江西省武山銅礦成礦要素及地質(zhì)特征分析

倪浙安

（江西銅業(yè)集團(tuán)地勘工程有限公司，江西 德興 334224）

銅金屬作為電力行業(yè)發(fā)展的必需品，幾年來(lái)銅礦產(chǎn)資源開采和利用速度的大幅度提升，導(dǎo)致多數(shù)礦區(qū)出現(xiàn)資源枯竭現(xiàn)象[1]。為了滿足人們資源需求，需要加快找礦工作的開展，所以礦區(qū)成礦要素及地質(zhì)特征的分析也成為當(dāng)前熱點(diǎn)問題。通過礦區(qū)成礦模式類比，結(jié)合實(shí)際區(qū)域環(huán)境特點(diǎn)，在已知銅礦附近尋找隱藏礦體資源。

根據(jù)銅、硫生產(chǎn)基地的規(guī)模，將江西省武山銅礦作為研究區(qū)域。文中參考前人研究成果，結(jié)合本人的工作實(shí)踐，表明武山銅礦的成礦要素及地質(zhì)特征[2]。江西省武山銅礦礦區(qū)位于斷裂交叉地帶，礦體的形成受到燕山期中酸性巖體的影響，形成橢圓形矽卡巖型銅礦帶以及層狀銅礦帶。結(jié)合礦區(qū)的地質(zhì)特征與地質(zhì)勘查結(jié)果生成成礦模式報(bào)告，獲取更加準(zhǔn)確的找礦方向。

1 江西省武山銅礦地質(zhì)背景

江西省武山銅礦位于下?lián)P子臺(tái)拗中部區(qū)域，處于大別地塊和江南隆起之間[3]。并且，江西省武山銅礦所處位置北側(cè)是中朝準(zhǔn)地臺(tái)，南側(cè)則是江南臺(tái)隆。武山銅礦區(qū)域內(nèi)包括兩種類型的巖漿活動(dòng)，其一是燕山期中酸性巖漿活動(dòng)，具有分布廣泛的特點(diǎn)，其二是喜山期巖漿活動(dòng)。已經(jīng)顯示在外的巖體數(shù)量約有20個(gè)左右，均呈現(xiàn)北西向帶狀分布狀態(tài)。與長(zhǎng)江相隔距離較遠(yuǎn)時(shí)，區(qū)域內(nèi)巖漿活動(dòng)頻率越低，反之則會(huì)出現(xiàn)規(guī)模較大的密集性巖漿活動(dòng)。按照侵入序次對(duì)巖體進(jìn)行排列，結(jié)合巖體測(cè)試年齡與野外穿插關(guān)系，將所有巖體劃分為3個(gè)階段。其中，第三階段產(chǎn)物包括花崗閃長(zhǎng)斑巖等多種巖體，年齡范圍保持在142-155 Ma。花崗閃長(zhǎng)斑巖作為最先成礦的巖體，在物質(zhì)成分上與銅金屬關(guān)系親和。經(jīng)過數(shù)年的演化，形成以銅為主的銅礦礦床。

2 武山銅礦成礦要素

2.1 控礦條件

武山銅礦的控礦條件主要包括地層控礦、構(gòu)造控礦以及巖漿巖三種。其中，地層對(duì)礦體形成的控制，取決于物理化學(xué)性質(zhì)。隨著該區(qū)域礦化裂縫的不斷擴(kuò)張，以及礦質(zhì)流體的沉積，導(dǎo)致礦床類型出現(xiàn)較大變化。通常情況下。銅礦生成位置皆是地質(zhì)構(gòu)造中的軟弱區(qū)域，也是不同巖性的差異面。武山銅礦區(qū)域內(nèi)包含的巖性差異面較多，并且差異面均位于地層破碎帶區(qū)域。通過該條件控制銅礦生成空間，以硫化物礦體為例，其賦存位置屬于兩個(gè)組別之間的地層破碎帶。礦物流體的填充范圍受到成礦圍巖的影響，以氧化鈣、氧化鎂等化學(xué)物質(zhì)為主，構(gòu)成性質(zhì)活躍的巖體結(jié)構(gòu)，在演化過程中極易轉(zhuǎn)化為矽卡巖，確定礦物流體填充范圍。最后，成礦的化學(xué)空間受到沉積黃鐵礦層的影響，在黃鐵礦層的控制下，形成塊狀礦床。

構(gòu)造對(duì)于武山銅礦的控制，主要對(duì)巖體和礦床分布空間產(chǎn)生影響。以區(qū)域構(gòu)造為主建立運(yùn)移通道，實(shí)現(xiàn)礦體流體的沉積和運(yùn)移。結(jié)合北西和北東兩組不同方向的巖層結(jié)構(gòu)，形成斷裂交織的菱形網(wǎng)格，對(duì)礦體分布范圍進(jìn)行控制。礦床形成中心點(diǎn)往往位于淺層蓋層斷裂區(qū)域，而主要礦床的形成則是取決于蓋層斷裂的交匯。江西省武山銅礦礦體的主要集中區(qū)域，以巖體與圍巖構(gòu)成的接觸帶為主，其余礦體則賦存于層間裂隙帶內(nèi)。江西省武山銅礦重要控礦構(gòu)造之一是假整合面，位于五通組與黃龍組之間，由石英砂巖等多種巖體構(gòu)成，有利于成礦環(huán)境的形成，這種成礦環(huán)境形成了化學(xué)性質(zhì)差異較大的梯度面。

