廣西金秀縣雅當銅礦床成礦地質(zhì)特征分析

何際高

摘 要：文章全面收集、整理雅當銅礦床成礦各項的地質(zhì)特征，為進一步開展礦區(qū)成礦規(guī)律的研究提供基礎(chǔ)資料。

關(guān)鍵詞：廣西金秀縣；雅當銅礦床；成礦地質(zhì)特征

中圖分類號：P618.5 文獻標識碼：A 文章編號：1006-8937（2016）08-0066-04

1 概 況

廣西金秀縣雅當銅礦床位于大瑤山隆起的西北側(cè)邊緣部位，是大瑤山北西段銅多金屬礦帶的重要組成部分。該成礦帶位于桂東北—桂中坳陷和大瑤山隆起結(jié)合部位，地處大瑤山復(fù)式背斜的北西翼，是廣西主要的有色金屬與貴金屬礦產(chǎn)資源基地之一，該區(qū)具有較大銅礦找礦潛力。

礦田范圍出露地層有寒武系、泥盆系、石炭系、二疊系及第四系，其中以寒武系、泥盆系地層出露最為廣泛，區(qū)域礦產(chǎn)絕大部分產(chǎn)出在泥盆系地層中。寒武系和泥盆系下統(tǒng)地層之間呈角度不整合接觸。其中寒武系由一套地槽型沉積的碎屑巖組成，具復(fù)理石韻律建造特征，主要分布于西部和南部大瑤山一帶，構(gòu)成了大瑤山復(fù)式背斜核部；下泥盆統(tǒng)為地臺型沉積，具有陸屑和含鐵建造特征，圍繞大瑤山凸起邊緣，大面積出露于東部和北部地區(qū)，組成了準地臺覆蓋層。

大瑤山隆起基底褶皺在廣西運動階段形成，由元古界和下古生界淺變質(zhì)巖組成，經(jīng)歷加里東期、印支期和燕山期的強烈構(gòu)造運動。褶皺和斷裂構(gòu)造發(fā)育，形成一系列緊密線狀復(fù)式褶皺和不同方向的斷裂。志留紀末發(fā)生強烈加里東運動，褶皺早期隆起時受區(qū)域變質(zhì)作用，使砂巖和頁巖輕微變質(zhì)，同時結(jié)束了地槽沉積歷史。中三疊世末，發(fā)生強烈印支運動，從而結(jié)束海相沉積歷史，形成一系列橫跨褶皺，疊加在加里東期褶皺上。燕山期地殼運動表現(xiàn)為斷塊運動和酸性、中—酸性巖漿侵入。本區(qū)域經(jīng)歷了多期構(gòu)造運動，伴隨多期（隱伏）巖漿活動及成礦作用，具有良好的成礦條件。

2 地層及巖漿巖的特征

雅當?shù)V區(qū)主要地層（也是銅礦體的主要含礦地層）為泥盆系下統(tǒng)蓮花山組（D1l）中厚層狀紫紅色細粒石英砂巖夾淺灰色石英砂巖和第四系（Q）。

雅當銅礦區(qū)范圍內(nèi)未見有巖漿巖出露，據(jù)區(qū)域磁測重測資料顯示，本礦區(qū)存在隱伏巖體。

3 構(gòu)造特征

礦區(qū)位于“廣西山字型”構(gòu)造前弧東翼內(nèi)側(cè)，大瑤山復(fù)式背斜西翼，因受到擠壓作用的影響，形成的褶皺多為兩翼寬緩的水平褶皺，規(guī)模大小不等，有的受斷層破壞而影響其完整性。背向斜同等發(fā)育，使其裂隙發(fā)育，巖性比較破碎，但總的巖層產(chǎn)狀傾向北西，傾角8～25 °，為一平緩的單斜構(gòu)造。

礦區(qū)東南部發(fā)現(xiàn)有規(guī)模較大的區(qū)域性大斷裂帶，屬平樂—荔浦區(qū)域性大斷層的一部分，斷層具有多期活動性質(zhì)，斷層走向北東、傾向北西。

