武夷山隆起北緣永平銅礦地質(zhì)特征及找礦遠景分析

李康東 鄭忠超 羅平 黃鴻新 鄭文斌

(1.江西省地質(zhì)局核地質(zhì)大隊，上饒，335000；2.江西省地質(zhì)局第八地質(zhì)大隊，上饒，334000)

永平銅礦系統(tǒng)找礦勘查工作始于解放后，1958年,江西省地質(zhì)局贛東北大隊在永平銅礦開展了以尋找原生鐵銅礦床為目的普查找礦工作；1965～1974年，開展了系統(tǒng)的地質(zhì)勘探工作；1978～1982年，針對鎢礦進行了補充勘探工作；2009～2019年，對礦區(qū)東側(cè)和深部進行了探邊摸底，進一步擴大了找礦成果。前人在永平銅礦開展了眾多地質(zhì)勘查與科研工作，取得了豐碩的找礦成果和不同的礦床成因認識[1-2]，在永平銅礦及其深邊部還有沒有找礦潛力？這個問題值得進一步去探討。

1 礦區(qū)地質(zhì)概況

永平銅礦位于閩贛地區(qū)武夷山隆起的北緣，區(qū)內(nèi)基底由新元古代周潭巖組構成，上覆石炭系蓋層，上下巖層均有較高的銅、硫、鎢背景值。在近東西向區(qū)域構造背景上，疊加北東-北北東向褶皺、斷裂。區(qū)內(nèi)經(jīng)歷了加里東-印支、燕山期多期次構造巖漿活動。

1.1 地層

礦區(qū)主要出露2套地層，基底地層為新元古代周潭巖組，蓋層主要由晚石炭世藕塘底組等組成(圖1)。周潭巖組上部主要巖性為混合巖夾較多的石英云母片巖、二云母片巖、黑云母片麻巖等，下部主要巖性為混合巖夾少量大理巖化灰?guī)r或矽卡巖透鏡體及黑云斜長片麻巖、石英云母片巖等。藕塘底組為一套陸內(nèi)坳陷環(huán)境下形成的濱淺海相碎屑巖、碳酸鹽巖夾火山碎屑沉積建造，為礦區(qū)的主要含礦層位。

圖1 永平銅礦地質(zhì)簡圖Fig.1 Geological brief map of Yongping copper mine1—晚石炭世藕塘底組；2—新元古代周潭巖組；3—石英斑巖；4—花崗斑巖；5—黑云母花崗巖； 6—鐵帽露頭；7—斷層及編號；8—地質(zhì)界線；9—見礦鉆孔及編號；10—未見礦鉆孔及編號；11—剖面線位置及編號；12—礦區(qū)范圍

1.2 構造

礦區(qū)內(nèi)斷層較為發(fā)育，主要構造方向為北北東向，主要有Fl、F2、F3、F4、F5、F6斷層，斷層走向10°～25°，斷層面傾向東，傾角一般為30°～60°，為一組走向近乎平行的逆斷層；其中Fl和F2斷層與成礦密切相關。

F1斷層：礦區(qū)規(guī)模最大的主斷層，為推覆構造，走向長大于7 000 m，位于天排山倒轉(zhuǎn)背斜的東翼。走向北北東向，總體呈向東凸出的弧形。斷裂面傾向東，傾角淺部較小，為15°～40°，深部較大，可達50°，局部呈舒緩波狀。斷層上盤為周潭巖組混合巖，下盤為藕塘底組石英砂巖和碳酸鹽巖，斷層面兩側(cè)形成典型的“硅和鈣”界面，成為成礦流體聚集沉淀有利的場所。該斷層具有多期活動的跡象，在成礦前就已形成，在成礦期和成礦后又有活動，同時有熱液疊加，是區(qū)內(nèi)Ⅱ礦帶的主要控礦構造。

F2斷層：位于礦區(qū)西部天排山一帶，沿走向長大于5 000 m，與F1斷層近于平行，傾向東，傾角60°～80°。斷層上盤為藕塘底組石英砂巖、大理巖化灰?guī)r，下盤為周潭巖組混合巖，具有明顯的控巖控礦作用，控制了Ⅳ礦體的展布方向。

1.3 巖漿巖

十字頭巖體(161～183 Ma)為燕山期花崗質(zhì)雜巖體，主要出露在礦區(qū)東南部十字頭一帶，呈不規(guī)則的巖株狀分布于周潭巖組地層中，主要巖性為(似斑狀)黑云母花崗巖。巖體產(chǎn)狀、形態(tài)受構造控制，屬被動式侵位。平面上呈“手掌狀”，其長軸總體方向呈北西-南東延伸，剖面上呈上大下小的“火炬狀”，形態(tài)多樣。其主體傾向東，向南東側(cè)伏，該巖體與圍巖界線一般較為清楚，屬突變型。巖體與礦體在空間上關系十分密切，以“蘑菇狀”位居Ⅱ礦體的中心部位，沿走向和傾向距巖體分別為300～500 m和200～300 m處，礦體厚度加大[1]。

