江西省新干縣海原銅多金屬礦控礦因素及找礦方向

劉新華

(江西省核工業(yè)地質(zhì)局二六三大隊(duì))

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江西省新干縣海原銅多金屬礦控礦因素及找礦方向

劉新華

(江西省核工業(yè)地質(zhì)局二六三大隊(duì))

結(jié)合海原銅多金屬礦地質(zhì)勘探成果，對(duì)礦區(qū)地質(zhì)特征、礦體地質(zhì)特征進(jìn)行了詳細(xì)分析，結(jié)果表明：①礦區(qū)出露地層有震旦系下統(tǒng)上施組(Z1sh)和下坊組(Z1x)、侏羅系下統(tǒng)林山組(J1L)和第四系(Q)；②巖漿活動(dòng)較強(qiáng)烈，由加里東期至燕山期均有巖漿活動(dòng)；③斷裂構(gòu)造走向NE35°～40°，傾向SE(或NW)，傾角55°～75°，主要表現(xiàn)形式為燕山期閃長(zhǎng)巖脈、煌斑巖脈及石英脈。在上述分析的基礎(chǔ)上對(duì)礦區(qū)控礦因素及找礦方向進(jìn)行了討論，認(rèn)為海原礦區(qū)銅礦化成因應(yīng)為震旦系老變質(zhì)巖中Cu、Sn、Ag等豐度值高，后期多期次的巖漿活動(dòng)，為含礦物質(zhì)的活化、遷移、富集提供了熱驅(qū)動(dòng)條件，斷裂構(gòu)造活動(dòng)為成礦熱液提供了運(yùn)移通道，隨著成礦熱液上升至溫度、壓力及其他物理化學(xué)條件發(fā)生變化的地段富集成礦，今后該礦區(qū)應(yīng)以尋找石英脈型銅礦化為主。

地質(zhì)特征控礦因素找礦方向成礦熱液銅多金屬礦

新干縣海原銅多金屬礦區(qū)位于新干縣潭丘鄉(xiāng)、城上鄉(xiāng)境內(nèi)，20世紀(jì)60年代江西省地礦局開(kāi)展過(guò)1∶20萬(wàn)區(qū)域地質(zhì)礦產(chǎn)調(diào)查和1∶5萬(wàn)地質(zhì)測(cè)量、水系重砂取樣、土壤化探取樣工作，1958年江西省地礦局區(qū)測(cè)大隊(duì)在海原地區(qū)施工了槽探165 m3，淺井30 m，采取了少量的化學(xué)樣、重砂樣。1972年10月—1974年6月，江西省地礦局九0一大隊(duì)對(duì)海原銅多金屬礦開(kāi)展過(guò)地質(zhì)找礦工作，發(fā)現(xiàn)了7條含銅石英脈，圈定了5個(gè)Cu或Cu、Pb、Zn原生暈圈，所探明的銅礦化以含銅石英脈型為主。2011—2014年江西省核工業(yè)地質(zhì)局二六三大隊(duì)在該區(qū)開(kāi)展了1∶1萬(wàn)地質(zhì)測(cè)量、1∶1萬(wàn)土壤化探取樣及少量鉆探工作，土壤化探取樣分析圈定了6個(gè)銅異常暈，4個(gè)錫異常暈。2012—2014年該礦區(qū)共施工了7個(gè)鉆孔，其中6個(gè)鉆孔銅礦化品位達(dá)工業(yè)品位，1個(gè)鉆孔銅礦化品位達(dá)邊界品位。前人對(duì)該礦區(qū)進(jìn)行了大量的地質(zhì)勘探工作，但尚未取得突破，原因在于石英脈區(qū)銅多金屬礦化規(guī)模小，厚度不大；鉆探深度有限，孔深在350 m以?xún)?nèi)，深部銅多金屬礦化未探明。為進(jìn)一步指導(dǎo)區(qū)內(nèi)找礦工作，本研究結(jié)合該礦區(qū)已有的地質(zhì)工作成果，對(duì)區(qū)內(nèi)礦體地質(zhì)特征、控礦因素以及找礦方向進(jìn)行探討。

