段振元,潘應(yīng)銘,文 杰
(江西省地質(zhì)局贛西北大隊(duì),江西 九江 332000)
東雷灣銅鎢礦區(qū)位于長(zhǎng)江中下游成礦帶,九江銅、鐵多金屬、非金屬成礦亞帶,九瑞銅多金屬礦集區(qū)北部,大地構(gòu)造位置屬于揚(yáng)子板塊(Ⅰ)、中下?lián)P子坳陷帶(Ⅰ1)、九江坳陷()[1],鄧家山—通江嶺向斜西段。
區(qū)域地層出露自老至新為奧陶系—下三疊系地層,其中奧陶系、石炭系、二疊系及下三疊系主要為碳酸鹽巖建造,志留系屬淺海相碎屑巖建造,泥盆系為河湖相砂礫巖建造:區(qū)域構(gòu)造走向以北東東向?yàn)橹?,其次為北西向和近南北向。北東東向背向斜相間平行排列,北東東向斷裂構(gòu)造為區(qū)域的主要控巖控礦斷裂;區(qū)域內(nèi)巖漿巖發(fā)育,以燕山期巖漿巖為主。自北往南劃分6個(gè)巖漿巖帶,礦區(qū)位于鄧家山一東雷灣一通江嶺花崗閃長(zhǎng)斑巖帶東段。
礦區(qū)出露地層有二疊系上統(tǒng)長(zhǎng)興組(P3C)、三疊系下統(tǒng)殷坑組(T1y)、青龍組(T1q)、周沖村組(T1Z)及第四系(Q)。長(zhǎng)興組、殷坑組、青龍組分布于礦區(qū)北部,周沖村組廣泛分布于礦區(qū)中部和南部(圖1),第四系分布于山間溝谷地帶,其中周沖村組是主要賦礦層位。
周沖村組分上、中、下三段,下段(T1z1):為肉紅色中層—巨厚層含白云質(zhì)灰?guī)r、白云質(zhì)灰?guī)r;
中段(T1z2)上部為薄層狀泥質(zhì)灰?guī)r,中部為薄層—中層狀灰?guī)r,下部為薄層狀含泥質(zhì)、白云質(zhì)灰?guī)r夾鈣質(zhì)頁(yè)巖;上段(T1z3)為薄層—中層狀灰?guī)r、泥質(zhì)灰?guī)r,靠近巖體處變質(zhì)為細(xì)粒大理巖或大理巖化灰?guī)r。中、上段薄—中層狀不純灰?guī)r,易于發(fā)生交代蝕變作用,與成礦關(guān)系密切。
礦區(qū)褶皺由一背斜和一向斜構(gòu)成,北部為苗母山背斜,由于遭受F1、F2斷層影響,地層不連續(xù);南部為東雷灣向斜,軸向近東西,南翼較陡,地層傾角70°~80°,北翼地層產(chǎn)狀較緩,傾角40°左右。
向斜核部地層為三疊系周沖村組,兩翼依次為三疊系青龍組至二疊系長(zhǎng)興組,由于巖體侵入影響,局部地層產(chǎn)狀不穩(wěn)定。
斷裂按其性質(zhì)和破碎特征可分為斷層和破碎帶。斷層主要見(jiàn)有2條,編號(hào)F1、F2,分布于礦區(qū)北部,走向近東西向,其中F1是區(qū)域性大斷裂,又稱(chēng)苗母山斷層,全長(zhǎng)9km。位于苗母山背斜南翼與東雷灣向斜的轉(zhuǎn)折部位,走向近東西,傾向北,沿其走向均可見(jiàn)到兩盤(pán)不同時(shí)代地層相接觸,其間見(jiàn)有構(gòu)造角礫巖及密集的方解石脈帶;F2逆斷層,位于F1之南,為F1的派生次級(jí)斷層,斷層規(guī)模不大,與F1近平行,傾向北,其兩端與F1相接(圖1)。
圖1 東雷灣銅鎢礦區(qū)地質(zhì)略圖
礦區(qū)主巖體為東雷灣巖體,出露面積約0.80km2,鋯石U-Pb年齡為(142.24±0.52)Ma[2],屬燕山早期侵入巖,呈巖株?duì)钋秩胗谙蛐焙瞬?,接觸面產(chǎn)狀在巖體不同部位有明顯差異,巖體西部、西南部?jī)A向南西,傾角50°~70°,東南部?jī)A向北西,傾角60°左右,東接觸帶傾向東,傾角較陡。巖體與圍巖呈齒狀、樹(shù)枝狀、根須狀接觸。
