曲江某铜多金属矿成矿规律探讨

2022-02-22陈小祥

世界有色金属 2022年23期

关键词：花岗闪金属矿床黄铜矿

陈小祥

（广东省地质局第三地质大队，广东韶关 512028）

曲江某铜多金属矿区是以铁、铜硫为主的大型多金属矿，上层为褐铁矿，其下为铜、硫、铅锌矿，目前铁矿已枯竭，主要在开采铜硫矿石，为了扩大目前采矿权外铜硫储量，2014年开展了外围找矿工作，增储了达到中型矿床标准的铜硫矿产。

1 成矿规律探讨

曲江某铜多金属矿铜硫多金属矿床赋存在中泥盆统棋子桥下段岩层中，矿体受多组断裂构造复合部位及北北西断裂控制，并与含矿岩浆活动有关，即受地层-构造-岩体三因素的联合控制[1]。

1.1 区内地质

1.1.1 区域地层

区域内广泛出露古生代地层，其中以中晚古生界泥盆系、石炭系碳酸盐岩和碎屑岩地层分布最广，下古生界寒武系浅变质砂岩次之，有少量下侏罗统、上白垩统碎屑岩分布，缺失奥陶系、志留系和三叠系。

1.1.2 区域构造

（1）东西向构造带：见于区域北部，贵东花岗岩体的南缘，多为较平缓的褶皱和隆起及走向断层表现出来。华寺山一带，褶皱、断裂均近东西分布，丘坝至太坪一带的褶皱、断裂及山脉亦均近东西分布。中部大宝山至丘坝一带，因受火成岩及其它构造体系干扰，只零星或断续见到被穿切及改造了的东西向的断裂构造，构造带东端有向北偏离的趋势，而逐渐转变为北东东走向，可能受北北东构造带影响所致。

（2）弧形构造带：以丘坝英安质熔岩及其附近的中下泥盆统砂岩为中心，其边部一带褶皱、断裂系统，均围绕其边缘略呈向南西方向突出的弧形，自西北到东南弧形逐渐由北北西转变为北西西，该弧形因受其它构造体系的干扰，形态并不十分完整，其在凡洞至凉桥之间，被一组北北东走向断裂所切割，此外在新江一带的弧形末端，亦被北北东及北北西的断层所切割。

（3）北北东构造带：区内北北东的褶皱及断裂甚为发育，在北北东构造方向，经常伴随有北北西、北东东及北西西走向断裂面。本区构造体系生产顺序以东西向构造最早，因受后期的弧形构造及北北东构造的破坏和干扰，断续出现。其次为弧形构造，最晚为北北东构造。构造从加里东期至燕山期均有活动，但以燕山期活动最为强烈[2]。区内不同方向的断裂相互交织，对岩体、矿产的形成和分布起到重要的控制作用。不同方向构造带的交会地带，是成矿有利部位，控制着矿田的分布，而较低序次的构造，往往控制着矿床、矿体的分布。

1.1.3 区域岩浆岩

区内岩浆岩活动强烈，北部为贵东花岗岩体南缘部分，他们均沿东西向深大断裂侵入定位，形成时代属于中生代燕山早期，在岩体中分布有许多中-酸性浅成、超浅成小岩体，如丘坝、岩前、徐屋、凉桥，出露的次英安斑岩、花岗闪长斑岩。

1.1.4 区域矿产

区域上矿产主要有内生有色多金属、贵金属矿，即钨、锡、钼、铜、铅、锌、硫、银、金等。

1.1.5 矿区地层

矿区内出露地层主要为寒武系高滩组和泥盆统老虎头组、棋梓桥组、天子岭组及第四系残坡积土。其中棋梓桥组为本区多金属矿体的主要含矿层。

1.1.6 矿区构造

区断裂构造主要有近东西向、北东、北北西向断裂。铜多金属矿床主要赋存大宝山向斜北西部以及紧靠轴部的两翼。区内断裂构造发育，由于多次活动的影响，各组断层具多次活动的特征，而且互相错切。根据其展布特征，分述如下：

