湖南桂陽縣綠紫坳銅多金屬礦床地質特征及成因

周 俊 肖 諄

(湖南省有色地質勘查研究院，湖南 長沙 410015)

0 引言

綠紫坳礦區(qū)位于湖南省桂陽縣，自20世紀80年代開始，前人在礦區(qū)和臨近區(qū)域開展了大量的地質研究工作[1]，但是礦床成因及主要控礦因素等方面仍存在較大的分歧。通過實際調查及已有資料分析，明白礦區(qū)的主要控礦因素，為進一步找礦方向提供依據(jù)。

1 區(qū)域地質背景

桂陽縣綠紫坳礦區(qū)位于耒-臨南北向構造帶與邵陽-郴州北西向構造帶的交匯處。處于大義山巖體西南接觸帶上，泗洲山背斜的東翼中，是大義山礦田的重要組成部分。

區(qū)域地層除奧陶系、志留系及白堊系外，自震旦-二疊系均有出露。其中泥盆系-石炭系巖性以碳酸鹽建造為主，間夾海陸交互相碎屑沉積建造及含煤或鐵錳建造，是區(qū)內主要的賦礦巖層。

區(qū)域上經(jīng)歷了多期次的構造活動，區(qū)域構造以斷裂為主、褶皺次之。斷裂以北西向“大義山式斷裂”為主體，控制了大義山巖體的分布，也控制了大義山礦田的展布；其次為近南北向、北東向斷裂，分布在大義山巖體周邊的地層中，少部分北東向斷裂進入巖體。

大義山巖體呈北西向巖基產(chǎn)出，出露面積達290 km2，于印支-燕山期形成，是典型的復式巖體，屬印支期和燕山期二期多階段產(chǎn)物[2]。其中印支期(210～278 Ma)形成的細中粒斑狀(含角閃石)黑云母二長花崗巖；燕山早期早階段(156～185 Ma)形成中細粒斑狀(黑)二云母二長花崗巖；燕山早期晚階段(128～148 Ma)形成細粒斑狀含電氣石二云母正長花崗巖，主要分布于大義山花崗巖南體中北部、北體北部，呈北西走向，為補充期巖體，嚴格受“大義山式構造”控制。與成礦關系密切的主要是燕山早期兩個階段巖體。

大義山花崗巖體從南向北侵入，從早期至晚期有由偏酸性向(貧鈣富堿)酸堿方向演化的規(guī)律；燕山期早期兩個階段花崗巖體中Li、Be、Rb、Cs、Nb、Sn、W、F、As、Sb、Pb、Zn、Cu等元素為克拉克值的數(shù)倍乃至數(shù)十倍。

2 礦區(qū)地質概況

2.1 礦區(qū)地層

礦區(qū)地層自西而東，由老至新，依次為中泥盆統(tǒng)跳馬澗組、棋子橋組、上泥盆統(tǒng)佘田橋組、錫礦山組、岳麓山組、下石炭統(tǒng)孟公坳組。地層呈北北西-南南東方向分布，其中棋梓橋組中厚層刀砍狀含白云質灰?guī)r是礦區(qū)Ⅳ礦體的含礦層。

2.2 構造

由于東側大義山花崗巖體的侵入受到了西邊泗洲山背斜阻擋，產(chǎn)生了近東西向應壓力作用，礦區(qū)外西側一些地層變?yōu)槎竷A斜巖層，產(chǎn)狀為傾向76°～80°，傾角65°～75°。而礦區(qū)內一些地層逐漸發(fā)生倒轉。傾向改變?yōu)?50°～260°，傾角80°～50°，形成了扇形構造。倒轉軸近于礦區(qū)的中西部的料子沖一帶，軸線方向為北北西。

1-下石炭系孟公坳組下段；2-上泥盆系岳麓山組；3-上泥盆系錫礦山組；4-上泥盆系佘田橋組；5-中泥盆系棋梓橋組；6-中泥盆系跳馬澗組；7-燕山早期第一次侵入巖體；8-礦體及編號；9-矽卡巖；10-鐵帽；11-斷層及編號

斷裂構造，主要有F1區(qū)域正斷裂，從礦區(qū)西面邊緣通過，發(fā)生在跳馬澗與棋子橋組地層之間，使兩組地層上、下部缺失，斷層走向北北西，傾向東，傾角70°，地貌上呈一長條形陷落帶，斷裂破碎帶寬窄不一，由數(shù)米至30 m以上，多發(fā)育有硫化礦物是原緑紫坳礦區(qū)6號礦帶的導礦構造。在礦區(qū)中偏西面，綠紫坳至南卡一帶發(fā)育F2斷層。斷層傾向東，傾角約15°。

