王剛 賈玉國(guó) 李丹 李琛 包德軍 梁天意 謝園宏

摘 要：遼寧省寬甸縣大石湖溝銅礦位于燕山早期第三階段（晚侏羅世）花崗巖體內(nèi)，南部與柏林川堿性雜巖體接觸，自于幔源的花崗巖體侵入提供了持續(xù)穩(wěn)定的熱源并形成富多金屬成分的巖漿期后熱液，巖體內(nèi)多期次活動(dòng)的斷裂構(gòu)造為礦體的運(yùn)移通道，并成為良好的貯礦構(gòu)造，分析礦床成因?yàn)楫a(chǎn)于花崗巖體內(nèi)的受斷裂構(gòu)造控制的含銅石英脈型礦床。

關(guān)鍵詞：堿性雜巖體；花崗巖；幔源巖漿；侵入巖；銅礦

1 概述

大石湖溝銅礦為新發(fā)現(xiàn)的小型銅礦，地表褐鐵礦化普遍，但深部找礦一直未能取得較大的突破；2013年本人主持該項(xiàng)目的全面工作，在運(yùn)用先進(jìn)的物探方法及扎實(shí)的地質(zhì)工作基礎(chǔ)上，綜合分析礦床成礦背景、礦床成因、成礦模式、控礦構(gòu)造，在成礦有利部位采用鉆探工程驗(yàn)證J2號(hào)物探異常，發(fā)現(xiàn)品位較好的銅礦體，并陸續(xù)發(fā)現(xiàn)、控制多條銅礦體，為該區(qū)勘查工作提供了新的找礦方法，為該地區(qū)礦產(chǎn)資源評(píng)價(jià)開創(chuàng)了美好的前景。

2 地質(zhì)概況

大石湖溝銅礦大地構(gòu)造位置處于中超準(zhǔn)地臺(tái)-膠遼臺(tái)隆-太子河-渾江臺(tái)陷之遼陽-本溪凹陷與營(yíng)口-寬甸臺(tái)拱的接觸部位；位于海城-草河口巖石圈斷裂的東端與劉家河-青堆子殼斷裂的交匯部位。

2.1 區(qū)域地質(zhì)

印支末期到燕山末期的構(gòu)造運(yùn)動(dòng)，形成了北東向的構(gòu)造格局，海城-草河口巖石圈斷裂與劉家河-青堆子殼斷裂經(jīng)歷多次活化，巖漿侵入活動(dòng)強(qiáng)烈，主要為印支晚期堿性雜巖（晚三疊世）和燕山早期第三階段花崗巖（晚侏羅世），巖漿期后各類脈巖發(fā)育，主要有閃長(zhǎng)巖脈、閃長(zhǎng)玢巖脈、花崗巖脈、花崗斑巖脈等；出露地層由老到新分別為晚元古界震旦系細(xì)河群、古生界寒武系、奧陶系、中生界侏羅系、新生界第四系；褶皺構(gòu)造不發(fā)育，僅局部殘留單斜褶皺。

2.2 礦區(qū)地質(zhì)

（1）地層。礦區(qū)出露地層簡(jiǎn)單，僅出露晚元古界震旦系、中生界侏羅系及新生界第四系；第四系分布于山間沖溝及平地，巖性主要為砂質(zhì)土、砂礫石層及腐殖土；中生界侏羅系長(zhǎng)梁子組（J1c），局部出露，以灰黑色、灰綠色頁巖為主，夾泥質(zhì)粉砂巖、粉砂巖、砂巖等，不整合于更老的地層之上；早元古界震旦系出露釣魚臺(tái)組（Z1d）、南芬組（Z1n）地層，釣魚臺(tái)組巖性為灰白、淺褐色中厚層、厚層石英砂巖，偶夾頁巖，近巖體接觸部位多發(fā)生較強(qiáng)的熱接觸變質(zhì)作用；南芬組整合于釣魚臺(tái)組之上，其巖性為紫色、蛋青色薄層、中厚層泥灰?guī)r、砂質(zhì)泥灰?guī)r及頁巖，泥灰?guī)r中含黃鐵礦結(jié)核，具銅礦化，與侵入巖體接觸部位多發(fā)生較強(qiáng)的熱接觸變質(zhì)作用。

（2）構(gòu)造。區(qū)內(nèi)大部為侵入巖出露區(qū)，地質(zhì)構(gòu)造相對(duì)復(fù)雜，主要表現(xiàn)為北東向斷裂構(gòu)造、北北東向斷裂構(gòu)造和北西向斷裂構(gòu)造。

