張 宏,吳家旭,董 會
(1.桂林理工大學(xué) 地球科學(xué)學(xué)院,廣西 桂林 541004;2.廣西壯族自治區(qū)三〇五核地質(zhì)大隊,廣西 柳州 545005)
前人對廣東大寶山銅多金屬礦床的成礦條件、成礦時代、礦床成因、成礦機制、成礦模式等開展了較多研究工作。取得了豐碩的成果,但在關(guān)于大寶山礦區(qū)英安斑巖的研究集中于大寶山、九曲嶺、徐屋和丘壩巖體研究較少[1]。本文通過對大寶山礦區(qū)英安斑巖進行分析,進而對大寶山礦區(qū)斑巖型銅礦進行找礦前景分析[2]。
大寶山礦區(qū)地處南嶺東西構(gòu)造帶南側(cè),近北東向吳川-四會深大斷裂帶內(nèi)的北江斷裂和近東西向大東山-貴東構(gòu)造巖漿巖帶的交匯處,礦區(qū)中心北距貴東巖體約3km。礦點呈近南北向展布,南北延長約3km,東西寬約0.4km~0.5km。礦區(qū)范圍內(nèi)出露的地層從老到新依次為寒武系高灘組(?2g)、中下泥盆統(tǒng)桂頭群(D1-2gt)、中泥盆統(tǒng)東崗嶺組(D2d)、上泥盆統(tǒng)天子嶺組(D3t)、侏羅系金雞組(J1j)和第四系(Q)(圖1)。大寶山礦區(qū)內(nèi)斷裂具有多期活化和多次活躍的特點,各方向斷層間互相錯切,產(chǎn)生了大小不等斷塊,斷層產(chǎn)狀、性質(zhì)復(fù)雜多變[3-6]。根據(jù)斷層展布特征,斷層按產(chǎn)出先后順序主要分為北北西向Fa、北北東向Fb和北東向Fc。大寶山地區(qū)發(fā)育大量的中酸性淺成-超淺成小巖體,巖漿巖主要為花崗閃長斑巖和英安斑巖,以及后期侵入形成的基性巖脈巖。
圖1 粵北大寶山銅多金屬礦床礦區(qū)地質(zhì)圖
2018年9月~2020年12月,是大寶山大型斑巖型銅礦發(fā)現(xiàn)和勘探階段。趙如意博士通過調(diào)整勘探線方向,讓鉆孔盡可能大角度穿切石英硫化物脈體,成為斑巖型銅礦勘查新的找礦突破的關(guān)鍵。
通過查明英安斑巖與銅多金屬礦化之間的關(guān)系,認為廣東省大寶山銅礦化強度與(黃鐵)絹英巖化、絹云母化和綠泥石化關(guān)系十分密切,蝕變分帶較為發(fā)育,是特殊類型的斑巖銅礦。
大寶山礦區(qū)出露的英安斑巖不僅被稱之為次流紋斑巖,而且被稱為次英安斑巖。屬于中酸性鈣堿系列硅鋁過飽和巖石,具富鉀貧鈉、鈣的特點。英斑巖體在礦區(qū)呈中間小兩頭大的“亞鈴狀”分布于九曲嶺-大寶山-徐屋一帶,巖體呈巖墻狀產(chǎn)出,英安斑巖的總體展布呈北北西向,向北東或南東傾斜,傾角60°~65°,長約3km,寬100m~500m。沿北北西弧形構(gòu)造、北東向構(gòu)造侵入,在地表以大寶山頂為轉(zhuǎn)折端,南端呈北北西向延伸,北段轉(zhuǎn)向近南北向。
