廣東玉水銅多金屬礦床成因探討及礦體地質特征研究

（廣東金雁工業集團有限公司，廣東 梅州 514000）

1 概述

廣東梅州玉水銅礦是我國最富的銅礦床之一，其中黃銅礦塊狀礦體Cu品位一般為15%～25%，斑銅礦礦體Cu品位最高可達50%～55%。該礦于1985年建成投產，是一個以塊狀礦石為主，特富的中型銅鉛鋅多金屬礦床，其中銅、鉛礦石的平均品位均超過最低工業品位的10倍以上。礦石的自然類型屬硫化礦石，工業類型按有用組份與礦石結構構造的不同可分為塊狀銅礦石、塊狀鉛鋅礦石，浸染狀、細脈狀銅礦石。部分塊狀銅礦石經手選后可達到富銅礦石標準。由于礦床的礦化范圍小，礦體厚度大、礦石的品位富而引起了地質工作者的廣泛關注，先后開展了較多的研究工作，總結了一批成礦規律及礦床成因理論。

2 礦床成因探討

關于礦床成因，雖然玉水銅礦已開采多年，目前資源已進入危機狀態，但有關礦床成因觀點仍不統一，甚至存在大量矛盾和不能解釋現象，對勘查工作而言，借鑒意義不大，礦床成因類型無法最終確認直接影響礦床深部找礦勘查工作部署。

礦床發現早期，何耀基（1990，1997，1998，1999）曾對玉水礦銅鉛鋅礦床進行了較深入系統的地質地球化學研究，分析測試了一批微量元素、同位素數據，對多金屬礦床中的銀和碧玉巖等分析研究，最后指出礦床是由火山噴氣作用形成；陳炳輝等（1992，1994,1999）依據輝綠巖成礦元素分析、穩定同位素數據和礦物化學成分特征分析等，認識到成礦作用是與燕山期輝綠巖同源的巖漿有關的巖漿期后中溫熱液充填交代礦床；蔡錦輝、劉家齊（1996，1997）研究玉水富銅多金屬礦床礦石的結構構造和石英、閃鋅礦、方解石中流體包裹體的溫壓地球化學參數特征以及H、O、C和S穩定同位素組成，測定塊狀硫化物礦石形成時代，提出為巖漿期后熱液成因；汪禮明等（1999）通過對比分析礦區火成巖（圍巖）及含礦段巖礦石稀土元素、微量元素的基礎上,結合礦石穩定同位素及包裹體特征對礦床成因作了探討，根據研究結果提出玉水多金屬礦床為一海底火山噴氣沉積中溫熱液改造礦床。這種噴流沉積-后期改造成礦的觀點影響至今。

近年來，北京礦產地質研究院祝新友等專家（2013-2016）通過對玉水銅礦的含礦建造、礦物組合與礦化分帶、主要礦體特征、圍巖蝕變、礦石組構特征、成礦溫度及微量元素等多方面的研究，流體包裹體研究結合礦床地質地球化學研究成果，與國內外典型的“MVT”礦床相對比，提出了玉水銅礦的成因類型為“層控低溫熱液型”。中國地質科學院礦產資源研究所陳懋弘教授團隊（2019）新發現了與成礦相關的流體通道、同生斷層、火山灰泥等，提出礦床具有典型的雙層結構:上部塊狀層狀礦體，下部細脈狀筒狀含礦蝕變體，新發現多條同生控礦斷層，這些斷層控制了礦體的厚度，以及銅礦體的塑性流變。新發現塊狀礦體下盤中的錐狀火山灰泥噴流口。提出玉水銅礦為噴流沉積塊狀硫化物礦床。

3 礦體地質特征研究

針對以上礦床成因的探討，結合礦區礦體富集規律的研究,我們對玉水銅多金屬礦體地質特征取得了一些認識。

（1）硅鈣面型礦體：玉水礦區銅鉛鋅多金屬礦體賦存在地層中的兩個部位：一是產于下石炭統忠信組頂部和中上石炭統壺天群底部，即存在于兩者接觸分界面—硅鈣面上下的似層狀的1號礦體。一是產于中上石炭統壺天群下部的透鏡狀、似層狀礦體的2、3號礦體。含礦主巖及圍巖基本是碳酸鹽巖（白云巖、白云質灰巖、石灰巖）。根據礦體垂向分帶，可以進一步劃分出多層（見表1）：①忠信組碎屑巖中的浸染狀礦化；②塊狀多金屬礦；③赤鐵礦層中形成的多金屬礦化；④壺天群中的浸染狀、脈狀、細網脈狀礦化。

