浅析四川里伍铜矿控矿构造特征及找矿方向
2021-07-22邱光亮
邱光亮
(四川省冶金地质勘查局六〇六大队,四川 成都 611730)
针对四川里伍铜矿田地质研究工作一直从未间断,很多地质研究工作者针对矿田开展过大量的地质研究和科研工作,取得了丰富的研究成果。现结合前人研究基础对四川里伍铜矿田矿床地质特征予以分析探讨,并在此基础上指出今后找矿方向,希望能对区内找矿工作提供一些指导作用[1]。
四川里伍铜矿田主要分布在扬子地台西缘木里-盐源推覆构造带江浪变质核杂岩穹隆构造中,属于青藏高原东部地区(图1)。目前已有多个铜矿床(点)被发现于该穹隆当中,显示出优越的成矿条件。江浪变质核杂岩属中深构造层次,也是矿区当中的构造主体。结合前人研究结果认为,韧性剪切滑脱带在里伍铜矿田江浪变质核杂岩穹隆中,为形成各铜矿提供了非常好的容矿空间,而且对铜矿体形态、规模及其定位起着明显的控制作用。矿体呈似层状、透镜状、脉状沿着韧性剪切滑脱带交代充填。下文中得该矿地质特征及构造控矿特征进行详细阐述,提出找矿方向,希望能为该矿找矿工作提供一些借鉴和参考。
1 区域地质背景
江浪变质核杂岩穹隆是里伍铜矿的主要分布所在,是锦屏山推覆带后缘由于伸展剥离因素影响所形成,主要形成阶段为燕山—喜山期,是矿区当中重要的控矿构造,扬子克拉通基底给该构造活动带发展提供了有利基础,历经中元古代长时间的地质演化。在区域上,中元古界构造岩片、古生代岩石组成的构造岩片与三叠纪西康群砂板岩组成的构造岩片(穹隆最上部)共同组成江浪变质核杂岩穹隆,同时顺层韧性剪切滑脱带主要发育于这些构造片岩之间,构造片岩当中,拆离、剪切作用在不同岩性层之间较为明显,岩片规模不等,并表现为无序构造叠置,韧性剪切滑脱带分割构造片岩,韧性剪切带和区域变质岩系共同组成该穹隆,里伍岩群组成中元古界构造岩片,主要有绿片岩和夹斜长角闪岩的二云母石英片岩所组成,劈理化、片理化在岩石当中较为发育,同时发育钩状褶皱与紧闭褶皱,具有强烈的构造变形特征。奥陶纪、早志留世与二叠纪岩石共同组成古生代岩石。奥陶系江浪岩组分布于岩片下部,石英岩是其主要组成,顺层韧性剪切带较为发育,上志留系甲坝岩组分布于中部,云母片岩、碳硅质片岩(黑色)以及变质基性岩是其主要组成。顺层掩卧褶皱与顺层劈理带较为发育。二叠系乌拉溪岩组分布于上部,绿片岩和夹斜长角闪岩的大理岩是其主要组成,顺层韧性剪切带发育于岩组之间。三叠系西康群板岩带发育于穹隆最上部,属于浅部构造层次纵弯褶曲变形所形成。顺层韧性剪切滑脱带发育于各体系之间与其内部。区内历经。晋宁期、澄江期、加里东期和海西期及燕山晚期构造岩浆活动[2]。
2 矿床特征
有多个铜矿床点在江浪变质核杂岩穹隆内被发现,如黑牛洞铜矿、里伍铜矿等,是铜矿集中于扬子地台西缘地区重要产区之一,矿体在里伍铜矿田当中属于隐伏矿体,很多矿体具有较为简单的结构,产状也比较稳定,矿体呈现脉状似层状和透镜状形态,产状和穹隆不同期次韧性剪切滑脱带与其围岩主期面理(S3)呈现类似的产状特征,而且这些韧性剪切滑脱带对矿体起着明显的控制作用。