組成巖體的巖石主要有花崗閃長(zhǎng)斑巖,其次為花崗閃長(zhǎng)巖?;◢忛W長(zhǎng)斑巖呈灰白色,局部含暗色礦物較多呈暗灰色,多斑至斑狀結(jié)構(gòu),塊狀構(gòu)造,局部可見(jiàn)流動(dòng)構(gòu)造,礦物顆粒一般粗大,斑晶粒徑0.8mm~5mm,少量達(dá)5mm~8mm。斑晶主要為斜長(zhǎng)石、石英,次為黑云母、角閃石;基質(zhì)呈顯微晶質(zhì)結(jié)構(gòu),粒徑0.05mm~0.1mm,主要為斜長(zhǎng)石、石英,少量鉀長(zhǎng)石、黑云母,副礦物有鋯石、磷灰石及榍石,含有黃銅礦、黃鐵礦等金屬礦物。
花崗閃長(zhǎng)巖出露于礦區(qū)南部及西北部,巖石呈灰白色、深灰綠色,中至粗?;◢徑Y(jié)構(gòu),塊狀構(gòu)造,
主要礦物成分為斜長(zhǎng)石、鉀長(zhǎng)石、石英、角閃石及少量黑云母,副礦物有榍石、磷灰石,金屬礦物有黃銅礦、黃鐵礦。
礦區(qū)脈巖主要有石英閃長(zhǎng)斑巖、花崗細(xì)晶巖、閃斜煌斑巖。呈脈狀充填于花崗閃長(zhǎng)斑巖及周沖組灰?guī)r或大理巖中。
礦區(qū)圍巖蝕變發(fā)育,蝕變種類(lèi)主要有矽卡巖化、大理巖化,其次有硅化、綠泥石化、綠簾石化、碳酸鹽化等。其中矽卡巖化分布廣泛,且與銅、鎢礦化關(guān)系密切。
矽卡巖據(jù)礦物含量分為石榴石矽卡巖,透輝石矽卡巖,礦區(qū)以石榴石矽卡巖為主,且與鎢銅成礦關(guān)系密切。透輝石矽卡巖一般發(fā)育于內(nèi)接觸帶(西接觸帶對(duì)面鋪一帶),礦物成分以透輝石或鈣鐵輝石為主,次為少量的透閃石、石榴石、石英組成,礦化一般均較微弱;石榴石矽卡巖發(fā)育在外接觸帶,再向外可分為矽卡巖化大理巖→綠泥石化大理巖→大理巖,礦物成分以石榴石為主,次為透輝石、石英、方解石,局部見(jiàn)少量綠泥石、綠簾石。金屬礦物有黃鐵礦、黃銅礦、白鎢礦、輝鉬礦,局部地段有磁鐵礦富集。
礦區(qū)圈定7個(gè)礦體,其中銅鎢共生礦體2個(gè),編號(hào)為;ⅠW(Cu)、2W(Cu);銅鉬共生礦體1個(gè),編號(hào)為4-1CuMo;單礦種礦體4個(gè),編號(hào)為2-1W、2B-1Cu、6-1Cu、6-1Mo。以ⅠW(Cu)礦體為主,其礦石量占礦區(qū)總量的89%,WO3金屬量占礦區(qū)總量的93%,Cu金屬量占礦區(qū)總量的90%。其余礦體規(guī)模小。礦體產(chǎn)于巖體南接觸帶,賦存于矽卡巖或矽卡巖化大理巖中,產(chǎn)出標(biāo)高為140m~-120m,埋深4m~240m,垂向上自上至下具有上銅下銅鎢的礦化分帶現(xiàn)象。
1W(Cu)主礦體分布于-1C至-6線,賦存于巖體接觸帶矽卡巖中,礦體控制的走向長(zhǎng)約315m,傾向延伸60至180m,賦存標(biāo)高+110m至-100m。礦體呈似層狀、透鏡狀,局部膨大。礦體傾向北西,傾角20°~81°,礦體厚度0.55m~31.86m;WO3品位:0.10%~1.07%,變化系數(shù)82%,屬較均勻型;Cu品位:0.05%~6.74%,變化系數(shù)203%,屬不均勻型。
該礦體沿走向鎢礦體線平均厚度2.04m~11.94m,銅礦體線平均厚度0m~3.93m,明顯小于鎢礦厚度。WO3線平均品位0.16%~0.30%,變化區(qū)間不大,Cu線平均品位0.17%~2.68%,變化區(qū)間較大。礦體中鎢厚度、品位相對(duì)穩(wěn)定,銅品位變化大,厚度不穩(wěn)定,連續(xù)性差。礦體頂板巖性為花崗閃長(zhǎng)斑巖或矽卡巖,底板巖性為大理巖或矽卡巖,其它礦體特征見(jiàn)表1。
