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西藏甲玛铜多金属矿床地质特征学生:学号:指导教师:摘要甲玛铜多金属矿床构造上位于冈底斯带的冈底斯-念青唐古拉复合火山岩浆弧的东部。矿区出露地层主要为上侏罗统多底沟组,下白垩统林布宗组以及少量第四系。矿区的侵入岩体从基性,中性到酸性均有分布,受区域拉张环境及走滑断层控制,呈近北东-南西向放射状和雁列式展布。岩石普遍具强变质和蚀变现象。矽卡岩型矿体为该矿床的甲玛铜多金属矿床的主矿体。矿床中矿石构造为气水热液矿石构造、岩浆矿石构造、风化矿石构造及变质矿石构造等;常见的矿石结构有结晶结构、交代结构及固溶体分离结构等。矿床矿石类型复杂,金属矿物为斑铜矿、黄铜矿、辉钼矿、方铅矿、闪锌矿、黝铜矿、辉铜矿、蓝辉铜矿、铜蓝、孔雀石、蓝铜矿等,非金属矿物主要为石榴子石、透辉石、硅灰石、透闪石、绿帘石、石英、长石、黑云母、绢云母、绿泥石、方解石、硬石膏、萤石、高岭土等。矿石的工业类型为矽卡岩铜矿。根据矿物成组成、矿石组构、矿物共生组合、矿石赋存状态等特征研究,将成矿期划分为岩浆期、矽卡岩期、热液成矿期和表生期。关键词:甲玛铜多金属矿床;矽卡岩矿体;成矿期
TheGeologicalCharacteristicsofJiamaCopper-polymetallicDepositAbstract:TheJiamaCopper-polymetallicdepositislocatedintheeasternofGangdese-Nyainqentanglhacomposedmagmicarc.TheoutcroppingstratainthisminingareaaremainlyDuodigouformationofUpperJurassic,LinbuzongformationofLowerCretaceousandasmallamountoftheQuaternary.Mineintrusiverocksdistributedfromthemafic,neutraltoacidity,andwhicharecontrolledbyregionalextensionalenvironmentandstrike-slipfaults.SpreadnearlyNEtoSWwiththeradialandechelon.Therockgenerallywithintensivedeteriorationandalterationphenomena.SkarnoreasthemainoreofJiamacopperpolymetallicdeposits.Constructionoftheoredepositsisgas-waterhydrothermalorestructure,magmaticorestructure,weatheredorestructure,metamorphicmineralstructure.Thegeneralmineralstructureiscrystalstructure,accountstructure,solidsolutionseparatedstructure.copper-polymetallicdepositofJiamaisCompositedaskarn-typecopper-molybdenum.Themainmetallicminerals:bornite,chalcopyrite,molybdenite,galena,sphalerite,tetrahedrite,chalcocite,digenite,covellite,malachite,bluecopperandother,non-metallicmineralsaremainlygarnet,diopside,wollastonite,tremolite,epidote,quartz,feldspar,biotite,sericite,chlorite,calcite,anhydrite,fluoriteandkaolin.Industrialtypeisskarncoppermine.Accordingtomineralcomposition,mineralfabric,mineralassemblages,oreoccurrenceandotherfeatures,metallogenicdividedintomagmatictimes,stagesskarn,hydrothermalmineralizationperiods,supergenestagetimes.Keywords:Jiamadeposit;Skarndeposits;Metallogenic
目录TOC\o"1-3"\h\u第1章引言 第1章引言1.1前人工作情况及选题依据甲玛铜多金属矿为冈底斯成矿带取得找矿新突破的超大型矿床,也是公益性勘查带动商业性勘查的典范。该矿床距驱龙斑岩型铜钼矿床平距仅三十多km,已经和驱龙铜矿一起成为拉萨经济圈重要的矿业双子星。甲玛铜多金属矿早在20世纪50年代初就已经发现,但由于历年来对矿床类型的认识、矿权的归属等存在较大的争议,更因勘查经费少、勘查不系统等原因,导致自20世纪80年代末开始以来找矿工作没有取得重大突破,而且对矿床成认识的不一致,并由此导致矿床找矿方向出现偏差。杜光树等(1998)在集多年研究的基础上,出版了《喷流成因矽卡岩与成矿——以西藏甲玛铜多金属矿床为例》专著,认为甲玛铜多金属矿床属典型的海底喷流沉积矿床;姚鹏等(2002)通过多方角度的研究认为甲玛铜多金属矿床层状矽卡岩与典型的、传统的岩浆热液接触交代矽卡岩存在较大差异,而与喷流型矿床及其共生的热水沉积岩有较大的相似性,认为矿床形成于晚侏罗世-早白垩世的两次成矿作用。潘凤雏等(2002)、王全海等(2002)也认为该矿床应属于喷流沉积矿床成因。但受到当时研究手段和方法的限制,以上作者缺乏系统的成矿年代学方面的研究,所得成矿时代和成因认识存在局限性。冯孝良等(2001)、李光明等(2005)、连玉等(2008)以及本文等通过研究认为甲玛铜多金属矿属与岩浆作用有关的矽卡岩型矿床。