大悟縣余家畈上銅礦成因初探

廖黔川

摘 要：該區銅礦前景良好，對余家畈上銅礦的成因進行了初步探討，期望對今后在該區的銅礦勘探工作中起到一定的指導作用。

關鍵詞：大悟 成礦地質特征 成礦成因

中圖分類號：P618.4 文獻標識碼：A 文章編號：1672-3791（2014）03（b）-0116-02

1 成礦地質背景

銅礦區大地構造位置書秦嶺褶皺系（Ⅰ級）東段桐柏—大別復背斜（Ⅱ級）的大悟—紅安褶皺束（Ⅲ級）之次級大磊山穹窿（Ⅳ級）西南翼的方畈向斜（Ⅴ級）西翼。區內有屬于燕山中期侵入的石英正長斑巖（λεπ52）沿北西—南東向展布的區域性大斷裂呈巖盤狀產出。北西—南東向及切割前者的北東—西南向兩組為框架的斷裂構造發育，其強烈的構造運動及伴隨的巖漿侵入為成礦元素的重新富集提供了良好的條件。

2 成礦地質特征

2.1 地層

本區地層分區屬南秦嶺—大別山地層分區的桐柏—大別山地層分區的大悟—紅安小區。

區域上出露地層有第四系（Q）、白堊系上統（K2）震旦系（Z）中元古宇紅安群天臺山組中段（Pt2t2）、下段（Pt2t1）、下遠古界大別群（Pt1dp）。有老至新簡述如下。

古元古宇大別群（Pt1dp）：經受強烈的區域變質作用和混合巖化作用，根據變質礦物組合特征，屬鐵鋁榴石巖組，其巖性：淺粒巖、變粒巖、白云二長片麻巖、白云鈉長片麻巖、白云石英片巖、白云鈉長片巖、白云二長片巖等。

中元古宇紅安群天臺山組（Pt2t）不整合于大別山群之上，有的地段與正長斑巖呈侵入接觸。區域上分為上、中、下三段，根據變質礦物特征屬綠片巖組，主要巖性為：綠泥鈉長片巖、黑云鈉長片巖、變粒巖、淺粒巖、期間夾數層大理巖、角閃巖透鏡體。此組下段（Pt2t1）含磷層礦，后有人稱黃麥嶺組，中段下部含稀土礦。

震旦系（Z）：有的地段不整合于大別群之上，也有的不整合于天臺組之上，部分地段與石英正長斑巖呈侵入接觸。其巖性為：灰白色、灰色白云石大理巖、含硅質條帶大理巖、夾白云石大理巖、滑石片巖，其間角礫狀白云石大理巖中有銅、鉛、鋅礦化。

白堊系上統（K2）：紫紅色巨厚——厚層狀中細粒砂巖夾橄欖玄武巖。

第四系（Q）：沖積、坡殘積黏土、砂、砂礫及塊石。

2.2 構造

2.2.1 褶皺構造

大磊山穹窿（短軸背斜）構造：褶皺南北長17 km，東西寬11.5 km，褶皺軸走向近南北向，核部地層為下遠古界大別群（Pt1dp）、翼部地層為紅安群（Pt2h），東翼、東北翼產狀正長，西翼、西北翼部分地層倒轉，從而構成了平面上東西不對稱的橢圓形穹窿，勘查區位于該穹窿的西翼南段。地層傾角大部較緩，約30°～40°。

2.2.2 斷裂構造

方畈地區位于區域兩組大斷裂的夾持部位，因而斷裂構造十分發育。

由于斷裂形成的時序不同，斷裂規模較大，因而其派生次級斷裂構造往往成組出現，互相交叉切割形成樹枝狀、網絡狀斷裂組。將區域上兩組主干斷裂特征介紹如下。

（1）北西向斷裂。

青山口擠壓斷裂帶：勘查區處于該斷裂中段，從栗林店、劉家灣經芳畈鎮、方畈水庫在魯家集一帶進入觀音湖水庫，全長12 km；這是一組平行斜交的斷裂組組成，斷裂走向NW330°～SE150°，傾向南西（240°）傾角17°～30°，據604隊鉆探資料，向下延伸>300 m，斷層性質為逆斷層，其構造為角礫巖，糜棱巖，有綠泥石化、硅化、銅礦化和銅礦床。

