钦杭成矿带东段永平铜多金属矿区深部找矿方向及标志

2016-08-04刘伯乐梁剑锋

大科技 2016年20期

关键词：永平矽卡岩铜矿

刘伯乐李阳梁剑锋

（江西省核工业地质局二六六大队）

钦杭成矿带东段永平铜多金属矿区深部找矿方向及标志

刘伯乐李阳梁剑锋

（江西省核工业地质局二六六大队）

永平铜多金属矿床大地构造位置处于钦杭成矿带中段南部，通过对矿区内成矿物质来源以及矿区内控矿因素的综合研究，发现：成矿物质具有多源性，主要来自基底构造层周潭岩组变质、混合岩；部分来自赋矿地层藕塘底组及十字头岩体；矿区的关键控矿因素包括：地层控矿、构造、燕山期花岗斑岩。提出矿区深部找矿方向应向基底构造层周潭岩组变质、混合岩的层间揉皱、层间裂隙和层间破碎带；以及燕山期花岗斑岩与基底构造层周潭岩组的接触界面附近，尤其是深部隐伏岩体的接触界面。

永平铜多金属矿床；钦杭成矿带；成矿物质来源；控矿因素；找矿方向及标志

1 矿区地质背景

永平铜多金属矿床位于江西省铅山县城东南，是一个以铜、硫为主，伴生有钨、金、银、钼等有用组分的大型多金属矿床。大地构造位置处于钦杭成矿带中段南部（图1），扬子板块与华夏板块的拼接地带，萍乡-广丰深断裂南侧的晚古生代裂陷槽内（抚州-饶南坳陷）。钦杭成矿带位于华南板块内，是扬子与华夏古陆在新元古代的拼接部位，结合带及其旁侧是华南地区最为重要的Cu-Au-Pb-Zn-Ag多金属成矿带，分布着大批特大型铜金铅锌钽铀矿床（杨明桂等，2009）。

图1 钦杭结合带分区略图

永平铜多金属矿床内出露地层（图2）：矿床东部及西部分布蓟县系周潭岩组（Jxzt），为一套浅海相建造，后经区域变质作用形成一套片岩、片麻岩及糜棱岩、糜棱岩化花岗岩组成，厚度大于8737m。东部岩层变质程度较深，主要为蚀变花岗闪长岩、变粒岩、片岩及糜棱岩。其上不整合覆盖石炭-二叠系，石炭系上统藕塘底组（C2o）、船山组（C2c），二叠系茅口组（P1m）、乐平组（P2lp）零星出露。

其中藕塘底组为主要赋矿层位，为一套含火山岩的浅海相-滨海相碎屑岩-碳酸盐岩建造，厚度约为110～250m。下部为含砾石英砂夹千枚岩、石英砂岩、矽卡岩化灰岩透镜体；中部为灰白色灰岩、矽卡岩化灰岩、矽卡岩夹砂岩；上部为粗粒石英砂岩，含砾石英砂岩，千枚状页岩及矽卡岩化灰岩透镜体（永平铜矿勘探报告，1970）。

矿区基底褶皱由蓟县系周潭岩组（Jxzt）构成，主要构造有侯家-嵩山倒转背斜和发育于背斜东翼的一系列近轴向断裂。矿区北部该组断裂及褶皱轴走向呈NNW向，矿区中部呈近SN向。东翼发育有一个次级的打字坪倒转向斜，呈短轴状出露于打字坪-观音寺一带，长约1200m，走向近于SN（刘迅等，1991）。

图2 永平铜矿矿区地质图（罗平，2011）

矿区岩浆活动主要为加里东和燕山两期岩浆旋回。加里东旋回主要为花岗岩类岩浆侵入。燕山旋回可分为三期：早期以超基性-基性岩浆活动为特征；中期为大规模的酸性岩浆侵入，形成岩基和部分岩株、岩瘤，晚期为小规模酸性岩浆呈岩脉、岩墙侵入。矿区主要侵入岩体为十字头-火烧岗花岗斑岩、细粒斑状黑云母花岗岩组成的复式岩体，侵入时间为燕山期，贯入于基底蓟县系周潭岩组和石炭系上统藕塘底组地层中并切割盖层和层状矿体（廖宗廷等2001；廖宗廷和刘金水，2003）。

围岩蚀变主要发育矽卡岩化、绿泥石化、绿帘石化、硅化、绢云母及碳酸岩化。矽卡岩化发育于藕塘底组的碳酸盐岩中，尤以不纯灰岩为甚，形成以石榴子石为主，次为透辉石、透闪石、阳起石、绿帘石等矽卡岩矿物。矽卡岩化与矿化关系密切，从矿体往外蚀变由矽卡岩化→硅化（局部绿帘石化、碳酸岩化）→绢云母化、黄铁矿化。

2 永平铜多金属矿成矿物质来源

根据前人区化探数据表1（江西省地质矿产局赣东北大队，1986）可知，主要成矿元素在不同的地层以及十字头岩体中的含量存在一定差异（除船山-茅口组以外），且Cu、W、Mo等成矿元素均高于维氏值。

