高崳飛
(中國有色桂林礦產(chǎn)地質(zhì)研究院有限公司,廣西 桂林 541004)
銅廠溝銅鉬礦地處義敦島弧南緣,是三江地區(qū)重要的Cu-Mo多金屬礦集區(qū),區(qū)域銅礦資源豐富,如雪雞坪銅礦、普朗銅礦等,眾多學(xué)者對該礦床的礦床地質(zhì)特征、巖石地球化學(xué)特征、礦床成因和成礦年代學(xué)等進(jìn)行了細(xì)致的研究,但是對礦床成礦條件的研究尚有不足[1]。鑒于此,本文以銅廠溝銅鉬礦床為例,結(jié)合野外地質(zhì)勘查認(rèn)識,分析該礦床的成礦地質(zhì)條件和礦床成因,為進(jìn)一步開展區(qū)域找礦勘查工作提供參考。
礦區(qū)出露地層較為簡單,主要為上二疊統(tǒng)黑泥哨組(P2h)和中三疊統(tǒng)北衙組(T2b),另有少量第四系松散堆積物沿溝谷低洼區(qū)域分布。
上二疊統(tǒng)黑泥哨組(P2h),礦區(qū)出露范圍較小,主要分布在礦區(qū)中部和東部區(qū)域,總體上呈北東~南西向展布。該組上部以灰綠色、灰色玄武巖夾火山角礫巖為主,下部以凝灰?guī)r夾板巖、大理巖等為主。上二疊統(tǒng)黑泥哨組(P2h)節(jié)理發(fā)育,可見碳酸鹽化、綠泥石化、硅化、綠泥石化等蝕變,并在節(jié)理裂隙中可見黃銅礦化和黃鐵礦化等礦化顯示。
中三疊統(tǒng)北衙組(T2b),礦區(qū)出露范圍較大,根據(jù)巖性變化和空間分布規(guī)律的可分為3個巖性段:中三疊統(tǒng)北衙組下段(T2b1),分布在礦區(qū)南東側(cè),以鮞粒白云質(zhì)灰?guī)r,鮞?;?guī)r,白云巖、礫屑灰?guī)r等為主;中三疊統(tǒng)北衙組中段(T2b2),分布在礦區(qū)中部區(qū)域,以灰白色、灰黃色白云質(zhì)灰?guī)r、灰?guī)r為主,該段局部發(fā)育大理巖化和矽卡巖化;中三疊統(tǒng)北衙組上段(T2b3),出露于礦區(qū)北西部,巖性以灰白色、灰色灰?guī)r和生物灰?guī)r為主。
第四系(Q),為一套冰磧礫巖、砂礫巖及粘土,出露于礦區(qū)南西部區(qū)域。
銅廠溝銅鉬礦床大地構(gòu)造位置處于揚(yáng)子陸塊西緣拗陷帶之義敦島弧與甘孜理塘結(jié)合帶的交匯部位,區(qū)域構(gòu)造復(fù)雜,巖漿巖發(fā)育[2]。銅廠溝銅鉬礦床位于區(qū)域性近南北向展布的背斜構(gòu)造,受后期構(gòu)造破壞較為嚴(yán)重,軸部區(qū)域可見酸性花崗閃長斑巖和基性輝綠巖脈侵入。礦區(qū)斷裂構(gòu)造極為發(fā)育,以銅廠溝斷裂(F1)為主干斷裂,從銅廠溝背斜軸部穿過,在該斷裂兩側(cè)分布有較多的北東向、北西向和近東西向次級斷裂破碎帶。
