大悟縣余家畈上銅礦成因初探

廖黔川

摘 要：該區(qū)銅礦前景良好，對余家畈上銅礦的成因進行了初步探討，期望對今后在該區(qū)的銅礦勘探工作中起到一定的指導(dǎo)作用。

關(guān)鍵詞：大悟 成礦地質(zhì)特征 成礦成因

中圖分類號：P618.4 文獻標識碼：A 文章編號：1672-3791（2014）03（b）-0116-02

1 成礦地質(zhì)背景

銅礦區(qū)大地構(gòu)造位置書秦嶺褶皺系（Ⅰ級）東段桐柏—大別復(fù)背斜（Ⅱ級）的大悟—紅安褶皺束（Ⅲ級）之次級大磊山穹窿（Ⅳ級）西南翼的方畈向斜（Ⅴ級）西翼。區(qū)內(nèi)有屬于燕山中期侵入的石英正長斑巖（λεπ52）沿北西—南東向展布的區(qū)域性大斷裂呈巖盤狀產(chǎn)出。北西—南東向及切割前者的北東—西南向兩組為框架的斷裂構(gòu)造發(fā)育，其強烈的構(gòu)造運動及伴隨的巖漿侵入為成礦元素的重新富集提供了良好的條件。

2 成礦地質(zhì)特征

2.1 地層

本區(qū)地層分區(qū)屬南秦嶺—大別山地層分區(qū)的桐柏—大別山地層分區(qū)的大悟—紅安小區(qū)。

區(qū)域上出露地層有第四系（Q）、白堊系上統(tǒng)（K2）震旦系（Z）中元古宇紅安群天臺山組中段（Pt2t2）、下段（Pt2t1）、下遠古界大別群（Pt1dp）。有老至新簡述如下。

古元古宇大別群（Pt1dp）：經(jīng)受強烈的區(qū)域變質(zhì)作用和混合巖化作用，根據(jù)變質(zhì)礦物組合特征，屬鐵鋁榴石巖組，其巖性：淺粒巖、變粒巖、白云二長片麻巖、白云鈉長片麻巖、白云石英片巖、白云鈉長片巖、白云二長片巖等。

中元古宇紅安群天臺山組（Pt2t）不整合于大別山群之上，有的地段與正長斑巖呈侵入接觸。區(qū)域上分為上、中、下三段，根據(jù)變質(zhì)礦物特征屬綠片巖組，主要巖性為：綠泥鈉長片巖、黑云鈉長片巖、變粒巖、淺粒巖、期間夾數(shù)層大理巖、角閃巖透鏡體。此組下段（Pt2t1）含磷層礦，后有人稱黃麥嶺組，中段下部含稀土礦。

震旦系（Z）：有的地段不整合于大別群之上，也有的不整合于天臺組之上，部分地段與石英正長斑巖呈侵入接觸。其巖性為：灰白色、灰色白云石大理巖、含硅質(zhì)條帶大理巖、夾白云石大理巖、滑石片巖，其間角礫狀白云石大理巖中有銅、鉛、鋅礦化。

白堊系上統(tǒng)（K2）：紫紅色巨厚——厚層狀中細粒砂巖夾橄欖玄武巖。

第四系（Q）：沖積、坡殘積黏土、砂、砂礫及塊石。

2.2 構(gòu)造

2.2.1 褶皺構(gòu)造

大磊山穹窿（短軸背斜）構(gòu)造：褶皺南北長17 km，東西寬11.5 km，褶皺軸走向近南北向，核部地層為下遠古界大別群（Pt1dp）、翼部地層為紅安群（Pt2h），東翼、東北翼產(chǎn)狀正長，西翼、西北翼部分地層倒轉(zhuǎn)，從而構(gòu)成了平面上東西不對稱的橢圓形穹窿，勘查區(qū)位于該穹窿的西翼南段。地層傾角大部較緩，約30°～40°。

