湖南譚子山探山嶺礦段銅、重晶石礦成礦地質(zhì)條件分析

■　劉曉敏　楊亮

（湖南省核工業(yè)地質(zhì)局301大隊湖南長沙410000）

湖南譚子山探山嶺礦段銅、重晶石礦成礦地質(zhì)條件分析

■劉曉敏楊亮

（湖南省核工業(yè)地質(zhì)局301大隊湖南長沙410000）

通過對譚子山探山嶺礦段銅、重晶石礦床的地質(zhì)特征分析認(rèn)為，礦床銅、重晶石礦富集與泥盆系不同巖性有密切關(guān)系，受斷裂構(gòu)造控制，銅礦化富集還與硅化有密切關(guān)系。

探山嶺銅礦重晶石礦地質(zhì)條件

1　成礦地質(zhì)背景

譚子山礦區(qū)位于湖南省衡南縣境內(nèi)，礦區(qū)位于衡陽盆地西南部，關(guān)帝廟穹窿南東，上龍山-探山嶺隆起帶上。出露地層有板溪群、泥盆系、白堊系，其中以白堊系紅層分布最廣。區(qū)域上出路泉湖、排山、上龍山海西期花崗閃長巖，堰墈、雞籠街燕山期花崗斑巖?？傮w斷裂構(gòu)造線呈北東向，有近南北向斷裂疊加形成一系列的構(gòu)造窗，區(qū)域構(gòu)造絕大多數(shù)被紅層覆蓋。地層、構(gòu)造共同控制了本區(qū)礦產(chǎn)的展布。

2　礦段地質(zhì)特征

2.1地層

礦段內(nèi)出露地層主要為板溪群、泥盆系中統(tǒng)跳馬澗組、棋梓橋組、白堊系神皇山組、戴家坪組。其中泥盆系中統(tǒng)棋梓橋組中部為銅、重晶石賦礦層位。棋梓橋組中部受主要控礦構(gòu)造推覆，部分出露地表，按巖性又可二分：上段，灰—灰白色重晶石化石英巖（交代石英巖或微石英巖），致密堅硬，地表多呈褐黃色，具空洞，洞中常有褐黃色鐵錳土，由于動力變質(zhì)作用和硅質(zhì)交代作用強(qiáng)烈，含礦層普遍角礫巖化，重晶石礦賦存于蝕變的角礫巖帶中；下段，為灰黑色，灰白色灰?guī)r夾薄層狀泥質(zhì)灰?guī)r、砂質(zhì)灰?guī)r、白云質(zhì)灰?guī)r及白云巖等。常見層間破碎角礫巖、角礫狀灰?guī)r，受蝕變后，形成強(qiáng)硅化黃銅礦化角礫狀灰?guī)r、角礫狀石英巖，是礦段中銅礦賦存的巖層。

（Pt上元古代板溪群；D2t上古生界泥盆系中統(tǒng)跳馬澗組；D2q上古生界泥盆系中統(tǒng)棋梓橋組；K1s中生界白堊系神皇山組；K1d中生界白堊系戴家坪組；1整合地質(zhì)界線；2不整合地質(zhì)界線；3實測斷層及編號；4推測斷層）

2.2構(gòu)造

礦段處在上龍山一探山嶺構(gòu)造帶的東北段，是由F1等逆斷層將盆地基底地層向上推覆形成的構(gòu)造窗。礦段中地層大多呈傾向南東的單斜產(chǎn)出，產(chǎn)狀平緩，斷裂構(gòu)造則十分復(fù)雜，見有大小斷層31條。

礦段構(gòu)造主要產(chǎn)生在燕山運(yùn)動末期，到喜山運(yùn)動時再次活動。F1、F10生成最早，將盆地基底地層逆掩到白堊系地層中。然后形成F2、F 25、F5、F6等北東向正斷層及F7、F8、F9等橫斷層，構(gòu)成本礦段構(gòu)造的基本輪廓。熱液活動則沿F1斷層上升，在構(gòu)造，巖性組合有利的部位產(chǎn)生蝕變與礦化并形成礦體。喜山運(yùn)動時，礦段構(gòu)造再次活動，在原有構(gòu)造面上，礦脈壁上出現(xiàn)大量的構(gòu)造擦痕，出現(xiàn)成礦后的斷層，破壞了礦體的連續(xù)性。其中F1、F2斷層為重要的控礦構(gòu)造，控制了礦體規(guī)模和展布形態(tài)。

