湖北銅綠山銅鐵金礦田
銅綠山銅鐵金礦田位於湖北省大冶縣，在礦區38km2範圍內已探明大、中、小礦床7處。按礦床成礦系列劃分，主要有兩類，即銅綠山式銅、鐵（金）礦床（包括銅綠山大型礦床，石頭咀、鯉泥湖、桃花咀中型礦床）和雞冠咀式銅、金、硫（中—大型）礦床；以及銅山（中型）、猴頭山（小型）銅鉬礦床等。
壹、區域背景
銅綠山礦田為大冶—陽新銅鐵金鎢鉬鉛鋅硫多金屬Ⅳ級成礦帶“南亞帶”中最大的礦田。位於下揚子臺拗西端，鄂城—大磨山NNE向隆起帶東段，大冶復式向斜南翼。
礦田地處武漢重力高與陽新重力低之間的復雜重力場，對應於鄂東南中部變化劇烈的磁異常區。
地球化學場顯示，礦田處在約長70km、寬10km的大冶—陽新Cu、Au、Bi、Mo元素富集區的西北，或陽新巖體的北西Cu、Au、Ag、Mo等高含量區。
二、成礦環境
1.地層
礦田處於巖漿巖出露區，沈積地層僅呈半島狀及捕虜體狀殘留於巖漿巖中，主要有下三疊統大冶群（Tldy）大理巖、白雲質大理巖，局部有下白堊統火山碎屑巖。礦區北部絕大部分為第四系湖積粘土覆蓋，深部見下白堊統（有些資料將其劃歸上侏羅統）靈鄉組（K1l）湖相砂礫巖夾安山巖，及馬架山組（K1m）火山巖、中上三疊統蒲圻群（T2-3pq）砂頁巖。最重要的容礦圍巖為下三疊統大冶群碳酸鹽巖。
2.構造
礦田位於區域性NW向含礦構造帶和NNE向礦化蝕變破碎帶的交匯部位，NWW向斷裂與NNE向斷裂組成網格狀構造；NWW向斷裂為控巖控礦構造；NNE向斷裂為控礦構造。
3.巖漿巖
礦區分布於陽新復式巖體西北段燕山晚期石英二長閃長玢巖巖株，主要巖石有石英二長閃長玢巖（Qηδμ）、石英閃長巖（Qδ）、閃長巖（δ）和安山玢巖（αμ）等。
與成礦有關的巖漿巖以富鉀、酸度較大、鐵鎂較低為特點。以銅為主的礦床，其巖石類型為：石英閃長巖-石英二長閃長玢巖-花崗閃長斑巖；以金為主的礦床其巖石為：花崗閃長斑巖-正長閃長玢巖。
4.區域地球化學
（1）微量元素平均含量。區內不同時代地層中成礦元素的含量明顯不同。其主要容礦圍巖為三疊系地層中碳酸鹽巖的化學組分（表4.1.1），與下揚子地臺（東部）（含碳酸鹽巖）地殼平均化學組成含量比較，相對濃集系數Cu的大於1，Au、Ag、Mo的相對濃集系數大於5。
表4.1.1 礦區主要地層部分化學元素平均含量
礦區依附的陽新巖體部分化學元素平均含量見表4.1.2，其主體燕山早期侵入體的Cu含量高出揚子地臺東部同類巖石含量近2倍，其中石英正長閃長玢巖相對濃集系數更大，顯示區內銅礦與之密切有關。
表4.1.2 陽新巖體部分地球化學元素平均含量
（2）礦田區域地球化學異常特征。1∶5萬水系沈積物異常呈條帶狀相互疊合，元素組分復雜，以Cu、Mo、Au、Ag、Pb為主。其中Cu異常約7.6km2，具有明顯的濃度分帶（圖4.1.1），w（Cu）max≈2000×10-6，襯度3.9；w（Au）max≈77.6×10-9，襯度3.1。
巖石測量在礦田上形成Cu、Mo、Ag異常，圍繞石英二長閃長玢巖體呈環狀分布。銅綠山礦床位於環狀異常東側；西部異常對應雞冠咀礦床；桃花咀礦床處於異常的西北。
因礦區采礦歷史久遠，地表汙染較嚴重，應註意化探方法的選用及其異常分析。
