銅錄山礦田構造及其控礦特征

薛迪康，余元昌

(湖北省鄂東南地質(zhì)大隊，湖北大冶 435100)

0 引言

銅錄山是鄂東南知名的銅鐵礦田，工作程度較高。深入研究本區(qū)銅鐵礦床的地質(zhì)特征、控礦條件，總結成礦規(guī)律，進行隱伏礦床預測具有十分重要意義。本文是在1∶1萬成礦遠景區(qū)劃成果的基礎上，僅對銅錄山礦田構造及其控礦特征作了進一步的劃分和研究。

1 成礦的地質(zhì)背景

銅錄山礦田位于鄂東南北北東向鄂城—大磨山鐵銅成礦帶上，屬東亞銅鐵成礦帶的一部分。在區(qū)域構造位置上處于北北東鄂城—大磨山新華夏復合主干隆起帶(東帶)與山字型前弧西側(cè)相復合(反接)地段。

礦田內(nèi)上古生界、中生界、新生界地層均有發(fā)育，其中發(fā)育較為廣泛的是二疊系、下三疊統(tǒng)碳酸鹽巖地層，與成礦關系最為密切，特別是三疊系下統(tǒng)第五、第六、第七巖性段(T1dy5、T1dy6、T1dy7)，是一套由灰?guī)r、白云質(zhì)灰?guī)r、白云巖組成的巖石，并已變質(zhì)為大理巖、白云質(zhì)大理巖、白云石大理巖。

礦田內(nèi)巖漿活動頻繁，受北西向、北西西向構造控制，侵入與噴發(fā)多期多次出現(xiàn)。噴出巖主要是中性火山熔巖—安山巖;侵入巖以中—中酸性為主，在巖相上以中深—淺成巖建造為特征。據(jù)初步研究，礦田內(nèi)巖漿巖為二期六次侵入活動產(chǎn)物，其中與成礦有關的有四次侵入活動。燕山早期一、二、三次侵入活動以銅鐵—銅礦化為主，燕山晚期第一次侵入活動以銅鉬礦化為主。與成礦作用有關的四次侵入巖石的巖石化學特征是富堿，與戴里(或黎彤)同類巖石相比，明顯地出現(xiàn)堿異常。

礦田內(nèi)已知21處礦床(點)，分別賦存于不同方向含礦構造帶中，隸屬于接觸交代型、礦漿貫入型、細脈浸染型、中低溫熱液型、沉積—熱液改造型等五種成因類型，是一組與中性—中酸性侵入巖有關的接觸交代—熱液型Mo－Fe－Cu－S礦床系列。

2 礦田構造和控巖控礦構造發(fā)展階段

2.1 礦田構造

按照地質(zhì)力學構造具有成生聯(lián)系的觀點，就各種結構面形成時間、展布方向和力學性質(zhì)，銅錄山礦田內(nèi)存在四個構造組合。它們分別隸屬于淮陽山字型構造體系、新華夏構造體系、新華夏與山字型聯(lián)合構造、北西向構造(圖1)。

2.1.1 北西西向構造組合

礦田內(nèi)較早發(fā)育的北西西向構造隸屬于淮陽山字型前弧西翼的一部分，是礦田的基礎構造。主要是由一系列北西西或近東西向褶皺和北西西向壓扭性斷裂組成。由于新華夏系的聯(lián)合復合作用，巖漿侵位活動致使山字型構造成分的原來面貌顯示不清。

褶皺特點是:在礦田的西半段，由于火成巖的侵入掩覆，多為潛伏的褶皺構造殘存于巖體內(nèi);在礦田的東半段表現(xiàn)為蓋層滑動，向北倒轉(zhuǎn)的緊密褶皺構造。

斷裂具有多期活動的特點，早期具壓性，中期具張性，晚期為壓—壓扭性。

2.1.2 北北東向構造組合

此組合歸屬于新華夏構造體系。主要由一系列北北東向褶皺和北北東向壓扭性斷裂以及與其相伴生的北東東向壓扭性斷裂和北西向張扭性斷裂組成。其主要特點，除出現(xiàn)一系列北北東向壓扭性斷裂外，主要表現(xiàn)為對北西西向構造組合的改造，其改造的特點是:①使北西西向的線狀褶皺在水平方向發(fā)生局部的北北東向橫跨褶皺和鼻狀構造(如銅錄山、鯉泥湖、石頭咀一帶橫跨褶皺構造比較明顯);②使北西西向早期壓性斷裂發(fā)生張性改變，如鯉泥湖斷裂—接觸帶，石頭咀斷裂—接觸帶。

