铜山口矿区钨矿地质特征及下步找矿方向

2021-01-20张征兵余兴江大冶有色金属有限责任公司湖北大冶435100

中国矿山工程 2020年6期

张征兵，黄婉，王刚，王磊，余兴江(大冶有色金属有限责任公司，湖北大冶 435100)

1 前言

长江中下游地区是我国重要的铁铜成矿带之一，鄂东南矿集区是其重要组成部分，区内矿床以铁、铜为优势矿种，还发育有大型的金、钨、钼等矿床。矿床类型主要为矽卡岩型和矽卡岩- 斑岩复合型[1-3]。铜山口位于鄂东南矿集区西南部，该矿床与花岗闪长斑岩有密切的时空和成因联系，围岩为碳酸盐岩。围岩蚀变独具特色，斑岩体内以钾化、钾硅化、绢英岩化为主并具带状分布的特点，与狭义的斑岩型矿床类似，岩体外围以矽卡岩化、蛇纹石化、绿泥石化为主，与矽卡岩矿床类似，而网脉状矽卡岩化发育与后者又有明显的区别。矿体既有环绕岩体呈筒状产出，又有沿地层界面产出的似层状矿体、受捕虏体控制的透镜状矿体。矿石既有矽卡岩型矿石，又有斑岩型矿石、角砾岩型矿石。因此它既有别于典型斑岩型，又有别于典型矽卡岩型，故称其为矽卡岩- 斑岩复合型矿床。近年来，随着勘查工作的进行，在其深部发现的(含)钨矿体为又一找矿发现。本文从区域内钨矿成矿地质特征、成矿模式以及下步工作方向等方面进行探讨。

2 矿区地质特征

矿区地层主要为中下三叠统嘉陵江组(T1-2j)，主要包含两个岩性段。

第一岩性段：主要为白色薄层- 中厚层状白云岩和灰质白云岩，厚约50～214m。

第二岩性段：主要为灰白色—浅黄色薄—中厚层状大理岩夹白云岩或白云质大理岩，多泥质条带和缝合线构造，厚约46～125m。

大理岩多为变晶粒状结构，常见石榴子石—透辉石—黄铜矿—黄铁矿脉、绿泥石—黄铁矿脉、绿帘石脉、石英- 黄铜矿—黄铁矿—辉钼矿脉，且趋向岩体表现出明显的蚀变分带的特征。矿区东南部的部分钻孔中可见大理岩中发育灰质条带，局部出现小段的碳质灰岩和生物碎屑灰岩。

矿区主要岩浆岩为花岗闪长斑岩岩株、岩脉和石英闪长斑岩岩筒。

花岗闪长斑岩岩株受天台山东西向断裂和北东向的铜山口倾伏背斜控制，由南东向北西侵入到三叠系碳酸盐岩地层中。地表出露为两部分：一是狮子山岩瘤，一是金竹顶岩株。岩株出露直径500～600m，面积约0.33km，呈上大、下小的似蘑菇状，属燕山早期第三阶段产物，在各个钻孔中分布广泛。

石英闪长玢岩体分布较为局限。根据已有的地质资料，石英闪长玢岩岩筒切割花岗闪长斑岩岩株和主要矿体，又伴有铜、钼矿化，对早期形成的铜、钼矿体进行叠加[4]。矿床地质如图1所示。

1—铜矿体；2—花岗闪长斑岩；3—钼矿体；4—铁帽；5—厚- 巨厚层含燧石结核灰岩；6—厚层- 巨厚层灰岩；7—白云岩、角砾状白云岩；8—白云质灰岩、灰岩；9—靶区范围投影

区内构造样式主要为褶皱、断层、节理构造系统。区内主要褶皱为铜矿山倾伏背斜，位于天台山倒转向斜的轴部偏北翼，在矿区东部沿冲沟向牛鼻峰延伸，走向10°～50°，至17线以南逐渐倾没，由三叠系中—下统碳酸盐地层组成。次一级褶皱有金竹顶向斜、铜矿山背斜、铜山口向斜和狮子山倾伏背斜。区内规模较大的断裂有3条，均属逆断裂性质。F1为成矿前断裂，F3、F4为成矿后断裂。

3 矿体及蚀变特征

3.1 矿体特征

铜山口铜(钼)矿床是一典型的矽卡岩- 斑岩复合型矿床，矿体受构造、岩浆岩与地层三因素控制，燕山早期第二次侵入的花岗闪长斑岩与大理岩的接触带，控制主要矿体的空间分布、形态、产状。铜(钼钨)矿体主要赋存于接触带的外带，在三叠系中—下统嘉陵江白云岩(T1-2j)与三叠系下统大冶灰岩(T1dy)层间裂隙构造带附近的层间盲矿体也占有一定的比例。赋存于岩体内捕虏体及岩体中的斑岩型矿体较为次要。矿体赋存的主要部位，一般距接触带0～40m，最大80m。矿体沿倾向延深，具有尖灭再现、平行侧列等规律。

Ⅰ号矿体规模最大，占全区总储量的60%。环绕着花岗闪长斑岩岩株主接触带分布，周边长约2 100m，其形态完全受花岗闪长斑岩岩株与碳酸盐岩地层的接触带控制，地表呈椭圆环带状，直径约600m，因东部为火成岩阻隔，将圆环切开缺口，立体形态似一向南东倾斜的“花瓶”；矿体随接触带弯曲，局部呈S形，其产状较陡，倾向南东，倾角50°～80°，厚10～40m，最厚达100m，斜深300～600m。矿体上部较厚，向深部厚度变小，但深至700m仍未尖灭。具体地质图如图2所示。