1.4 圍巖蝕變

區(qū)內(nèi)圍巖蝕變十分發(fā)育，早期主要為矽卡巖化，中期為綠泥石化、絹云母化、硅化，晚期為碳酸鹽化、硬石膏化、螢石化。蝕變的分布受原巖巖性、構造、熱液的物理化學性質(zhì)制約，空間上后期重疊前期，以礦體集中區(qū)域為中心呈暈圈狀分布。蝕變以矽卡巖化與礦化關系最密切，蝕變礦物主要有石榴石、透輝石、透閃石、陽起石、綠簾石等。空間上，矽卡巖主要發(fā)育在上石炭統(tǒng)藕塘底組碳酸鹽巖中，且發(fā)育程度不一，淺部發(fā)育程度較差，巖性以透閃石-透輝石-石榴石矽卡巖為主，中深部發(fā)育最好，以透輝石-石榴石矽卡巖為主，深部矽卡巖化減弱；平面上，以礦區(qū)中部蝕變最強，南北兩端減弱；與十字頭巖體遠景未見明顯的分帶性，蝕變程度受構造控制明顯，構造發(fā)育的部位蝕變強。

2 礦床特征

2.1 礦體特征

永平礦區(qū)由東向西依次劃分為(Ⅰ～Ⅵ號)6個原生銅礦帶和(Ⅶ號)1個次生銅礦帶。Ⅲ號、Ⅵ號礦帶為盲礦帶，次生礦帶(Ⅶ號)由Ⅰ、Ⅱ礦帶近地表部位次生氧化帶等組成。Ⅱ礦帶為主礦帶，占全區(qū)銅資源量75%，所含4個礦體均呈層狀、似層狀分布于藕塘底組中，其中以底部Ⅱ-4礦體規(guī)模最大，控制走向延伸2 500 m、傾向延伸2 930 m，平均厚度17.97 m、最大厚度達100.93 m，Cu品位0.41%～3.82%。Ⅳ礦體呈似層狀、透鏡狀，傾向東偏南，傾角70°，走向長1 400 m，最大斜深640 m，厚度1.65～87.1 m，Cu品位0.40%～1.84%。沿著十字頭花崗巖體內(nèi)及外接觸帶混合巖中產(chǎn)出鉬礦體，同時分布200～300 m的銅貧化圈(圖2)。

圖2 永平銅礦縱剖面示意圖[3]Fig.2 Schematic diagram of the longitudinal profile of Yongping copper mine1—第四系；2—晚石炭世藕塘底組；3—新元古界周潭巖組；4—燕山期似斑狀黑云母花崗巖；5—石英斑巖；6—花崗斑巖；7—礦體及編號；8—鉬礦化范圍；9—推覆斷層

2.2 礦石特征

全區(qū)礦石以黃銅礦、黃鐵礦類型為主，多具殘余粒狀、膠狀、交代熔蝕、假像、乳濁狀、變晶、壓碎結(jié)構，具層紋狀、條帶條紋狀、細脈狀、網(wǎng)脈狀、細脈浸染狀、交代條紋狀、團塊狀、角礫狀、微晶構造，膠狀黃鐵礦具環(huán)帶狀構造，顯示多次成礦特點。主要礦石礦物有黃銅礦、黃鐵礦、輝銅礦、自然銅、白鎢礦、磁黃鐵礦、方鉛礦、閃鋅礦等(照片1)，主要脈石礦物有石榴石、透輝石、透閃-陽起石、綠簾石、綠泥石、石英、絹云母、方解石、硬石膏等。

照片1 鏡下金屬礦物黃鐵礦(Py)、黃銅礦(Cp)和閃鋅礦(Sp)Photo.1 Photo1 Microscopic metallic minerals pyrite (Py), pyrite (Cp) and Galvanite (Sp)

全區(qū)礦石Cu品位變化在0.5%～1.2%，Cu平均品位0.716%；WO3平均品位0.079%；S品位變化在10%～20%，S 平均品位12.88%；Cu、WO3、S資源儲量均屬大型規(guī)模，并伴有鉬、鉍、鉛、鋅、碲、鎵、鎘、金、銀等。

3 近年勘查進展

3.1 矽卡巖型銅硫礦

2009～2012年，江西省地質(zhì)勘查基金中心對永平銅礦東側(cè)護駕山礦區(qū)進行了地質(zhì)普查工作，沿Ⅱ-4礦體傾向方向進行了追索，傾向延深標高至-1 118 m，且尚未完全控制。見礦厚度為2.52 m～3.59 m，平均3.05 m，獲得Cu金屬量約15萬t，品位0.57%～1.17%，最高達2.03%。鉆孔ZK019深部巖石見有硅化和鉀化，發(fā)育厚36 m的裂隙控制型輝鉬礦化(圖3)。

圖3 永平銅礦—護駕山礦區(qū)A-A′號勘探線剖面圖Fig.3 Section of No.A-A′ exploration line of Yongping copper mine-Hujiashan mine 1—周潭巖組；2—藕塘底組；3—礦體編號；4—斷層編號；5—鉆孔編號

