摘要
金牛火山岩盆地位于鄂东南矿集区西缘,是中国长江中下游铁矿床的重要分布区。盆地南缘灵乡一带的脑窖、刘岱山等富铁矿体主要赋存于闪长岩与三叠系碳酸盐岩接触带及火山岩中,呈透镜状、脉状及不对称马鞍状,矿石多具块状、角砾状与网脉状构造。金牛盆地南缘发育大量硬石膏,其硫同位素δ34S集中于 +30‰~+32‰。盆地南缘石膏资源量超过1亿 t,而铁矿资源量不足2000万 t,资源量比值严重失衡,暗示深部可能存在尚未揭露的厚大铁矿体。重力-磁力异常叠加区钻探揭露白云质灰岩捕虏体及厚大高品位硬石膏层,表明其具备有利成矿条件。本研究表明金牛盆地南缘具有形成大中型富铁矿床的潜力,深部构造交汇带是下一步重点找矿方向。
Abstract
The Jinniu volcanic basin, located in the western margin of the Southeastern Hubei Province. Several Fe deposits, including the Naojiao and Liudaishan deposits, occur along the southern margin of the basin, where ore bodies are mainly hosted in the contact zones between diorite and Triassic carbonate rocks. The ore bodies are characterized by complex morphologies such as lenticular, vein-like, and asymmetrical saddle shapes, with massive, brecciated, and stockwork textures. Large amounts of anhydrite occur in the southern Jinniu basin, with sulfur isotope compositions (δ34S = +30‰ to +32‰) indicating a distinct evaporitic sulfur source. Notably, the anhydrite resources in this area exceed 100 million tons, whereas the identified Fe resources are less than 20 million tons, producing a highly unbalanced ratio that implies the likely presence of undiscovered, thick iron orebodies at depth. Drilling within overlapping gravity and magnetic anomalies has revealed extensive dolomitic limestone xenolith bodies and thick, high-grade anhydrite layers, further confirming favorable metallogenic conditions. The results of this study demonstrate that the southern margin of the Jinniu basin has significant potential for medium- to large-scale high-grade iron deposits, and that deep structural intersections constitute the primary targets for future exploration.
