江苏句容铜山铜钼矿地质特征、成矿规律与矿床成因研究

2022-02-13姚宝宽

西部探矿工程 2022年1期

关键词：钼矿闪长岩矽卡岩

姚宝宽

（江苏省地质矿产局第三地质大队，江苏镇江 212001）

铜山铜钼矿位于句容市宝华镇境内，为一小型铜矿。矿区北距沪宁铁路2km，距龙潭火车站7.5km；312国道从矿区南侧通过，区内有公路与其相接，交通较为方便，交通位置图如图1所示。

1 区域地质

矿区位于长江中下游铁铜多金属成矿带之东段[1-2]，是我国重要的成矿区之一。大地构造属扬子准地台下扬子台褶带宁镇褶皱带的中部。区内地层发育较齐全，自震旦系至第四系均有分布。

区内地质构造较发育，由一系列近东西向的大致平行的“三背二向”复式褶皱组成，即自北向南依次为龙（潭）—仓（头）复背斜、范家塘复向斜、宝（华山）—巢（凤山）—石（头岗）复背斜、桦（墅）—亭（子）复向斜和汤（山）—仑（山）复背斜。

2 矿区地质

2.1 地层

矿区出露地层由老到新分别为：①泥盆系上统五通组（D3w）；②石炭系下统高骊山组（C1g）；③二叠系下统栖霞组（P1q）；④二叠系下统孤峰组（P1g）；⑤二叠系上统龙潭组（P2l）；⑥二叠系上统大隆组（P2d）；⑦三叠系下统下青龙组（T1x）；⑧三叠系下统上青龙组（T1s）；⑨三叠系中统薛家村组（T2x）。

此外在矿区东、西两侧深部钻孔中见有石炭系中上统黄龙、船山组（C2+3）的白色大理岩。

2.2 构造

矿区位于龙（潭）—仓（头）复背斜东段南翼，呈一向南西倾斜的单斜构造，由于受黑云母石英闪长岩体的侵入影响，致使矿区内地层走向自西向东，由北西西向转向近东西向，再拐向北东东向，为一顶部向南凸出的弧形构造，矿区位于弧顶偏西部位。矿区内断裂构造主要有纵向断裂F1、F2与横向断裂F3。

2.3 岩浆岩

矿区内岩浆岩较发育，主要分布于矿区北部石家里水库一带，属区域性下蜀—高资岩体西南边缘相，岩体从北东方向侵入，与矿区内栖霞组灰岩五通组石英砂岩等地层接触，侵入体为中深成相，在区域上呈岩株产出。

矿区内赋矿岩性为黑云母石英闪长岩，灰色—灰白色，中粒半自形粒状结构，局部似斑状结构（斑晶为斜长石、黑云母、正长石，基质为斜长石、黑云母、石英、正长石），石英和正长石交生构成的文象结构及包含结构，主要矿物成分为斜长石、角闪石，次要矿物为石英、正长石、黑云母，副矿物为磷灰石、磁铁矿、榍石、锆石。

矿区内脉岩主要为煌斑岩、正长闪长岩等，对矿体有破坏作用，尤其正长闪长岩对矿体的破坏较大。正长闪长岩，灰红色，中细粒半自形粒状结构，主要矿物为斜长石、角闪石、钾长石和石英等，副矿物为磷灰石、磁铁矿等。斜长石呈板柱状，具环带构造，聚片双晶发育，中长石为主；角闪石呈褐色，长柱状，大者可达3～6mm。钾长石具卡氏双晶。石英呈他形粒状，出现在长石的间隙中。

2.4 变质作用

2.4.1 接触变质及接触交代作用

岩浆岩的侵入与各种不同的围岩接触分别产生接触交代变质和接触热变质作用，形成矽卡岩、大理岩、角岩，同时岩浆岩边部亦发生自变质作用，形成蚀变闪长岩，各变质岩石在空间位置上具有明显的带状分布。由岩体至围岩形成：蚀变闪长岩→透辉石钙铝石榴石矽卡岩→钙铁石榴石矽卡岩→透辉石矽卡岩→大理岩、角岩。

