湖南省平江縣大王洞銅多金屬礦特征及成因

車云志

摘 要? 大王洞銅多金屬礦地處湘東北連云山地區(qū)，位于長平斷陷盆地東南側(cè)，連云山隆起帶的東北端。本文通過對該礦床的區(qū)域地質(zhì)背景、礦床地質(zhì)特征的分析，指出該礦床屬于中溫?zé)嵋毫严冻涮罱淮豌~多金屬礦床的礦床成因，并歸納總結(jié)出成礦規(guī)律及找礦標(biāo)志。

關(guān)鍵詞? 平江縣大王洞;銅多金屬礦;礦床特征;礦床成因

中圖分類號：P612? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A

Abstract： Dawangdong copper polymetallic ore deposit is located in the Lianyunshan area of northeastern Hunan， on the southeastern side of the Changping fault basin， and at the northeastern end of the Lianshan uplift. Based on the analysis of the regional geological background and the geological characteristics of the deposit， this paper points out that the deposit belongs to the ore deposit of the intermediate-temperature hydrothermal fissure-filled metamorphic copper polymetallic deposit， and concludes the ore-forming rules and prospecting indicators.

Keywords： Dawangdong in Pingjiang County; copper polymetallic deposit; deposit characteristics; deposit genesis

湖南省連云山地區(qū)位于揚(yáng)子準(zhǔn)地臺南緣，江南地軸中部，是湖南省十分重要的銅、鉛、鋅、金、銀、鈷等多金屬礦富集成礦帶。大王洞礦區(qū)位于平江縣與瀏陽市交界的連云山脈，大部分屬平江縣嘉義鎮(zhèn)管轄，其南段歸瀏陽市達(dá)滸鎮(zhèn)管轄。

本區(qū)經(jīng)受多次構(gòu)造運(yùn)動影響，各類構(gòu)造形跡交織、復(fù)合，為銅鉛鋅多金屬成礦提供了十分有利的條件。

1? 區(qū)域地質(zhì)背景

湖南省連云山地區(qū)屬區(qū)域大地構(gòu)造中楊子準(zhǔn)地臺江南地軸之湘東隆斷帶（圖1）。大王洞礦區(qū)位于長平斷陷盆地東南側(cè)，地處連云山隆起帶的東北端[1]。

1.1 地層

連云山地區(qū)內(nèi)出露地層有中元古界冷家溪群，上元古界震旦系、上古生界泥盆系、石炭系、二疊系，中生界三疊系、侏羅系、白堊系及新生界第三系、第四系，其中以冷家溪群分布最廣，約占全區(qū)基巖出露總面積60%。以上地層中，與銅、鉛、鋅礦關(guān)系較密切的是冷家溪群、震旦系、泥盆系及石炭系。大王洞礦區(qū)內(nèi)地層相對簡單，僅有元古界冷家溪群黃滸洞組、雷神廟組及第四系地層出露。

1.2 構(gòu)造

連云山地區(qū)內(nèi)構(gòu)造十分發(fā)育，總體上以北（北）東向構(gòu)造為主導(dǎo)，北西（西）向構(gòu)造為輔助。其構(gòu)造格架為三隆三盆，從北西至南東依次為：岳陽穹褶帶、汩羅凹陷盆地、幕阜山隆起帶、長平斷陷盆地、連云山隆起帶及醴陵拗陷盆地（見圖1）。大王洞礦區(qū)構(gòu)造以斷裂為主，褶皺不發(fā)育。礦區(qū)內(nèi)主要斷裂構(gòu)造為北北東向一組，具多期次活動特征，與銅多金屬礦化關(guān)系密切。

1.3 巖漿巖

連云山地區(qū)是湖南省內(nèi)巖漿活動最強(qiáng)烈而且活動期次最多的地區(qū)。區(qū)內(nèi)武陵期、雪峰期、加里東期、燕山期巖漿活動不斷，產(chǎn)出的巖體眾多且分布廣泛，包括武陵期的花崗閃長巖體，雪峰期的斜長花崗巖體，加里東期的花崗閃長巖、斜長花崗巖、黑云母二長花崗巖和角閃石黑云母花崗巖，燕山期侵入體在本區(qū)發(fā)育最為廣泛，主要巖體為花崗巖巖體。強(qiáng)烈的巖漿活動為本區(qū)金、銅、鉛、鋅、鈷等礦化提供了豐富的熱源和礦質(zhì)來源。

大王洞礦區(qū)主要發(fā)育燕山早期二長花崗巖體，礦區(qū)西部巖石主要為變質(zhì)程度較深的片巖，往東逐漸過渡為千枚狀板巖及板巖。礦區(qū)內(nèi)零星有燕山早期中細(xì)粒二云母二長花崗巖體、花崗偉晶巖脈及石英脈等出露，各小巖（脈）體接觸面均傾向圍巖，說明侵入體向下有擴(kuò)大的趨勢，可能與深部隱伏巖體相連。

1.4 礦產(chǎn)

