江西東鄉(xiāng)銅礦成礦地質(zhì)特征與找礦靶區(qū)優(yōu)選*

黃蘇錦

(江西銅業(yè)集團(tuán)東同礦業(yè)有限責(zé)任公司，江西撫州市331812)

江西東鄉(xiāng)銅礦成礦地質(zhì)特征與找礦靶區(qū)優(yōu)選*

黃蘇錦

(江西銅業(yè)集團(tuán)東同礦業(yè)有限責(zé)任公司，江西撫州市331812)

通過對江西東鄉(xiāng)銅礦的區(qū)域成礦背景、成礦地質(zhì)特征、礦床地質(zhì)特征(礦體特征、礦石特征、圍巖蝕變)的研究，提出了“三帶、兩層、三異常”的找礦模型，為本區(qū)找尋富銅礦體提供了理論依據(jù);并在此基礎(chǔ)上，對區(qū)內(nèi)銅礦體成礦的有利區(qū)段進(jìn)行了預(yù)測，優(yōu)選出4個(gè)找礦靶區(qū)，為該區(qū)深邊部找礦指明了方向。

東鄉(xiāng)銅礦;成礦地質(zhì)特征;找礦模型;找礦靶區(qū)

東鄉(xiāng)銅礦是在1960年代初發(fā)現(xiàn)并建礦投產(chǎn)的中型礦山，經(jīng)過50多年的開采利用，隨著采掘規(guī)模的不斷擴(kuò)大，目前遠(yuǎn)景儲(chǔ)量不足，出現(xiàn)保有儲(chǔ)量危機(jī)等問題;“快速尋找和發(fā)現(xiàn)隱伏礦床(體)，擴(kuò)大儲(chǔ)量規(guī)?！币殉蔀榈V山企業(yè)可持續(xù)發(fā)展和擺脫困境的首要問題。本文在江西銅業(yè)股份有限公司《東鄉(xiāng)銅礦深、邊部成礦預(yù)測》資助項(xiàng)目的研究成果基礎(chǔ)上，擬通過對該礦床的進(jìn)一步解剖研究，為礦山找礦實(shí)踐提供理論依據(jù)和科學(xué)指導(dǎo)。

1 區(qū)域成礦背景

東鄉(xiāng)銅礦位于北東向的贛東北(德興－遂川)深斷裂帶和近東西向的廣豐－萍鄉(xiāng)構(gòu)造帶的交界部位、江南地體南緣贛東北地區(qū)之德興(微)地體的西南端;是以銅為主的中型銅(鎢)多金屬礦床。

整個(gè)贛東北處于元古宙江南地體的南緣，地質(zhì)歷史上經(jīng)歷了3次規(guī)模較大的拉張與閉合構(gòu)造作用:晚元古宙的大陸邊緣拉伸裂陷與晉寧期的造山褶皺閉合;海西早期內(nèi)陸凹拗與海西晚期隆升褶皺;燕山早期斷塊拗陷火山盆地和燕山晚期斷塊隆起火山噴發(fā)和巖漿侵入。其中，以海西早期的內(nèi)陸拗陷以及燕山早期的巖漿活動(dòng)與本區(qū)成礦作用關(guān)系最為密切。

東西向、北東向斷裂以及拗陷構(gòu)成了區(qū)內(nèi)主要的構(gòu)造格架。北東向的贛東北和近東西向的廣豐－萍鄉(xiāng)兩條深斷裂通過區(qū)內(nèi)。晚元古界的贛東北深斷裂帶，曾經(jīng)歷過多期活動(dòng)，燕山期該斷裂帶及次級斷裂重新復(fù)活，為巖漿侵入提供了通道。礦區(qū)經(jīng)歷多期構(gòu)造活動(dòng)，使得早期的斷裂構(gòu)造形成了良好的封閉空間，為區(qū)內(nèi)成礦提供了有利的賦存條件。加之，上層圍巖中的成礦物質(zhì)在地表水的淋濾、富集作用下，在有利的地段形成為次生富礦體。

區(qū)域內(nèi)巖漿活動(dòng)主要分兩期，即海西－印支期和燕山早期。在海西－印支期，火山活動(dòng)受NE向的深斷裂構(gòu)造所控制，且沿坳陷擴(kuò)張地帶，表現(xiàn)出有間歇性的海底火山噴發(fā);燕山早期的淺成侵入活動(dòng)，則形成花崗斑巖和花崗閃長斑巖的組合，其形態(tài)多不規(guī)則，主要為似層狀、橢圓狀、脈狀、透鏡狀、瘤狀，個(gè)數(shù)多且規(guī)模小，侵入于中元古界雙橋山群淺變質(zhì)巖以及石炭系壺天群火山碎屑巖、泥灰?guī)r中。