裂隙構造，由于礦區(qū)的扇形倒轉構造，產(chǎn)生了一些沿走向分布的虛脫構造，特別在地層寬闊和火成巖轉彎凹陷部位較為發(fā)育。裂隙上寬下窄呈楔形，常在480-450 m標高閉合，被地表水沖刷溶蝕形成大的沖溝。另在層間產(chǎn)生層間破碎與滑動，故形成礦液上升充填交代成礦的良好場所，成礦作用一般形成在450 m標高以上。區(qū)內礦體就是由南東東向和南北向、北北東向裂隙控制的。

其次在一些脆性巖石地層中，發(fā)育有北北西，東西向兩組節(jié)理，為礦化細脈及一些方解石脈所充填。

2.3 巖漿巖

礦區(qū)中東部出露的大義山花崗巖體，巖體走向北北西-南南東向，呈巖基體產(chǎn)出。時代屬于燕山期。礦區(qū)出露巖漿巖為斑狀黑云母花崗巖，中-細粒結構，主要礦物成份鉀長石25%～30%，斜長石(更長石)30%左右。其主要礦物包括鉀長石(正長石)50%～60%，斜長石5%～10%，副礦物有磷灰石、鋯石、螢石、鈦鐵礦、白鈦石、獨居石等。酸性花崗巖根據(jù)光譜分析含銅0.001%～0.004%；錫0.001%～0.007%。巖體與圍巖的接觸界線在礦區(qū)內平直，接觸面傾角較陡，為60°～70°，礦區(qū)外南部東卡坪一帶沿走向形成彎曲的內彎。接觸面傾角較緩，一般為30°～40°。礦區(qū)酸性花崗巖及細?；◢弾r的活動與成礦有著較密切的關系，燕山中期及以后的花崗巖是巖體型錫礦的成礦母巖。

2.4 圍巖蝕變

區(qū)內圍巖蝕變種類繁多，主要有矽卡巖化、大理巖化、角巖化、云英巖化。其次有綠泥石化、蛇紋石化、絹云母化、金云母化、螢石化，局部有白云母化、滑石化、電氣石化、綠簾石化、陽起石化、鉀長石化等。與成礦有密切關系的主要是矽卡巖化、角巖化、云英巖化、蛇紋石化、綠泥石化、陽起石化和鉀長石化。金屬硫化物經(jīng)常同這些蝕變相伴而形成工業(yè)價值的礦床。礦區(qū)內矽卡巖主要岀露于礦區(qū)西部和中西部的花崗巖與灰?guī)r的接觸帶。特別是在斷裂裂隙帶中廣泛發(fā)育矽卡巖化，往往在矽卡巖化強烈的位置銅錫富集而形成工業(yè)礦體。

3 礦床地質特征

3.1 礦體的形態(tài)、規(guī)模及產(chǎn)出特征

礦區(qū)內共探明有5個礦體，其中Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ號為銅錫礦體，T-1號為地表風化鐵帽型銅錫鐵礦體。

Ⅰ號礦體位于礦區(qū)東部，走向為北北東至北西向，呈C型半包圍圈，厚19.13～24.52 m，平均厚24.36 m，走向控制460 m，傾向控制175 m，平均品位Cu 0.09%，Sn 1.39%。

Ⅱ號礦體位于礦區(qū)中部，走向北北西向展布。產(chǎn)狀為36°∠45°，平均厚21.92 m，走向控制116 m，延伸控制50～90 m，平均品位Cu 0.09%，Sn 1.1%。

Ⅲ號礦體位于礦區(qū)西部棋梓橋組地層中。產(chǎn)狀210°∠75°，厚度1.84～2.13 m，平均2.03 m,平均品位Cu 0.7%，Sn 0.27%。走向控制30 m，延伸控制60～75 m。

Ⅳ號礦體位于礦區(qū)西部與Ⅲ礦斜交，呈南北向，產(chǎn)狀78°∠77°，厚度1.28～2.19 m，平均1.92 m，平均品位Cu 0.99%，Sn 0.33%。走向延伸20 m，傾向控制60～75 m,走向上有較多的小褶曲。

T-1號鐵帽型銅錫礦體，其由黃色、黑褐色、紅褐色泥土和矽卡巖塊石構成。鐵帽位于地表，褐鐵礦化強烈。其中T-1鐵帽厚度一般為2.26～2.38 m，長寬分別為250 m×180 m；品位變化不大，平均品位Cu 0.35%，Sn 0.22%，賦存低品位礦石。