矿区内铜钼矿体主要富集于钙铁石榴石矽卡岩和透辉石矽卡岩带中。各变质岩石在空间位置上具有带状性分布，各带岩性特征由内向外叙述如下：

（1）内接触变质带①蚀变闪长岩：主要为透辉石（矽卡岩）化闪长岩，另有少量石榴子石化闪长岩等组成。多分布在接触带内侧的岩体边缘，厚度变化较大，一般厚2～3m，最大厚达10余米，最小数厘米。透辉石（矽卡岩）化闪长岩：浅绿色、灰白色、灰色，致密块状，残余半自形—他形粒状结构、不等粒半自形、变晶结构，主要矿物成分由斜长石和透辉石组成，其次为石榴子石、方柱石和少量榍石、磷灰石、锆石及磁铁矿等。斜长石板状，大小2～4mm，半自形，少量为粒状，具聚片双晶和硝钠双晶，并见有环带构造，属更—中长石。在斜长石的细小裂缝中有方解石绿泥石等矿物充填，斜长石的表面亦有零星的绢云母、方解石分布。透辉石主要沿裂隙或粒间出现，且多按长轴方向呈线状分布，呈半自形柱状，晶体中见有被交代的斜长石残留体，或在斜长石晶体核部出现穿心交代的他形或半自形的透辉石。透辉石有被帘石类矿物交代现象，并伴生黄铁矿、磁铁矿等金属矿物。该部位矿化以铜和铜钼矿化为主，常以细脉状分布，其矿体规模较小，为次要含矿部位。②透辉石钙铝（铁）石榴子石矽卡岩：与蚀变闪长岩接触，厚约18m，呈肉红色，其中有青灰色及灰黑色杂斑，一般为斑杂构造，自形中—粗粒结构，矿物成分以钙铝石榴子石、透辉石为主，其次为钙铁石榴子石、方柱石、斜长石和微量磷灰石、榍石及磁铁矿等。矿化以辉钼矿为主。

（2）外接触变质带①钙铁石榴子石矽卡岩：分布于透辉石钙铝石榴子石矽卡岩的上部，厚约26m，呈黄绿色、深红色、暗绿色、米黄色等，结晶粒度比透辉石矽卡岩粗，一般为中—细粒变晶结构，块状构造。矿物成分以钙铁石榴子石为主，另有不均匀团块状分布的透辉石。该层上部有黄铜矿化，下部有辉钼矿化。②透辉石矽卡岩：分布于钙铁石榴子石矽卡岩之上，厚18m左右。呈灰白色、灰色、灰黑色和浅绿色，细粒花岗变晶镶嵌结构，块状构造。矿物成分主要为透辉石，局部含有石榴子石、硅灰石、透闪石、斜长石、符山石、方柱石及磷灰石、榍石等。本层中部局部分布有极不稳定的透辉石角岩。矿化有黄铜矿、辉钼矿化，为矿区的主要含矿部位。③角岩：由条带状大理岩、硅质角岩及（红柱石）角岩等组成，分别由栖霞组灰岩、孤峰组硅质岩及龙潭组粉砂质泥岩和泥质粉砂岩蚀变而成。上述分带为一般情况，个别地段可重复或缺失某个带。

2.4.2 热液蚀变作用

矿区热液蚀变种类较多，与铜矿化有关的蚀变主要有：绿泥石化、硅化、碳酸盐化等；与钼矿化有关的蚀变主要有：绿帘石化、硅化、钠长石化等。

3 矿体地质

3.1 矿体特征

矿区铜钼矿体主要赋存于与二叠系孤峰组硅质岩、栖霞组大理岩接触的矽卡岩带中，少部分赋存于蚀变黑云母石英闪长岩中。矿体在矽卡岩中大致平行排列，其产状受矽卡岩控制，矽卡岩又受接触带控制。矿区中段接触带产状变化较大，沿倾向大致呈“S”形，铜钼矿体一般富集于接触带产状较缓的部位。当接触带陡立，或向北倾斜时矽卡岩厚度虽大，但矿体很小；当接触带向南缓倾时，则矿体厚大，且品位较富。矿区中部矿体走向近东西，南倾，倾角40°～60°，2 线以西矿体走向为北西，倾向南西，倾角一般较陡，60°～80°，0线以西，倾角一般70°～80°。

