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        西峽竹園銅多金屬礦成礦地質(zhì)條件及成因分析

        2018-02-26 07:50:32
        世界有色金屬 2018年24期
        關(guān)鍵詞:交代熱液韌性

        (中化地質(zhì)礦山總局河南地質(zhì)局,河南 鄭州 450000)

        1 礦區(qū)地質(zhì)概況

        1.1 地層

        礦區(qū)區(qū)域出露地層為古元古界秦嶺巖群石槽溝組(Pt1s),中元古界峽河巖群寨根組(Pt2z),其中秦嶺巖群石槽溝組為本區(qū)的主要賦礦地層,其巖性以二云斜長(zhǎng)麻巖為主,夾少量斜長(zhǎng)角閃片巖[1]。

        1.2 構(gòu)造

        礦區(qū)所在區(qū)域?qū)儆诒鼻貛X褶皺造山帶東段腹心部位,區(qū)內(nèi)構(gòu)造組合較為復(fù)雜,主體為一韌性-脆性剪切帶,控制著區(qū)內(nèi)金礦床(點(diǎn))的空間分布,為區(qū)域內(nèi)主要的控礦構(gòu)造。韌性—脆性剪切帶位于朱陽(yáng)關(guān)-夏館斷裂和西平-鎮(zhèn)平斷裂之間[2]。

        1.3 巖漿巖

        礦區(qū)巖漿活動(dòng)較弱,僅零星出露少量的巖漿巖體,以中酸性花崗巖脈為主,零星出露少量的花崗偉晶巖脈。巖脈的空間展布方向與區(qū)域構(gòu)造跡線方向相一致,多以巖脈、巖墻的形式產(chǎn)出,與圍巖之間界線極為平直、清晰[3]。巖脈的活動(dòng)時(shí)期極為廣泛,從晉寧期至燕山期均有出露,與區(qū)內(nèi)礦產(chǎn)資源的賦存有著密切的成因聯(lián)系[4]。

        2 礦床特征

        2.1 礦體特征

        礦區(qū)內(nèi)具有較大的找礦潛力,已發(fā)現(xiàn)礦脈4條,礦化線索5處,其中2條礦體具有工業(yè)價(jià)值。礦體形態(tài)以脈狀、似層狀、透鏡狀為主,賦存于韌性剪切帶形成的張性裂隙中,在空間上含礦脈體呈右行的雁行式展布。礦體沿走向和傾向均呈舒緩波狀產(chǎn)出,礦體的形態(tài)總體上以簡(jiǎn)單為主,且以單脈為主,具有尖滅再現(xiàn)的特點(diǎn),也具有分支、縫合、局部膨大等現(xiàn)象。礦體的長(zhǎng)度一般為15m~75m。最長(zhǎng)達(dá)420m;厚度一般為0.15m~2.75m,最厚處達(dá)3.66m,厚度不穩(wěn)定,變化較大。礦體銅平均品位為1.39%,最高品位可達(dá)7.58%。

        2.2 礦石特征

        (1)礦石礦物成份:礦區(qū)以脈狀銅礦石為主,具有后期熱液疊加改造的特點(diǎn),礦物成分與圍巖中的礦物成分基本一致。金屬礦物有:黃鐵礦、褐鐵礦、黃銅礦、孔雀石等,褐鐵礦化較強(qiáng)。非金屬礦物有石英、斜長(zhǎng)石、微斜長(zhǎng)石、角閃石、輝石蝕變礦物高嶺石、綠泥石、黑云母、白云母等。深部礦石中金屬礦物主要有角閃石、輝石、斜長(zhǎng)石、石英、正長(zhǎng)石、微斜長(zhǎng)石等。

        (2)礦石結(jié)構(gòu)構(gòu)造:礦石結(jié)構(gòu)較為簡(jiǎn)單,以自形粒狀結(jié)構(gòu)、他形粒狀結(jié)構(gòu)為主,交代文象結(jié)構(gòu)、壓碎結(jié)構(gòu)及膠狀結(jié)構(gòu)等;構(gòu)造主要為塊狀構(gòu)造、條帶狀構(gòu)造、浸染狀構(gòu)造、細(xì)脈浸染狀構(gòu)造、蜂窩狀構(gòu)造及團(tuán)塊狀構(gòu)造等。