2007年底,在中国黄金集团的支持下,中国地质科学院矿产资源研究所在前人地质工作的基础上,根据矿体产出的基本特征,结合冈底斯成矿带的成矿特点,以斑岩-矽卡岩型铜多金属矿床的成矿系列理论指导找矿勘查,对该矿床进行了全面的地质勘探和系统的研究工作,不仅取得了重大的找矿突破,而且在构造控矿、矿体特征、矿床成因研究等方面取得重要进展。根据2008、2009年的勘查成果(唐菊兴等,2009),该矿床已经成为冈底斯中东段最重要矽卡岩型矿床之一,铜、钼、铅锌、伴生金、伴生银均达到大型以上规模。本文在对冈底斯成矿构造环境进行初步认识的基础上,着重对东段甲玛铜多金属矿床矿区的成矿地质背景、矿床地质特征等方面进行分析与探究,以期对甲玛矿床有较深入的认识和掌握。1.2地理位置及交通情况图1-1甲玛交通位置图甲玛乡位于墨竹工卡县南面,距墨竹工卡县城约10km。平均海拔3900米左右。与拉萨市达孜县章多乡接壤,在墨竹工卡县是海拔最低的一个乡。这里是松赞干布出生地(图1-1)。地理坐标为东经91°43′06″至91°50′00″;北纬29°37′49″至29°43′53″。图1-1甲玛交通位置图1.3自然地理及经济地理概况甲玛,又名甲玛沟,位于西藏拉萨市墨竹工卡县甲玛乡。甲玛沟地处318国道旁,交通便利,不仅是吐蕃藏王松赞干布故里,也是阿沛·阿旺晋美的出生地。甲玛乡地形开阔,属于宽阔河谷地貌,气候为高原温带半干旱季风气候区,年最高气温26.7ºC,最低气温-23ºC,年平均气温5.7ºC。甲玛沟四面环山、风景宜人,有着独特的地理位置、丰富的自然资源和悠久的历史文化。甲玛矿区平均海拔在4780m左右,海拔最低处近4000m,最高海拔到了5360m,是一个高海拔矿区。空气中的含氧量只为平原地区的4-6成,气候常年非常恶劣,而甲玛矿区所在地是在拉萨河的上游,地势呈现出东高西低的态势。1.4本次实习概况本次实习时间2012年7月20日~8月31日,本次实习旨在了解实习矿区区域地质、成矿地质背景、矿床特征通过资料收集、野外地质工作,学会野外地质基本工作方法与技巧,巩固理论知识,积累野外经验。本次实习小组共5人,在导师的悉心指导下,顺利完成了实习任务,通过毕业实习报告方式,反馈此次实习所得知识(表1-1)。表1-1实习概况表实习进度实习任务地点工作量7月20日~7月23日矿山安全知识学习和矿区相关资料查阅成都,甲玛铜矿区相关文献20余篇7月24日野外踏勘甲玛铜多金属矿区遥感地质图一张,矿区地质图一张7月25日~8月25日实际工作甲玛铜多金属矿区野外记录本2个,典型标本25个(附照片)9月1日~9月10日后期工作甲玛铜多金属矿区,成都野外记录整理,光片10块(附照片)
第2章区域地质背景2.1大地构造位置及演化甲玛铜多金属矿床构造上位于冈底斯带的冈底斯-念青唐古拉复合火山岩浆弧的东部,在地质上,冈底斯带一般指南侧的印度河-雅鲁藏布缝合带与北部的班公湖-怒江缝合带之间的近东西向的狭长地域,长约2500km,南北宽150km-300km,面积达45万km2的巨型构造-岩浆带(潘桂棠等,2006)。甲玛矿床是冈底斯成矿带东段产出的十分重要的铜多金属矿床之一,矿床铜、钼、铅锌、伴生金和银均达到大型以上规模(图2-1)。图2-1大地构造位置图(西藏地矿局,1996)Ⅰ-喜马拉雅带;Ⅱ-雅鲁藏布缝合带;Ⅲ-日喀则弧前盆地;Ⅳ-冈底斯-念青唐古拉复合岩浆弧:Ⅳ-1.南冈底斯岩浆弧(K2-E2),Ⅳ-2.桑日火山弧(J3-K1),Ⅳ-3.叶巴火山弧(J1-J2),Ⅳ-4.隆格尔-念青唐古拉复合火山岩浆弧(P-T3),Ⅳ-5.措勤-多瓦复合弧后前陆盆地,Ⅳ-6.则弄火山岩浆弧(J3-K1);Ⅴ-狮泉河-拉果错-阿索-永珠-纳木错-嘉黎-波密弧-弧碰撞带;Ⅵ-昂龙岗日-班戈-伯舒拉岭岩浆弧;Ⅶ-班公湖-怒江缝合带;Ⅷ-南羌塘和左贡前陆盆地冈底斯的主碰撞造山作用相继经历3个连续演变过程,成矿过程可参考表2-1,可用压力、温度、时间描述,即①65~52Ma的挤压增温过程,②52~41Ma的减压增温过程,③40~38Ma的减压降温过程。冈底斯成矿带与构造-热液作用有关的铜金成矿亚系列主要是与主碰撞晚期发生的应力松弛和走滑剪切有关的成矿系列。矿床主要受大规模韧性剪切带控制,在剪切带内与剪切面理致,呈EW向和NE向展布,在剪切带旁侧沿脆性裂隙呈斜交剪切带的网脉状分布。在早期岩浆热液和后期浅成低温热的作用下,在冈底斯南缘沿北西向或近东西向的脆韧性剪切带及其旁侧的次级断裂带有利的成矿空间形成一套受岩浆-热液和构造作用控制的剪切带型金矿床或热液型铜金矿床。而成矿后侵位的英安玢岩黑云母40Ar/39Ar坪年龄为34.16±0.12Ma(温春齐等,2004b),反映该成矿事件的时限主要集中于主碰撞造山的中晚期。甲玛铜钼多金属矿床就产于冈底斯-念青唐古拉地体南缘呈北东向展布的钼铅锌多金属矿化带上(唐菊兴等,2009)。2.2区域地层古老陆壳基底的冈底斯-念青唐古拉地体南缘经历了被动陆缘、活动陆缘(陆缘火山弧)、碰撞造山、陆内伸展走滑等演化阶段。相应冈底斯-念青唐古拉地体南缘的地层,从早古生代的寒武纪结晶岩系、晚古生代、中生代到新生代均有发育,但以被动陆缘期的三叠系—白垩系分布最广。甲玛矿区及邻近区域的地层主要为被动陆缘火山沉积岩系,包括上三叠统麦隆岗组中下侏罗统叶巴组,上侏罗统却桑温泉组和多底沟组,下白垩统组林布宗组、楚木龙组、塔龙拉组,并以侏罗系、白垩系为主,甲玛矿区的矿体就赋存于多底沟组与林布宗组之间。2.3区域构造晚三叠世-早白垩世被动陆缘:雅鲁藏布江洋自晚三叠世开始发育,裂离产生的冈底斯-念青唐古拉陆壳地体南缘属大西洋型的被动陆缘,相应发育中生代裂谷型滨海相中酸性火山岩夹碳酸盐岩、砂岩、页岩建造,为甲玛铜多金属矿床的形成准备了赋矿的沉积岩围岩。晚白垩世-古近纪陆缘岩浆弧:雅鲁藏布江洋自晚白垩世,向冈底斯-念青唐古拉陆壳地体下俯冲,发生大规模中酸性弧岩浆侵入。此阶段甲玛矿区所在的陆缘火山沉积岩系得以大量保持,并伴生韧剪拆离作用。古近纪早中期碰撞造山带-古近纪早中期,雅鲁藏布江洋关闭,进入碰撞造山阶段,冈底斯-念青唐古拉陆壳地体南缘成为碰撞造山带的组成部分。强大的碰撞造山作用,形成广泛或向南或向北的褶皱推覆构造带,相伴高位岩体同向或反向重力滑覆构造。甲玛矿区的成矿则受到上述推覆构造和滑覆构造的严格控制。古近纪中晚期至新近纪早期陆内伸展走滑:以碰撞造山为标志,印度板块与冈底斯-念青唐古拉地体及其北侧广大欧亚板块焊合为统一大陆。