表1 礦體特征一覽表
3.3.1 礦石類(lèi)型
礦石自然類(lèi)型主要為原生礦石,根據(jù)礦石中主要礦物成分、結(jié)構(gòu)構(gòu)造的不同,可以將礦區(qū)礦石分為以下幾種主要類(lèi)型:含鎢銅矽卡巖、含鎢矽卡巖、含銅花崗閃長(zhǎng)斑巖、含銅大理巖、含鉬矽卡巖等。
其中以含鎢矽卡巖礦石為主,礦石量占礦區(qū)礦石總量的82%,其次為含銅鎢矽卡巖礦石,礦石量占礦區(qū)礦石總量的13%。
3.3.2 礦石結(jié)構(gòu)構(gòu)造
礦石的結(jié)構(gòu)主要有:他形晶粒狀結(jié)構(gòu)、自形—半自形晶結(jié)構(gòu)、包含結(jié)構(gòu)、交代殘余結(jié)構(gòu)和固溶體分離結(jié)構(gòu)等;礦石構(gòu)造主要有:細(xì)脈狀構(gòu)造、浸染狀構(gòu)造、鱗片狀構(gòu)造和晶簇狀構(gòu)造等。
3.3.3 礦石礦物
礦石金屬礦物主要有白鎢礦、黃銅礦、輝銅礦、輝鉬礦、黃鐵礦等。非金屬礦物主要以石榴石、石英、綠泥石、透輝石為主,含少量碳酸鹽和粘土礦物。
白鎢礦:目前鎢礦物為白鎢礦,肉眼及顯微鏡下均未見(jiàn)到黑鎢礦,白鎢礦,白色,顆粒較小,粒徑一般為0.01mm~1.0mm,自形程度低,常呈星點(diǎn)狀或浸染產(chǎn)于石榴石矽卡巖中;黃銅礦:他形或不規(guī)則形晶粒,粒徑0.1mm~1.5mm,分布不均勻,充填于非金屬礦物(脈石礦物)之間,少部分呈短脈狀充填分布,脈寬0.02mm~5mm不等;輝銅礦:呈不規(guī)則形晶粒,粒徑0.1mm~0.25mm,常交代黃銅礦產(chǎn)出,局部交代黃鐵礦,溶蝕交代黃銅礦;輝鉬礦:呈彎曲板片狀,片徑0.1mm~0.35mm,充填裂隙分布,局部富集;黃鐵礦:呈自形—半自形晶粒,粒徑0.1mm~0.8mm,稀疏浸染狀分布。
3.3.4 礦物生成順序
礦床礦物生成順序分為4個(gè)階段[3],第一階段(矽卡巖階段):生成礦物以硅酸鹽類(lèi)礦物為主,有石榴石、石英、透輝石、重結(jié)晶的方解石;第二階段(氧化物階段):形成白鎢礦、輝鉬礦、磁鐵礦,組份簡(jiǎn)單,為鎢鉬主要成礦階段;第三階段(硫化物階段):形成黃銅礦、黝銅礦、輝鉍礦、輝銅礦、黃鐵礦,礦物組成較復(fù)雜,以廣泛發(fā)育金屬硫化物為特點(diǎn),是銅主要成礦階段;第四階段(碳酸鹽階段):以方解石、綠泥石和黃鐵礦為主,另有閃鋅礦、方鉛礦。
3.4.1 礦床成因
本礦床屬熱液交代矽卡巖型礦床,成礦明顯受地層、構(gòu)造、巖漿巖等因素控制。燕山運(yùn)動(dòng)期,區(qū)域巖漿侵入活動(dòng)強(qiáng)烈,巖漿沿F1苗母山斷層侵入,在與東雷灣向斜核部交匯部位集聚沉淀,較高溫度的流體對(duì)圍巖(碳酸鹽巖)發(fā)生交代作用,形成石榴石透輝石矽卡巖。巖漿期后含礦熱液沿接觸帶及裂隙帶運(yùn)移、充填、沉淀形成金屬硫化礦物,同時(shí)含礦熱液在運(yùn)移、充填過(guò)程中交代先期形成的矽卡巖礦物或含鈣礦物形成白鎢礦。
3.4.2 控礦因素
(1)構(gòu)造條件
礦床定位于F1斷層與東雷灣向斜核部交匯部位,F(xiàn)1是區(qū)域性大斷裂,巖漿巖沿?cái)嗔焉仙?,侵入于向斜核部冷凝成巖,F(xiàn)1斷層、向斜核部是礦區(qū)主要的導(dǎo)巖容巖構(gòu)造。
