杜玉龍 ,方維萱 ,王同榮,郭玉乾,劉燕飛

(1.北京礦產(chǎn)地質(zhì)研究院,北京 100012;2.昆明中色地科礦產(chǎn)勘查有限責(zé)任公司,云南 昆明 650224)

前人(陳國達,1978;翟裕生和林新多,1993;呂貽峰,1987;黃承周,1988;丁乾俊,1990;韓武,2010;湯中立,2002,2006;湯中立等,2011)對侵入(巖體)構(gòu)造進行過較為詳細的研究,促進了巖體找礦勘查。

對于東川銅礦床的成因,前人(冉崇英,1980;李志偉,1992;華仁民,1993;Hua,1990;何毅特,1996;龔琳等,1996)做了大量研究。解放前至20世紀50年代,該礦床被認為屬于與輝長巖有關(guān)的巖漿熱液成因。60年代初起,轉(zhuǎn)變?yōu)橐猿练e-變質(zhì)觀點指導(dǎo)找礦勘探,并在落雪-羅卜地-老背沖礦段深部取得突破。但90年代以后,前人(華仁民,1990;冉崇英等,1994;龔琳等,1996;陳和生,1998;邱華寧等,1997,1998,2000,2002;薛步高,2009)對于東川銅礦床與巖體成礦關(guān)系的探討從未間斷,認為銅工業(yè)礦體的形成與多旋回火山-巖漿(晉寧-澄江期與燕山期-喜馬拉雅期為主)的改造、成礦作用有關(guān),具有多層位、多期、多階段等特點,成礦年齡(700~900 Ma)與礦區(qū)出露的輝長輝綠巖同位素年齡(700~1000 Ma)一致。

陳和生(1998)報道了濫泥坪白錫臘礦段賦存于輝長巖體內(nèi)部的鐵銅礦體(Cu>1%,Fe>55%)和新塘輝長巖體邊緣分布的銅礦體、鈦鐵礦體,并將后者命名為“新塘式”銅礦。2000年以來,隨著礦山找礦勘探的不斷深入,東川銅礦區(qū)與輝長巖類侵入體有關(guān)的銅鐵礦勘探取得新發(fā)現(xiàn),濫泥坪白錫臘礦段、因民月亮硐礦段和一四棵樹小水井礦段相繼發(fā)現(xiàn)了與輝長巖類侵入巖體有關(guān)的鐵銅(金銀鈷)礦(化)體(方維萱等,2009a,2009b;杜玉龍等,2012①杜玉龍,方維萱,郭玉乾,王同榮,郭茂華,劉燕飛,聶天.2012.金沙公司礦權(quán)范圍內(nèi)綜合找礦研究總結(jié)報告.昆明中色地科礦產(chǎn)勘查有限責(zé)任公司.;高澤培等,2012)。隨著白錫臘礦段深部與堿性鈦鐵質(zhì)輝長巖類有關(guān)的 IOCG型礦床的探明和成巖成礦時代的確定(1067±20 Ma~1047±15 Ma,鋯石SHRIMP U-Pb年齡,方維萱等,2013),與堿性鈦鐵質(zhì)輝長巖類有關(guān)的侵入構(gòu)造、小黑箐運動(格林威爾期)構(gòu)造樣式和與IOCG礦床之間的關(guān)系成為研究熱點之一。但對于因民鐵銅礦區(qū)輝長巖類侵入構(gòu)造幾何學(xué)特征、物質(zhì)組成和其對成礦控制作用一直缺乏深入研究,一定程度上延緩或影響了深部找礦勘探進程和效果。在因民鐵銅礦區(qū)深部井巷工程和坑內(nèi)鉆孔系統(tǒng)構(gòu)造巖相學(xué)編錄基礎(chǔ)上,本文對深部輝長巖類的侵入構(gòu)造特征、物質(zhì)組成和控礦規(guī)律進行了研究,探討與輝長巖類侵入構(gòu)造有關(guān)的新礦種和新類型鐵銅礦勘查與找礦預(yù)測。

1 地質(zhì)概況

云南-四川是我國重要的鐵銅礦床集中區(qū)(楊應(yīng)選等,1988;李復(fù)漢等,1988;張學(xué)誠,1995;龔琳等,1996;陳和生,1998;姜勇彪等,2006;周家云等,2009;方維萱等,2012,2013),處于分布有元古代IOCG成礦域(Zhao et al.,2010)的揚子地塊西緣,該區(qū)報道了四川拉拉、云南東川等IOCG礦床(李澤琴等,2002,2003;方維萱等,2009a),而與輝長巖類侵入體有關(guān)的Fe-Cu-Ti-V-PGE等礦床成因研究也成為這一地區(qū)及國內(nèi)外熱點(Arnaud et al.,2013;Ganino et al.,2013;Zhong et al.,2011;Zhou et al.,2005;方維萱等,2009a,2013;柳玉龍等,2011)。因民鐵銅礦區(qū)位于云南東川濫山-因民-落雪鐵銅成礦帶上(圖1)。落雪-因民斷裂破碎帶是多期次活動的深大斷裂帶,它是形成本區(qū)輝長巖類侵入體的控巖-導(dǎo)巖構(gòu)造通道。在落雪-因民復(fù)式褶皺帶軸部,發(fā)育與深大斷裂帶有關(guān)的次級NE向、NW向和SN向斷裂構(gòu)造,為本區(qū)輝長巖類侵入體形成提供了構(gòu)造定位空間。輝長巖類侵入體形成的侵入構(gòu)造疊加在落因深大斷裂帶和復(fù)式褶皺帶軸部,總體上,這些侵入構(gòu)造與鐵銅礦在空間分布上關(guān)系更為密切。