国外对印度-亚洲大陆碰撞时间持有争议,例如:50Ma前后,印度板块与亚洲板块间的相对速度从15~25cm/a迅速减小到13~18cm/a,这个板块汇聚速率突然减小的时间被视为印度-亚洲大陆碰撞的初始时间(Patriatetal.,1984)。而印度西北地区的沉积相在52Ma前后出现从海相到陆相的巨变(Gaetanietal.,1991),使人们广泛地认为52Ma代表印度-亚洲大陆碰撞的时间。冈底斯成矿带内印度大陆与欧亚大陆之间的碰撞作用则始于白垩纪末期(约65Ma)(R.Hébertetal.2012.)。焊合而成的统一大陆转入大规模造山后松弛伸展与沿边走滑期,先存的各大地构造单元边界断裂及其内部主要的纵向断裂发生广泛松弛伸展走滑,而先存和撞击新生的横向断裂也因纵向断裂走滑而出现伸展引张。上述断裂系统联合构成深部岩浆上侵系统,不仅导致中喜马拉雅期中酸性、基性岩浆广泛活动,伴随大规模岩浆热液成矿作用,而且控制了中喜马拉雅岩浆侵位和矿床形成分布格局。2.4区域岩浆岩2.4.1火山岩区域上岩浆岩很发育,分布广泛,既有出露面积巨大的深成侵入体,又有巨厚的火山喷发沉积岩层。主要分布在雅江断裂以北,是冈底斯火山-岩浆弧的重要组成部分之一。冈底斯地区火山岩分布非常广泛,自古生代以来的地层中几乎均含有火山岩,集中发育于二叠纪-第四纪,出露厚度在4500m~18044m,占火山岩地层总厚度的46%~66%。主要出露于拉萨-察隅地层分区和隆格尔-南木林地层分区的地层中,是冈底斯陆缘火山-岩浆弧的重要组成部分之一(表2-1)。2.4.2侵入岩冈底斯岩浆岩带东段侵入岩较为发育。侵入岩主要以复式岩基、岩株和岩脉的形式产出,岩性上从基性-中性-酸性;时间上有海西-印支期、燕山-喜山期等,尤其以燕山期和喜山期最发育;在空间上,侵入岩在各个构表2-1西藏冈底斯成矿带碰撞阶段主要构造-岩浆事件及成矿作用简表(李光明,2004)主碰撞(65-41Ma)强烈逆冲作用,地壳缩短,变质作用,巨型规模的火山-岩浆作用,大规模剪切变形早期强烈碰撞挤压(65-53Ma)、中期大规模剪切和应力松弛(〈53Ma)、晚期挤压抬升(〈40Ma)藏南前陆冲断带、冈底斯主碰撞构造-岩浆带。和藏北陆内褶皱-逆冲带大规模壳幔混源花岗岩(52-47Ma),林子宗群火山岩(65-52Ma)壳源花岗岩印度大陆向北挤压、俯冲、地壳加厚和深熔作用、板片断离与壳/幔混源花岗岩有关的Cu、Au、Mo成矿作用雅江克鲁-冲木达铜金矿带矽卡岩型为主+热液型冲木达铜钼矿(41.1Ma)、浪达铜矿(47.6Ma)41-45Ma与下地壳重熔花岗岩有关的Cu、Mo成矿作用冈底斯北部及念青唐古拉带斑岩型+矽卡岩型吉如斑岩铜矿,沙让斑岩钼矿55-48Ma与EW向逆冲和NS向张性断裂有关的Ag-Pb-Zn多金属矿带冈底斯北部Ag-Pb-Zn多金属矿带矽卡岩+热液脉型恰功铁矿,那如松多银-铅-锌矿,亚贵拉,蒙哑啊铅锌矿40-48Ma与碰撞造山有关的剪切带Au成矿作用雅鲁藏布江带造山型马攸木金矿44Ma与挤压抬升和大型韧性剪切带有关的Cu-Au成矿作用日喀则-谢通门斑岩型+热液型雄村铜金矿,洞嘎金矿38-47Ma造单元内均有分布,因各构造单元的成岩环境差异造成了侵入岩特征各有不同。基性-超基性岩主要分布于雅鲁藏布江缝合带中,其次在冈底斯火山-岩浆弧中有极少量分布,岩石类型主要为纯橄岩、橄榄岩、辉长岩、苏长辉长岩、辉绿岩、辉长闪长岩等。中-酸性侵入岩则主要产于冈底斯造山带中,呈复式岩体(基)、岩株、发生于晚燕山期(65~140Ma),形成岩石以黑云母花岗岩、花岗闪长岩为主,中期发生于喜山早期(50~65Ma),形成岩石类型以花岗闪长岩、花岗岩为主;而晚期岩浆侵入发生于新特提斯期(13~20Ma),形成以岩脉、岩株形式产出的脉岩类岩石,具次火山岩特征,多分布于甲马多金属矿区一带,岩浆作用与成矿关系密切(表2-1)。2.5区域变质从整个成矿带看,斑岩型铜矿所具备的主要蚀变类型在冈底斯铜多金属成矿带的铜矿床中都发育,包括钾化(钾长石化、黑云母化)、绢英岩化及青磐岩化,粘土化不甚发育。成矿带不同区段由于斑岩类型和围岩条件的差异,其蚀变类型、蚀变强度和矿化阶段,矿化组合均各具特点。2.6区域矿产该区矿产非常丰富,主要有黑色金属、有色金属、贵金属、燃料、建筑及非金属、地热资源等,其中有色金属(铜、铅、锌等)、建筑材料和地热资源是本区的优势矿产,燃料矿产是紧缺矿产。冈底斯成矿带矿产具有种类多、储量大、优势矿种明显、勘查程度低、找矿前景大等特点。冈底斯斑岩铜矿带就产于冈底斯火山-岩浆弧内,目前已发现的矿床(点)西起昂仁县,东到工布江达县,大致分布在雅鲁藏布江北岸20~60km的范围内,并以25~35km最为集中。西段斑岩铜矿距雅鲁藏布江缝合带的距离略远于东部(达50~60km或更远),总体具有东西成带、北东成群分布特征。根据各矿床的成矿特征,甲玛矿区所在冈底斯成矿带由东向西可以依次分为东、中、西三个区。东区以甲玛驱龙、吹败子、得明顶等矿床(点)为代表,成矿元素组合为Cu-Mo-Pb-Zn-Ag,以富Mo为特征。中区以冲江、厅宫、白荣等矿床为代表,成矿元素组合为Cu-Au-Ag-Mo。西区以朱诺、雄村等矿床(点)为代表,成矿元素组合主要为Cu-Au-Zn,以富Au为特征。燃料矿产包括煤和泥炭。规模均较小,多为矿点,次为小型煤矿。建筑材料及非金属矿产包括大理岩、粘土、石灰岩、花岗岩和宝玉石(碧玉、水晶、刚玉等)等。其中比较丰富的为花岗岩和石灰岩,分别主要分布于冈底斯火山岩浆弧、拉萨-日多弧间盆地和洛巴堆-洞中松多陆内裂谷带。