英安斑巖在礦區(qū)可以劃分為東區(qū)丘壩巖體,年齡為430Ma和434Ma,西區(qū)北部的九曲嶺巖體,年齡為436Ma和175Ma,中部的大寶山巖墻,年齡為166Ma~163Ma和195.5Ma。南部的徐屋巖體,年齡為427Ma和441Ma。中部大寶山巖墻沿北北西向弧形構(gòu)造、北東向構(gòu)造侵入,呈巖墻狀產(chǎn)出,西側(cè)接觸面陡傾,傾角65°~75°、東側(cè)接觸面相對較緩,傾角45°~60°。其長度約為4km,寬度為0.1km~0.8km。大寶山英安斑巖墻沿大寶山逆沖推覆構(gòu)造侵位,而徐屋巖體受到北東向斷層截切作用明顯,其上盤界面附近的外接觸帶為多金屬礦體產(chǎn)出部位[7]。
英安斑巖由于強烈的蝕變和風(fēng)化作用,地表很難見到新鮮的英安斑巖原巖。英安斑巖普遍受到不同程度的熱液蝕變和風(fēng)化作用,地表很難見到新鮮的英安斑巖原巖[8.9]。風(fēng)化后的顏色呈褐紅色,新鮮英安斑巖呈灰色-深灰色,黑云母化顏色為灰黑色,其余蝕變顏色均變淺,可呈淺灰色、灰白色直至白色,斑狀結(jié)構(gòu),具流紋、塊狀構(gòu)造,斑晶主要由石英(1%~10%)、長石(1%~5%)及少量黑云母、角閃石組成,基質(zhì)以隱晶質(zhì)為主,屬次火山相巖類。室內(nèi)鏡下觀察英安斑巖中石英斑晶主要呈半自形-它形,因溶蝕保留有港灣狀邊,具波狀消光,長石蝕變成絹云母,絹云母定向排列[10]。
斑巖型銅礦體在英安斑巖中以近平行石英硫化物細脈產(chǎn)出,呈細脈狀、浸染狀發(fā)育,脈體傾向290°~310°,傾角65°~75°,脈寬主要為0.5mm~10mm,脈頻平均約22條/m,銅礦化品位為0.10%~0.60%,平均品位0.43%。英安斑巖中常見的礦石礦物有黃鐵礦、磁黃鐵礦、黃銅礦、方鉛礦、閃鋅礦、白鎢礦等。脈石礦物主要有石英、綠泥石、絹云母、透閃石、陽起石,其次為方解石、白云石、綠簾石、石榴石、透輝石,少見的有白云母、黑云母、螢石等[11-13]。
大寶山銅多金屬礦床英安斑巖普遍受到不同程度的熱液蝕變,英安斑巖中主要存在的蝕變有高嶺土化、絹英巖化、鉀長石化、黑云母化、綠泥石化,從分布規(guī)律來看,英安斑巖蝕變淺部到深部蝕變分帶具有明顯分帶性,具有褪色蝕變的特征。
熱液蝕變作用分為中高溫接觸變質(zhì)交代階段、中高溫鉀化交代階段、中溫絹英巖化階段、中低溫碳酸鹽化階段。英安斑巖中黑云母化形成于中高溫階段,因后期疊加了中溫階段的綠泥石化,使巖石呈現(xiàn)出灰色-深灰色[14-17]。由于受到外動力作用,英安斑巖中裂隙發(fā)育,隨后這些節(jié)理、裂隙被成礦流體充填形成細脈狀、浸染狀銅硫礦化,由于蝕變程度增強,而出現(xiàn)褪色蝕變現(xiàn)象,黑云母化及綠泥石化蝕變?yōu)榻佋颇?。其中英安斑巖的蝕變與礦化是密切相關(guān)的,對比黑云母化英安斑巖、綠泥石化黑云母化英安斑巖、絹云母化英安斑巖中銅礦化程度,銅礦化等級由小到大為綠泥石化、黑云母化、絹英巖化,鉛鋅礦化等級由小到大亦為綠泥石化、黑云母化、絹英巖化。