2.2.2 斷裂構(gòu)造

方畈地區(qū)位于區(qū)域兩組大斷裂的夾持部位，因而斷裂構(gòu)造十分發(fā)育。

由于斷裂形成的時序不同，斷裂規(guī)模較大，因而其派生次級斷裂構(gòu)造往往成組出現(xiàn)，互相交叉切割形成樹枝狀、網(wǎng)絡(luò)狀斷裂組。將區(qū)域上兩組主干斷裂特征介紹如下。

（1）北西向斷裂。

青山口擠壓斷裂帶：勘查區(qū)處于該斷裂中段，從栗林店、劉家灣經(jīng)芳畈鎮(zhèn)、方畈水庫在魯家集一帶進入觀音湖水庫，全長12 km；這是一組平行斜交的斷裂組組成，斷裂走向NW330°～SE150°，傾向南西（240°）傾角17°～30°，據(jù)604隊鉆探資料，向下延伸>300 m，斷層性質(zhì)為逆斷層，其構(gòu)造為角礫巖，糜棱巖，有綠泥石化、硅化、銅礦化和銅礦床。

（2）北東向斷裂。

環(huán)水斷裂：沿環(huán)水分布，斷裂走向NNE20°～SSW200°，是一組彼此平行的斷裂組，為一繼承性斷裂，區(qū)域重力和磁測資料均有明顯顯示。斷裂兩側(cè)巖石破碎，碎裂巖，劈理發(fā)育；原NW向構(gòu)造被其切割，且對地層造成明顯牽引、拖拽現(xiàn)象，使大悟城關(guān)東側(cè)的大磊山穹窿北側(cè)地層發(fā)生倒轉(zhuǎn)，北西盤向北位移1.5 km左右。

構(gòu)造生成時序：北西向構(gòu)造伴隨早期褶皺構(gòu)造運動形成；北東向構(gòu)造是晚期新華夏系的產(chǎn)物，后者明顯切割前者。

其特征如下。

①構(gòu)造產(chǎn)物主要為碎裂巖，僅中心部位有構(gòu)造角礫巖，碎裂巖中圍巖片理、層理尚存。

②構(gòu)造充填物有石英、螢石、重晶石以及金屬硫化物礦物，如黃鐵礦、黃銅礦、方鉛礦、閃鋅礦等，膠結(jié)物多為泥質(zhì)，大部較松散。

③構(gòu)造傾向NW，傾角較陡，一般在60°以上，有的近于直立。

④構(gòu)造規(guī)模大小不等，有的延伸數(shù)百米，有的僅幾十米，更短的僅10 m左右，構(gòu)造寬度有的1～3 m，有的僅0.3 m。

⑤構(gòu)造性質(zhì)以壓扭性為主要特征，形成逆斷層式逆沖斷層。

3 巖漿巖

礦區(qū)巖漿巖為芳畈石英正長斑巖體的一部分，出露面積占礦區(qū)總面積的25%，分布在礦區(qū)東、西側(cè)。

整個巖體面積為6 km2左右。巖石具斑狀結(jié)構(gòu)、塊狀構(gòu)造。斑晶多為正長石，斑晶大小有異，一般為10 mm×10 mm。根據(jù)巖石的結(jié)構(gòu)特征，屬淺成侵入巖類。由于巖石中富含鉀、鈉，應(yīng)屬堿性巖類。侵入時代為燕山中期。其礦區(qū)主要為條紋斜長石64%、斜長石7%、石英20%、絹云母4%，以及少量黃鐵礦、綠簾石、榍石、磷灰石（合計5%）。該巖體未作相帶劃分，但有從邊緣向中間礦物顆粒由粗變細的趨勢。接觸帶蝕變不發(fā)育，一般見云英巖化、大理巖化、硅化、鉀化、綠泥石化等蝕變礦物，其蝕變帶寬度一般為1～2 m，最大不超過5 m。在礦區(qū)外圍震旦系白云石大理巖與巖體接觸帶中未發(fā)現(xiàn)矽卡巖化，這說明巖體侵入到圍巖時溫度、壓力降低，這與該巖體屬淺成侵入巖特征相符。