        (3)礦石自然類型:根據(jù)肉眼觀察和巖礦鑒定,礦石氧化深度淺,在民硐中即見(jiàn)硫化礦,原生礦與氧化礦呈漸變過(guò)渡關(guān)系,初步將礦石劃分為氧化礦和硫化礦兩種自然礦石類型。以硫化礦為主,氧化礦極少。

        2.3 礦體圍巖及夾石

        區(qū)內(nèi)礦體受破碎帶蝕變巖控制,為薄脈狀礦體,無(wú)夾石和天窗出現(xiàn)。礦體與圍巖界限,Cu>1%時(shí),與圍巖界限比較清楚,一般肉眼可以鑒別;Cu<1%時(shí),肉眼不能區(qū)分礦與非礦界限,需按分析結(jié)果來(lái)圈定礦體。礦體頂、底板圍巖主要為二云斜長(zhǎng)片麻巖,局部為斜長(zhǎng)片麻巖角礫為主的構(gòu)造角礫巖。蝕變一般較弱,具有硅化,綠泥石化,根據(jù)頂、底板巖石取樣分析,Cu0.00%~0.12%,Au0.00~0.60×10-6。

        3 成礦條件分析

        3.1 構(gòu)造條件

        竹園礦區(qū)為朱陽(yáng)關(guān)-夏館-大河斷裂與瓦穴子-喬端斷裂之間偏前者一側(cè)的韌性剪切帶之中。朱陽(yáng)關(guān)-夏館-大河斷裂與瓦穴子-喬端斷裂等線性斷裂,具有長(zhǎng)期活動(dòng)的特點(diǎn),斷裂帶及兩側(cè)韌性剪切作用明顯,顏色深淺不一的礦物組成的條帶相間排列,具有混合巖化現(xiàn)象,據(jù)鏡像鑒定顯示,此區(qū)內(nèi)早期為韌性變形,晚期為脆性。礦區(qū)受剪切構(gòu)造控制明顯。這些構(gòu)造實(shí)際上為脆性特性較為明顯的韌-脆性剪切帶。這些構(gòu)造帶早期發(fā)生過(guò)韌性變形,巖石中的殘留碎斑為強(qiáng)韌性變形的特征,由動(dòng)力分異造成的條帶狀構(gòu)造也非常發(fā)育,隨著時(shí)間的延續(xù),該帶疊加了晚期脆性構(gòu)造的改造,并發(fā)生了重結(jié)晶作用。

        3.2 地層條件

        礦區(qū)出露地層以秦嶺巖群為主,為一套中深變質(zhì)巖系,原巖為一套陸源碎屑巖—碳酸鹽巖類夾基性火山巖組合,隨著地質(zhì)演化而經(jīng)歷了中深區(qū)域變質(zhì)作用,多期變形現(xiàn)象明顯,形成了高角閃巖相,局部達(dá)麻粒巖相。這套含礦建造是本區(qū)原始礦源層。其巖石類型主要為斜長(zhǎng)角閃片麻巖,黑云斜長(zhǎng)片麻巖,及斜長(zhǎng)角閃巖,據(jù)區(qū)域資料,其含礦豐度值與礦體,具有密切的成生關(guān)系。

        3.3 巖漿巖條件

        本區(qū)的侵入巖使得來(lái)自深部的熱液和含礦流體向地層及韌性剪切帶內(nèi)擴(kuò)散,為區(qū)內(nèi)礦產(chǎn)的形成提供充足的熱能,熱動(dòng)力條件和部分成礦物質(zhì),對(duì)區(qū)內(nèi)多金屬礦產(chǎn)的形成起到了不可或缺的作用。