連云山地區(qū)屬于湘東北地區(qū)，其成礦地質(zhì)條件優(yōu)越，是湖南省重要的銅、金、鈷等多金屬成礦集中區(qū)。區(qū)內(nèi)已知銅、金、鉛、鋅、鈷、銀、鎢、鉬、銻、稀有金屬及非金屬等礦種分布廣泛，成礦類型多樣且具有一定規(guī)模。

2? 礦床地質(zhì)特征

2.1 礦體

大王洞礦區(qū)共圈出銅礦體2個，其一是位于大王洞礦脈帶北段的Ⅰ號礦體，其二是位于竹山礦脈帶北段的Ⅱ號礦體，兩個礦體具有相同的特征，均由硅化角礫巖組成，礦體形態(tài)、產(chǎn)狀和規(guī)?；旧鲜軘鄬悠扑閹Э刂?，如圖2所示。

Ⅰ號礦體位于大王洞礦脈帶23線至28線之間，控制長度為1000米，控制銅礦體厚8.63米，銅平均品位為0.91%。礦體呈似層狀、透鏡狀，由硅化構(gòu)造角礫巖組成，位于地表3～5米氧化層以下，該礦體規(guī)模為中型。

Ⅱ號礦體位于竹山礦脈帶37線至7線之間，控制長度700米，銅礦體厚1.30米。該礦體呈似層狀、透鏡狀，由硅化構(gòu)造角礫巖組成，該礦體規(guī)模屬中型。

2.2 礦石

2.2.1 礦石類型

區(qū)內(nèi)礦石主要為硅化構(gòu)造角礫巖型，角礫成分為板巖或片巖，其中硅質(zhì)膠結(jié)緊密的礦石品位較高。按礦石中金屬礦物含量多少，又可將其分為黃鐵黃銅礦礦石、含銅黃鐵礦礦石及鉛鋅礦礦石三種。

黃鐵黃銅礦礦石是礦區(qū)的主要礦石類型，主要分布于銅礦體中，礦石中含黃銅礦、斑銅礦、輝銅礦、黃鐵礦、閃鋅礦、鉛鋅礦等礦石礦物，脈石礦物主要為石英。

含銅黃鐵礦礦石是礦區(qū)重要的礦石類型，主要分布于銅礦體中，礦石中含黃鐵礦、磁黃鐵礦、黃銅礦等金屬硫化物，脈石礦物主要為石英、次為綠泥石等。

鉛鋅礦礦石是礦區(qū)較重要礦石類型，主要分布于銅礦體之上，銅礦體中見少量呈細(xì)脈狀穿插，該礦石由方鉛礦、閃鋅礦，黃銅礦等礦石礦物，及脈石礦物石英組成。

2.2.2 礦石結(jié)構(gòu)構(gòu)造

礦石結(jié)構(gòu)主要有他形、半自形、自形粒狀結(jié)構(gòu)及交代殘余結(jié)構(gòu)。

礦石構(gòu)造主要有塊狀構(gòu)造、星點細(xì)粒浸染狀構(gòu)造及團(tuán)粒狀、細(xì)脈狀構(gòu)造。

黃鐵礦一般呈自形立方體浸染于熱液石英中，黃銅礦呈半自形、他形粒狀穿插、交代、包裹黃鐵礦或浸染在石英巖中。方鉛礦、閃鋅礦呈自形、半自形、他形粒狀結(jié)構(gòu)，呈塊狀、團(tuán)粒狀構(gòu)造或細(xì)脈狀構(gòu)造穿插于銅礦體中。

2.2.3 礦石物質(zhì)組成

①礦石的化學(xué)成分

根據(jù)礦石的化學(xué)全分析和光譜半定量分析資料，礦石的化學(xué)成分及各元素組分含量見表1、表2。礦區(qū)內(nèi)各礦體中，有用元素為銅、鉛、鋅，其它元素含量少，無綜合利用價值。

②礦石的礦物成分

礦石的金屬礦物主要有：黃鐵礦、黃銅礦、方鉛礦、閃鋅礦、白鐵礦、磁黃鐵礦、磁鐵礦、斑銅礦、輝銅礦、自然銅、菱鐵礦、褐鐵礦等。

脈石礦物有：石英、綠泥石、方解石等。

2.3 圍巖蝕變

礦區(qū)內(nèi)圍巖蝕變主要為硅化、黃鐵礦化，次為方解石化、綠泥石化、絹云母化等。

硅化：是礦區(qū)最發(fā)育的蝕變類型，與成礦關(guān)系密切，主要分布在控礦斷裂帶中，并疊加于構(gòu)造角礫巖及圍巖之上，以充填和交代方式進(jìn)行，充填于構(gòu)造裂隙中，膠結(jié)破碎角礫巖，或呈網(wǎng)脈狀、塊狀分布。遠(yuǎn)離礦體有熱液石英細(xì)脈沿裂隙充填，并有金、銅、鉛鋅礦化。

