江西萬載縣興源沖銅多金屬礦的構(gòu)造特征及找礦意義

馮國勝，官光輝

(江西省地質(zhì)調(diào)查研究院，江西 南昌 330001)

興源沖礦區(qū)從發(fā)現(xiàn)到詳查十余年，投入了大量人力物力，已施工鉆孔75個，完成鉆探工作量21995.08m。近年來，多位學(xué)者對興源沖銅礦床的成因進(jìn)行了研究，主要觀點(diǎn)有海相-火山噴流沉積與構(gòu)造巖漿熱液改造蝕變巖型[1]、海底噴流熱水沉積型[2]。然而，這些研究多停留在礦床成因方面，礦區(qū)復(fù)雜構(gòu)造對礦床的影響與礦床深部找礦還未見涉及。隨著工作的推進(jìn)，資料的逐步豐富和綜合研究的不斷深入，構(gòu)造與成礦的關(guān)系的討論提上議事日程。據(jù)鉆探資料，礦區(qū)有21個鉆孔揭露到推覆構(gòu)造帶，因此，分析逆沖推覆構(gòu)造對礦體的影響程度及推覆構(gòu)造與礦體的時空位置關(guān)系，對礦區(qū)的深部找礦，乃至欽杭成礦帶銅礦的深部找礦都有著重要意義。

1 區(qū)域地質(zhì)背景

礦區(qū)大地構(gòu)造位置處于北東東向宜豐-景德鎮(zhèn)對接斷裂帶西段，成礦區(qū)帶屬欽杭成礦帶北段之九嶺南緣興源沖-羅城銅礦成礦帶。新元古代青白口紀(jì)早期沉積了一套深灰、灰綠色含菱鐵礦綠泥絹云千枚巖、粉砂質(zhì)絹云千枚巖、變質(zhì)石英粉砂巖，夾多層輝綠巖、細(xì)碧巖、石英角斑巖(鋯石SHRIMP U-Pb年齡（854±10）Ma)、杏仁狀玄武巖組成的地層體。至青白口紀(jì)早期末，發(fā)生了晉寧造山運(yùn)動，細(xì)粒含斑黑云母花崗閃長巖侵入，晚期巖漿分異作用產(chǎn)生的含銅石英脈侵入地層中，含礦建造伴隨地層固結(jié)褶皺，形成區(qū)內(nèi)早期的褶皺基底。

青白口紀(jì)晚期至早古生代末加里東運(yùn)動之前，未發(fā)生造山運(yùn)動，北部以地殼隆升為主，南部形成斷陷盆地，晚古生代石炭紀(jì)、二疊紀(jì)沉積了一套淺濱海碳酸鹽巖、碎屑巖。三疊紀(jì)、白堊紀(jì)沉積了一套含礫砂巖、粉砂質(zhì)泥巖。

燕山早期，宜豐-景德鎮(zhèn)超殼斷裂帶從南南東向北發(fā)生逆沖，燕山晚期運(yùn)動以垂直升降為主，產(chǎn)生斷陷盆地。燕山早期，宜豐-景德鎮(zhèn)超殼斷裂帶發(fā)展為北側(cè)向南南東作逆沖推覆，在礦區(qū)出現(xiàn)北側(cè)南沖、再南側(cè)北沖，即南北對沖的景象，“雙向”推覆形成多層次推覆與滑覆疊合構(gòu)造[3]。興源沖礦區(qū)的蛇綠巖片含銅建造為燕山期由萍樂拗陷帶下部推擠到淺部的準(zhǔn)原地地質(zhì)體。

2 礦區(qū)地質(zhì)

興源沖礦區(qū)銅礦化主要以含銅石英脈的形式賦存在宜豐巖組第二巖片（）眼球狀菱鐵礦層下部變細(xì)碧巖夾層附近的地層中。興源沖礦區(qū)已圈定銅礦化帶2條。其中CuⅠ銅礦化帶包括楓樹坳、野貓沖、喻家沖礦段，全長約8km，寬約200m，呈北東-北東東向展布，已控制一條銅礦體、1～4條低品位銅礦體。礦體近于平行排列。礦體傾向150°～170°，傾角42°～44°，厚度0.50～21.83m，單條礦體延長500～1600m，延深300～650m，礦體平均厚度1.75～3.58m，礦體平均品位為Cu0.89%。礦石中主要有用元素為銅，銀達(dá)伴生礦產(chǎn)綜合利用要求，平均品位大于2.00×10-6；局部金、鉛、鋅可達(dá)工業(yè)品位。經(jīng)估算，獲332+333類銅金屬量4.18萬噸；CuⅡ銅礦化帶包括劉家沖礦段，全長約500m，寬約200m，呈北西-南東向展布制，已揭露控制一條銅礦體、三條銅礦化體，地表見多處銅礦化露頭。礦體傾向200°～220°、傾角40°～75°，礦體厚度0.85～12.23m，平均厚度4.34m，厚度變化系數(shù)93%；Cu品位0.25%～5.57%，礦體平均品位Cu0.80%， Cu品位變化系數(shù)96%。

