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

(江西省核工業地質局二六三大隊)

?

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

(江西省核工業地質局二六三大隊)

結合海原銅多金屬礦地質勘探成果，對礦區地質特征、礦體地質特征進行了詳細分析，結果表明：①礦區出露地層有震旦系下統上施組(Z1sh)和下坊組(Z1x)、侏羅系下統林山組(J1L)和第四系(Q)；②巖漿活動較強烈，由加里東期至燕山期均有巖漿活動；③斷裂構造走向NE35°～40°，傾向SE(或NW)，傾角55°～75°，主要表現形式為燕山期閃長巖脈、煌斑巖脈及石英脈。在上述分析的基礎上對礦區控礦因素及找礦方向進行了討論，認為海原礦區銅礦化成因應為震旦系老變質巖中Cu、Sn、Ag等豐度值高，后期多期次的巖漿活動，為含礦物質的活化、遷移、富集提供了熱驅動條件，斷裂構造活動為成礦熱液提供了運移通道，隨著成礦熱液上升至溫度、壓力及其他物理化學條件發生變化的地段富集成礦，今后該礦區應以尋找石英脈型銅礦化為主。

地質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位于新干縣潭丘鄉、城上鄉境內，20世紀60年代江西省地礦局開展過1∶20萬區域地質礦產調查和1∶5萬地質測量、水系重砂取樣、土壤化探取樣工作，1958年江西省地礦局區測大隊在海原地區施工了槽探165 m3，淺井30 m，采取了少量的化學樣、重砂樣。1972年10月—1974年6月，江西省地礦局九0一大隊對海原銅多金屬礦開展過地質找礦工作，發現了7條含銅石英脈，圈定了5個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年江西省核工業地質局二六三大隊在該區開展了1∶1萬地質測量、1∶1萬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個銅異常暈，4個錫異常暈。2012—2014年該礦區共施工了7個鉆孔，其中6個鉆孔銅礦化品位達工業品位，1個鉆孔銅礦化品位達邊界品位。前人對該礦區進行了大量的地質勘探工作，但尚未取得突破，原因在于石英脈區銅多金屬礦化規模小，厚度不大；鉆探深度有限，孔深在350 m以內，深部銅多金屬礦化未探明。為進一步指導區內找礦工作，本研究結合該礦區已有的地質工作成果，對區內礦體地質特征、控礦因素以及找礦方向進行探討。

1　礦區地質概況

1.1地層

礦區內出露地層有震旦系下統上施組(Z1sh)和下坊組(Z1x)、侏羅系下統林山組(J1L)和第四系(Q)(圖2)。震旦系下統上施組(Z1sh)和下坊組(Z1X)為一套淺海相復理石建造，經變質作用形成變質砂巖、絹云母千枚巖和片巖。上施組(Z1sh)巖性主要為厚—巨厚層狀變余長石石英砂巖、板巖、千枚巖、粉砂質千枚巖，石英、黑云母、石榴石、斜長石等具定向排列。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，主要分布于礦區北側。林山組(J1L)以砂巖夾炭質頁巖、晶屑玻屑凝灰巖為主，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

礦區巖漿活動較強烈，加里東期至燕山期均有巖漿活動，主要出露于礦區西南角，海原村以西及北東方向的主要巖性為加里東期細粒二云二長花崗巖。礦區內脈巖較發育，主要有細脈狀花崗斑巖(γπ)、石英斑巖(λπ)、石英閃長玢巖(δoμ)、花崗閃長斑巖(γδπ)、煌斑巖(χ)及石英脈(q)(圖2、圖3)。

圖1　礦區大地構造

1.3構造

(1)褶皺。區內褶皺受NE向區域構造影響，形成NE向展布的單斜構造。

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

1.4變質作用及圍巖蝕變

海原銅多金屬礦區由于巖漿上侵，圍巖遭受擠壓，高溫烘烤等強變質作用，部分圍巖裂隙中發生圍巖蝕變現象，形成網狀或脈狀蝕變巖，部分圍巖會形成烘烤帶，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的熱能和含礦流體分別作用于不同性質的圍巖，以及該2種作用強度的差異和疊加，使區內圍巖蝕變較復雜。區內主要蝕變類型有云母化(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　海原銅多金屬礦區地形概況

圖3　片麻狀細粒二長花崗巖

2　礦體地質特征

2.1礦體(層)空間分布特征2.1.1石英脈區銅礦化分布特征

2.1.2斑巖區銅礦化分布特征

圖4　石英脈區銅礦(化)分布特征

2.2礦石質量

(1)與石英脈有關的銅礦化。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。礦石結構有交叉狀結構、骸晶狀結構、葉片狀結構、自形粒狀—他形結構，礦石構造為塊狀構造和浸染狀構造。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，可達綜合利用要求。

圖5　斑巖區銅礦(化)分布特征

(2)與花崗斑巖、花崗閃長斑巖有關的銅礦化。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)，脈石礦物有鈉長石、碳酸鹽、石英、綠泥石等。礦石結構有自形—半自形結構、他形結構、交叉結構及團塊狀結構。礦石構造主要為細脈浸染狀構造，少數為星散狀、似條帶狀構造。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礦石類型