最后，巖漿巖是武山銅礦最后一種控礦條件。江西省武山銅礦區(qū)域內(nèi)礦體形成時(shí)間與巖漿活動(dòng)時(shí)間很接近，但成礦時(shí)間較晚，并顯示出多期次成礦的特點(diǎn)。同時(shí)期形成的銅礦礦體與巖體空間分布位置上，存在較強(qiáng)的相關(guān)性。以巖體為基礎(chǔ)，提供海量礦物質(zhì)形成銅金屬資源。而巖體與礦床之間的聯(lián)系程度，受到巖漿活動(dòng)的影響。作為第三階段產(chǎn)物，該區(qū)域巖體的形成規(guī)模較小，并且呈現(xiàn)出巖柱、巖墻等多種分布特點(diǎn)。礦體形成過程中，巖柱狀巖體是主要的巖體分布類型之一，對(duì)銅礦的形成極為有利，大大降低了武山銅礦形成時(shí)間。

2.2 礦床成因

基于上述三種銅礦形成控制條件，結(jié)合特殊自然因素形成可開采的礦床資源。研究區(qū)域礦床形成的主要因素是碳酸鈣堿系列巖漿，在燕山晚期巖漿活動(dòng)的作用下，將西北斷層區(qū)域的巖漿位置上升至較高位置，將碳酸巖漿與礦區(qū)內(nèi)的石炭紀(jì)一二疊紀(jì)進(jìn)行大面積接觸，完成巖體的交代活動(dòng)。通過上述巖漿熱液成礦操作，基于不同組別巖體的特性，形成利于銅礦形成的空間位置。巖漿活動(dòng)針對(duì)破碎的黃鐵礦、菱鐵礦進(jìn)行處理，沉淀礦石流體。含有銅礦的流體隨著巖漿熱液不斷運(yùn)移，利用充填的方式形成銅礦床。

3 礦區(qū)地質(zhì)特征分析

3.1 礦區(qū)地層與構(gòu)造

江西省武山銅礦礦區(qū)的位置處于贛西北褶皺群附近，受到褶皺群的方向影響，使得礦區(qū)屬于斜北冀單斜構(gòu)造。由于該區(qū)域地層內(nèi)包含數(shù)量較多的斷裂結(jié)構(gòu)，巖層之間的破碎帶呈現(xiàn)出破碎帶的走向以北東為主。礦區(qū)地層的走向傾斜于南東方向50°角，石炭系黃龍組作為主要礦體賦存位置，而巖體與二疊系和三疊系地層的接觸部位也存在部分銅礦體。

3.2 礦體賦存規(guī)律

在武山銅礦的整個(gè)北部礦帶之中，五通組、黃龍組與紗帽組之間的斷裂破碎帶自西向東整體貫穿，破碎帶總體長(zhǎng)度和寬度分別達(dá)到2700m、50m～100m，屬于斷層區(qū)域。該破碎帶周圍，分布著數(shù)量較多的工業(yè)礦體，其中Cu礦體的含量最高。通過研究可知，Cu礦體中銅儲(chǔ)量達(dá)到90%以上，該區(qū)域作為礦區(qū)的主導(dǎo)構(gòu)造，是礦體的主要存儲(chǔ)空間。武山銅礦礦區(qū)的破碎帶內(nèi)，包含部分北西、北東走向的平移斷層，導(dǎo)致銅礦礦體的完整性較差。除此之外，在銅礦礦體內(nèi)包含花崗閃長(zhǎng)斑巖和煌斑巖，前者以巖脈的形式呈現(xiàn)在礦體內(nèi)部，后者則是以脈狀侵入的形式，將整個(gè)銅礦礦體分割為多個(gè)破碎區(qū)域。上述兩種巖體形成時(shí)間晚于武山銅礦內(nèi)的銅礦礦體，并且位于主體礦產(chǎn)資源的上部區(qū)域，導(dǎo)致主礦體上方極易生成盲礦體。除了上述因素外，盲礦體的出現(xiàn)常常會(huì)出現(xiàn)在白云質(zhì)灰?guī)r、上段大理巖的巖性差異面之內(nèi)。巖性差異面上的礦體與其他區(qū)域生成的礦體相比，存在穩(wěn)定性差、巢狀產(chǎn)出的特點(diǎn)。

