广西贵港市龙头山铜矿特征及找矿标志

2020-07-07刘延清幸福生汤静如李廖辉

云南地质 2020年2期

刘延清，幸福生，汤静如，李廖辉，黄冲

(1.桂林理工大学地球科学学院，广西桂林 541006；2.广西中金岭南矿业有限责任公司，广西来宾 545905；3.贵港市金地矿业有限责任公司，广西贵港 537100)

广西贵港龙头山矿床是广西知名的金矿，近年来在矿区深部又发现了隐伏的铜矿体，但对铜矿体的深入研究不够，因此，本文在前人对该矿区研究的基础上，重点对铜矿体的地质特征、成因及找矿标志进行探讨，以期望对该矿床今后的勘察与开发有所帮助。

1 区域地质背景

龙头山铜矿区位于扬子古板块与华夏古板块在新元古代的拼接部位[1]，钦州-杭州结合带的西南端的大瑶山隆起多金属成矿带。该区域出露地层包括为寒武系、泥盆系、石炭系、二叠系、三叠系、白垩系及第四系，其中震旦系与寒武系的碎屑岩系是该区域主要出露的地层[2]。

该区域主要构造以大的背斜和纵横交错的压扭性深大断裂为主，并且深大断裂两侧发育一系列次级断裂。褶皱主要有大瑶山复背斜、龙山鼻状背斜、镇龙山背斜等，这些褶皱基本上呈东西向展布。大瑶山复背斜是大瑶山隆起的主体；区内断裂构造为北东，北西，南北向三组，北东向的凭祥-大黎断裂带贯穿全区[3]。

加里东期、印支期，燕山期均有岩浆活动，其中燕山期岩浆活动与该区域成矿关系密切。

2 矿区地质

2.1 矿区地层

矿区出露地层有寒武系黄洞口组、泥盆系下统莲花山组及第四系

(1)寒武系黄洞口组(∈h)：分布于龙头山西北坡及绅矿沟一带。岩性为轻变质细砂岩、泥质粉砂岩、碳质板岩和斑点状板岩。

(2)泥盆系莲花山组(D1l)：主要展布在龙头山矿区。根据岩性特征，分为下、上二段。

莲花山组下段(D1l1)：不整合于寒武系黄洞口之上，底部为浅紫红色厚层状砾岩和含砾不等粒砂岩，往上为厚层状细-中粒砂岩夹泥质细-粉砂岩，交错层理发育，与寒武系接触面出现滑脱构造角砾岩。厚度为110m～216m。

莲花山组上段(D1l2)：泥质粉砂岩夹石英砂岩、细砂岩、不等粒砂岩，其顶部的一层细砂岩微含磷，中间有一层厚0.21m～0.36m的灰绿色白云质含铜泥岩。厚度146m～260m。

(3)第四系展布在中里地段。零星分布。主要为坡积、残坡积物，厚0～20m。

2.2 矿区构造

该区域构造较为发育，可分为褶皱、断裂和节理。

褶皱方面，整个龙头山矿区位于褶皱构造龙山鼻状复背斜南西翼，该不对称褶皱轴向为北东45°，呈25°向南西向倾伏，褶皱两翼地层为泥盆系与石炭系，中心核部地层为寒武系(图1)。

断裂方面，主要有北东、北西、东西、南北向四组断裂构造，

北东向断裂为凭祥-大黎深大断裂在龙头山矿区的隐伏段。

北西向与南北向都为张扭性断裂，主要分布在龙头山次火山岩体的外接触带上，断裂产状近乎直立，这两个方向的断裂为含金断裂带，与铜矿体也有一定关联。

东西向断裂规模较小，属于压性断裂构造。

节理方面，矿区主要节理有北西340～355°、北北东5°、北东20°～50°及北东40～60°这四组节理。

矿区发育的节理、裂隙是成矿热液和铜矿体重要的运移通道和容矿构造。

图1 龙头山矿区地质简图(据邓军等，2012修改)[6]