礦區(qū)內(nèi)與區(qū)域斷層近平行的次一級斷裂構(gòu)造發(fā)育，斷層具有分支復(fù)合現(xiàn)象，銅礦脈主要受次級斷層破碎帶的控制。

3.1 成礦期斷層顯示張性構(gòu)造特征

斷層破碎帶寬度0.50～3.0 m，局部地帶達5.0 m，斷面傾向北西，傾角80 °，屬陡傾角斷層。銅礦脈充填于成礦期斷層中，礦脈與圍巖邊界不平直，常見有梳狀構(gòu)造石英脈，沿走向及傾向見有膨大收縮、分支復(fù)合及尖滅再現(xiàn)現(xiàn)象，礦體與頂?shù)装鍑鷰r的之間的接觸界線較為清楚，不存在過渡帶，近礦圍巖未見有銅礦化，只是沿接觸面硅化重結(jié)晶緊密結(jié)合在一起，結(jié)合程度較好，以充填方式存在于張性斷層中，如圖1和圖2所示。

3.2 成礦后斷層具有壓扭性多期繼承性活動特征

成礦后期斷層沿早期成礦構(gòu)造發(fā)育，其延伸、延長均大于成礦期構(gòu)造，斷層面平直，穩(wěn)定性較好，局部沿早期礦脈中通過，使早期形成的多金屬硫化物破碎成為角礫狀分布于斷層破碎帶中，有時見有早期硫化物脈角礫在構(gòu)造帶中發(fā)生旋轉(zhuǎn)現(xiàn)象；晚期壓扭性構(gòu)造面有時從早期礦脈與圍巖的接觸帶通過，由于早期成礦構(gòu)造沿走向不穩(wěn)定，成礦期構(gòu)造較為平直，因而常見后期構(gòu)造時而從礦脈上盤通過，時而從礦體下盤通過，使早期礦體連續(xù)性遭到破壞，早期礦脈因后期構(gòu)造的破壞，在破碎帶中呈角礫狀或透鏡狀斷續(xù)分布；成礦后的構(gòu)造具有多期活動，礦區(qū)見有成礦后的壓剪性斷裂順脈將銅礦脈剪切開，經(jīng)張性構(gòu)造活動張開使圍巖角礫、礦石角礫、斷層泥等充填，再經(jīng)壓扭性、剪切性等多期構(gòu)造活動擠壓錯動形成現(xiàn)在所見的礦體現(xiàn)象；成礦后斷層具有繼承性活動，成礦后期斷層具有壓扭性右行平移構(gòu)造特征，如圖3和圖4所示。

礦體受成礦期構(gòu)造的影響及成礦后期剪切構(gòu)造的破壞，成礦后礦體被構(gòu)造破碎，同時見有后期石英脈膠結(jié)充填早期礦石角礫、礦石裂隙及充填于圍巖的裂隙中，并硅化交代圍巖。

4 礦體形態(tài)特征

金秀縣雅當銅礦床賦礦層位及巖性為泥盆系下統(tǒng)蓮花山組上段紫紅色細砂巖，礦體大致特征如下：

礦體出露標高為531～110 m。據(jù)采樣工程揭露，礦體厚度一般為0.20～2.90 m，平均厚度1.09 m，厚度變化系數(shù)為63.71%；礦石品位Cu 0.30～26.55%，平均品位2.64%，品位變化系數(shù)為125.37%；礦體總體產(chǎn)狀310 °～335 °∠70 °～83 °，屬陡傾角礦體。地表往下0.5～3 m礦體氧化較嚴重，氧化礦物有孔雀石、藍銅礦、褐鐵礦、針鐵礦等，斷層帶內(nèi)由硅化砂巖、砂巖角礫、礦石角礫、石英巖等組成。

總的來說，斷層破碎帶連續(xù)性一般，賦存其中的銅礦體屬于較穩(wěn)定～不穩(wěn)定、有用組分分布較均勻、構(gòu)造對礦體形態(tài)影響較小、礦體形態(tài)復(fù)雜的中小型銅礦體。礦化破碎帶及礦體切割泥盆系下統(tǒng)蓮花山組地層。

