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        太行山北段廟安銅多金屬礦床地質(zhì)特征及礦床成因研究

        2021-12-02 02:59:02劉廣宇
        中國金屬通報 2021年7期
        關(guān)鍵詞:成礦

        劉廣宇

        (河北省地質(zhì)調(diào)查院,河北 石家莊 050081)

        1 區(qū)域地質(zhì)

        太行山北段廟安銅多金屬礦床位于太行山金鉬多金屬成礦帶北緣。礦床受上黃旗-烏龍溝深斷裂控制,產(chǎn)于其分支斷裂支家莊-川里斷裂東側(cè)。屬于司格莊-王安鎮(zhèn)銅多金屬成礦帶南段。區(qū)內(nèi)地層發(fā)育明顯的二元結(jié)構(gòu),其結(jié)晶基底為太古界阜平群變質(zhì)巖,上伏沉積蓋層主要為中上元古界、古生界及中生界碳酸鹽巖蓋層。區(qū)內(nèi)構(gòu)造發(fā)育,主要為NNE向上黃旗-烏龍溝深斷裂構(gòu)造帶及其分支斷裂,多為北西向和北東向斷裂交叉迭置。區(qū)內(nèi)巖漿巖強烈發(fā)育,主要為燕山期的司各莊巖體,此外,還分布有一些中基性脈巖類,多形成于海西期、呂梁期[1-3]。

        2 礦區(qū)地質(zhì)特征

        2.1 地層

        礦區(qū)地層出露簡單,主要為太古界阜平群變質(zhì)巖結(jié)晶基底,和中元古界長城系高于莊組碳酸鹽巖和第四系組成的沉積蓋層。太古界阜平群變質(zhì)巖主要巖性為由黑云斜長片麻巖,黑云角閃斜長片麻巖;高于莊組碳酸鹽巖主要為硅質(zhì)條帶白云巖。

        2.2 構(gòu)造

        礦區(qū)位于川里-支家莊NNE向斷層?xùn)|側(cè),受其影響,礦區(qū)內(nèi)構(gòu)造較為發(fā)育,主要構(gòu)造為燕山期斷裂及褶皺構(gòu)造。按其展布方向以NE向和NNE向構(gòu)造最發(fā)育,由西至東構(gòu)造活動強度逐漸減弱。

        2.3 巖漿巖

        區(qū)內(nèi)巖漿活動強烈,巖漿巖發(fā)育,從早到晚形成了基性→中性→酸性的完整演化旋回,屬燕山期司格莊雜巖體第一階段一、二、三次侵入活動的產(chǎn)物。其巖性由老至新分別為:

        (1)閃長巖,主體位于礦區(qū)以外南西部,呈巖基產(chǎn)出。而在礦區(qū)西部及中部,主要沿F1、F2斷裂呈斷續(xù)的巖枝、巖株狀產(chǎn)出,為矽卡巖型銅鐵礦帶的成礦母巖之一。

        (2)石英二長巖,分布于礦區(qū)南西部,主體為一規(guī)模較大的巖基狀,沿F2斷裂地表有其小的巖枝、巖株產(chǎn)出,而在Ⅱ礦帶所施工的鉆孔深部,均可見該類巖體呈隱伏狀產(chǎn)出,為矽卡巖型銅鐵礦帶的主要成礦母巖。

        (3)花崗閃長巖,僅在F1斷裂下盤施工的ZKm1201孔深部見到,呈隱伏侵入于片麻巖中。其巖性與石英二長巖基本相同,為同期次不同部位的相變產(chǎn)物,在區(qū)域上統(tǒng)一歸類為花崗閃長巖。

        (4)花崗巖,分布于礦區(qū)北部,呈大規(guī)模的巖基產(chǎn)出,是司格莊弧形構(gòu)造形成的標志性巖體。在矽卡巖型鐵銅礦帶的北部與其接觸處,礦化有明顯增強的趨勢[4]。

        3 礦床特征

        3.1 礦床地質(zhì)特征

        本礦床是以銅鐵為主,銅、鐵、鋅、金、銀等礦共(伴)生,多位一體的矽卡巖型、熱液脈型多金屬礦床。按礦石成因類型及產(chǎn)出地質(zhì)特征,大體分為矽卡巖型、蝕變巖型、熱液脈型三類。集中分布于礦區(qū)西部的Ⅰ號礦帶和中東部的Ⅱ號礦帶。各礦體按所在礦帶位置順序編號:Ⅰ礦帶共有12個礦體,編號為Ⅰ1—Ⅰ12,位于礦區(qū)西部巖體與碳酸鹽巖地層接觸帶,其主體為高于莊組三段大理巖化白云巖,呈殘留條帶狀被不同巖性的巖體所包含,總體呈近SN走向,北端向東偏轉(zhuǎn)呈NE向。該礦帶以Ⅰ1號礦體規(guī)模最大,其他礦體規(guī)模小,分布零散。Ⅱ礦帶有7個礦體,編號為Ⅱ1-Ⅱ7,位于礦區(qū)中部F1大斷裂上盤附近之碳酸鹽巖中,帶長約2000m,帶寬50m~300m,呈NNE20-30°方向展布。沿帶主要為高于莊組一、二段大理巖化白云巖及角巖化頁巖,普遍具有不同程度的矽卡巖化蝕變發(fā)育;沿平行大斷裂方向的次級裂隙伴有斷續(xù)銅鉛鋅礦脈分布。以Ⅱ2、Ⅱ6號礦體規(guī)模較大,其他礦體規(guī)模均較小。