1-下泥盆统莲花山组上段；2-下泥盆统莲花山组下段；3-寒武系黄洞口组；4-隐爆角砾岩；5-流纹斑岩；6-花岗斑岩；7-霏细斑岩；8-地质界限；9-角度不整合界限；10-断层及编号；11-勘探线及编号；12-隐伏铜矿体范围

2.3 矿区岩浆岩

矿区岩浆活动强烈，尤其以燕山期龙头山次火山岩体为代表。该次火山岩体具有浅成或超浅成的特征。在平面上该岩体南北长720m，东西690m，面积大约0.5km2呈椭圆状。(黄民智等1999)垂向上该岩体呈斑岩筒状，与围岩界限明显。(陈业清，1992，朱桂田，2002)，该斑岩体岩石分布可比做一个不规则同心环带状，岩石由内向外分别为：花岗斑岩、流纹斑岩、隐爆角砾岩、震碎角砾岩(图2)。在该岩筒的接触带内外还有石英斑岩，长石霏细斑岩，石英闪长玢岩等呈脉状产出。花岗斑岩位于整个岩体的中部，侵入于流纹斑岩；流纹斑岩位于岩体的边部，被花岗斑岩侵入。

斑岩筒内围岩蚀变比较强烈，龙头山岩体最主要的蚀变包括绢云母化、钾长石化、高岭石化、电气石化、硅化、黄铁矿化、绿泥石化。(陈业清，1992) 且蚀变具有一定分带性。绢云母化、钾长石化主要出现在花岗斑岩中，高岭土化多出现在花岗斑岩与流纹斑岩接触破碎带上。电气石化，硅化，黄铁矿化分布比较广泛，主要出现在流纹斑岩，角砾岩，及各岩体的接触带上甚至出现在接近接触带的莲花山组的砂岩中。(黄民智等，1999)，其中黄铁矿化、电气石化、与成矿关系密切。

3 矿体地质特征

3.1 矿体特征

矿区内280m～380m标高发现一定规模的隐伏铜矿体(图2)，矿体呈不规则脉状、条带状产出。铜矿体从花岗斑岩附近的流纹斑岩经过次火山岩体与地层接触带一直延伸到泥盆系莲花山组的部分蚀变砂岩中，并且矿体与岩体周边砂岩产状有一致性。矿体走向集中在NW310°～315°，倾向北东，倾角10°～25°，铜矿体水平厚度1.2m～24.18m、平均厚度为6.7m，沿走向平均长度为98.3m。这一系列铜矿体平均品位为0.429ω%。其中Ⅰ号，Ⅱ号矿体为主要矿体。Ⅰ号矿体规模最大，呈脉状产出，沿倾向有膨大的特征，最厚处水平厚度可达24.18m，走向上长度约125m，倾向北东，倾角为15°，铜品位为0.298ω%～0.55ω%，平均0.385ω%；Ⅱ号矿体呈脉状、条带状产出，矿体中部厚度大，中部向两端有分叉、狭缩的符合特征，倾向北东，倾角为10°，该矿体最厚处水平厚度可达11.34m，沿走向长度约117m，铜品为0.364ω%～0.411ω%，平均为0.384ω%。

图2 龙头山矿床地质剖面图(据矿山资料修改)

