廣東省揭西縣金坑銅錫鉛鋅多金屬礦床成因探討

陳少青

(廣東省有色金屬地質(zhì)局九三一隊 汕頭 515041)

廣東省揭西縣金坑銅錫鉛鋅多金屬礦床成因探討

陳少青

(廣東省有色金屬地質(zhì)局九三一隊 汕頭 515041)

廣東省揭西縣金坑銅錫鉛鋅多金屬礦床位于惠陽—梅縣新華夏構(gòu)造帶之蓮花山深斷裂帶內(nèi)。通過野外地質(zhì)調(diào)查及室內(nèi)綜合研究,認為該礦床為構(gòu)造動力變質(zhì)熱液型銅錫鉛鋅礦床,具有礦化范圍廣、規(guī)模大、礦脈發(fā)育、金屬礦物品位變化大、成礦多期多階段性的特征;地層巖性、構(gòu)造、巖漿巖是該礦床的主要控礦因素,NE—NNE向新華夏裂隙帶、片理化帶及其配套斷裂是該礦床的主要容礦構(gòu)造,動力變質(zhì)帶是該礦床的重要控礦因素。蓮花山深斷裂帶具有 “金坑式”礦床的找礦潛力。

銅錫鉛鋅礦床;控礦因素;礦床成因;揭西縣;廣東省

廣東省揭西縣金坑銅錫鉛鋅多金屬礦床為中型礦床,位于惠陽—梅縣新華夏構(gòu)造帶之蓮花山深大斷裂帶。自20世紀60年代以來,廣東省有色金屬地質(zhì)局九三一隊在該礦區(qū)陸續(xù)開展地質(zhì)勘查,圈定了主要礦(化)脈,廣州地球化學研究所?開展了金坑銅錫鉛鋅礦床構(gòu)造控礦與成礦規(guī)律專項研究,認為該礦床成因類型為巖漿期后熱液裂隙充填(交代)的銅、錫、鉛、鋅硫化物型礦床[1-2]。近幾年的地質(zhì)勘查認為該礦床屬動力變質(zhì)帶控制的熱液裂隙充填交代型銅錫鉛鋅礦床[3]。目前,對于該礦床的礦化特征和控礦因素尚未進行系統(tǒng)研究,筆者通過野外地質(zhì)調(diào)查及室內(nèi)綜合研究,探討該礦床的礦化特征、控礦因素及礦床成因,為該區(qū)同類型礦床的地質(zhì)勘查及資源潛力評價提供參考。

1 區(qū)域地質(zhì)特征

該區(qū)出露地層主要為早侏羅世金雞組(J1j)、晚侏羅世高基坪群(J3gj)及早白堊世官草湖組(K1g)。受區(qū)域動力變質(zhì)作用影響,巖層的糜棱巖化、片理化、混合巖化及壓碎巖化等十分發(fā)育。主要構(gòu)造線方向為30°～40°,以斷裂為主,褶皺次之。巖漿巖發(fā)育,主要有晚侏羅世嵩頭—各安巖體,早白堊世龍獅寨巖體、水口寨巖體、湯輋巖體和紫微山巖體[4-5](圖1)。

圖1 金坑銅錫鉛鋅多金屬礦區(qū)域地質(zhì)圖(據(jù)文獻[4]修編)Fig. 1 Regional geological map of the Jinkeng Cu-Sn-Pb-Zn polymetallic ore deposit1-第四系;2-丹霞組上段;3-早白堊世官草湖組;4-晚侏羅世高基坪群;5-早侏羅世金雞組;6-細粒黑云母花崗巖;7-細粒黑云母花崗閃長巖;8-中粗粒黑云母花崗巖;9-細粒二長花崗巖;10-片理化、糜棱巖化帶;11-壓扭性逆斷層;12-性質(zhì)不明斷層;13-向斜;14-地層不整合界線;15-動力變質(zhì)帶界線;16-礦區(qū)范圍

2 礦區(qū)地質(zhì)特征

礦區(qū)出露的地層為晚侏羅世高基坪群上亞群(J3gjb)火山熔巖與火山碎屑巖,巖性為流紋斑巖、凝灰?guī)r,夾凝灰質(zhì)粉砂巖、石英片巖、板巖等。地層總體走向為30°～50°,傾向SE,傾角為20°～40°(圖2)。

