四川甘洛_石棉地区峨眉山玄武岩铜矿地质特征_成因探讨及找矿前景分析

1、 文章编号 167129727 (2011) 0420456207四川甘洛地区铜矿特征许远平1 ,2何政伟1刘严松1凤2唐(1 . 成都理工大学 地球科学学院 ,成都 610059 ; 2 . 四川省冶金地质勘查局 水文工程大队 ,成都 611730) 摘要 通过野外地质调查 、矿相学特征分析 ,探讨四川甘洛地区中二叠统茅口组灰岩及与玄武岩接触带附近的构造破碎带中块状硫化铜银矿成矿特征和矿化富集规律 。新山铜矿的铜矿 物有黄铜矿 、黝铜矿 、砷黝铜矿 、斑铜矿 、蓝铜矿 ,伴生闪锌矿 、方铅矿 。Cu 的质量分数为 1 %10 % ,最高达 52 % ; Pb + Zn 为 2 %3 % ;

2、Ag 为 100 10 - 6 200 10 - 6 ,最高达 846 10 - 6 。 含矿地层早于玄武岩喷发 ,矿石有益组分多 , 构造控矿特征显著 ,初步认为是铜多金属矿浆充填成矿 。 关键词 甘洛地区 ;块状硫化铜银矿 ;地质特征 分类号 P618 . 41 文献标识码 A对西南地区玄武岩铜矿的研究始于 20 世纪40 年代 1 。虽然地质学家经过多年不懈的努力 ,取得了许多认识 ,但就找矿前景方面 ,不同的学者 有不同的认识 2 - 8 。俄罗斯学者 V . A . Pro ki n 通 过使用“地质2地球化学”模型 ,探讨了玄武岩铜矿 床成矿作用 ,认为乌拉尔型铜矿成矿分为 2 个

3、阶 段 :喷流沉积阶段和热液充填阶段 ,并分别定义了2 个阶段的物理化学参数 9 。 四川甘洛地区发现了新山 、金台子 、吊红崖等数处铜矿 床 ( 点) , 在 区 域 上 形 成 了 一 条 长 近 25k m 、沿窑厂 向 斜呈 环带 状 展 布 的 铜 ( 铅 锌) 成 矿 带 。尤其是甘洛新山铜矿 ,产于中二叠统茅口组( P2 m) 灰岩破碎带中 ,具有类型新 、组分复杂 、品 位富 、铜矿体呈厚板状产出特征 。新山铜矿的发 现为在该区寻找新类型富铜银矿床提供了新的线 索和找矿思路 ,显示了较佳的找矿前景 。裂构造为主 ,北东向和北西向次之 ,还有隐伏的东西向基底构造和环形构造 。矿区

4、位于近南北向的 甘洛 - 小江断裂带 、北西 - 南东向的鲜水河断裂 (南段) 、北东 - 南西向的峨眉 - 甘洛 - 越西断裂 带的交接部位 。甘洛 - 小江断裂从云南东川小江 入川 ,经布拖 、昭觉 ,北延至甘洛 、汉源和荥经 ,全 长约 300 k m ,是康滇地轴与上扬子台拗的分界断裂 11 - 13 。该断 裂 控 制 了 古 生 代 、中 生 代 地 层 分布 14 ,控制了峨眉山玄武岩的喷溢和分布 。断裂 的交汇部位构成玄武岩浆的喷发中心 ,且部分断 裂为铜矿的形成提供了矿液运移的通道和矿质沉 淀聚积的空间 15 。因此 ,区内发育的断裂构造对 新类型铜矿有明显的控制作用 。区内

5、褶皱为江舟 - 米市向斜及次级窑厂 - 斯 足向斜 。地层除缺失志留系 、泥盆系 、石炭系外 , 从上元古界震旦系至中生界侏罗系均有分布 。中 二叠统栖霞茅口灰岩 ( P2 q + m) 和上二叠统峨眉山玄武岩组 ( P3) 是主要含矿地层 。含矿地层分 布面积广 、相对集中 ,沿向斜周缘连续分布 。甘洛地区已发现 Cu 、Pb 、Zn 、Fe 等各类矿产地数十处 ;并有 Cu 、Pb 、Zn 、A g 、A u 等元素组合异成矿地质背景甘洛新山铜矿在大地构造位置上处于扬子地 台西缘康滇地轴 中段 东 侧与 上扬 子 台拗 的接 合 部 ,亦是攀西裂谷带的东缘 10 。区内以南北向断1 收稿日