        3.2 礦體特征

        主要礦體Ⅰ1礦體:位于礦帶中北段,沿礦帶呈層狀、似層狀產(chǎn)出,長約800m。礦體最大沿深為160m,屬穩(wěn)定型。礦體總體產(chǎn)狀為:中北段70°~90°∠60°~75°,北段向東偏轉(zhuǎn)為110°~150°∠50°~70°。Cu的平均品位0.65%,礦體伴生金銀,平均品位為Au0.53(10-6)、Ag9.40(10-6)。

        Ⅰ2礦體:位于礦帶中部,礦體長142m。礦體最大延深50m,平均厚度1.22m,屬穩(wěn)定型。呈層狀、似層狀產(chǎn)出,形態(tài)較簡單。礦體產(chǎn)狀:68°~75°∠61°~68°。該礦體主礦種為銅,伴生鐵。Cu平均品位為1.82%;TFe平均品位15.97%。為矽卡巖型鐵銅礦體。

        Ⅱ2礦體:位于礦帶中北段,礦體長420m,礦體深40m。主要沿薄至厚層狀大理巖化白云巖層間破碎蝕變帶呈脈狀、似層狀產(chǎn)出,沿走向及傾向具膨縮、尖滅再現(xiàn)變化。礦體產(chǎn)狀為:115°~135°∠56°~71°,基本與大斷裂一致,較穩(wěn)定。Cu品位0.26%~0.34%;伴生Ag5.76~8.56(10-6)。

        Ⅱ6號礦體:位于礦帶中南部,礦體長500m。最大延深40m。礦體沿大斷裂上盤附近次級裂隙呈脈狀產(chǎn)出,礦體產(chǎn)狀:102°~135°∠45°~65°。礦體平均品位Cu0.20%~3.2%,Ag8.54~17.93(10-6)。

        礦床中礦石以矽巖型礦石為主,次為熱液脈型及蝕變巖型。三者的礦石結(jié)構(gòu)基本相同。矽卡巖型礦石以塊狀構(gòu)造、條帶狀構(gòu)造為主,系由磁鐵礦物集合體或磁鐵礦和脈石礦物相間組成。熱液脈型、蝕變巖型礦石主要為星散狀、細脈浸染狀構(gòu)造。即黃銅礦、方鉛礦、閃鋅礦呈團粒狀或細脈狀分布于脈石中。

        Ⅰ礦帶矽卡巖型含銅磁鐵礦礦石化學(xué)有用組分主要為鐵、銅,共(伴)生有S、P205、MgO、CaO、SiO2、AI2O3、Au、Ag、As等[5-7]。

        鐵:礦石中鐵含量變化較大,Ⅰ1號礦體中鐵礦體TFe含量在23.81%~29.70%之間,其中主要為磁性鐵,硫化鐵次之且多賦存于硫鐵礦中。鐵的礦床平均品位為27.23%。

        銅:為主要有用元素,多以硫化物存在于黃銅礦中,少數(shù)存在于斑銅礦中。最高品位3.52%,一般在0.10%~0.93%之間,礦床Cu平均品位為0.66%。

        Ⅱ礦帶熱液脈型銅鉛鋅礦石主要有用組分為鋅、銅,共伴生金、銀,鉛微量。鋅主要存在于閃鋅礦中,極少數(shù)存在于菱鋅礦中,最高品位12.40%,一般為0.52%~3.62%;鋅的礦床平均品位為3.27%。銅主要存在于黃銅礦中,少量存在于孔雀石中,最高品位為3.20%,一般在0.20%~0.97%之間,該類型礦石礦床平均品位為0.79%。

        礦床中各礦體普遍伴生有用組分金、銀。經(jīng)對Ⅰ礦帶主要的Ⅰ1號礦體所作23件組合分析結(jié)果和少量基本分結(jié)果了解,其單樣的金品位最高為17.35(10-6),一般在0.10~0.95(10-6)之間,礦體平均品位為0.53(10-6);伴生銀品位最高為62.00(10-6),一般在2.99~15.20(10-6),礦體平均品位為9.40(10-6)。Ⅱ礦帶各礦體金銀含量亦較高,其中Ⅱ1號為Cu、Zn、Au共生礦體,金品位為5.21(10-6),伴生銀為11.11(10-6);Ⅱ4號礦體為Cu、Au、Ag共生礦體,金品位為16.35(10-6),銀品位為51.00(10-6)。其它礦體除Ⅱ5、Ⅱ7號的伴生金品位較低外,Ⅱ2、Ⅱ3、Ⅱ6礦體伴生金、銀品位均可達綜合利用工業(yè)要求。