(2)巖漿巖條件
礦區(qū)成礦巖漿巖為花崗閃長(zhǎng)斑巖,與外圍新發(fā)現(xiàn)的通江嶺銅鎢礦床處于鄧家山一東雷灣一通江嶺花崗閃長(zhǎng)斑巖帶東段,屬高鉀鈣堿性I型花崗巖,為礦床提供了大部分成礦物質(zhì),并為成礦提供了必要的溫度、壓力等條件[4]。
(3)接觸帶形態(tài)、產(chǎn)狀
接觸帶及伴生的裂隙帶是主要導(dǎo)礦、容礦構(gòu)造,巖體超覆或巖體內(nèi)凹部位(巖體南接觸帶)有利于形成礦體;巖體接觸面平緩(如-2C線)礦化強(qiáng)、礦體厚度大,另外,接觸帶形狀彎曲或侵入體與圍巖呈“犬牙”交錯(cuò)的部位有利于成礦。
(4)地層條件
礦體主要賦存在外接觸帶周沖村組中、上段薄層灰?guī)r層位,該層層理較薄并且?jiàn)A有鈣質(zhì)頁(yè)巖,灰?guī)r含有一定的泥質(zhì)、白云質(zhì),成分復(fù)雜,有利于發(fā)生交代成巖成礦作用。
(5)圍巖蝕變
礦體主要產(chǎn)于矽卡巖化帶或矽卡巖中,矽卡巖分為石榴石矽卡巖,透輝石矽卡巖,礦區(qū)以石榴石矽卡巖為主,與鎢銅成礦關(guān)系密切。透輝石矽卡巖一般發(fā)育于內(nèi)接觸帶,礦化一般微弱;石榴石矽卡巖發(fā)育在外接觸帶,再向外可分為矽卡巖化大理巖→綠泥石化大理巖→大理巖。
礦床屬熱液交代矽卡巖型銅鎢礦床,礦體嚴(yán)格受接觸帶控制,與接觸帶產(chǎn)狀、形態(tài)及圍巖蝕變等因素密切相關(guān)。礦區(qū)成礦條件優(yōu)越,示礦信息豐富。2016年,張磊等對(duì)鄧家山—東雷灣礦區(qū)土壤地球化學(xué)特征進(jìn)行研究,區(qū)內(nèi)土壤地球化學(xué)Cu、W、Mo異常發(fā)育,Cu異常面積1.1km2,異常平均值321.2×10-6,最大值為2524×10-6;W異常面積約1.0km2,W異常平均值是39.86×10-6,最大值401×10-6;Cu、W三級(jí)濃度分帶明顯示,二者異常套合較好[5],主要分布東雷灣巖體中南部及內(nèi)外接觸帶,顯示巖體及接觸帶有很大的找銅鎢礦潛力。
巖體南接觸帶:已圈定7個(gè)礦體,銅鎢礦體中鎢礦化較均勻,連續(xù)性好,垂向自上至下有上銅下銅鎢的礦化分帶趨勢(shì)。前幾年,開(kāi)展九瑞礦山密集區(qū)深部銅多金屬礦戰(zhàn)略性勘查,在南接觸帶邊深部打到了矽卡巖型銅鎢鉬礦體,礦床按元素分帶為Cu→Cu、W→W的規(guī)律性,深部存在鎢礦體[6],開(kāi)展深部勘查,可進(jìn)一步擴(kuò)大找礦成果。
巖體西接觸帶:平面上灰?guī)r層呈帽狀蓋在巖體之上,接觸面凹凸不平,矽卡巖較發(fā)育,以石榴石矽卡巖為主,雖然矽卡巖體分散,不連續(xù),但接觸帶范圍大。西接觸帶南部見(jiàn)有銅鎢礦化,Cu品位0.15%~0.39%,WO3品位0.11%~0.16%,西接觸帶北部zk113孔淺部見(jiàn)銅礦化,Cu品位0.10%~1.28%,平均0.65%,具備良好的找礦潛力。
東雷灣矽卡巖型銅鎢礦床以鎢為主,共生銅。礦床受F1斷裂及東雷灣向斜的控制,產(chǎn)于巖體接觸帶中。南接觸帶鎢礦化較均勻,連續(xù)性好,礦床垂向上有上銅下鎢銅的礦化分帶趨勢(shì),深部有找鎢礦潛力。西接觸帶接觸面較緩,且凹凸不平,發(fā)育矽卡巖,是成礦有利地段。建議轉(zhuǎn)讓變思路,加強(qiáng)區(qū)內(nèi)鎢礦勘查,研究礦化富集規(guī)律,擴(kuò)大找礦成果,為礦床下步開(kāi)發(fā)提供資源保障。