巖漿巖多出露于礦區(qū)西北部,主要為中粗粒黑云母花崗巖、細?；◢弾r、花崗閃長斑巖、石英斑巖、閃長巖和輝綠巖等。

圖2 金坑銅錫鉛鋅多金屬礦床地質(zhì)簡圖(據(jù)文獻[3]修編)Fig. 2 Geological sketch map of the Jinkeng Cu-Sn-Pb-Zn polymetallic ore deposit1-第四系;2-晚侏羅世高基坪群上亞群;3-輝綠巖;4-煌斑巖;5-細?；◢弾r;6-細?；◢忛W長斑巖;7-中粗粒黑云母花崗巖;8-花崗斑巖;9-構(gòu)造蝕變帶;10-實測、推測性質(zhì)不明斷層;11-實測、推測礦脈;12-實測推測地質(zhì)界線;13-產(chǎn)狀;14-勘探線及編號

礦區(qū)構(gòu)造以斷裂為主,主要為區(qū)域斷裂派生的次一級斷裂,為動力變質(zhì)過程中形成的層間滑動糜棱巖、片理和碎裂巖等,走向與區(qū)域深斷裂一致,有NNE—NE向、NE—NEE向、NW—NWW向及NNW—近SN向斷裂，其中NE—NEE向是主要的成礦前斷裂,是以擠壓逆沖為特征的斷層或剪切形成的斷層。馬山區(qū)段NNE—NE向以及崆角區(qū)段產(chǎn)于巖體內(nèi)的NW向小斷層是該區(qū)的成礦斷裂,是主要的導(dǎo)礦與容礦構(gòu)造。此外,區(qū)域性派生的NW向、NNW—近SN向是成礦后斷裂,對礦體具有破壞作用,斷裂具有先壓扭性后張性的特征,斷裂帶由擠壓破碎的片理化帶、角礫巖帶和糜棱巖組成,如馬山區(qū)段的F3、F4及赤告嶺區(qū)段的F24、F25、F26等[3]。

3 礦床地質(zhì)特征

3.1 礦體特征

金坑銅錫鉛鋅多金屬礦床共分為馬山、崆角、赤告嶺及黃竹嶂等4個區(qū)段,其中馬山區(qū)段是主要礦化段,是礦區(qū)的礦化中心。礦體產(chǎn)于片理化及糜棱巖化的流紋斑巖、凝灰?guī)r、凝灰質(zhì)粉砂巖或石英片巖等動力變質(zhì)巖帶中,有V1、V2、V4、V19、V20、V21、V22以及V23～V61等幾十條工業(yè)礦體(圖3),形成長約1 500 m,寬約500 m的礦脈帶,總體走向5°～40°,傾向SE,傾角25°～60°。單個礦脈厚度為0.5～18 m,由數(shù)個連續(xù)或間斷的扁豆狀礦脈構(gòu)成,礦體呈似層狀、脈狀,礦體形態(tài)變化較大,沿走向、傾向具尖滅再現(xiàn)、分支復(fù)合[3]。

金屬礦物品位變化大,Cu含量為0.24%～3.01%,平均含量為0.68%;Sn含量為 0.05%～0.88%,平均含量為0.29%;Pb含量為0.25%～4.03%,平均含量為1.43%;Zn含量為 0.41%～5.50%,平均含量為1.68%。

圖3 金坑銅錫鉛鋅多金屬礦床馬山區(qū)段3號勘探線剖面圖Fig. 3 Profile of exploration line 3 in the Mashan section of the Jinkeng Cu-Sn-Pb-Zn polymetallic ore deposit1-晚侏羅世高基坪群上亞群第五層;2-晚侏羅世高基坪群上亞群第四層;3-晚侏羅世高基坪群上亞群第三層;4-粉砂巖;5-泥質(zhì)粉砂巖;6-石英斑巖;7-花崗閃長斑巖;8-板巖;9-絹云母石英片巖;10-凝灰?guī)r;11-流紋斑巖;12-片理化帶;13-片理化糜棱巖化帶;14-地質(zhì)界線;15-斷層及編號;16-礦體或礦化體;17-鉆孔及編號。