0 引言
鄂东南矿集区是中国长江中下游成矿带的重要组成部分,富铁矿资源丰富,成矿类型多样(舒全安等,1992;Li et al.,2014)。金牛火山岩盆地位于鄂东南矿集区西缘,为该区的重要构造-岩浆-成矿单元,区内构造复杂,岩浆活动频繁,叠加了多期次构造-岩浆-热液活动,为铁矿的形成和富集提供了有利条件(Xie et al.,2011;Hu et al.,2020)。近年来,盆地周缘陆续发现多处铁矿点及重磁异常,使金牛火山盆地成为鄂东南矿集区铁矿找矿的重要靶区之一(李雄伟等,2014;闫芳等,2022)。
近年来的综合地质调查和物探研究显示,金牛盆地南缘存在多处强烈的重磁异常和低阻带,推测其可能与深部隐伏岩体或富铁矿体相关。同时,在金牛盆地南缘,发现了富铁矿体与热液硬石膏的共生关系,在资源量对比上呈现“贫铁富硫”的特点。前人研究表明,赋存在碳酸盐岩地层中的膏盐层在富铁矿成矿过程中不仅是硫的重要来源,而且对成矿流体性质和矿物组合演化起到关键作用(Wen et al.,2017;Lan et al.,2019)。岩浆侵入过程中对膏盐层的混染能够显著提升成矿系统的卤素与硫酸根含量,其中 Cl-促进 Fe2+ 的络合与迁移,SO4 2- 则通过氧化反应提高流体氧逸度,加速 Fe2+ 向 Fe3+ 转化,从而有利于磁铁矿的沉淀与富集;同时膏盐层中可溶性组分的加入还能增强岩浆流体的出溶效率,促进热液的大量释放并加速成矿过程(Wen et al.,2017; Lan et al.,2019;Zhou et al.,2022;李延河等,2024)。
本文以金牛火山盆地南缘富铁矿床为研究对象,系统分析盆地南缘铁矿床的地质特征及其与膏盐层的空间关系,提出硫铁比值作为指示深部隐伏铁矿体的新认识。研究结果不仅有助于深化对金牛盆地南缘富铁矿成因的认识,也为鄂东南矿集区深部铁矿勘查提供理论指导。
1 区域地质背景
金牛火山盆地位于扬子板块东南缘与江南造山带复合部位,属于鄂东南矿集区的重要组成部分 (图1)。鄂东南矿集区富铁矿床的主要赋矿围岩为三叠系蒲圻组和嘉陵江组,发育厚层石膏、膏盐岩及碳酸盐岩(舒全安等,1992;Xie et al.,2012;刘磊等,2022)。这些地层的物理化学性质差异性显著,为岩浆热液与围岩作用提供了良好的条件。此外,区域性构造复杂,殷祖复背斜、大冶向斜及毛家铺复式背斜等构造单元控制了岩浆侵入和矿床的分布(舒全安等,1992;刘冬勤等,2021)。
区内岩浆活动频繁,晚侏罗世 — 早白垩世 (150~120 Ma)是区域成岩成矿作用最强烈的时期 (Li et al.,2009;Xie et al.,2015;Wen et al.,2017)。该期岩浆活动主要分为 145~133 Ma 与 132~123 Ma两个阶段,对应成矿高峰分别为约140 Ma和130 Ma,后一阶段是富铁矿成矿的关键阶段(Xie et al., 2012;Li et al.,2014;Hu et al.,2020;周润杰等, 2025)。