第3章矿区地质特征图3-1甲玛铜多金属矿区地质图甲玛铜多金属矿是西藏冈底斯中段东部取得找矿突破的超大型矿床,探明矽卡岩型矿体铜钼铅锌金银均达大型以上规模,初步探明角岩型矿体铜钼金属资源量也达大型以上规模。通过详细的矿体地质特征、岩浆岩岩石地球化学特征、成岩成矿年代学等方面的研究,认为矿床类型属于典型的与斑岩有关的矽卡岩型—角岩型铜多金属矿(图3-1)。图3-1甲玛铜多金属矿区地质图3.1区域地层矿区出露地层主要为被动陆缘期的碎屑-碳酸盐岩系,包括上侏罗统多底沟组,下白垩统林布宗组以及少量第四系。矿区的矽卡岩型矿化发生于岩体与上侏罗统多底沟组接触带附近,以及和岩浆热液导通的多底沟组和林布宗组界线的层间破碎带,角岩型矿化主要发生在下白垩统林布宗组受岩浆热液影响而发生角岩化的部位(图3-2)。受滑覆构造和断层影响,楚木龙组(K1c)和却桑温泉组(J3q)未明显出露。图3-2甲玛矿区地层综合柱状图(唐菊兴,2009)上侏罗统多底沟组:多底沟组(J3d)是矿区出露的次主要地层,厚约1315m,主要分布于铅山-铜山-莫古郎以南区域及北西部的牛马塘一带。多底沟组主要为灰黑色中厚层灰岩。在矿区,由于受到成矿相关岩浆热源影响,几乎全部发生不同程度的大理岩化,而成大理岩。常发育矿化矽卡岩,伴黄铜矿、斑铜矿、黝铜矿、辉钼矿、闪锌矿、方铅矿等矿化。多底沟组是甲玛矿区的主要赋矿围岩,矿化发生于岩体与上侏罗统多底沟组接触带附近,以及和岩浆热液导通的多底沟组和林布宗组界线的层间破碎带。图3-2甲玛矿区地层综合柱状图(唐菊兴,2009)下白垩统林布宗组(K1l):是矿区出露最主要地层,均厚2500m±,分布于铅山垭口-夏工普沟-铜山顶-莫古郎以北(除北西角牛马塘一带以外)的广大地区。林布宗组上部为灰、暗灰色砂岩和板岩互层,有安山质凝灰岩及凝灰质砂岩;下部为灰黑色粉砂岩夹碳质泥页岩,黑色的斑点板岩及灰白色的绢云母板岩。林布宗组在甲玛矿区构成有利于成矿的天然的地球物理和地球化学障。林布宗组在受到成矿相关岩浆热液影响范围内普遍角岩化。第四系:矿区的第四系主要为沿坡分布的残坡积物(Qhel-dl)和沿沟谷分布的冰水冲洪积物(Qhpl)。残坡积物主要存在于下白垩统林布宗组分布区域的山坡,主要为块度小于20cm的碎石构成,向坡麓常有草皮覆盖,厚度可达3-5m。冲洪积主要分布于夏工普、牛马塘、莫古郎等沟谷,由砾/碎石、砂砾、亚砂土等构成,沟谷底常有草皮、杂灌发育,显二元结构,厚20-45m,局部可达100余米(王崴平,2012)。3.2构造3.2.1主要褶皱图3-3甲玛矿区铜山-夏工普-塔龙尾构造示意图(周云,2010)红-塔背斜:该背斜是本矿区的主褶皱,轴迹呈北西向,位于一号矿带的南西侧,从红旗岭-东风垭纵贯整个矿区,宏观上看,该背斜向北西端仰起。红-塔背斜北东翼岩层倾向北东,倾角30º-45º南西翼靠近核部地层倾向南西,下部转为北东,倾角为50º-70º,轴面倾向北东,该背斜的两翼地层内部褶曲发育,为一同斜倒转的复式背斜。矿体主要生长在红-塔背斜的北翼,分布于次级的牛马塘背斜和夏工普向斜部位(图3-3甲玛矿区铜山-夏工普-塔龙尾构造示意图(周云,2010)牛马塘背斜:位于红-塔背斜的北东方向,轴迹大致和红-塔背斜平行,规模相对较小,在牛马塘地区,由于地形切割的原因可见地表出露的地层,中间为灰岩,两侧依次为矽卡岩、角岩。该背斜为一斜歪倒转背斜,轴面倾向北东,北东翼地层倾角为30º-45º,南西翼地层倾角为40º-75º,两翼地层中的褶曲发育。该背斜核部附近的地层,节理较为发育,局部可见节理密集带,岩石较破碎,表面被风化氧化强烈,给人以断裂的假象。夏工普向斜:该向斜位于红-塔背斜和牛马塘背斜之间,其两翼地层分别是红-塔背斜和牛马塘背斜的一翼,夏工普向斜的轴向亦为北西向,轴面倾向北东,为一斜歪倒转向斜。北东翼地层倾角为40º-75º,南西翼地层倾角为30º-45º,总体地层产状变化较大,层间褶曲发育(图3-3)。3.1.2滑覆构造矿区跨越了铜山滑覆体的北西部。铜山滑覆体分布在铜山-布朗沟-莫古郎沟一带。自南向北,滑覆体内部可分为:滑覆体后部带、滑覆体中部带和滑覆体前部带三部分。整个滑覆体的出露面积约为4km2,在主矿区内的滑覆体面积相对较小,可见构造纲要图(图3-4)。滑覆体断裂:滑覆体由南向北滑覆,滑覆体前缘地表显示为逆断层,后缘为正断层,该滑覆体的断裂面大部分被碎石覆盖,在铜山路边可见前缘的断层破碎带。在滑覆体前缘的滑覆断裂带视宽约30m,该断裂显示为逆冲断裂,断裂的产状为180º∠55º。断裂带内可见矽卡岩、角岩团块混杂,可见至少两期的泥化片理化带,带内普遍发育褐铁矿化。沿前缘断裂发育宽度不等的矽卡岩和大理岩。在铜山-东风垭之间的滑覆体内可见矽卡岩出露厚度比较大,含矿性比较好,为一出露头矿体,出露宽度大于120m,比滑覆断裂下盘的矿体出露宽,该处可能为和下部运矿通道相连,矿液在此处运移聚集。滑覆体后缘断裂为一正断层,其两侧的岩石产状变化明显,断裂上盘即滑覆体内部的岩层产状紊乱,褶皱发育,其下盘的产状相对单一,地层比较完整(周云,2010)。滑覆体褶皱:铜山滑覆体内部各种褶皱比较发育,总体可分为滑覆体前缘、滑覆体中部和滑覆体后缘褶皱,这些褶皱各具不同的特征。滑覆体前缘褶皱:滑覆体前缘的褶皱形态多样,有紧闭、倒转、斜歪等褶皱系,滑覆体前缘可见冲褶曲发育,沿冲褶断发育多条矽卡岩,以主滑带的矿化矽卡岩化最为发育。在滑覆体的前缘可见到飞来峰构造,上部为多底沟组的矽卡岩和大理岩,下部为林布宗组的角岩。结合钻孔资料可知,滑覆图3-4甲玛矿区及外围构造纲要图图3-4甲玛矿区及外围构造纲要图1.第四系冲、洪积物;2.楚木龙组石英砂岩夹深灰色板岩;3.林布宗组砂板岩、角岩;4.多底沟组灰岩、大理岩;5.却桑温泉组钙质、粉砂质页岩夹石英砂岩;6.叶巴组三段流纹质晶屑凝灰岩;7.叶巴组二段英安质、安山质晶屑凝灰岩夹流纹质晶屑凝灰岩;8.花岗斑岩;9.硅帽;10.矽卡岩;11.Ⅰ号矽卡岩型主矿体;12.地层界线;13.角岩蚀变界线;14.正断层;15.逆断层;16.倒转向斜/正常向斜;17.倒转背斜滑覆体中部褶皱:中部的褶皱亦很发育,总体为一斜歪的向斜构造,其中可见多种小型褶皱,如滑脱褶皱、膝折等。滑覆体的中前部位可见平卧褶皱比较发育;滑覆体后部褶皱:后部褶皱以折叠褶皱发育最为特征,可见各种尺度的褶叠构造,局部裂隙系统发育,容易形成囊状矿体和分散的小矿化体。后部可见较多的滑脱褶皱和小型的褶曲。3.3岩浆岩矿区所见到的侵入岩主要侵位于林布宗组及多底沟组地层中,主要以侵入体为主,几乎不见喷出岩,多为岩脉、岩墙、岩枝状,呈近东西、北西-南东向、近南北向的放射状展布,在近南北向及近东西向呈雁列式分布。矿区的侵入岩体从基性,中性到酸性均有分布,受区域拉张环境及走滑断层控制,呈近北东-南西向放射状和雁列式展布。岩性主要为花岗斑岩,黑云母二长花岗斑岩,花岗闪长玢岩,石英闪长玢岩闪长玢岩(含石英),微细晶闪长岩,石英角闪辉长岩,辉绿玢岩,角闪辉绿岩及闪斜煌斑岩等,火山岩岩石组合主要为英安岩,流纹岩,凝灰岩,火山角砾岩等,岩石普遍具强变质和蚀变现象(王崴平,2012)。黑云母花岗斑岩:是矿区分布最为广泛的一类侵入岩。