（2）北東向斷裂。

環水斷裂：沿環水分布，斷裂走向NNE20°～SSW200°，是一組彼此平行的斷裂組，為一繼承性斷裂，區域重力和磁測資料均有明顯顯示。斷裂兩側巖石破碎，碎裂巖，劈理發育；原NW向構造被其切割，且對地層造成明顯牽引、拖拽現象，使大悟城關東側的大磊山穹窿北側地層發生倒轉，北西盤向北位移1.5 km左右。

構造生成時序：北西向構造伴隨早期褶皺構造運動形成；北東向構造是晚期新華夏系的產物，后者明顯切割前者。

其特征如下。

①構造產物主要為碎裂巖，僅中心部位有構造角礫巖，碎裂巖中圍巖片理、層理尚存。

②構造充填物有石英、螢石、重晶石以及金屬硫化物礦物，如黃鐵礦、黃銅礦、方鉛礦、閃鋅礦等，膠結物多為泥質，大部較松散。

③構造傾向NW，傾角較陡，一般在60°以上，有的近于直立。

④構造規模大小不等，有的延伸數百米，有的僅幾十米，更短的僅10 m左右，構造寬度有的1～3 m，有的僅0.3 m。

⑤構造性質以壓扭性為主要特征，形成逆斷層式逆沖斷層。

3 巖漿巖

礦區巖漿巖為芳畈石英正長斑巖體的一部分，出露面積占礦區總面積的25%，分布在礦區東、西側。

整個巖體面積為6 km2左右。巖石具斑狀結構、塊狀構造。斑晶多為正長石，斑晶大小有異，一般為10 mm×10 mm。根據巖石的結構特征，屬淺成侵入巖類。由于巖石中富含鉀、鈉，應屬堿性巖類。侵入時代為燕山中期。其礦區主要為條紋斜長石64%、斜長石7%、石英20%、絹云母4%，以及少量黃鐵礦、綠簾石、榍石、磷灰石（合計5%）。該巖體未作相帶劃分，但有從邊緣向中間礦物顆粒由粗變細的趨勢。接觸帶蝕變不發育，一般見云英巖化、大理巖化、硅化、鉀化、綠泥石化等蝕變礦物，其蝕變帶寬度一般為1～2 m，最大不超過5 m。在礦區外圍震旦系白云石大理巖與巖體接觸帶中未發現矽卡巖化，這說明巖體侵入到圍巖時溫度、壓力降低，這與該巖體屬淺成侵入巖特征相符。

脈巖：礦區內脈巖較發育，多以石英脈為主，在石英脈中往往有重晶石、螢石、方鉛礦、黃鐵礦、黃銅礦等非金屬礦物。脈巖以小脈為主，長度一般不超過10 m，寬度數厘米至30 cm。大脈可延長數百米。endprint

4 蝕變

礦區內圍巖蝕變按產出部分分為兩大類，接觸帶圍巖蝕變、構造帶蝕變。

4.1 接觸帶圍巖蝕變

總體而言礦區接觸帶圍巖蝕變不發育，經統計區內適應正長斑巖與天臺山組（pt2t）及震旦系（Z）接觸帶長達12 km，其中與pt2t接觸帶為9 km，與Z接觸帶為3 km。

石英正長斑與天臺山組（pt2t）的接觸帶，接觸蝕變不發育，蝕變寬度大都在1～2 m，主要蝕變為弱硅化、云英巖化，局部可見黃鐵礦化，綠泥石化，巖石遭受蝕變后仍保留原巖的片理，硬度略有增加，巖礦鑒定結果與SiO2（石英）含量增加，Fe、Mg礦物含量減少，其大致礦物成份基本相似。

石英正長斑巖與震旦系（Z）大理巖的接觸帶，在花山沖沿線長達3 km的接觸帶上，其蝕變也不發育。蝕變帶寬度僅有1～2 m，蝕變礦物簡單，普遍為大理巖化。據巖礦鑒定結果，為白云石大理巖，雖變余微粒結構，層狀構造，其中白云石、方解石顆粒﹤0.1 mm，主要礦物成份為白云石、方解石。蝕變帶的大理巖，亦為白云石大理巖，點粒狀變晶結構，塊狀構造，其間白云石、大理石顆粒為1～2 mm，主要礦物成份為白云石、方解石。鏡下、肉眼觀察，始終未發現矽卡巖化的典型礦物，如石榴子石、透閃石、硅線石等接觸變質礦物。