5.區域地球物理場
礦區位於布格重力異常偏零值線負重力場壹側；對應於以陽新巖體磁異常為主體，呈北西向延伸，高場強，大範圍的正、負伴生磁異常北端零值線附近（圖4.1.1）。
三、礦床地質特征
1.礦體組合分布及產狀
銅綠山夕卡巖型銅鐵礦床：由12個大小不等的礦體（群）組成，主要礦體均賦存於夕卡巖中；空間上總體分布受構造控制，呈三個礦帶展布。
主礦帶北北東向，沿NE22°延伸，長約2100m，寬約300～350m。礦體呈似層狀或不規則透鏡狀，各礦體（群）大都以主礦體為中心，兩側伴有大致呈雁行排列的多個礦體；傾向SE，傾角∠50°～85°，具尖滅再現現象。
北東東向礦帶沿NE60°展布，礦體呈不規則透鏡狀，傾向SE∠60°～70°；礦體小，連續性差，分布零星。
北北西向礦帶沿NW15°～20°方向分布，由壹些小礦體組成。
雞冠咀斑巖-夕卡巖型銅金礦床：礦體賦存標高在-5～-622m間，分布於平面投影長900m，寬160～330m 的範圍內。礦體形態復雜，主要呈透鏡狀、扁豆狀、枝叉狀等，主礦體（群）有4個。單個礦體分別長50～750m，厚1.2～83.6m，斜深25～408m；走向北東，傾向北西，傾角變化較大。
2.礦石構造及主要礦物組合
銅綠山銅鐵礦床：按工業類型劃分為鐵礦石、銅鐵礦石、銅礦石、鉬礦石和銅硫礦石。組成各類礦石的礦物成分較復雜，主要金屬礦物有黃銅礦、斑銅礦、黃鐵礦、磁鐵礦、赤鐵礦、輝銅礦、輝鉬礦及閃鋅礦、自然金等。脈石礦物有透輝石、方解石、白雲石、石英、玉髓、鈣（鐵）鋁榴石、金雲母、陽起石等。
礦石構造有致密塊狀、浸染狀、脈狀、角礫狀、粉末—砂狀等。
雞冠咀銅金礦床：礦石類型很復雜，可劃分為銅金（硫）礦、銅（硫）礦、硫鐵礦石等7個工業類型。總體礦石建造為自然金-黃銅礦-黃鐵礦-磁鐵礦，並以銅金硫礦石和鉬礦石-黃鐵礦-黃銅礦的次序過渡分布組成大礦體。主要金屬礦物有黃鐵礦、黃銅礦、斑銅礦、赤鐵礦、磁鐵礦、輝銅礦等，前三種為金礦的主要載體礦物。脈石礦物有方解石、白雲石、石榴子石、透輝石、金雲母等。
礦石構造主要有塊狀、浸染狀、角礫狀、網脈狀等。
3.礦化階段及分帶性
銅綠山礦田為壹系列有成因聯系的礦床圍繞同壹成礦的中酸性侵入體，自巖體向外，其礦化元素組合依次為：Mo→Fe→Fe、Cu→Cu、Fe→Cu、S→S→Pb、Zn。
圖4.1.1 湖北大冶銅綠山礦田綜合區域場剖析圖
銅綠山礦床：成礦可分兩期、四個階段，即：
夕卡巖期，矽酸鹽階段；
熱液成礦期，氧化物-磁鐵礦階段→石英-硫化物階段→碳酸鹽-硫酸鹽階段。
在空間分布上，金屬礦化選擇交代各夕卡巖帶並呈相應的礦化分帶，由內向外：鉀化、矽化斜長石巖輝鉬礦化帶→斜長石巖輝鉬礦化帶（輝鉬礦、黃鐵礦）→夕卡巖化斜長石巖銅礦化帶（黃銅礦、黃鐵礦）→金雲母（或石榴子石）透輝石夕卡巖化銅鐵礦化帶（黃銅礦、斑銅礦、磁鐵礦）→夕卡巖化（白雲質）大理巖銅礦化帶（黃銅礦、斑銅礦、輝銅礦）。
銅礦主要與透輝石夕卡巖關系密切，其次是白雲石大理巖及斜長石化石英二長閃長玢巖；鐵礦主要與透輝石（石榴子石）夕卡巖關系密切。
