韋秋妮
(廣東省地質(zhì)調(diào)查院,廣東廣州510080)
礦區(qū)區(qū)域上屬于廣西山字型構(gòu)造南東翼的東—西向褶皺帶,大瑤山構(gòu)造帶與天堂山構(gòu)造帶交匯處,大瑤山隆起之懷集隆起,郴懷斷裂西側(cè),六堡復(fù)式背斜南翼的次級(jí)褶皺園珠頂背斜中。
主要出露上寒武統(tǒng)黃洞口組第二段,為變質(zhì)細(xì)砂巖—板巖建造;巖性為變質(zhì)長(zhǎng)石石英雜砂巖、變質(zhì)長(zhǎng)石石英砂巖、變質(zhì)石英砂巖、絹云粘土板巖。外圍出露有黃洞口組第三段,為變質(zhì)粉砂巖—細(xì)砂巖建造。兩者呈整合接觸。
區(qū)域上,主要受加里東運(yùn)動(dòng)、印支運(yùn)動(dòng)和燕山運(yùn)動(dòng)三個(gè)期次構(gòu)造運(yùn)動(dòng)影響,加里東期強(qiáng)烈的褶皺運(yùn)動(dòng)和斷裂活動(dòng)并伴隨強(qiáng)烈的巖漿活動(dòng),印支期較強(qiáng)的褶皺和斷裂活動(dòng),伴隨較強(qiáng)巖漿活動(dòng),燕山期以斷裂活動(dòng)為主,褶皺次之,伴隨較強(qiáng)的巖漿活動(dòng)。
區(qū)域出露巖漿巖有四期,分別為加里東期、印支期、燕山早期和燕山晚期。其中,加里東期和燕山期以花崗巖為主,印支期以花崗閃長(zhǎng)巖為主。礦區(qū)含礦巖體為二長(zhǎng)花崗斑巖,呈小巖株產(chǎn)出,沿園珠頂背斜軸部侵入。斑巖型銅鉬礦床產(chǎn)于二長(zhǎng)花崗斑巖與云開巖群接觸帶。
礦區(qū)構(gòu)造格架主要為東西向園珠頂背斜,軸部為園珠頂斑巖體,北翼向北,南翼向南,傾角40°~70°,背斜兩翼地層呈網(wǎng)脈狀。
(1)礦床分布、產(chǎn)狀。礦體產(chǎn)于二長(zhǎng)花崗斑巖與黃洞口組的外接觸帶,圍繞巖體做似同心圓狀、環(huán)狀、半環(huán)狀分布。鉬礦體主要分布在外接觸帶約200m范圍內(nèi),銅礦體主要分布在外接觸帶約200~400m范圍內(nèi)。礦體呈不規(guī)則囊狀、透鏡狀、層狀、似層狀。
(2)礦石物質(zhì)組分。
①礦石礦物組合:金屬礦物主要有輝鉬礦、黃銅礦、黃鐵礦、斑銅礦、輝銅礦等。脈石礦物主要有石英、長(zhǎng)石、黑云母、絹云母等。
②礦石化學(xué)成分:礦區(qū)具有獨(dú)立開采價(jià)值的元素有銅、鉬,可伴生利用的有硫、銀。銅、鉬是本區(qū)最主要的有益元素。
③礦體分帶性:
a.在空間上,由巖體往圍巖,依次出現(xiàn)巖體內(nèi)側(cè)的鉬礦體→接觸帶鉬礦體→接觸帶之外圍巖中的銅礦體。
b.平面上,礦體呈同心圓狀、環(huán)狀、半環(huán)狀;鉬礦在內(nèi),銅礦在外,兩者呈漸變過渡。
(3)礦石類型及礦物組合。
①鉬礦石:主要為輝鉬礦,主要分布于斑巖體及其接觸帶的內(nèi)帶;
②銅礦石:主要為黃銅礦,主要分布于巖體與圍巖接觸帶的外帶。
(4)礦石結(jié)構(gòu)構(gòu)造:礦石主要結(jié)構(gòu)變余砂狀顯微鱗片變晶結(jié)構(gòu)、似斑狀結(jié)構(gòu)、角巖結(jié)構(gòu)、他形粒狀結(jié)構(gòu)等。礦石主要構(gòu)造主要有細(xì)脈狀及網(wǎng)脈狀構(gòu)造、浸染狀構(gòu)造和殘余構(gòu)造等。
(5)蝕變類型及分帶性。伴隨園珠頂斑巖體侵入的巖漿活動(dòng),圍巖產(chǎn)生熱變質(zhì)作用和一系列的蝕變,蝕變和礦物種類多,蝕變強(qiáng)弱不一,熱液蝕變疊加現(xiàn)象。主要有角巖化、硅化、碳酸鹽化、鉀化、絹云母化、綠泥石化等。
從內(nèi)向外大體上可分為硅化帶→輝鉬礦、綠泥石、絹云母化帶→黃鐵礦化帶→黃鐵礦、黃銅礦化帶。硅化普遍存在。
礦區(qū)成礦主要與二長(zhǎng)花崗斑巖有關(guān)。巖漿巖沿園珠頂軸部薄弱地帶侵入,其晚階段相伴隨的成礦作用,形成斑巖型銅鉬礦床。主要成礦元素為銅、鉬。