5 礦石類型及礦物組成和結(jié)構(gòu)特征

5.1 礦石類型

礦石類型為含銅破碎帶角礫巖礦石。

5.2 礦石礦物組成

礦石光片鑒定及電子探針結(jié)果表明，金屬礦物以黃銅礦、黃鐵礦為主，其次為斑銅礦、黝銅礦、閃鋅礦、方鉛礦、銅藍、孔雀石、藍銅礦、褐鐵礦、鏡鐵礦等，黃鐵礦具有多期（階段）成礦的特征；脈石礦物主要為石英、重晶石、鈉長石、絹云母等。主要礦物特征為：

5.2.1 黃銅礦（CuFeS2）

半自形-它形粒狀結(jié)構(gòu)，細脈狀、浸染狀沿黃鐵礦裂隙充填交代黃鐵礦。

黃銅礦也是礦區(qū)內(nèi)主要的礦石礦物，在礦石礦物中其含量僅次于黃鐵礦。呈團塊狀、細脈狀、網(wǎng)脈狀、浸染狀分布礦石中或交代黃鐵礦，可見少量斑銅礦、銅藍等交代黃銅礦，礦物粒度一般為細粒，一般約為0.005～0.5 mm。在鏡下呈銅黃色，一般為半自形-它形晶，與閃鋅礦、黝銅礦共生。

黃銅礦的主要成分為Cu、Fe、S，電子探針波譜分析其含量（wB%）范圍分別為：Cu 33.65%～43.63%，平均36.99%，F(xiàn)e 23.88%～30.36%，平均28.18%，S 32.08%～34.92%，平均33.82%；與黃銅礦的理論組成（wB%）：Cu 34.56%，F(xiàn)e 30.52%，S 34.92%，銅含量明顯增高，而鐵含量明顯降低，硫含量與標準值接近，可能是黃銅礦被輝銅礦交代造成銅增高，黃銅礦中的Co/Ni比值大于等于1，顯示黃銅礦具有混合來源的特征。

5.2.2 斑銅礦（Cu5FeS4）

斑銅礦也是本區(qū)域僅次于黃銅礦的銅礦物之一，主要以沿邊部交代黃銅礦轉(zhuǎn)變而來，具有交代結(jié)構(gòu)，其中含有黃銅礦的交代殘留，在顯微鏡下斑銅礦主要呈淡玫瑰紅色，它形粒狀結(jié)構(gòu)，表明其形成于黃銅礦之后，如圖5、圖6所示。斑銅礦不甚穩(wěn)定，被輝銅礦或銅藍所交代，表明其形成在輝銅礦、銅藍之前，礦物成分的相互交代關(guān)系反映出本區(qū)成礦作用過程中氧逸度在不斷的升高，硫逸度不斷的降低，表明是在抬升過程中形成，可能與區(qū)域逆沖推覆的構(gòu)造有直接的關(guān)系。斑銅礦電子探針波譜分析結(jié)果可以看出，斑銅礦中Co/Ni約等于1，同樣顯示其具有巖漿和地層混合來源的特征。

5.2.3 石 英

常呈乳白一灰白色，半透明、少數(shù)為透明，細粒為主、部分為粗粒。分三個階段產(chǎn)出：早期階段是形成于圍巖或破碎帶中的硅化石英，形成于熱液作用的早期階段，為圍巖破碎后富含硅質(zhì)熱液交代砂巖，使砂巖重結(jié)晶或石英重新生長形成，后期經(jīng)破碎呈次棱角狀—棱角狀石英碎屑產(chǎn)出、粒度粉-細粒級為主，粒徑一般為0.05～0.15 mm；第二階段石英為脈狀石英，呈他形粒狀、細脈狀、團塊狀或粒狀集合體與金屬硫化物共生，與金屬硫化物一起呈脈狀產(chǎn)出，少量沿圍巖張性裂隙呈脈狀-網(wǎng)脈狀穿插交代圍巖，后期局部受斷裂構(gòu)造破碎呈角礫狀分布于破碎帶中；第三階段石英為脈狀石英，與少量黃鐵礦-碳酸鹽一起呈脈狀充填在斷層破碎帶的裂隙中及角礫之間，形成脈狀、網(wǎng)脈狀、角礫狀、團塊狀礦石，但與該階段石英共生的黃銅礦較少。