(1)自然類型。根據金屬礦物組合，礦石類型為黃銅礦-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)工業類型。礦石中主要有用元素為Cu、Sn，礦化不均勻，據7個鉆孔161件樣品分析結果，w(Cu)0.002 3%～3.32%(包含圍巖樣品)。根據礦石特征將礦區礦石工業類型分為與石英脈有關的銅礦化和與花崗斑巖或花崗閃長斑巖有關的銅礦化2類。

2.4礦體(層)圍巖和夾石

區內礦體圍巖主要為一套震旦系變質巖系，震旦系下統上施組(Z1sh)巖性為變余長石石英砂巖、板巖、千枚巖、粉砂質千枚巖，震旦系下統下坊組(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。區內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

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

2.6同位素測年成果

海原花崗巖體主要為細粒二云二長花崗巖，花崗斑巖主要為白云母化電氣石化斜長石花崗斑巖，2種巖石中的鋯石含量非常低，且顆粒細小，多為細長柱狀，其橫斷面直徑一般為10～20 μm或更小，因此測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，無包裹體。從每種類型中挑選無包體、無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 ℃的溫度范圍內進行鋯石溶解。使用w(207Pb)/w(235U)混合稀釋劑作為測定稀釋劑，用LAM-ICP-MS等離子探針質譜儀進行U-Pb同位素測定，所有測得的數據均對質量歧視效應進行校正。海原花崗(斑)巖中鋯石的顆粒雖小，但類型較復雜(圖8)。

樣品分析共選擇了7組鋯石，年齡測定結果如圖9和表1所示。由表1可知：①1#～3#點鋯石的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#點鋯石的表面年齡有可能代表了3次熱液活動的時間，而該3次熱液活動的事件依次為146.9，133.2 ，123.9 Ma(屬燕山期)[2]，其強度也越來越大，因此該3個點鋯石的w(207Pb)/w(235U)、w(207Pb)/w(206Pb)的測試數據均不理想，表面年齡無法達到一致；④7#點鋯石的w(206Pb)/w(238U)、w(207Pb)/w(235U)也獲得了較一致的表面年齡，其表面年齡的加權平均值為420±6 Ma(屬加里東期)[2]，據此可確定海原村以西及以北的花崗巖應屬加里東期。

2.7磁法測量、電磁測深、激電中梯測量及鉆探驗證成果

(1)通過磁法測量及電磁測深等物探工作，基本查明了海原銅多金屬礦區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整體。

圖9　海原花崗(斑)巖體單顆粒鋯石U-Pb 同位素測定結果的諧和圖

(2)通過激電中梯測量大致查明了海原銅多金屬礦區北東部有隱伏斷裂構造分布。

(3)經鉆探驗證，證實物探各種方法推測結論的正確性，鉆孔內-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團塊狀銅礦化，銅平均品位1.636%；但深部花崗巖中未有Cu多金屬礦化顯示，取樣分析結果表明，Cu銅品位僅為0.003 8%,說明銅礦化與硅質脈關系密切。

表1　海原花崗(斑)巖體單顆粒鋯石U-Pb同位素測定結果

3　控礦因素及找礦方向

3.1控礦因素

(1)地層。區內銅多金屬礦化主要產于震旦系下統上施組(Z1sh)和下坊組(Z1X)地層內的石英脈中。區內地層中成礦金屬豐度值較高，應為銅多金屬礦成礦母巖，后期巖漿熱液活動使地層中的成礦元素活化，沿斷裂裂隙運移至有利的地球物理化學場所富集成礦。ZK7-1所見的銅礦化以及石英脈型礦化區的銅礦化均屬該類型(圖10)。

(2)巖漿巖。區域內巖漿活動較強烈，從晉寧期基性、超基性巖，到加里東期二長花崗巖，海西期中—基性花崗巖，燕山期酸性花崗巖及次火山巖，發育一系列花崗斑巖、石英斑巖、花崗閃長斑巖、石英閃長玢巖、煌斑巖等脈巖。多期多次的巖漿活動既帶來了礦源物質(依據同位素測年結果推測至少有4次)，又為銅多金屬活化、遷移、富集提供了活化熱液。區內主要蝕變類型有云母化(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。該類現象也反映出巖體侵入作用帶來的熱能和含礦流體分別作用于不同性質的圍巖，以及該2種作用強度的差異和疊加，使區內圍巖蝕變種類較多且復雜。

(3)斷裂構造。區內斷裂構造發育，形成了一系列NE向斷裂構造帶，以石英脈或花崗斑巖脈的形式出露于地表，礦化也多發生于該類部位，可見該類斷裂為礦區的容巖、容礦構造。該類斷裂構造的活動，為成礦熱液提供了運移通道和富集場所。

圖10　新干海原銅多金屬礦7#勘探線剖面

3.2找礦方向

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

4　結　語

在海原銅多金屬礦區實地調查的基礎上，結合區內已有的地質工作成果，對礦區地層、巖漿巖及斷裂構造的分布情況進行了詳細分析，在此基礎上分別從地層、巖漿巖、斷裂構造等方面對區內控礦因素進行了討論，認為該礦區找礦方向應以尋找石英脈型銅礦化為主。

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

[2]江西省地質礦產局.江西省區域地質志[M].北京：地質出版社，1984.

[3]袁見齊，朱上慶，翟裕生.礦床學[M].北京：地質出版社，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，高級工程師，331307 江西省新干縣683信箱。