因民鐵銅礦區(qū)(圖1)出露地層主要為新元古界大營盤組(Pt3d)、中元古界東川群黑山組(Pt2Dh)、落雪組(Pt2Dl)、因民組(Pt2Dy)、古元古界灑海溝組(Pt1s)和新太古界-古元古界小溜口巖組(Pt2x)(方維萱,2014),礦床類型主要為東川式銅礦和稀礦山式IOCG礦體。東川式銅礦賦存于落雪組一段(Pt2Dl1)底部灰白色、黃白色致密塊狀硅質(zhì)白云巖中;稀礦山式IOCG礦體賦存于因民組二段(Pt2Dy2)底部鐵質(zhì)凝灰?guī)r、粗面質(zhì)鐵質(zhì)凝灰?guī)r、凝灰質(zhì)角礫巖中,習(xí)稱鐵質(zhì)板巖類(張學(xué)誠,1995;龔琳等,1996)。近幾年,則在深部小溜口巖組中發(fā)現(xiàn)了與輝長巖類侵入體有關(guān)的鈦(鐵)、鈷、稀土等新礦種礦化信息(方維萱等,2009a,2013;杜玉龍等,2012①)。

2 輝長巖類侵入構(gòu)造特征

2.1 輝長巖類巖墻

輝長巖類巖墻呈“帶狀”分布,以大于60°或小于35°切層侵位于東川群全部層位,在因民、濫泥坪、白稀臘、桃園、新塘、面山等鐵銅礦區(qū)廣泛分布。從圖1可看出,因民鐵銅礦區(qū)輝長巖類巖墻在地表主要出露于大水溝-張口洞、月亮硐-濫山一帶,呈NW向和NE向帶狀展布,以堿性鐵質(zhì)輝長巖巖墻為主,其附近分布有火山集塊巖、綠簾石化-綠泥石化輝長輝綠巖和角礫巖化蝕變輝長輝綠巖等。大水溝-張口洞一帶輝長巖類巖墻沿王家松棵斷裂和大水溝斷裂切層侵位,巖墻呈北西向延伸展布。在濫山-月亮硐礦區(qū),輝長巖和輝長輝綠巖巖墻發(fā)育,呈北西向延伸,寬度幾十米至上百米,長度幾百米至上千米不等。推測這種輝長巖類巖墻主要是沿先存北西向斷裂侵位,斷裂構(gòu)造為輝長巖類巖墻侵位提供了構(gòu)造空間,并控制了巖墻幾何學(xué)(空間分布)特征,輝長巖類巖墻在空間分布上與鐵氧化物銅金型(IOCG)礦體關(guān)系較密切。

2.2 輝長巖類巖株

從因民鐵銅礦區(qū)南部到北部,地表均有輝長巖類巖株出露(圖1、2)。在平面上,輝長巖類巖株呈橢圓狀和半圓狀,長軸150~300 m,短軸50~200 m,從南部10線至北部280線的2700余米范圍內(nèi)均有輝長巖類巖株侵位,以 150勘探線最為發(fā)育(圖2)。推測這種輝長巖類巖株侵位機制為氣球膨脹模式,以高角度(>60°)切層侵位到小溜口巖組和東川群全部層位,從深部到淺部呈“螺旋式”上升侵位，有上大下小的“倒葫蘆狀”特點(圖2)。

圖1 因民鐵銅礦區(qū)輝長巖類侵入體分布平面圖Fig.1 Geological map showing the distribution of the gabbros in the Yinmin iron-copper mine area

在深部小溜口巖組中,輝長巖類巖株控制了其邊部的隱爆角礫巖相帶和熱液角礫巖型銅金銀鈷礦體,輝長巖類巖株與銅礦體和含銅蝕變體在空間上呈“麻花狀”交錯在一起,從深部到淺部螺旋式上升侵位,這種輝長巖類巖株形成的巖凹構(gòu)造屬儲礦構(gòu)造,對銅富集成礦十分有利。在三江口地區(qū)(圖1),地表出露輝長巖-輝綠巖巖株,呈似環(huán)形展布,圍繞該巖株,堿性鐵質(zhì)基性熔巖、火山集塊巖和熱液角礫巖呈環(huán)形分布,最外部為火山角礫巖相帶,推測為該區(qū)古火山噴發(fā)中心之一,也是稀礦山式鐵銅礦床的定位構(gòu)造(方維萱等,2010②方維萱,韓潤生,郭茂華,柳玉龍.2010.東川-易門銅礦深部及外圍勘查技術(shù)及示范課題綜合報告.北京:有色金屬礦產(chǎn)地質(zhì)調(diào)查中心.),對東川式銅礦后期改造富集也具有控制作用。