3.2 礦石特征

礦石中金屬礦物主要有黃銅礦、方鉛礦、閃鋅礦、錫石、毒砂、黃鐵礦、輝鉬礦和褐鐵礦、孔雀石等；非金屬礦物主要有石英、長石、石榴子石、綠泥石、方解石、螢石、絹云母等。

礦石呈自形—半自形結(jié)構(gòu)、他形粒狀結(jié)構(gòu)、溶蝕填隙結(jié)構(gòu)、包含結(jié)構(gòu)、殘余結(jié)構(gòu)、碎裂結(jié)構(gòu)、乳滴狀出熔結(jié)構(gòu)和腔狀結(jié)構(gòu)。

礦石構(gòu)造主要有細脈狀構(gòu)造、星點狀及浸染狀構(gòu)造、小團塊狀及致密塊狀構(gòu)造，還有孔雀石等氧化礦物分布在裂隙中形成薄膜狀構(gòu)造。

3.3 圍巖蝕變與動力變質(zhì)特征

賦礦或近礦圍巖具有明顯的熱液蝕變特征,越近礦體,蝕變越強。圍巖蝕變主要有硅化、綠泥石化、石榴石化及云英巖化等。蝕變強度與礦體寬窄大小、礦化強弱有關(guān)。硅化、黃鐵礦化、綠泥石化常出現(xiàn)在礦脈兩側(cè)。另外,圍巖蝕變與動力變質(zhì)關(guān)系密切[6]。

礦區(qū)受區(qū)域性蓮花山斷裂活動帶影響,每組控礦斷裂兩側(cè)巖石均發(fā)生不同程度的動力變質(zhì)作用,片理化、糜棱巖化十分普遍,局部強烈地段形成千枚巖、千糜巖、片巖和糜棱片巖,且不同程度發(fā)生硅化、綠泥石化、石榴石化等,是礦液運移及礦質(zhì)成分沉淀的有利空間。

崆角區(qū)段控礦構(gòu)造帶為NWW向,產(chǎn)于花崗閃長斑巖中,形成帶長約600 m、寬約200 m的構(gòu)造蝕變帶,其中大部分發(fā)生片理化,局部發(fā)生糜棱巖化,并伴有硅化、綠泥石化、石榴石化等蝕變(圖2)。

黃竹嶂區(qū)段控礦構(gòu)造為NEE向產(chǎn)于流紋斑巖或細?；◢弾r外接觸中,形成帶長約200 m、寬約50 m的構(gòu)造蝕變帶,其中以片理化為主,并伴有強烈的石榴石化、云英巖化等蝕變(圖2)。

赤告嶺及馬山區(qū)段控礦構(gòu)造為NNE—NE向,產(chǎn)于流紋斑巖及凝灰?guī)r中,馬山區(qū)段形成長約1 500 m、寬約500 m的構(gòu)造蝕變帶,其中具明顯的千枚巖化和片理化,局部糜棱巖化,由于動力變質(zhì)作用強弱、蝕變類型及強度的差異形成弱片理化硅化帶-強片理化、糜棱巖化、綠泥石化石榴石化帶—片理化、硅化、綠泥石化帶-弱片理化、千枚巖化硅化帶等分帶(圖3),并形成銅鉛鋅礦石、銅礦石、錫礦石等不同礦石類型的礦脈帶[3]。

3.4 成礦期及成礦階段

根據(jù)礦化類型、礦體產(chǎn)狀、礦石結(jié)構(gòu)構(gòu)造和礦物組合關(guān)系,礦區(qū)礦化可劃分為3個成礦期,即動力變質(zhì)期、熱液成礦期和表生成礦期。動力變質(zhì)期主要形成石英片巖類,巖石中長石、絹云母等板柱狀、鱗片狀礦物呈定向排列;熱液成礦期根據(jù)熱液溫度劃分為3個階段,即高溫熱液階段,中溫熱液階段和低溫熱液階段[4],高溫熱液階段主要形成石英、石榴石、錫石、毒砂等特征礦物,中溫熱液階段主要形成黃鐵礦、黃銅礦及鉛鋅礦等特征礦物,低溫熱液階段僅有少量黃鐵礦與石英、方解石等礦物形成;表生成礦期由于地表水的淋濾及大氣的氧化作用,礦床中的硫化物發(fā)生分解、氧化、淋失,形成孔雀石、褐鐵礦等礦物[2,6],各成礦期次巖石礦物特征見圖4。