2.1.3 “S”型聯(lián)合構造

新生的北北東向構造“遷就”、“聯(lián)合”早期北西西向構造，產(chǎn)生北東東—北北東—南西西向“S”型的褶皺構造。例如千家灣北東東向弧形褶皺—馮家山北北東向褶皺—逃人山—寶山南西西向弧形褶皺。再如礦田西緣地層走向轉(zhuǎn)向北東也是兩組構造發(fā)生聯(lián)合作用的結果。

2.1.4 北西向構造

主要表現(xiàn)為北西壓扭性質(zhì)的斷裂，切穿巖體、礦體和矽卡巖體，形成的時間比較晚，與區(qū)域構造難以配套，故暫以北西向構造處理。

2.2 控巖控礦構造的發(fā)展階段

礦田內(nèi)成巖成礦的時間主要發(fā)生在燕山期(同位素年齡1億～1.5億年左右)，活動在這個時期的構造體系主要是新華夏系，而山字型構造體系在燕山期總的活動強度在減弱。從空間上看，巖體和礦床的分布，主要發(fā)生在新華夏系與山字型構造聯(lián)合和復合部位，礦液的貫入多利用山字型構造空間，故礦田控巖控礦構造，無論在時間上或空間上均受山字型和新華夏系雙重控制，其中以新華夏系為主導。新華夏系發(fā)生、發(fā)展可劃分為三個階段:

第一階段(J1－J2)以新華夏系聯(lián)合山字型為主要特點。控制了礦田內(nèi)主巖體沿北西西扭裂面侵位和展布。

第二階段(J3－K1)以新華夏系復合改造山字型為主要特征，形成北北東向復合橫跨隆起帶和由于隆起誘導出北北東向壓扭性斷裂同時迭加，并使原山字型構造成分的北西西向壓扭性斷裂發(fā)生張性改變，礦床礦體主要受北北東向復合橫跨隆起構造和北西西向斷裂接觸帶構造制約。

第三階段(K2－R)以新華夏斷裂復合山字型為主要特征。大批北北東向壓扭性斷裂出現(xiàn)，并切穿巖體和礦體。

地質(zhì)構造的發(fā)展歷史是多期、多階段的，成礦構造的發(fā)展過程也是如此。礦床構造發(fā)展的歷史可分為三個階段:成礦前、成礦期、成礦后構造。

成礦前的構造主要是新華夏系發(fā)展到第二階段改造侵入接觸帶形成的復合接觸構造系統(tǒng)，在空間上控制了礦液的活動，給礦液上升和沉淀準備了空間條件。

成礦期的構造一般多為斷裂裂隙構造，它們可以是繼承成礦前的構造，也可以是新生的構造，在拉伸的條件下裂隙張開和礦液充填，表現(xiàn)在早期矽卡巖化的圍巖和部分火成巖被破碎成角礫巖(具張性特征)并被礦液交代。成礦期的構造表現(xiàn)為脈動的、多階段的，并構成復雜的礦石分帶，形成富礦柱。

成礦后的構造通常是繼承和迭加在早期構造之上，使礦體擠壓破碎。另外還有一些形成很晚的壓性、壓扭性斷裂切穿和錯斷礦體。成礦后的構造影響礦體次生富集的發(fā)生、發(fā)展并形成規(guī)模。

3 控礦構造特征及其規(guī)律

3.1 控礦構造特征及其類型

礦田主要受鄂城—大磨山新華夏系復合隆起帶(東帶)姜橋—下陸為主體的北北東向斷裂與山字型前弧西翼相復合的北西西向構造控制，亦即受新華夏系復合改造山字型控制。根據(jù)構造與礦床(點)的空間關系，含礦帶主要受北西西、北北東、北東東三組構造控制(即礦田內(nèi)Ⅰ、Ⅱ級的構造，大致相當區(qū)域Ⅳ級構造)，并可劃分出十四個含礦構造帶。北北東向含礦構造帶主要是北北東向橫跨隆起迭加同方向斷裂控礦，自西向東大致可分為四個北北東向含礦構造帶;北西西向含礦構造帶主要是斷裂—接觸帶和迭加或與其截接相復合的傾伏背斜、向斜，或接觸帶，或破碎帶控礦，自北而南大致可分為六個北西西向含礦構造帶;北東東向含礦構造帶是北東60°～70°斷裂或南西西—北東東向的“S”形構造控制，自北西向南東大致可分為四個北東東向含礦構造帶。

