鄂東南銅山口銅—鉬礦床地質(zhì)特征及成礦機制分析

韓慶彬

摘 要：通過對銅山口地區(qū)區(qū)域地質(zhì)情況、礦區(qū)地質(zhì)條件、礦床地質(zhì)特征的研究分析。總結(jié)了成礦物質(zhì)的主要來源和礦床的行程機制，初步建立了銅山口礦床的成礦模型。

關(guān)鍵詞：斑巖-矽卡巖型；銅礦；成礦機制

中圖分類號：P588.13 文獻標識碼：A 文章編號：1671-2064（2018）05-0172-02

鄂東南鐵銅多金屬礦集區(qū)是長江中下游鐵銅成礦帶的重要組成部分，也是我國重要的鐵銅多金屬成礦區(qū)之一，而銅山口礦床是鄂東南地區(qū)典型的斑巖和矽卡巖復合型礦床，具有典型代表意義。

1 區(qū)域地質(zhì)概況

鄂東南礦集區(qū)地處揚子地臺北緣，毗鄰大別造山帶，巨型郊廬斷裂從其東側(cè)通過。區(qū)內(nèi)出露寒武系至第四系地層，但缺失中、下泥盆統(tǒng)和上侏羅統(tǒng)。區(qū)內(nèi)地質(zhì)構(gòu)造復雜，褶皺和斷裂多為印支和燕山期構(gòu)造活動的產(chǎn)物，斷裂主要有NW-NWW和NE-NNE 向兩組。巖漿活動強烈，巖性主要為石英閃長巖和花崗閃長斑巖。火山巖為一套玄武巖-安山巖-英安巖-流紋巖的巖性組合。

2 礦區(qū)地質(zhì)特征

2.1 礦區(qū)地層

礦區(qū)范圍內(nèi)有二疊系到第四系的地層出露，其中與成礦關(guān)系密切的是下三疊統(tǒng)大冶群，巖性以灰?guī)r和灰質(zhì)白云巖為主。

礦區(qū)內(nèi)少量出露中二疊統(tǒng)茅口群，主要位于礦區(qū)的東南部。主要為白云質(zhì)灰?guī)r。

2.2 礦區(qū)構(gòu)造

區(qū)內(nèi)主體構(gòu)造為銅礦山鼻狀背斜和近NWW向的天臺山斷裂構(gòu)造，含礦雜巖體就侵位于二者的交切部位（據(jù)呂新彪等，1992）。[1]

銅礦山背斜為主要的褶皺構(gòu)造。它是由NNW向構(gòu)造改造東西向的倒轉(zhuǎn)向斜北翼形成的鼻狀構(gòu)造。礦區(qū)內(nèi)發(fā)育有6條逆斷層，礦區(qū)除了以上6條主要斷層外，還有一些規(guī)模較小的斷層，多為逆斷層，斷層角度都較陡。

除發(fā)育褶皺、斷裂外，還發(fā)育大量裂隙。裂隙在巖體與圍巖的接觸帶上最為發(fā)育，靠近礦體的部分裂隙密而寬，遠離礦體裂隙變薄且分布不規(guī)律。接觸帶中的裂隙為主要的容礦構(gòu)造。

2.3 礦區(qū)巖漿巖

銅山口地區(qū)經(jīng)歷了多次巖漿侵位，依次形成花崗閃長斑巖巖株、石英二長斑巖筒和花崗細晶巖脈。與礦化關(guān)系密切的花崗閃長斑巖株是巖體的主體，平面上略呈北西向的橢圓形，中心直徑與出露面積均較大。[1]

3 礦床地質(zhì)特征

3.1 礦體特征

礦床由6個銅礦礦體和若干小鉬礦礦體組成。其中I號礦體和Ⅳ號礦體是主礦體且I號礦體最大，主要賦存于巖體與圍巖的外接觸帶中。I號礦體形態(tài)為“筒裙狀”，礦體上部較厚，向深部厚度變小。Ⅱ號和Ⅴ號礦體為似層狀礦體，受圍巖的層間破碎帶控制。Ⅳ號礦體呈“半鍋狀”，上下厚度相差不大，平均厚度比I號礦體大。小鉬礦礦體規(guī)模不大，多呈透鏡狀產(chǎn)出，且均分布于巖體內(nèi)接觸帶（據(jù)銅山口礦床1965年勘探報告）。

3.2 礦石特征

銅山口地區(qū)的礦石類型主要分為斑巖型和矽卡巖型兩種。其中斑巖型礦石以鉬礦為主，銅礦較少；矽卡巖型礦石以銅礦為主，鉬礦較少。兩種類型的產(chǎn)出位置不同，其中斑巖型銅礦在石英脈中呈細脈浸染狀產(chǎn)出，鉬礦石呈細脈狀產(chǎn)于石英脈中或呈浸染狀產(chǎn)于石英晶洞中。

矽卡巖型銅礦呈致密塊狀產(chǎn)于石榴子石或綠泥石中或呈脈狀產(chǎn)于石英脈中。鉬礦石通常呈脈狀產(chǎn)于石榴子石矽卡巖中。

礦石中礦物成分較多，達20多種。礦石礦物主要有黃鐵礦、黃銅礦、斑銅礦、黝銅礦、方鉛礦等。其中重量百分比含量超過1%的僅有黃鐵礦和黃銅礦，超過0.1%的有輝鉬礦和斑銅礦。脈石礦物主要有石英、石榴石、透輝石、方解石等。