武山銅礦礦區(qū)北部礦帶的主要賦礦空間，是黃龍組與棲霞階灰?guī)r之間的斷裂帶。南部礦帶的礦體存儲(chǔ)位置在兩個(gè)區(qū)域內(nèi)，其一是接觸帶附近，其二是在殘留巖體周圍。除了作為主要賦礦空間，接觸帶也是主要控礦構(gòu)造之一。在巖體于地層接觸區(qū)域產(chǎn)生的礦體，占據(jù)了南部礦帶整體銅礦資源的絕大部分，剩余20%左右的銅儲(chǔ)量位于碳酸鹽巖中。經(jīng)過研究信息匯總，構(gòu)成圖1所示的武山銅礦床地質(zhì)平面圖。

圖1 武山銅礦床地質(zhì)平面圖

根據(jù)圖1所示的銅礦床地質(zhì)平面圖，直觀呈現(xiàn)出礦區(qū)礦體賦存規(guī)律。以棲霞組下段為分界線，將武山銅礦劃分為兩個(gè)礦帶，分別是北部的似層狀礦帶，和礦區(qū)南部的矽卡巖型銅礦帶。

3.3 礦化的分帶規(guī)律及元素的富集規(guī)律

武山礦區(qū)地質(zhì)特征分析，還包括礦化的分帶規(guī)律分析。由于礦區(qū)內(nèi)具有明顯的礦化分帶現(xiàn)象，并且分帶情況與礦體傾斜方向保持一致。根據(jù)研究可知，礦體走向分為兩種類型，一種是由中心向四周礦化，另一種則是由中部區(qū)域向東西兩側(cè)區(qū)域礦化。針對(duì)武山銅礦北部礦帶的上部分進(jìn)行分析可知，武山銅礦的礦體內(nèi)包含較多有害和有益元素，二者在礦體內(nèi)的富集規(guī)律以礦體傾斜方向?yàn)榛A(chǔ)，均呈現(xiàn)出分段特點(diǎn)。在次生富集作用下，礦體豐富且所處位置較淺的區(qū)域內(nèi)元素較為富集，而原生礦體中20～60線之間的銅品位較為富集。

武山銅礦內(nèi)硫高度富集區(qū)域主要位于礦體的東西兩端，基于此種元素富集特點(diǎn)，生成鉛鋅黃鐵礦、單硫貧銅礦體等多種礦體。在-20～-30線和70～-70線的-160m范圍內(nèi)，有害元素砷呈現(xiàn)出分塊分段富集特點(diǎn)，從而生成特高砷礦塊。在-160m以下，砷元素在礦體中的含量逐漸降低。礦區(qū)內(nèi)北部礦帶內(nèi)開采的礦石砷含量明顯高于南部礦區(qū)。但是，礦區(qū)南部?jī)?nèi)包含的主要元素是銅，按照礦體走向銅元素富集呈現(xiàn)出分段分布特點(diǎn)。

3.4 圍巖蝕變規(guī)律

為了獲取該區(qū)域的圍巖蝕變規(guī)律，針對(duì)北礦帶和南礦帶分別研究。其中，北部礦帶的蝕變?cè)趯訝畹V體分布范圍之內(nèi)，主要有硅化、高嶺土化等多種圍巖蝕變現(xiàn)象。南部礦帶的蝕變規(guī)律則是由外向內(nèi)發(fā)展，變化規(guī)律為大理巖化—矽卡巖—花崗巖化。

綜合考慮礦區(qū)地層與構(gòu)造特點(diǎn)、礦體賦存規(guī)律、礦化分帶規(guī)律、元素富集規(guī)律以及圍巖蝕變規(guī)律等多種內(nèi)容，獲取武山銅礦礦區(qū)地質(zhì)特征。

4 結(jié)語(yǔ)

文中以江西省武山銅礦為例，展開成礦因素和地質(zhì)特征研究。武山銅礦的未來(lái)演化，極大程度上取決于成礦物質(zhì)。礦區(qū)的上部位置包含數(shù)量較多的成礦物質(zhì)，基于接觸帶形成廣闊的成礦空間，上述成礦因素，為多金屬礦體的形成提供了有利條件。依托于多種控礦因素，加快了武山礦區(qū)的礦體生成。在找礦過程中，基于成礦因素確定今后找礦范圍應(yīng)該以深部為主，利用鉆探明確銅礦礦體的延深情況。除此之外，針對(duì)礦區(qū)的地質(zhì)特征進(jìn)行分析，明確區(qū)域礦體賦存、礦化分帶、元素富集以及圍巖蝕變等多種規(guī)律，使得深部找礦過程中，需要兼顧地質(zhì)特征較為復(fù)雜的區(qū)域，結(jié)合物理、化學(xué)、遙感等多種手段確定礦體位置。將文中分析結(jié)果應(yīng)用于后續(xù)找礦工作中，便于銅礦的快速尋找，從而采集更多的銅資源，提升銅資源儲(chǔ)備數(shù)量。本文的研究，有利于開發(fā)江西省武山銅礦附近區(qū)域的隱藏礦產(chǎn)資源，未來(lái)可以對(duì)該內(nèi)容深入研究，使得找礦結(jié)果更佳。