该时期岩浆活动频繁,形成了一系列中酸性侵入岩体,如灵乡、金山店、铁山、鄂城等,这些岩体均与富铁矿床的形成密切相关。地球化学研究表明,这些岩体主要来源于富集岩石圈地幔,在岩浆上侵演化过程中混染了一定比例的地壳物质,使得岩浆表现出中等氧逸度、较高的铁含量和适度的挥发分特征(Wen et al.,2017;Xie et al.,2020;Zhou et al.,2022)。这种属性的岩浆在侵入碳酸盐岩时,极易发生强烈的交代与混合作用,形成矽卡岩化、磁铁矿化及伴生的热液石膏沉淀(王文财等,2012; 李延河等,2013;Wen et al.,2017;Lan et al.,2019)。
图1鄂东南矿集区区域地质简图
岩浆侵入后沿接触带及断裂破碎带分布的热液活动形成了富铁热液系统,富铁流体在温度与氧化还原条件变化下沉淀形成磁铁矿、赤铁矿,构成典型的矽卡岩型-玢岩型复合矿床(Hu et al., 2020)。灵乡、刘岱山、王豹山、铁山、程潮等矿床均体现出这种成矿机制,其富铁矿体主要分布于闪长岩与大理岩接触带或碳酸盐岩捕虏体中,显示出充填交代混合作用叠加的特征(夏金龙,2010;Li et al.,2019;Hu et al.,2020;周润杰,2022)。区域上,富铁矿体与热液石膏呈明显分带共生关系,反映出岩浆脱气作用与成矿流体演化过程中的硫-铁协同富集机制(Xie et al.,2015,2020;刘小胡等,2020;解洪晶等,2025)。晚侏罗世—早白垩世岩浆活动不仅为金牛盆地及其南缘提供了成矿物质与热能来源,也决定了富铁矿的空间分布与成矿特征。
前期物探资料揭示金牛盆地南缘具有找矿潜力,该区域存在显著的重力和磁力异常叠加区,钻孔已揭示出厚大的白云质灰岩捕虏体及石膏矿体,显示了形成富铁矿体的有利条件。结合前人对程潮、金山店等矿床的找矿勘查经验,可以推断该区可能发现规模较大的富铁矿体。总体上,金牛火山盆地处于多期构造叠加和岩浆作用强烈的区域,具备形成大型矽卡岩型及玢岩型富铁矿床的地质背景,是鄂东南矿集区富铁矿找矿的重点区块之一。
2 矿床地质特征
金牛盆地南缘是区内重要的富铁矿集中分布区,已有中、小型铁矿床 10 余个,其特征表现为“矿体小而品位高”(图2)。这些矿体主要产于闪长岩体与大理岩的接触带,在岩体顶缘接触带周围、大理岩残留体及断裂破碎带中均有出露,显示出明显的层控与构造叠加特征(图3)。矿床在平面上呈 “井”字型排列,自东向西划分为3个主要成矿带:东矿带刘家畈—狮子山,中矿带狮子山北—小包山— 铁子山,西矿带脑窖—广山—刘岱山。3 条矿带间距大致均匀,相互间距2~2.4 km,其间还零星分布小型矿体和矿点(图2)。
在西矿带,脑窖与广山矿床的矿体形态复杂,产状多变,呈透镜状、囊状、不对称马鞍状及其他不规则形态(图4a~e)。脑窖矿床的矿体位于北北东向脑窖—广山断裂与近东西向脑窖—九眼桥背斜交汇部位,受构造交汇带及接触带的控制尤为明显 (图2)。矿体自交汇部位向四周展布,并逐渐减薄直至尖灭,受北北东向断裂控制特征突出,局部可见闪长玢岩脉穿过矿体,同时伴生硬石膏(图4e)。矿体主要赋存于背斜核部,局部延伸至翼部,矿体形态多变,包括不对称马鞍状、扁豆状、透镜状及脉状等。矿石结构以块状、角砾状和条带状为主,其中角砾状矿化带中可见大理岩及闪长岩角砾,反映出强烈的构造破碎与热液改造作用(图5a~d)。
a—刘家畈铁矿5号勘探线剖面;b—广山铁矿6-1号勘探线剖面; c—小包山铁矿3号勘探线剖面;d—铁子山铁矿3号勘探线剖面