6、期 2010211209 基金项目 四川省杰出青年学科带头人培养计划项目 (06 ZQ0262014) 作者简介 许远平 (1963 - ) ,男 ,教授级高级工程师 ,主要从事地质矿产勘查与研究 , E2mail : xyping403 163 . co m 。常 ,异常具有峰值高 , 分带和浓集中心明显的特点 。矿床 、矿点和异常大多分布于窑厂 - 斯足向 斜内的茅口灰岩和玄武岩中 ,从而形成了沿向斜 周缘展布的 Cu 、Pb 、Zn 多金属矿带 (图 1) 。2 . 1 . 2富矿体特征新山铜矿目前发现一个厚板状块状硫化铜矿 体 ,水平坑道控制矿体长度 400 m ,2 个中段控制 矿体

7、倾向延深 80 m 。矿体厚 21 2 31 8 m ,平均 厚 31 0 m , 最大厚度 61 0 m 。矿体受断裂构造带2 矿床地质特征2 . 1 新山富铜银矿特征2 . 1 . 1含矿地层特征 新山铜矿主要赋存于茅口组灰岩上部 ,其岩性特征为 :底部灰黑色碳质大理岩 ,夹褐灰色中层 状变质中 、细粒砂岩 ;下部深灰色中 - 厚层状细晶灰岩 ;中上部浅灰白色 - 灰色 、肉红色块状细晶灰 岩 、生物碎屑灰岩夹白云岩 、碳质黏土岩 、白云质 灰岩 、燧石灰岩 ,常具黑色斑块 ; 顶部为灰至深灰 色块状细晶灰岩 , 夹 1 3 m 厚的灰绿色厚层状 含铜碳质大理岩 。控制 ,走向 220 4

8、0, 倾向北西 , 倾角 45 60。矿体沿走向 、倾向比较稳定 ,呈厚板状 、大脉状产出 (图 2) 。2 . 1 . 3 矿石特征及物质组分矿石呈暗钢灰锖色 ,略带灰绿色 ,密度大 ,矿 物成分复杂 。据镜下光片鉴定 ,几乎全为金属硫化物 ,主要为黄铜矿 ( 质量分数为 10 % 12 %) , 黄铁矿 (15 %18 %) ,黝铜矿 (35 %40 %) ,砷黝 铜矿 (3 %4 %) ,斑铜矿 (6 %8 %) ,蓝铜矿 (3 %4 %) ,闪锌矿 (8 %10 %) ,方铅矿 (3 %4 %) ,少量的孔雀石和可疑矿物 ,属致密块状黄铁矿2黝 铜矿矿石 。图 1 甘洛新山地区区域地质

9、图Fig. 1 Regio nal geolo gical map of t he Xinsha n area in Ga nl uo Co unt y1 . 第四系 ( Q) ; 2 . 中侏罗统新村组 (J 2 x) ; 3 . 下侏罗统益门组 (J 1 y) ; 4 . 上三叠统白果湾组 ( T3 b) ; 5 . 上二叠统 峨眉山玄武岩组 ( P1) ; 6 . 中二叠统茅口组 ( P2 m) ; 7 . 下二叠统梁山组 ( P1 l) ; 8 . 奥陶系 ( O) ; 9 . 寒武系 ( C- ) ;10 . 上震旦统灯 影 组 第 三 段 ( Zb d n3 ) ; 11 . 上

10、震 旦 统 灯 影 组 第 二 段 ( Zb d n2 ) ; 12 . 上 震 旦 统 灯 影 组 第 一 段( Zb d n1 ) ;13 . 上震旦统观音岩组 ( Z g) ;14 . 下震旦统列古六组 ( Zl) ;15 . 下震旦统苏雄组 ( Zs) ;16 . 性质不明断层 和逆断层 ; 17 . 整合接触界线和不整合接触界线 ; 18 . 铜矿化体 ; 19 . 矿点图 2 新山铜矿地质平剖面图Fig. 2 Geolo gical pla n and sectio n map of t he Xinsha n copp er depo sit1 . 第四系 ; 2 . 中二叠统茅

