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摘要:云南省維西縣大寶山銅礦位于金沙江構造帶與藍坪盆地結合部位,分布于區域性葉枝斷裂和四十馱斷裂組成的斷夾塊中。經對該礦床以往地質資料的綜合整理,通過對礦區地層巖性、礦體產出形態、礦石特征、圍巖蝕變等特征的總結,分析區內銅礦床的成礦控礦因素,以期對礦床今后的地質找礦工作起一定的指導作用。
關鍵詞:云南維西大寶山銅礦;礦床地質特征;控礦因素
1區域地質概況
大寶山銅礦大地構造位置處于金沙江構造帶與藍坪盆地結合部位,以葉枝—雪龍山斷裂為界分為2個次級構造單元[2]。東側為江達—維西晚二疊世中生代弧火山巖帶(Ⅴ1);西側為昌都—藍坪中生代雙向弧后前陸盆地(Ⅴ3)。大寶山銅礦位于兩構造單元交界處。區域內構造極發育,主要發育北西向、近南北向構造組,以斷裂構造為主,葉枝—雪龍山斷裂為一區域性大斷裂,次級斷裂主要發育望香臺斷裂、四十馱斷裂。葉枝—雪龍山斷裂與望香臺斷裂及四十馱斷裂形成一北西向斷夾塊,沿斷夾塊主要分布早至中元古雪龍山群的中到高級綠片巖相變質巖[1]。區域上石英脈,硅化破碎帶,花崗巖脈,二長花崗巖脈極發育,巖脈主要以侵入巖產出。沿葉枝—雪龍山斷裂與四十馱斷裂夾持的雪龍山變質巖帶,主要以銅、銀多金屬礦產出,鉛鋅礦次之。分布有大寶山、陳新廠、長土坡等銅、銀礦床(點)及拉日底鉛鋅礦床。
2礦區地質特征
2.1地層巖性礦區出露地層均為古—中元古代雪龍山變質巖系,分為3組,a巖組(Pt1-2a)為淺灰色堿長片麻巖、黑云二長片麻巖、白云二長片麻巖,局部夾有少量斜長角閃片麻巖。片麻巖具斑狀變晶結構,片麻狀構造,局部顯眼球狀構造。基質的變晶呈定向排列,構成片理,變斑晶形成片麻狀構造;b巖組(Pt1-2b)以淺灰色石榴二云石英片巖、灰色黑云石英片巖為主并夾有少量黑云斜長變粒巖、黑云母石英片巖及灰綠色斜長角閃片巖,片巖及變粒巖具顯微粒狀—細粒鱗片粒狀變晶結構及斑狀變晶結構,變斑晶多為石榴石,本組巖石層間破碎帶發育,蝕變強烈,硅化、褐鐵礦化普遍,多有孔雀石、藍銅礦、輝銅礦、黃銅礦形成銅礦化帶或銅礦體,為本區主要的含礦層位;c巖組(Pt1-2c)以灰色深灰色絹云母石英片巖為主,底部為灰綠色斜長角閃片巖,絹云母石英片巖具顯微粒狀—細粒鱗片粒狀變晶結構,部分具斑狀變晶結構,變斑晶為長石及少量石英,巖石的礦物成分以石英及絹云母為主,部分含有黑云母及白云母,礦物長軸呈定向—半定向排列,形成片狀構造[5]。層間破碎帶發育,并有石英脈充填,多見硅化、褐鐵礦化、黃鐵礦化,部份層間破碎帶含黃銅礦、輝銅礦、藍銅礦和孔雀石,形成礦體或礦化帶,產有多層銅礦體,是本區的含礦層位之一。
2.2構造礦區褶皺、斷裂構造較發育,并構成區內主要以NNE-EEW向擠壓褶斷帶為主體的基本構造格架。