脈巖：礦區(qū)內(nèi)脈巖較發(fā)育，多以石英脈為主，在石英脈中往往有重晶石、螢石、方鉛礦、黃鐵礦、黃銅礦等非金屬礦物。脈巖以小脈為主，長度一般不超過10 m，寬度數(shù)厘米至30 cm。大脈可延長數(shù)百米。endprint

4 蝕變

礦區(qū)內(nèi)圍巖蝕變按產(chǎn)出部分分為兩大類，接觸帶圍巖蝕變、構(gòu)造帶蝕變。

4.1 接觸帶圍巖蝕變

總體而言礦區(qū)接觸帶圍巖蝕變不發(fā)育，經(jīng)統(tǒng)計區(qū)內(nèi)適應(yīng)正長斑巖與天臺山組（pt2t）及震旦系（Z）接觸帶長達12 km，其中與pt2t接觸帶為9 km，與Z接觸帶為3 km。

石英正長斑與天臺山組（pt2t）的接觸帶，接觸蝕變不發(fā)育，蝕變寬度大都在1～2 m，主要蝕變?yōu)槿豕杌?、云英巖化，局部可見黃鐵礦化，綠泥石化，巖石遭受蝕變后仍保留原巖的片理，硬度略有增加，巖礦鑒定結(jié)果與SiO2（石英）含量增加，F(xiàn)e、Mg礦物含量減少，其大致礦物成份基本相似。

石英正長斑巖與震旦系（Z）大理巖的接觸帶，在花山?jīng)_沿線長達3 km的接觸帶上，其蝕變也不發(fā)育。蝕變帶寬度僅有1～2 m，蝕變礦物簡單，普遍為大理巖化。據(jù)巖礦鑒定結(jié)果，為白云石大理巖，雖變余微粒結(jié)構(gòu)，層狀構(gòu)造，其中白云石、方解石顆粒﹤0.1 mm，主要礦物成份為白云石、方解石。蝕變帶的大理巖，亦為白云石大理巖，點粒狀變晶結(jié)構(gòu)，塊狀構(gòu)造，其間白云石、大理石顆粒為1～2 mm，主要礦物成份為白云石、方解石。鏡下、肉眼觀察，始終未發(fā)現(xiàn)矽卡巖化的典型礦物，如石榴子石、透閃石、硅線石等接觸變質(zhì)礦物。

上述接觸帶的圍巖蝕變不發(fā)育，礦物成份簡單，說明石英正長斑巖侵入時，其溫度、壓力都處在相對較低的條件，而且也說明侵入時期攜帶的物質(zhì)成份相對較簡單，是形成礦區(qū)礦化不利的因素。

4.2 構(gòu)造帶蝕變

構(gòu)造帶蝕變也不發(fā)育，多見鉀化、硅化、黃鐵礦化、褐鐵礦化、綠泥石化，局部可見糜棱巖化，構(gòu)造蝕變帶寬度一般為1 m左右，構(gòu)造帶中大部分保留原巖的形態(tài)而形成碎裂巖，有些構(gòu)造在中心部位有螢石、重晶石及金屬硫化物礦物如黃鐵礦、黃銅礦、閃鋅礦充填，形成透鏡狀非金屬礦化（如F4、F2）。礦區(qū)以上兩種類型的蝕變，在有些時候是相互重疊的，F(xiàn)1構(gòu)造中的銅礦體正是這兩種蝕變相互重疊的結(jié)果，石英正長斑巖沿構(gòu)造經(jīng)圍巖裂隙侵入，形成脈狀、網(wǎng)狀、樹枝狀石英正長斑巖，在有些接觸蝕帶形成工業(yè)礦體。

5 礦化特征

礦區(qū)目前僅在北東向斷裂的更次一級近東西向的F1斷裂（全長600 m，構(gòu)造寬度2.5～2.8 m，與礦體有密切關(guān)系。構(gòu)造在走向上變化很大，多次折轉(zhuǎn)，向北傾，傾角為50°～80°，屬逆斷層中發(fā)現(xiàn)I號銅礦體，礦體分布在F1構(gòu)造中段偏西部分，規(guī)模較小。礦體地表沿構(gòu)造分布，品味相對較高。深部與構(gòu)造分離，沿石英正長斑巖巖脈及兩側(cè)圍巖產(chǎn)出，品位往深處漸漸降低為銅礦化（圖1）。