（1）北西向断裂：区内存在三条，分别分布在西南面、中部、北西向，主断层为北西向贯穿全区，走向延长约大于4公里，西北部延伸到次英安斑岩，东南向尖灭在第四系，带宽月2m～14m，为断层角砾岩、碎裂岩，角砾岩成分主要为含炭泥质长石石英砂岩、细粒石英砂岩、砂质页岩、次英安斑岩、块状石英，胶结物为硅质、铁质、钙质等。

（2）北东向断裂：主要分布在区内北西面，碎裂带宽约3m～8m，南西面两端岩性为印支期次英安斑岩，北东面两端岩性为泥盆系棋梓桥组。

（3）近东西向断裂：呈北东东向横贯区西部，倾角近直立，断裂以水平错移为主，北侧向东，南侧向西错移，错距约60m～80m，上下错移也明显，由南到北呈降低趋势。

1.1.7 矿区岩浆岩

区周边分布燕山一期次英安斑岩，呈岩株、岩墙状产出。岩石具斑状结构，由浑圆状石英，条带状斜长石、角闪石、板状黑云母组成，斜长石多为中长石，故当斜长石斑晶增多时，岩石趋中性。基质为显微霏细结构及流纹构造，由石英、钾长石、少量黑云母、角闪石、绿泥石、辉石等组成，并含少量碎屑，随着片理强度增强，石英和绢云母的含量增多。

根据镜下观察，岩石长英质基质具霏细结构，见少量晶屑，矿物具有定向排列，石英斑晶呈巷弯状，具溶蚀和碎裂、淬火边等特征，显示流纹构造和火山熔岩构造特性，应属次火山岩类。其Rb-Sr等时线年龄为195.5±11Ma，为大宝山最早侵入物，与多金属矿床密切相关。

1.1.8 矿区围岩蚀变

1.2 矿体特征

（1）矿体特征。区内以铜硫矿为主、零星铅锌矿化，铜硫矿体有两种类型：一种是产于次英安斑岩中的细脉（网脉）型铜矿体、老虎头组中的网脉状含铜黄铁矿体，另一种是产于棋梓桥组中的层状块状硫化物型铜硫矿体。

（2）主要矿物特征。黄铁矿：自形晶结构，等轴粒状、粒状结核状结构，有少部分为分散细粒他形晶结构，其中以自形晶结构为主，一般呈正方形规则切面，较易反映原黄铁矿晶体为等轴状立方体、八面体结晶。自形晶黄铁矿晶体一般独立结晶，粒度变化很大，粒度在0.5mm～4mm间，自形形态矿化的黄铁矿，晶体可达5.0mm，部分黄铁矿呈等轴粒状、结核状结构，显微镜观察，内中的黄铁矿一般仍呈四方形切面，但粒度细小，一般在0.15mm～1.0mm，呈分散状，有的呈集合体呈结核团快状，结核体中的黄铁矿晶体可见相互包嵌结晶。区内黄铁矿最早期的结晶金属矿物是硫的主要载体矿物，含量可达5%～45%。黄铜矿：一般呈他形不规则状，贯入式细脉不规则集合体常分布于自形黄铁矿间隙间，裂隙空隙间，有时形成网状、不规则网脉状形态，有时形成塑性贯入条带体包绕自形黄铁矿，见明显的铜黄色，非完全正交偏光下可见双晶结构及非均质性光特征，黄铜矿主要为贯入式矿化成因他形结构矿物，少部分为交代成因的他形结构矿物，是铜的主要载体矿物。闪锌矿：一般以自形或他形粒状结构出现，呈自形晶体分布于黄铜矿内，为稍早于黄铜矿形成，成为黄铜矿的包嵌矿物，少量的闪锌矿呈乳滴状，不规则固融体等形态结构与黄铜矿呈固熔体系列。闪锌矿的粒度变化大是锌的主要载体矿物。磁黄铁矿：常为他形晶集合体或侵染状，少数呈六方板状自形晶，聚片双晶普遍，主要为黄铜矿的边缘交代蚀变矿物存在，以黄铜矿粒状固熔体分解物为主，呈粒状环边结构分布于黄铜矿边缘，具磁性光性特征明显与黄铜矿不同。