圖4 金坑銅錫鉛鋅多金屬礦床各成礦階段形成的巖礦石特征Fig. 4 Characteristics of rocks and ores formed at different metallgoenic stages in the Jinkeng Cu-Sn-Pb-Zn polymetallic ore deposita-動力變質(zhì)期巖石特征,長石、絹云母等板柱狀、鱗片狀礦物呈定向排列;b-高溫熱液成礦階段金屬礦物的生成關(guān)系,毒砂(Ars)包裹錫石(Tin);c-中溫熱液成礦階段金屬礦物的生成關(guān)系,黃銅礦、黃鐵礦及鉛鋅礦相伴生;d-表生成礦期形成于裂隙中的褐鐵礦及孔雀石礦化。

4 控礦因素

4.1 地層巖性

礦區(qū)出露地層主要為晚侏羅世高基坪群上亞群的流紋斑巖、凝灰?guī)r等火山熔巖與火山碎屑巖,這些巖石具有一定的脆性,在構(gòu)造活動過程中易發(fā)生片理化、糜棱巖化,形成破碎裂隙空間,有利于成礦熱液的運移和富集[7-8]。

該區(qū)晚侏羅世高基坪群上亞群地層巖性具有較高的成礦元素含量(表1),凝灰?guī)r及流紋斑巖中Cu、Sn、Pb、Zn、W含量高于地殼豐度值的幾倍至十幾倍(全球地殼平均值Cu為55，Sn為1.7，Pb為12.5，Zn為60，W為1.1),因此,該層位為金坑銅錫鉛鋅礦床的形成提供主要物質(zhì)來源,可能是礦區(qū)重要的礦源層。

表1 金坑銅錫鉛鋅多金屬礦床中主要巖石的成礦元素含量?

注：Fe的單位為%,Sn、Ag、Cu、Mo、Pb、W、Zn的單位為×10-6。

4.2 構(gòu)造

該區(qū)斷裂有NNE—NE向,其次有NW—NWW、NNW—近SN和NE—NEE向(圖2)。其中NE—NEE向是主要的成礦前斷裂,區(qū)域性派生的NW、NNW—近SN向是成礦后斷裂,而NNE—NE向及NWW向是該區(qū)的成礦斷裂,是主要的導(dǎo)礦與容礦構(gòu)造。崆角區(qū)段容礦構(gòu)造為次一級NWW向裂隙帶及片理化帶,有4條礦脈。黃竹嶂區(qū)段容礦構(gòu)造為NEE向裂隙帶及片理化帶,僅有2條礦(化)脈,而馬山區(qū)段及赤告嶺區(qū)段的容礦構(gòu)造以NNE—NE向裂隙帶及片理化糜棱巖化帶為容礦構(gòu)造,與蓮花山斷裂帶(區(qū)域性成礦帶)一致,該方向構(gòu)造活動強烈,片理化、糜棱巖化普遍,易形成金屬元素的富集空間,形成密集礦脈帶和富礦體,如馬山區(qū)段NNE—NE向片理化糜棱化帶中發(fā)育幾十條銅多金屬礦體(圖3)。因此,該次一級NNE—NE向片理化糜棱巖化帶是形成金坑銅多金屬礦床的主要容礦構(gòu)造[9]。

4.3 巖漿巖

該區(qū)巖漿巖主要有中粗粒黑云母花崗巖、細粒花崗巖、花崗閃長斑巖、石英斑巖、閃長巖和輝綠巖。細粒花崗巖及花崗閃長斑巖與成礦關(guān)系密切,馬山區(qū)段礦體大多產(chǎn)于花崗巖與圍巖接觸帶外側(cè),空間上圍繞花崗巖體分布,越靠近巖體礦化越強,礦質(zhì)元素富集程度越高。崆角區(qū)段礦體主要產(chǎn)于花崗閃長斑巖的片理化、糜棱巖化形成的滑動活動帶中。

該區(qū)細?；◢弾r及花崗閃長斑巖中含較高的成礦元素(表2),Cu、Sn、Pb、Zn、W含量明顯高于地殼豐度值(全球花崗巖平均值Cu 為20，Sn為3，Pb為22.7，Zn為48，W為1.5),說明該區(qū)細?；◢弾r及花崗閃長斑巖為該礦床的形成提供了主要物質(zhì)來源,也可能是礦區(qū)重要的礦源區(qū)[10]。

表2 金坑銅錫鉛鋅多金屬礦床巖漿巖成礦元素含量?

