地下， 主要为三叠 系海相碳酸盐岩和砂岩， 其次为白垩系下统灵乡组 及马架山组火山碎屑岩、 熔岩角砾岩。构造主要为 隐伏的印支期 NWW近 EW 向褶皱/断裂和燕山期 NNE向断裂/褶皱， 两者近直交叠加 ［18］。矿区侵入岩 和喷出岩均有发育， 侵入岩为铜绿山石英正长闪长 岩株的一部分， 环形分布于矿区东南部。侵入岩类 型有闪长玢岩、 石英闪长岩、 闪长岩和安山玢岩 等 ［19］， 其中， 闪长玢岩和石英闪长岩与该矿床成矿密 不可分。 鸡冠嘴矿床主要由Ⅰ、 Ⅱ、 Ⅲ、 Ⅳ4条主矿体以 2019年第11期魏均启等 鄂东南鸡冠嘴铜金矿床黄铁矿特征及深部成矿潜力 133 ChaoXing 及深部的Ⅶ矿体组成。矿体多呈透镜状和似层状 等， 主要赋存于岛状、 半岛状大理岩捕掳体的上、 下 接触带及层间破碎带中。Ⅰ、 Ⅱ、 Ⅲ矿体产于石英 正长闪长玢岩、 石英闪长岩与大理岩捕掳体接触的 下接触带， Ⅳ矿体则产于大理岩捕掳体的层间破碎 带中， 矿体与围岩界线较为明显， 呈雁行排列。深部 的Ⅶ矿体主要产于石英闪长岩与大理岩捕掳体接触 的上接触带。矿化从内接触带到外接触带具有磁铁 矿化→铜金矿化→含金黄铁矿化→黄铁矿化的分带 性， 呈渐变关系并伴有复合叠加现象。矿区广泛发 育接触变质作用， 按其形成的作用方式可分为接触 热变质和接触交代变质两种。矿区发育多种强烈的 围岩蚀变， 多种蚀变常互相叠加， 与成矿关系密切的 蚀变类型主要为碳酸盐化、 矽卡岩化、 钾长石化及硅 化等。综合野外穿插关系、 镜下观察及前人研究成 果， 可将成矿作用划分为干矽卡岩阶段、 湿矽卡岩阶 段、 硫化物阶段、 碳酸盐阶段等4个阶段 ［20］。 2深部矿体特征 鸡冠嘴矿床深部有Ⅴ、 Ⅵ、 Ⅶ、 Ⅷ4 个矿体， 新发现的Ⅶ矿体为主矿体， 该矿体是鄂东南地质 大队20062010年在鸡冠嘴铜金矿区开展全国危机 矿山找矿项目时新发现的矿体。矿体主要产于-850 ～-1 400 m标高， 共由Ⅶ1～Ⅶ38 38个小矿体组成， 多 呈透镜状、 脉状、 似层状， 雁行排列， 矿体之间位置相 邻， 矿体与围岩界线清晰。据目前勘查阶段揭露， 矿 体主要由坑内钻孔KZK05、 KZK10、 KZK11、 KZK23和 KZK10及-920 m中段、 -950 m中段、 -970 m中段3条 巷道圈定。矿体产于燕山早期石英正长闪长玢岩与 蒲圻组粉砂岩与嘉陵江组白云质大理岩接触的上接 触带及其捕掳体的破碎带中。接触带和断裂构造共 同控制了矿体的产状， 以构造控制为主， 矿体走向由 NNE向 NW 过渡， 整体呈鞍状。矿体控制总长度为 180～200 m， 单个矿体控制长度为10～90 m不等， 厚 度为1～20 m。矿体Cu品位为0.3～9.65， Au品位 为1.03～10.03 g/t， S品位为7.95～38.77。 矿石以原生矿石为主， 金属矿物成分主要为黄 铁矿、 黄铜矿， 次为斑铜矿、 辉铜矿及极少量自然金、 银金矿等， 其中黄铁矿、 黄铜矿为主要的载金矿物。 矿石结构以碎裂结构、 自形半自形结构、 他形粒状 结构、 骸晶结构、 压碎结构、 交代结构和网脉状结构 为主。矿石构造主要有浸染状构造、 脉状构造等。 相较于浅部的Ⅰ、 Ⅱ、 Ⅲ、 Ⅳ矿体， 矿体的矿石 品位及金属矿物组成均有变化， Cu平均品位较浅部 矿体降低， S品位升高， Au品位稍有所下降， 据此推 断Ⅶ矿体的形成温度可能偏高于Ⅰ、 Ⅱ、 Ⅲ、 Ⅳ矿 体。 金属矿山2019年第11期总第521期 134 ChaoXing 3样品组成及分析 3. 1样品组成 本研究系统采集了鸡冠嘴铜金矿床深部矿体 TZ-26、 TZ-27、 TZ-28、 TZ-30、 TZ-31 共 5 件矿石样 品， 包括大理岩型和矽卡岩型两种类型矿石。