脑窖和广山矿床中矿石类型丰富,以磁铁矿为主,赤铁矿次之,普遍具有较高品位。常见的矿石构造包括致密块状、脉状、网脉状、角砾状和条带状等(图5a~c)。致密块状构造中,磁铁矿呈致密集合体产出,分布均匀,与围岩界线清晰,是富铁矿的主要类型。脉状矿石表现为磁铁矿脉充填于裂隙中,普遍发育且分布广泛。网脉状矿石则由碳酸盐或磁铁矿细脉交织形成,后期常被碳酸盐充填交代,亦较为常见。角砾状矿石由早期磁铁矿角砾被碳酸盐或晚期磁铁矿脉胶结而成,是矿区重要类型之一。条带状矿石则表现为磁铁矿与围岩条带状或层状共生,虽然分布较少,但在局部具有指示意义 (图5d、e)。矿石结构多样,主要有自形粒状结构、半自形—他形结构、镶边结构、充填结构、包含结构等(图6a~d)。
图4金牛盆地南缘脑窖富铁矿床(a~e)和刘岱山铁矿床(f~i)野外地质特征
图5金牛盆地南缘富铁矿床磁铁矿及硬石膏手标本特征
a—脑窖角砾岩型磁铁矿石;b—脑窖团块状磁铁矿石;c—广山团块状磁铁矿石;d—广山似层状磁铁矿石;e—广山条带状磁铁矿石;f—刘家畈似层状磁铁矿;g—刘家畈角砾状磁铁矿;h—刘家畈紫色硬石膏;i—刘岱山透明状硬石膏
刘岱山矿床位于西矿带末端,矿体同样赋存于闪长岩体与碳酸盐岩接触带,并受断裂构造控制 (图4f~i)。野外调查显示,矿体形态多为透镜状或不规则脉状,厚度变化大,局部可见向深部延伸的迹象。矿石矿物组合以磁铁矿为主,伴有赤铁矿及少量脉石矿物,矿石结构多为致密块状和脉状,局部可见角砾状特征。矿区围岩蚀变强烈,以硅化、碳酸盐化、膏岩化和钠化为主,指示岩浆热液作用和膏盐层混染作用过程。
小包山铁矿床位于中矿带,属于中—高温热液交代型矿床,主要赋存于小包山背斜北翼闪长玢岩与大冶组灰岩的接触带中,成矿作用受岩体侵入、构造裂隙及碳酸盐岩地层共同控制(图3c)。矿体总体沿接触带展布,向西逐渐呈分枝状插入闪长岩—灰岩界面内,反映成矿流体沿有利构造通道运移并发生选择性交代作用。矿体上部为大理岩、下部为闪长岩,局部见大理岩捕虏体(图3c),显示出岩体侵入后围岩强烈交代的成矿环境。矿体总体呈透镜状、囊状或烟斗状。矿石主要由磁铁矿和赤铁矿组成,次含黄铁矿,少量褐铁矿;脉石为方解石、绿泥石、高岭土和少量石英。矿石构造多呈块状、条带状与脉状,反映多阶段热液交代与充填作用叠加。矿石品位较高,TFe 平均为 52.73%,伴生 Cu、Co、As等元素,属典型岩浆热液型富铁矿。
刘家畈矿床位于东矿带,是盆地南缘规模较大的铁矿床,矿体总体呈北西向展布(图2)。矿体主要受闪长岩与大冶组碳酸盐岩接触带、大理岩捕虏体、断裂及层间滑动构造等多因素的综合控制(图3a)。大理岩膨胀带在平面上呈多个分段展布,是矿体最主要的赋存部位,矿体在这些部位常表现为厚度显著增大;而在狭缩带中矿体逐渐变薄甚至尖灭,显示典型的构造-岩性联合控制特征(图3a)。多数矿体沿北西倾伏方向延伸,呈透镜状、豆荚状、椭圆状或似层状展布(图5f、g),并常表现为“膨胀— 收缩—尖灭—再现”的规律,与大理岩透镜体形态对应。矿体厚度变化大,厚部可达数十米,薄部仅数米,内部常见多期次叠加交代作用形成的分带结构。矿石类型以磁铁矿—赤铁矿共生为主,伴生少量菱铁矿、针铁矿及黄铁矿、黄铜矿、斑铜矿等硫化物。矿石中磁铁矿与赤铁矿总量常达 70%~80%,属典型富铁矿石。矿石结构以交代残余结构最具代表性,赤铁矿沿磁铁矿颗粒边界充填形成典型的港湾结构与环带结构(图6d)。矿石构造以致密块状为主,并伴有成因不同的角砾状构造:一种为交代作用形成的浑圆状角砾,另一种为构造应力破碎后由铁质—碳酸盐胶结的棱角状角砾,显示成矿过程中经历构造活动叠加(图5f、g)。