礦體出露標高75.0～78.0 m；出露長度72 m；礦體厚度2.21～3.33 m，平均厚度為2.77 m；礦體Cu品位地表最高達3.42%，平均品位為2.05%；該礦體由地表向深部品位逐漸降低，在向下延伸60 m后僅見0.12%的銅礦化，厚度約3.25 m。

6 礦石結(jié)構(gòu)構(gòu)造

礦石地表主要以銅的氧化礦物孔雀石、藍銅礦為主，在地下40 m即可見黃鐵礦、輝銅礦，黃銅礦，而見不到銅的氧化礦物孔雀石、藍銅礦。

地表礦石具片狀結(jié)構(gòu)、塊狀結(jié)構(gòu)、含銅礦物為孔雀石，礦石為含孔雀石絹云母石英片巖，孔雀石成鱗片狀賦存于絹云母石英片巖片理面及裂隙中，礦石具有強硅化、綠泥石化絹云母化，與構(gòu)造碎裂巖、構(gòu)造糜棱巖相伴。還有含孔雀石石英正長斑巖礦石，礦石具有斑狀結(jié)構(gòu)，斑晶仍為正長石，孔雀石呈鱗片狀賦存于礦石裂隙、節(jié)理中，也有呈粒狀賦存于石英正長斑巖之中。

深部原生礦石銅礦物為黃銅礦、輝銅礦，造鹽礦物為石英、正長石、白云母，含少量榍石、磷灰石等。黃銅礦、輝銅礦成細脈浸染狀、細粒狀賦存石英正長斑巖中。圍巖為絹云母石英片巖見礦化，亦以黃銅礦、輝銅礦成細脈浸染狀、細粒狀產(chǎn)出。但厚度較低小。

7 成因初探

通過對該礦地層、構(gòu)造、巖漿巖、圍巖蝕變、接觸帶圍巖蝕變、構(gòu)造帶圍巖蝕變及礦體的產(chǎn)狀來分析，該礦區(qū)構(gòu)造帶來的成分簡單，接觸帶圍巖蝕變不發(fā)育，接觸帶中天臺山組下段原巖為淺海相火山碎屑巖變質(zhì)而成缺乏碳酸鹽，因此無法形成大規(guī)模工業(yè)礦體。同時主要礦體脈狀石英正長斑巖，但富礦部位賦存在石英正長斑巖與斷裂交切的部位，屬構(gòu)造和石英正長斑巖巖脈聯(lián)合控礦，從礦化度在斷裂處向巖脈深處漸漸減弱的狀態(tài)來看，造礦物質(zhì)應(yīng)來自于斷裂構(gòu)造。據(jù)此，初步認定余家畈上銅礦成因為巖漿活動晚期斷裂，控制巖漿活動的北西向青山口擠壓斷裂帶繼續(xù)活動，造礦物質(zhì)沿其次級斷裂與石英正長斑巖巖脈交切處成礦。

8 結(jié)論分析

綜上所述，尋找同類銅礦體必須滿足兩個條件，即控礦構(gòu)造與石英正長斑巖侵入接觸帶疊加，當構(gòu)造不存在時僅有接觸帶或有構(gòu)造而沒有接觸帶時形成工業(yè)礦體的可能性都不大。

參考文獻

[1] 孝感市礦產(chǎn)資源總體規(guī)劃（2006-2020年）.

[2] 湖北省礦產(chǎn)資源分布圖1∶50萬.

[3] 湖北省區(qū)域地質(zhì)志[M].地質(zhì)出版社，1993.

[4] 大悟余家畈上銅礦詳查報告[R].湖北省核工業(yè)地質(zhì)調(diào)查院，2010，9.endprint