将微 区原位分析样品磨制成标准探针片， 利用透反偏光 显微镜对探针片进行详细的矿相学观察， 大致查明 样品的矿物组成、 共生组合和结构构造。硫同位素、 铅同位素样品经过粉碎 （60～80目） 、 过筛、 淘洗， 在 双目镜下挑选出纯度大于99的黄铁矿、 黄铜矿单 矿物样品。 依据岩相学观察， 可将黄铁矿划分为两个世 代， PyⅠ和 PyⅡ （图 3） 。第Ⅰ世代黄铁矿以稀疏浸染 状、 细脉状为主， 自形程度差， 多数遭受后期热液溶 蚀或交代呈孔洞状， 镜下未发现其包含可见金， 该 世代黄铁矿主要产于大理岩层状矿石中。第Ⅱ世 代黄铁矿有两种类型， PyⅡ-1和PyⅡ-2。PyⅡ-1以浸 染状为主， 自形半自形粒状， 有的黄铁矿包含有 黄铜矿包体， 有的黄铁矿交代早期PyⅠ黄铁矿形成 增生加大边， 镜下发现少数颗粒包含可见金， 该类 型黄铁矿主要产于大理岩层状矿石以及外接触带 矽卡岩矿石中。PyⅡ-2以稠密浸染状为主， 自形程 度高， 颗粒内部裂隙尤为发育， 主要与黄铜矿、 斑铜 矿等共生， 镜下可见金矿物分布于其颗粒裂隙中， 为金的主要载体矿物， 该类型黄铁矿主要产于大理 岩层状矿石中。 2019年第11期魏均启等 鄂东南鸡冠嘴铜金矿床黄铁矿特征及深部成矿潜力 135 ChaoXing 3. 2分析方法 本研究原位微区分析在湖北省地质实验测试中 心国土资源部稀土稀有稀散矿产重点实验室完成， 分别对黄铁矿、 黄铜矿进行电子探针和激光剥蚀电 感耦合等离子体质谱原位微区分析 （LA-ICP-MS） 。 电子探针所用分析仪器为日本岛津公司1720H， 标样 选择为S、 Fe（黄铁矿） 、 Cu（黄铜矿） 、 As（毒砂） 、 Zn （闪锌矿） 、 Ni、 Co（镍黄铁矿） 、 Pb（方铅矿） 、 Au（金金 属单质） 和Ag（银金属单质） ， ZAF4校正。LA-ICP- MS 分析所用仪器为 Coherent Inc 公司生产的 Geo- LasPro 全自动版 193 nm ArF 准分子激光剥蚀系统 （LA） 和 Agilent 公司生产的 7700X 型电感耦合等离 子质谱仪 （ICP-MS） 联用构成的激光剥蚀电感耦合等 离子体质谱分析系统。测试数据使用MASS-1标样 进行校正， Fe元素为内标 ［21］。数据离线处理采用软 件 ICPMSDataCal ［22］完成。本研究共测定了 24 种元 素， 为Na、 S、 V、 Cr、 Mn、 Fe、 Co、 Ni、 Cu、 Zn、 Ga、 As、 Mo、 Ag、 Cd、 In、 Sn、 Sb、 Ba、 W、 Ir、 Hg、 Tl、 Bi， 其中In、 Ba、 W、 Ir、 Tl 元素大部分都低于检测限。 硫同位素、 铅同位素分析在北京科荟测试技术 有限公司完成。硫同位素分析仪器设备为美国热电 公司的 253plus、 Flash EA 元素分析仪和 Conflo IV 多 用途接口。采用IAEA-SO-5， IAEA-SO-6、 NBS 127 3 种国际标准物质， 标样的分析精度可达到0.2‰。铅 同位素分析流在 ThermoFisher 公司 Neptune plus 型 MC-ICP-MS 上进行， 在样品测试前， 使用 NIST 981 200 μg/L标准溶液对仪器进行参数优化， 包括等离子 体部分 （矩管位置和载气流速等参数） 和离子透镜参 数， 以达到最大灵敏度。先草测下溶液Pb浓度， 然后 加入Tl的标准溶液， 使w （Pb） ∶ w （Tl） 1 ∶ 1。Pb同位素 仪器分馏校正采用指数方程 ［23］， 以w （203Tl） /w （205Tl） 0.418 922进行校正。 3. 3分析结果 3. 3. 1金的赋存状态 前人对鸡冠嘴矿床中Au的赋存状态研究表明， 金矿物主要为自然金、 含银自然金及银金矿， 少量不 可见金， 可见金主要为包裹金、 粒间金和裂隙金， Au 主要富集在黄铜矿、 黄铁矿中 ［20］。