根據(jù)該礦床蝕變礦物組合及其空間和時(shí)間上的聯(lián)系,熱液蝕變作用過程大致分為三個(gè)階段:①硅化帶階段;②綠泥石—絹云母化帶階段(輝鉬礦化階段);③黃鐵礦、黃銅礦化階段。隨著斑巖巖漿熱液的多期次活動(dòng),引起地下水的循環(huán),熱液、含礦熱液向圍巖滲透交代填充,形成以斑巖體為中心的蝕變環(huán)帶及斑巖型銅鉬礦體。
通過對(duì)園珠頂銅鉬礦的綜合研究,建立了園珠頂銅鉬礦的成礦模式:
(1)成礦地質(zhì)構(gòu)造環(huán)境:礦區(qū)三疊世以來Ⅲ級(jí)構(gòu)造分區(qū)屬粵西俯沖型侵入巖帶。北東向陽春復(fù)背斜中部東翼。
(2)主要控礦因素。
①地層:上寒武統(tǒng)黃洞口組,為復(fù)成分砂礫巖建造。巖性為礫巖、石英砂巖、砂質(zhì)頁巖。
②構(gòu)造:東西向園珠頂背斜。
③巖漿巖:燕山晚期園珠頂巖體,巖性為二長(zhǎng)花崗斑巖。
(3)礦床在三度空間分布特征。
①原生礦床:礦體產(chǎn)于二長(zhǎng)花崗斑巖與黃洞口組的外接觸帶,礦體圍繞巖體做似同心圓狀、環(huán)狀、半環(huán)狀分布。
②埋深:礦體埋深為0~350m。
(4)礦床的物質(zhì)組成。
①礦石類型:可劃分為銅礦石、鉬礦石。
②礦物組合:金屬礦物主要有輝鉬礦、黃銅礦、黃鐵礦、斑銅礦、輝銅礦等。脈石主要有石英、長(zhǎng)石、黑云母、絹云母等。
③結(jié)構(gòu)構(gòu)造:礦石主要結(jié)構(gòu)變余砂狀顯微鱗片變晶結(jié)構(gòu)、似斑狀結(jié)構(gòu)、角巖結(jié)構(gòu)、他形粒狀結(jié)構(gòu)等。礦石主要構(gòu)造主要有細(xì)脈狀及網(wǎng)脈狀構(gòu)造、浸染狀構(gòu)造和殘余構(gòu)造等。
④蝕變特征:從內(nèi)向外大體上可分為硅化帶→輝鉬礦、綠泥石—絹云母化帶→黃鐵礦化帶→黃鐵礦—黃銅礦化帶。硅化普遍存在。
⑤主元素含量:礦床平均品位Cu0.1716%,Mo0.0454%。
(5)成礦期次:根據(jù)園珠頂銅鉬礦成礦特征及成礦物理化學(xué)條件,認(rèn)為礦床的形成經(jīng)歷了三個(gè)階段:Ⅰ、硅化帶;Ⅱ、輝鉬礦—綠泥石、絹云母花帶;Ⅲ、黃鐵礦—黃銅礦花帶。
(6)成礦時(shí)代:晚侏羅世—早白堊世。
(7)礦床成因:斑巖熱液接觸交代型礦床(斑巖型礦床)。
成礦模式見圖1。
圖1 廣東省封開縣園珠頂銅鉬礦成礦模式圖
(1)燕山晚期小巖株或隱伏巖體的突起前緣,巖石為二長(zhǎng)花崗斑巖等鈣堿性系列。
(2)地表石英細(xì)脈網(wǎng)脈帶是直接尋找斑巖型鉬礦的找礦標(biāo)志。
(3)斑巖體受緯向構(gòu)造體系控制,故區(qū)域東西構(gòu)造帶為有利于找礦構(gòu)造標(biāo)志。礦床受次級(jí)北東與東西向斷裂控制,賦存于多種組向斷裂的交接復(fù)合部位,為有利的找礦構(gòu)造標(biāo)志。
(4)熱液活動(dòng)地區(qū),圍巖蝕變廣,蝕變分帶明顯,是直接的找礦標(biāo)志。硅化、絹云母化和綠泥石化為找鉬的良好標(biāo)志,硅化、黃鐵礦化為銅礦的良好標(biāo)志。
(5)地球化學(xué)銅異常,異常值雖然不高,但具有明顯的三級(jí)分帶。
在對(duì)礦床地質(zhì)特征、控礦因素等分析研究的基礎(chǔ)上,初步歸納總結(jié)出園珠頂銅鉬礦床成因模型,早期構(gòu)造運(yùn)動(dòng)形成六堡復(fù)式背斜南翼的次級(jí)褶皺園珠頂背斜,后期的多次構(gòu)造運(yùn)動(dòng)疊加,在園珠頂背斜結(jié)合部位形成了良好的成礦空間,背斜軸部裂隙發(fā)育,利于巖體侵位,燕山期巖漿巖由底部沿園珠頂軸部薄弱地帶侵入,巖漿熱液在網(wǎng)狀裂隙中運(yùn)移過程中,成礦物質(zhì)沉淀富集,隨著溫度逐漸降低,由內(nèi)往外,由鉬礦化逐漸過渡到銅礦化,形成銅鉬礦床。礦區(qū)銅鉬礦與燕山期同源的而二長(zhǎng)花崗斑巖具有成因聯(lián)系。因此,園珠頂?shù)V區(qū)礦床成因應(yīng)屬于斑巖型銅鉬礦床。