銅廠溝斷裂(F1),呈北東—南西向展布,斷層傾角較大,一般介于56°~72°之間,為一正斷層,斷層破碎帶中具有強(qiáng)烈的接觸變質(zhì)作用,控制著礦區(qū)巖漿巖和變質(zhì)巖的展布規(guī)律,是主要的導(dǎo)礦構(gòu)造。礦區(qū)次級斷裂發(fā)育,其中F2斷層位于F1斷層的南東側(cè),出露長約3.7km,斷層傾向北西,傾角較大,為一逆斷層,在破碎帶中可見大理巖化、矽卡巖化和銅鉬礦化,并發(fā)育硅化等,是主要的控礦構(gòu)造。礦區(qū)內(nèi)近東西向斷裂以F3和F4為主,向南傾斜,傾角一般介于50°~65°之間,為逆斷層,具有較弱的銅鉬礦化;北西向斷層以F5和F6為主,東傾,傾角60°~70°,對F1斷層起破壞作用,破碎帶及圍巖中發(fā)育大理巖化和銅鉬礦化,是主要的含礦構(gòu)造之一。
礦區(qū)巖漿巖發(fā)育,火山巖以玄武巖為主,分布在上二疊統(tǒng)黑泥哨組(P2h)中;侵入巖以中酸性巖為主,主要沿F1斷裂破碎帶軸部分布,以花崗閃長斑巖和輝綠巖為主。其中,花崗閃長斑巖侵位于中三疊統(tǒng)北衙組(T2b)灰?guī)r中,接觸帶發(fā)育矽卡巖化和大理巖化。輝綠巖大致平行于F3展布,呈脈狀產(chǎn)出。
根據(jù)銅廠溝銅鉬礦體的賦礦巖石等,本文認(rèn)為銅廠溝銅鉬礦床具有三類礦體:一是脈狀礦體,主要分布在中酸性巖漿巖邊部圍巖以及層間破碎帶中;二是斑巖型礦體,主要產(chǎn)于巖枝中;三是矽卡巖型礦體,主要分布在巖漿巖與灰?guī)r接觸帶形成的矽卡巖帶中。
同時,根據(jù)礦體空間分布規(guī)律可將銅廠溝礦床分為南北兩個礦段,南礦段主要指的是花椒坪礦段,北礦段主要指的是前山礦段和后山礦段。礦石品位隨著礦體的埋藏深度具有一定的變化規(guī)律,即具有一定的分帶性,淺部以銅鉬礦為主,深部逐漸以鉬礦為主,伴生銅礦。
北礦段初步圈定出兩個礦體群,主要位于前山礦段和后山礦段,代表性礦體有KT12-1、KT12-2、KT13-1和KT13-2礦體。其中,KT12-1礦體賦存于花崗閃長斑巖外接觸帶的大理巖中,礦體以黃銅礦化、黃鐵礦化為主,局部伴有鉬礦化,銅品位0.20%~0.66%,平均0.41%;KT12-2礦體產(chǎn)于KT12-1礦體下部,賦存于黑云母花崗閃長斑巖中,少量存于接觸帶附近的大理巖、矽卡巖中,以鉬礦化為主,局部伴有弱銅礦化,鉬品位0.03%~0.16%,平均0.12%;KT13-1礦體主要賦存于花崗閃長斑巖中,少量存于接觸帶附近的大理巖、矽卡巖中,礦體以鉬礦化為主,局部偶見銅礦化,輝鉬礦主要呈細(xì)脈狀產(chǎn)出,少量呈星點(diǎn)狀分布,鉬品位0.03%~0.16%,平均0.15%;KT13-2礦體產(chǎn)于KT13-1礦體下部,主要賦存于花崗閃長斑巖中,少量存于接觸帶附近的玄武巖中,礦體以鉬礦化為主,局部偶見銅礦化,輝鉬礦主要呈細(xì)脈狀產(chǎn)出,少量呈星點(diǎn)狀分布,鉬品位0.08%~0.11%,平均0.10%。
南礦段初步圈定出銅鉬礦體3條,其中,KT11礦體賦存在花崗巖脈中,受主斷裂和次級斷裂的控制,礦體露頭為橢圓狀,沿深部向北西傾,主要為鉬礦化,局部見弱銅礦化,輝鉬礦主要以透鏡狀、細(xì)脈浸染狀分布,Mo平均品位為0.04%;KT2礦體賦存KT1礦體下盤北衙組下段(T2b1)的矽卡巖和矽卡巖化灰?guī)r中,為隱伏礦體,礦體的總體走向?yàn)槲鞅?,Mo品位為0.04%~0.59%。
