龍灣套銅礦巖石學(xué)特征及礦床成因

王繼芳，王娜，黃坤朋，唐洪敏，徐然，王志亮

(山東省魯南地質(zhì)工程勘察院，山東 兗州　272100)

龍灣套銅礦巖石學(xué)特征及礦床成因

王繼芳，王娜，黃坤朋，唐洪敏，徐然，王志亮

(山東省魯南地質(zhì)工程勘察院，山東 兗州272100)

泗水縣龍灣套地區(qū)發(fā)育大面積新太古代角閃輝長巖，為在該區(qū)尋找賦存在角閃輝長巖中的巖漿熔離型銅礦床，曾開展過普查工作，最終發(fā)現(xiàn)了一小型銅礦床。探討該區(qū)角閃輝長巖巖石學(xué)特征，對在該區(qū)進(jìn)一步尋找同類型銅礦床有重要意義。

銅礦床；巖漿熔離型；巖石學(xué)特征；礦床成因；龍灣套地區(qū)；泗水縣

引文格式：王繼芳，王娜，黃坤朋，等.龍灣套銅礦巖石學(xué)特征及礦床成因[J].山東國土資源，2015,31(4)：28-31. WANG Jifang，WANG Na，HUANG Kunpeng，etc. Origin of Longwantao Copper Deposit Based on Analyzing Petrological Characteristics[J].Shandong Land and Resources, 2015,31(4):28-31.

龍灣套銅礦床位于山東省泗水縣城東南約9km處，屬泗水縣濟(jì)河街道辦事處及圣水峪鄉(xiāng)管轄。區(qū)內(nèi)交通便利。該區(qū)曾進(jìn)行過銅礦普查工作，共發(fā)現(xiàn)9個小型銅礦體，估算銅礦石資源量36.74萬t,礦床平均品位Cu 0.55×10-2，另外，還伴生有鎳、鈷等有益組分。龍灣套銅礦床賦存在新太古代角閃輝長巖中，為與基性巖漿活動有關(guān)的巖漿熔離型含鎳銅硫化物礦床。而該區(qū)發(fā)育大面積新太古代角閃輝長巖，因此角閃輝長巖作為成礦母巖，研究其巖石學(xué)特征對分析礦床成因，指導(dǎo)進(jìn)一步找礦有重要意義。

1　成礦地質(zhì)背景

泗水縣龍灣套地區(qū)大地構(gòu)造位置處于華北板塊(Ⅰ)魯西隆起區(qū)(Ⅱ)魯中隆起(Ⅲ)尼山-平邑斷隆(Ⅳ)之尼山凸起(Ⅴ)的北緣。區(qū)域性尼山斷裂和獨(dú)角斷裂分別由普查區(qū)西南部和東北部穿過。由這兩條主干斷裂及其派生的次級斷裂構(gòu)成了該區(qū)的構(gòu)造格架，控制了區(qū)內(nèi)地層及巖漿巖的展布(圖1)。

礦區(qū)內(nèi)地層主要出露古生界寒武系及奧陶系，新太古代地層僅于局部零星出露，第四系沿現(xiàn)代河流及溝谷分布。礦區(qū)內(nèi)構(gòu)造形式以斷裂為主，按其走向可分為近EW向、NW向、NE向3組。以近EW向斷裂最為發(fā)育。主要斷裂為近EW向的踞龍山斷層。區(qū)內(nèi)巖漿巖主要為新太古代侵入巖，其巖性主要為花崗閃長巖、二長花崗巖和角閃輝長巖等，并發(fā)育少量中生代脈巖。其中太古代侵入巖百草房單元角閃輝長巖為該區(qū)銅礦賦存巖體。

2　龍灣套銅礦床特征

龍灣套銅礦床賦存在新太古代角閃輝長巖中，共圈定小型銅礦體9個，規(guī)模一般較小，僅①，②，④號礦體規(guī)模相對較大。礦體呈脈狀、透鏡狀，產(chǎn)于角閃輝長巖過渡相內(nèi)，局部產(chǎn)于內(nèi)部相中，嚴(yán)格受巖體控制，隨巖體向NW側(cè)伏，南東端礦體最小延深僅5m，北西端可達(dá)100余米。礦體近于平行展布，走向NW 300°左右，傾向NE，傾角22°～84°。礦床共由20個鉆孔、15條探槽和5個淺井控制。礦床賦存標(biāo)高+180.58～+87.86m；礦體直接裸露地表。區(qū)內(nèi)礦體最長445m，控制最大斜深110m。礦床平均厚度為6.56m，厚度變化系數(shù)57.16%，厚度較穩(wěn)定。礦床內(nèi)單樣品Cu最高品位2.72%，最低品位0.20%；礦床Cu平均品位0.55%，品位變化系數(shù)52.64%。礦床銅礦石資源量36.74萬t，其中①礦體為主礦體,銅礦石資源量13.69萬t，占總資源量的37%。②，④礦體為次要礦體；其余的③,⑤,⑥,⑦,⑧,⑨礦體為零星礦體(圖2)。