根據(jù)野外觀察和隱伏構造的恢復與對比，按構造的性質(zhì)及其所處空間部位，現(xiàn)將銅錄山礦田銅鐵礦床的控礦構造劃分如下類型:

3.1.1 巖體邊緣冷縮裂隙構造

當小巖瘤、巖舌侵入到較高部位，巖漿迅速冷卻固結，產(chǎn)生一系列冷縮裂隙(主要是密集的層節(jié)理)，多產(chǎn)于巖體邊部，與接觸帶大致平行，形成多層裂隙帶。猴頭山銅鉬礦即賦存于接觸帶附近的多層裂隙帶中(圖2)。上升到多層裂隙帶中的礦液則沿緩平層節(jié)理進行充填，并對閃長巖進行強烈交代，造成現(xiàn)在所見的強烈交代結構的細脈浸染銅鉬礦體。

圖2 巖體邊緣冷縮裂隙控礦構造(猴頭山銅鉬礦床剖面)

3.1.2 角礫巖體構造

在雞冠咀一帶，閃長巖和閃長巖體內(nèi)大理巖捕虜體普遍破裂和破碎，大部分被礦質(zhì)充填，形成角礫狀礦石或礦化角礫巖和細脈浸染狀礦石。這個地段礦化角礫巖的主要特點是:角礫成分基本上是單一的閃長巖或單一大理巖，有些是早期的塊狀含銅黃鐵礦石。膠結物是與角礫成分相同的巖屑，這些巖屑往往被黃鐵礦、黃銅礦以及石英、方解石等交代，或是黃鐵礦、黃銅礦以及石英、方解石等礦物充填交代包裹角礫，反映兩期構造礦液活動，形成角礫狀礦石，礦體受構造角礫巖體控制。

3.1.3 接觸帶構造系統(tǒng)

(1)斷裂—接觸帶構造:巖體侵位并固結后，又沿接觸帶范圍內(nèi)迭加斷裂活動，使老的接觸構造復活，或產(chǎn)生新的裂隙、片理化帶、角礫巖帶以及巖塊間的錯動。這些活動的擴大，加深巖體的原始接觸帶構造，使之更有利于深部含礦熱液或礦漿的運移，同時也是儲礦的有利空間。如鯉泥湖銅鐵礦床，石頭咀銅鐵礦床即位于斷裂—接觸帶構造復合部位中(圖3)。

圖3 石頭咀銅鐵礦床西采(9線)斷裂—接觸帶復合控礦素描圖

(2)接觸—圈閉構造，或稱捕虜體構造:當成礦有利巖層(大理巖，有的已變成矽卡巖)被侵入體包圍(捕虜)且與運礦構造連通時，構成礦化比較集中的環(huán)境，形成礦體，如石頭咀、銅錄山等銅鐵礦床某些礦體即位于捕虜體構造中(圖4)。

圖4 接觸—圈閉控礦構造(銅錄山Ⅲ號礦體)

(3)迭加褶皺接觸帶構造:礦田內(nèi)迭加褶皺接觸帶構造非常發(fā)育，是控制礦床(體)重要的構造類型。如鯉泥湖銅鐵礦床主要受北西西向斷裂—接觸帶與迭加其上的橫跨的北北東向背斜控制;石頭咀銅鐵礦床主要受北西西向斷裂—接觸帶和迭加其上的隱伏的橫跨北北東向傾伏斜歪背斜控制;銅錄山銅鐵礦床主要受北北東向橫跨隆起(柯家山—銅錄山背斜)和迭加其上的同方向北北東向壓扭性斷裂控制，礦體主要賦存在北北東向背斜與北西西向褶皺相復合的隆起部位，即北西西向背斜軸部及翼部虛脫部位控制(圖5)。

(4)多次侵入接觸構造:猴頭山銅鉬礦床即受此種構造類型控制。礦床主要受沿大青山背斜近軸部偏西翼的北北東向猴頭山—牯羊山斷裂侵入的閃長巖(δ53－1)與花崗閃長斑巖(γδπ52－2)接觸帶及其巖體收縮裂隙控制(圖2)。