2.3 輝長巖-輝綠輝長巖巖床

在東川地區(qū)黑山組和因民組中,輝長巖-輝綠輝長巖巖床呈小角度(<30°)順層侵入,形成了似層狀輝長巖-輝綠輝長巖巖層(圖1、2)。其中,黑山組

中輝長巖-輝綠輝長巖巖床(1028 Ma、1059 Ma,龔琳等,1996)分布于黑山組中下部,在地表主要出露于干沖溝-花椒樹-紅山-貪花山,總體為近南北向并呈弧形彎曲,北部以干沖溝斷裂為界,南以吊樓梯斷裂為界,出露總長度近5000 m,寬度100~500 m不等。溜沙坡-謝家梁子-小包山地區(qū)(圖1),輝長巖-輝綠輝長巖巖床總體呈北西向延伸展布,沿黑山組與落雪組之界面侵位,出露長度近 3000 m,寬度100~300 m不等。目前,在因民鐵銅礦區(qū)黑山組中輝長巖-輝綠輝長巖巖床內(nèi)部和附近尚未發(fā)現(xiàn)銅礦化。

因民組的輝長巖-輝綠輝長巖巖床(1667±13 Ma,朱華平等,2011)主要分布在因民組二段、稀礦山式含銅赤鐵礦層的上盤和下盤圍巖中,控制長度 1300余米,從150線至280線(圖2、3),厚度一般幾米至上百米不等。在地表偶有出露,從南向北厚度有變厚趨勢。在含銅赤鐵礦層上盤和下盤圍巖中,層狀鐵質(zhì)凝灰?guī)r相主要包括堿性鐵質(zhì)苦橄巖、堿性鐵質(zhì)凝灰?guī)r、堿性鐵質(zhì)角礫凝灰?guī)r、堿性鐵質(zhì)火山熔巖等。在構(gòu)造巖相學(xué)相體結(jié)構(gòu)上,這些層狀堿性鐵質(zhì)凝灰?guī)r相呈層狀和似層狀相體,堿性鈦鐵質(zhì)輝長巖侵入相(輝長巖-輝綠輝長巖巖床)呈穿切這些堿性鐵質(zhì)凝灰?guī)r組成的層狀和似層狀,揭示具有異時異相同位疊加相體特征(方維萱等,2013)。在似層狀鐵銅礦體和鐵礦體上盤和下盤形成了稀土元素礦化體,揭示后期順層侵位形成了異時異相同位疊加相體,稀礦山式鐵銅礦體與 REE礦化體共生,具有 IOCG礦床多礦種共伴生富集成礦特征。

2.4 輝長巖-輝綠輝長巖巖枝和巖脈

輝長巖-輝綠輝長巖巖枝和巖脈呈放射狀和環(huán)狀,分布于輝長巖巖墻和巖株周圍,主要圍繞巖墻和巖株邊部的斷裂侵位,高角度(>60°)切層侵入到東川群和小溜口巖組,控制形成熱液型脈帶狀銅(銀)礦化。從圖3可看出,輝長巖-輝綠輝長巖巖枝和巖脈主要沿 NE和 NW 向斷裂侵位,巖枝密度為 2~3條/100 m,寬度幾十厘米至幾米不等,常錯動稀礦山式鐵銅礦體,錯距幾十厘米至數(shù)米,普遍發(fā)育硅化,伴有黃銅礦化脈和黃鐵礦化脈,圍巖褪色化明顯,蝕變強烈地段,銅礦化明顯增強。

3 侵入構(gòu)造的物質(zhì)組成與找礦預(yù)測標(biāo)志

本文以構(gòu)造巖相學(xué)填圖技術(shù)(方維萱,2012)為研究方法,進行輝長巖類侵入構(gòu)造研究。在因民鐵銅礦區(qū)復(fù)雜的構(gòu)造-巖漿侵入環(huán)境下,從輝長巖類侵入體(內(nèi)部)→侵入接觸帶→地層(外部),形成了不同的構(gòu)造巖相學(xué)分帶(圖4),這些構(gòu)造巖相學(xué)分帶是不同蝕變礦化類型、地質(zhì)條件、構(gòu)造環(huán)境、構(gòu)造-流體耦合與疊加的復(fù)合產(chǎn)物,所以,它們對深部隱伏礦體勘探具有預(yù)測功能,屬于直接找礦預(yù)測標(biāo)志。