1　礦區(qū)地質(zhì)概況

1.1地層

礦區(qū)內(nèi)出露地層有震旦系下統(tǒng)上施組(Z1sh)和下坊組(Z1x)、侏羅系下統(tǒng)林山組(J1L)和第四系(Q)(圖2)。震旦系下統(tǒng)上施組(Z1sh)和下坊組(Z1X)為一套淺海相復(fù)理石建造，經(jīng)變質(zhì)作用形成變質(zhì)砂巖、絹云母千枚巖和片巖。上施組(Z1sh)巖性主要為厚—巨厚層狀變余長(zhǎng)石石英砂巖、板巖、千枚巖、粉砂質(zhì)千枚巖，石英、黑云母、石榴石、斜長(zhǎng)石等具定向排列。下坊組(Z1X)巖性主要由石榴二云母石英片巖、二云母片巖、白云母片巖組成。侏羅系為一套陸相火山碎屑沉積，主要分布于礦區(qū)北側(cè)。林山組(J1L)以砂巖夾炭質(zhì)頁(yè)巖、晶屑玻屑凝灰?guī)r為主，屬湖相火山碎屑沉積。第四系(Q)則分布于溝谷、低洼處，由坡積、沖積亞黏土、亞砂土及砂卵石層組成。

1.2巖漿巖

礦區(qū)巖漿活動(dòng)較強(qiáng)烈，加里東期至燕山期均有巖漿活動(dòng)，主要出露于礦區(qū)西南角，海原村以西及北東方向的主要巖性為加里東期細(xì)粒二云二長(zhǎng)花崗巖。礦區(qū)內(nèi)脈巖較發(fā)育，主要有細(xì)脈狀花崗斑巖(γπ)、石英斑巖(λπ)、石英閃長(zhǎng)玢巖(δoμ)、花崗閃長(zhǎng)斑巖(γδπ)、煌斑巖(χ)及石英脈(q)(圖2、圖3)。

圖1　礦區(qū)大地構(gòu)造

1.3構(gòu)造

(1)褶皺。區(qū)內(nèi)褶皺受NE向區(qū)域構(gòu)造影響，形成NE向展布的單斜構(gòu)造。

(2)斷裂。海原銅礦區(qū)斷裂構(gòu)造受次級(jí)區(qū)域斷裂海原—東門(mén)坑斷裂構(gòu)造控制，總體斷裂構(gòu)造走向NE35°～40°，傾向SE(或NW)，傾角55°～75°。主要表現(xiàn)形式為NE走向的石英脈及斑巖脈體(圖2)。

1.4變質(zhì)作用及圍巖蝕變

海原銅多金屬礦區(qū)由于巖漿上侵，圍巖遭受擠壓，高溫烘烤等強(qiáng)變質(zhì)作用，部分圍巖裂隙中發(fā)生圍巖蝕變現(xiàn)象，形成網(wǎng)狀或脈狀蝕變巖，部分圍巖會(huì)形成烘烤帶，如在圍巖中有石榴石、透輝石等中—高溫礦物。由于巖體侵入作用帶來(lái)的熱能和含礦流體分別作用于不同性質(zhì)的圍巖，以及該2種作用強(qiáng)度的差異和疊加，使區(qū)內(nèi)圍巖蝕變較復(fù)雜。區(qū)內(nèi)主要蝕變類(lèi)型有云母化(黑云母化和絹云母化)、黃鐵礦化、黃銅礦化、綠泥石化、云英巖化、角巖化和硅化等。

圖2　海原銅多金屬礦區(qū)地形概況

圖3　片麻狀細(xì)粒二長(zhǎng)花崗巖

2　礦體地質(zhì)特征

2.1礦體(層)空間分布特征2.1.1石英脈區(qū)銅礦化分布特征

2.1.2斑巖區(qū)銅礦化分布特征

圖4　石英脈區(qū)銅礦(化)分布特征

2.2礦石質(zhì)量

(1)與石英脈有關(guān)的銅礦化。礦石礦物成分由黃銅礦、黃鐵礦、毒砂、錫石、閃鋅礦、方鉛礦等組成，氧化帶見(jiàn)次生礦物褐鐵礦及孔雀石。脈石礦物主要有石英、極少量的碳酸鹽和電氣石。礦石結(jié)構(gòu)有交叉狀結(jié)構(gòu)、骸晶狀結(jié)構(gòu)、葉片狀結(jié)構(gòu)、自形粒狀—他形結(jié)構(gòu)，礦石構(gòu)造為塊狀構(gòu)造和浸染狀構(gòu)造。伴生有益元素有Ag、Sn、S，局部地段w(Sn)0.2%～0.565%、w(Ag)107.4g/t，可達(dá)綜合利用要求。