1.3 控矿因素

1.3.1 区域成矿规律

（1）区域上地层层位控矿：区域上中泥盆统是最主要的含矿层位，该层位属海西—印支旋回的第一个海相旋回层的下部一套碳酸盐岩，碎屑岩沉积，岩性主要为含钙质或白云质的细碎屑岩、泥灰岩、泥质灰岩。沿该层位往往有层控型多金属矿床产出。

（2）岩浆作用控矿：区域上燕山旋回多期次、多阶段岩浆岩活动形成的中酸性、酸性侵入岩体与成矿密切。在侵入岩本身、与沉积岩接触带及接触外带附近，随着构造部位及岩性的不同，出现了各种不同矿种、不同产状类型的矿床。如花岗闪长斑岩的边缘及接触带有斑岩型、矽卡岩型钨钼矿床。

（3）区域上不同方向构造带交汇地段往往控制着矿田的分布，如大东山-贵东构造带与四会-吴川深大断裂构造带交汇的部位经常出现中大型矿床，断裂通过较特殊的地质部位，如岩体边缘、内外接触带，这些部位都是矿床产出的有利部位。

1.3.2 控矿因素

（1）地层岩性控制：铜硫多金属矿体主要产于棋子桥下段岩层中，岩性以碳酸盐岩为主，上部为泥质灰岩、炭质灰岩，下部为灰岩与粉砂岩互层，为主要含矿层，矿体明显受地层层位控制。

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（2）断裂构造控制：东西向、北东向和北北西向三组断裂交汇部位控制了矿体的产出，是成岩成矿的主要控制构造。北北西向主断裂及其上盘派生的平行断裂是主要矿体的控制构造，尤其是派生平行断裂、褶皱和层间破碎带同时发育部位是最佳的储矿构造。

（3）岩浆岩控制：次英安斑岩、花岗闪长斑岩侵入对铜多金属矿床迭加矿化和热液改造富集作用。

1.3.3 铜硫矿床富集规律

①厚大矿体赋存在棋子桥组下段（D2qa）碳酸盐岩与碎屑岩互层中。②斑岩与棋子桥或老虎头的接触界面往往是矿体成矿界面。在不同岩层界面形成致密块状的似层状或透镜状矿体。③矿化强度走向上的变化：黄铜矿、黄铁矿在矿区北部较富，南部变贫；铅锌矿在矿区南部含量较高，北部变贫。④矿化强度垂直方向上的变化：黄铁矿下部较富，上部较贫；黄铜矿和铅锌矿主要集中于中部。

1.3.4 矿床成因

从铜硫矿床产出地质特征、矿物组份、结构构造、围岩蚀变、控矿因素来看，曲江某铜多金属矿铜硫矿床类型为斑岩型铜床和沉积－改造型铜硫多金属矿床，且与斑岩型钼矿一起经过推覆构造运移。属于“三位一体”广义的斑岩型钼铜铅锌铁多金属矿床。

1.4 找矿标志

1.4.1 构造标志

构造的交汇部位、北北西向主断裂及其上盘派生的平行断裂是主要矿体的控制构造，派生平行断裂、褶皱和层间破碎带同时发育部位是最佳的储矿构造。

1.4.2 岩性标志

泥盆系棋子桥组（D2q2）碳酸盐岩与碎屑岩互层是本区铜硫矿赋矿层位。志留纪次英安斑岩为寻找铜硫多金属矿床的间接标志。

1.4.3 物化探异常标志

（1）1∶100万重力测量显示了局部强大的异常。1∶10万航磁、1∶5万地磁均有正负伴生强磁异常，并与曲江某铜多金属矿多金属矿床相吻合。

（2）可控源音频大地电磁法测深（CSAMT）低阻异常直接反映了矿体大致产状、埋深及分布范围。

1.5 矿化富集规律

1.5.1 钼矿床富集规律

（1）钼矿化斑岩体具有叠加的带状面型蚀变分带：内带（多发生在花岗闪长斑岩内）：钾长石-黑云母（绢云母）化带→泥化粘土化带→石英-绢云母化带。外带（次英安斑岩内）：石英-绢云母化带→粘土化带→绿泥石化带（青盘岩化带）。