本研究在对样品 电子探针测试中发现矿床深部矿体的主要载金矿物 以黄铁矿、 黄铜矿为主， 金矿物主要包裹于黄铁矿、 黄铜矿之中， 分布于黄铁矿、 黄铜矿颗粒边缘或充填 于黄铁矿裂隙中 （图4） 。金矿物多呈乳滴状或不规 则状， 粒径为2～30 μm， 以自然金、 含银自然金为主， 银金矿次之 （表1） 。载金黄铁矿主要为第二世代黄 铁矿PyⅡ， Au含量为0.01～0.11。 3. 3. 2微量元素特征 本研究应用LA-ICP-MS对黄铁矿中微量元素进 行了分析测试， 分析结果见表2。由表2可知 PyⅠ中 富As、 Cu、 Zn、 Co、 Ni， 贫Cd、 Sb等， 其中Ni质量分数最 金属矿山2019年第11期总第521期 136 ChaoXing 高， 平均为 536.4310-6； 其次为 Co， 质量分数均为 251.6210-6； Cu和Zn质量分数平均分别为13.05 10-6和33.7110-6， As质量分数平均为41.2810-6； Mo和Ag 质量分数较低， Mo质量分数平均为 0.08 10-6； Ag 质量分数平均为0.0610-6； PyⅡ中的微量元 素质量分数与 PyⅠ中的有明显差别， Cu、 Zn、 Co、 Ni质 量分数明显下降； As、 Ag质量分数有一定升高， 其中 As质量分数最高， 平均为64.1810-6； Co 质量分数平 均为1.210-6； Ni质量分数平均为1.7410-6； Cu质 量分数平均为4.0710-6； Zn质量分数平均为4.67 10-6； Ag质量分数平均为 0.2010-6。 如前所述， 矿体中不同世代黄铁矿 （PyⅠ、 PyII-1 及 PyII-2） 中Co、 Ni、 Cu、 Zn、 N a、 Cr、 As、 Hg含量及其 分布特征有明显差异， 黄铁矿中Co、 Ni、 Cu、 Zn、 As质 量分数普遍较高， Co、 Ni为强亲铜元素， 能替代Fe进 入黄铁矿矿物晶格中， 与Fe形成类质同象， As也可以 替代S进入黄铁矿矿物晶格中， 与S形成类质同象。 Co、 Ni在黄铁矿中的含量以及w （Co） /w （Ni） 值常 被用来判别黄铁矿的形成环境， 并被广泛应用于矿 床地球化学研究 ［24-25］， 不同世代黄铁矿的Co、 Ni含量 及w （Co） /w （Ni） 值也具有规律性变化特征。黄铁矿 微量元素测试结果显示 黄铁矿中 Co、 Ni的含量变 化较大， w （Co） /w （Ni） 值变化范围为0.02～9.26。PyI 黄铁矿Co、 Ni含量低， w （Co） /w （Ni） 值为0.02～9.26， 除个别值小于 1 外， 绝大多数值大于 1。将它们的 Co、 Ni 组成投在 w （Co） -w （Ni） 关系成因图解 （图 5） 上， 大部分落在岩浆区。而PyII-1、 PyII-2黄铁矿的 Co、 Ni 含量远远高于 PyⅠ， w （Co） /w （Ni） 值为 0.09～ 1.15， 除了一个值大于1外， 其余均小于1。将它们的 Co、 Ni组成投在w （Co） -w （Ni） 关系成因图解 （图5） 上， 大部分落在沉积改造区。由此可见， 不同世代黄铁矿 （PyⅠ、 PyII-1及 PyII-2） 成因明显不同。 结合矿床成矿时代及矿床地质背景 ［26］， 本研究 认为深部成矿流体与燕山早期岩浆活动有关， 金矿 物主要赋存在PyII-1、 PyII-2中， 即沉积改造成因的 黄铁矿中。 注“-” 表示低于检测限 2019年第11期魏均启等 鄂东南鸡冠嘴铜金矿床黄铁矿特征及深部成矿潜力 137 ChaoXing 3. 3. 3稳定同位素特征 对鸡冠嘴铜金矿床矿石中的4件不同品位的黄 铁矿、 黄铜矿样品进行了硫同位素和铅同位素测试， 测试结果见表 3。