逆斷層F1位于探山嶺北側(cè)，呈北東向縱貫全礦段，其產(chǎn)狀在平面與剖面上均呈緩波狀，屬成礦前斷層，是礦段中主要的導(dǎo)礦構(gòu)造，局部地段容礦。斷層帶上發(fā)育了厚度不等的碎裂巖和構(gòu)造角礫巖，碎裂巖分布在斷層傾角緩的地帶，構(gòu)造角礫巖處在陡立的斷層帶中，靠斷層面的上下盤均有硅化，銅礦化。

正斷層F2位于探山嶺北坡，縱貫全礦段，屬成礦前斷層。其走向在北東段約70°，傾向340°，傾角55°～80°；西段往西南拐，走向45°左右，傾向北西，傾角36°。上盤為白堊系戴家坪組，下盤為板溪群及泥盆系等地層。

2.3變質(zhì)作用與圍巖蝕變

礦段圍巖蝕變主要有硅化、褐鐵礦化、赤鐵礦化、綠泥石化、方解石化等。

晚期熱液活動沿構(gòu)造在各層位的不同巖石中，尤其是經(jīng)動力變質(zhì)的巖石中發(fā)生廣泛的強(qiáng)度不同的交代變質(zhì)作用ˉˉ硅質(zhì)交代作用，形成各類強(qiáng)度不同的硅化巖石。礦段中發(fā)育了三期硅化。

黃銅礦化、重晶石礦化是礦段中重要的礦化。黃銅礦化、重晶石化與硅化緊密相關(guān)。第一期硅化伴隨有微弱的黃銅礦化。第二期硅化時，則有強(qiáng)烈的銅礦化和重晶石化。銅礦物沉淀時間較石英晶出時間稍晚，常見黃銅礦分布在石英脈體及團(tuán)塊體的晶洞中或晶粒間，也分布在它們周圍的孔隙或裂隙中。第三期硅化石英呈微細(xì)柱狀生長在黃銅礦和重晶石晶面上或者呈微細(xì)粒狀自邊部交代重晶石。重晶石化呈脈狀、網(wǎng)脈狀、團(tuán)塊狀。

3　礦體地質(zhì)特征

3.1銅礦體地質(zhì)特征

銅礦產(chǎn)于泥盆系中統(tǒng)棋梓橋組中部下段，未出露地表，多分布在F1斷層產(chǎn)狀平緩的平臺之上。賦礦巖性為灰黑色、灰白色灰?guī)r夾薄層狀泥質(zhì)灰?guī)r、砂質(zhì)灰?guī)r、白云質(zhì)灰?guī)r及白云巖等。常見層間破碎角礫巖、角礫狀灰?guī)r，受蝕變后，形成強(qiáng)硅化黃銅礦化角礫狀灰?guī)r。銅礦賦存于蝕變的層間破碎帶中。已發(fā)現(xiàn)的100條銅礦體構(gòu)成本礦段3個成礦區(qū)。規(guī)模最大的為40號礦體，長311m，寬194m，平均厚12.45m，Cu平均品位0.775%。礦體最長為24號礦體，長763m。一般礦體長150～400 m左右，寬100 m左右，一般厚1～3m，全礦段平均品位0.665%。

銅礦礦石主要礦物成分為石英。局部有晶洞，內(nèi)部被石英和黃銅礦充填。塊狀構(gòu)造，鱗片粒狀變晶結(jié)構(gòu)，局部可見變余粉砂結(jié)構(gòu)。主要礦物成分為石英、絹云母和熱液石英，少量金屬礦物，微量鐵質(zhì)，偶見電氣石。