北北東向斷裂構(gòu)造形成較早并經(jīng)歷多次活動(dòng)，由斷續(xù)連接的平行斷裂組成，切割燕山期花崗巖，區(qū)內(nèi)出露長(zhǎng)約3.0km，寬度約300～500m，構(gòu)造斷面傾向不穩(wěn)定，傾角60°～70°，屬壓性一壓剪性殼斷裂的邊緣構(gòu)造；斷裂破碎帶中多見擠壓破碎現(xiàn)象，發(fā)育棱角狀斷層角礫，粒度一般為2～3cm；斷裂具多期活動(dòng)特征，斷層面上發(fā)育多組不同方向的擦痕及階步，并伴有后期石英脈及閃長(zhǎng)玢巖脈侵入，充填的巖脈沿走向具膨縮和折線彎曲現(xiàn)象，伴有銅、金、銀礦化及磁鐵礦化、黃鐵礦化、硅化等蝕變現(xiàn)象，為區(qū)內(nèi)主要導(dǎo)礦、容礦構(gòu)造。

北東向和北西向斷裂構(gòu)造為后期構(gòu)造，一般規(guī)模較小，多錯(cuò)斷礦體，斷裂內(nèi)有擠壓破碎蝕變帶形成，并伴有糜棱巖化、硅化、鐵銅礦化和石英脈充填。

（3）巖漿巖。區(qū)內(nèi)巖漿活動(dòng)表現(xiàn)為侵入作用，為燕山早期第三階段（晚侏羅世）花崗巖（γ52（3）2）和印支期堿性雜巖體（ξ51）。

印支期堿性雜巖體（ξ51）分布于礦區(qū)東南部，主要巖性為正長(zhǎng)斑巖、霓霞正長(zhǎng)巖，巖體深部與燕山期花崗巖接觸，同位素測(cè)年結(jié)果為234.4～197.8Ma，表明侵入時(shí)間為印支期（中生代中晚三疊世），成分上以富鉀為特點(diǎn)Na2O+K2O/Al2O3<1（分子數(shù)），在SiO2-Ne-Kp三角圖上，投影點(diǎn)落在石榴石區(qū)和凹槽右側(cè)。K/Rb比值為266.9～342.9，相當(dāng)于花崗巖。稀土分布形式為右傾平滑曲線，Eu（銪）不虧損，Tb（鋱）、Tm（銩）正異常，Lu負(fù)異常，與花崗巖重熔型中的一種形式相同。由此認(rèn)為，該堿性雜巖體的形成與花崗巖分異演化有關(guān)。

燕山早期第三階段（晚侏羅世）花崗巖（γ52（3）2）分布在礦區(qū)大部，地表發(fā)現(xiàn)大量“鐵帽”出露，深部與東南部的堿性雜巖體直接接觸；從巖體的稀土元素特征來看，總體為向右方陡傾斜的平滑曲線，銪為一般虧損，屬于同熔型曲線。同熔型巖體位于玄武巖區(qū)上方及其附近，說明巖漿來自于幔源并受到不同程度的上部地殼混染。

區(qū)域調(diào)查結(jié)果表明：此期侵入巖含礦性最好，從人工重砂測(cè)量成果來看，有磁鐵礦、黃鐵礦、方鉛礦、閃鋅礦、鈦鐵礦、輝鉬礦、黃銅礦、辰砂、重晶石、螢石等；從巖石微量元素分析結(jié)果來看，造礦元素含量普遍高于克拉克值；從鋯石微量元素來看，造礦元素不僅有顯示，而且含量較高，從而證明了，位于巖體內(nèi)及接觸帶的銅鐵礦床不僅和這期侵入巖有空間上的聯(lián)系，而且有時(shí)間和成因上的聯(lián)系。

（4）物探異常特征

共獲得激發(fā)極化異常5處，編號(hào)分別為J1、J2、J3、J4、J5，其展布嚴(yán)格受F2斷裂構(gòu)造帶控制，呈不連貫串珠狀分布，異常長(zhǎng)軸1.2km，寬約200m；極化率峰值為5.8%，電阻率異常形態(tài)與極化率異常相近，電阻率值一般為50～1500Ω.m；等值線封閉完整，整體走向?yàn)槟媳毕?，中部略向東突出；異常表現(xiàn)為高極化率～低電阻率特征，異常與礦體所處構(gòu)造位置大致對(duì)應(yīng)；應(yīng)用可控源音頻大地電磁測(cè)深法對(duì)J1、J2號(hào)物探異常進(jìn)行研究，斷裂帶寬度約300m～500m，極化異常體賦存深度在50m～300m之間，總體趨勢(shì)為南低北高，J2號(hào)異常經(jīng)鉆探工程驗(yàn)證見不同礦化程度的礦體，由此原則陸續(xù)發(fā)現(xiàn)并控制7條隱伏銅礦體。