雞冠咀礦床：富堿正長閃長玢巖小巖株侵入於早期巖體和三疊系碳酸鹽巖圍巖或捕虜體中，以成礦斑巖小巖株為中心，形成斑巖型、角礫巖型、夕卡巖型和層控型礦體，構成典型的“多為壹體”的特征。礦化有從鉬、硫（銅）→鉬、銅（硫）→銅、金、硫（鐵）→鐵、金、銅、硫的變化。
4.蝕變類型及分帶
銅綠山礦床：夕卡巖發育，蝕變分帶清楚。含礦接觸帶夕卡巖寬100～200m，以交代碳酸鹽巖為主。有金雲母透輝石（透閃石）夕卡巖和石榴子石透輝石夕卡巖；疊加多種熱液蝕變——金雲母化、綠泥石化、蛇紋石化、碳酸鹽化、矽化等。
與內接觸帶→正接觸帶→外接觸帶相應的蝕變作用為：鉀化、鈉化、絹雲母化→鐵白雲石化、菱鐵礦化、方柱石化→白雲石化、矽化、硬石膏化、蛇紋石化。
銅礦與鉀化、矽化、金雲母化、鐵白雲石化關系密切。壹般情況下，蝕變越強，礦化越富；蝕變帶越寬，礦體規模越大。
雞冠咀礦床：圍巖蝕變主要有鉀鈉長石化、夕卡巖化、碳酸鹽化、矽化、綠泥石化、蛇紋石化等。礦床由內向外呈：石英正長閃長玢巖→透輝石化石英正長閃長玢巖→斜長石巖或透輝石化斜長巖→透輝石夕卡巖（含礦）、石榴子石夕卡巖→金雲母透輝石夕卡巖或透輝石石榴子石夕卡巖（含礦）→夕卡巖化大理巖（白雲質大理巖）分帶。
5.氧化帶
銅綠山礦床：氧化帶發育，具垂直分帶現象；南部分帶比較明顯，地表淋濾帶鐵帽下，常有次生氧化銅富集段存在。
雞冠咀礦床：淺部礦體曾遭受風化剝蝕，部分為白堊系中基性火山沈積角礫巖堆積、掩埋。
6.主要控礦因素
銅綠山礦床：礦體賦存於呈北北東向展布的下三疊統大冶群（Tldy3-7）碳酸鹽巖殘留體或捕虜體與石英二長閃長玢巖接觸交代形成的夕卡巖中；NNE向斷裂接觸帶和層間破碎帶為主要控礦構造。
雞冠咀礦床：處於區域NW向含礦構造帶和NNE向斷裂接觸破碎帶復合部位；礦體主要賦存於，燕山晚期富堿正長閃長玢巖含礦小巖體與下三疊統大冶群第七段（Tldy7）外接觸帶的大理巖層間破碎帶中。
四、礦區地球物理特征
1.巖礦石物理性質
礦區主要巖礦石物性統計見表4.1.3，其中夕卡巖與圍巖有較明顯的物性差異，含銅磁鐵礦與圍巖的物性差異更為顯著。
銅綠山礦床：巖礦物性分級見表4.1.4。
雞冠咀礦床：根據巖芯密度、磁化率與剩余磁化強度測定數據的聚類分析，劃分了五個物性分類；結合收集的電性資料，其巖礦石的主要綜合物性特征（表4.1.5）如下。
（1）礦石：具高密度，中—高極化率、低—中電阻。按礦石的磁性又可分為兩類，壹類為高磁性，所占比例不大；另壹類微—弱磁性為礦床的主體。
表4.1.3 銅綠山夕卡巖型銅鐵礦床巖礦石物性參數
表4.1.4 銅綠山夕卡巖銅鐵礦床巖礦物性分級
（2）賦礦圍巖為大理巖或白雲質大理巖：具有中等密度，微磁性，微極化和高—極高電阻率。
（3）主要巖漿巖為低密度，中等磁性，微極化和高電阻。
（4）下白堊統靈鄉組火山巖屬較低密度，中—高磁性，微極化。
綜上可見雞冠咀礦床其礦體與圍巖存在明顯的物性差異，但礦體相對（埋深的）規模不大。以賦礦大理巖作為探測目標，其物性特征呈：較高密度（Δσ約0.39×103kg·m-3）和較高（綜合）極化率，及微弱磁性，較高電阻率。根據巖礦石密度和磁性的聚類分析結果，並結合地質體分布，編繪的物性聚類立體示意圖見圖4.1.2。