由表 3 可知 黄铁矿 w（ 34S）为 5.04‰～6.68‰， 与前人研究结果一致， 变化范围窄； 黄铜矿 w （ 34S） 为 3.01‰～5.39‰， 与前人测试数据相 近 ［24］， 变 化 范 围 窄 ； 黄 铁 矿 w（206Pb） /w（204Pb）为 18.011 8～18.275 4， w（ 207Pb） /w（204Pb）为 15.557 5～ 15.665 5， w （ 208Pb） /w （204Pb） 为38.258～38.362， 整体变 化范围窄； 黄铜矿 w（ 206Pb） /w（204Pb）为 18.321 5～ 18.332 7， w（207Pb） /w（204Pb）为 15.572 5～15.700 4， w （ 208Pb） /w （204Pb） 为 38.304 3～38.750 2， 整体变化范 围窄。 注 JGZ-49、 JGZ-8样品测试数据引自文献 ［24］ 。 硫化物稳定同位素分析 w （34S） 极差为 4.48‰， 均值为 5.34‰， 显示斑岩型-矽卡岩型矿床的硫同 位素特征， 成矿流体中硫的来源和石英正长闪长玢 岩、 石英闪长岩等岩浆热液体系关系密切 ［24］， 另 外， w （ 34S） 值有稍正向偏离陨石硫的特点， 有明显的 塔式效应 （图6） ， 表明成矿物质来源较深， 且来源单 一， 受地层混染影响小， 具有岩浆热液成因特点。 铅同位素构造环境模式图 （图7） 中， 投影点集中 分布于壳幔均一混合造山带型铅范围内， 说明鸡冠 嘴铜金矿床矿石铅为壳幔混合铅， 成矿作用与区域 造山作用关系密切， 造山过程中， 大量地壳物质被运 移至深部地幔， 随着造山作用持续进行， 地幔流体携 带Cu、 Au等成矿物质沿断裂向上运移而参与成矿作 用， 图中显示了成矿物质以地幔为主的壳幔混源特 点。 4鸡冠嘴矿床深部找矿探讨 4. 1控矿因素 （1） 地层控矿作用。据鄂东南地区各类矿床 （点） 分布特征的研究， 矿床主要赋矿地层为石炭纪、 二叠纪和早三叠世碳酸盐岩地层 ［27］。鸡冠嘴矿床浅 部矿体主要产于下三叠统大冶组地层及其捕掳体 中， 深部矿体主要产于蒲圻组粉砂岩与嘉陵江组白 云质大理岩地层及其捕掳体中， 矿体受地层层位控 制明显。矿区地层虽不为成矿提供物质来源， 但鸡 冠嘴矿床早三叠世地层合适的温压条件， 为成矿流 体内Cu、 Fe、 Au等成矿物质的分解、 沉淀提供了有利 条件。另外， 含矿岩层较好的渗透性， 也有利于热液 运移。 （2） 构造控矿作用。鸡冠嘴矿床整体受4个隐伏 背、 向斜和4条断裂及断裂破碎带控制 ［24］。矿床浅部 矿体主要受NNE向隐伏背斜控制， 浅部的Ⅰ、 Ⅱ、 Ⅲ矿 体均沿该背斜两翼分布。深部矿体和浅部矿体以Ⅲ 矿体之下的逆冲断层为界， Ⅶ矿体产出于该断层下 盘。侵入接触构造是矿床深部的主要控矿构造， 也 是矿床中矿体的连接对应标志。侵入构造总体展布 方向为NE向， 在横向上呈雁行或平行排列， 纵向上 呈透镜状、 元宝状和鞍状。按其特征及其与成矿的 关系， 可分为成矿前、 成矿期、 成矿后3期构造破碎， 总体特点表现为继承性、 脉动性和多期性。 （3） 侵入岩控矿作用。矿区岩浆岩主要为阳新 复式侵入岩体西北端铜绿山石英正长闪长岩岩体的 一部分， 与成矿关系密切的为闪长玢岩和石英闪长 岩 ［24］。矿体多分布于侵入岩外接触带0～4 km范围 内， 燕山期中酸性侵入岩对区内Cu、 Fe、 Au多金属成 矿作用关系十分密切。Ⅶ主矿体即产于大理岩捕虏 金属矿山2019年第11期总第521期 138 ChaoXing 体与石英闪长岩的接触带内。 4. 2成矿物质来源 鸡冠嘴铜金矿床成矿作用与岩浆活动密切相 关， 成矿物质来源于岩浆 ［1］， 燕山期中酸性侵入岩不 仅为成矿提供了热动力， 而且提供了成矿物质来源。 