斑晶主要为石英、斜长石、黑云母,各部分所占斑晶比例分别为石英40%、斜长石25%、黑云母30%、角闪石5%,基质为隐晶质结构,推测为长英质成分(图3-5)。岩体总体受硅化程度强,原有石英斑晶在硅化作用下,斑晶边界已不清晰,或与石英脉胶结在一起;热液钾化也是本层发育的主要蚀变,其产物为团斑状的热液黑云母,特点是生长在热液石英团块或石英脉中,呈团斑状;此外,还可见绿泥石化蚀变,对原本白色黑云母二长花岗斑岩:灰白色,灰色,斑状结构,块状构造。斑晶的主要矿物为斜长石、钾长石、黑云母、角闪石、石英等。斑晶矿物约占岩石总含量的50%,其基质成分主要为长英质,且发生了极为强烈的硅化作用。蚀变主要发育硅化、钾化等,分别形成网脉状石英脉和片状、不规则状热液黑云母,网脉状石英脉内常含有辉钼矿化,且岩浆岩的原生石英斑晶也被后期硅质热液胶结发生次生加大的现象。钾化主要表现为热液黑云母较为发育。黑云母二长花岗斑岩内脉体非常发育,可见浸染状、脉状辉钼矿(图3-6)。石英闪长玢岩:灰色,浅灰色,斑晶以斜长石70%、角闪石15%、黑云母10%为主,可见少量半自形-它形石英斑晶及钾长石斑晶,基质成分以石英、斜长石为主,隐晶质结构。部分岩段可见钾长石斑晶被斜长石斑晶所包绕,形成环带状构造。蚀变以热液钾化为主,蚀变矿物表现为热液团斑状黑云母,呈褐色;以及浸染状黄铁矿(图3-7)。金属矿物可见脉状黄铁矿、浸染状黄铜矿等,矿石矿物主要为节理面上浸染状的黄铜矿,几乎不见辉钼矿。云斜煌斑:岩斑晶成分主要为细粒斜长石、片状黑云母,斜长石斑晶占斑晶总体比例的55%,黑云母斑晶占45%,属于基性岩或超基性(图3-8)。岩基质成分推测为斜长石、黑云母等,属于隐晶质结构。岩体明显受到绿泥石化蚀变的影响,整体呈现黑绿色,并有绿泥石填充部分晶隙之间(王崴平,2012)。图3-7石英闪长玢岩图3-7石英闪长玢岩图3-6黑云母二长花岗斑岩图3-6黑云母二长花岗斑岩图3-5硅化黑云母花岗斑岩图3-5硅化黑云母花岗斑岩图3-8云斜煌斑岩图3-8云斜煌斑岩
第4章矿床地质特征4.1矿体特征甲玛铜多金属矿床是由矽卡岩型铜钼铅锌(金银)矿体,角岩型铜钼矿体以及斑岩型铜钼(金银)矿体组成,矽卡岩型矿体为该矿床的甲玛铜多金属矿床的主矿体(图4-1)。矽卡岩型铜钼铅锌(金银)矿体主要产于喜山期中酸性岩脉与上侏罗统多底沟组灰岩和大理岩的接触带附近,及岩浆热液导通的上侏罗统多底沟组碳酸盐岩和下白垩统林布宗组碎屑岩的层间空间中,受推翻构造作用体系的影响,矿体与地层褶皱,主要呈层状,似层状产出,局部具分枝复合现象。矽卡岩型矿体中主矿体走向300º,延长大于3000m;倾向30º,延伸大于2500m(未控制边界)。上部矿体倾角一般50º-70º,为铅锌(金银)矿石组合;下部矿体倾角一般小于20º,为铜钼(金银)矿石组合。除了矿体西边界有个别钻孔未见矿外,主矿体连续性非常好。图4-2隐晶斑点状角岩(王崴平,2012)角岩型铜钼矿体分布于林布宗组角岩中,强硅化角岩中矿化最好,其中Mo平均品位0.07%,呈筒状产于斑岩矿体上部围岩角岩中。成矿期角岩,其实质是一类热液蚀变岩。该类角岩呈灰白色、灰绿色、浅绿色、斑杂色等。热液矿物在角岩中的分布不均匀,多赋存于角岩的节理、裂隙中,或与其它热液矿物共生透入于角岩内部,基质为隐晶质结构(图4-2)。图4-2隐晶斑点状角岩(王崴平,2012)斑岩型矿体为筒状矿体,尤其以铜山方向和则古郎方向趋势最为明显,矿化变强,同时引发大规模角岩中Mo矿化。矿体主要呈筒状产于北边,赋矿斑岩主要为花岗闪长斑岩与二长花岗斑岩。本文主要研究矽卡岩主矿体矿物及矽卡岩矿物特征。图4-1甲玛铜多金属矿床A—B横剖面图(郑文宝等,2012)1.林布宗组砂板岩、角岩;2.多底沟组灰岩、大理岩;3.矽卡岩化大理岩;4.矽卡岩;5.矽卡岩中的铜多金属矿体;6.角岩中的铜钼矿体;7.矽卡岩中的铅锌矿体;8.矽卡岩中的独立金矿体;9.石英闪长玢岩中的独立金矿体;10.石英闪长玢岩;11.滑覆断裂;12.钻孔及编号4.2热液成矿作用形成的矿石组构4.2.1热液成矿作用形成的矿石构造甲玛矿床矿石构造按其成因分类,主要为热液成矿作用形成矿石构造,且交代和结晶作用形成的矿石构造为主。其次可见部分侵入岩浆矿石构造和变质矿石构造。矿石构造以浸染状和细脉网脉状为主,团块状构造和角砾状构造次之。侵入岩浆矿石构造可见斑杂状构造、角砾状构造、脉状构造(表5-1)。表4-1甲玛矿床的矿石构造成因分类岩浆矿石构造岩浆热液矿石构造变质矿石构造风化矿石构造矿石构造类型侵入岩浆矿石构造火山岩浆矿石构造交代矿石构造填充矿石构造斑点状构造斑杂状构造角砾状构造脉状构造,细粒状及网脉状构造,条带状构造脉状构造,交错脉状构造,网脉状构造,晶洞状及晶簇状构造条带状构造,皱纹状构造,变余构造粉末(土)状,散粒状构造,皮壳状构造,晶洞状构造块状构造、浸染状构造浸染状构造:按金属矿物含量的多少,具体又可为稀疏浸染状构造(金属矿物含量10%-30%)、中等浸染状构造(金属矿物含量30%-50%)、稠密浸染状构造(金属矿物含量50%-80%)三种。甲玛矿床中此三种浸染状构造均普遍发育,稀疏浸染状构造分布广泛,斑铜矿、黄铜矿、辉钼矿、方铅矿、闪锌矿等金属矿物呈粒度不一、含量不均的浸染状稀疏星散于岩石或其他金属矿物中;中等-稠密浸染状构造,产出同稀疏浸染状矿石,但金属矿物集中产出,多产于岩石裂隙面上(图4-3)。细脉-网脉状构造:分布广泛,特别在富矿地段,除星散分布的金属矿物外,有斑铜矿、黄铜矿、辉钼矿、方铅矿、闪锌矿、黝铜矿等金属矿物呈单独脉或共生脉,或充填于脉石矿物颗粒间构成细脉-网脉状分布于浸染状矿石内,或者不含矿非金属矿物(矽卡岩矿物)交代呈脉状,脉宽大小不等,从细脉(脉宽<lmm)到粗脉(脉宽>5cm)均有产出(图4-4)。团块状构造:主要金属矿物多可见呈团块状构造,黄铜矿、闪锌矿、方铅矿等,且多与其它金属矿物共生,但以团块状的金属为主。角砾状构造:主要可见磁黄铁矿和黄铁矿呈角砾状,分布于板岩、角岩或其中的石英脉中。4.2.2热液成矿作用形成的矿石结构甲玛矿床中矿石结构按成因分类包括结晶结构、交代结构、固溶体分离结构三种类型。