2018～2019年，永平銅礦開展了礦區(qū)范圍內(nèi)深部探礦工作，施工了6個鉆孔，Ⅳ礦體傾向延深增加440 m，控制延深達1 080 m，傾向延深尚未完全控制，且往深部有變緩的趨勢，顯示了較好的找礦潛力。

3.2 十字頭斑巖型鉬礦

永平銅礦十字頭一帶開展早期銅礦找礦評價中發(fā)現(xiàn)鉬礦化，在十字頭花崗巖體東側(cè)施工11個鉆孔對鉬礦化體進行控制，礦體一般厚度1～3 m，最大達16 m。2009～2014年，經(jīng)勘查工作證實該礦區(qū)鉬礦化發(fā)育廣、連續(xù)性好，在十字頭花崗巖體內(nèi)外接觸帶混合巖中發(fā)現(xiàn)厚大鉬礦體，輝鉬礦化主要以細脈充填形式產(chǎn)出，細脈為輝鉬礦+石英組合，其次為輝鉬礦脈，一般分布在-100～-460 m標高以下，且越到深部礦體厚度增大，品位也有升高的趨勢，揭露到厚大的鉬礦體，累計厚度為78.5 m，鉬平均品位為0.071%，初步估算鉬資源量達中型以上規(guī)模。

4 礦床成因探討

永平銅(硫)鎢礦床成因長期以來爭議頗多，有海底火山噴流沉積-混合巖化、動力改造-巖漿熱液疊加改造[3]、變質(zhì)-疊加變生熱液[4]、海相火山-沉積、巖漿活化改造[5]、海底火山-熱液沉積經(jīng)后期構造、巖漿改造疊加[6]以及海底火山噴氣沉積-構造動力再造-巖漿熱液疊加改造[7]、十字頭巖體侵入形成斑巖型鉬礦[8]等。學者根據(jù)華南金屬礦產(chǎn)形成最早時間及其動力學特點，推測伊澤奈奇板塊大約于175 Ma從南東方向向北西俯沖，導致大陸加厚[9]。自 175 Ma左右，中國東部大陸邊緣由于受伊澤奈奇板塊向北西俯沖逐漸成為活動大陸邊緣，沿欽杭古板塊焊接帶發(fā)生俯沖板片重熔，形成巖漿，巖漿高侵位于地表形成了花崗閃長(斑)巖和相關斑巖-矽卡巖銅多金屬礦床，其成巖成礦時間為175～155 Ma。135 Ma之后，中國東部大陸的板塊演化主要為太平洋板塊運動方向發(fā)生轉(zhuǎn)向[10-11]。永平銅礦花崗質(zhì)巖體的侵位年齡為160 Ma[12]，輝鉬礦Re-Os成礦年齡大致為156 Ma[13]，巖漿在上侵過程有較多的地殼物質(zhì)加入。

近期勘查成果顯示，永平銅礦從垂向上自上而下呈現(xiàn)上銅下鉬、水平方向上自內(nèi)向外呈現(xiàn)銅→金(銀)，具有典型的巖漿巖成因特征，而鉬礦具有明顯的斑巖型特點。

5 找礦遠景分析

5.1 深部找礦

永平銅礦少量鉆孔證實了F1和F2下盤石炭紀藕塘底組往深部延伸，并且沿走向上控制長度大于1 600 m和傾向上控制斜深大于1 200 m，具有較大規(guī)模，且經(jīng)鉆孔SC112和SC504驗證在礦區(qū)深部藕塘底組中見有矽卡巖化、大理巖化，具形成矽卡巖型銅多金屬硫化物礦(化)體的條件，為Ⅳ礦體深部繼續(xù)尋找矽卡巖型銅硫礦提供了依據(jù)。

鉬礦體環(huán)繞十字頭花崗巖體分布，巖體外接觸帶200～300 m范圍以內(nèi)是鉬礦化良好的成礦空間，鉬礦體的貯存部位及產(chǎn)狀形態(tài)受接觸帶控制。鉬礦化不僅在混合巖中發(fā)育廣泛，同時在似斑狀黑云母花崗巖中聚集成礦，鉬成礦與十字頭花崗巖體有密切的成因關系，且在ZK019鉆孔深部發(fā)現(xiàn)鉀化蝕變帶，顯示永平銅礦周邊深部存在斑巖型鉬礦可能。

5.2 邊部找礦

對比相鄰剖面礦體形態(tài)和產(chǎn)狀，認為Ⅱ-4礦體沿推覆面產(chǎn)狀變陡，往深部Cu、W礦體具膨大的趨勢，特別是在逆沖推覆面產(chǎn)狀較平緩的構造處具有再現(xiàn)厚大Cu、W礦體的可能，有望擴大銅、鎢礦體規(guī)模。

本文成文過程中得到了江西省地質(zhì)局科研項目“江西銅礦地質(zhì)與勘查”的資助和贛東北大隊教授級高級工程師羅平的幫助，在此深表感謝！