3.2 矿石类型及结构构造

铜矿体主要赋存在次火山岩(流纹斑岩、隐爆角砾岩、角砾熔岩)与泥盆系莲花山组的蚀变砂岩中，因此将矿石分为次火山岩型与蚀变砂岩型。

矿石结构主要包括斑状结构、半自形、自形、他形晶粒状结构，变余微晶结构、交代假象结构、熔蚀结构和填隙结构。

矿石的构造主要有：角砾状构造、块状构造，浸染状构造、蜂窝状构造、碎裂状构造、条带状构造和砂状构造等。

3.3 矿石矿物成分

矿石中金属矿物主要有：黄铜矿、辉铜矿，铜蓝，黄铁矿为主，次为自然金、毒砂等脉石矿物主要有石英、电气石，次为绢云母、高岭土等

4 矿床成因

如前文所述，铜矿体对岩性并无选择，暗示其形成应与热液有关，节理以及高孔隙度的岩石为成矿热液提供了移的条件。而且矿体与岩体周边地层产状趋于一致，这表示岩体周边地层受到岩体上侵影响发生了层间滑动，在地层间形成“真空区域”，使成矿热液由岩体向地层中继续延伸并与沿途岩石发生蚀变交代作用，进而沉淀成矿。Ⅰ号，Ⅱ号矿体的品位由岩体向外有下降趋势，暗示矿体受到火山机构的控制且成矿与火山活动有关。因此我们可以总结该矿床成因过程：

位于大瑶山地区的龙头山矿床从加里东期到燕山期经历了一系列拉张型构造运动，形成了为岩浆的上侵提供通道的地区深大断裂-凭祥-大黎深断裂及其次级断裂，并引发了燕山期地壳深处中酸性重熔岩浆的上侵，岩浆上侵途中不断从围岩汲取成矿物质并加入了地层水与大气降水，为之后的矿化提供了物质来源、流体及热源。且前人认为该地区的地壳快速隆升使成矿热液的快速冷却，为成矿提供了条件。

龙头山火山的形成分为次火山岩上侵阶段与花岗斑岩侵入阶段，两阶段岩浆侵入过程中的隐爆等作用，形成了高孔隙度的隐爆角砾岩并导致次火山岩体产生连续的断裂及网脉状孔隙，同时周边地层受岩体上侵影响发生层间滑动，形成层间裂隙，为成矿热液的运移的通道。这也解释了铜矿体从次火山岩一直延伸到外围的蚀变砂岩中且产状与周边地层相近的原因。

次火山岩的上侵活动阶段引起了气体-高温热液的蚀变矿化作用，该阶段前期，富含金的热液通过次火山岩中及其边缘的裂隙运移，在次火山岩及断裂中形成金矿体，后期形成少量铜矿物，造成铜初步的沉淀与富集；花岗斑岩上侵再次为矿床带来热源，为铜的富集与运移提供动力，使之前的裂隙重新打开，钾质自交代作用引发大量铜的矿化，形成龙头山的铜矿体，这也导致龙头山斑岩筒内“上金下铜”的矿相分带。与紫金山铜金矿床有一定的相似性。

根据前人资料显示龙头山矿床成矿作用可分为三个成矿期，5个成矿阶段

(1)气成-热液期次火山岩的上侵阶段

石英-电气石阶段：是分布广、蚀变最强烈的一个阶段，该阶段产物以电气石为主；

金-黄铁矿-电气石-石英阶段：它常叠加在第一阶段产物之上，主要是石英和电气石，见有少量黄铁矿和微量毒砂、磁黄铁矿；

金-石英-多金属硫化物阶段：黄铁矿、石英、其次为黄铜矿、辉铜矿、常呈细脉状穿切早期矿化蚀变岩石；

(2)热液期花岗斑岩侵入阶段

石英-绢云母-黄铁矿-电气石阶段：主要矿物有石英、黄铁矿、绢云母、黑云母，其次为电气石、黄铜矿、高岭土等，呈团块状、脉状叠加在早期蚀变阶段产物之上。该阶段是花岗斑岩侵入之后气化高温热液自交代作用的结果；

(3)石英-多金属硫化物成矿期：是硫化物形成的主要阶段，主要形成黄铁矿、黄铜矿，其次为毒砂和少量的蓝辉铜矿，磁黄铁矿等。脉石矿物石英，绢云母，绿泥石等。此阶段为铜矿体成矿的主要阶段[7，8]。