5.2.4 重晶石

自形或半自形結(jié)構(gòu)，透鏡體狀構(gòu)造。在脈石礦物中占的比例不大，主要形成于晚期階段的石英方解石脈中、或形成在礦體上部的脈石中，其含量小于5%。

5.2.5 鈉長石

自形或半自形板柱狀，半透明-透明。與石英硫化物一起呈脈狀產(chǎn)出，在脈石礦物中占的比例不大，小于3%。

5.3 礦石結(jié)構(gòu)構(gòu)造

氧化礦石常呈不規(guī)則粒狀結(jié)構(gòu)，松散塊狀、砂狀、蜂窩狀、土狀及粉末狀構(gòu)造。

5.3.1 原生礦石結(jié)構(gòu)

自形-半自形粒狀結(jié)構(gòu)、它形晶粒狀結(jié)構(gòu)、碎裂結(jié)構(gòu)、交代結(jié)構(gòu)、包含結(jié)構(gòu)、交代殘余結(jié)構(gòu)等；

5.3.2 礦石構(gòu)造

致密塊狀構(gòu)造、板狀構(gòu)造、條帶狀構(gòu)造、細脈-浸染狀、脈狀構(gòu)造、角礫狀構(gòu)造。

原生礦石經(jīng)多期次動力、熱液蝕變作用及交代結(jié)構(gòu)，包含結(jié)構(gòu)，交代殘余結(jié)構(gòu)，轉(zhuǎn)變?yōu)閴核榻堑[、碎粒結(jié)構(gòu)，呈不規(guī)則的棱角狀、次棱角狀構(gòu)造。如圖7、圖8、圖9、圖10所示。

5.4 圍巖與蝕變

本區(qū)含銅礦脈主要產(chǎn)于泥盆系下統(tǒng)蓮花山組，其主要圍巖為紫紅色細砂巖，偶夾薄層含炭質(zhì)頁巖。礦脈沿斷裂帶以充填作用為主，圍巖蝕變相對較弱，礦體與圍巖界線清楚；礦區(qū)內(nèi)所產(chǎn)生的蝕變現(xiàn)象主要是熱液作用的早期階段所產(chǎn)生的硅化、重晶石化、絹云母化和綠泥石化，宏觀上見到紫紅色細砂巖或紫紅色泥質(zhì)粉砂巖褪色呈灰色，或紫紅色粉砂巖被硅質(zhì)交代成為白色，圍巖破碎強烈地段現(xiàn)象明顯，交代作用主要沿裂隙面逐步發(fā)生，向外逐漸減弱，顏色呈漸變。蝕變部位主要產(chǎn)生于沿斷層形成的礦脈體內(nèi)以及由動力地質(zhì)作用形成的碎裂巖帶內(nèi)，礦脈與圍巖的接觸面上，完整的圍巖中一般未見蝕變現(xiàn)象。

6 礦床地球化學特征

6.1 硫同位素

對雅當銅礦床及其周邊礦區(qū)硫化物硫同位素進行了測定，本區(qū)硫化物δ（34S）分布范圍為1‰～10.2‰，塔式效應(yīng)較為明顯，但其分散性大，說明硫的來源具有多樣性；不同硫化物的δ（34S） 的極值離差沒有明顯區(qū)別，說明其分餾較為一致。

區(qū)域硫同位素統(tǒng)計（28個樣）結(jié)果：

①重晶石的硫同位素δ（34S）=+11.77×10-3～+30.09×10-3） ，相當于海水硫酸鹽δ（34S） 的分布范圍，說明重晶石中硫來源單一，主要與地層中封存的與沉積物同時沉積的海水有關(guān)；