礦體形態(tài)呈似層狀、微細(xì)脈-寬脈狀，走向上見膨大縮小、尖滅側(cè)現(xiàn)現(xiàn)象，傾向上可見分支復(fù)合現(xiàn)象。礦體總體順千枚理近于平行產(chǎn)出。礦石中的金屬礦物主要為黃銅礦、黃鐵礦為主，次為閃鋅礦、方鉛礦等，非金屬礦物主要為石英、絹云母、白云母、菱鐵礦、綠泥石、白云石等。

3 研究方法

通過宏觀野外地質(zhì)觀察、鏡鑒成果、典型構(gòu)造剖面的解剖及鉆探巖芯的分析，研究構(gòu)造與礦化的關(guān)系。

4 研究結(jié)論

4.1 皺褶構(gòu)造與礦化的關(guān)系

礦區(qū)地層以巖片形式斷層接觸，巖片內(nèi)剪切作用強(qiáng)烈，褶皺也較發(fā)育，石英微細(xì)脈常與千枚理一起褶皺及透鏡化。據(jù)楓樹坳礦段ZK11301資料，孔深135.70m見黃銅礦細(xì)脈隨片理一起褶皺（圖1）。且圍巖變質(zhì)石英粉-細(xì)砂巖或粉砂質(zhì)千枚巖變質(zhì)程度較淺，說明了黃銅礦的海底噴流沉積成因，也說明了該期成礦較早，成礦期或可劃為晉寧期。

4.2 剪切構(gòu)造與礦化的關(guān)系

礦區(qū)地表見銅礦體產(chǎn)于壓扭性構(gòu)造帶中（圖2），構(gòu)造帶厚度約1.2米。含銅變質(zhì)中細(xì)粒石英砂巖呈斷續(xù)透鏡狀產(chǎn)出，單個透鏡大小0.20～0.30米，表面銅的氧化物銅藍(lán)非常醒目，帶中褐鐵礦化較強(qiáng)。銅礦體產(chǎn)狀：210°∠45°。銅礦體下盤褶皺發(fā)育。經(jīng)刻槽取樣分析：Cu品位5.57%。

圖1 ZK11301孔深135.70m黃銅礦化褶皺

圖2 劉家沖礦段透鏡狀銅礦體

銅礦體產(chǎn)于壓扭性構(gòu)造帶中，說明銅礦化早于剪切作用或與剪切作用近于同時。其成礦期或?yàn)榧永飽|期。

宜豐巖組第二巖片中菱鐵礦層經(jīng)過剪切作用，形成透鏡狀、眼球狀（圖3），表現(xiàn)出逆沖性質(zhì)，并具壓扭性特征。在低溫高壓作用下，粉砂質(zhì)絹云千枚巖、絹云千枚巖中的石英脈經(jīng)剪切作用產(chǎn)生流變（圖4），呈透鏡狀、飄帶狀、或局部褶皺，與原巖形成似條帶狀構(gòu)造，常見含銅石英透鏡體。說明銅礦化形成于剪切作用過程中或剪切作用之前。

圖3 菱鐵礦剪切作用特征

圖4 石英脈特征

宜豐巖組下部巖石均經(jīng)歷了兩期剪切作用，早期剪切片理產(chǎn)狀為230°∠35°～75°，晚期剪切片理產(chǎn)狀120°～170°∠35°～70°，晚期剪切作用后期演變?yōu)閺埮ば酝聘矘?gòu)造。