        4 礦床成因及時代

        4.1 成礦時代

        礦床與司格莊雜巖體的時空關(guān)系密切,成礦時代與雜巖體活動時代相當。根據(jù)1/5萬區(qū)調(diào)資料,區(qū)內(nèi)分布的早期閃長巖同位素年齡為126Ma,而較晚的花崗巖同位素年齡為65Ma,大致相當于晚侏羅到早白堊世,可見本礦床的形成經(jīng)歷了漫長過程。

        本區(qū)地處司格莊—王安鎮(zhèn)銅多金屬成礦帶的中南段,在礦區(qū)及毗鄰,由北至南分布有欒木廠(1.62噸)、小嶺根(1.6噸)、平溝(2.3噸)、牛欄(0.4噸)四個小型金礦床,以及長祥溝、司格莊一帶的眾多金礦點。上述四個金礦床呈約1000m的等間距分布,且均產(chǎn)于距巖體500m~1000m的外帶白云巖中。由以上中低溫金銀成礦帶向內(nèi),逐漸過渡為F1斷裂上下盤的中高溫銅鉛鋅礦帶,再向內(nèi)為近接觸帶的高溫矽卡巖型銅鐵礦帶??v觀區(qū)內(nèi)礦產(chǎn)的空間分布,矽卡巖型鐵銅礦多受巖體侵位時形成的邊緣斷裂體系控制,為高溫?zé)峤淮傻V作用產(chǎn)物;熱液脈型銅多金屬及貴金屬礦床主要受控于拆離滑脫構(gòu)造體系,為深部隱伏巖體、巖株之巖漿期后熱液成礦作用產(chǎn)物。

        以上各礦帶,金元素除在距巖體較遠的外帶中形成單獨的礦床外,在其他兩礦帶中均有較高的共、伴生品位(單樣最高均達12×10-6),是區(qū)內(nèi)所共有的專屬成礦元素。

        4.2 礦床成因

        廟安銅多金屬礦床為一蝕變巖型-矽卡巖型-熱液脈型多成因礦床,礦床的形成與司格莊雜巖體活動的時空關(guān)系密切。特別是燕山早期第一階段的多次巖漿侵位疊加,為礦區(qū)內(nèi)生銅多金屬礦產(chǎn)的提供了優(yōu)越的成礦物質(zhì)來源。

        綜上所述,在礦區(qū)特定的地層、構(gòu)造及巖漿巖條件下,深斷裂的構(gòu)造活動,導(dǎo)致地殼深部硅酸鹽巖漿侵入形成司格莊雜巖體,在巖漿演化分異過程中,隨著溫度壓力等物化條件的改變,由其攜帶和分異產(chǎn)生的含礦熱液集聚于邊緣的構(gòu)造薄弱部位,經(jīng)過多期次不同類型的成礦作用,形成了多成因類型的礦床共生組合。早期在巖體中或巖體之間形成黃鐵絹英巖化蝕變巖型礦床(礦體),金屬礦物組合為黃鐵礦、黃銅礦;近接觸帶形成了高溫矽卡巖型含銅磁鐵礦礦床;中晚期在離接觸帶較遠的碳酸鹽巖地層構(gòu)造裂隙及破碎帶中,形成了中-低溫?zé)嵋好}型礦床,其金屬礦物組合以黃鐵礦、黃銅礦、閃鋅礦為主,方鉛礦微量;次為輝銅礦、自然金、銀金礦及碲金銀礦等,進而造成了廟安銅多金屬礦床復(fù)雜的成因類型。

        5 結(jié)論

        (1)礦區(qū)內(nèi)廣泛發(fā)育的大規(guī)模褶皺帶及不同方向的斷裂構(gòu)造,為各類型內(nèi)生多金屬礦床的形成提供了良好的成礦構(gòu)造條件。司格莊雜巖體與本區(qū)內(nèi)生金屬礦產(chǎn)有著密切的成生聯(lián)系。多期次巖漿活動為本區(qū)成礦提供了充足的熱源和礦源。

        (2)礦區(qū)內(nèi)巖體邊緣接觸斷裂系發(fā)育部位,特別是有壓性逆斷層(F2斷層)存在的情況下,有利于矽卡巖型銅鐵礦體的生成。不同巖性的巖體在本區(qū)形成的寬達千余米的蛇紋石化、大理巖化熱蝕變帶,確是尋找不同類型礦床的間接找礦標志。

        (3)在Ⅰ、Ⅱ礦帶各礦體中普遍共伴生的礦化特征,顯示本區(qū)具有銅、金多金屬礦集區(qū)的成礦遠景。

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