（2）含钼石英脉从上至下依次为中细脉带（10mm～20mm）→细脉带（5mm～10mm）→细微脉带（1mm～5mm）→微脉带（＜1mm）的垂直分带。在石英网脉带中辉钼矿沿石英脉壁充填交代最终达到矿化富集，石英细脉密集部位，钼含量显著增高。

（3）钼矿石矿物组合一般为黄铁矿钼矿物组合。黄铁矿自上而下逐步减少，自上而下依次出现大脉状浸染状黄铁矿化带→中脉状浸染状黄铁矿化带→细脉状浸染状黄铁矿化带→细粒星点状黄铁矿化带的垂直分带富集特征。

1.5.2 铜铅锌硫多金属矿床富集规律

①厚大矿体都赋存在棋子桥组下段（D2qa）碳酸盐岩中。②岩体与地层的接触界面往往是矿体成矿界面。③矿化强度走向上的变化：黄铜矿、黄铁矿在矿区北部较富，南部变贫；铅锌矿在矿区南部含量较高，北部变贫；④矿化强度垂直方向上的变化：黄铁矿下部较富，上部较贫；黄铜矿矿和铅锌主要集中于中部。

1.6 成矿模式

初步认为曲江某铜多金属矿多金属矿床的成因应属于“三位一体”广义斑岩型矿床（见图1），矿床成矿母岩为次英安斑岩和花岗闪长斑岩，铜铅锌矿赋矿层位为棋梓桥组（D2q2）岩层。根据曲江某铜多金属矿及其周围地区多金属矿床成矿条件，控矿层位，构造控岩控矿规律，矿床地球化学特征，特别是次英安斑岩与铜铅锌矿化及花岗闪长斑岩与钨钼铋铜矿化的时空关系；成岩、成矿时代，该矿床主要为岩浆热液成因，其成矿模式大体分为四个主要阶段。

图1 铜多金属矿成矿演化模式图

第一阶段：在泥盆纪中-晚期，尤其在区域内各坳陷区（即凉桥-新江、大坑口-矾洞、太平坳陷区）的棋梓桥组（D2q2）地层岩性为一套滨海相-浅海相碎屑岩、火山碎屑岩及碳酸盐沉积物，同时也沉积了大量的黄铁矿、黄铜矿等矿物质，部分沉积形成早期的“层控式”铜硫多金属矿床。

第二阶段：在燕山早期由于地壳深部发生局部重熔，有部分幔源物质即中基性岩浆和部分硅铝质岩石（泥砂质岩石）局部熔融形成中基性岩浆、在构造应力作用下，沿构造软弱带上升侵位至浅部，在曲江某铜多金属矿弧形构造的交汇部位形成次英安斑岩体，并使其围岩发生热变质形成钾长石、红柱石、黑云母等角岩化岩石。当岩体定位结晶固结后，其深部岩浆房继续析出成矿热流体，对次英安斑岩及其含矿围岩进行强烈交代，形成斑岩型铜矿；同时，对早期沉积形成的铜硫多金属矿床或含矿围岩等迭加矿化和热液改造富集，形成“沉积-改造型”铜铅锌多金属矿床。这是燕山早期最重要的成矿期。

第三阶段：燕山早期深部岩浆房中继续分异出中酸性岩浆，上升至浅部定位形成花岗闪长（斑）岩小岩株，穿切次英安斑岩及铜铅锌等硫化矿体。并与寒武、泥盆系和下侏罗统地层接触形成矽卡岩化或云英岩化，由深部岩浆房分异出的富含钨、铋、钼、铜等成矿热流体在内、外接触带形成斑岩型钨钼矿体和细脉带矿体。

第四阶段：由铜铅锌黄铁矿、磁黄铁矿、菱铁矿和钨铋钼铜矿等早期形成的硫化矿体与菱铁矿体，经过长期风化淋滤作用形成浅部褐铁矿体。