总体来看,金牛盆地南缘富铁矿体主要受岩浆侵入作用、断裂构造活动及不同岩性接触界面控制。矿石的沉淀与富铁流体沿构造通道迁移密切相关,角砾状结构的发育暗示可能存在爆破角砾岩筒等构造有利空间。结合矿体形态复杂多变、构造交汇部位富集和矿石结构类型多样的特征,推测矿区深部具备形成较大规模富铁矿体的潜力,具有进一步工作的找矿前景。
3 硬石膏与富铁矿的关系
金牛盆地南缘的地质、物探与钻探成果表明,该区石膏矿体分布广泛且规模较大。物探结果显示,该区存在显著的磁异常和重力异常叠加,经过中国冶金地质总局中南地质调查院钻孔验证,揭露接触带附近厚大的捕虏体,并圈定了多个石膏矿体。钻孔揭示石膏矿以透石膏和硬石膏为主,局部可见脉状和层状纤维石膏,显示矿体品位较高、厚度较大,具备工业开采价值。含石膏的白云质灰岩捕虏体走向长达 1700 m,与剩余重力异常对应较好,指示在刘岱山铁矿南部存在良好的铁矿与石膏成矿地质条件。
近年来研究指出,热液硬石膏与富铁矿床在成因上存在紧密联系(李延河等,2013;Wen et al., 2017;Lan et al.,2019)。程潮、金山店等铁矿床的研究表明,富铁矿体与热液硬石膏在空间上常表现为分带分布,硫同位素组成特征一致,指示二者具有共同的物质来源与成矿过程(Xie et al.,2015)。本研究选取了刘岱山 9 件硬石膏样品,在核工业北京地质研究院分析测试研究中心完成测试,详细分析方法见刘汉彬等(2013),分析结果见表1。金牛盆地南缘灵乡铁矿田刘岱山矿床硬石膏的硫同位素组成整体表现为显著的重硫富集特征,从硫同位素箱线图可以直观看出(图7),其 δ34S 值主要集中于 30‰~32‰。该数值明显高于典型岩浆硫(一般接近 0‰),同时又略低于区域三叠系蒸发岩型石膏 (通常为 32‰~35‰)(李庆宽等,2018),显示其硫来源并非单一岩浆体系或原生沉积蒸发岩所能完全解释。结合硬石膏以透石膏-硬石膏为主、常呈脉状和团块状产出,并与富铁矿体在空间上紧密伴生的地质关系,表明该区硬石膏应为岩浆—热液作用过程中,对原有膏盐层发生溶解、重构和同位素分馏形成的热液改造型产物,而非单纯沉积成因。
图6金牛盆地南缘富铁矿床矿石及硬石膏显微镜下特征
a—脑窖致密磁铁矿;b—刘岱山黄铁矿-磁铁矿集合体;c—广山团块状磁铁矿石被后期方解石脉充填;d—刘家畈赤铁矿沿早期磁铁矿颗粒边界充填;e—刘家畈硬石膏中包含少量磁铁矿;f—刘岱山自形硬石膏;Anh—硬石膏;Cal—方解石;Hem—赤铁矿;Mag—磁铁矿;Py—黄铁矿
需要指出的是,硫同位素高值并不能简单等同于“仅反映膏盐层来源”。在金牛盆地南缘,富铁矿体多赋存于闪长岩与碳酸盐岩接触带及捕虏体内部,岩浆流体在上侵和演化过程中不可避免地与含膏盐的碳酸盐岩发生混染作用。膏盐层在该过程中不仅为成矿体系提供了富集重硫的物质来源,同时也通过释放 SO4 2- 改变了成矿流体的氧化还原条件,使 Fe2+ 更易被氧化并以磁铁矿、赤铁矿形式沉淀。此外,Cl-的大量加入增强了铁在流体中的络合和迁移能力,有利于铁质流体在深部富集并向有利构造部位运移(周润杰,2022;李延河等,2024)。由此可见,硬石膏的硫同位素特征实质上记录了岩浆流体与膏盐层混染及其后续分馏演化的综合结果,而非单一端元的直接反映。