2.2.1褶皺構造區內褶皺主要發育2組,其中NNE向組(軸向10°~30°)褶皺有青龍山向斜,為大寶山倒轉復向斜的次級褶皺,位于礦區東部,長約0.8km,核部及兩翼均為(Pt1-2b)地層,西翼產狀較東翼略陡,向斜軸面近直立或向西陡傾斜。NNW(軸向345°~355°)向組褶皺有三家寨背斜和爐房溝向斜,分別位于礦區的北東部和南西部。前者長約0.8km,核部及兩翼均為(Pt1-2c)地層,兩翼近于對稱,東翼略陡于西翼,背斜軸面近直立或向西陡傾斜;后者長約0.5km,核部及兩翼均為(Pt1-2c)地層,西翼還包括(Pt1-2b)地層,西翼略陡于東翼,向斜軸面近直立或向西陡傾斜。
2.2.2斷裂構造礦區受斷裂構造控制明顯,按其展布方向大致可分為SN向、NNE向、NEE向3組。SN向組斷裂較發育,其中以F1(望香臺斷裂)為主,該斷裂為銅礦床的導礦構造,其兩盤次級斷裂為容礦構造;其次NNE向以F10、F12為主,NEE向以F11為主,均為礦區延伸超過1km的較大斷裂;此外在以上幾大斷裂附近(主要位于F1西測)發育次級小斷裂,該次級斷裂的發育成為銅礦床的主要容礦構造。各組中主要斷裂特征如下:SN向斷裂F1:礦區主干斷裂,為較區域雪龍斷裂次一級斷裂構造,長約31km。在本礦區內呈近南北向延伸貫穿礦區。內向西傾斜,∠50°~80°,向北至陳新廠以北,轉向東傾。沿斷裂糜棱巖化強烈,巖層遭受強烈的擠壓和柔皺,推測斷層性質在前期屬壓扭性,后期轉化為張性正斷裂。斷層角礫巖普遍遭受硅化、碳酸鹽化、黃鐵礦化等熱液蝕變,并在多處見銅礦化,局部形成小的銅礦體。綜上所述分析,F1斷裂是礦區內最主要的導礦構造,控制了斷層兩盤,特別斷層上盤銅礦體的形成。NNE向斷裂F10:位于礦區西部,呈北北東方向延伸約2500m,為逆斷層,傾向西,∠75°,斷層上盤為Pt1-2a堿長片麻巖,下盤北段為Pt1-2a堿長片麻巖,南段為Pt1-2b石榴二云石英片巖及黑云母石英變粒等,斷層破碎帶寬10~13m,以碎裂巖為主,角礫巖次之,原巖成分主要為片麻巖,角礫巖膠結物為泥質,應力礦物沿斷層面方向呈線性排列;F12斷裂:位于礦區南部望香臺西側,呈近南北向延伸約1900m,為正斷層,傾向西,∠75°,斷層破碎帶寬0.5~2m,斷層角礫明顯,膠結物為泥質。NEE向斷裂F11:位于礦區南部,呈北東東向延伸約1200m,傾向南東,產狀∠60°,斷層破碎帶寬約1.5m,角礫巖及構造透鏡體較發肓,透鏡體中見有褐鐵礦及石英、方解石團塊,新鮮面見黃鐵礦化,推測為控礦斷裂,據兩盤地層分布,斷層具右行扭動性質。
2.3巖漿巖區域上侵入巖體不多,且以脈巖為主,但種類繁多,為閃長玢巖、花崗斑巖、石英二長斑巖、正長斑巖、煌斑巖、石英脈。這些脈巖主要分布于雪龍山斷裂與白馬駒斷裂之間,侵位于雪龍山變質巖(Pt1-2)地層中。少量為印支期,但主要是喜山期;在空間上受斷裂控制,沿斷裂呈帶狀分布。雪龍山一帶的超基性巖中有鉻鐵礦、石棉;在桃花村二長斑巖中,有銅、鉛、鋅礦化。大量的中酸性巖脈活動,對區內銅、銀、鉛、鋅等礦的改造及富集成礦起著十分重要的作用。雪龍山變質巖系(Pt1—2)的中下部夾有4層變質火山巖,由下向上為:含黑云母斜長角閃片巖、石英綠簾角閃片巖、斜長角閃片巖、斜長角閃變粒巖,厚3~35m,其原巖為基性噴出巖。在本區與噴出巖有關的礦產主要集中于(Pt1-2)分布范圍內,有大寶山、陳新廠、長土坡等銅礦(床)點,推測礦床類型為噴流—沉積成因經后期改造形成。