黄铜矿、闪锌矿以及磁黄铁矿是主要的矿石矿物,方铅矿与黄铁矿相对次之。黑云母、石英、斜长石是主要的脉石矿物,石榴石与电气石相对较少。角砾状、脉状、致密块状以及浸染状是矿石的主要构造特征。碎裂结构、交代溶蚀结构和半自形-他形粒状是矿石的主要结构特点,矿床成因中高温热液充填交代特征较为突出[3]。
3 矿田构造特征
3.1 江浪变质核杂岩穹隆
呈现350°走向,有18.2km长,11km宽,表现为穹隆状特征,伍岩群下中岩带出露于核部,伍岩群上岩带出露于两翼,同时有甲坝板岩组(志留系)以及乌拉溪岩组(石炭系)和二叠系出露,三叠系分布于最外侧。轴布面里呈现平缓的倾角特点,处于10°~29°,东侧翼部为19°~39°,西侧翼部为24°~49°,东侧翼部相对较缓,西侧较为陡峭。韧性伸展拆离断裂呈一系列环绕变质核杂岩发育,在里伍岩群上岩带分布主拆离断裂带,该断裂带将不同的构造岩片分割开来,伸展拆离层系统(里伍岩群组成)构成内部构造岩片。里伍岩群构成内部构造岩片的主体属于伸展拆离层系统,不同期次的面理置换和岩石韧性变形,和掩卧褶皱(紧闭倒转)十分的发育,脆性断裂叠加在韧性变形晚期,在形成空间上是矿区当中倒框以及戎贶最有利的部位。劈理和折叠层构成外部构造片岩,形成褶皱地层系统,具有脆性变形特征,形成褶皱地层系统,表现为脆性变形特点。不同岩带、岩性的两套地层系统中间部位,剥离断层呈现不同规模和强度,平面上这些剥离断层展布方向围绕穹隆表现为环状,倾斜向外角度为20°~30°,该区的控矿构造主要为环状断裂构造,沿着韧性剪切滑脱带分布矿化带与矿体,矿体以及矿化体,还有矿化蚀变带在矿区当中被发现,存在于非常大的规模而且具有蚀变强烈的蚀变带当中。该区较大规模的以及较强蚀变的蚀变带中赋存矿体矿化体,主矿化带与内矿化带存在于矿田中,滑脱拆离断层带对其起着明显的控制作用(图2)。
3.2 断裂
总体来讲,矿田如同单斜构造,小型断层是主要的脆性断层,脆性断裂在成矿前期及成矿阶段较为发育,随着韧性剪切带产出,主要是行程伸展型韧性剪切带晚期阶段形成的脆性断裂,这些断裂造成岩石非常破碎呈角砾状。断层规模在成矿后期阶有的较大,有的较小,属于逆断层。属于东西向构造在西马拉雅期形成的断层,这一期断裂通常沿着韧性剪切带与其附近进行分布,在走向以及倾向上,没有较远的延伸,矿体由于被错断,表现为分叉状、豆荚状以及透镜状[4]。
3.3 韧性剪切带
环状断裂构造在矿田当中较为发育,主要为拆离断裂,这些断裂环绕江浪变质核杂岩穹隆,为韧性剪切滑脱断裂,矿区当中的铜矿化蚀变带均受控于这些韧性剪切滑脱带。
韧性变形带在黑牛洞铜矿区十分强烈,同时具有突出的韧性剪切滑脱带构造变形。黑牛洞矿区在江浪变质核杂岩穹隆西侧翼部,石英以及长英岩在发育于韧性剪切滑脱带中,主要为石香肠、石英钩状褶皱、对称不对称的石英透镜体剪切构造。通过矿区的这些构造进行综合分析,在形成江浪变质核杂岩穹隆前期阶段,有逆冲断层以及韧性剪切带从南向北形成,是成矿前的重要断裂。形成江浪变质核杂岩穹隆后期阶段,有伸展型的韧性剪切带形成,主要呈现北东南西向伸展,为韧性剪切滑脱断裂,主要形成于成矿后期。
3.4 面理构造