3.2重晶石礦體地質(zhì)特征

重晶石礦產(chǎn)于泥盆系中統(tǒng)棋梓橋組中部上段，地層出露地表，分布在下段灰?guī)r（銅礦含礦層）之上。賦礦巖性為灰—灰白色重晶石化石英巖，致密堅硬。相對于下伏的灰?guī)r（銅礦含礦層），重晶石化石英巖位于F1與其次級斷裂構(gòu)造夾持部位，動力變質(zhì)作用和硅質(zhì)交代作用強(qiáng)烈，含礦層普遍角礫巖化，重晶石礦賦存于蝕變的角礫巖帶中。根據(jù)重晶石礦化與構(gòu)造關(guān)系及重晶石礦空間分布特征，將探山嶺礦段10個重晶石礦體圈定為5個含礦地段。重晶石含礦地段規(guī)模、延續(xù)性受F1構(gòu)造及其它控礦構(gòu)造組成的夾持區(qū)空間大小的限制，沿走向長200～1500m，沿傾向?qū)捯话阈∮?00m，勘探線剖面上含礦層厚度一般小于250m。產(chǎn)狀為：傾向130～160°，傾角一般小于45°。規(guī)模最大含礦地段為Ⅲ號含礦地段，規(guī)模最小為Ⅴ號含礦地段。

重晶石礦石礦物成分較簡單，有用礦物以重晶石為主，次為黃銅礦。脈石礦物以石英、方解石和巖石角礫；主要化學(xué)成份為Ba-SO4，次為SiO2、Al2O3、Fe2O3等。重晶石礦石結(jié)構(gòu)簡單，重品石為自形粗晶質(zhì)具有明顯解理的板狀晶體，呈團(tuán)塊狀、放射狀集合體組成，極少呈粒狀集合狀，局部在破碎帶中見角礫狀構(gòu)造。

4　成礦地質(zhì)條件

4.1礦床成因及控礦因素

礦床中所有礦體均沿構(gòu)造呈透鏡狀產(chǎn)出，以浸染狀礦石為主，礦石物質(zhì)組份簡單。主要礦物的形成溫度：石英230℃～330℃，黃銅礦240℃～270℃，重晶石230℃～250℃。礦床成因類型屬中—低溫?zé)嵋旱V床。

根據(jù)礦段以往硫同位素樣品資料，δS34的數(shù)值均在-13. 7～18‰之間，以-15‰左右最為集中，成明顯的塔式效應(yīng)，說明礦床中硫的來源是非巖漿的。而δS34為負(fù)值，且遠(yuǎn)離本值線，說明構(gòu)成礦床中的硫源是生物成因的。另據(jù)礦物測溫，得知黃銅礦的形成溫度為240°～270℃，說明黃銅礦的成礦溫度是比較低的。因此可以推斷，礦床中有用的銅元素，可能是原生沉積作用形成的，只不過經(jīng)后期熱液作用結(jié)果，銅元素沿著主要構(gòu)造帶或?qū)娱g破碎帶進(jìn)行遷移、沉淀、富集而形成具有工業(yè)意義的礦床。

礦段銅礦化與硅化關(guān)系密切。硅化的強(qiáng)度和分布受構(gòu)造和巖性控制，礦化受硅化制約。構(gòu)造和巖性是成礦控制的主要因素。北東向主干斷層及其旁側(cè)的構(gòu)造與碳酸鹽巖交切的地段是成礦有利地段。硅化、重晶石化、褐鐵礦化、赤鐵礦化是本區(qū)銅礦主要找礦標(biāo)志。

4.2礦床富集規(guī)律和找礦標(biāo)志

（1）礦床富集與泥盆系不同巖性有著密切關(guān)系，銅礦賦存于棋梓橋組灰?guī)r、砂質(zhì)灰?guī)r中，重晶石礦賦存于棋梓橋組重晶石化石英巖中。

（2）礦床富集受斷裂構(gòu)造控制，銅及重晶石礦體主要富集在F1斷裂構(gòu)造與其它控礦斷裂構(gòu)造夾持區(qū)內(nèi)的棋梓橋組灰?guī)r（石英巖）層間破碎帶中，尤其是斷裂構(gòu)造與棋梓橋組灰?guī)r（石英巖）接觸部位，礦體規(guī)模更大。

（3）銅礦化富集與硅化有密切關(guān)系，銅礦體往往產(chǎn)在硅質(zhì)膠結(jié)的角礫巖中，重晶石礦體嚴(yán)格受石英巖礦化體控制，灰?guī)r角礫巖膠結(jié)物中偶見重晶石，其規(guī)模小而分散，沒有富集成為重晶石礦體。

F407.1[文獻(xiàn)碼]B

1000-405X（2016）-3-88-1