藕塘底组：Cu、W元素丰度分别是维氏值1.15倍及1.54倍，为成矿奠定了一定的物质基础。地层中S含量平均为983×10-6，其中灰岩中平均含量达6113×10-6，分别为维氏值得2倍及13倍（江西省地质矿产局赣东北大队，1986）。表明地层中存在的层源硫是相当可观的，是矿床中硫的重要来源。

周潭岩组：Cu、W元素丰度较藕塘底组及船山-茅口组中高。据表2（江西省地质矿产局赣东北大队，1986），主要成矿元素Cu、W（包括Pb、Zn、Ag、Mo）含量随着混合岩化程度增强而降低，表明原岩中的Cu、W在后来热液蚀变过程中已被大量活化迁移到有利的构造位置聚集成矿，由此可知有相当一部分的Cu、W等矿物质可能来自基底构造层。

表1 地层、变质岩、岩浆岩中主要成矿元素含量表

表2 周潭岩组混合岩微量元素含量表（单位：×10-6）

十字头复式岩体： Mo、W、Cu含量分别是维氏值的35倍、23倍及1.3倍。并局部有富集成小规模的工业矿体。且见到有浸染状及微脉-细脉状的白钨矿叠加于早期的铜硫（钨）矿体之上，表明岩体为矿床提供了一部分的钼、钨矿物质，铜虽然叠加不太明显，但不排除有少部分带入的可能。

同位素特征：前人对氢同位素δD‰值在-94.16～-45.81，氧同位素δ18OH2O‰值在+3.78～+9.55以及铅同位素地球化学的综合分析，认为火山活动为成矿物质主要来源，变质热液参与造成氢氧同位素组成具有多成因特点（杜灵通，2005）。

从上述资料初步可判断，成矿物质具有多源性，主要来自基底构造层周潭岩组变质、混合岩；部分来自赋矿地层藕塘底组及十字头岩体。

3 矿区控矿因素

对永平矿区的控矿因素，前人多强调藕塘底组和船山-茅口组的地层及其层间构造的控矿作用，忽略了矿区基底蓟县系周潭岩组地层作为容矿空间的重要性，另外对燕山期花岗斑岩对矿床的叠加、改造研究不够。

本文通过综合研究，认为永平矿区的关键控矿因素包括：地层控矿、构造、燕山期花岗斑岩。

地层控矿因素：地层控矿因素除了含矿性外，还可能有岩石化学和物理性质等因素。①岩石化学性质活泼有利于矿液交代、沉淀，脆韧性岩层相间的地层物理性质易于破碎，形成贯通性构造带和储矿空间，利于矿质渗透、交代、沉淀，从而形成矿体；②地层的某些岩段（如周潭岩组、藕塘底组和船山-茅口组）为矿源层、矿化层，为随后的构造、岩浆作用的改造、叠加成矿奠定物质基础。

构造控矿因素：矿区构造十分发育，认为永平矿区应力场主要有三期（解爱国等，2013）：第一期EW向构造应力场，形成主要有轴向近南北的侯家-嵩山倒转背斜和一系列近轴向断裂；第二期NW-SE的近水平挤压，伴随着岩体的侵入，如十字头岩体；第三期EW方向再次挤压，使控矿断层断距加大，同时加剧了层间破碎的发育。

燕山期花岗斑岩控矿因素：前人通过“辉钼矿/Re-Os等时线法”得知永平矿区的成矿年龄大致在156Ma左右（李晓峰等，2007）。可知永平矿区成矿主要发生也是在燕山中期。且燕山期十字头复式岩体为矿源层、矿化层为成矿奠定物质基础。花岗斑岩体与地层接触带附近为较为有利的储矿空间。

4 深部找矿方向及标志

2010年在永平铜矿东部护架山钻孔ZK725在1020m揭露到铜硫钨矿体（图3），矿体主要分布在蓟县系周潭岩组（Jxzt）与石炭系地层的接触带上。前人通过对钻孔岩矿相学的研究后，认为永平铜矿存在：①浅部岩浆热液-构造叠加成矿；②深部海相喷流沉积-变质改造两种成矿类型（定立，2013年）。进一步显示矿区深部具有找矿潜力。根据矿区成矿物质具有多源性，主要来自基底构造层周潭岩组变质、混合岩，今后矿区深部找矿方向：①基底构造层周潭岩组变质、混合岩的层间揉皱、层间裂隙和层间破碎带。由于这些部位往往形成层间虚脱，岩石破碎，小断层及节理裂隙发育，从而为成矿物质的运移和富集提供了通道和沉淀场所。如侯家-嵩山倒转背斜的核部。主要的蚀变标志为硅化、青磐岩化、碳酸岩化、白云母化、胶状黄铁矿化及黄铜矿化。②燕山期花岗斑岩与基底构造层周潭岩组的接触界面附近，尤其是深部隐伏岩体的接触界面。主要的蚀变标志为绢云母化、黑云母化、绿泥石化、萤石矿化、浸染状黄铁矿化及黄铜矿化。