銅山口礦區(qū)鎢礦地質(zhì)特征及下步找礦方向

張征兵， 黃 婉， 王 剛， 王 磊， 余興江(大冶有色金屬有限責(zé)任公司， 湖北 大冶 435100)

1 前言

長江中下游地區(qū)是我國重要的鐵銅成礦帶之一，鄂東南礦集區(qū)是其重要組成部分，區(qū)內(nèi)礦床以鐵、銅為優(yōu)勢礦種，還發(fā)育有大型的金、鎢、鉬等礦床。礦床類型主要為矽卡巖型和矽卡巖- 斑巖復(fù)合型[1-3]。銅山口位于鄂東南礦集區(qū)西南部，該礦床與花崗閃長斑巖有密切的時(shí)空和成因聯(lián)系，圍巖為碳酸鹽巖。圍巖蝕變獨(dú)具特色，斑巖體內(nèi)以鉀化、鉀硅化、絹英巖化為主并具帶狀分布的特點(diǎn)，與狹義的斑巖型礦床類似，巖體外圍以矽卡巖化、蛇紋石化、綠泥石化為主，與矽卡巖礦床類似，而網(wǎng)脈狀矽卡巖化發(fā)育與后者又有明顯的區(qū)別。礦體既有環(huán)繞巖體呈筒狀產(chǎn)出，又有沿地層界面產(chǎn)出的似層狀礦體、受捕虜體控制的透鏡狀礦體。礦石既有矽卡巖型礦石，又有斑巖型礦石、角礫巖型礦石。因此它既有別于典型斑巖型，又有別于典型矽卡巖型，故稱其為矽卡巖- 斑巖復(fù)合型礦床。近年來，隨著勘查工作的進(jìn)行，在其深部發(fā)現(xiàn)的(含)鎢礦體為又一找礦發(fā)現(xiàn)。本文從區(qū)域內(nèi)鎢礦成礦地質(zhì)特征、成礦模式以及下步工作方向等方面進(jìn)行探討。

2 礦區(qū)地質(zhì)特征

礦區(qū)地層主要為中下三疊統(tǒng)嘉陵江組(T1-2j)，主要包含兩個(gè)巖性段。

第一巖性段：主要為白色薄層- 中厚層狀白云巖和灰質(zhì)白云巖，厚約50～214m。

第二巖性段：主要為灰白色—淺黃色薄—中厚層狀大理巖夾白云巖或白云質(zhì)大理巖，多泥質(zhì)條帶和縫合線構(gòu)造，厚約46～125m。

大理巖多為變晶粒狀結(jié)構(gòu)，常見石榴子石—透輝石—黃銅礦—黃鐵礦脈、綠泥石—黃鐵礦脈、綠簾石脈、石英- 黃銅礦—黃鐵礦—輝鉬礦脈，且趨向巖體表現(xiàn)出明顯的蝕變分帶的特征。礦區(qū)東南部的部分鉆孔中可見大理巖中發(fā)育灰質(zhì)條帶，局部出現(xiàn)小段的碳質(zhì)灰?guī)r和生物碎屑灰?guī)r。

礦區(qū)主要巖漿巖為花崗閃長斑巖巖株、巖脈和石英閃長斑巖巖筒。

花崗閃長斑巖巖株受天臺山東西向斷裂和北東向的銅山口傾伏背斜控制，由南東向北西侵入到三疊系碳酸鹽巖地層中。地表出露為兩部分：一是獅子山巖瘤，一是金竹頂巖株。巖株出露直徑500～600m，面積約0.33km，呈上大、下小的似蘑菇狀，屬燕山早期第三階段產(chǎn)物，在各個(gè)鉆孔中分布廣泛。

石英閃長玢巖體分布較為局限。根據(jù)已有的地質(zhì)資料，石英閃長玢巖巖筒切割花崗閃長斑巖巖株和主要礦體，又伴有銅、鉬礦化，對早期形成的銅、鉬礦體進(jìn)行疊加[4]。礦床地質(zhì)如圖1所示。

1—銅礦體；2—花崗閃長斑巖；3—鉬礦體；4—鐵帽；5—厚- 巨厚層含燧石結(jié)核灰?guī)r；6—厚層- 巨厚層灰?guī)r；7—白云巖、角礫狀白云巖；8—白云質(zhì)灰?guī)r、灰?guī)r；9—靶區(qū)范圍投影

區(qū)內(nèi)構(gòu)造樣式主要為褶皺、斷層、節(jié)理構(gòu)造系統(tǒng)。區(qū)內(nèi)主要褶皺為銅礦山傾伏背斜，位于天臺山倒轉(zhuǎn)向斜的軸部偏北翼，在礦區(qū)東部沿沖溝向牛鼻峰延伸，走向10°～50°，至17線以南逐漸傾沒，由三疊系中—下統(tǒng)碳酸鹽地層組成。次一級褶皺有金竹頂向斜、銅礦山背斜、銅山口向斜和獅子山傾伏背斜。區(qū)內(nèi)規(guī)模較大的斷裂有3條，均屬逆斷裂性質(zhì)。F1為成礦前斷裂，F(xiàn)3、F4為成礦后斷裂。