11、口组 ; 3 . 平移断层 ; 4 . 铜矿体 ; 5 . 探槽位置及编号 ; 6 . 探矿平硐编号及海拔高度 ;7 . 岩层产状 ; 8 . 取样位置及编号6 658) 10 - 6 , Sb : (3262 067 ) 10 - 6 ;一般 Cu品位 (质量分数) 为 4 %10 % , Pb + Zn 为 2 %3 % ,A g (100200) 10 - 6 ,矿石越富 , Cu 品位越 高 ,银含量亦越高 。2 . 1 . 6矿化富集变化规律野外观察发现 ,新山铜矿以块状矿为中心 ,两 侧对称发育烘烤带 。由中心向两侧具有铜含量由 高变低 ,矿石构造由块状变为细脉状的特点 ,其变化

12、规律为 : ( 中心) 致密块状铜矿 角砾状铜矿 2 . 1 . 4矿石结构构造矿石为不规则晶粒结构 ,少量交代残余结构 ;致密块状构造 ,角砾状构造及浸染状 、脉状构造 。2 . 1 . 5矿石化学成分新山铜矿石中含 10 余种化学元素 ,其中主要 元素为 Cu 、Pb 、Zn 、A g 。从光谱分析结果可知 ( 表1) ,矿石中主要成分的质量分数为 Cu : 51 62 %541 23 % , Pb : 01 58 % 11 51 % , Zn : 01 43 % 11 23 % , A g : ( 347 846 ) 10 - 6 , A s : ( 326 表 1 新山铜矿矿石分析结果

13、 Ta ble 1 O re a s say of t he Xi nsha n copp e r depo sit w/ 10 - 6样品长度l/ m 工程编号样品编号CuPbZnAgA sSbH22H231 . 11 . 013 . 2712 . 620 . 630 . 820 . 431 . 2153257460141608574368TC1 H24 1 . 0 10 . 58 1 . 33 0 . 62 416 4325 864 H22H231 . 31 . 437 . 4352 . 190 . 900 . 670 . 721 . 0962684665881812651380PD3 H

14、24 1 . 2 18 . 29 1 . 51 0 . 44 347 6658 1511 H22H231 . 21 . 341 . 2654 . 231 . 120 . 580 . 891 . 2376383763582027587432PD2 H24 1 . 3 20 . 07 1 . 23 0 . 65 407 4321 2067 H221 . 05 . 621 . 020 . 53426326432TC2 H23 0 . 8 6 . 47 0 . 64 0 . 96 568 1029 326 分析单位 :成都综合岩矿测试中心 。纯黄铁矿 粉末状铜矿 细脉状 、网脉状及浸染状铜矿 (烘烤带

15、) (图 3) 。图 5 沿破碎带和节理贯入的含铅锌黄铜矿脉Fig. 5 Chalcop yrite vei n filled wit h Pb2Zn o re in breakage st r uct ure zo ne a nd joint s图 3 PD2 坑道掌子面铜矿体Fig. 3 Copper o rebo dy in t he p al m f ace of PD2中部银灰色为块状矿体 ,厚 3 . 80 m2 . 2 吊红崖铜矿地质特征吊红崖铜矿厚度大 ,品位高 ,有研究者将其列 为玄武岩型铜矿 4 ,16 ; 然而 , 吊 红崖 铜矿 既 不产 在玄武岩中 ,又不产在玄武岩之

16、间的硅质岩及碳质页岩中 ,而是赋存于玄武岩之下的茅口组灰岩 的层间破碎带和裂隙中 ,其矿床地质特征和矿相 特征与新山具相似的特点 。2 . 2 . 1矿体赋存部位 、形态及产状 甘洛县吊红崖铜矿位于川滇南北向构造带北段 ,斯足向斜的翘起端 。矿区发育近南北向 、近东 西向 、北东向 3 组断裂 。与断裂相伴的层间破碎 带 、层间裂隙是铜矿良好的导矿构造和容矿构造 ,2 组断裂的交汇部位是矿体的膨大部位 。 矿体赋存于茅口组上部的燧石灰岩 、白云质灰岩中 。矿体受层间裂隙和层间破碎带控制 。矿致密块状和角砾状富铜矿呈厚板状和大脉状产出 ,几乎全为金属硫化物 ,铜 、银品位高 。黄铁 矿主要出现在

17、矿体的下盘 ,厚 01 3 01 5 m ,呈透 镜状断续分布 。局部出现黑色粉末状矿 ,具石墨 化蚀变 ,Cu 的质量分数 一 般为 4 % 5 % 。烘 烤 带两侧对 称 , 黄 - 褐 黄 色 , 厚 01 5 11 5 m , 较 松 软 ,染手 ,具砂感 ,黏土质含量较高 ,可见金属硫化 物 ,呈星散状 、浸染状分布 ,局部呈细脉和网脉 (图4) ;从左到右依次为灰色砂泥质白云质灰岩 - 褪 色带 - 灰至灰黑色断层泥 - 黄 、褐黄色烘烤带 。 从矿化富集特点可以初步认为 ,甘洛新山铜矿是 由富铜的矿浆沿茅口组灰岩的破碎带和节理 、裂 隙充填成矿 (图 3 ,图 5) 。体形态为脉

