铜山口铜矿床找矿规律研究及预测

2019-01-03朱先艳

中国金属通报 2019年7期

朱先艳

（大冶有色金属有限责任公司铜山口铜矿，湖北黄石 435122）

-220m、-280m中段基建探矿已完成，根据矿生产管理科提供探矿资料，因矿体赋存复杂，分支复合现象多，矿体发生了较大的变化，矿量负变，比原来矿量减少了25%～32%。只有研究铜山口铜矿床规律，才能预测成矿靶区，寻找到零星和隐伏矿体，保证地下生产达产3500t/d并稳产。

1 区域地质

地层发育齐全，除缺失中、下泥盆统及上侏罗统外，从远古界至新生界出露。

大地构造位置于扬子台褶带的西端，地层发育较全，地质构造活动强烈，燕山期岩浆活动频繁，中酸性侵入岩相当发育，热液蚀变呈多样型式，铜、铁、金等多金属矿床或石灰石、天青石、大理岩等非金属矿床，无论在空间还是成因上与闪长岩～石英岩～花岗闪长岩～石英二长岩～花岗岩类的岩浆侵入密切，以接触交代型铜铁矿最为典型。

区内构造按其特征分为南北两区，南区盖层是褶皱的相对隆起区，由一系列近东西向的现状褶皱和压性断裂组成，褶皱具有向斜开阔，且背斜北翼多向北倒转而向南倾斜的特点，断层则具有先压后扭的多期活动特征；北区构造线北西西向，是不连续的背斜及向斜，盖层是褶皱的相对凹陷区。区内岩浆活动频繁，均有从侵入岩到喷出岩，根据区域地质构造、同位素地质年龄、岩体与岩层之间和岩体与岩体之间的关系，岩浆活动划分为两期（燕山、喜山）三个侵入和喷出阶段（燕山早期、燕山晚期、喜山早期）六次活动。燕山早期阶段生成以灵乡、铁山、金山店等岩体中深～浅成侵入岩，以闪长岩～石英闪长岩类岩石为主。以铜山口、铜绿山等浅成～超浅成小斑岩体，以石英正长闪长玢岩～花岗闪长斑岩为主。

2 矿区地质

矿区侵入体处于灵乡东南外侧，殷祖复式背斜北翼。

2.1 地层

矿区范围1.91km2内，由三迭系中统嘉陵江灰岩、下统大冶灰岩及二迭系下统茅口灰岩组成，偶见后者出露。老至新地层顺序：在矿区南东角是二迭系下统茅口灰岩（P1m）；在矿区北东角是三迭系下统上部大冶灰岩（T1d4）；在火成岩株外南、东、北是三迭系中～下统嘉陵江第一段白云岩（T1-2j1），出露面积大，与矿化现象极为密切；在火成岩株外南西及金竹顶山头是三迭系中～下统部嘉陵江第二段灰岩（T1-2j2）。

2.2 构造

（1）褶皱构造。褶皱为倾伏背斜，在天台山倒转向斜的轴部偏北翼，东部由冲沟-牛鼻峰方向延续，走向10°～50°W，三迭系为中、下统碳酸盐地层至线以南消失。金竹顶和铜山口向斜、铜矿山和狮子山背斜为次一级褶皱。

（2）断层。区内有F1、F2、F3、F4、F5、F6共计6条规模较大的逆断裂，其中成矿前有F1、F2、F6三条逆断裂；其余三条是成矿后的逆断裂。

（3）节理。节理较为发育，大多被矿物所填充，分布于火成岩株和接触带附近的变质岩里，大多数倾角≥45°。火成岩附近节理有NNE、NEE、NNW；矽卡岩及变质灰岩附近节理发育普遍，唯有SN向较差。

2.3 岩浆岩

区内主要出露闪长岩及成矿母花岗闪长斑岩。后者产出呈岩株、岩瘤、岩脉。位于矿区中心的岩株直径500m～600m，面积0.33km2，0m标高缩小至350m～480m，向下复膨大，渐深逐变为北西—南东向的椭园形，倾角上缓下陡，接触界线弯曲多变。岩石主要由长石、石英、黑云母和少量的角内石及微量矿物组成。为全晶质细粒斑状结构，块状构造，东南深部见有红长石大斑晶出现。

2.4 接触变质作用及围岩蚀变

（1）热接触变质作用。岩浆侵入围岩内，温度压力把碳酸盐岩重结晶为变质的大理岩和白云石大理岩。

（2）接触交代变质作用。岩浆侵入围岩后，岩浆温度缓慢降低，逐渐聚集了大量的挥发性的矿物，在岩浆体与碳酸盐岩地层接触带两侧上，以渗滤、扩散形式的进行接触交代作用。形成了受接触带控制的以矽卡岩斜长石岩为主的高温接触交代变质岩系，按不同形态、规模及类型的矽卡岩主要有石榴石矽卡岩、透辉石矽卡岩等。矽卡岩与成矿关系密切，构成矿体的直接围岩。

