黑龙江铜山矿区铜矿床地质特征及控矿因素浅析

2018-06-28黄小波资丽君

世界有色金属 2018年8期

关键词：铜山云母宝山

黄小波，资丽君

（湖南省有色地质勘查局一总队，湖南郴州 423000）

铜山矿区位于黑龙江嫩江县，与著名的多宝山斑岩型铜矿构成多宝山铜矿田。2013年笔者在铜山矿区从事地质勘查工作，本文综合近年来地质找矿成果及综合研究资料，从所掌握到的矿区矿床地质特征入手，对该矿区的控矿因素进行了综合分析[1]。

1 矿区地质概况

1.1 矿区地层

矿区地层由老到新分别有中奥陶统铜山组（O2t）、多宝山组（O2d）及奥陶系上统裸河组（O3l）。其中铜山组地层岩性为岩性为含角砾凝灰质砂岩、凝灰质砾岩、含砾石英长石粗砂岩、长石石英砂岩等；多宝山组地层主要岩性为安山质凝灰岩夹凝灰质砂岩、安山岩、大理岩。裸河组地层岩性为凝灰岩、凝灰质砂岩、粉砂岩[2]。

1.2 矿区构造

矿区位于大兴安岭地槽褶皱系东段罕达气褶皱带的西部，三矿沟至裸河北西向构造带的多宝山复背斜的南西翼。矿区褶皱主要为铜山倒转背斜，断层主要为东西向铜山大断层，矿区还发育北西向韧性剪切带[3]。

（1）褶皱。矿区褶皱不太发育，主要为北西向铜山倒转背斜，该背斜为多宝山复背斜的次级构造。背斜两翼为奥陶系上统裸河组和中统多宝山组，轴部为奥陶系中统铜山组地层，该背斜两翼均倾向南西向，形成成倒转背斜。

（2）断层。矿区断层主要为横穿矿区北部的东西向铜山断层，向西延伸至多宝山矿区西沟，走向东西，倾向南，倾角50°～65°，断层整体西缓东陡，沿倾向向深部变陡。角砾大小不一、分选一般、比较疏松，具片理化，断层内见有断层泥和的角砾，说明断裂先压后张，具多次活动的特点。断层下盘多为英云闪长岩，断距不清。断层对矿体的空间分布及形态影响很大，铜山铜矿床Ⅱ、Ⅲ号矿体被该断层错开。

（3）韧性剪切带。韧性剪切带主要由压性及压扭性断裂、片理化带、糜棱岩、千糜岩构成，呈北西向并向南凸出，整体呈现为弧形。区域上存在6韧性剪切带，其中仅DP5通过铜山铜矿[4]。DP5剪切带位于多宝山大砬子花岗闪长斑岩单元的南西侧，向东延伸至铜山矿区，被铜山断层错开。该带长约4000m，走向北西，倾向南西，倾角大于70°。主要表现为断裂、挤压破碎、，岩石具片理化。矿区内铜矿床Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ号铜矿体均分布在该韧性剪切带内[5]。

2 矿床特征

2.1 矿体特征

铜山铜矿已查明有3个主矿体，分别为Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ号铜矿体，次要矿体2个，分别为Ⅳ号、Ⅴ号铜矿体。其中Ⅰ、Ⅱ号矿体分布于外接触带，Ⅲ号、Ⅳ号、Ⅴ号矿体分布于内接触带。Ⅰ号矿体出露地表，目前露采近乎采空，其他为隐伏矿体（图1）。