表4.1.5 雞冠咀夕卡巖銅金礦床巖礦石物性分級
圖4.1.2 雞冠咀銅金礦礦床物性聚類分析立體示意圖
2.地球物理異常
銅綠山礦床
各種物探方法在礦上均有明顯的異常。
（1）磁異常。航磁ΔT 異常強度大於500nT，形態規則，異常分布與成礦構造帶壹致。地磁ΔZ 異常（圖4.1.3）呈串珠狀，疊加在北北東向隱伏大理巖引起的低或負異常背景上，大於5000nT的陡梯度狹條狀異常為淺部或地表氧化礦體的反映；大於2000nT的寬緩異常，為70～100m埋深的原生礦體的反映；小於2000nT的規則異常，或在寬大、低緩的巖體異常背景上呈局部擡高的較規則異常，有可能為埋藏更深（或磁性較弱）的礦體引起。
圖4.1.3 銅綠山礦區重、磁異常綜合平面圖
（2）重力異常。宏觀上顯示為北北東延伸，南東→北西降低的梯度帶。其中範圍較大的次級重力高，壹般為巖體中隱伏大理巖的反映；與礦化構造帶方向壹致的封閉狀或舌狀重力高，ΔgB幅度（0.2～1.0）×10-5m·s-2的異常為礦體與大理巖或夕卡巖的綜合反映。若對應有局部磁異常，則為典型的夕卡巖型礦異常。
（3）電異常。自然電場法：在礦體上形成|ΔU|＞ n×100mV的負自然電位異常。
電阻率法：聯合剖面出現明顯的交點（圖4.1.4）；測深曲線在礦體上方呈H型或KH型曲線，無礦地段曲線為A型；其電性斷面上，礦體多對應於相對低阻凹陷（如19線），或高、低電阻的過渡帶（如12線）。
激發極化法：呈形態規則、視極化率ηS≈10%的異常，並與高阻背景上的相對低電阻率異常對應。
雞冠咀礦床
（1）重、磁異常。區內東南部，即巖漿巖分布區，磁場較復雜，重力場值較低（圖4.1.5）。西北部大理巖捕擄體及礦體賦存地段，出現明顯的重力高異常和平穩的負磁場；向北面，即下白堊統靈鄉組火山巖分布區，磁異常增高，重力場降低。
圖4.1.4 銅綠山礦床（12、7、19勘探線）物探綜合剖面圖
剖面特征表現為：探測目標賦礦大理巖上方，對應有重力高；而磁異常無明顯反映（圖4.1.6）。據重力異常正演計算，賦礦大理巖引起的重力異常幅值0.9×10-5m·s-2，當埋深增加200m後，幅值僅有0.1×10-5m·s-2。
（2）電異常。東南部巖漿巖分布區，視電阻率ρS＞60Ω·m，並在重力高異常東側ρS相對增高；火山巖分布區，受地表15～20m湖積黏土低阻屏蔽，ρS低於＜20Ω·m。
剖面上，實測視充電率 MS呈幅度不高（1%～3%）的寬緩異常，ρS呈低—中低阻平緩臺階上的微弱增高。賦礦大理巖上方，對應有中高 MS異常及低ρS局部增高。
圖4.1.5 雞冠咀礦床地球物理-地球化學異常剖析圖
3.幹擾體或幹擾因素及其影響
（1）磁異常幹擾。因斜磁化影響，分布於巖體接觸帶附近，特別是其北側的礦異常，因疊加有磁性巖體引起的南正、北負的中強異常，往往難以分辨。
圖4.1.6 雞冠咀礦區023線綜合剖面圖
靈鄉組噴出相中基性熔巖分布區，其磁性雖不強（M≈0.2A·m-1），但因其出露地表，亦對礦異常形成幹擾。
（2）非賦礦大理巖可形成明顯的非礦重力高異常。
（3）較厚的湖積層及部分湖區常年積水，構成探測目標上方的大面積低阻屏蔽幹擾。