变形变质岩石折叠层以及次级韧性剪切滑脱带相间分布在江浪变质核杂岩穹隆部位,很多研究工作者针对此进行相应的研究发现,折叠层在矿田当中经历的变形事件主要为三个时期,如纵向构造置换作用对矿田褶皱成造成较大影响,同时横向构造置换作用对矿田褶皱成延时也带来较大影响,该区当中大地构造演化作用和构造置换作用有着非常紧密的关联性,面里在矿区十分的发育,使矿区当中的主面理,少量的金属硫化物矿物在黑牛洞矿区以及里伍矿区面里上分布。
3.5 褶皱
大型以及中型和小型褶皱在区内较为发育,均发挥着控矿作用。S1、S2面理形成的斜歪褶皱以及平卧褶皱均为大中型,S3面理对于S1、S2面理形成较大置换,在构造形态方面,主要依照野外标志层和变形特征,将褶皱包络面勾绘出,只构造恢复确定。区内韧性变形拆离带以及褶叠层岩石当中发育小褶皱,尤其是一些韧性变形拆离带(含矿),常常发现有钩状以及歪斜状和童鞋紧闭褶皱,铜矿化少量分布在一些褶皱转折部位。
4 控矿构造与控矿作用
从江浪变质核杂岩穹隆中间部位向穹隆边部有铜矿床形成,这些和琼穹隆具有相同的构造样式以及成矿机制紧密相关。
4.1 构造地层的控矿作用
铜矿床点在里伍矿田中被发现,主要在里伍岩群构造地层(中原古代),江浪变质核杂岩穹隆当中产出。中深变质岩石以及具有不同应变特征的应变带呈现几乎平等排列特征,这些共同组成里伍岩群构造地层(中元古代)通过宏观层面进行分析。中深变质岩石和较强片理化带以及糜棱岩带宏观层面上表现为相间分布的特征。糜棱岩带突出的塑性变形特征,就是顺层产出的韧性剪切带滑脱带,主要在江浪江浪变质核杂岩穹隆中产出,而且其中产出铜矿化,矿化受控于构造地层。
4.2 韧性剪切滑脱带的控矿作用
顺层韧性剪切带滑脱断裂带发育于里伍矿田当中,为铜矿在后期阶段成矿提供了非常有利的成矿与储矿条件,对较大规模矿体形成起到了非常大的促进作用,目前有多个铜矿床点已经在江浪变质核杂岩穹隆当中被发现,黑牛洞、百香林以及挖金沟、里伍、笋叶林、白岩子、上海底等诸多铜矿床以及铜矿点在江浪变质核杂岩穹隆部位产出,而且产出在穹隆当中表现为顺层状展布的韧性剪切带内。在顺层韧性剪切带滑脱断裂当中产出主矿带以及矿体,矿体主要表现为脉状、似层状以及透镜状,进一步证实穹隆当中顺层韧性剪切滑脱带(多层次)控制着矿田成矿作用,滑脱带含矿并延伸向地下,所以有可能具有工业价值的较大铜矿体可能出现在滑脱带的深部[5]。
4.3 褶皱构造的控矿作用
大型以及中型还有小型褶皱等变质变形岩石褶皱主要发育于江浪变质核杂岩穹隆,控矿特征存在很大不同,S1、S2面理因素影响下形成的外协折皱以及平卧褶皱属于大中型尺寸的褶皱,韧性变形拆离带以及矿田当中的褶叠层岩石主要发育小型褶皱,主要包括钩状以及歪斜状和紧闭同斜褶皱,铜矿化少量分布于褶皱转折部位,矿化具有局部富集的特征。
4.4 面理构造的控矿作用
面理构造置换作用以及变质变形作用在江浪变质核杂岩穹隆当中表现出较强的特点。使得江浪变质核杂岩原岩以及围岩内很多金属元素,特别是Cu、Ni元素不断的进行活化以及迁移,并很大程度富集起来,为今后成矿创造了丰富的成矿物质来源,并带来了十分有利的成矿条件,里伍矿区以及黑牛洞矿区在矿田当中,有很多浸染状以及星点状金属硫化物,随着面理进行分布。
4.5 构造岩浆活动的控矿作用