②硫化物δ（34S）=-21.0×10-3～+10.43×10-3，塔式效應(yīng)不明顯，分散性大，說明硫的來源具有多樣性；

③不同硫化物的δ（34S）的極值離差也有所不同，表現(xiàn)出一定的規(guī)律性：即閃鋅礦<方鉛礦<黃鐵礦。

由上述分析可知，礦床中的硫有多種來源：形成重晶石的硫均來自沉積期的海水硫酸鹽，部分硫化物方鉛礦、閃鋅礦及黃鐵礦中的硫也來自海水硫酸鹽，顯示以重硫34 S為主（δ 34 S為正值）；部分硫化物黃鐵礦、閃鋅礦及方鉛礦中的硫以輕硫為主（δ34 S為負值），表示其硫來自生物成因；還有部分硫化物黃鐵礦、閃鋅礦及方鉛礦δ34S值接近0，與隕石硫相近，表明其硫來自深源巖漿。

對比分析發(fā)現(xiàn)，閃鋅礦中硫來源相對穩(wěn)定，而黃鐵礦中的硫來源最為復(fù)雜，黃銅礦、方鉛礦介于二者之間，這可能與黃鐵礦的成礦期和生成階段有關(guān)。從前面對礦床成礦期成礦階段劃分可知，黃鐵礦的形成具有多期、多世代特征，它可以在同生沉積階段形成，也可以在成巖期產(chǎn)生，還可以在成巖期后的巖漿流體及熱鹵水改造期形成。

綜上所述，本區(qū)重晶石及硫化物中的硫主要來源于地層，少部分硫可能來自深源的巖漿作用，這與區(qū)域上所見到的在巖體周圍礦化蝕變較弱所反映的特征一致。

6.2 鉛同位素

雅當?shù)V區(qū)鉛同位素結(jié)果：黃銅礦、黃鐵礦鉛同位素206 Pb/ 204 Pb為18.44～19.494，207 Pb/204Pb為15.718～15. 805， 208 Pb/ 204 Pb 為38. 814～40.704，數(shù)據(jù)表明本區(qū)黃銅礦、黃鐵礦中鉛同位素各比值分布范圍變化較大，為較不穩(wěn)定和均一的鉛，表明本區(qū)鉛同位素經(jīng)歷了兩個或兩個以上演化階段的特點，多數(shù)礦床（ 礦點） 為異常鉛，個別顯示正常鉛。這一現(xiàn)象與本區(qū)黃銅礦、黃鐵礦的成礦期成礦階段劃分一致，表明本區(qū)銅礦床具有多期演化的特征，經(jīng)歷了風化剝蝕、搬運沉淀、后期熱液改造等多個階段。

與區(qū)域銅礦鉛同位素特征有所不同，區(qū)域鉛鋅礦中方鉛礦的鉛同位素：206 Pb/ 204Pb為17.966 ～18.784；

主區(qū)段為18.141～18.494；207 Pb/ 204Pb為15.371～15.826，

主區(qū)段為208 Pb/ 204 Pb ； 208 Pb/ 204 Pb 為37.777～39.045；

主區(qū)段為38.305～ 38.980。

總體表現(xiàn)出礦石鉛同位素各比值分布范圍較窄，變化較小，相對穩(wěn)定、均一，具有單階段鉛演化的特點。多數(shù)礦床（ 礦點） 為正常鉛，個別顯示異常鉛。

大瑤山西側(cè)多數(shù)鉛鋅礦床（點）的鉛穩(wěn)定同位素組成比較穩(wěn)定、變化小，以正常鉛為主。模式年齡為329～452 a，與容礦地層及基底巖系時代接近，顯示礦石鉛大部分來自于地層泥盆系以及基底巖系的圍巖，小部分鉛由后期的熱液疊加改造而來。

參考文獻：

[1] 趙廣江，侯玉樹，楊繼權(quán).黑龍江二十一站金、銅礦床地質(zhì)特征及成礦 模式[J].西北地質(zhì)，2006，（4）.