3 礦體及蝕變特征

3.1 礦體特征

銅山口銅(鉬)礦床是一典型的矽卡巖- 斑巖復(fù)合型礦床，礦體受構(gòu)造、巖漿巖與地層三因素控制，燕山早期第二次侵入的花崗閃長斑巖與大理巖的接觸帶，控制主要礦體的空間分布、形態(tài)、產(chǎn)狀。銅(鉬鎢)礦體主要賦存于接觸帶的外帶，在三疊系中—下統(tǒng)嘉陵江白云巖(T1-2j)與三疊系下統(tǒng)大冶灰?guī)r(T1dy)層間裂隙構(gòu)造帶附近的層間盲礦體也占有一定的比例。賦存于巖體內(nèi)捕虜體及巖體中的斑巖型礦體較為次要。礦體賦存的主要部位，一般距接觸帶0～40m，最大80m。礦體沿傾向延深，具有尖滅再現(xiàn)、平行側(cè)列等規(guī)律。

Ⅰ號礦體規(guī)模最大，占全區(qū)總儲量的60%。環(huán)繞著花崗閃長斑巖巖株主接觸帶分布，周邊長約2 100m，其形態(tài)完全受花崗閃長斑巖巖株與碳酸鹽巖地層的接觸帶控制，地表呈橢圓環(huán)帶狀，直徑約600m，因東部為火成巖阻隔，將圓環(huán)切開缺口，立體形態(tài)似一向南東傾斜的“花瓶”；礦體隨接觸帶彎曲，局部呈S形，其產(chǎn)狀較陡，傾向南東，傾角50°～80°，厚10～40m，最厚達(dá)100m，斜深300～600m。礦體上部較厚，向深部厚度變小，但深至700m仍未尖滅。具體地質(zhì)圖如圖2所示。

圖2 銅山口銅鉬礦床立體地質(zhì)圖

3.2 蝕變特征

銅山口礦區(qū)具有典型的斑巖型—矽卡巖型復(fù)合型礦床圍巖蝕變，蝕變的類型比較多，主要有鉀長石化、硅化、絹云母化、矽卡巖化、蛇紋石化、綠泥石化、碳酸鹽化等。不同的蝕變具有不同的特征礦物種類和礦物組合，因而所形成的蝕變巖巖石特征也就不同。

1)水平分帶

具有典型的斑巖銅礦蝕變分帶模式，各種蝕變類型均以巖體為中心，環(huán)繞巖體分布，且各蝕變類型在空間上有不同程度的疊加，從巖體內(nèi)部向圍巖，大致可劃分為鉀化帶—鉀硅化帶—絹英巖化帶—矽卡巖帶—矽卡巖化帶—蛇紋石化帶—大理巖化帶，且不同蝕變帶有著不同的礦化特點(diǎn)，具體見表1。

表1 銅山口礦區(qū)蝕變礦化分帶特征一覽表

鉀化帶：處于花崗閃長斑巖體中心，帶寬約100m，以鉀化、黑云母化為主。鉀化主要為早階段鉀質(zhì)交代，變斑晶大小為0.5～3cm，最大者可達(dá)5cm以上。黑云母化為黑云母交代角閃石，完全交代時(shí)，可出現(xiàn)黑云母呈角閃石菱形假晶。礦化較弱，局部見浸染狀銅鉬礦化。

鉀硅化帶：處于鉀化帶外側(cè)，與鉀化帶漸變接觸，帶寬約150m，以鉀化、硅化為主。鉀化兩階段均有見，硅化呈石英脈形式產(chǎn)出，鉀長石脈與石英脈常呈網(wǎng)脈狀產(chǎn)出，巖石中黑云母減少。礦化較弱，局部細(xì)脈(網(wǎng)脈)、浸染狀銅(鉬)礦化。

絹英巖化帶：處于鉀硅化帶外側(cè)，與鉀硅化帶漸變接觸，帶寬200～400m，以絹云母化、綠泥石化為主，次為硅化、鉀化，巖石中黑云母含量較之鉀硅化帶更少。礦化較強(qiáng)，多見細(xì)脈(網(wǎng)脈)、浸染狀銅(鉬)礦化，局部可達(dá)工業(yè)品位。

矽卡巖帶：處于巖體與圍巖接觸部位，與絹英巖化帶截然接觸，帶寬10～80m，為塊狀石榴子石透輝石矽卡巖，為Ⅰ號主礦體賦存部位，塊狀、粗脈及稠密網(wǎng)脈狀銅礦化。

矽卡巖化帶：處于矽卡巖帶外側(cè)，與矽卡巖帶截然接觸，帶寬100～200m，為脈狀石榴子石、透輝石矽卡巖化。礦化較強(qiáng)，分布于矽卡巖脈中，為粗脈及稀疏網(wǎng)脈狀銅礦化。