18、状 , 具明显的膨缩和分枝复合特征 。矿体顶板岩石为白云质灰岩 、燧石灰岩 ,局部为玄武岩 。矿体 底 板岩 石为 白 云质 灰 岩 、燧 石 灰 岩 。矿体产状与地层产状一致 ,倾向 100120,倾角2535(图 6) 。2 . 2 . 2矿体规模及厚度 、品位变化特征矿体长 550 m ,矿体厚度 11 74251 67 m ,平 均厚 度 61 08 m 。铜 品 位 ( 质 量 分 数 ) 01 33 % 201 28 % ,平均为 21 22 % 。地表的矿石较贫 ,品位相对较低 ( TC2 , TC3) ,深部矿石品位增高 (表 2) 。图 4 左侧烘烤带特征Fig. 4 The

19、 cha racter s of t he ba ked belt o n lef t side2 . 2 . 3矿石类型及特征据矿区 0 号勘探线 ( A 剖面) 地表至斜深 30 m 处 10 件物相分析 ,氧化铜的质量分数在 76 %97 % ,硫化铜的质量分数为 3 %24 % ,属氧化铜矿石 。根据矿石的矿物成分 、矿物共生组合关 系 ,矿石的结构 、构造特征 ,初步划分为角砾状铜2 . 1 . 7围岩蚀变新山铜矿围岩蚀变主要有绢云母化 、绿泥石 化 、黄铁矿化和白云岩的褪色蚀变 ,局部石墨化和碳酸盐化 。图 6 吊红崖铜矿地质平面与剖面图Fig. 6 Geolo gical map

20、 a nd sectio n of t he Diao ho ngya copp er depo sit1 . 第四系 ; 2 . 峨眉山玄武岩 ; 3 . 凝灰质页岩 ; 4 . 中二叠统茅口组白云质灰岩 ; 5 . 中 二叠统茅口组燧石灰岩 ; 6 . 铜矿体 ; 7 . 产状 ; 8 . 逆断层及编号 ; 9 . 正断层及编号 ;10 . 探槽及编号 ; 11 . 老硐及编号 ; 12 . 样品位置及编号 ; 13 . 化石矿石和次生富集型铜矿石 。a . 角砾状铜矿石矿石矿物以 孔 雀 石 、辉 铜 矿 为 主 , 次 为 黄 铜 矿 、蓝铜矿 、黄铁矿 、褐铁矿等 。脉石矿物主要有

21、方解石 、白云石 ,次为石英等 。矿石具微至细晶结 构 、次生结构 、次生交代结构 ,角砾状构造 、浸染状 构造 、细脉状网脉状构造 。铜品位 ( 质量分数) 一般为 01 50 %21 00 % ,最高达 81 56 % 。b . 次生富集型铜矿石氧化次生交替现象明显 ,次生的辉铜矿 、铜蓝 占很大比例 ,其次为孔雀石 、褐铁矿等 。脉石矿物 有方解石 、白云石 、黄铁矿等 。矿石具次生交代残余结构 ,斑铜矿与黄铜矿常显共生及格状 、乳状 、 雨滴状结构 。辉铜矿原生者为粗粒砖状 、表生者为细颗粒 ,不见解理 。硫化物以浸染状 、细脉状 、网脉状 、结核状构造为主 。而孔雀石则多成被膜 状或

22、凝胶状 。2 . 2 . 4围岩蚀变 与矿化关系密切的蚀变主要有黄铁矿化和白云岩的褪色蚀变 ,局部有硅化 。2 . 3矿床成因探讨赵支刚等 4 将攀西地区玄武岩型铜矿分为 4种类型 ,其中第 4 类为“破碎蚀变型”,认为是值得注意的矿床类型 。廖震文等 6 对黔西北地区峨眉 山玄武岩铜矿分类研究结果则划分了 型“热液 充填型铜矿”。这 2 种分类与研究区发现的铜矿 有类似之处 ,但是又有重要区别 :a . 含矿地层时代攀西地区 、黔西北地区玄武岩型铜矿多产于 玄武岩与上覆地层 ( 凝灰岩或后沉积的其他陆源 碎屑岩) 。而研究区新发现的铜矿则产于玄武岩下伏的茅口组中 。b . 矿石组分特征矿石主