圖1　山東省泗水縣龍灣套地區(qū)區(qū)域地質(zhì)略圖

圖2　山東省泗水縣龍灣套礦床平面地質(zhì)草圖

3　角閃輝長巖特征

(1)巖體特征。成礦巖體分布于礦區(qū)中部龍灣套水庫兩側(cè)，出露面積約0.25km2，以巖盤的形式產(chǎn)于后期侵入巖中，被后期巖漿巖侵入、捕擄(圖3)。巖體呈東窄西寬的帶狀分布，長約2400m，寬100～350m，其東端延深較淺，向西漸深，具明顯的向NW側(cè)伏的特征。其中部被龍灣套水庫所覆蓋，將巖體分為兩部分，東部巖體具明顯的分帶現(xiàn)象，可分為邊緣相、過渡相和內(nèi)部相，各相帶巖石特征和礦物成分基本一致，邊緣相礦物顆粒較細(xì)小，過渡相呈中粒狀，內(nèi)部相則以中粗粒為主。銅礦體主要賦存于過渡相中，局部可延伸至內(nèi)部相。

圖3　二長花崗巖與角閃輝長巖接觸關(guān)系素描圖

(2)巖石化學(xué)特征。由表1可以看出，巖石SiO2含量為46.99%～49.84%，屬于基性巖類，長英質(zhì)指數(shù)較低，僅8.81～17.02，為硅不飽和系列。巖石里特曼指數(shù)較低，為0.17～0.61，全堿含量和堿度指數(shù)也較低，分別為0.89～2.44和2.65～8.91，屬鈣性系列。巖石的固結(jié)指數(shù)較高，為48.95～54.72，相應(yīng)的顏色指數(shù)也較高，為62.06～80.38，氧化度0.70～0.74。

(3)稀土元素特征。由表2可以看出，巖石的稀土總量較低，∑REE=39.31～90.33，低于輝長巖平均值，LREE/HREE=4.74～6.94，La/Yb=10.38～14.49，輕稀土略富集。La/Sm=2.79～3.80，說明輕稀土、重稀土均具一定程度的分餾。在圖4中表現(xiàn)為向右緩傾斜的稀土配分形式，具大陸輝長巖的特點(diǎn)，δEu=0.79～1.01，基本無銪異常，表明巖石中沒有斜長石堆積作用。

(4)微量元素特征。由表3可以看出，巖石富集相容的過渡金屬元素Cr，Ni，Co，V，Cu，Zn等，低場強(qiáng)元素Rb，Ba，Sr等含量較低，明顯虧損Zr，Hf，Hb，Ti等高場強(qiáng)元素，說明巖漿可能起源于地幔。

表1　角閃輝長巖巖石化學(xué)特征

表2　角閃輝長巖稀土元素含量及有關(guān)參數(shù)

4　從巖石學(xué)特征分析礦床成因

根據(jù)角閃輝長巖巖石學(xué)特征分析，該區(qū)銅礦床在成因上與百草房單元角閃輝長巖有著密切的聯(lián)系。太古宙晚期基性、超基性巖漿較為活躍，銅、鎳等元素在基性和某些超基性巖漿中含量較高，在巖漿上侵過程中，不斷汲取圍巖中的硫，由于銅、鎳的強(qiáng)親硫性，便以硫化物的形式與部分鐵一起形成硫化物熔融體，混熔于硅酸鹽熔漿中。在溫度下降到1500°C時，硫化物熔融體便與硅酸鹽熔漿分離，形成一系列乳滴狀硫化物熔漿，并逐慚匯集變大，在重力作用下降至巖漿底部，結(jié)晶形成底部礦體。濃集在巖漿底部的硫化物熔漿，在構(gòu)造應(yīng)力作用或揮發(fā)分的作用下發(fā)生壓濾作用，而沿上部已冷凝巖漿巖的裂隙貫入，形成貫入式脈狀礦體。綜上所述，認(rèn)為本礦床為與基性巖漿活動有關(guān)的巖漿熔離型含鎳銅硫化物礦床。區(qū)內(nèi)新太古代基性、超基性侵入巖較為發(fā)育，尤其是百草房單元角閃輝長巖與礦床有著密切的成因聯(lián)系。因此，百草房單元角閃輝長巖分布區(qū)為巖漿熔離型銅鎳礦床及釩鈦磁鐵礦床的成礦遠(yuǎn)景區(qū)。

圖4　角閃輝長巖REE配分型式

表3　角閃輝長巖微量元素含量及有關(guān)參數(shù)　(10-6)

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Origin of Longwantao Copper Deposit Based on Analyzing Petrological Characteristics

WANG Jifang，WANG Na，HUANG Kunpeng，TANG Hongmin，XU Ran，WANG Zhiliang

(Lunan Geo-engineering Exploration Institute，Shandong Yanzhou 272100)

There is a large area of Neoarchean hornblende-gabbros in Longwantao area in Sishui county. In order to find magmatic liquation type copper deposits existed in hornblende-gabbros, geological survey has been carried out, and finally found a small scale copper deposit. In this paper, petrological characteristicS of hornblende-gabbros have been studied. It will have important theoretical and practical significance in searching the same type of copper deposits in this area.

Copper deposit; magmatic liquation type; petrology; deposit forming origin; Longwantao region; Sishui county

2014-06-04；

2014-09-11；編輯：曹麗麗

王繼芳(1969—)，男，山東成武人，工程師，主要從事地質(zhì)礦產(chǎn)勘查工作；E-mail：920548561@qq.com

P61

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