圖5　斑巖區(qū)銅礦(化)分布特征

(2)與花崗斑巖、花崗閃長(zhǎng)斑巖有關(guān)的銅礦化。礦石礦物成分為黃銅礦、磁黃鐵礦、黃鐵礦、方鉛礦、黑鎢礦等(圖6)，脈石礦物有鈉長(zhǎng)石、碳酸鹽、石英、綠泥石等。礦石結(jié)構(gòu)有自形—半自形結(jié)構(gòu)、他形結(jié)構(gòu)、交叉結(jié)構(gòu)及團(tuán)塊狀結(jié)構(gòu)。礦石構(gòu)造主要為細(xì)脈浸染狀構(gòu)造，少數(shù)為星散狀、似條帶狀構(gòu)造。伴生有用組分為Pb、Zn、Sn、Ag等。

圖6　黃銅礦、磁鐵礦、磁黃鐵礦鏡下照片(光片)

2.3礦石類(lèi)型

(1)自然類(lèi)型。根據(jù)金屬礦物組合，礦石類(lèi)型為黃銅礦-磁黃鐵礦礦石。金屬礦物主要為黃銅礦和磁黃鐵礦，另有少量磁鐵礦、褐鐵礦、錫石礦(圖7)和黑鎢礦。

(2)工業(yè)類(lèi)型。礦石中主要有用元素為Cu、Sn，礦化不均勻，據(jù)7個(gè)鉆孔161件樣品分析結(jié)果，w(Cu)0.002 3%～3.32%(包含圍巖樣品)。根據(jù)礦石特征將礦區(qū)礦石工業(yè)類(lèi)型分為與石英脈有關(guān)的銅礦化和與花崗斑巖或花崗閃長(zhǎng)斑巖有關(guān)的銅礦化2類(lèi)。

2.4礦體(層)圍巖和夾石

區(qū)內(nèi)礦體圍巖主要為一套震旦系變質(zhì)巖系，震旦系下統(tǒng)上施組(Z1sh)巖性為變余長(zhǎng)石石英砂巖、板巖、千枚巖、粉砂質(zhì)千枚巖，震旦系下統(tǒng)下坊組(Z1X)巖性為石榴二云母石英片巖、二云母片巖、片麻巖、白云母片巖。區(qū)內(nèi)圍巖蝕變主要有云母化(黑云母化和絹云母化)、黃鐵礦化、黃銅礦化、綠泥石化、云英巖化、角巖化和硅化等。

2.5礦床共(伴)生礦產(chǎn)

礦區(qū)礦石共生礦有錫礦，部分地段含量可達(dá)工業(yè)品位；伴生礦有Ag、W(ZK80-1孔-532.43～-533 m處氧化鎢含量達(dá)4.325%)，可進(jìn)行綜合利用。

2.6同位素測(cè)年成果

海原花崗巖體主要為細(xì)粒二云二長(zhǎng)花崗巖，花崗斑巖主要為白云母化電氣石化斜長(zhǎng)石花崗斑巖，2種巖石中的鋯石含量非常低，且顆粒細(xì)小，多為細(xì)長(zhǎng)柱狀，其橫斷面直徑一般為10～20 μm或更小，因此測(cè)試方法選擇單顆粒鋯石LAM-ICP-MS等離子探針U-Pb定年。將花崗(斑)巖巖石樣品粉碎至0.1 mm，手工淘洗后在雙目鏡下挑選鋯石顆粒，共挑選了7顆晶形完好的鋯石，鋯石呈淺黃色，透明—半透明，無(wú)包裹體。從每種類(lèi)型中挑選無(wú)包體、無(wú)裂隙的鋯石顆粒作為分析試樣。在0.25 mL的氟塑料容器中用HF-HNO3混合溶液在200±5 ℃的溫度范圍內(nèi)進(jìn)行鋯石溶解。使用w(207Pb)/w(235U)混合稀釋劑作為測(cè)定稀釋劑，用LAM-ICP-MS等離子探針質(zhì)譜儀進(jìn)行U-Pb同位素測(cè)定，所有測(cè)得的數(shù)據(jù)均對(duì)質(zhì)量歧視效應(yīng)進(jìn)行校正。海原花崗(斑)巖中鋯石的顆粒雖小，但類(lèi)型較復(fù)雜(圖8)。