23、要为硫化矿 ,具有类型复杂的铜银矿 物组合 、品位高 、伴生 Pb 和 Zn 的特点 。矿石矿 物主要为黄铜矿 、黄铁矿 、黝铜矿 、砷黝铜矿 、斑铜矿 、蓝铜矿 、闪锌矿 、方铅矿 。Cu 的质量分数一般 为 1 % 10 % , 最高 52 % ; Pb + Zn 为 2 % 3 % ;A g 为 (100200) 10 - 6 ,最高为 846 10 - 6 。块状富矿甚至不用选矿可以直接冶炼 。 c . 构造控矿特征 新山和吊红崖铜矿体均产于断裂破碎带中 ,有明显的热烘烤和热液蚀变 ,而与火山机构和古 风化壳等玄武岩铜矿常见构造无关 。含矿构造距表 2 吊红崖铜矿矿石分析结果 Ta b

24、le 2 O re a ssa y of t he Diao ho ngya copp er depo sit 3结 论甘洛地区发现的块状黝铜矿 、黄铜矿都沿二d/ mw/ %工程编号样品编号累计真厚度叠系峨眉山玄武岩之下的茅口组灰岩断裂带或玄武岩与茅口组灰岩接触的破碎带分布 。矿体多产 于茅口组灰岩破碎带 、层间滑动带及节理裂隙中 ,以新山铜矿为代表的这类铜矿不同于产于玄武岩 中的铜矿 ,也不同于产于沉积岩中的铜矿 ,是一种 新类型的铜矿 。在甘洛地区窑厂 - 斯足向斜周缘 茅口组灰岩中发现了多处类似新山的铜多金属矿 床 (点) ,显示了极佳的找矿前景 ,对其开展深入的研究和勘查评价 ,有望

25、取得找矿突破 。真厚度Cu平均H1H2H4H5H6H7H8H9H11H12H13H14H151 . 931 . 641 . 761 . 760 . 441 . 920 . 821 . 261 . 990 . 920 . 930 . 930 . 721 . 671 . 130 . 600 . 350 . 811 . 290 . 860 . 420 . 500 . 120 . 612 . 801 . 59TC217 . 020 . 91参考文献 1 Fo ng K L . Fiel d evidence s of sup er gene enrichment of t he copper depo

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28、0TC4H1H3H4H6H70 . 900 . 340 . 971 . 110 . 810 . 730 . 322 . 470 . 346 . 844 . 592 . 36LL 10 H9 0 . 46 3 . 77 H4H5H61 . 871 . 371 . 3118 . 4720 . 289 . 92 6 廖震文 ,胡光道 . 一种非传统铜矿资源黔西北地4 . 5516 . 56区峨眉山玄武岩铜矿地质特征及成因探讨 J . 地质科技情报 ,2006 ,25 (5) :47 - 51 . 7 郭文魁 ,常印佛 ,黄崇柯 . 我国主要类型铜矿成矿和分 布的某些问题 J . 地质学报 ,1978

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31、属 矿浆贯入充填成矿 。 12 侯蜀光 ,徐章宝 ,章正军 ,等 . 滇东北含铜矿床峨眉山玄武岩组地层学特征 J . 地层学杂志 ,2007 ,31 ( 3) :267 - 271 . 13 冯仁蔚 ,王兴志 ,张帆 ,等 . 四川西南部周公山及邻区 “峨眉山 玄 武 岩”特 征 及 储 集 性 能 研 究 J . 沉 积 学 报 ,2008 ,26 (6) :913 - 924 . 14 何斌 ,徐义刚 ,肖龙 ,等 . 峨眉山大火成岩省的形成机 制及空间展布 : 来自沉积地层学的新证据 J . 地质 学报 ,2003 ,77 (2) :194 - 202 . 15 张正伟 ,程占东 ,朱炳

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36、 s t he met allo ge nic f eat ure s a nd t he mi ne ralizatio n e nric h me nt regula rit y ofcopp er2sil ver sulp hi de dipo sit . The depo sit occ ur s i n t he li me sto ne of Mao ko u Fo r matio n a nd t he vici nit y of st r uct ural f ract ure belt w he re t he li me sto ne i s i n co nt act wit h ba salt i n Mi ddle Per mia n i n Ga nl uo of Sic h ua n , Chi na . The a ut ho r s