注：Fe的單位為%,Sn、Ag、Cu、Mo、Pb、W、Zn的單位為×10-6。

5 討 論

5.1 礦床成因

金坑銅錫鉛鋅多金屬礦晚侏羅世高基坪群上亞群流紋斑巖、凝灰?guī)r及細粒花崗巖、花崗閃長斑巖中含有較高的成礦元素,Cu、Sn、Pb、Zn、W含量均高出地殼豐度值,表明晚侏羅世高基坪群上亞群流紋斑巖、凝灰?guī)r及細?；◢弾r、花崗閃長斑巖是礦區(qū)主要成礦元素的礦源區(qū)[11-12]。

該礦區(qū)位于蓮花山深斷裂帶中段,區(qū)內(nèi)斷裂構(gòu)造為區(qū)域斷裂派生的次一級斷裂,流紋斑巖等脆性巖石在構(gòu)造活動過程中發(fā)生剪切變形、變質(zhì),形成了層間滑動糜棱巖、片理和碎裂巖,產(chǎn)生了NNE—NE、NE—NEE、NW—NWW及NNW—近SN構(gòu)造帶。在構(gòu)造動力作用過程中,由機械能轉(zhuǎn)變?yōu)闊崮?。巖石在由脆性變?yōu)樗苄?由脆性變?yōu)轫g性剪切變形、變質(zhì)、熔融作用過程中,成礦元素活化,溶液析出,成為富含Cu、Sn、Pb、Zn、W等含礦熱液,在構(gòu)造動力驅(qū)動下,含礦熱液由高能量、高壓、高溫、高濃度的部位向低能量、低壓、低溫、低濃度的巖石裂隙、片理化裂隙空間運移、聚集,沉淀充填并交代成礦,形成了致密塊狀、團塊狀、細脈狀及浸染狀銅礦石、銅鉛鋅礦石、錫礦石等多金屬硫化物礦石類型[13-14]。

綜上,根據(jù)礦床的成礦環(huán)境、主要控礦因素及礦石結(jié)構(gòu)構(gòu)造等特征,認為該礦床為構(gòu)造動力變質(zhì)熱液型銅錫鉛鋅礦床。

5.2 找礦意義

在蓮花山深斷裂帶(南西段)內(nèi),由南西至北東還分布有吉水門、牛頭山、梅隴、長埔、塌山、淘錫湖、高基坪、八鄉(xiāng)等多個礦床(點),銅、錫、鉛、鋅、鐵和銀礦(圖5)。這些礦床(點)具有共同的地質(zhì)特征及成礦環(huán)境,部分為多年開發(fā)的老礦山,如南西部的長埔礦床、吉水門礦床及北東部的八鄉(xiāng)鐵礦床;部分礦床(點)工作程度較低,僅作過地表地質(zhì)工作,如高基坪鉛鋅礦點。金坑銅錫鉛鋅多金屬礦床位于蓮花山深斷裂帶北東部,近幾年來開展了系統(tǒng)的地質(zhì)勘查及科研工作,對礦區(qū)地質(zhì)特征、礦床特征和礦床成因,尤其在動力變質(zhì)熱液礦床方面取得了新認識,對尋找和重新評價蓮花山深斷裂帶的其他礦床(點)具有參考作用[15]。

圖5 蓮花山斷裂帶南西段分布圖(據(jù)文獻[15]修編)Fig. 5 Map showing the southwestern section of the Lianhuashan fault zone1-燕山期侵入巖帶;2-沉積盆地;3-深斷裂;4-背斜、向斜;5-熱動力變質(zhì)帶;6-地質(zhì)界線;7-礦點(床);8-蓮花山斷裂帶范圍