黃鐵礦化：在斷裂帶角礫巖及碎裂板巖中較為普遍，一般呈分散星點浸染狀或細(xì)脈狀分布。

方解石化：在硅化角礫巖中，可見方解石呈團(tuán)塊狀或細(xì)脈狀分布。

綠泥石化、絹云母化：不很明顯，一般分布在硅化強(qiáng)的角礫巖及碎裂圍巖中，呈顯微鱗片狀，集合呈不規(guī)則團(tuán)塊或脈狀出現(xiàn)。

3? 礦床成因及成礦規(guī)律

3.1 礦床成因

湘東北地區(qū)有色金屬礦床的成礦物質(zhì)來源研究工作開展較早，如魏家秀等[2]和Ding等[3]開展了桃林鉛鋅礦硫同位素研究，易祖水等[4]開展了井沖鈷銅多金屬礦床硫同位素研究，胡祥昭等[5]、胡俊良等[6]也開展了七寶山銅多金屬礦床的硫化物單礦物硫及鉛同位素的組成分析，陜亮等通過對湘東北地區(qū)主要礦床主成礦期礦石硫化物單礦物的硫、鉛同位素地質(zhì)特征，綜合研究湘東北地區(qū)有色金屬礦床的成礦物質(zhì)來源規(guī)律，硫同位素特征表明，成礦物質(zhì)整體為深部巖漿硫源。

程朝等[7]在對大王洞礦體周圍巖石中成礦元素的豐度值及礦體中硫、氧同位素測定結(jié)果表明，成礦物質(zhì)源于巖漿及地層，介質(zhì)水為巖漿水及地層水、變質(zhì)水，巖漿熱水及沉積變質(zhì)水?dāng)y帶了成礦物質(zhì)，沿著斷裂運(yùn)移，即朝低壓方向往上運(yùn)移，當(dāng)其進(jìn)入巖層中有利的構(gòu)造部位，如張扭性裂隙、層間破碎帶等，隨著壓力、溫度及酸堿度的不斷改變，溶液中的硫化物逐步晶出，在有利的構(gòu)造部位沉淀富集，構(gòu)成工業(yè)礦床。

根據(jù)前人的研究成果，可以看出該地區(qū)巖漿巖為有色金屬成礦提供了物質(zhì)來源，或者至少提供了部分成礦物質(zhì)和必要的熱能、流體條件;在巖漿活動及巖漿熱液遷移運(yùn)動過程中，可能不同程度地與周圍地層混染，也可能與地下水發(fā)生部分交換混合。因此，本礦床屬中溫?zé)嵋毫严冻涮罱淮豌~多金屬礦床。

3.2 成礦規(guī)律

區(qū)內(nèi)已發(fā)現(xiàn)的礦脈及礦體明顯受北北東斷裂控制，其產(chǎn)狀、形態(tài)、規(guī)模均受斷裂帶制約。礦體的富集與斷層的規(guī)模、產(chǎn)狀、裂隙發(fā)育程度及硅化蝕變強(qiáng)弱均有關(guān)。本礦區(qū)礦體一般富集規(guī)律有：

①在礦脈走向轉(zhuǎn)彎地段、多條礦脈相交接部位易形成富礦體。

②斷層破碎帶厚度越大、產(chǎn)狀越陡，裂隙發(fā)育地段越易形成富礦體。

③含銅硅化角礫巖角礫成分復(fù)雜且硅化越強(qiáng)，黃鐵礦化越強(qiáng)，則礦石銅品位就越高。

④角礫巖裂隙發(fā)育，但角礫塊體大，一般品位高，而角礫呈擠壓碎裂狀，甚至呈超碎裂巖時，品位一般較低。

⑤黃銅礦及鉛鋅礦均賦存于硅化角礫巖中，硅化是本區(qū)主要找礦標(biāo)志。

參考文獻(xiàn)/References

[1] 曹中華. 湖南省平江縣萬古礦區(qū)大洞礦段金礦地質(zhì)特征及找礦標(biāo)志[J]. 世界有色金屬，2018（9下）：71-73.

[2] 魏家秀，丁悌平. 桃林鉛鋅礦床流體包裹體及穩(wěn)定同位素研究[J].礦物巖石地球化學(xué)通報， 1984，（2）： 40-48.

[3] Ding T， Rees C E. The sulphur isotope systematics of the Taolin Pb- Zn ore deposit， China[J]. Geochimica et Cosmochimica Acta，1984， 48（11）： 2381-2392.

[4] 易祖水，羅小亞，周東紅等. 瀏陽市井沖鈷銅多金屬礦床地質(zhì)特征及成因淺析[J]. 華南地質(zhì)與礦產(chǎn)， 2010， （3）： 12-18.

[5] 胡祥昭， 彭恩生， 孫振家. 湘東北七寶山銅多金屬礦床地質(zhì)特征及成因探討[J]. 大地構(gòu)造與成礦學(xué)， 2000， 24（4）： 65-370.

[6] 胡俊良， 陳嬌霞， 徐德明， 等. 湘東北七寶山銅多金屬礦床成礦時代及成礦物質(zhì)來源——石英脈 Rb-Sr 定年和 S-Pb 同位素組成[J]. 地質(zhì)通報， 2017， 36（5）： 857-866.

[7] 程朝等. 湖南省連云山地區(qū)銅多金屬礦評價報告[R]. 湖南省地調(diào)院，2005.