含金黄铁矿和黄铜矿的S同位素、 Pb同位素分析进一 步证明了成矿流体来源于燕山期石英正长闪长玢 岩、 石英闪长岩等岩浆热液体系关系密切， 成矿物 质来源较深， 主要为地幔物质， 呈现以地幔为主的壳 幔混源特点。岩浆经岩浆房结晶分异作用后上侵形 成石英正长闪长玢岩、 石英闪长岩等， 岩浆在上侵就 位过程中与接触的围岩碳酸盐岩发生热接触交代作 用， 热液运移过程中携带的成矿物质， 在接触带附近 富集沉淀。 4. 3找矿标志及找矿潜力 研究区三叠系下统大冶组碳酸盐岩地层是鸡冠 嘴矿床矿体的主要产出地层， 矿床深部的蒲圻组粉 砂岩与嘉陵江组白云质大理岩及其捕虏体与岩体的 接触位置是深部矿体的主要产出部位。因此， 蒲圻 组粉砂岩与嘉陵江组白云质大理岩地层及其捕虏体 可作为该矿区深部寻找铜铁金矿体的地层标志。深 部矿体主要受NWW向构造控制， NWW向构造可以 作为重要的深部找矿标志。矿体的蚀变围岩具有特 定的矿物组合特征， 透辉石矽卡岩、 矽卡岩化石英正 长闪长玢岩等为深部矿体产出的主要蚀变围岩标 志。岩体与嘉陵江组大理岩的接触带位置是今后深 部找矿的重要方向。 根据上述找矿标志， 鸡冠嘴矿床深部和外围仍 有较大找矿空间。接触带是该矿床的主要控矿构 造， 绝大多数矿体都赋存在接触带中。目前基本控 制了矿床深部新发现的Ⅶ矿体， 该矿体由Ⅶ1～Ⅶ38 38个小矿体组成， 其中Ⅶ2和Ⅶ3矿体为主矿体， 现已 基本查明了深部Ⅶ矿体的分布、 形态及产状 （图8） ， 新增金金属量20.4 t， 铜金属量12万t， 取得了重大突 破。 鸡冠嘴矿床与邻近的猴头山、 铜绿山、 鲤泥湖等 矿床 （点） 的接连部位前期工程控制少， 矿区西北侧 断裂下盘发现了含矿的大理岩残留体， NWW向构造 两端延伸部位追索不够， 该类位置都有较好的找矿 潜力， 可以作为今后找矿重点位置。在找矿工作中 应综合利用地物化等多种手段 ［28-29］， 有望在该区深部 及外围找到新的矿体。 5结论 （1） 鸡冠嘴矿床深部矿体黄铁矿可分为PyⅠ和Py Ⅱ两个世代， 第Ⅰ世代黄铁矿以稀疏浸染状、 细脉状为 主， 主要产于大理岩层状矿石中， 第Ⅱ世代黄铁矿以 稠密浸染状为主， 主要产于大理岩层状矿石以及外 接触带矽卡岩矿石中。深部矿体的主要载金矿物为 黄铁矿、 黄铜矿， 金矿物主要包裹于黄铁矿、 黄铜矿 之中， 分布于黄铁矿、 黄铜矿颗粒边缘或充填于黄铁 矿裂隙之中， 以自然金、 含银自然金为主， 银金矿次 之， 载金黄铁矿主要为第Ⅱ世代黄铁矿。 （2） 黄铁矿中Co、 Ni、 Cu、 Zn和As质量分数普遍 较高， Co、 Ni含量变化比较大， w （Co） /w （Ni） 值变化范 围为0.02～9.26。不同世代黄铁矿成因不同， PyⅠ黄铁 矿为岩浆成因， PyⅡ黄铁矿为沉积改造成因。w （ 34S） 变化范围小， 具有明显的塔式效应， 成矿物质来源较 深且来源单一， 受地层混染影响小， 具有岩浆热液成 因的特点， 成矿流体硫的来源和闪长玢岩、 石英闪长 岩等岩浆热液体系关系密切。铅集中分布于壳幔 均一混合俯冲带型铅范围内， 为壳幔混合铅， 表明成 矿作用与区域造山作用关系密切， 成矿物质来源显 示以地幔为主的壳幔混源特点。 （3） 目前矿床深部成矿以Ⅶ矿体为主， 矿体产于 蒲圻组粉砂岩与嘉陵江组白云质大理岩地层及其捕 掳体中， 受构造控制明显。综合前人资料和详细的 野外调研以及测试分析， 鸡冠嘴矿床深部及外围仍 然有较大的找矿空间。 参 考 文 献 邱永进.鄂东鸡冠嘴铜 （铁） 金矿床的地质特征及成因 ［J］ .