2 礦區(qū)成礦地質(zhì)特征

2.1 含礦建造

礦區(qū)內(nèi)出露的地層主要有:中元古界雙橋山群的淺變質(zhì)巖，石炭系細(xì)－中粗粒碎屑巖夾火山碎屑巖，泥灰?guī)r和上白堊統(tǒng)紫紅色砂，礫巖以及第四系的松散堆積物。

其中，由中元古界雙橋山群淺變質(zhì)巖系構(gòu)成了該區(qū)基底，且大面積出露于礦區(qū)北部;第四系、石炭系和白堊系地層構(gòu)成了該區(qū)的沉積蓋層。區(qū)內(nèi)主要的含礦建造為:下石炭統(tǒng)梓山組上段粉砂巖，以及中－上石炭統(tǒng)壺天群下段白云質(zhì)灰?guī)r。

2.2 控礦構(gòu)造

礦區(qū)內(nèi)經(jīng)歷過多次構(gòu)造活動(dòng)，這些不同序次、不同期次、不同方向的構(gòu)造形跡迭加在一起，使礦區(qū)構(gòu)造更加復(fù)雜。被斷裂及巖漿活動(dòng)所破壞的單斜構(gòu)造是礦區(qū)基本構(gòu)造形態(tài)(見圖1)，呈NE走向(50°～60°)，傾向SE，傾角較緩(25°～40°)，為礦床的形成、礦體的賦存提供了有利的構(gòu)造條件。

圖1 東鄉(xiāng)銅礦床地質(zhì)構(gòu)造(據(jù)張國林資料修改，2001)

在礦區(qū)東北部的小璜一帶發(fā)育有北東東向褶皺，產(chǎn)于石炭系地層中，形成時(shí)間較早;其他地段主要發(fā)育北北西向褶皺，形態(tài)較為開闊，形成時(shí)代較晚，與成礦關(guān)系密切;由于多期多次構(gòu)造運(yùn)動(dòng)的影響，往往在背斜的軸部可形成虛脫或滑脫空間，為后期礦床(體)的形成提供了有利的賦存空間。

2.3 巖漿活動(dòng)與成礦關(guān)系密切

區(qū)內(nèi)巖漿活動(dòng)頻繁而強(qiáng)烈，具有多成因、多旋回、多巖性等特點(diǎn)。它一方面提供熱源，成為含礦物質(zhì)運(yùn)移、聚集的驅(qū)動(dòng)力;另一方面巖漿本身亦可提供部分成礦物質(zhì)。燕山期超淺成相、淺成相的花崗閃長斑巖以及花崗斑巖為礦區(qū)主要出露的侵入巖體，與成礦在時(shí)間、空間以及成因上有著密切的關(guān)系，其中以燕山早期花崗斑巖在空間上與礦體關(guān)系最為密切。

晉寧期的海底火山活動(dòng)帶來了雙橋山群的大量成礦物質(zhì);海西－印支期，在東鄉(xiāng)陸內(nèi)裂陷盆地沉積過程中，形成了富含Cu的噴流巖，局部地段富集成礦;燕山期巖漿活動(dòng)強(qiáng)烈，花崗閃長斑巖和花崗斑巖的侵入為成礦提供充足的熱動(dòng)力，對早期賦礦層位中成礦物質(zhì)的活化、遷移、交代以及富集疊加起了重要的促進(jìn)作用。伴隨著中酸性巖漿的多次侵入，形成花崗閃長斑巖巖株和巖脈，同時(shí)帶來含有大規(guī)模的Cu、Pb、Zn、Au、Ag等成礦物質(zhì)和能量的含礦熱液，通過充填、交代和疊加改造，為礦體的形成提供了大量的成礦物質(zhì)。礦區(qū)巖漿巖中成礦元素具有較高的豐度，其中花崗斑巖含Cu160－304×10－6，花崗閃長斑巖含Cu100－150×10－6，豐度遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出維氏值。