3.1 輝長巖類侵入體的巖相學(xué)分帶

從輝長巖類侵入體中心向外,構(gòu)造巖相學(xué)分帶為:(1)侵入巖中心相,以細粒橄欖蘇長輝長巖為代表,包括堿性蘇長巖亞相、角閃輝長巖亞相和橄欖輝長巖亞相等。(2)過渡相,以蝕變細粒輝長巖為代表,包括堿性輝長巖亞相、輝綠輝長巖亞相、蝕變細粒輝長巖亞相和蝕變輝綠巖亞相等4個亞相。蝕變細粒輝長巖+蝕變輝長輝綠巖+蝕變輝綠巖亞相是IOCG礦床含礦巖相,可作為直接的找礦預(yù)測標(biāo)志。(3)邊緣相,以鈉化正長斑巖為代表的淺成次火山巖相(屬于侵入巖系列中的淺成次火山巖相,方維萱等,2006)。淺成次火山巖侵入相(堿性中性巖相)包括堿性閃長斑巖亞相、鈦鐵礦蝕變閃長巖亞相、閃長巖亞相和花崗閃長斑巖亞相等 4個亞相,主要與鐵銅成礦關(guān)系密切,屬于 IOCG礦床的主要含礦巖相,是隱伏IOCG礦床的直接找礦預(yù)測標(biāo)志。(4)含礦隱爆角礫巖相帶(1047±12 Ma~1067±20 Ma,方維萱等,2013),主要分布于鐵質(zhì)輝長巖巖墻、巖株和巖枝的周緣和頂部(圖4),具有多期疊加的成巖成礦特點,早期先存巖性原巖主要為貫入角礫凝灰?guī)r,局部含有較多圍巖角礫,與巖墻和巖枝初期淺成巖漿侵入突然釋壓后,導(dǎo)致和引發(fā)的巖漿-熱流體隱爆作用密切有關(guān),穿切東川群不同層位,呈不規(guī)則狀切層產(chǎn)出,角礫成分主要有東川群火山-沉積巖類、侵入巖類和熱液角礫巖類,膠結(jié)物主要為石英、鈉長石、鐵碳酸鹽礦物、鏡鐵礦、磁鐵礦和銅硫化物(黃銅礦)等。在小溜口巖組中,形成了熱液型脈帶狀銅金銀鈷礦體和含礦蝕變礦化體,而鐵白云石鈉長角礫巖是在小溜口巖組(新太古界-古元古界)中尋找銅礦的主要標(biāo)志之一。

總之,本區(qū)輝長巖類侵入體構(gòu)造巖相學(xué)分帶為中心相(侵入巖相蘇長巖-橄欖輝長巖)→過渡相(淺成次火山巖相輝綠輝長巖)→邊緣相(鈉化正長斑巖)→隱爆角礫巖相帶(鐵白云石鈉長角礫巖)。IOCG礦體主要賦存在鈉化正長斑巖和鐵白云石鈉長角礫巖相帶中。

3.2 蝕變巖的構(gòu)造巖相學(xué)分帶

圍繞輝長巖類侵入體,形成了層狀、似層狀和復(fù)雜形態(tài)的蝕變巖,與巖墻、巖株和巖枝產(chǎn)狀相近,但不同于一般的圍巖蝕變類型與組合,具有多期次疊加特征,形成了與不同類型成礦作用有關(guān)的構(gòu)造蝕變巖相學(xué)分帶。從侵入體中心向外主要蝕變巖亞相類型有:(1)纖閃石-黑云母-鈉長石蝕變相(原巖為堿性基性巖)/鈉黝簾石-鈉長石-黑云母蝕變相(原巖為堿性中性巖),屬于圍繞侵入構(gòu)造過渡相分布的近礦圍巖蝕變組合,是 IOCG礦體的直接找礦預(yù)測標(biāo)志。(2)綠泥石-綠簾石(鈉黝簾石)-黑云母蝕變相,屬于近礦圍巖蝕變組合(原巖為基性凝灰?guī)r),一般位于侵入構(gòu)造體貫入角礫凝灰?guī)r亞相與東川群接觸帶部位,是 IOCG礦體的含礦巖相。(3)電氣石-磁鐵礦-鈉長石-碳酸鹽-纖閃石蝕變相,由多期熱液蝕變疊加形成,是尋找多期多階段疊加成礦與富礦體的直接找礦標(biāo)志,位于侵入構(gòu)造外接觸帶。(4)綠泥石-綠簾石-陽起石蝕變相與磁鐵礦-綠泥石-綠簾石化蝕變相,屬于與侵入構(gòu)造有關(guān)的淺成熱液作用在外接觸帶形成的蝕變帶,是尋找隱伏侵入構(gòu)造的圍巖蝕變組合標(biāo)志。(5)角礫狀-脈帶狀硅化-方解石-黑云母蝕變相,主要分布于東川群中。包括角礫狀-脈帶狀硅化-鐵錳方解石-黑云母蝕變亞相和角礫狀-脈帶狀硅化-鐵錳方解石亞相,一般為脈帶型銅(銀