根据矿体在接触带中的部位不同，可将矿化带分为上、中、下三个部位。①上部含矿带，矿体位于外矽卡岩中或者位于外矽卡岩与孤峰组硅质角岩接触带附近。矿化较稳定，矿体呈似层状，矿体规模较大，以钼或铜钼矿化为主，伴有金矿化；②中部含矿带，矿体赋存于石榴子石透辉石矽卡岩（局部残留有栖霞组条带状大理岩）之中。矿化较稳定，以似层状、透镜状为主，矿体在走向和倾向方向均有分叉、尖灭现象。以铜钼矿化为主，0 线附近磁铁矿化明显且伴有金矿化；③下部含矿带，矿体位于内矽卡岩带（蚀变黑云母石英闪长岩）中，矿化不稳定，矿体形状为透镜状，其厚度、品位变化均较大。以钼或铜钼矿化为主，局部有白钨矿化。

3.2 矿体的围岩和夹石

（1）矿体的围岩。矿区矿体主要赋存于与二叠系孤峰组硅质岩、栖霞组大理岩接触带附近的矽卡岩及其围岩之中。矿体的间接顶板多为红柱石角岩，直接顶板为硅质岩、石榴子石矽卡岩、透辉石矽卡岩、透辉石石榴子石矽卡岩及蚀变黑云母石英闪长岩；间接底板为蚀变黑云母石英闪长岩，直接底板为石榴子石矽卡岩、透辉石石榴子石矽卡岩和蚀变黑云母石英闪长岩。

（2）矿体的夹石。由于矿体中部分矽卡岩、大理岩矿化不完全，形成了矿体中的夹石。根据钻孔资料显示，矿体中的夹石类型主要有硅质角岩夹石、条带状大理岩夹石和透辉石石榴子石矽卡岩的夹石等。

4 成矿规律分析及矿床成因研究

通过对该处矿床的成矿规律进行分析，发现：

（1）该处矿床铜钼矿体主要赋存于与二叠系孤峰组硅质岩、栖霞组大理岩接触的矽卡岩带附近，少部分赋存于蚀变黑云母石英闪长岩中。

（2）矿体在矽卡岩中大致平行排列，其产状受矽卡岩控制，矽卡岩又受接触带控制。矿区中段接触带产状变化较大，沿倾向大致呈“S”形，铜钼矿体一般富集于接触带产状较缓的部位。当接触带陡立或向北倾斜时，矽卡岩厚度虽大，但矿体很小；当接触带向南缓倾时，则矿体厚大，且品位较富。

（3）矽卡岩两侧近围岩部分常遭受矿化形成矿体，特别是当矽卡岩上覆层为二叠系下统孤峰组硅质页岩时，由于封闭条件较好，有利于矿液富集，故在其下的矽卡岩中矿化往往较强，形成较稳定的矿体。

根据前人对该矿区及附近矿山研究成果[3-4]，并结合矽卡岩型铜矿的成矿地质环境、成矿地质条件等[5]，研究认为：该矿床成因为与燕山期中酸性杂岩体有关的中深环境高—中温热液矿床，为接触交代矽卡岩型矿床。矿床成矿作用可划分为四个时期和五个阶段。四个时期为矽卡岩期、石英—硫化物期、碳酸盐期和表生期；五个阶段为无矿阶段、磁铁矿阶段、白钨矿阶段、辉钼矿阶段和黄铁矿阶段。