3 礦床地質(zhì)特征

3.1 礦體特征

整個(gè)礦區(qū)由大小不等的8個(gè)銅礦體、8個(gè)鎢礦體、4個(gè)鐵礦體和1個(gè)硫礦體組成，在空間上大致表現(xiàn)為:上鐵鎢、中次生富集銅、下銅硫的分布規(guī)律。礦體的展布嚴(yán)格受區(qū)內(nèi)北東向斷裂構(gòu)造的控制，礦化帶的走向與區(qū)內(nèi)地層以及斷裂帶的走向基本相同;在銅礦體中，以Ⅰ、Ⅴ、Ⅶ號(hào)3個(gè)礦體為主(見圖2)，占全礦區(qū)銅工業(yè)儲(chǔ)量的95%以上。礦體形態(tài)多為層狀、似層狀、脈狀、透鏡狀、藕節(jié)狀等，具有尖滅再現(xiàn)、分枝復(fù)合、膨脹縮小等現(xiàn)象，由于后期斷裂構(gòu)造等影響，各礦體均有不同程度的破碎，礦體形態(tài)一般較復(fù)雜。

圖2 東鄉(xiāng)銅礦主要礦體縱投影

(1)Ⅰ號(hào)銅礦體，占全區(qū)銅金屬總儲(chǔ)量約25%，由次生富集作用形成，主要分布于礦區(qū)東部的16～31線間F1斷裂破碎帶的底部，全長1200m;呈不規(guī)則的層狀、似層狀產(chǎn)出，沿走向和傾向常有分叉現(xiàn)象;傾斜延伸一般為200～300m，最大540m(19線);埋藏標(biāo)高多在－200m以上，最深達(dá)－375m(23線);礦體傾角一般在35°～40°，局部地段可達(dá)50°(如8線);礦體厚度一般為2～10m，最大20余米，平均4.35m;礦體厚度沿傾斜變化較大，沿走向相對穩(wěn)定;礦石含銅品位變化較大，可由1%以下至10%以上，一般為1.5%～2%，平均1.79%;通常是淺部礦體品位較富，往深部逐漸變貧，這與銅的次生富集作用由上而下的逐漸減弱是相一致的。

(2)Ⅴ號(hào)銅礦體，礦區(qū)內(nèi)規(guī)模最大的原生硫化銅礦體，占全區(qū)銅金屬總儲(chǔ)量的50%以上。礦體分布于礦區(qū)中部19～63線之間，總體受F1斷裂破碎帶的控制，全長1200m。礦體一般呈較厚的似層狀，在27線表現(xiàn)為明顯的透鏡狀。從39線往西，礦體分成兩支。淺部礦體較小，原有勘探資料顯示，只延至51線;深部礦體則可延至63線，且厚度較大。礦體埋藏深度從0m至－450m標(biāo)高以下。礦體傾角一般在35°～45°，厚度一般為10～30m，最大60余米，平均15.45m。礦石含銅品位在0.8%～1.5%，平均1.14%。

(3)Ⅶ號(hào)銅礦體，約占全區(qū)銅金屬總儲(chǔ)量的20%。多分布于礦區(qū)西部71～83線間的F1斷裂破碎帶及其上、下兩側(cè)，礦體呈厚大的透鏡狀，沿走向延長約400m，傾斜最大長度450m左右(79線)。埋深標(biāo)高從－15m到－200m。傾角平緩，一般為25°左右;平均厚度為19.95m，最大厚度90余米，沿走向和傾向上迅速變薄，甚至尖滅。礦石含銅品位一般小于1%，平均0.85%。

3.2 礦石特征

銅礦體中礦石自然類型大部分為原生硫化礦，主要有黃銅礦、黃鐵礦、輝銅礦、斑銅礦等礦物;按工業(yè)類型可劃分為原生硫化礦石、次生硫化礦石兩類。

(1)原生硫化礦石，以Ⅴ、Ⅶ號(hào)銅礦體為代表，以黃銅黃鐵礦石為主，黃鐵礦石次之，含少量黃鐵黃銅礦石、黃鐵輝銅礦石和黃鐵斑銅礦石。在礦體的上盤以及東西兩端多形成黃鐵礦石。在礦體的中心和淺部多見黃鐵黃銅礦石分布;黃鐵斑銅礦石主要見于礦體頂部，主要由次生富集作用形成。

(2)次生硫化物礦石，以Ⅰ號(hào)銅礦體為代表，以黃鐵輝銅礦石和輝銅黃鐵礦石為主(約占70%～75%);黃銅黃鐵礦石次之(占21%);另有少量輝銅赤鐵礦石、黃鐵斑銅礦石、黃鐵礦石等。