圍巖蝕變包括角巖化、碳酸鹽化、矽卡巖化、硅化等,其中英安斑巖圍巖蝕變從東部到西部圍巖蝕變依次為:大理巖化灰→大理巖化巖→矽卡巖化(角巖化)?!~硫礦化(外接觸帶)→硅化(角巖化、矽卡巖化)→弱硅化。東部矽卡巖化發(fā)育,矽卡巖往往含有少量角巖,西部角巖化較矽卡巖化發(fā)育,且角巖中往往發(fā)育斑點狀矽卡巖。硅化作用導(dǎo)致原巖的砂狀結(jié)構(gòu)幾乎被隱晶結(jié)構(gòu)所替代。矽卡巖、角巖、大理巖是中泥盆統(tǒng)碳酸鹽巖與英安斑巖接觸并水巖反應(yīng)的結(jié)果。
黃書俊等(1987,1988)、賈國相等(1987)、湯吉方等(1992)、蔡錦輝和劉家齊(1993)、徐文炘等(2008)、杜國民等(2012)、瞿泓瀅等(2014)通過研究認為早期次英安斑巖是與銅、鉛、鋅、硫、鉍(鎢)成礦相關(guān)的母巖,早期次英安斑巖沿逆沖推覆構(gòu)造侵位至泥盆系與侏羅系之間形成,后期為多期次巖漿熱液的疊加,因此英安斑巖即是成礦母巖,又是賦礦圍巖。而巖漿熱液的來源主要依據(jù)同位素證據(jù),其中在自然界的硫大致可分為三種不同的δ34S儲庫:①幔源硫,δ34S值大約為0±3‰;②海水硫,δ34S值大約為+20‰;③沉積硫,δ34S值為較大的負值。根據(jù)前人研究數(shù)據(jù)表明大寶山礦床各類礦體成礦流體中具有較一致的硫源,且硫源較單一,硫同位素平衡溫度大多數(shù)顯示出為250℃~450℃,與共生的石英礦物包裹體測定均一溫度280℃~400℃基本一致,δ34S值大約為0±3‰,主要來源于幔源硫;鉛同位素測試結(jié)果表明鉛主要來源于上地殼,同時有部分的地幔加入。氫氧同位素證據(jù)表明成礦熱液不是單一的巖漿熱液來源,也不是單一大氣降水,可能是巖漿熱液與大氣降水混合而成的熱液。4He/40Ar值為0.74~1.94,平均值為1.22,介于陸下地幔(0.33~0.56)和典型地殼(6.4)之間。以上眾多證據(jù)表明大寶山銅多金屬礦床巖漿熱液來自地殼深處或上地幔[18]。
在廣東省大寶山銅多金屬礦床中英安斑巖既是成礦母巖,又是有利的賦礦圍巖。英安斑巖分布特征控制了礦區(qū)蝕變和礦化分帶,斑巖型銅礦體在英安斑巖體中均有產(chǎn)出,在蝕變強烈的英安斑巖中銅多金屬礦床礦化的產(chǎn)出與蝕變的英安斑巖關(guān)系最為密切,特別是在絹云母化及綠泥石化英安斑巖中。
目前,對大寶山西部礦帶和東部礦帶、九曲嶺、丘壩和徐屋英安斑巖體尚缺少研究,其礦化帶主要有內(nèi)部細脈狀、浸染狀黃鐵礦和黃銅礦礦體,以及少量的鉛鋅礦化礦體。因此,在接下來的找礦工作中,可根據(jù)斑巖體內(nèi)銅礦化的特征為參考進行找礦工作[19,20]。
(1)廣東大寶山銅多金屬礦是一個斑巖礦床,其主體是由燕山早期與英安斑巖有關(guān)的巖漿熱液交代充填節(jié)理、裂隙形成銅多金屬礦床,具有明顯分帶性和褪色蝕變的特征。
(2)廣東大寶山銅多金屬礦主要受英安斑巖控制了礦區(qū)蝕變和礦化分帶,具有較大的找礦潛力。