金)礦體的含礦蝕變巖相。角礫狀-脈帶狀鐵(綠泥石-綠簾石)錳方解石亞相,是隱伏礦體成礦熱液蝕變系統(tǒng)的標(biāo)志,東川群白云巖中發(fā)育透閃石化、滑石化和方柱石化等蝕變組合而區(qū)別于熱水同生蝕變巖相。(6)伊利石-黑云母蝕變巖相(原巖為基性凝灰?guī)r),在熱水同生蝕變過程中形成,伊利石屬于后期泥化疊加蝕變作用形成。在稀礦山式 IOCG鐵銅礦體上下盤巖床中尤為明顯。

圖3 因民鐵銅礦區(qū)深部立體地質(zhì)圖與輝長巖類侵入體幾何學(xué)特征Fig.3 Map showing the perspective views of the geological map and geometric features of gabbro intrusionss at the depth of the Yinmin iron-copper Fe-Cu deposit

圖4 侵入構(gòu)造空間特征與控礦規(guī)律模式圖Fig.4 Map showing the intrusion-related structures and model of ore-controlling regularity model

綜上所述,本區(qū)纖閃石-黑云母-鈉長石蝕變相為 IOCG 直接找礦預(yù)測標(biāo)志;綠泥石-綠簾石(鈉黝簾石)-黑云母蝕變相為IOCG含礦蝕變巖巖相。

3.3 構(gòu)造巖的巖相學(xué)分帶

從侵入體內(nèi)部向外形成明顯的構(gòu)造巖的巖相學(xué)分帶:(1)糜棱巖化相,主要分布在侵入體邊部和接觸帶附近,由糜棱巖化閃長巖亞相、糜棱巖化輝長巖亞相、蝕變碎裂糜棱巖亞相等構(gòu)成。發(fā)育在鐵銅礦體附近,同位共存的侵入巖相一般為淺成次火山巖相,屬于近礦構(gòu)造巖巖相標(biāo)志。其構(gòu)造-流體耦合作用強烈,圍巖蝕變多期疊加明顯,常伴有電氣石化微相。(2)碎裂巖化相,一般位于隱爆角礫巖相帶邊部的東川群(圍巖)中,碎裂巖化發(fā)育,構(gòu)造-流體耦合作用相對減弱。當(dāng)構(gòu)造-流體耦合作用明顯時,形成明顯的銅礦化;局部有后期構(gòu)造流體疊加時,可形成銅礦脈。(3)液壓致裂角礫巖化相,屬同巖漿侵入期形成的盆地流體作用產(chǎn)物,一般主要分布在碳酸鹽巖中,形成明顯的層狀液壓致裂角礫巖,主要識別標(biāo)志為淺桃紅色錳方解石和菱鐵礦為網(wǎng)狀膠結(jié)物,角礫具有可拼接性。局部發(fā)育菱錳礦巖和菱鐵礦巖,或沿裂隙破碎帶形成網(wǎng)脈狀菱錳礦蝕變巖和菱鐵礦蝕變巖,這種液壓致裂角礫巖化相與上述脈帶型銅(銀金)礦體的含礦蝕變巖相在空間上共存疊加時屬于隱伏侵入構(gòu)造和尋找IOCG礦體的找礦預(yù)測指標(biāo)。(4)斷層裂隙帶常圍繞輝長巖類侵入體的圍巖分布。東川群中形成的放射狀、環(huán)狀和半環(huán)狀的斷層裂隙帶,伴有細脈狀、稀疏浸染狀黃銅礦、黃鐵礦化,它們是熱液型脈帶狀銅礦體的定位構(gòu)造。

上述 4個構(gòu)造巖巖相分帶中,糜棱巖化相與IOCG礦體的關(guān)系相對密切,屬于含礦構(gòu)造巖相。熱液型脈帶狀銅銀礦體一般位于碎裂巖化-液壓致裂角礫巖相帶中,含銅硅化脈、含銅鐵白云石硅化脈和含銅方解石鐵白云石脈發(fā)育,主要受該構(gòu)造巖相學(xué)分帶中發(fā)育的斷裂-裂隙帶控制。這種構(gòu)造巖相學(xué)分帶屬輝長巖類同巖漿產(chǎn)物,構(gòu)造-巖漿-盆地流體多重耦合作用形成的構(gòu)造巖相學(xué)分帶。