结晶结构包括全自形晶粒状结构、半自形晶粒状结构和他形晶粒状结构、包含结构、共结边结构、隐晶结构等;交代结构发育最为普遍,主要形态类型为交代残余结构、浸蚀结构、交代乳滴状结构、骸晶结构、交代格状及网状结构、反应边结构等;固溶体分离结构在金属矿物中较为发育,主要呈乳滴状结构、叶片状结构、格状结构及共边结构产出,表现为黄铜矿、斑铜矿、闪锌矿、辉铜矿互为主客晶,形成乳滴状、格状、叶片状结构(表4-2)。结晶结构全自形晶粒状结构:自形粒状黄铁矿、方铅矿产于脉石矿物或黄铜矿中;自形毒砂呈菱形产于磁黄铁矿中等(图4-5)。半自形粒状结构:产出与自形粒状结构相同,但矿物数量较多,少数可见半自形碲银矿。他形晶粒状结构:矿区最主要的结晶结构,各种金属矿物均可呈他形粒状结构产于脉石矿物中或产于其他金属矿物中,包括黄铜矿、斑铜矿、方铅矿、闪锌矿、辉钼矿及黝铜矿、辉铜矿等,主要呈粗细不等的他形粒状产出。包含结构:可见半自形晶碲银矿被黄铜矿包裹形成包含结构,早期黄铁矿被黄铜矿所包含,也可见闪锌矿被方铅矿所包含等(图4-6)。交代结构如方铅矿从边缘向中心交代黄铜矿,黄铜矿和辉铜矿交代斑铜矿,黄铜矿沿边缘向中心交代粗粒黄铁矿形成的交代熔蚀结构。闪锌矿、方铅矿、黄铜矿等充填交代脉石矿物形成的充填交代结构;黄铜矿交代自形黄铁矿,具有黄铁矿的外形和残余形成的交代骸晶结构。黄铁矿或闪锌矿沿黄铜矿边缘交代形成的反应边结构。浸蚀结构,黄铜矿和辉铜矿交代斑铜矿,方铅矿和针铁矿从边缘向中心交代黄铜矿。交代残余结构:表现在铜蓝沿斑铜矿、黄铜矿裂隙或边缘进行交代;黄铜矿、斑铜矿等沿石榴子石环带进行交代,并保留石榴子石环带结构形状;斑铜矿、黄铜矿交代硅灰石、透辉石;黝铜矿交代黄铜矿、斑铜矿;辉钼矿交代黄铜矿等。交代完全时,仅见原来矿物的残余黄铜矿沿粗粒黄铁矿边缘向中心交代等,均可见形成浸蚀结构(图4-7)。骸晶结构:黄铜矿交代自形黄铁矿晶体,并保留后者的残余和外形(图4-8)。交代格状及网状结构:斑铜矿、黄铜矿、闪锌矿、方铅矿等沿脉石矿物颗粒间交代形成交代格状及网状结构,部分金属矿物颗粒之间也发生交代格状及网状结构。反应边结构:斑铜矿沿黄铜矿边缘交代、辉铜矿及黝铜矿等沿斑铜矿边缘交代、闪锌矿或黄铁矿沿黄铜矿边缘交代、闪锌矿沿方铅矿边缘交代等,可构成反应边结构。固溶体分离结构如粉红棕色的斑铜矿中出溶浅粉红棕色圆柱状、不规则状斑铜矿形成的乳滴状结构,闪锌矿中细小不规则的黄铜矿,斑铜矿的解理分布有呈乳滴状的黄铜矿。黄铜矿沿斑铜矿的解理呈格状、叶片状分布(图4-9)。表4-2甲玛铜多金属矿主要矿石结构分类表(周云,2010)结晶结构交代结构固溶体分离结构表生结构自形粒状结构交代残余结构乳滴状结构变生结构半自形粒状结构交代熔蚀结构格状结构胶状结构他形粒状结构交代骸晶结构叶片状结构隐晶结构包含结构充填交代结构共边结构反应边结构图4-9图4-7图4-5图4-3图4-9图4-7图4-5图4-3图4-8图4-6图4-4图4-8图4-6图4-41.图4-3浸染状构造;2.图4-4细脉-网脉状构造(李磊,2010);3.图4-5自形晶粒状结构;4.图4-6包含结构;5.图4-7交代残余结构图;6.4-8骸晶结构(郑文宝,2009);7.图4-9固溶体分离结构(王焕,2011)。Py:黄铁矿;Cp:黄铜矿;Bn:斑铜矿;Sph:闪锌矿;Di:透辉石
4.3表生作用形成的矿石组构4.3.1表生成矿作用形成的矿石构造表生矿石构造可见胶状构造等:发育于弱矿化矽卡岩的表生氧化矿物中,表现为蓝铜矿、孔雀石的发育。4.3.2表生成矿作用形成的矿石结构变生结构:主要分布于矿床近地表的半氧化或氧化带中。隐晶结构:具有这种结构的矿物主要为孔雀石、蓝铜矿、褐铁矿等。胶状结构:主要表现为孔雀石、蓝铜矿等在角砾岩、岩石裂隙或表面呈胶结物形式产出而形成。4.4矿石类型及分带性4.4.1矿石类型根据主要有用金属矿物及组合对矿石进行分类,主要类型有黄铜矿矿石、方铅矿-闪锌矿矿石和黄铜矿-辉钼矿矿石三类;次要类型为,黄铜矿-斑铜矿-黝铜矿矿石、黄铜矿-黄铁矿矿石、辉钼矿矿石等。方铅矿-闪锌矿矿石:以方铅矿、闪锌矿为主要金属矿石矿物,铜矿物含量较少,铅、锌品位很高。方铅矿、闪锌矿二者常呈共(伴)生关系,主要呈致密块状、稀疏浸染状、脉状产于矽卡岩矿体中,偶见黄铜矿与其共(伴)生成块状分布于矽卡岩矿体中。方铅矿-闪锌矿矿石分布于整个矿床的上部,集中在铅山一带。黄铜矿-黄铁矿矿石:以黄铜矿、黄铁矿为主要金属矿物,铜品位一般。主要集中在硅化角岩矿体中,不均匀分布。黄铜矿以稀疏浸染状、团斑状或细脉状形式产出于硅化石英脉中及角岩裂隙面上;黄铁矿主要产出于硅化石英脉中,呈脉状或者小团斑状,局部出现黄铁矿自形晶,多与磁黄铁矿共(伴)生产出,或与黄铜矿共(伴)生产出于石英脉中。黄铜矿-辉钼矿矿石:以黄铜矿、辉钼矿为主要金属矿物,铜、钼品位均较高。主要分布在矽卡岩矿体的上部及角岩矿体下部,黄铜矿多以团斑状、浸染状、细脉状等形式产出于矽卡岩或角岩中;辉钼矿则呈稀疏浸染状、稠密浸染状、脉状、鳞片状集合体等不均匀产于角岩或矽卡岩中。可见辉钼矿穿插交代黄铜矿现象。辉钼矿矿石:以辉钼矿为主要金属矿物,其它金属矿物含量极少,钼品位最高。辉钼矿在硅化角岩、矽卡岩、斑岩中均有产出,而以硅化角岩中辉钼矿分布较多。硅化角岩中辉钼矿主要产出形式为硅化石英脉中细粒脉状、浸染状及沿角岩裂隙面和层间薄弱面产出的粒度较粗的星散状、鳞片团斑状集合体;矽卡岩矿石中主要为细粒团斑状和浸染状辉钼矿,偶见鳞片状辉钼矿;斑岩中辉钼矿主要呈稀疏浸染状或细脉状产出于石英脉中,为典型斑岩型矿床矿石构造(王焕,2011)。黄铜矿矿石:以黄铜矿为主要金属矿物,铜品位最高。主要产于矽卡岩矿体中,而以石榴子石矽卡岩中黄铜矿含量较高,黄铜矿常呈块状、稀疏浸染状和稠密浸染状产出,或产于矽卡岩矿物颗粒间呈网脉状构造,即矽卡岩中部石榴子石矽卡岩为最主要的黄铜矿矿体;其次为角岩矿体,局部可见黄铜矿矿石。矿石中所含主要矿石矿物除黄铜矿之外,还含有少量斑铜矿、黝铜矿、辉钼矿等。黄铜矿-斑铜矿-黝铜矿矿石:以斑铜矿、黄铜矿、黝铜矿为主,铜品位高。主要分布在矽卡岩矿体中下部及矽卡岩下部相邻矽卡岩化大理岩中,集中产出于硅灰石矽卡岩中。三者相互为共生关系,更多的是两两矿物共生,呈团块状、稀疏浸染状、脉状等产出(王焕,2011)。以上六种矿石类型在矿床垂向上显示出矿化分带规律,由顶部至底部呈渐变关系,没有明显的界线,有过渡阶段,进而形成角岩型-矽卡岩型矿体。