图2 铜山口铜钼矿床立体地质图

3.2 蚀变特征

铜山口矿区具有典型的斑岩型—矽卡岩型复合型矿床围岩蚀变，蚀变的类型比较多，主要有钾长石化、硅化、绢云母化、矽卡岩化、蛇纹石化、绿泥石化、碳酸盐化等。不同的蚀变具有不同的特征矿物种类和矿物组合，因而所形成的蚀变岩岩石特征也就不同。

1)水平分带

具有典型的斑岩铜矿蚀变分带模式，各种蚀变类型均以岩体为中心，环绕岩体分布，且各蚀变类型在空间上有不同程度的叠加，从岩体内部向围岩，大致可划分为钾化带—钾硅化带—绢英岩化带—矽卡岩带—矽卡岩化带—蛇纹石化带—大理岩化带，且不同蚀变带有着不同的矿化特点，具体见表1。

表1 铜山口矿区蚀变矿化分带特征一览表

钾化带：处于花岗闪长斑岩体中心，带宽约100m，以钾化、黑云母化为主。钾化主要为早阶段钾质交代，变斑晶大小为0.5～3cm，最大者可达5cm以上。黑云母化为黑云母交代角闪石，完全交代时，可出现黑云母呈角闪石菱形假晶。矿化较弱，局部见浸染状铜钼矿化。

钾硅化带：处于钾化带外侧，与钾化带渐变接触，带宽约150m，以钾化、硅化为主。钾化两阶段均有见，硅化呈石英脉形式产出，钾长石脉与石英脉常呈网脉状产出，岩石中黑云母减少。矿化较弱，局部细脉(网脉)、浸染状铜(钼)矿化。

绢英岩化带：处于钾硅化带外侧，与钾硅化带渐变接触，带宽200～400m，以绢云母化、绿泥石化为主，次为硅化、钾化，岩石中黑云母含量较之钾硅化带更少。矿化较强，多见细脉(网脉)、浸染状铜(钼)矿化，局部可达工业品位。

矽卡岩带：处于岩体与围岩接触部位，与绢英岩化带截然接触，带宽10～80m，为块状石榴子石透辉石矽卡岩，为Ⅰ号主矿体赋存部位，块状、粗脉及稠密网脉状铜矿化。

矽卡岩化带：处于矽卡岩带外侧，与矽卡岩带截然接触，带宽100～200m，为脉状石榴子石、透辉石矽卡岩化。矿化较强，分布于矽卡岩脉中，为粗脉及稀疏网脉状铜矿化。

蛇纹石化带：处于矽卡岩化带外侧，与矽卡岩化带截然接触，带宽50～150m，以蛇纹石化、绿泥石化为主。矿化较弱，局部见细脉(网脉)状铜(钼)矿化。

大理岩化带：处于蛇纹石化带外侧，与蛇纹石化带截然接触，带宽覆盖整个矿区。矿化弱，偶见星点状铜矿化。

2)垂直分带

热液蚀变垂直分带不明显。矿化垂直分带较为明显：-400m以上主要以铜矿为主，次为钼矿；-400m以下主要为钨钼矿，次为铜矿。

4 矿体成因及靶区预测

4.1 深部钨矿体成因探讨

近年来，随着勘查工作的深入，在深部发现钨矿体，矿石矿物主要为白钨矿，多以浸染状产于接触带及其附近；既有以单一的钨矿体形式产出，也有作为铜和钼的伴生元素产于铜(钼)矿体中；单一的钨矿体多呈透镜状或似层状产出，矿体形态主要受接触面产状控制，具有工业价值矿体埋深多在500m以下，主要产于石榴子石矽卡岩中或透闪石化、绿帘石化和碳酸盐化等蚀变岩中。

本区内其他(含)钨矿床对比见表2，可见区内钨铜矿床主要与燕山期岩浆侵入作用形成的小岩体有关，成矿紧随成岩几乎同时发生。成矿地质作用主要为岩浆岩与碳酸盐岩围岩的接触交代作用，岩浆期后热液充填交代作用。岩浆岩与碳酸盐岩侵入接触，由渗滤- 扩散交代作用形成矽卡岩体及矿体。矿床成矿物质特别是硫主要来源于深部岩浆；成矿流体以岩浆水为主，有部分大气降水参与，成矿元素主要来源于深部，与岩浆同源，主要金属矿物形成于中—高温热液阶段，成矿元素经高—中温(263℃～405℃)呈多阶段多期次的成矿作用而富集；矿体受接触带或岩体附近的硅钙界面及层间破碎带的控制，与矽卡岩有密切的空间关系。矿床成因类型为接触交代矽卡岩型铜钨钼矿。

表2 鄂东南地区(含)钨矿床特征对比

总结区域规律可见，本区内(含)钨矿床中岩浆岩岩性与演化过程，构造控制与格局以及围岩地层与其他不含钨矿床并无差别，但是这些(含)钨矿床均分布于本区域南部，结合前人研究表明，本区正处于不同岩石圈陆块的拼接地带，其基底由南北两部分组成，南部为江南式基底，北部为川中式基底，江南式基底相比川中式基底更为富集Cu和W等成矿元素，因此考虑南部小岩体含钨特性，应该与岩浆侵入过程中同化混染了一部分基底物质有关，说明本区南部的小岩体具有进一步寻找钨矿的潜力。