（3）围岩蚀变。岩浆期后的热液活动，对接触带附近的花岗闪长斑岩、矽卡岩等产生不同程度，种类繁多的蚀变作用。主要有矽化、碳酸盐化和钾长石化；其次有绢云母化、绿泥石化及蛇纹石化。

3 矿床地质

铜山口铜矿床是接触交代高～中温热液矽卡岩型矿床，矿体主要赋存于花岗闪长斑岩与三叠系中～下统碳酸盐岩的接触带上。矿体的形态、产状、规模严格受接触带的控制。少量赋存于花岗闪长斑岩中和三叠系中～下统大冶组、嘉陵江组碳酸盐岩层间破碎带中。产于花岗闪长斑岩岩株与围岩的接触带及层间构造带中。矿床由Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ、Ⅵ号矿体组成。主矿体呈环形分布在岩株体与三叠系中～下统碳酸盐岩的接触带上。矿体赋存于+140.37m～-538m。

Ⅰ号矿体产于火成岩岩株外缘，近于垂直；Ⅱ号矿体倾角较缓，产出是似层状，两者在底部相连，如线东段、Ⅱ号矿体在0m标高处与Ⅰ号矿体相交且连结；Ⅴ号矿体产于狮子山线西-2m，与Ⅰ号矿体在底部相连。Ⅱ、Ⅴ号矿体是Ⅰ号矿体在层间外缘延长。Ⅱ号矿体是Ⅰ号矿体在-58m以上分枝。呈NS向，地表出露在Ⅰ号矿体的NE内侧，介于线～线间与Ⅰ号矿体在浅部连接。

Ⅳ号与Ⅴ号矿体，虽为上下重迭关系，但无联系；Ⅱ号矿体与Ⅴ号矿体均受层间控制，彼此平行，相距130m，成不连续关系。Ⅱ、Ⅲ号矿体分隔存在。Ⅳ号矿体与Ⅴ号矿体在铜山口-50m标高左右与Ⅰ号矿体上下重迭了一部分，而没有连结一起。根据矿体的理想再造，Ⅳ号矿体可能是Ⅰ号矿体向西在狮子山的延续部份，由于年久侵蚀结果，则形成了今日两者隔河相对的外观。

Ⅵ号矿体呈“浮桥”状穿越岩株体，南北两端均与Ⅰ号矿体连接。

总体上，Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅴ、Ⅵ号矿体是通过Ⅰ号矿体连接一体，唯Ⅳ号矿体单独产于狮子山地段。

4 找矿规律

矿体受接触带和层间构造控制。

（1）受接触带控制成矿。矿体主要赋存于花岗闪长斑岩与三叠系中～下统碳酸盐岩的接触带上，矿体的形态、产状、规模严格受接触带控制。少量赋存于花岗闪长斑岩中和三叠系中～下统大冶组、嘉陵江组碳酸盐岩层间破碎带中。Ⅰ号矿体是受接触带控制的内空“筒体”，赋存于花岗闪长斑岩岩株与碳酸盐岩接触带上。Ⅲ号矿体扁豆状，赋存于岩株EN部内侧带。长约310m，短约85m，走向NW50°，倾向SW，倾角45°～70°。楔形插入火成岩中。Ⅳ号矿体赋存于矿区西面，NW侧生成，平面上似“半月亮”形，剖面上楔形，走向长约510m，倾向SE，倾角30°～65°。矿体埋藏浅，大多为铁帽型氧化矿，只有在线左右为原生矿。

（2）受层间构造控制成矿。Ⅱ号矿体浅部赋存于三迭系中—下统嘉陵江白云岩（T1-2j）与三迭系下统大冶灰岩（T1d）层间裂隙构造带附近，属于层间盲矿。上下2层～4层组成，以下层为主，上层时断时现，单层相距10m～50m，在岩体东、北、西三面与Ⅰ号矿体相连。平面上似一不对称的无顶“帽沿”，水平延伸100m～300m；剖面延深-100m～-200m，倾角不一，北部接近水平，南部倾角较陡；厚度在近接触带变大，远离接触带变薄，一般5m～10m。Ⅴ号矿体赋存于矿区南西部线～线间，产于三迭系中—下统嘉陵江第一段白云岩（T1-2j1）与嘉陵江第二段灰岩（T1-2j2）的层间构造带附近，严格受层间构造控制，成矿规模小，厚度亦薄，属于层间小盲矿。矿体走向北西，倾向南西，倾角5°～25°。矿体长约700m，厚约2m～5m。Ⅵ号矿体：赋存在线～线深部，为隐伏的盲矿。矿体埋深-190m～-250m内，似层状，产状平缓，走向近EW，向N倾，倾角8°～22°，在线南北与Ⅰ号矿体连接，呈一“浮桥”状。矿体EW长217m，剖面宽120m～275m，矿体沿走向倾向都有分支复合现象。