五、礦區地球化學特征
1.巖礦石地球化學參數
由表4.1.6中與礦有關的幾個巖體的部分元素組成可見，成礦元素含量高於中國同類巖石的平均含量，也高於陽新巖體的相應元素的平均值。各巖體ΣREE含量，均落在區內含礦巖體稀土特征值124.28～260.83的範圍內。
巖礦石元素組分復雜、含量高。與礦化關系密切的有Cu、Au、Ag、Co、Bi、W、Mo、Sn、Sb、Hg、F、I、B等元素，它們具有較高的襯值和原始襯度，其中Cu、Au、Ag、As元素的原始襯度在20以上；Co、Bi、W、Mo為5～13倍；其他元素也達1.2～3倍。
Cu、Au等成礦元素具有極強的親硫性；巖漿巖中S的平均含量w（S）＞590×10-6，且標準離差大，是判別巖體成礦的有效指標。
表4.1.6 銅綠山礦田與礦有關的幾個巖體部分元素組成
2.地球化學異常
礦田區水地球化學異常範圍大（圖4.1.7），異常的有 Cu、Pb、Zn、Mo、，伴有較高的w）/w（Cl-）值和較低的含量，其中 Cu、Pb、Zn元素異常符合較好。
銅綠山礦床
（1）巖石地球化學測量。異常元素主要有：As、F、B、Ba、Au、Ag、Cu、Pb、Mo、Zn、Co、Bi、Mn，In、Fe等。其中，Cu、Mo、Au、Ag、Bi、Pb、Zn等元素異常範圍較大，濃度分帶清楚，且各元素異常套合較好，中、內帶異常具有壹定規模；Cu、Ag、Zn異常面積和平均含量分別為：1.06，0.27，0.35km2和（478，0.27，150）×10-6。As、Pb、Ba、F、B等前緣元素呈中—外帶異常；近礦元素Cu、Au、Ag、Mo、Fe呈內—中帶異常；礦尾部元素Sn、Co、Zn、Bi、Mn（W）呈中—外帶異常。壹般Cu內帶，Mo、Ag、Zn中帶異常指示礦體賦存部位。
異常具有明顯的水平分帶，從巖體→接觸帶（礦體）→圍巖（碳酸鹽巖），元素分帶呈：Mo、W、Co、Bi、Sn、Mn、Zn→Cu、Au、Ag→B、As、F、Pb、Ba；不同地質部位的部分元素含量見表4.1.7。
圖4.1.7 銅綠山礦田地下水地球化學異常圖
表4.1.7 銅綠山礦床不同地質部位部分元素含量
（2）鉆孔巖石地球化學異常剖面。異常（圖4.1.8）主要特征：①礦體前緣異常寬大，尾部異常窄小，且呈分叉狀；②礦體上盤異常寬大，梯度變化舒緩，下盤異常狹窄，梯度陡；③異常外帶寬度為礦體厚度的1～3倍，中帶寬度略大於礦體厚度。
雞冠咀礦床
（1）巖石地球化學測量。按100m×50m勘探網度的鉆孔，取其第四系蓋層下巖芯樣分析，結果與礦化關系密切，具有較高襯值及原始襯度的異常元素有：Cu、Au、Ag、As、Co、Bi、W、Mo、Sn、Sb、Hg、F、I、B等，其中Cu、Au、Ag、As的原始襯度大於20。
元素組合異常具有較明顯的水平分帶（圖4.1.5），由南東→北西，即從巖體→接觸帶→賦礦巖層呈：Mo、Bi→Cu、Au、Ag→Hg、As→B、Sb、I分帶。
圖4.1.8 銅綠山礦床11線勘探剖面地球化學異常圖
（2）通過礦體上方剖面，CO2呈含量低但襯值明顯的“駝峰式”異常（圖4.1.6）。
