西峡竹园铜多金属矿成矿地质条件及成因分析

2018-02-26

世界有色金属 2018年24期

关键词：热液交代韧性

（中化地质矿山总局河南地质局，河南郑州 450000）

1 矿区地质概况

1.1 地层

矿区区域出露地层为古元古界秦岭岩群石槽沟组（Pt1s），中元古界峡河岩群寨根组（Pt2z），其中秦岭岩群石槽沟组为本区的主要赋矿地层，其岩性以二云斜长麻岩为主，夹少量斜长角闪片岩[1]。

1.2 构造

矿区所在区域属于北秦岭褶皱造山带东段腹心部位，区内构造组合较为复杂，主体为一韧性-脆性剪切带，控制着区内金矿床（点）的空间分布，为区域内主要的控矿构造。韧性—脆性剪切带位于朱阳关-夏馆断裂和西平-镇平断裂之间[2]。

1.3 岩浆岩

矿区岩浆活动较弱，仅零星出露少量的岩浆岩体，以中酸性花岗岩脉为主，零星出露少量的花岗伟晶岩脉。岩脉的空间展布方向与区域构造迹线方向相一致，多以岩脉、岩墙的形式产出，与围岩之间界线极为平直、清晰[3]。岩脉的活动时期极为广泛，从晋宁期至燕山期均有出露，与区内矿产资源的赋存有着密切的成因联系[4]。

2 矿床特征

2.1 矿体特征

矿区内具有较大的找矿潜力，已发现矿脉4条，矿化线索5处，其中2条矿体具有工业价值。矿体形态以脉状、似层状、透镜状为主，赋存于韧性剪切带形成的张性裂隙中，在空间上含矿脉体呈右行的雁行式展布。矿体沿走向和倾向均呈舒缓波状产出，矿体的形态总体上以简单为主，且以单脉为主，具有尖灭再现的特点，也具有分支、缝合、局部膨大等现象。矿体的长度一般为15m～75m。最长达420m；厚度一般为0.15m～2.75m，最厚处达3.66m，厚度不稳定，变化较大。矿体铜平均品位为1.39%，最高品位可达7.58%。

2.2 矿石特征

（1）矿石矿物成份：矿区以脉状铜矿石为主，具有后期热液叠加改造的特点，矿物成分与围岩中的矿物成分基本一致。金属矿物有：黄铁矿、褐铁矿、黄铜矿、孔雀石等，褐铁矿化较强。非金属矿物有石英、斜长石、微斜长石、角闪石、辉石蚀变矿物高岭石、绿泥石、黑云母、白云母等。深部矿石中金属矿物主要有角闪石、辉石、斜长石、石英、正长石、微斜长石等。

（2）矿石结构构造：矿石结构较为简单，以自形粒状结构、他形粒状结构为主，交代文象结构、压碎结构及胶状结构等；构造主要为块状构造、条带状构造、浸染状构造、细脉浸染状构造、蜂窝状构造及团块状构造等。

（3）矿石自然类型：根据肉眼观察和岩矿鉴定，矿石氧化深度浅，在民硐中即见硫化矿，原生矿与氧化矿呈渐变过渡关系，初步将矿石划分为氧化矿和硫化矿两种自然矿石类型。以硫化矿为主，氧化矿极少。

2.3 矿体围岩及夹石

区内矿体受破碎带蚀变岩控制，为薄脉状矿体，无夹石和天窗出现。矿体与围岩界限，Cu＞1%时，与围岩界限比较清楚，一般肉眼可以鉴别；Cu＜1%时，肉眼不能区分矿与非矿界限，需按分析结果来圈定矿体。矿体顶、底板围岩主要为二云斜长片麻岩，局部为斜长片麻岩角砾为主的构造角砾岩。蚀变一般较弱，具有硅化，绿泥石化，根据顶、底板岩石取样分析，Cu0.00%～0.12%，Au0.00～0.60×10-6。