3.2 礦石特征

礦區(qū)4個原生礦體按礦物的共生組合及礦石主要元素含量劃分出的礦石類型只有一種，即矽卡巖型礦石。礦石礦物主要有磁鐵礦、錫石、黃銅礦、斑銅礦；次為方鉛礦、鐵閃鋅礦；脈石礦物主要有螢石、透輝石、白云石、石英、方解石，次陽起石、透閃石、蛇紋石、絹云母、綠泥石、黃鐵礦、磁黃鐵礦、毒砂等。礦石的結構主要有：半自形不等粒結構，它形晶不等粒結構，交代殘余結構等。礦石的構造主要有：塊狀、條帶狀、脈狀、細脈狀、浸染狀等。

3.3 有用組分及其它組分的含量

有用組分主要為銅、錫。Ⅰ號礦體品位銅較低，平均0.09%；錫0.1%～5.06%，平均1.39%。Ⅱ號礦體銅品位平均0.09%，錫平均1.1%。Ⅲ礦體銅品位0.44%～1.24%，平均0.7%,錫0.1%～0.54%，平均0.27%。Ⅳ礦體銅品位0.5%～1.25%，平均0.99%,錫0.1%～2.17%，平均0.33%。鐵帽型銅錫礦平均品位Cu 0.35%，Sn 0.22%，品位變化為較均勻。

3.4 頂?shù)装搴蛫A層

因礦體主要賦存在巖體接觸帶及巖體內的節(jié)理裂隙中，礦體上下盤圍巖為花崗巖、碳酸鹽巖、矽卡巖。矽卡巖型礦體界線明顯，礦體形態(tài)變化不大、連續(xù)性較好，礦石中礦化較均勻。夾石含量較高，對礦體的完整性將會造成一定的影響。

3.5 礦體氧化程度

礦體地表淺部有不同程度氧化，氧化程度總體往深部減弱。一般氧化深度是5～20 m。

4 礦床成因及找礦標志

4.1 礦床成因

礦區(qū)地表礦化蝕變較強烈，Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ號礦體礦脈出露于地表，Ⅳ號為盲礦體。其中以礦山中部綠紫坳-南卡一帶礦化作用強烈，礦體分布較多。控制礦山成礦主要地質因素為花崗巖接觸帶，花崗巖的凹陷，斷裂、裂隙、破碎和節(jié)理等。形成了一些脈狀、透鏡狀礦體。礦體形狀簡單，變化不大，為一些走向延長及傾斜延伸都具一定規(guī)模的礦體，礦體多呈平行產(chǎn)出。

通過分析區(qū)內現(xiàn)有資料，礦區(qū)礦床是由大義山酸性花崗巖熱液與原碳酸鹽巖，進行物質互換，形成含礦矽卡巖。礦區(qū)成礦元素從中低溫方鉛礦、閃鋅礦到中高溫的毒砂、錫石、黃銅礦的組合特征，反映成礦熱液與巖漿巖關系密切。在空間上，成礦熱液流體運動軌跡是由接觸帶向外接觸帶擴散，通過主斷裂構造的導礦作用，最后在應力較小的次級斷裂、層間滑動帶、層間裂隙及虛脫空間或直接俘虜體中沉積成礦。

4.2 找礦標志

直接找礦標志有矽卡巖、老窿、鐵帽、含銅礦化細脈及氧化的孔雀石、銅藍等。間接找礦標志有：蛇紋石化、透輝石化、白云石化等蝕變帶，以及對成礦起控制作用的斷裂、花崗巖的彎曲凹陷部位，小巖體的活動部位等。同時在蝕變帶有原生暈銅異常的部位也可以幫助找盲礦體。

5 結語

通過以上對礦床地質特征、礦體地質特征礦石以及圍巖蝕變特征研究，得出如下結論:

1)初步確定了該礦床與大義山酸性花崗巖之間的密切關系，燕山中期及以后的花崗巖是巖體型錫礦的成礦母巖。

2)本區(qū)與成礦有密切關系的主要是矽卡巖化、角巖化、云英巖化、蛇紋石化、綠泥石化、陽起石化和鉀長石化，金屬硫化物經(jīng)常同這些蝕變相伴而形成工業(yè)價值的礦床。

3)根據(jù)礦體的產(chǎn)出狀態(tài)、礦石礦物組成，圍巖蝕變特征，確定礦床的成因類型為矽卡巖型銅錫礦床。

4)本區(qū)成礦地質條件好，具有一定的找礦前景。