4.3 逆沖斷裂與銅礦化的關(guān)系

圖5 萬載興源沖礦區(qū)推覆構(gòu)造剖面圖

逆沖斷裂（推覆構(gòu)造）斜貫礦區(qū)宜豐巖組，橫跨楓樹坳、野貓沖、喻家沖三個礦段，呈北東-北東東向展布，帶長約8000米，帶寬數(shù)米至數(shù)十米，構(gòu)造帶整體傾向南東，傾角20-70度。構(gòu)造角礫成分主要為粉砂質(zhì)絹云千枚巖、絹云千枚巖、脈石英、白云質(zhì)灰?guī)r、復(fù)成分細(xì)礫巖等，角礫呈主要以次棱角狀、次圓狀、透鏡狀為主，少量棱角狀。說明構(gòu)造應(yīng)力進(jìn)行了轉(zhuǎn)換，早期性質(zhì)應(yīng)為壓扭性，晚期性質(zhì)轉(zhuǎn)為張扭性。角礫大小不一，角礫大小多小于5cm。構(gòu)造帶中裹夾安源組紫家沖段復(fù)成分礫巖或石炭紀(jì)晚世黃龍組白云質(zhì)灰?guī)r、灰晶灰?guī)r巖片或巖塊。石炭紀(jì)晚世黃龍組白云質(zhì)灰?guī)r、微晶灰?guī)r巖塊向北東方向平面位移大于800米，構(gòu)造帶平面上顯示右行剪切。銅礦體位于逆沖斷層上部（圖5）。喻家沖礦段西面鉆孔中見張扭性構(gòu)造帶位于礦體下部，未破壞礦體。東面張扭性構(gòu)造帶中均見含銅脈石英角礫，說明張扭性破碎帶局部對銅礦化起破壞作用。

4.4 礦石鏡下特征分析

據(jù)礦石的光片鑒定成果：黃銅礦呈細(xì)脈狀、微脈狀充填于變質(zhì)石英粉砂巖中，黃銅礦：半自形—它形粒狀，粒徑0.03～1.0mm，反射色為銅黃色，弱非均性可見，部分黃銅礦表面可見錆色，有時沿裂隙和邊部被銅藍(lán)網(wǎng)脈狀進(jìn)行交代，主要沿裂隙分布。部分黃銅礦中包裹少量黃鐵礦，同時可見黃銅礦穿插交代磁鐵礦，可見磁鐵礦被包裹其中；與閃鋅礦、方鉛礦密切共生，部分呈“乳滴狀”分布子閃鋅礦之中，與其構(gòu)成固溶體分離結(jié)構(gòu)。

銅藍(lán)：反射色為深藍(lán)色，強(qiáng)非均性可見（火橙—橙黃）；薄板狀，與黃銅礦密切共生，沿邊部和裂隙網(wǎng)脈狀交代黃銅礦（圖6）。

孔雀石：纖維狀，高倍鏡下可見特有的“翠綠色”內(nèi)反射（圖7），主要沿銅藍(lán)外圍分布或分布于透明礦物石英中及裂隙中。

礦物生成順序：磁鐵礦→黃鐵礦→閃鋅礦→黃銅礦→方鉛礦→銅藍(lán)→孔雀石。黃銅礦呈細(xì)脈狀、微脈狀充填于變質(zhì)中細(xì)粒石英粉砂巖裂隙中，說明了礦化的熱液成因。

圖6 BT15701銅藍(lán)沿裂隙交代黃銅礦

圖7 BT15701翠綠色孔雀石

5 討論

①楓樹坳礦段宜豐巖組中見黃銅礦化微細(xì)脈褶皺，說明了黃銅礦的海底噴流沉積成因，也說明了該期成礦較早，成礦期可劃為晉寧期；銅礦體產(chǎn)于新元古界下部宜豐巖組壓扭性構(gòu)造帶中，黃銅礦呈細(xì)脈狀、微脈狀充填于變質(zhì)中細(xì)粒石英粉砂巖裂隙中，說明了礦化的熱液成因，也說明銅礦化早于剪切作用或與剪切作用近于同時，其成礦期或?yàn)榧永飽|期。因此，興源沖銅多金屬礦為兩期成礦，一期為海底噴流沉積成因，另一期為熱液成因，早期礦化發(fā)生在晉寧期，晚期礦化可能為加里東期。②礦化近于平行產(chǎn)出于石英脈中，說明礦化受構(gòu)造裂隙帶控制。③礦體位于壓扭性-張扭性轉(zhuǎn)換斷層上部，后期張扭性斷層裹夾了三疊紀(jì)晚世紫家沖組淺灰-深灰色塊狀復(fù)成分中細(xì)礫巖、石炭紀(jì)晚世黃龍組白云質(zhì)灰?guī)r、微晶灰?guī)r。說明推覆構(gòu)造發(fā)生時期為燕山期，含銅建造為燕山期由深部推擠到淺部。銅礦體與推覆構(gòu)造的空間位置關(guān)系，為深部找礦指明了方向。

6 結(jié)論

①興源沖銅多金屬礦為兩期成礦，第一期成礦作用發(fā)生在晉寧期，另一期可能為加里東期。②礦體在燕山期從深部推擠至淺部。③深部找礦方向：宜豐巖組內(nèi)大型推滑覆構(gòu)造帶上部，萍樂拗陷帶下部。