銅廠溝銅鉬礦床位于近南北向展布的背斜中,主要的導(dǎo)礦構(gòu)造穿過背斜軸部,后被酸性花崗閃長斑巖和基性輝綠巖侵入破壞,圍巖發(fā)育強(qiáng)烈的接觸交代變質(zhì)作用,說明該斷裂既是控巖構(gòu)造也是控礦構(gòu)造[3]。
此外,在北礦段圈定的KT12-1和KT12-2礦體,與近東西向斷裂破碎帶關(guān)系密切,并平行于近東西向斷裂帶分布一條帶狀礦體(KT13),在其余構(gòu)造交匯部位,與巖體相接的區(qū)域可見不同程度的接觸變質(zhì)作用和銅鉬礦化。因此,礦區(qū)內(nèi)構(gòu)造條件是成礦的主要條件之一,主要體現(xiàn)在兩個方面:一是酸性花崗閃長斑巖與圍巖形成的接觸帶,普遍發(fā)育矽卡巖化,因此,接觸帶構(gòu)造是形成矽卡巖型礦床的基礎(chǔ)條件;二是與主干斷裂溝通的次級斷裂帶,是形成脈狀礦體的構(gòu)造條件。
銅廠溝銅鉬礦床與巖漿活動密切相關(guān),礦床的形成與燕山期花崗閃長斑巖具有成因聯(lián)系。與成礦有關(guān)的花崗巖類具有較高的SiO2含量,巖漿的分異結(jié)晶程度較高,有利于Cu-Mo礦床的形成?;◢忛W長斑巖的里特曼指數(shù)小于3.3,屬于鈣堿性花崗巖,并具有向富硅堿方向演化的趨勢,有利于Cu-Au礦床的形成。此外,巖體屬于高鉀鈣堿性系列花崗巖,屬于I型花崗巖,為后造山地殼加厚—板內(nèi)伸展階段的產(chǎn)物,具有輕稀土元素富集,重稀土元素虧損的右傾模式,有利于Cu-Mo礦床的形成。綜上所述,巖漿巖是銅廠溝銅鉬礦床形成的熱力來源和物質(zhì)來源之一,是重要的成礦條件之一。
圍巖條件是含礦熱液得以儲閉、富集的基礎(chǔ),因此其化學(xué)活潑性、物理特征等對成礦元素的富集和礦體形狀、產(chǎn)狀等影響較大。銅廠溝銅鉬礦床主要賦存在上二疊統(tǒng)黑泥哨組(P2h)和中三疊統(tǒng)北衙組(T2b)中,尤其是后者含有大量的碳酸鹽巖,是接觸交代形成矽卡巖的有利巖性,對Cu-Mo礦床的形成有利。
此外,圍巖中以基性火山巖和灰?guī)r為主,也是富礦賦存的主要場所,因?yàn)椴煌瑤r性之間因物理性質(zhì)等差異常存在薄弱界面,是含礦熱液儲閉的良好空間,有利于交代作用的持續(xù)進(jìn)行,利于Cu-Mo礦床的形成。
銅廠溝銅鉬礦床位于義敦島弧南緣,島弧內(nèi)構(gòu)造—巖漿活動頻繁,成礦地質(zhì)條件良好。晚三疊世以來,區(qū)域性甘孜理塘洋向西俯沖使得大規(guī)模巖漿巖侵位,誘使含礦熱液向上運(yùn)移。
隨著巖漿沿著構(gòu)造薄弱部位向上運(yùn)移的過程,含礦熱液在運(yùn)移過程中逐漸富集,并且在碳酸鹽巖與巖漿的接觸帶附近發(fā)生接觸交代變質(zhì)作用,與此同時進(jìn)行了大量的礦物質(zhì)交換,形成了矽卡巖型銅鉬礦床,同時,隨著交代作用的持續(xù)進(jìn)行,巖漿的溫度逐漸降低,在地殼淺部形成斑巖體,并使得成礦元素較均勻的沉淀下來,形成了品位較低、礦化較均勻的斑巖型銅鉬礦床;含礦熱液沿著構(gòu)造有利部位向上和側(cè)向運(yùn)移,形成熱液脈型礦體。