4.4.2分带性元素平面分带特征:显示整个矿区内Cu的含量均较高,至少存在两个强的矿化富集中心,这些矿化中心矿体的厚度均大于100m,Cu平均品位达0.75%;Mo元素矿化强度仅次于Cu元素,主要位于矿区NE方向,矿化富集中心与Cu元素基本一致,Mo平均品位0.10%,铅锌的矿化富集规律高度一致,都是在矿头部分富集,位于矿区南西的铅山附近,金、银的矿化富集规律也和Cu元素一致,也至少存在两个矿化富集中,全矿区金银矿化均较强,Au品位×厚度值基本都大于5m.g/t,Ag品位×厚度值大于200m.g/t(郑文宝等,2009)。矿区内成矿元素的平面分带由SW向NE总体表现为(郑文宝等):Pb+Zn(Au+Ag)→Pb+Zn(Cu+Au+Ag)→Cu(Mo+Au+Ag)→Cu+Mo(+Au+Ag)→Mo,从地表、浅地表到深部,矿化由铅锌矿化向铜钼矿化、钼矿化变化规律明显,构成了一个完整的与岩浆作用有关的成矿元素分带、矿石矿物分带,反映从远离成矿中心至矿化中心形成低温至高温的元素组合、矿物组合演化规律。图4-10甲玛铜多金属矿床地质图与成矿元素分布图(唐菊兴等,2010)以矿区中部为例,可以看出(注:Au,Ag元素含量单位为10-6;Cu,Mo,Pb,Zn元素含量单位为10-2),勘探线剖面上的元素分带总体由地表至矿体延深方向(30º方向从SW至NE)表现为Pb+Zn→Cu→Cu+Mo→Mo。剖面上分带特征同平面上完全一致(图4-10),表明了热液来源于北东部,成矿中心在则古朗一带(图4-10图4-10甲玛铜多金属矿床地质图与成矿元素分布图(唐菊兴等,2010)4.5物质成分4.5.1矿物成分矿区金属硫化物以原生硫化物为主,主要为黄铜矿、斑铜矿、黝铜矿、辉钼矿、方铅矿和闪锌矿等;其次为辉铜矿、蓝辉铜矿、辉砷铜矿、铜蓝、硫钴矿、硫铋铜矿等。矽卡岩矿石中常见黄铜矿、斑铜矿、黝铜矿、辉钼矿、辉铜矿、铜蓝等,其次可见硫钴矿、硫铋铜矿;角岩型矿石中以辉钼矿、黄铜矿、方铅矿和闪锌矿为主(表4-3)。黄铜矿:为主要的矿石矿物,多呈不规则粒状和粒状集合体。在矽卡岩中多呈浸染状,少量呈致密块状,充填于矽卡岩造岩矿物粒间或伴随强硅化、矽卡岩化产出;在角岩型矿石中多呈细脉浸染状或与斑铜矿、辉铜矿、黝铜矿、方铅矿、闪锌矿等呈团斑状、不规则状、星散状产出。黄铜矿粒径大小不等,以中细粒为主,粒径一般为0.01-0.12mm。镜下观察,黄铜矿多为他形粒状,可分为3个世代。第一世代黄铜矿与磁黄铁矿、辉钼矿等近于同时形成;第二世代黄铜矿呈固溶体分离结构产于斑铜矿、黝铜矿中;第三世代黄铜矿主要以乳滴状形式定向或无定向产于闪锌矿中(王焕,2011)。表4-3矿石金属矿物组成(周云,2010)矿石类型矿物组成硫化矿石黄铜矿、斑铜矿、黝铜矿、辉铜矿、黄铁矿、磁黄铁矿、磁铁矿、铜蓝、辉钼矿、方铅矿、闪锌矿、硫钴矿、镍矿物、铋矿物、碲银矿、毒砂氧化矿石孔雀石、硅孔雀石、蓝铜矿、蓝辉铜矿、自然铜、自然金、自然银、辉铜矿、雄黄、雌黄、镜铁矿、黄铁矿、赤铜矿、褐铁矿斑铜矿:为主要的矿石矿物,局部含量高于黄铜矿,主要见于矽卡岩中(图4-11)。斑铜矿常与黄铜矿、黝铜矿、辉铜矿、硫铋铜矿共生,沿岩石裂隙面或硅化石英脉呈细脉状,或直接以团斑状和稀疏浸染状产于硅灰石矽卡岩中;也有较自形的斑铜矿包于石英中。镜下斑铜矿多为他形,与黄铜矿呈明显共生关系,粒度细,粒径一般0.01-0.3mm。斑铜矿可交代透辉石、阳起石等脉石物。斑铜矿可见2个世代,第一世代斑铜矿与第一世代黄铜矿近于同时产出,与黄铜矿呈明显共生关系;第二世代斑铜矿呈细脉状或稀疏浸染状产于石英脉中。矿物的微裂隙中,可见被方解石细脉充填现象(王焕,2011)。常见斑铜矿中乳滴状、叶片状、格状黄铜矿、硫铋铜矿等出溶物;个别斑铜矿被辉铜矿、铜蓝交代。斑铜矿颜色多变锖紫色、锖蓝色、棕红色、暗棕红色均有。究其原因,主要是由于矿物中Fe含量不同,从而导致其反射色发生差异。图4-11斑铜矿矿物特征图4-11斑铜矿矿物特征图4-12辉钼矿矿物特征图4-12辉钼矿矿物特征辉钼矿:呈细脉浸染状分布在矽卡岩、角岩型矿石中,在花岗斑岩脉中也可见。形态上,辉钼矿多呈鳞片状、叶片状集合体和细粒状,有时也见以针状产出。也可见黄铜矿细脉穿插辉钼矿板状晶体现象。总体上,辉钼矿在岩石中分布较不均匀,在矽卡岩中与角岩中均有产出(图4-12)。方铅矿:矿床中分布较为普遍,矿体在近地表部位较富集,铅山和铜山海拔高的位置常见。晶形较好,常呈致密块状;与闪锌矿共生,或与黄铜矿、斑铜矿连生、或单独产于脉石矿物内。方铅矿多呈粒状集合体、细脉状产出,常见边缘被辉铜矿、铜蓝交代形成反应边结构。闪锌矿:主要与方铅矿共生产出,多呈浸染状、粒状集合体与方铅矿、黄铜矿、黄铁矿等一起产出。主要有2种闪锌矿,分别为黑褐色闪锌矿和红棕色闪锌矿,以红棕色闪锌矿为主,其中黑褐色闪锌矿Fe含量较高。镜下观察,矿物粒度变化较大(0.01-4mm),有时还包裹有细小(<0.001mm)的辉石等脉石矿物。由于固溶体分离作用,在闪锌矿中常见有粒径为0.001-0.01mm的乳滴状黄铜矿(王焕,2011)。总体看来,闪锌矿在甲玛多金属矿床中含量较低。黝铜矿:常呈团块状、脉状及稀疏浸染状不均匀分布于矽卡岩中。矿物粒度介于0.01~0.2mm之间,有的与黄铜矿、斑铜矿连生,或沿黄铜矿边缘分布,或分布于闪锌矿等矿物边缘形成反应边结构。尽管其分布较为普遍,但是含量较少,仅占金属总量1%-5%。辉铜矿:多呈他形粒状、脉状分布于黄铜矿边缘或与斑铜矿共生产出。镜下见矿物粒度大小不等,内部裂隙发育,有交代斑铜矿边缘形成反应边结构,辉铜矿产出较少。硫铋铜矿:常见与斑铜矿连生于夕卡岩中,肉眼不易观察,镜下观察见其以出溶物形式呈定向乳滴状、叶片状产于斑铜矿中,系固溶体分离结构。