3.3 圍巖蝕變

研究區(qū)圍巖蝕變發(fā)育，蝕變類型較多，有較為明顯的蝕變分帶現(xiàn)象。按蝕變礦物組合及形成機理，可將圍巖蝕變分成兩個系列：斑巖型蝕變系列和矽卡巖型蝕變系列。斑巖型蝕變主要發(fā)生在花崗閃長斑巖巖株內(nèi)部，矽卡巖型蝕變主要發(fā)生在接觸帶以及圍巖中的捕虜體。

4 成礦機制分析

4.1 成礦物質(zhì)來源

熱液流體的來源，經(jīng)研究認為，早期為巖漿水，晚期熱液則以古地下水為主的混合流體。礦質(zhì)和巖漿氣液流體，除一部分直接由巖漿上侵到淺部就位的結(jié)晶分異過程中產(chǎn)生外，可能還有很大一部分來自深部過渡的巖漿房中，并以與巖漿不混溶的粒間溶液相或“蒸汽縷”形式攜帶礦質(zhì)和其它輕質(zhì)組分穿巖而上，或沿著接觸帶構(gòu)造上升到淺部。

4.2 成礦物質(zhì)的運移和沉淀

Cu可以在氣體相和液體中運移。在氣體相中Cu主要和S形成絡合物進行搬運；液體相中Cu以CuCl2的形式運移。

影響礦化（金屬礦物的溶解度）的主要物理化學因素有溫度、壓力、PH、氧逸度及氯含量等。溫度與壓力的降低、PH升高、氧逸度降低及Cl含量的降低能使黃銅礦沉淀[2]。

4.3 成礦模型

通過綜合分析銅山口礦區(qū)的地質(zhì)環(huán)境和成礦規(guī)律可以建立一種成礦機制：

早期階段：張性活動使本區(qū)地殼壓力降低，促使地慢石榴子石橄欖巖部分熔融形成堿性玄武巖漿，后上升到地殼深部巖漿房內(nèi)，發(fā)生部分結(jié)晶并且分異出飽和水的花崗閃長質(zhì)巖漿。隨后地殼深部的氣熱流體沿著未固結(jié)的巖漿柱上升到巖體上部，使巖漿結(jié)晶硬殼發(fā)生鉀質(zhì)蝕變，生成鉀長石和黑云母變斑晶。圍巖發(fā)生熱變質(zhì)作用形成矽卡巖。

中期階段：巖漿就位后，冷凝收縮，釋放大量的熱能。隨著巖漿的冷凝，結(jié)晶硬殼逐漸增厚，上升流體的匯聚導致內(nèi)部壓力急劇增大，使結(jié)晶硬殼破裂，產(chǎn)生裂隙。隨著內(nèi)力釋放，氣熱流體發(fā)生復蘇沸騰，有少量鉬元素沉淀。流體在內(nèi)力驅(qū)動下沿裂隙充填，在巖體內(nèi)形成鉀長石脈、鉀長石-石英脈并交代早期形成的硅酸鹽礦物形成大量的矽卡巖。伴隨有少量的輝鉬礦和磁鐵礦沉淀。

晚期階段：未固結(jié)巖漿退到深部，但仍有大量含礦熱液流體沿接觸帶上升，不斷匯集在巖體頂部接觸帶中。由于矽卡巖的屏蔽作用，從而引起接觸帶巖石破裂，產(chǎn)生更大范圍的裂隙體系。隨著內(nèi)部壓力的釋放，含礦流體再次復蘇沸騰，形成輝鉬礦石英脈。另外，由于裂隙構(gòu)造導致體系開放，使地下水向內(nèi)侵入，與巖漿氣液混合，造成接觸帶巖石的廣泛水解，形成絹云母硅化帶，同時大量礦質(zhì)也隨之沉淀。是銅鉬礦化發(fā)生的主要階段。在晚階段，熱液以古地下水為主，在圍巖中廣泛發(fā)生碳酸鹽化、綠泥石化，并伴有少量金屬礦物沉淀如閃鋅礦等。

根據(jù)上述成巖成礦機理的分析，筆者將銅山口地區(qū)成巖成礦組合模式概括如圖1所示。

5 結(jié)語

本文從銅山口礦床的區(qū)域地質(zhì)特征、礦區(qū)地質(zhì)特征、礦床地質(zhì)特征等入手，分析了銅山口銅-鉬礦床的周邊地質(zhì)環(huán)境、地質(zhì)構(gòu)造和成礦的有力地質(zhì)條件。通過對前人工作研究的總結(jié)歸納明確了成礦物質(zhì)的來源、運移及沉淀機制從而歸納出該礦床的成礦模型，為此類斑巖型-矽卡巖型銅礦床的找礦建立一定的參考基礎。

參考文獻

[1]呂新彪，姚書振，林新多.湖北大冶銅山口矽卡巖-斑巖復合型銅（鉬）礦床地質(zhì)特征和成礦機制[J].地球科學，1992，（2）：171-180.

[2]趙文濤，陳勇，姜曉平，等.試論銅山口銅礦床夕卡巖化帶特點與形成機理.湖北地質(zhì)，1988，（1）：70-79.