3.3 圍巖蝕變

東鄉(xiāng)銅礦區(qū)內(nèi)的近礦圍巖基本上均遭受了不同程度的蝕變，主要蝕變類型有黃鐵礦化、綠泥石化、硅化、白云石化、絹云母化、高嶺石化等。圍巖蝕變現(xiàn)象多呈長條狀分布，其走向與構(gòu)造破碎帶方向大體一致。在礦體上盤蝕變較強(qiáng)、下盤較弱;礦區(qū)中部的蝕變現(xiàn)象，較兩端發(fā)育且更為復(fù)雜;在礦體的上、下各50m范圍內(nèi)，蝕變現(xiàn)象尤為顯著。

4 找礦模型

根據(jù)前述區(qū)域成礦地質(zhì)條件、礦區(qū)成礦地質(zhì)特征、礦床地質(zhì)特征、控礦因素分析等研究，在本次項(xiàng)目研究工作成果的基礎(chǔ)上，可以歸納總結(jié)出東鄉(xiāng)銅礦的綜合找礦模型為:三帶、二層、三異常，見圖3。

圖3 東鄉(xiāng)銅礦床找礦模型

5 找礦靶區(qū)優(yōu)選

根據(jù)項(xiàng)目研究工作有關(guān)成果，結(jié)合礦山探礦工程實(shí)踐(坑內(nèi)水平鉆探工作)所揭示的實(shí)際情況等，本文優(yōu)選出4個(gè)找礦靶區(qū)。

(1)“無礦帶”靶區(qū)。57～65勘探線之間的200m區(qū)段。該地段破碎帶自57～65線硅化蝕變明顯，氧化次生的鐵帽發(fā)育，見礦最高含銅品位為15.84%，平均品位8.48%。由于深、邊部未曾進(jìn)行有效的鉆探工程的控制，因此，存在較大的找礦空間。在63線西南的點(diǎn)(63650，28800)處四周50m×50m范圍內(nèi)的－50～－75m可能有富礦體存在。

(2)“51～55線的－260～－380m”靶區(qū)。在51線存在隱伏向斜，產(chǎn)于石炭系地層之中，規(guī)模較大，軸線長600m以上，樞紐向北揚(yáng)起;Ⅴ號(hào)礦體自43勘探線開始，有向南西側(cè)狀的特征，至該向斜的核部(55線附近)時(shí)，礦體則沿向斜的南西翼向上延伸。因此，在今后的深部找礦工作中，有必要將勘探的重點(diǎn)轉(zhuǎn)移到該向斜的核部(51～55線的深部)，這是成礦物質(zhì)發(fā)生大規(guī)模沉淀的最有利的構(gòu)造部位。

(3)“27～35線的－220～－260m”靶區(qū)。該靶區(qū)正好位于31線隱伏背斜的軸部(軸線長約400 m、樞紐向南傾伏)，已有勘探資料顯示，在深部Ⅴ號(hào)礦體的富礦呈厚大透鏡狀產(chǎn)出，埋深在－450m地段最富。正在開采的Ⅴ號(hào)礦體－235m中段29～31線間－224.8m分層處采場和坑內(nèi)水平鉆探結(jié)果顯示:成礦和花崗斑巖關(guān)系密切，礦石品位最高可達(dá)28.29%，平均品位可達(dá)7%，礦體多為近東西向展布，呈藕節(jié)狀分布，顯示了良好的找礦前景。

(4)“19～23線的－180～－220m和－300～－360m”靶區(qū)。該靶區(qū)目前見到很好的(斑銅礦、輝銅礦)礦化現(xiàn)象，最高品位可達(dá)20%以上，平均品位在3%左右，具有良好的找礦前景?？勺鳛槟壳暗V山開采的重點(diǎn)，初步估算在－180～－220m可采銅金屬量為500t左右。綜合已有研究資料綜合分析，19～23線往深部到－300～－360m可能存在有原生富銅礦體，也是一個(gè)很重要的找礦靶區(qū)。

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江西銅業(yè)股份有限公司項(xiàng)目資助(編號(hào)2008025).

2011－05－16)

黃蘇錦(1968－)，男，浙江淳安人，高級工程師，碩士，主要從事礦山地質(zhì)、采礦技術(shù)和生產(chǎn)管理工作，Email:sjhuang2006@126.com。