魏柯佳,黃 楨
(1.西安石油大學地球科學與工程學院,陜西 西安 710065;2.中國地質大學江城學院地質科學與工程學院,湖北 武漢 430200)
構造位置位于揚子板塊邊緣,與華夏板塊碰撞帶所形成的多金屬礦成礦帶的交匯部位。研究區內西部地勢縱橫交錯,溝谷、溪流水系分布廣泛,;東部地勢較平緩,水系發育較少,只有少量地表徑流[1-2]。
東鄉楓林銅礦礦床屬中-低溫熱液型礦床。由7 個銅硫礦體,8 個鎢礦體,4 個鐵礦體和1個硫礦體所組成。
各礦體分布面積約1 平方公里的范圍內[3]。礦化層位為梓山組中上部至黃龍組中下部。其中銅硫礦體、硫礦體賦存于石炭系中上部;鎢礦體(含鐵礦體)主要賦存于黃龍組中下部至上亞群底部淺海相氧化環境沉積的富含鈣質、鐵質粗碎屑巖中,部分礦體或礦體的局部地段賦存于梓山組中上部,并出現局部銅硫鎢重迭的現象。礦體只有局部出露地表外。礦體分布主要受到北東向斷裂構造的控制,與地層、斷裂帶走向基本吻合。
礦體在垂向的分布為鎢鐵礦體在上,銅硫礦體在下[4]。鎢與銅硫礦體局部重疊。銅硫礦體中,硫礦多出現在銅礦的底板。
礦石礦物成份和結構構造如下[5-6]。
1)礦石的礦物成分:原生金屬礦物主要包括黃鐵礦、黃銅礦等。次生金屬礦物主要由赤鐵礦、斑銅礦、少量的蘭輝銅礦組成。脈石礦物有石英、方解石和高嶺石等;2)礦石結構構造,原生硫化礦石主要有塊狀、角礫狀。少部分為網狀、條帶狀。次生硫化礦石有環帶狀和細脈狀等。
蝕變呈長條狀分布,走向與構造破碎帶方向吻合,分帶不明顯。菱鐵礦化多發育在含鈣質的巖石中,綠泥石化主要在泥質巖石中。砂巖主要是硅化。花崗斑巖則主要為絹云母化、高嶺石化。與成礦有關的蝕變主要有菱鐵礦化、綠泥石化、硅化、絹云母化。還有少量高嶺石化、螢石化等。鎢礦化與螢石化關系較明顯[7-8]。
結合以上信息對礦床成因進行分析;
成礦物質來源:基底巖層經地質構造和風化、剝蝕,不但為蓋層石炭系地層成巖提供了大量巖屑,而且為該地層提供了成礦物質來源,同時,區內鎢、鐵、銅礦(化)體賦存于石炭系地層層間破碎帶中,礦體產狀與地層產狀基本一致,礦化與其與淺海相鈣質砂巖、碳酸鹽巖有關。
與成礦作用有關的巖漿巖:銅礦體與侵入巖體關系密切。礦區硫同位素組成的變化范圍δ34S為0.45%~3.05%,比值32S/34S 為22.17~22.21,與附近天排山等幾個大型銅礦床相比,礦床中的硫分餾作用較弱,說明硫元素主要源于地殼深部。因此,成礦物質的來源既有深成巖漿攜帶部分,也有巖漿上侵過程中,從圍巖中同化混染部分。
成礦物化條件:礦體主要賦于石炭系地層層間破碎帶中,石炭系下部為含炭質的砂頁巖、泥灰巖,而上部為碳酸鹽巖,容易被蝕變交代,兩種不同物化性質的巖性,為成礦作用提供了有利賦存條件。圍巖蝕變以硅化、菱鐵礦化,綠泥石化、碳酸鹽化和高嶺石化為主。據礦區少量爆裂法測溫資料:黃鐵礦生成溫度140°C~320°C、黃銅礦170°C~310°C、斑銅礦270°C~360°C、輝銅礦280°C~310°C、膠黃鐵礦230°C~280°C、黑鎢礦305°C,表明礦床成礦溫度屬中、低溫。
礦床形成機理及成因:大型構造運動在本區活動強烈。石炭系地層中具有較高豐度的鎢、銅、鐵等成礦元素[3,5],表明在同生沉積階段,已具有一部分成礦物質基礎。同時,石炭系地層是由兩種不同巖性的巖組所構成,在構造活動時,極易產生斷裂和褶皺,剛性巖層產生斷裂和裂隙,柔性體發生褶皺變形,為成礦流體提供了儲集場所和運移通道[5]。
1)楓林銅礦主要是一個中低溫熱液礦床,礦體的分布主要受到構造活動的控制,礦體以透鏡狀產出于石炭系層間破碎帶和花崗斑巖中及其附近,產狀與地層基本一致。基于上述特點,礦床屬海相火山沉積—疊改(層控)型銅礦床。
2)銅礦主要賦存于石炭系中上部富含有機質細碎屑巖中,鎢礦體主要賦存于黃龍組中下部富含鈣質、鐵質粗碎屑巖中,部分礦體或礦體的局部地段賦存于梓山組中上部,并出現局部銅硫鎢重迭的現象。礦體分布均受NE 向斷裂構造的控制,礦體的總體走向與地層、斷裂帶走向基本吻合。
3)成礦物質主要來源于基巖的分化以及部分巖漿巖侵入所帶來元素,上部為碳酸鹽巖,容易被蝕變交代,兩種不同物化性質的巖性,為成礦作用提供了有利賦存條件,在構造活動時所產生的斷裂和褶皺為成礦物質的來源提供了通道和儲積場所。屬于海相火山沉積—疊改型銅礦床。