4 儲礦構(gòu)造樣式及找礦預(yù)測

4.1 落因復(fù)式褶皺-斷裂帶與輝長巖類侵入體的疊加構(gòu)造特征

本區(qū)堿性鐵質(zhì)輝長巖床、堿性鐵質(zhì)閃長斑巖和鈉長巖多沿斷裂帶侵位,這些侵入體的產(chǎn)狀和空間分布常受斷裂帶控制,堿性鈦鐵質(zhì)輝長巖類形成年齡為 1047±12 Ma~1067±20 Ma(方維萱等,2013)。因民鐵銅礦區(qū)輝長巖(巖床、巖墻、巖枝和巖脈)主要沿近南北向落因褶皺-斷裂破碎帶侵位,廣泛分布于四棵樹-面山和因民-落雪-石將軍等地。

因此,近南北向落因褶皺-斷裂帶與輝長巖類侵入構(gòu)造的疊加構(gòu)造特征主要為:(1)輝長巖類侵入體沿落因復(fù)式背斜軸部侵位。(2)輝長巖類侵入體沿落因復(fù)式背斜軸部近SN向、NE向和NW向斷裂定位。(3)輝長巖類侵入體及隱爆角礫巖相帶上涌侵位,不但強化了該復(fù)式背斜,并連通了基底構(gòu)造層(新太古界-古元古界小溜口巖組)和東川群,為成礦流體循環(huán)對流提供了熱能驅(qū)動、熱流體、構(gòu)造-熱流體耦合和水-巖反應(yīng)的構(gòu)造空間。(4)落因復(fù)式背斜兩翼地層為成礦流體聚集提供了構(gòu)造-巖性雙重圈閉條件。(5)落因復(fù)式褶皺-斷裂帶與輝長巖類侵入體的疊加構(gòu)造是該成礦帶的主要控礦構(gòu)造組合(圖4),其中,輝長巖類侵入體的過渡相(細粒輝長巖)屬鈦鐵礦和含銅銀金磁鐵礦含礦巖相帶。鈉化正長斑巖(淺成次火山巖相)為鐵銅(金銀)礦含礦巖相帶。在小溜口巖組中,隱爆角礫巖相帶為熱液型脈帶狀銅金銀鈷礦含礦構(gòu)造巖相帶。在因民組二段底部和因民組一段中,輝長巖巖床對于稀礦山式IOCG鐵銅礦體疊加改造富集十分有利,在輝長巖類侵入體外圍斷裂裂隙帶中形成黃銅礦化、黃鐵礦化和鏡鐵礦細脈,這些脈體以穿層疊加富集形式產(chǎn)于稀礦山式鐵銅礦體中。根據(jù)輝長巖類侵入體構(gòu)造巖相學(xué)分帶規(guī)律和地表高磁異常帶特征,預(yù)測在落因復(fù)式背斜-斷裂帶東翼具有進一步尋找IOCG礦體前景,其中輝長巖類侵入體形成的構(gòu)造巖相學(xué)分帶是重要的找礦靶位。

4.2 輝長巖類侵入體邊緣的含礦構(gòu)造巖相學(xué)與找礦預(yù)測驗證效果

前期研究認為輝長巖類侵入體邊緣相與鐵銅成礦關(guān)系密切,也是隱伏礦的直接找礦預(yù)測標(biāo)志。(1)因民鐵銅礦區(qū)深部以輝長巖類侵入體過渡相(輝長輝綠巖)和淺成次火山巖相(蝕變閃長斑巖等)為主,對于稀礦山式 IOCG礦體有成礦控制作用,鐵銅礦體主要賦存在輝長巖類侵入體邊部的含礦蝕變構(gòu)造巖相學(xué)帶內(nèi)(圖5)。(2)在 220線以北,稀礦山式鐵銅礦在 2110 m中段以下尖滅,深部找礦曾一度陷入僵局,根據(jù)輝長巖類侵入體和構(gòu)造巖相學(xué)分帶與鐵銅礦床的成礦控制關(guān)系,推測鐵銅礦體向北側(cè)伏。(3)2009年,ZK280-1(220線北600 m)驗證鉆孔中揭露輝長輝綠巖和蝕變閃長斑巖,并發(fā)現(xiàn)了鐵銅礦化體和東川型銅礦體,證明了該認識的合理性和可靠性。(4)2011年,在北部300線(220線北 800 m)繼續(xù)進行鉆孔驗證,鉆進至1870 m標(biāo)高附近,揭露到稀礦山式鐵銅礦體,Cu品位 0.5%~0.8%,FeT25%~38%。驗證了輝長巖類侵入體邊緣相屬含礦構(gòu)造巖相學(xué)的認識,本文認為北部的猴跳崖鐵銅礦段深部和濫山鐵礦段為有利找礦地段,值得進一步驗證勘探。