樣品分析共選擇了7組鋯石，年齡測(cè)定結(jié)果如圖9和表1所示。由表1可知：①1#～3#點(diǎn)鋯石的w(206Pb)/w(238U)和w(207Pb)/w(235U)均獲得了較一致的表面年齡，分別為149.4～152.3 Ma、150.2～152.3 Ma；②1#～3#點(diǎn)鋯石的w(206Pb)/w(238U)表面年齡較低，且相差較大，分別為146.9，133.2，123.9 Ma，隨著鋯石年齡值的降低，鋯石由透明狀過(guò)渡至半透明狀，可能是由于鋯石形成后，遭受了后期熱液蝕變，造成了不同程度放射性成因Pb的丟失而致使年齡偏低；③4#、5#、6#點(diǎn)鋯石的表面年齡有可能代表了3次熱液活動(dòng)的時(shí)間，而該3次熱液活動(dòng)的事件依次為146.9，133.2 ，123.9 Ma(屬燕山期)[2]，其強(qiáng)度也越來(lái)越大，因此該3個(gè)點(diǎn)鋯石的w(207Pb)/w(235U)、w(207Pb)/w(206Pb)的測(cè)試數(shù)據(jù)均不理想，表面年齡無(wú)法達(dá)到一致；④7#點(diǎn)鋯石的w(206Pb)/w(238U)、w(207Pb)/w(235U)也獲得了較一致的表面年齡，其表面年齡的加權(quán)平均值為420±6 Ma(屬加里東期)[2]，據(jù)此可確定海原村以西及以北的花崗巖應(yīng)屬加里東期。

2.7磁法測(cè)量、電磁測(cè)深、激電中梯測(cè)量及鉆探驗(yàn)證成果

(1)通過(guò)磁法測(cè)量及電磁測(cè)深等物探工作，基本查明了海原銅多金屬礦區(qū)北東部及東部隱伏花崗(斑)巖體的分布及埋深，地表零星分布的花崗斑巖脈在其深部是一個(gè)整體。

圖9　海原花崗(斑)巖體單顆粒鋯石U-Pb 同位素測(cè)定結(jié)果的諧和圖

(2)通過(guò)激電中梯測(cè)量大致查明了海原銅多金屬礦區(qū)北東部有隱伏斷裂構(gòu)造分布。

(3)經(jīng)鉆探驗(yàn)證，證實(shí)物探各種方法推測(cè)結(jié)論的正確性，鉆孔內(nèi)-288.23～-296.87 m、-327.91～-335.58 m及-413.40～-419.73 m有花崗斑巖的侵入。-975.84 m以下為黑云母花崗巖。鉆孔中在-333.08～-334.18 m處的花崗斑巖的硅化破碎帶中見(jiàn)團(tuán)塊狀銅礦化，銅平均品位1.636%；但深部花崗巖中未有Cu多金屬礦化顯示，取樣分析結(jié)果表明，Cu銅品位僅為0.003 8%,說(shuō)明銅礦化與硅質(zhì)脈關(guān)系密切。

表1　海原花崗(斑)巖體單顆粒鋯石U-Pb同位素測(cè)定結(jié)果

3　控礦因素及找礦方向

3.1控礦因素

(1)地層。區(qū)內(nèi)銅多金屬礦化主要產(chǎn)于震旦系下統(tǒng)上施組(Z1sh)和下坊組(Z1X)地層內(nèi)的石英脈中。區(qū)內(nèi)地層中成礦金屬豐度值較高，應(yīng)為銅多金屬礦成礦母巖，后期巖漿熱液活動(dòng)使地層中的成礦元素活化，沿?cái)嗔蚜严哆\(yùn)移至有利的地球物理化學(xué)場(chǎng)所富集成礦。ZK7-1所見(jiàn)的銅礦化以及石英脈型礦化區(qū)的銅礦化均屬該類(lèi)型(圖10)。

(2)巖漿巖。區(qū)域內(nèi)巖漿活動(dòng)較強(qiáng)烈，從晉寧期基性、超基性巖，到加里東期二長(zhǎng)花崗巖，海西期中—基性花崗巖，燕山期酸性花崗巖及次火山巖，發(fā)育一系列花崗斑巖、石英斑巖、花崗閃長(zhǎng)斑巖、石英閃長(zhǎng)玢巖、煌斑巖等脈巖。多期多次的巖漿活動(dòng)既帶來(lái)了礦源物質(zhì)(依據(jù)同位素測(cè)年結(jié)果推測(cè)至少有4次)，又為銅多金屬活化、遷移、富集提供了活化熱液。區(qū)內(nèi)主要蝕變類(lèi)型有云母化(黑云母化和絹云母化)、黃鐵礦化、黃銅礦化、綠泥石化、云英巖化、角巖化和硅化等，圍巖中有石榴石，透輝石等中—高溫礦物。該類(lèi)現(xiàn)象也反映出巖體侵入作用帶來(lái)的熱能和含礦流體分別作用于不同性質(zhì)的圍巖，以及該2種作用強(qiáng)度的差異和疊加，使區(qū)內(nèi)圍巖蝕變種類(lèi)較多且復(fù)雜。