上述接觸帶的圍巖蝕變不發育，礦物成份簡單，說明石英正長斑巖侵入時，其溫度、壓力都處在相對較低的條件，而且也說明侵入時期攜帶的物質成份相對較簡單，是形成礦區礦化不利的因素。

4.2 構造帶蝕變

構造帶蝕變也不發育，多見鉀化、硅化、黃鐵礦化、褐鐵礦化、綠泥石化，局部可見糜棱巖化，構造蝕變帶寬度一般為1 m左右，構造帶中大部分保留原巖的形態而形成碎裂巖，有些構造在中心部位有螢石、重晶石及金屬硫化物礦物如黃鐵礦、黃銅礦、閃鋅礦充填，形成透鏡狀非金屬礦化（如F4、F2）。礦區以上兩種類型的蝕變，在有些時候是相互重疊的，F1構造中的銅礦體正是這兩種蝕變相互重疊的結果，石英正長斑巖沿構造經圍巖裂隙侵入，形成脈狀、網狀、樹枝狀石英正長斑巖，在有些接觸蝕帶形成工業礦體。

5 礦化特征

礦區目前僅在北東向斷裂的更次一級近東西向的F1斷裂（全長600 m，構造寬度2.5～2.8 m，與礦體有密切關系。構造在走向上變化很大，多次折轉，向北傾，傾角為50°～80°，屬逆斷層中發現I號銅礦體，礦體分布在F1構造中段偏西部分，規模較小。礦體地表沿構造分布，品味相對較高。深部與構造分離，沿石英正長斑巖巖脈及兩側圍巖產出，品位往深處漸漸降低為銅礦化（圖1）。

礦體出露標高75.0～78.0 m；出露長度72 m；礦體厚度2.21～3.33 m，平均厚度為2.77 m；礦體Cu品位地表最高達3.42%，平均品位為2.05%；該礦體由地表向深部品位逐漸降低，在向下延伸60 m后僅見0.12%的銅礦化，厚度約3.25 m。

6 礦石結構構造

礦石地表主要以銅的氧化礦物孔雀石、藍銅礦為主，在地下40 m即可見黃鐵礦、輝銅礦，黃銅礦，而見不到銅的氧化礦物孔雀石、藍銅礦。

地表礦石具片狀結構、塊狀結構、含銅礦物為孔雀石，礦石為含孔雀石絹云母石英片巖，孔雀石成鱗片狀賦存于絹云母石英片巖片理面及裂隙中，礦石具有強硅化、綠泥石化絹云母化，與構造碎裂巖、構造糜棱巖相伴。還有含孔雀石石英正長斑巖礦石，礦石具有斑狀結構，斑晶仍為正長石，孔雀石呈鱗片狀賦存于礦石裂隙、節理中，也有呈粒狀賦存于石英正長斑巖之中。

深部原生礦石銅礦物為黃銅礦、輝銅礦，造鹽礦物為石英、正長石、白云母，含少量榍石、磷灰石等。黃銅礦、輝銅礦成細脈浸染狀、細粒狀賦存石英正長斑巖中。圍巖為絹云母石英片巖見礦化，亦以黃銅礦、輝銅礦成細脈浸染狀、細粒狀產出。但厚度較低小。

7 成因初探

通過對該礦地層、構造、巖漿巖、圍巖蝕變、接觸帶圍巖蝕變、構造帶圍巖蝕變及礦體的產狀來分析，該礦區構造帶來的成分簡單，接觸帶圍巖蝕變不發育，接觸帶中天臺山組下段原巖為淺海相火山碎屑巖變質而成缺乏碳酸鹽，因此無法形成大規模工業礦體。同時主要礦體脈狀石英正長斑巖，但富礦部位賦存在石英正長斑巖與斷裂交切的部位，屬構造和石英正長斑巖巖脈聯合控礦，從礦化度在斷裂處向巖脈深處漸漸減弱的狀態來看，造礦物質應來自于斷裂構造。據此，初步認定余家畈上銅礦成因為巖漿活動晚期斷裂，控制巖漿活動的北西向青山口擠壓斷裂帶繼續活動，造礦物質沿其次級斷裂與石英正長斑巖巖脈交切處成礦。

8 結論分析

綜上所述，尋找同類銅礦體必須滿足兩個條件，即控礦構造與石英正長斑巖侵入接觸帶疊加，當構造不存在時僅有接觸帶或有構造而沒有接觸帶時形成工業礦體的可能性都不大。

參考文獻

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