礦區內除閃長巖脈及石英脈外,再無其他侵入巖體出露。閃長巖脈在礦區南北均有零星分布,一般厚2~3m,呈灰綠色,半自形柱粒狀結構,角閃石含量約60%,斜長石約40%,角閃石呈半自形柱狀,粒度(0.88mm×0.25mm)~(2.20mm×0.88mm),呈無定向排列,斜長石呈半自形寬板狀。石英脈一般厚度小于1m,石英多呈細粒,粒度多小于0.3mm,一般不含礦。含礦石英脈中的石英普遍發生碎裂,也呈細粒,但含有一定數量的黃鐵礦,局部可見到孔雀石、藍銅礦、黃銅礦、斑銅礦及輝銅礦等含銅礦物。
2.4礦體特征礦區共發現了Ⅰ、Ⅱ、Ⅳ三個礦體群,礦體主要產于雪龍山變質巖系b巖組(Pt1-2b)石榴二云石英片巖和c巖組(Pt1-2c)絹云母石英片巖或這兩組地層的層間破碎帶中。下將各礦群特征描述如下:Ⅰ號礦體群位于礦區北段,已以現4個礦體(Ⅰ1、Ⅰ2、Ⅰ3、Ⅰ4),其他規模較小的礦化帶未控制。礦體主要賦存于b巖組(Pt1-2b)和c巖組(Pt1-2c)地層中,礦化圍巖為絹云母石英片巖、石榴二云石英片巖等。呈層狀、似層狀、透鏡狀沿層間破碎帶或切層規模較小的斷裂構造充填產出,沿層間破碎帶產出的礦體產狀與巖層產狀一致,傾角平緩,一般10°~20°;沿切層的斷裂充填產出的礦體產狀變化大,大多數產狀較陡,傾角大于50°。Ⅰ1礦體厚度1.00~1.62m,平均1.43m;經采取化學樣分析銅品位0.53%~2.01%,平均1.06%;Ⅰ2、Ⅰ3、Ⅰ4礦體厚度0.5~5.0m;經采取化學樣分析銅品位0.5%~7.3%,相對Ⅰ1礦體厚度和品位都較高。Ⅱ號礦體群位于工作區中部,已以現4個礦體(Ⅱ1、Ⅱ2、Ⅱ3、Ⅱ4)。礦體賦存于c巖組(Pt1-2c)下部,沿層間破碎帶或切層小規模斷層破碎帶,呈透鏡狀、似層狀產出,似層狀礦體產狀與地層產狀一致。切層的礦體主要沿各礦層(層間破碎帶)兩盤次級斷裂中,傾角較陡。礦化巖石為灰色、深灰色、黃褐色絹云母石英片巖、石榴二云石英片巖,圍巖蝕變強烈,以褐鐵礦化、硅化為主,次為黃鐵礦化、碳酸鹽化。銅礦物主要是孔雀石、藍銅礦,次為黃銅礦、輝銅礦。Ⅱ1、Ⅱ2、Ⅱ3、Ⅱ4礦體厚0.90~2.68m之間,含銅品位0.57%~3.23%之間。Ⅳ號礦群分布于礦區南部,已發現有(Ⅳ1、Ⅳ2、Ⅳ3、Ⅳ4、Ⅳ5)5條銅礦化破碎帶。礦體賦礦地層為c巖組(Pt1-2c)的絹云母石英片巖下部的層間破碎帶中,產狀與地層產狀一致,礦體呈脈狀、透鏡狀。Ⅳ1、Ⅳ2、Ⅳ3礦體附近見閃長巖脈侵入體。礦群走向北東,傾向290°~320°,傾角33°~58°。礦體真厚度0.68~2.57m;含Cu在(0.88~4.78)×10-2之間;Ⅳ1、Ⅳ2礦體中含Ag(0.98~171.0)×10-6,達到綜合利用品位。主要銅礦物為黃銅礦、輝銅礦及少量孔雀石、藍銅礦。圍巖蝕變為硅化及褐鐵礦化、碳酸鹽化。