①Ⅰ号矿体：Ⅰ号矿体赋存于铜山断层上盘多宝山组一段泥石化绢云母化凝灰岩或安山岩中。矿体位于1056-1096线，倾向218°，倾角75°，赋存标高＋530m～＋200m。矿体在平面上呈透镜状，剖面上呈楔形。矿体走向延长816m，倾向延伸约296m，整体向东南倾伏，倾伏角约44°。矿体水平厚度2.57m～136.0m，平均品位Cu0.71%。②Ⅱ号矿体：Ⅱ号矿体赋存于铜山断层上盘多宝山组一段绿泥石化绢云母化安山岩或凝灰岩中，为隐伏矿体，分布于1064-1116-线，矿体走向延长约2000m，倾向延伸约382m，赋存标高在＋513.8m～－285.2m之间。矿体总体呈透镜状，倾向210°，倾角30°～60°。矿体自西向东产状逐渐变陡，形态由长条状逐步变为板状、透镜状。1040—1076线间，矿体产状较平缓，倾角30°～40°；1080线向东，矿体变化明显，形态不规则，上部呈不规则的透镜状，下部呈板状，产状较平缓；1084—1088线，产状变陡，倾角约60°，矿体呈厚大的透镜状，顶部出现较多细小分枝。矿体最大水平厚度174.6m，平均品位Cu0.53%。③Ⅲ号矿体：Ⅲ号矿体赋存于铜山断层下盘蚀变的英云闪长岩、蚀变安山岩中，为隐伏矿体。分布在1056—1100线之间，赋存标高+183m～-862m，走向延长1140m，倾向延深大于1200m，最大水平厚度156.6m，平均品位Cu0.45%。矿体形态为厚大透镜状，矿体走向东西，倾向180°，倾角80°。矿体顶部铜山断层切断，向深部未能控制。④ Ⅳ、Ⅴ号矿体：这两个铜矿体均为单孔控制，赋存于铜山断层下盘英云闪长岩中，顶部被断层切断，深部未能控制。

图1 铜山铜矿床联合剖面图

2.2 矿石矿物成分

矿石中金属矿物达31种之多，主要为黄铜矿、黄铁矿、辉钼矿，金属矿物种类虽多，但可被工业利用的金属矿物主要是黄铜矿、孔雀石、蓝铜矿；其次是斑铜矿及赤铜矿、铜蓝等。脉石矿物达26种，主要为石英、绢云母、绿泥石、黑云母、绿帘石、钾长石等。

2.3 矿石结构及构造

矿石结构主要有他形、半自形粒状结构、残余结构、交代结构、乳滴状结构等；矿石构造主要有浸染状构造、细脉浸染状构造、脉状构造、团块状构造、块状构造、条带状构造、杏仁状构造等。其中以细脉浸染状构造为主。

2.4 矿体围岩及夹石

铜矿体的围岩主要是青盘岩化、绿泥石化绢云母化安山岩或凝灰岩、石英化绢云母化英云闪长岩，其次为火山角砾岩、及少许的凝灰质砂岩等。其中Ⅰ、Ⅱ铜矿体围岩主要是青盘岩化、绿泥石化绢云母化安山岩或凝灰岩；Ⅲ号、IV号、Ⅴ号铜矿体围岩主要是石英化绢云母化英云闪长岩，其次为青盘岩化、钾长石化石英化英云闪长岩等。

3 矿床控矿因素

3.1 地层控矿因素

区内大部分地层中铜元素含量均高于地壳中铜元素平均值（表1），特别是多宝组一段及二段、裸河组地层岩石。从表中看出，多宝山组地层出现了铜的高背景和降低场，说明热液活动过程中，地层内铜元素发生过大规模的迁移。故认为矿床中铜的来源是多宝山组火山岩、火山碎屑岩及多宝山超单元侵入岩。地层在成矿作用中不仅是成矿物质，还起到了屏蔽层的作用。

表1 矿区内未蚀变地层铜元素平均含量统计表

3.2 构造控矿因素

本区构造极为发育，既有断裂构造，又有褶皱构造，还存在韧性剪切带，既能为矿液运移提供通道外，还对矿体产状、形态，矿化富集等起着重要控制的作用。矿区内不同性质、不同方向构造的多期次活动，促使矿区内发育裂隙、破碎带等，它们为矿液的运移和存储创造了良好的空间。

3.3 热液改造因素

岩浆为热液运移提供了动力源，又提供了丰富的物质来源。岩浆的频繁活动，使围岩中的铜不断被萃取进入岩浆，从而含矿热液中铜的浓度不断富集，在合适的环境沉淀成矿。围岩蚀变是热液活动的产物，蚀变的强弱、范围大小及多其次热液活动的叠加，对成矿和矿化强度都有明显的影响。伴随每一期热液活动，都或多或少会发生成矿元素的迁移沉淀。比如青磐岩化期可能是围岩向岩浆源提供水矿化剂个成矿金属的过程，绢云母化期可能是成矿金属沉淀堆积的过程。但最重要的矿液活动是黑云母化和绢云母化两期。后者叠加在前者之上，形成蚀变和矿化的叠加。在这两期蚀变岩石范围内，当时的物化条件和构造为矿液沉淀提供了有利场所，并形成了工业矿体。