2.3 礦體特征

礦區(qū)主要工作量集中在中部，對(duì)應(yīng)J2號(hào)物探異常，編號(hào)為Ⅱ號(hào)礦體，由大致平行、斷續(xù)連接的7個(gè)隱伏礦體組成，處于F2構(gòu)造斷裂帶的中間部位，由斷續(xù)連接的平行小斷裂控制，發(fā)育棱角狀斷層角礫并伴有銅、金、銀礦化及石英脈、閃長(zhǎng)玢巖脈侵入，脈巖侵入及礦化部位伴隨近礦圍巖蝕變及磁鐵礦化、黃鐵礦化、硅化等蝕變現(xiàn)象，圍巖均為碎裂化斑狀花崗巖；礦體總體走向?yàn)槟媳毕?，傾向西，傾角變化較大在45°～85°之間，以陡傾向?yàn)橹?，局部礦體受構(gòu)造影響，礦體傾向有變化。礦體整體形態(tài)由北向南側(cè)傾，北段出露，南段隱伏，長(zhǎng)度340m，寬度2～5.2m，埋深0～150m，Cu品位在0.8%～10.21%之間。

2.4礦石品質(zhì)

礦石物質(zhì)組成較簡(jiǎn)單，金屬礦物主要有黃銅礦、斑銅礦、輝銅礦、黃鐵礦、磁鐵礦、磁黃鐵礦、金、銀等，在地表可見氧化礦物主要有孔雀石、銅藍(lán)、褐鐵礦、軟錳礦等。脈石礦物成分主要有石英、絹云母，其次有鉀長(zhǎng)石、斜長(zhǎng)石、綠泥石、綠簾石、方解石、黑云母及圍巖角礫等。礦石結(jié)構(gòu)為自形—半自形粒狀結(jié)構(gòu)、它形粒狀結(jié)構(gòu)、交代殘余結(jié)構(gòu)、碎裂結(jié)構(gòu)、包含結(jié)構(gòu)等，礦石構(gòu)造主要為塊狀構(gòu)造、浸染狀構(gòu)造，次為網(wǎng)脈狀、角礫狀。礦體圍巖為碎裂化斑狀花崗巖、蝕變閃長(zhǎng)細(xì)晶巖，近礦圍巖蝕變現(xiàn)象可見鉀長(zhǎng)石化、黃鐵礦化、硅化、絹云母化、綠泥石化，礦體與圍巖之間有比較明顯的接觸界線。

3 成因分析

綜合礦區(qū)地質(zhì)特征及巖礦石性質(zhì)，來自于幔源的燕山早期第三階段（晚侏羅世）花崗巖巖體形成后期，富多金屬成分的巖漿期后熱液活躍在巖體的邊部，北北東向的劉家河-青堆子殼斷裂多期次活動(dòng)為巖體邊緣活動(dòng)的流體提供了良好的運(yùn)移通道，同時(shí)也是較好的貯礦構(gòu)造；由礦石化學(xué)全分析結(jié)果可知，成礦流體為富鉀的硅、水流體，礦體圍巖主要為碎裂化斑狀花崗巖，說明礦體形成在晚侏羅世—白堊世；實(shí)際資料證明礦體在斷裂構(gòu)造帶內(nèi)呈南低北高趨勢(shì)，側(cè)面證實(shí)了化學(xué)流體在構(gòu)造內(nèi)運(yùn)移是由深部向地表、由巖體的邊部向巖體內(nèi)部進(jìn)行的，在適宜的溫度、壓力條件下形成礦體；礦體嚴(yán)格受北北東向斷裂控制，成礦后期斷裂工作對(duì)礦體起強(qiáng)烈的破壞作用，水平及垂直方向均有一定程度的錯(cuò)動(dòng)，給找礦工作帶來較大的困難。

4 結(jié)論

礦區(qū)位于構(gòu)造交匯地帶，自于幔源的花崗巖體侵入提供了持續(xù)穩(wěn)定的熱源并形成富多金屬成分的巖漿期后熱液，巖體內(nèi)多期次活動(dòng)的斷裂構(gòu)造為礦體的運(yùn)移通道，并成為良好的貯礦構(gòu)造，綜合分析礦床成因?yàn)楫a(chǎn)于花崗巖體內(nèi)的受斷裂構(gòu)造控制的含銅石英脈型礦床。

參考文獻(xiàn)

[1] 遼寧省區(qū)域地質(zhì)志，地質(zhì)礦產(chǎn)部，1982年7月。

[2] 遼寧省寬甸縣灌水鎮(zhèn)大石湖溝多金屬礦詳查報(bào)告，賈玉國(guó)等，2014年12月。