4.3 隱爆角礫巖筒(帶)—— 一種重要的成礦構(gòu)造樣式

隱爆角礫巖筒是本區(qū)與輝長巖類侵入體有關(guān)的重要侵入構(gòu)造樣式之一,主要發(fā)育于因民鐵銅礦區(qū)深部新太古界-古元古界小溜口巖組中,圍繞堿性鐵質(zhì)輝長巖巖墻、巖株和巖枝的周緣和頂部分布(圖4、6)。隱爆角礫巖相呈不規(guī)則狀切層產(chǎn)出,幾何學(xué)特征為整體呈筒狀或帶狀構(gòu)造,隱爆角礫巖相帶屬與淺成次火山巖侵入體的共生相體,主要由輝長巖類侵入體在侵入過程中,大量氣液因構(gòu)造釋壓而在近地表形成了熱流體隱爆作用和熱液蝕變作用所形成。隱爆角礫巖相帶由熱液黑云母化蝕變角礫巖和熱液綠泥石-黑云母化蝕變角礫巖等組成,其原巖為苦橄質(zhì)基性角礫凝灰?guī)r和凝灰角礫巖等,熱液膠結(jié)物主要為石英、鈉長石、鐵碳酸鹽礦物、鏡鐵礦、赤鐵礦、磁鐵礦和銅硫化物(黃銅)等。因此,隱爆角礫巖相帶是本區(qū) IOCG礦體的主要含礦蝕變構(gòu)造巖相帶,也是直接找礦預(yù)測標(biāo)志。隱爆角礫巖筒則是本區(qū)小溜口巖組主要的成礦控制構(gòu)造類型之一。

圖5 因民鐵銅礦區(qū)2110 m中段220勘探線平面圖Fig.5 Plane graph of the 2110 m-level of the exploration line 220 of the Yinmin Fe-Cu deposit

圖6 因民鐵銅礦區(qū)150勘探線剖面圖Fig.6 Geological profile of the exploration line 150 of the Yinmin Fe-Cu deposit

通過因民鐵銅礦區(qū)深部 1∶2000比例尺的井巷工程和鉆孔的構(gòu)造巖相學(xué)填圖,目前已在 150勘探線圈定了隱爆角礫巖筒(圖6、8)。(1)隱爆角礫巖相帶在空間分布上,垂向控制標(biāo)高為 2230~2670 m,控制垂向高度約500 m。上部(2670 m 和2597 m中段)隱爆角礫巖相帶寬度在60~100 m,向下部(2472 m、2350 m和2230 m三個中段),寬度逐漸減小到2 m。隱爆角礫巖相帶幾何學(xué)形態(tài)總體上為水滴狀的隱爆角礫巖筒(圖7)。(2)在構(gòu)造巖相學(xué)組合樣式上,圍繞輝長巖類侵入體周邊,隱爆角礫巖相帶分布在小溜口巖組中,小溜口巖組、輝長巖類侵入體和隱爆角礫巖相帶三位一體位于落因復(fù)式褶皺構(gòu)造帶核部位置(圖4、6、8)。(3)隱爆角礫巖相帶是重要的含礦蝕變構(gòu)造巖相帶,現(xiàn)已圈定了銅金鈷礦體,銅平均品位0.52%以上,鈷最高品位0.048%,金品位0.3~1.8 g/t,并通過重砂研究發(fā)現(xiàn)自然金,粒徑 0.01~0.05 mm,呈不規(guī)則狀、樹枝狀(杜玉龍,2012①),銅硫化物(黃銅)主要以熱液膠結(jié)物形式分布在隱爆角礫巖之中。(4)圍繞輝長巖類侵入體具有明顯的構(gòu)造巖相學(xué)分帶,從隱爆角礫巖相帶向外,發(fā)育震碎角礫巖→坍塌角礫巖化帶→熱液流化角礫巖→熱液角礫巖→斷裂-裂隙破碎帶(圖7),利用這種構(gòu)造巖相學(xué)分帶規(guī)律,進行井巷工程大比例尺(1∶2000)構(gòu)造巖相學(xué)填圖,有助于深部隱伏礦體預(yù)測和勘探。(5)隱爆角礫巖相帶(和巖筒)、斷裂破碎帶中熱液角礫巖等是兩類重要的含礦構(gòu)造巖相帶(圖7f)。

圖7 不同成因類型的角礫巖及含礦性特征Fig.7 Photos showing the breccias of different genetic types and ore-bearing characteristics

隱爆角礫巖筒是本區(qū)新發(fā)現(xiàn)的成礦構(gòu)造類型之一,在落因復(fù)式褶皺-斷裂帶核部附近,隨著輝長

圖8 因民鐵銅礦區(qū)南北向縱向勘探線剖面圖Fig.8 S-N direction profile of the Yinmin Fe-Cu deposit

4.4 輝長巖類侵入體-不整合面型構(gòu)造之間的構(gòu)造-熱流體耦合與疊加成巖成礦

解石石英脈,黃銅礦和黃鐵礦均為熱液膠結(jié)物,角礫成分主要為粗晶狀方解石和鐵白云石、石英、鐵白云石鈉長石巖等。(3)該礦化類型為本區(qū)新發(fā)現(xiàn)的礦化類型之一,銅礦體分布于輝長巖類侵入體外圍小溜口巖組與因民組之間的不整合面構(gòu)造中,目前在2470 m中段150線揭露,由4個工程控制,銅品位 0.51%~1.44%,厚度 2.9~6.0 m,伴生金品位0.117~0.203 g/t,最高1.82 g/t,伴生銀3.03~5.28 g/t,伴生鈷平均 0.024%,銅礦體和含銅蝕變體的形態(tài)隨不整合面構(gòu)造的形態(tài)而變化,為似層狀、不規(guī)則狀、透鏡狀和囊狀。由于工程揭露與控制程度較低,需要進一步勘查驗證,尋找具有工業(yè)價值的礦體。