从区域对比角度看,刘岱山硬石膏 δ34S 值与程潮、金山店等典型富铁矿床中热液硬石膏总体处于相近范围(图7),均表现为明显的重硫特征,而其硫化物普遍偏轻,反映出成矿过程中硫在不同矿物相之间发生了分馏。这种“硬石膏富重硫—硫化物相对偏轻”的组合特征,指示膏盐层在成矿系统中具有双重作用:一方面作为重硫的重要来源参与硬石膏形成,另一方面其释放的硫通过热液循环进入铁矿化体系,并在矿化过程中发生分馏。然而,需要强调的是,本次研究仅对金牛盆地南缘灵乡铁矿田西矿带刘岱山矿床的硬石膏开展了硫同位素分析,该数据代表局部矿床或矿段特征。
值得注意的是,金牛盆地南缘的硬石膏储量与铁矿储量之间存在显著的不平衡。根据前期勘查资料,金牛盆地南缘的石膏资源量超过 1 亿 t,而铁矿石不足2000万 t,二者资源量比仅为0.2。相比之下,程潮铁矿的铁矿石与石膏资源量比值为4.29,余华寺铁矿更高达 7.44,均显示铁矿远大于石膏资源量(湖北省国情调查数据,表2)。金牛盆地南缘表现出“贫铁富硫”的显著特征,其硬石膏资源量远大于已探明铁矿资源量,这一现象与程潮、金山店等矿床中铁矿显著大于硬石膏的格局存在明显差异。该不平衡一方面可能反映该区铁矿体尚未完全揭露,深部仍保存有厚大隐伏富铁矿体;另一方面也不排除受后期构造改造和差异抬升剥蚀的影响,使浅部铁矿体遭受破坏,而相对稳定的石膏矿体得以保留。
从空间分布来看,金牛盆地南缘石膏矿体多位于断裂构造和岩性接触部位,且常与富铁矿体呈近似平行或分带式共生关系。这种空间耦合关系表明,富铁流体在运移和沉淀过程中,既形成了硬石膏矿体,又沉淀了大量富铁矿物。部分钻孔见到的脉状与纤维状石膏,与角砾状、脉状和条带状富铁矿石构造特征对应,进一步印证了二者在成矿流体演化过程中具有密切的时空联系。尤其是在爆破角砾岩筒及深部构造交汇部位,具备铁矿沉淀富集的空间条件,为深部找矿提供了有力依据。
综上所述,金牛盆地南缘的硬石膏不仅在硫同位素组成上与程潮、金山店等典型富铁矿床的热液硬石膏相吻合,显示出相同的成因背景,而且在资源量上远大于铁矿,形成鲜明反差。这种“贫铁富硫”的格局说明目前揭示的铁矿体仅是成矿系统的局部表现,深部尚有形成大型富铁矿床的潜力。因此,金牛盆地南缘应作为今后找矿工作的重点区域,特别是在硬石膏矿体规模发育、重磁异常叠合明显的部位,具备较大的找矿空间和良好的找矿前景。
4 成矿潜力及找矿方向
金牛火山岩盆地位于鄂东南矿集区西缘,是中国长江中下游铁矿成矿带的重要组成部分。区域构造复杂,火山-侵入作用强烈,叠加多期构造-热液活动,为富铁矿的形成提供了优越条件。金牛盆地周缘的铁矿床主要包括矽卡岩型与玢岩型两类。矽卡岩型铁矿赋存于闪长岩及闪长玢岩与碳酸盐岩的接触带,常受背斜轴部、断裂交汇部位控制,矿石以磁铁矿和赤铁矿为主,块状和脉状构造常见。玢岩型铁矿则受次火山岩体和火山岩盖层的构造裂隙控制,矿体多呈似层状或透镜状展布(Hu et al., 2020)。二者在空间上常与热液硬石膏分带共生,显示成矿作用受岩浆热液-膏盐层-构造体系的多重控制。当前金牛盆地南缘已发现的铁矿资源量有限,与周缘发育的厚大硬石膏层规模相比极不匹配,这种“贫铁富硫”的格局指示深部可能隐伏富铁矿体尚未揭示。
表1金牛盆地南缘刘岱山矿床硬石膏硫同位素组成