火山岩以及次火山岩尤其以海西区、加里东期与晋宁期十分发育,主要在二叠系地层以及石炭系地层和志留系地层与里伍岩群中较为发育,为区内的铜矿成矿提供了重要的矿源层。火山岩,主要由变质基性火山岩、变质基性次火山岩和变质中碱性次火山岩组成。其中,变质基性火山岩分布于穹隆构造外围石炭系乌拉溪组以及二叠系地层中。大理岩层当中产出火山岩,具有十分稳定的层位特征,变质玄武玄武集块岩与暗绿色和灰绿色分布于上部,夹角闪岩以及角闪片岩(绿色)的熔岩凝灰岩也分布于上部。夹熔岩凝灰岩透闪石阳起石片岩以及斜长角闪岩(灰绿色)分布于中部,透闪石、阳起石片岩(灰绿色)角闪岩以及阳起石片岩透闪,石绿,泥石分布于下部,性质,构造以及气孔构造在岩石上呈现较为明显的特征。玄武岩是其主要的原岩,表现出海相喷发向的火山岩,基性次火山岩分布于里伍岩群中段及志留系甲坝组中,呈条带状、透镜体产出, 常与变质基性火山岩相伴。Cu、Ni等成矿金属元素在火山岩当中具有较高的丰度值,为区内的金童成矿提供了丰富的物质来源。二云母花岗岩以及黑云母花岗岩(燕山期)还有闪长岩是重要的侵入岩,也是成矿物质的主要来源,所以铜矿成矿过程当中,岩浆作用,为其创造了丰富的热动力与成矿物质来源,为该区铜矿成矿奠定了良好的基础。
4.6 构造热液蚀变的控矿作用
构造热液蚀变矿化在矿田当中的作用十分突出,顺层韧性剪切滑脱断层呈现多层次发育于江浪变质核杂岩穹隆构造地层当中。由于存在非常突出的热液蚀变因素,形成不同强度,不同规模的蚀变带。电气石化以及黑云母化、绿泥石化、斜长石化、硅化与绿泥石化等是区内的主要构造蚀变矿化作用。矿化和蚀变存在非常紧密的关联性,铜矿话题以及铜矿体在矿田当中主要在蚀变带中发育,因此也成为重要的找矿标志[6]。
5 找矿方向
(1)针对矿田控矿构造进行详细的分析研究发现,形成江浪变质琼龙及其演化过程当中。里伍岩群构造岩片(中原古代)以及古生代构造片岩,还有三叠系构造片岩彼此之间存在韧性剪切滑脱带,而且分布于构造当中,具有十分大的规模。脆性断裂叠加在韧性变形晚期阶段形成空间为导矿、容矿提供了理想的空间,是成矿最有利的部位,也是找矿的重点。
(2)电气石化以及黑云母化、绿泥石化、斜长石化、硅化与绿泥石化等是矿田当中和矿化存在紧密关联性的热液蚀变,主要分布在韧性剪切滑脱带(江浪变质穹隆中),矿体与矿化体在较强蚀变带和较大规模蚀变带当中产出,形成矿区当中的主矿带,所以矿化蚀变带是一种十分重要的找矿标志。
(3)在里伍铜矿田矿区及外围,以变质穹隆体多层次滑脱韧性剪切滑脱带成矿理论为指导,根据矿床地质特征及找矿标志,结合物探化探和遥感地质特征,开展江浪变质穹隆体详细的大比例尺区域地质填图和多层次韧性剪切滑脱蚀变成矿带的研究与找矿勘探和成矿预测研究工作。沿已知矿体及其热液蚀变带延伸方向以及其深部地区,开展有目标的、科学的槽探、坑探和增加钻探深度,在地表浅部及地下深部有望发现新的矿体,扩大矿床规模。
(4)区域上分布于扬子地台西缘构造带中的变质核杂岩穹隆,长枪穹隆以及恰斯穹隆是区内的主要变质核杂岩穹隆,主要分布在扬子地台西缘构造带中,成矿地质条件和穹隆体具有类似的特征,具有非常大的找矿潜力。所以应当认真研究分析变质穹隆,以寻求更大的找矿突破。