2.5礦石類型及礦物組合礦石類型主要為氧化礦石、硫化礦石,多以混合礦形式產出。銅礦具明顯充填交代結構、自形—半自形長柱狀—粒狀結構、蝕變結構,浸染狀構造,細脈狀—團塊狀構造及角礫狀構造。礦石中金屬礦物以黃銅礦、輝銅礦、斑銅礦、黝銅礦、黃鐵礦及少量藍銅礦、孔雀石為主;脈石礦物有方解石、石英、鐵白云石、鈉長石、重晶石等。黃銅礦結晶粒度為0.01~4.0mm,常與輝銅礦、鈉長石、石英、方解石、重晶石等連生;輝銅礦呈團塊狀、斑狀、不規則狀、細脈狀分布。斑銅礦呈小團塊狀、斑狀、細脈狀、浸染狀分布;藍銅礦、孔雀石沿斑銅礦內部網狀裂隙交代斑銅礦,或充填圍巖裂隙呈膠狀產生;鐵白云石、鐵方解石呈團塊狀、細脈狀分布于礦體中,在氧化帶中經風化淋漓而殘留褐鐵礦,但仍保留原礦物的晶形假象;石英呈白色,油脂光澤,自行、半自行、他形不均勻分布于礦石中;構造角礫巖基本上均為礦體頂底板圍巖,其成份為絹云母石英片巖、石榴二云石英片巖,呈定向排列,長軸大致平行斷裂帶走向,具硅化、褪色化。其礦物的生成順序為黃鐵礦—斑銅礦—黃銅礦—輝銅礦—石英—鐵白云石—鐵方解石。孔雀石、藍銅礦形成最晚,主要為銅礦物氧化淋濾而形成。
2.6礦體圍巖蝕變礦區圍巖蝕變強烈,主要有硅化、碳酸鹽化、黃(褐)鐵礦化、絹云母化、綠泥石化、綠簾石化、重晶石化等,與礦化關系密切的主要是硅化、碳酸鹽化、黃鐵礦化、綠泥石化,特別是多種蝕變類型疊加出現時更有利于銅礦的富集成礦。硅化是礦區分布面積最廣,主要沿礦體及頂底板和斷裂破碎帶中發育,蝕變強度高,產出形式有脈狀和彌散狀2種,在泥質中重結晶出細小的他形粒狀石英,一般粒度小于0.005mm,石英顆粒無明顯邊界,常和泥質互相包裹不易分開;脈狀的硅化在破碎帶及礦化帶中呈小脈體沿節理裂隙充填產出,脈寬0.1~3.0cm,長幾十至幾百厘米,與銅礦礦化關系密切。礦區黃鐵礦發育,在淺表部多被氧化為褐鐵礦,黃(褐)鐵礦化與銅礦礦化關系密切。碳酸鹽化在礦體中及近礦圍巖中最為常見,其表現為后期方解石呈團塊狀、細脈狀分布于巖礦石中,其常與銅礦化呈正相關系,碳酸鹽化程越度高則礦石銅品位越高。綠泥石化在礦體中普遍發育,疊加在硅化蝕變帶中,表現為巖脈的組成礦物黑云母、綠泥石化,其蝕變強弱與銅礦化成正比關系。
3控礦因素
該銅礦床為一海底噴發沉積—構造改造型銅礦床,嚴格受“地層+巖性+構造”控制。
3.1地層控礦根據前述及該礦床銅礦體主要賦存于雪龍山巖群b巖組、c巖組地層中,其具有地層成礦專屬性,該組含銅平均高達108ppm,為地殼銅克拉克值的數倍。一種可能是該地區在成巖成礦過程中,海底噴發沉積過程中,沉積了含銅較高的雪龍山巖群,在成巖過程中由于壓實作用,地層發生脫水作用,使地層中銅等元素進一步活化從地層中遷移出來,在有利部位重新富集;另一種可能是由于海西期和喜山期本地區巖漿活動強烈,以侵入巖、噴出巖等形式就位于雪龍山巖群地層中,隨之遷移上來含銅的熱液,由于熱液變質、接觸變質以及區域變質作用,造就了該套地層含銅較高,含銅元素高于背景值數倍。因此,雪龍山變質巖系形成了該銅礦床可能的礦源層,控制了礦床的空間分布,使其具有了層控性。
3.2巖性控礦礦區巖性為一套中—高綠片巖相,即為堿長片麻巖、黑云二長片麻巖、白云二長片麻巖、絹云母石英片巖、石榴二云石英片巖,局部夾有少量斜長角閃片麻巖,礦體直接圍巖(直接底底板)主要絹云母石英片巖、石榴二云石英片巖,其原巖恢復可能為砂巖或砂質泥巖類,其砂巖和砂質泥巖類本身孔隙度較大,對熱液吸附作用較大。后經變質作用、構造作用從雪龍山巖群中活化遷移出的含礦熱液在運移至該類巖石或由其變質的巖石(絹云母石英片巖、石榴二云石英片巖)中重新富集成含銅較高的巖類,局部可達礦化或最低工業品位。故本區巖性對成礦也有專屬性,特別是絹云母石英片巖、石榴二云石英片巖對區內銅礦床的分布起控作用,這與對雪龍山巖群各巖石巖石化學測量結果相一致。說明本區域巖性對銅礦成礦的專屬性。