硅鈣面是玉水銅多金屬礦最重要的礦體特征。硅鈣面是分布在下層忠信組碎屑巖與上層壺天群碳酸鹽巖界面上的順層產出的礦體，主要是富的銅礦體，除了銅礦物外，還含有較多的赤鐵礦、磁鐵礦及含鈾礦物等，主要礦化也集中在該層界面上，該層界面賦存了玉水礦區大部分的礦體，還形成了玉水礦區及其外圍地區最重要的礦體類型，是最重要的找礦界面，應該繼續重視在該層界面的相關找礦工作。

表1 玉水銅多金屬礦體類型劃分及礦石特征表

（2）斷裂構造控制的礦體：玉水礦區斷裂構造比較復雜，主要受到北西向、北北東-北東向、北東東-近東西三組斷裂構造控制。在玉水礦區，與成礦密切相關的斷裂主要三條（見圖1），分別為位于礦體東部邊界的陡傾斜正斷層F13斷層；西部北北東向的F12斷層及位于礦區北部的F23斷層，這三條斷層構成礦區小盆地邊界，對礦床的形成及開采影響較大。

主要控礦斷裂以NE向為主，部分斷裂內部賦存明顯的熱液脈狀礦體。主礦體賦存于兩條NE向斷裂之間，受斷裂控制，斷裂為導礦構造，主要礦體包括賦存于硅鈣面之間的層狀礦體、白云巖中的不規則狀礦體以及NE向斷裂中的脈狀礦體。礦區內部斷層以NE向橫向斷層為主，與成礦作用密切相關。在玉水外圍地區地層的整體走向是近EW向的，而目前礦山工程實際控制的礦體賦存地層主要是NW向的，主礦體賦存部位的地層之所以表現為NW向，實際上是由于其夾持在兩條NE向斷層之間，在成礦過程中不斷受到NE向斷層的牽引使得賦礦地層與外圍地層整體走向不一致。推測成礦流體從流經斷層，沿著硅鈣面旁邊向兩側滲透，由于白云巖的滲透性差，而砂巖的滲透性良好，往上逐漸交代形成礦床。結合NE向斷層與礦體的產出位置的密切聯系，尋找此類斷層的對玉水礦區未來找礦具有特殊意義。

（3）“紅層”地質特征:在部分礦體中存在“紅層”即赤鐵礦層現象，礦化較強，顯示紅色層狀礦體。前人研究指出，這是一組厚度較小巖性卻很復雜的一套海相火山巖組，整體上以顯紅色為主要特征，巖組主體為赤鐵礦巖，硅質巖，夾有白云質，砂質白云質，菱鐵礦（具鮞粒結構），細粒石英砂巖、泥巖、粉砂巖。該層礦體分布規律性較差，礦體總體呈團塊狀、囊狀分散產出，礦物主體以赤鐵礦為主，其次是黃銅礦、斑銅礦、閃鋅礦，品位極富，脈石礦物仍然是方解石、白云石等碳酸鹽類物質。玉水銅多金屬礦中紅層的出現，對找礦有一定指示意義。

4 找礦評價標志

4.1 層位與硅鈣面標志

玉水銅礦的形成主要受控于“硅鈣面”層位，這里所指的“硅鈣面”特指“上鈣下硅”，也即下部為碎屑巖，上部為碳酸鹽巖，礦化往往形成與此種界面附近。目前探礦工程顯示，在玉水礦區，最重要的找礦層位在與石炭系的地層，在其它層位中（如泥盆系）地層中若出現類似的硅鈣面（上鈣下硅），則有可能在接觸界面成礦，因此，應注意在其它層位中尋找"硅鈣面”。

圖1 玉水銅多金屬礦區地質圖

4.2 構造、巖漿標志

玉水礦區的礦體還有一類是嚴格受斷裂控制形成的礦體，在玉水礦區普遍發育多條NNE向斷裂，從成礦元素富集角度來看，此類橫向斷裂往往構成了上部成礦流體可以不斷往下運移的通道，與下部盆地鹵水形成的成礦流體交匯產生物理化學作用，最終富集、沉淀成礦，此類礦體與橫向斷裂密切相關。

玉水礦區也是輝綠巖密集發育地帶，雖然目前研究還不能準確判定輝綠巖與成礦作用的關系”，國內外這一類型礦床或者礦區往往發育大規模輝綠巖脈或巖墻，輝綠巖、輝綠巖漿活動與成礦密切相關。雖然，因此，輝綠巖強烈發育部位，應該重視尋找此種類型的礦床。

當有石炭系壺天群、忠信組地層出現時時，在東西向斷裂構造的旁側、東西向斷裂構造與北北東向深斷裂交匯處，下白堊統湖相盆地邊緣的繼承性切斷海西旋回構造層的深斷裂旁側等是尋找此類礦床的構造有利部位。