金牛火山盆地南缘具备形成富铁矿床的良好成矿条件,其成矿潜力主要体现在深部隐伏矿化系统的连续性与构造-岩性组合的有利性。区域内中酸性岩体侵入三叠系碳酸盐岩及膏盐层,形成多级接触带和岩性界面,是铁矿体的主要赋存部位。矿体普遍呈透镜状、豆荚状或不对称马鞍状,显示成矿受岩性差异、接触带几何形态以及后期构造活动的共同控制。膏盐层的混染作用在成矿过程中扮演关键角色,其提供的SO4 2- 与Cl-有利于岩浆流体的出溶、Fe2+ 的络合运移与氧化沉淀(Wen et al.,2017; 李延河等,2024)。金牛盆地南缘硬石膏的硫同位素 δ34S 值(+30‰~+32‰)(表1)与区域上富铁矿中的硬石膏硫同位素一致,指示铁矿与硬石膏来源于同一套岩浆-热液系统。金牛盆地南缘硫铁资源量极不均衡,揭示成矿系统未完全出露,深部存在隐伏铁矿体的可能性较高。重磁异常叠加区钻孔揭示的大型白云质灰岩捕虏体与厚大石膏层进一步证实该区具备形成大中型铁矿床的物质基础和围岩构造条件。
在大峰尖靶区,地质与物化探成果表明,该区具备形成富铁矿的优越条件(图2)。靶区位于刘家畈铁矿西南缘,区内出露早白垩世火山岩,深部发育闪长玢岩体。物探结果显示,该区存在重、磁异常套合及明显低阻带,低阻带向深部延伸,推测为隐伏断裂或破碎带所致。这些断裂构造为成矿热液的运移和聚集提供了通道,而闪长玢岩与火山岩盖层的接触带则是铁矿沉淀的有利部位。结合刘家畈铁矿的研究成果可知,该类矿床主要受碳酸盐岩及膏盐层围岩控制,热液流体在交代与充填作用下形成脉状、团块状富铁矿。由此推断,大峰尖靶区深部可能存在厚大的隐伏铁矿体,是未来重点勘查的远景区之一。
表2鄂东南矿集区主要富铁矿床铁矿石及石膏资源量及比值
对面山靶区位于殷祖复背斜北翼,灵乡岩体南端西缘(图2)。靶区地质构造复杂,受印支期和燕山期构造叠加影响,发育多期次小背斜和断裂。中—下三叠统大理岩及白云质大理岩捕虏体分布于岩体接触带附近,是理想的赋矿围岩。地球物理资料揭示该区存在强磁异常和低阻异常,结合地表见到的赤铁矿化点和大规模石膏矿体,表明该区具备形成隐伏富铁矿床的条件。尤其是在北北东向断裂与褶皱叠加部位,构造破碎带与膏盐层残余体相互叠合,极可能成为富铁矿体形成的有利部位。
对于未来该地区的找矿工作应关注脉状富铁矿体,该类矿体沿断裂带、接触带发育,虽然规模相对有限,但品位较高,是最有可能实现找矿突破的类型。其次,强化物探异常解释与验证。重磁异常叠加区和低阻带应作为优先钻探对象,以查明隐伏岩体和破碎带内的矿化情况。另外,要加强硬石膏与铁矿的共生关系研究,厚大石膏矿体外围和深部与铁矿化蚀变叠合的部位,应作为重点勘查区域。最后,要综合应用广域电磁法、微动勘探等新技术,提高对深部结构的分辨率,为圈定隐伏靶区提供科学依据。
综上所述,金牛火山岩盆地南缘具备形成大型富铁矿床的地质条件。大峰尖与对面山靶区是近期找矿的突破口,富铁矿是重要勘查目标矿种;而盆地南缘厚大石膏层的存在则揭示深部具备更大的找矿潜力。通过加强物探与钻探验证,预计该区有望在深部发现新的厚大富铁矿体,实现区域找矿新突破,并为鄂东南矿集区铁矿资源勘查提供有力支撑。
5 结论
(1)金牛盆地南缘富铁矿床矿体形态复杂,主要赋存于闪长岩与碳酸盐岩接触带,矿石以团块状、脉状、角砾状和网脉状为主,表现出充填与交代作用叠加特征。
(2)硬石膏与富铁矿在时空上密切分带,硬石膏资源量远大于富铁矿资源量,这种“贫铁富硫”的特征显示深部可能存在厚大隐伏铁矿体。
(3)金牛盆地南缘成矿潜力巨大,未来应重点在断裂交汇部位及岩体顶缘接触带开展找矿,结合物化探异常与石膏分布圈定靶区,有望实现富铁矿找矿突破。
致谢 在野外地质调查工作中,得到湖北省地质局第一地质大队魏克涛、蔡恒安、尚世超和中国冶金地质总局中南局于炳飞的支持和帮助。在成文过程中,中国地质大学(武汉)赵新福、湖北省地质调查院孙四权和湖北省地质局第一地质大队张柳为本研究的思路梳理、内容完善提供了诸多建设性意见。匿名审稿专家为本文提供了宝贵的修改意见和建议,在此一并致以诚挚的谢意!