3.1.4 斷裂裂隙構造

銅錄山礦田處于姜橋—下陸深斷裂中心部位，斷裂裂隙構造發(fā)育，主要有北北東、北東東、北西三組斷裂裂隙。具體到一個礦床中以一—二組斷裂最發(fā)育，成為控礦的主要斷裂。迭加褶皺接觸帶構造與迭加同方向斷裂搭配，往往形成規(guī)模大、埋藏深、成分復雜的礦體，礦體形態(tài)以透鏡狀、似層狀為主。單純受斷裂裂隙控制的礦體規(guī)模小、埋藏淺、成分單純，礦體輪廓比較明顯。產(chǎn)于兩組斷裂或三組斷裂交匯處的礦體，一般為不規(guī)則囊狀體，如石頭咀東采南礦體、大青山鐵礦體;產(chǎn)于單一斷裂中的礦體成脈狀或透鏡狀，如破鐘山鐵礦體。

3.1.5 層間裂隙及不整合面構造

層間裂隙與地層不整合面都是構造上的脆弱地段，當它們與導礦構造連通，常能成為良好的儲礦構造，如寶山的鉛鋅礦化體產(chǎn)于石炭系層間的破碎帶中，馬家山硫鐵礦產(chǎn)于志留系與石炭系地層不整合面上。

不同成因類型礦床的控制構造特點也不同，接觸交代型銅鐵礦床是本區(qū)最主要的成因類型，在空間分布上主要賦存于燕山期中酸性侵入巖與三疊系下統(tǒng)大冶群(T1dy5、T1dy6、T1dy7)碳酸鹽巖的接觸帶和近接觸帶的巖體中碳酸鹽巖的殘留體和捕虜體內(nèi)。主要受斷裂—接觸帶構造、接觸帶—圈閉構造、迭加褶皺接觸帶構造控制;礦漿貫入型鐵礦床主要產(chǎn)于侵入體中碳酸鹽巖之古巖溶和斷裂破碎帶中;細脈浸染型銅鉬，銅(鐵、硫)礦床主要受不同期次巖體邊緣冷縮裂隙以及巖體內(nèi)破碎角礫巖體控制;中—低溫熱液型鉛鋅礦化主要受遠離巖體的石炭系層間破碎帶控制;沉積—熱液改造型硫鐵礦床主要受中志留與中石炭不整合面和迭加其上的北北東向橫跨隆起(短軸背斜)以及巖脈或巖枝的穿插所控制。

圖5 迭加褶皺接觸帶控礦構造(柯家山—銅錄山剖面)

3.2 構造控制規(guī)律

成巖成礦構造的發(fā)展不同階段控制著不同的礦床類型。燕山早期的接觸帶構造系統(tǒng)主要控制接觸交代型銅鐵礦床(包括礦漿貫入型)，燕山晚期巖體層狀收縮裂隙和角礫巖控制細脈浸染銅鉬、銅(鐵、硫)礦床。成礦作用的強度隨著從燕山早期到燕山晚期構造巖漿活動的減弱而衰減。

區(qū)內(nèi)礦床(點)的分布展示出明顯的方向性、分帶性及等距性。自西向東大致可分成兩個北北東向含礦帶;自北而南大致可分成六個北西西向含礦帶，以及一個北東向的含礦帶。北北東向四個含礦帶，帶與帶之間大致以1～1.5 km等距分布;北西西向六個含礦帶，帶與帶之間大致以0.5～1 km等距分布;北西西向鯉泥湖—金湖銅鐵(硫)含礦帶上礦體大致以0.5～1 km等距分布;北北東向銅錄山—馬叫銅鐵含礦帶上礦體大致以0.5 km等距分布。

礦體的埋深與控礦層位的埋深具有一致性。礦體賦存比較集中的標高段是:－100 m以上;－100～－300 m;－400～－800 m。大致以 －500 m標高為界，可分為上下兩個控礦構造系統(tǒng)，上部控礦構造以較多方向的張裂面為主，所控制礦體延深較小(不超過200 m)，但厚度較大;下部控礦構造以方向單一的扭裂面、擠壓帶為主，礦體呈舒緩波狀，厚度小，延深大(其延伸有超過400 m者)。

歸納本礦田控礦構造特征，礦體賦存的空間位置，是在構造的“交叉”、“重合”、“截接”、“轉(zhuǎn)折”等有利部位。

[1] 譚忠福，等.鄂東南地區(qū)鐵(銅)礦床的構造控制規(guī)律及其隱伏礦床的預測問題[J].中國地科院宜昌所分刊，1980，1(2).