        4 礦床成因

        西峽竹園銅多金屬礦床位于我國(guó)著名的秦嶺造山帶東段,礦床的形成與深大斷裂、地層及巖漿活動(dòng)有關(guān),受斷裂構(gòu)造控制明顯。區(qū)內(nèi)北北西向斷裂破碎帶是區(qū)域內(nèi)主要的導(dǎo)礦構(gòu)造和控礦構(gòu)造之一,而深源淺成型花崗巖是西峽竹園銅多金屬礦床的主要成礦母巖[5]。區(qū)域內(nèi)礦床成因類型多樣,在中酸性巖體與圍巖的接觸帶中均發(fā)現(xiàn)銅金礦床的產(chǎn)出。區(qū)內(nèi)經(jīng)歷了多期次的火山、火山沉積以及巖漿活動(dòng),伴隨著巖漿熱液、區(qū)域變質(zhì)熱液的改造,形成了大量后期熱液交代、充填成礦[6]。區(qū)域內(nèi)礦床(點(diǎn))的空間展布形態(tài)明顯受控于斷裂構(gòu)造,區(qū)域性深大斷裂控制著區(qū)域成礦帶的展布特征,而韌性—脆性剪切帶則與礦床的空間展布位置密切相關(guān),層間破碎帶、次級(jí)斷裂裂隙等構(gòu)造虛脫部位是含礦熱液良好的儲(chǔ)閉空間,控制著礦體的展布特征和分布規(guī)律。在該區(qū)的成礦物質(zhì)及成礦流體來(lái)源問(wèn)題方面各學(xué)者均做了大量的工作,對(duì)于成礦物質(zhì)來(lái)源,總體來(lái)講,認(rèn)為花崗巖體為深源淺成型,成礦物質(zhì)亦來(lái)源于地殼深部及上地慢。筆者對(duì)豫西南地區(qū)的花崗巖體做了深入研究,認(rèn)為深源淺成型花崗巖體與地層及其他成因的花崗巖相比,銅金的豐度值最高,銅金成礦的成礦物質(zhì)來(lái)源于花崗巖體,主要與深源淺成型花崗巖體有關(guān)[7]。通過(guò)對(duì)礦床實(shí)際特征與不同成因熱液和礦化特征異同性的對(duì)比,可以判斷礦床的成因。交代熱液的形成與水-巖反應(yīng)和交代作用密切相關(guān),主要產(chǎn)出于交代蝕變體系,形成了品位穩(wěn)定,礦體厚大的交代熱液型礦床。在交代熱液形成過(guò)程中,熱液溫度一般與蝕變溫度是相一致的,而礦化溫度所需要的溫度遠(yuǎn)低于巖漿溫度,且稍低于蝕變的最高溫度,脈狀礦體為熱液的低溫中心,礦化和蝕變受巖漿異常地溫梯度控制。熱液的形成是稍晚于巖漿結(jié)晶過(guò)程的,一般與圍巖發(fā)生水-巖反應(yīng)同期或者稍晚,可以活化圍巖中的成礦物質(zhì),并形成負(fù)暈。熱液的初始水為大氣降水。熱液的熱不是直接來(lái)自巖漿,而來(lái)自高溫巖石。熱液水的陽(yáng)離子類型以Na-Ca或者Ca-Na型為主。通過(guò)對(duì)本礦床的研究,本區(qū)的礦化特征與交代熱液型礦床極為相似,礦化溫度屬中低溫范圍礦體為脈狀礦體,為低溫低壓中心,且產(chǎn)于巖體于接觸帶附近從對(duì)礦床圍巖微量元素分析可以得出,礦體周圍巖石呈負(fù)暈,對(duì)包裹體成份分析得出陽(yáng)離子類型以Ca-Na型為主。因此,本區(qū)的礦床成因?qū)儆诮淮鸁嵋盒偷V床。見(jiàn)成礦模式圖1。

        圖1 三源交代熱液成礦模式演化示意圖

        5 結(jié)論

        竹園礦區(qū)是一個(gè)由多期成礦作用而形成的礦床,主要的賦礦地層為二郎坪火神廟組,區(qū)內(nèi)成礦作用可以分為早期同生沉積期、中期變質(zhì)富集期和后生交代熱液期三個(gè)成礦期。

        通過(guò)對(duì)本區(qū)的構(gòu)造研究,認(rèn)為區(qū)內(nèi)最主要的控礦構(gòu)造為北西西向斷裂構(gòu)造,尤其是北西西向斷裂與北東向斷裂的交匯部位是本區(qū)內(nèi)最有利的成礦部位。

        通過(guò)對(duì)本區(qū)礦床系統(tǒng)的研究,認(rèn)為本區(qū)的礦化特征與交代熱液型礦床極為相似,礦床成因?qū)儆诮淮鸁嵋盒偷V床。

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