3 成矿条件分析

3.1 构造条件

竹园矿区为朱阳关-夏馆-大河断裂与瓦穴子-乔端断裂之间偏前者一侧的韧性剪切带之中。朱阳关-夏馆-大河断裂与瓦穴子-乔端断裂等线性断裂，具有长期活动的特点，断裂带及两侧韧性剪切作用明显，颜色深浅不一的矿物组成的条带相间排列，具有混合岩化现象，据镜像鉴定显示，此区内早期为韧性变形，晚期为脆性。矿区受剪切构造控制明显。这些构造实际上为脆性特性较为明显的韧-脆性剪切带。这些构造带早期发生过韧性变形，岩石中的残留碎斑为强韧性变形的特征，由动力分异造成的条带状构造也非常发育，随着时间的延续，该带叠加了晚期脆性构造的改造，并发生了重结晶作用。

3.2 地层条件

矿区出露地层以秦岭岩群为主，为一套中深变质岩系，原岩为一套陆源碎屑岩—碳酸盐岩类夹基性火山岩组合，随着地质演化而经历了中深区域变质作用，多期变形现象明显，形成了高角闪岩相，局部达麻粒岩相。这套含矿建造是本区原始矿源层。其岩石类型主要为斜长角闪片麻岩，黑云斜长片麻岩，及斜长角闪岩，据区域资料，其含矿丰度值与矿体，具有密切的成生关系。

3.3 岩浆岩条件

本区的侵入岩使得来自深部的热液和含矿流体向地层及韧性剪切带内扩散，为区内矿产的形成提供充足的热能，热动力条件和部分成矿物质，对区内多金属矿产的形成起到了不可或缺的作用。

4 矿床成因

西峡竹园铜多金属矿床位于我国著名的秦岭造山带东段，矿床的形成与深大断裂、地层及岩浆活动有关，受断裂构造控制明显。区内北北西向断裂破碎带是区域内主要的导矿构造和控矿构造之一，而深源浅成型花岗岩是西峡竹园铜多金属矿床的主要成矿母岩[5]。区域内矿床成因类型多样，在中酸性岩体与围岩的接触带中均发现铜金矿床的产出。区内经历了多期次的火山、火山沉积以及岩浆活动，伴随着岩浆热液、区域变质热液的改造，形成了大量后期热液交代、充填成矿[6]。区域内矿床（点）的空间展布形态明显受控于断裂构造，区域性深大断裂控制着区域成矿带的展布特征，而韧性—脆性剪切带则与矿床的空间展布位置密切相关，层间破碎带、次级断裂裂隙等构造虚脱部位是含矿热液良好的储闭空间，控制着矿体的展布特征和分布规律。在该区的成矿物质及成矿流体来源问题方面各学者均做了大量的工作，对于成矿物质来源，总体来讲，认为花岗岩体为深源浅成型，成矿物质亦来源于地壳深部及上地慢。笔者对豫西南地区的花岗岩体做了深入研究，认为深源浅成型花岗岩体与地层及其他成因的花岗岩相比，铜金的丰度值最高，铜金成矿的成矿物质来源于花岗岩体，主要与深源浅成型花岗岩体有关[7]。通过对矿床实际特征与不同成因热液和矿化特征异同性的对比，可以判断矿床的成因。交代热液的形成与水-岩反应和交代作用密切相关，主要产出于交代蚀变体系，形成了品位稳定，矿体厚大的交代热液型矿床。在交代热液形成过程中，热液温度一般与蚀变温度是相一致的，而矿化温度所需要的温度远低于岩浆温度，且稍低于蚀变的最高温度，脉状矿体为热液的低温中心，矿化和蚀变受岩浆异常地温梯度控制。热液的形成是稍晚于岩浆结晶过程的，一般与围岩发生水-岩反应同期或者稍晚，可以活化围岩中的成矿物质，并形成负晕。热液的初始水为大气降水。热液的热不是直接来自岩浆，而来自高温岩石。热液水的阳离子类型以Na-Ca或者Ca-Na型为主。通过对本矿床的研究，本区的矿化特征与交代热液型矿床极为相似，矿化温度属中低温范围矿体为脉状矿体，为低温低压中心，且产于岩体于接触带附近从对矿床围岩微量元素分析可以得出，矿体周围岩石呈负晕，对包裹体成份分析得出阳离子类型以Ca-Na型为主。因此，本区的矿床成因属于交代热液型矿床。见成矿模式图1。