3.3巖漿巖控礦區內巖漿巖發育,主要發育海西期、喜山期侵入巖,其分布受斷裂構造控制。從現有工程揭露其礦體(礦化體)分布來分析,在與巖體接近或接觸礦體品位明顯較高,可能與侵入體侵入就位有關。可能由于侵入事件由巖體一起上來的含銅熱液沿斷裂破碎帶運移富集而成,故巖漿巖對本礦床的成礦起到很大的作用,是該銅礦床成礦重要作用之一。
3.4構造控礦前已述及區域上為區域性葉支—雪龍山大斷裂與次級斷裂望香臺斷裂、四十馱斷裂形成一斷夾塊,沿斷夾塊褶皺、斷裂構造極發育,巖漿活動強烈,控制了區域銅、鉛鋅等礦產的分布。大寶山銅礦床區主發育北西向、北東向及近南北向構造組,褶皺以規模小的褶皺。斷裂構造以望鄉臺斷裂為主要斷裂構造,沿望鄉臺斷裂兩盤發育次級斷裂構造。望鄉臺斷裂在礦區傾向南西,傾角較陡,為一陡傾角斷裂,在破碎帶內見少量礦化,并發育侵入巖。從目前已揭露的銅礦體分布,其銅礦體主要分布于望鄉臺斷層北西盤次級構造中(上盤),南東盤(下盤)分布較少,說明望鄉臺斷裂為礦區內主要導礦斷裂,控制著該銅礦床的分布等特征,激電中梯發現的激電異常一致,很好地驗證了這一特征。從現有坑道、鉆探等工程揭露情況,區內銅礦體主要以2組斷裂構造產出,一是沿b和c巖組的層間破碎帶充填產出;另一種是同生的切層規模較小的次級斷裂斷裂構造充填產出,此類礦體產狀較亂,主要沿傾向80°~120°間次級斷裂產出。但這2類控礦構造受后期斷裂構造破壞,其連續性受后期斷裂錯動,為區內破壞性斷裂。就其成因與區內沉積成巖作用、構造作用及巖漿活動關系密切。在沉積成巖過程中,由于海底噴發作用,使吸附了銅等元素未經變質的砂巖、砂質巖類中銅等元素活化遷移出來在地表水和地下水作用下形成含礦熱液,含礦熱液沿導礦斷裂望香臺斷裂向上運移,其將地下含礦熱液帶到本層,加之侵入巖體的侵入,使先期沉積的礦物質得到活化轉移,運移至雪龍山巖群b、c巖組中,在構造作用下,石榴二云石英片巖、絹云母石英片巖抗機械能力弱,易破碎,從而形成了層間破碎帶及同生次級斷裂構造,含礦熱液在層間破碎帶或同生斷裂有利部位富集成礦,從而形成礦體或礦化體。所以,該礦床構造對銅成礦具有典型的控制作用。
4結論
從區域地質背景、礦區成礦地質特征看,該區具有優越的成礦條件,望香臺斷裂為銅礦床的主要導礦構造,沿斷層兩盤次級斷裂是該銅礦床容礦構造;主要賦存于雪龍山巖群(Pt1-2b+c)變質巖系絹云母石英片巖、石榴二云石英片巖中;具有嚴格受“地層+巖性+構造”控制特征。礦區在望鄉臺斷裂北西盤次級構造發育,深部找礦前景好。
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作者:王榮德1;付蘭恩2 單位:1.貴州省有色金屬和核工業地質勘查局地質礦產勘查院,2.中國黃金集團貴州有限公司