6 結(jié) 論

揭西金坑銅錫鉛鋅多金屬礦床具有礦化范圍廣、規(guī)模較大、礦脈發(fā)育、礦石類型多、礦種多樣、金屬礦物品位變化大、成礦多期多階段性的地質(zhì)特征。地層巖性、構(gòu)造、巖漿巖是主要的控礦因素,尤其北東向新華夏構(gòu)造裂隙帶及片理化帶是該區(qū)主要的容礦構(gòu)造,每組控礦構(gòu)造都具有明顯的構(gòu)造動力變質(zhì)蝕變特征。構(gòu)造動力變質(zhì)帶是金坑銅錫鉛鋅礦床的重要控礦因素,為構(gòu)造動力變質(zhì)熱液礦床。位于蓮花山深斷裂帶的其他同類型礦床(點)可能也具有“金坑式”礦床的找礦潛力。

注釋

? 廣州地球化學研究所.廣東省揭西縣金坑礦區(qū)銅錫鉛鋅礦構(gòu)造控礦與成礦規(guī)律研究.2011.

[1] 廣東省有色金屬地質(zhì)局九三一隊.廣東省揭西縣金坑礦區(qū)銅錫鉛鋅礦階段性普查報告[R].2009.

[2] 陳根文,劉登.廣東省揭西縣金坑礦床銅錫鉛鋅礦構(gòu)造控礦與成礦規(guī)律研究成果報告[R].2011.

[3] 廣東省有色金屬地質(zhì)局九三一隊.廣東省揭西縣金坑礦床銅錫鉛鋅礦普查報告[R].2015.

[4] 地質(zhì)礦產(chǎn)部.廣東區(qū)域地質(zhì)志[M].北京:地質(zhì)出版社,1982.

[5] 廣東省地質(zhì)礦產(chǎn)局.廣東省巖石地層[M].武漢:中國地質(zhì)大學出版社,2008.

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[14] 周濟元.動力驅(qū)動礦液運移的若干問題與預(yù)測[M].北京:地質(zhì)出版社,1989:47-58.

[15] 汪禮明,王核,卜安,等.廣東蓮花山斷裂帶南西段錫銅多金屬礦整裝勘查區(qū)關(guān)鍵基礎(chǔ)地質(zhì)研究總體設(shè)計[R].2014.

GenesisoftheJinkengCu-Sn-Pb-ZnpolymetallicdepositinJiexi,GuangdongProvince

CHEN Shao-qing

(No. 931Brigade,GeologicalBureauforNonferrousMetalsofGuangdongProvince,Shantou515041,China)

Jinkeng Cu-Sn-Pb-Zn polymetallic deposit in Jiexi County, Guangdong Province is tectonically located in the Lianhuashan deep fault zone in the Huiyang-Meixian Neocathaysian tectonic belt. In order to explore the genesis of ore deposit and ore controlling factors, this study carried out field geological survey and comprehensive analysis of geological data. The results show that the deposit belongs to metamorphic hydrothermal type of Cu-Sn-Pb-Zn deposit driven by tectonic activity, characterized by extensive mineralization, large scale, well developed ore-bearing veins, varied grades, multiple stages. Lithology, structure and magmatic rocks are the main ore controlling factors. NE-to NNE-trending Neocathaysian fractured zone and schistositilized zone and its accompanying faults are the major ore-bearing structures. Dynamic metamorphic belt is an important ore controlling factor for the Jinkeng Cu-Sn-Pb-Zn deposit. Therefore, the Lianhuashan deep fault is of exploration potential for the Jinkeng-type deposits.

Cu-Sn-Pb-Zn deposit; ore controlling factors; genesis of ore deposit; Jiexi County; Guangdong Province

10.16788/j.hddz.32-1865/P.2017.04.005

2016-08-08

2016-11-17責任編輯譚桂麗

中國地質(zhì)調(diào)查局“廣東省蓮花山斷裂帶南西段錫銅多金屬礦整裝勘查區(qū)關(guān)鍵基礎(chǔ)地質(zhì)研究(編號：12120114015901)”資助。

陳少青，1964年生，男，高級工程師，主要從事地質(zhì)調(diào)查及科研工作。

P618.4

A

2096-1871(2017)04-271-08