4.5.2化学成分岩性SiO2Fe2O3FeOAl2O3CaOK2OMgOMnONa2OP2O3夕卡岩413.6130.540.340.460.640.70.13夕卡岩41.910.282.5512.4629.040.120.770.680.380.31夕卡岩51.520.740.820.5343.560.040.70.920.020.02夕卡岩36.669.342.779.8932.710.351.20.690.040.03夕卡岩38.826.061.461633.110.2110.730.210.14夕卡岩31.788.940.851.73360.010.090.500.17夕卡岩37.2420.950.985.2832.950.020.060.3300.17大理岩平均值5.540.30.091.5440.020.120.05角岩、板岩平均值63.921.584.1316.772.123.012.490.050.830.19花岗斑岩平均值77.520.630.112.810.343.580.180.011.420.08花岗闪长斑岩平均值65.180.37115.936.662.152.080.094.110.21闪长玢岩512.585.6916.677.691.387.440.153.550.14表4-4甲玛矿区夕卡岩常量元素分析结果(西南冶金地质所)矿区矽卡岩中各组分的质量分数分别是:SiO2在31.78%-51.52%之间,CaO在29.04%-43.56%之间,Fe在1.56%-21.93%之间,MgO在0.06%-1.20%之间,MnO在0.33%-0.92之间,K2O在0.01%-1.04%之间(姚晓峰,2011)。根据矽卡岩类型的划分原则,矿区矽卡岩中的Ca含量远远高于Mg、Mn和K+的含量,其成分类型为钙矽卡岩。众所周知,在矽卡岩形成的过程中最显著的物质交换是流体中的Si和大理岩中的Ca之间的交换(赵一鸣等,1990)。表4-4甲玛矿区夕卡岩常量元素分析结果(西南冶金地质所)在矿区主要岩性的CaO-SiO2相关性图解中,花岗岩类、矽卡岩和大理岩三者呈现明显的负相关特征,反映在矽卡岩化过程中花岗岩类和大理岩经历了Ca、Si的物质交换。林布宗组角岩、板岩与花岗岩类的主成分特征较为相近,因此,在矽卡岩形成过程中表现相对惰性,从而在矽卡岩化过程中作为热液屏蔽层而有利于流体沿层间构造带侧向运移并形成稳定的矽卡岩。由此可见,矽卡岩与花岗岩类和大理岩的成因关系密切,其顶板稳定的地球化学性质是形成连续矽卡岩型矿体的有利条件(表4-4)。从稀土元素总量来看,石榴子石矽卡岩稀土元素的总质量分数在35.74×10-6-165.42×10-6之间,平均值为101.34×10-6;硅灰石矽卡岩稀土元素总质量分数在9.54×10-6-116.38×10-6之间,平均值为97.01×10-6(姚晓峰,2011):总体上硅灰石的稀土元素含量略低于石榴子石矽卡岩。4.6围岩蚀变矿区围岩蚀变发育,主要围岩蚀变有矽卡岩化、硅化、角岩化、大理岩化、另外还有绢云母化、绿帘石化、绿泥石化、泥化等(图4-13)。矽卡岩化分布范围较广,主要发育于多底沟组大理岩、灰岩及林布宗组砂板岩中,可分为干矽卡岩期和湿矽卡岩期两个阶段,两个阶段主要的矽卡岩矿物分别为石榴子石、透辉石和硅灰石、绿帘石等,矽卡岩化为成矿提供了容矿空间。硅化在本矿区分布最为广泛,在多底沟组灰岩、矽卡岩、大理岩、林布宗组砂板岩中均有分布,常叠加在其它类型的蚀变之上。硅化与成矿关系最密切,矿化越强,硅化亦增强,部分地段石英脉中矿化强烈,呈稠密浸染状分布。在在花岗斑岩体局部地段由于强烈的硅化形成了以密集的石英细脉组成的硅壳。角岩化主要发育于林布宗组砂板岩中,在岩枝发育的地段尤其发育。硅化可叠加于角岩化之上,形成角岩型矿化。与钼矿化的关系密切,表现为角岩化越发育的地段,钼矿化也越发育。大理岩化分布于多底沟组大理岩中,矽卡岩底部较为发育,表现为颗粒粗大的方解石。绢云母化发育于林布宗组砂板岩及各类侵入体中,蚀变矿物为杂乱无定向分布的绢云母和白云母,斜长石、黑云母、钾长石等矿物的绢云母化以及岩石中绢云母石英细脉的产出。绿泥石化分布林布宗组砂板岩及矽卡岩脉、侵入体中,尤其是矽卡岩中,呈不均匀产出。绿帘石化发育于多林布宗组矽卡岩中,发育不均与,有时生长于透辉石粒间(周云,2010)。图4-13传统斑岩铜矿模型与斑岩铜矿体系模型对比(王崴平,2012)泥化发育于层间破碎带,如矽卡岩与大理岩接触带,多伴随有弱的矿化(周云,2010)。图4-13传统斑岩铜矿模型与斑岩铜矿体系模型对比(王崴平,2012)4.7成矿期次及矿物生成顺序甲玛矿床成矿有关的中酸性岩体进行了详细和系统的LA-ICP-MS锆石U-Pb定年(秦志鹏等,2011)。测试结果表明,矿床成矿关系密切的花岗斑岩体侵位于15.31-16.27Ma、二长花岗斑岩体侵位于14.5lMa。甲玛矿床不同类型矿石中不同产状的辉钼矿进行了系统的Re-Os同位素年龄测试(应立娟等2009、2010a)。研究结果表明,甲玛铜多金属矿床斑岩、矽卡岩、角岩及大理岩-灰岩等多种类型矿石,加权平均年龄为14.99±0.14Ma,不同类型和产状的辉钼矿形成于同一时期,同属中新世中期成矿。甲玛铜多金属矿床成岩、成矿时代的系统和精确的测定,进一步限定了该矿床形成于中新世,并非前人认为的晚侏罗世-早白垩世成矿。近年来,甲玛矿床斑岩型钼(铜)矿体的发现,使得矿床岩浆成因得到了进一步揭示。甲玛矿区主要矿物的生成顺序图。可分为岩浆-热液期,矽卡岩期,石英硫化物期,表生期。石英硫化物期为主要的成矿期,其次为岩浆期、矽卡岩期,及表生期。其中,石英硫化物期按照金属矿物的生成顺序与共生组合还可划分为4个成矿阶段,分别为铜钼硫化物阶段、铜硫化物−硫盐矿物阶段、铜铅锌硫化物阶段和金成矿阶段(表4-5)。表4−5甲玛铜多金属矿主要矿物生成顺序表矿物岩浆期岩浆热液期矽卡岩期石英硫化物期表生期铜钼硫化物阶段铜硫化物−硫盐矿物阶段铜铅锌硫化物阶段金成矿阶段斜长石钾长石角闪石普通辉石黑云母白云母钙铁榴石钙钼榴石透辉石硅灰石透闪石阳起石绿帘石绿泥石萤石赤铁矿绢云母石英方解石硬石膏磁铁矿磁黄铁矿辉钼矿黄铜矿黝铜矿斑铜矿铜蓝硫盐矿物毒砂方铅矿闪锌矿黄铁矿辉铜矿蓝辉铜矿孔雀石硅孔雀石蓝铜矿褐铁矿高岭土成岩成矿温度1080−730℃540−250℃370−250℃250−170℃常温总结甲玛铜多金属矿床构造上位于冈底斯带的冈底斯-念青唐古拉复合火山岩浆弧的东部,是冈底斯成矿带东段产出的十分重要的铜多金属矿床之一,矿床铜、钼、铅锌、伴生金和银均达到大型以上规模,具有如下特征。矽卡岩型矿化主要发生于岩浆岩体与上侏罗统多底沟组接触带附近以及和岩浆热液导通的多底沟组和林布宗组界线的层间破碎带,主要以侵入体为主;矿体受控于矿区推覆、滑覆构造以及由此形成的层间扩容构造;角岩型矿石主要产出于下白垩统林布宗组受岩浆热液作用影响而发生强烈角岩化
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