(3)斷裂構(gòu)造。區(qū)內(nèi)斷裂構(gòu)造發(fā)育，形成了一系列NE向斷裂構(gòu)造帶，以石英脈或花崗斑巖脈的形式出露于地表，礦化也多發(fā)生于該類(lèi)部位，可見(jiàn)該類(lèi)斷裂為礦區(qū)的容巖、容礦構(gòu)造。該類(lèi)斷裂構(gòu)造的活動(dòng)，為成礦熱液提供了運(yùn)移通道和富集場(chǎng)所。

圖10　新干海原銅多金屬礦7#勘探線剖面

3.2找礦方向

根據(jù)新干海原銅多金屬礦(化)體的產(chǎn)出特征，區(qū)內(nèi)銅礦化成因應(yīng)為震旦系下統(tǒng)上施組(Z1sh)和下坊組(Z1X)老變質(zhì)巖中Cu、Sn、Ag等豐度值較高，為元素背景值的數(shù)倍至十幾倍，后期多期次的巖漿活動(dòng)(主要是燕山期的3次巖漿活動(dòng))為含礦物質(zhì)的活化、遷移、富集提供了熱驅(qū)動(dòng)條件，斷裂構(gòu)造活動(dòng)為成礦熱液提供了運(yùn)移通道，隨著成礦熱液上升至溫度、壓力及其他物理化學(xué)條件發(fā)生變化的地段富集成礦[3]。區(qū)內(nèi)礦化賦存于石英脈中。區(qū)內(nèi)尋找斑巖型銅礦化的可能性較小，礦區(qū)找礦方向仍以尋找石英脈型銅礦化為主。斑巖區(qū)銅礦化雖富集較好，但與巖體中后期硅化破碎帶中的石英脈有密切關(guān)系。

4　結(jié)　語(yǔ)

在海原銅多金屬礦區(qū)實(shí)地調(diào)查的基礎(chǔ)上，結(jié)合區(qū)內(nèi)已有的地質(zhì)工作成果，對(duì)礦區(qū)地層、巖漿巖及斷裂構(gòu)造的分布情況進(jìn)行了詳細(xì)分析，在此基礎(chǔ)上分別從地層、巖漿巖、斷裂構(gòu)造等方面對(duì)區(qū)內(nèi)控礦因素進(jìn)行了討論，認(rèn)為該礦區(qū)找礦方向應(yīng)以尋找石英脈型銅礦化為主。

[1]晏宗根，黃明光，胡龍華.音頻大地電磁測(cè)深在海原銅多金屬礦的找礦實(shí)踐[J].現(xiàn)代礦業(yè)，2016(5)：102-105.

[2]江西省地質(zhì)礦產(chǎn)局.江西省區(qū)域地質(zhì)志[M].北京：地質(zhì)出版社，1984.

[3]袁見(jiàn)齊，朱上慶，翟裕生.礦床學(xué)[M].北京：地質(zhì)出版社，1985.

Ore-controlling Factors and Prospecting Direction of Haiyuan Cu-polymetallic Deposit in Xingan County,Jiangxi Province

Liu Xinhua

(263 Brigade of the Jiangxi Nuclear Industry Geological Bureau)

Combing with the geological prospecting results of Haiyuan Cu-polymetallic mining area,the geological characteristics of the mining area and ore-bodies area analyzed in detail,the results show that:①the strata of the mining area are Shangshi group (Z1sh) and Xiafang group (Z1x) of lower Sinian, Linshan group (J1L) of lower Jurassic and Quaternary (Q);②the Magmatic activity is strong in the mining area, which is spanning from Caledonian to Yanshanian;③the fracture structure towards to NE35°～40°,tend to SE-direction(or NW-direction),the main form of fractures are Yanshanian diorite vein,bright spot dike and quartz veins.Based on the above analysis results,the ore-controlling factors and prospecting direction of Haiyuan Cu-pollymetallic mining area are discussed in depth, the Cu mineralization genesis of Haiyuan mining area can be explained that the contents of Cu、Sn、Ag of the Sinian system old metamorphic rock,the thermal driving conditions of the activation,migration and enrichment of ore-bearing materials are provided by the multiphase magmatism of the late period,the migration pathway of the ore-forming hydrothermal is provided by the activities of the fracture structure,enrichment mineralization the ore-forming hydrothermal is conducted under the conditions of the ore-forming hydrothermal rising to the parts which the temperature,pressure and other physical and chemical conditions are changed,the quartz vein type Cu mineralization is the main prospecting target in the mining area.

Geological characteristics, Ore-controlling factors, Prospecting direction, Ore-forming hydrothermal, Cu-polymetallic deposit

2016-05-27)

劉新華(1964—)，男，高級(jí)工程師，331307 江西省新干縣683信箱。