（3）鉆孔巖石地球化學異常。Cu、Au、Ag元素原生異常的高濃度帶與礦體對應（圖4.1.9），中、外帶異常包圍礦體並在上盤或前緣發育；I、Hg、As、Sb、B異常發育於礦體上盤，形成較寬闊的異常，其中I元素，在礦體上部顯示出大範圍的“帽狀”異常；Mo、W、Bi、Co元素於礦體的中下部發育，或形成底部濃集的尾部異常。
3.元素分帶序列與礦化剝蝕程度評價指標
（1）元素分帶序列
銅綠山礦床：
原生暈元素軸向分帶：（由上至下）As—Ag—Cu—Mn—Zn—Co—Mo—W。
圖4.1.9 雞冠咀礦區025勘探線鉆孔巖石地球化學異常剖面
成礦元素分帶：（由上至下）Cu—Cu、Fe—Fe—Au—Mo。
前緣指示元素為：As、Ag、Cu、Pb、Mo；近礦指示元素為：Cu、Au、Fe、Zn、Bi、Mo、Co；礦尾指示元素為：Cu、Mo、Au、W、Fe、Sn、Ni。
雞冠咀礦床：
軸向分帶序列：（As、F、Hg）—（Sb、B）—Ag—Au—Cu—Mo—Co—Bi。
（2）礦化剝蝕程度評價指標列於表4.1.8。
4.地球化學異常模型
銅綠山礦床地球化學模型見圖4.1.9；雞冠咀礦床地球化學模型示於圖4.1.10。
表4.1.8 銅綠山礦田礦床礦化剝蝕程度地球化學評價指標
圖4.1.10 銅綠山夕卡巖型銅鐵礦床地質-地球物理-地球化學找礦模型圖
圖4.1.11 雞冠咀斑巖-夕卡巖型礦床地質-地球物理-地球化學找礦模型圖
表4.1.9 銅綠山銅鐵金礦田礦床地質-球物理-地球化學找礦標誌集
六、地質-地球物理-地球化學找礦模型
1.地質-地球物理-地球化學找礦標誌歸納於表4.1.9。
2.地質-地球物理-地球化學找礦模型圖
銅綠山夕卡巖型銅鐵礦床地質-地球物理-地球化學找礦模型圖和雞冠咀斑巖-夕卡巖型礦床地質-地球物理-地球化學找礦模型圖，分別示於圖4.1.10和圖4.1.11。
3.地質找礦勘查物探化探優選方法組合流程
夕卡巖型礦石壹般具有高磁、高密度、高極化、低電阻的物性特征，與圍巖差異明顯，應用以磁法為主的物探方法，尋找夕卡巖礦化帶，進而確定礦體空間分布的大體形態，其效果較顯著。夕卡巖型礦為典型熱液蝕變產物，成礦及伴生元素的原生暈異常規模較大，化探方法效果亦非常顯著。物化探勘查的壹般流程如下。
（1）確定巖體接觸帶。以航磁及區域重力方法為主，通常為重、磁異常過渡帶或梯度帶。
（2）尋找並圈定礦致異常。應用大比例尺地磁、重力、電磁法及化探（巖石、土壤地球化學測量）方法，並綜合分析、識別接觸帶附近有意義的局部異常。
尋找埋深較大的夕卡巖型銅鐵礦，應提高各方法的觀測精度；斑巖-夕卡巖型銅金礦應以含礦大理巖為探測目標，進行間接找礦。
（3）詳查及勘探階段。應用井中物探（聲波、電磁波透視）、鉆孔原生暈等，確定礦體產狀（形態），尋找或發現井旁盲礦等。
七、地質、地球物理、地球化學特征簡表
表4.1.A 銅綠山銅鐵金礦田礦床地質特征簡表。
表4.1.B 銅綠山銅鐵金礦田礦床地球物理特征簡表。
表4.1.C 銅綠山銅鐵金礦田礦床地球化學特征簡表。
表4.1.A 銅綠山銅鐵金礦田礦床地質特征簡表
表4.1.B 銅綠山銅鐵金礦田礦床地球物理特征簡表
表4.1.C 銅綠山銅鐵金礦田礦床地球化學特征簡表