4.5 鈉長石角礫巖體(相帶)與熱液角礫巖型礦體

鈉長石角礫巖相是本區(qū)構(gòu)造-巖相獨立填圖單元之一,發(fā)育兩類鈉長石角礫巖體(相帶),控制形成熱液角礫巖型銅(金銀鈷)礦體,鈉長石角礫巖相在小溜口巖組較為發(fā)育。(1)鈉長石角礫巖相在小溜口巖組中大致順層分布,主要受大致順層的韌性剪切帶控制,發(fā)生了明顯的塑性變形(圖9a、b),發(fā)育構(gòu)造透鏡體和流變褶皺(圖9c)。(2)鈉長石角礫巖相由似層狀硅化、鈉化熱液角礫巖和鈉長角礫巖等組成,鈉長石含量占到 80%以上,角礫主要為鈉長巖和硅化巖,熱液膠結(jié)物主要為銅硫化物(黃銅礦)和黃鐵礦。(3)銅金銀鈷礦體產(chǎn)于該韌性剪切帶硅化和鈉化熱液角礫巖相帶中,主要受硅化和鈉化熱液角礫巖相帶控制,形成似層狀、脈帶狀銅(金銀鈷)礦(化)體(圖9d)。該類型熱液角礫巖在2350 m中段60線穿脈與2230 m中段150線穿脈揭露多處。(4)在堿性鐵質(zhì)輝長巖枝侵入體附近小溜口巖組中,發(fā)育鐵白云石鈉長石熱液角礫巖相帶,在這些熱流體角礫巖相帶中疊加后期斷裂-裂隙帶,它們是熱液型脈帶狀銅金銀鈷礦體的儲礦構(gòu)造巖相帶。明顯受到后期構(gòu)造破壞,角礫多破碎、圓化,黃銅礦、金紅石充填于后期裂隙中。該類型熱液角礫巖體主要在150線的2472 m中段、2350 m中段揭露(圖7)。

5 結(jié)論

(1) 本區(qū)輝長巖類侵入體和疊加復(fù)合構(gòu)造樣式較為復(fù)雜,以輝長巖類巖墻、巖株、巖床、巖枝和巖脈等多種形式產(chǎn)出,主要受多期活動的落因復(fù)式褶皺-斷裂帶控制,該復(fù)式褶皺軸部的 SN向、NW向和 NE向斷裂是輝長巖類侵入體的定位構(gòu)造。輝長巖類侵入體形成的侵入構(gòu)造及相關(guān)構(gòu)造巖相帶主要分布在落因復(fù)式褶皺-斷裂軸部,輝長巖類侵入體穿透了本區(qū)新太古界-古元古界小溜口巖組和中元古界東川群各層位。輝長巖類侵入體與鐵銅礦體空間產(chǎn)出關(guān)系密切,預(yù)測落因復(fù)式褶皺-斷裂帶東翼具有尋找IOCG型礦床的潛力。

圖9 小溜口巖組中韌性剪切流變褶皺與含礦熱液角礫巖特征Fig.9 Photos showing the rheid fold for ductile shear and characteristics of ore-bearing hydrothermal breccia in the Xiaoliukou fabric

(2) 以堿性鐵質(zhì)輝長巖類侵入體為中心,形成明顯的三大構(gòu)造巖相分帶,侵入構(gòu)造巖相帶→熱液蝕變角礫巖相帶(體)→液壓致裂-碎裂巖化相帶,即侵入構(gòu)造帶→熱液角礫巖體(筒)→斷裂-裂隙破碎帶,是本區(qū)主要含礦構(gòu)造巖相帶,它們是尋找和預(yù)測深部隱伏 IOCG型礦體和熱液型脈帶狀銅礦體的直接標(biāo)志。預(yù)測在本區(qū)深部小溜口巖組中,圍繞堿性鐵質(zhì)輝長巖及隱爆角礫巖相帶(巖筒)是尋找 IOCG型礦體和熱液型脈帶狀銅礦體的具體找礦靶位。

(3) 小溜口巖組與因民組之間的不整合面構(gòu)造,與堿性鐵質(zhì)輝長巖類侵入體和相關(guān)構(gòu)造巖相帶是復(fù)合儲礦構(gòu)造,疊加成巖成礦作用明顯,是值得高度重視的新類型和新找礦空間。

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