有色 金属矿产与勘查， 1995， 4 （2） 77-82. Qiu Yongjin.The origin and geological characteristics of the Jiguan- zui Cu（Fe） -Au deposit， Eastern Hubei ［J］ .Geological Exploration for Non-ferrous Metals， 1995， 4 （2） 77-82. 郭学全， 熊继传， 李辉文.湖北大冶鸡冠嘴铜金矿床地球化学找 ［1］ ［2］ 2019年第11期魏均启等 鄂东南鸡冠嘴铜金矿床黄铁矿特征及深部成矿潜力 139 ChaoXing ［3］ ［4］ ［5］ ［6］ ［7］ ［8］ ［9］ ［10］ ［11］ ［12］ ［13］ ［14］ ［15］ ［16］ ［17］ ［18］ ［19］ ［20］ 矿模式 ［J］ .物探与化探， 1991， 15 （3） 216-224. Guo Xuequan， Xiong Jichan， Li Huiwen.Geochemlcal ore-prospect- ing model for the Jiguanzui copper-gold deposit in Dye， Hubei Prov- ince ［J］ .Geophysical and Geochemical Exploration， 1991， 15 （3） 216-224. 刘崇民， 徐外生， 庞庆恒.湖北鸡冠咀隐伏铜金矿床勘查地球化 学概念模型 ［J］ .物探与化探， 1996， 20 （3） 172-189. Liu Chongmin， Xu Waisheng， Pang Qingheng.Geochemical explora- tion conceptual model of the Jiguanzui concealed copper-gold de- posit， Hubei Province［J］ .Geophysical and Geochemical Explora- tion， 1996， 20 （3） 172-189. 潘怀军.湖北鸡冠嘴铜金矿床简化矿石类型的探讨 ［J］ .黄金地 质， 2004， 10 （4） 28-31. Pan Huaijun.Discussion on the simplification of the ore type of the Jiguanzui gold-copper deposit， Hubei［J］ .Gold Geology， 2004， 10 （4） 28-31. 潘怀军， 龚运吉.鸡冠嘴铜金矿床地质找矿方向研究 ［J］ .有色金 属 矿山部分， 2005， 57 （5） 14-16. Pan Huaijun， Gong Yunji.Geological prospecting of Jiguanzui gold- copper deposit ［J］ .Nonferrous MetalsMine Section， 2005， 57 （5） 14-16. 龚运吉， 王贤奖.鸡冠嘴铜金矿床储量正负变规律的研究 ［J］ .有 色金属 矿山部分， 2004， 56 （6） 16-18. Gong Yunji， Wang Xianjiang. Study on the positive and negative variation of reserves in Jiguanzui gold-copper deposit［J］ .Nonfer- rous MetalsMine Section， 2004， 56 （6） 16-18. 郭纯智， 魏全民， 叶晖.鸡冠嘴矿床隐爆角砾岩和斑岩型矿体 的存在及其特征 ［J］ .金属矿山， 2007 （2） 52-54. Guo Chunzhi， Wei Quanmin， Ye Hui.Occurrence of cryptoexplo- siv