蛇紋石化帶：處于矽卡巖化帶外側(cè)，與矽卡巖化帶截然接觸，帶寬50～150m，以蛇紋石化、綠泥石化為主。礦化較弱，局部見細(xì)脈(網(wǎng)脈)狀銅(鉬)礦化。

大理巖化帶：處于蛇紋石化帶外側(cè)，與蛇紋石化帶截然接觸，帶寬覆蓋整個(gè)礦區(qū)。礦化弱，偶見星點(diǎn)狀銅礦化。

2)垂直分帶

熱液蝕變垂直分帶不明顯。礦化垂直分帶較為明顯：-400m以上主要以銅礦為主，次為鉬礦；-400m以下主要為鎢鉬礦，次為銅礦。

4 礦體成因及靶區(qū)預(yù)測

4.1 深部鎢礦體成因探討

近年來，隨著勘查工作的深入，在深部發(fā)現(xiàn)鎢礦體，礦石礦物主要為白鎢礦，多以浸染狀產(chǎn)于接觸帶及其附近；既有以單一的鎢礦體形式產(chǎn)出，也有作為銅和鉬的伴生元素產(chǎn)于銅(鉬)礦體中；單一的鎢礦體多呈透鏡狀或似層狀產(chǎn)出，礦體形態(tài)主要受接觸面產(chǎn)狀控制，具有工業(yè)價(jià)值礦體埋深多在500m以下，主要產(chǎn)于石榴子石矽卡巖中或透閃石化、綠簾石化和碳酸鹽化等蝕變巖中。

本區(qū)內(nèi)其他(含)鎢礦床對比見表2，可見區(qū)內(nèi)鎢銅礦床主要與燕山期巖漿侵入作用形成的小巖體有關(guān)，成礦緊隨成巖幾乎同時(shí)發(fā)生。成礦地質(zhì)作用主要為巖漿巖與碳酸鹽巖圍巖的接觸交代作用，巖漿期后熱液充填交代作用。巖漿巖與碳酸鹽巖侵入接觸，由滲濾- 擴(kuò)散交代作用形成矽卡巖體及礦體。礦床成礦物質(zhì)特別是硫主要來源于深部巖漿；成礦流體以巖漿水為主，有部分大氣降水參與，成礦元素主要來源于深部，與巖漿同源，主要金屬礦物形成于中—高溫?zé)嵋弘A段，成礦元素經(jīng)高—中溫(263℃～405℃)呈多階段多期次的成礦作用而富集；礦體受接觸帶或巖體附近的硅鈣界面及層間破碎帶的控制，與矽卡巖有密切的空間關(guān)系。礦床成因類型為接觸交代矽卡巖型銅鎢鉬礦。

表2 鄂東南地區(qū)(含)鎢礦床特征對比

總結(jié)區(qū)域規(guī)律可見，本區(qū)內(nèi)(含)鎢礦床中巖漿巖巖性與演化過程，構(gòu)造控制與格局以及圍巖地層與其他不含鎢礦床并無差別，但是這些(含)鎢礦床均分布于本區(qū)域南部，結(jié)合前人研究表明，本區(qū)正處于不同巖石圈陸塊的拼接地帶，其基底由南北兩部分組成，南部為江南式基底，北部為川中式基底，江南式基底相比川中式基底更為富集Cu和W等成礦元素，因此考慮南部小巖體含鎢特性，應(yīng)該與巖漿侵入過程中同化混染了一部分基底物質(zhì)有關(guān)，說明本區(qū)南部的小巖體具有進(jìn)一步尋找鎢礦的潛力。

4.2 找礦靶區(qū)預(yù)測

礦區(qū)深部Ⅰ號礦體傾斜延深部有較大的找礦前景。其中33線北至22線北，銅礦體向深部沒有控制；28線北至18線北，巖體北緣接觸帶礦體向深部有較大延伸。30線南至18線，巖體南緣接觸帶礦體向深部有較大延伸。巖體頂部接觸帶自20線向南東傾斜方向仍然未控制，具體如圖3所示。

1—地質(zhì)界線；2—已探明銅礦體；3—預(yù)測礦體

5 結(jié)論

(1)礦體主要產(chǎn)于巖體與圍巖的外接觸帶中，部分在內(nèi)接觸帶中，近巖體處為斑巖型礦化，向外逐漸過渡到矽卡巖型礦化，為一個(gè)矽卡巖- 斑巖復(fù)合型礦床。

(2)從巖體內(nèi)部向圍巖，蝕變帶大致可劃分為鉀化帶—鉀硅化帶—絹英巖化帶—矽卡巖帶—矽卡巖化帶—蛇紋石化帶—大理巖化帶。

(3)區(qū)內(nèi)鎢銅礦床主要與燕山期巖漿侵入作用形成的小巖體有關(guān)。南部小巖體含鎢特性，應(yīng)該與巖漿侵入過程中同化混染了一部分基底物質(zhì)有關(guān)。

(4)銅山口礦區(qū)深部Ⅰ號礦體傾斜延深部有較大的找礦前景。