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广西金秀县雅当铜矿床成矿地质特征分析

中图分类号:P618。5文献标识码:A文章编号:1006-8937(2016)08-0066-04

1概况

广西金秀县雅当铜矿床位于大瑶山隆起的西北侧边缘部位,是大瑶山北西段铜多金属矿带的重要组成部分。该成矿带位于桂东北论文网―桂中坳陷和大瑶山隆起结合部位,地处大瑶山复式背斜的北西翼,是广西主要的有色金属与贵金属矿产资源基地之一,该区具有较大铜矿找矿潜力。

矿田范围出露地层有寒武系。泥盆系。石炭系。二叠系及第四系,其中以寒武系。泥盆系地层出露最为广泛,区域矿产绝大部分产出在泥盆系地层中。寒武系和泥盆系下统地层之间呈角度不整合接触。其中寒武系由一套地槽型沉积的碎屑岩组成,具复理石韵律建造特征,主要分布于西部和南部大瑶山一带,构成了大瑶山复式背斜核部;下泥盆统为地台型沉积,具有陆屑和含铁建造特征,围绕大瑶山凸起边缘,大面积出露于东部和北部地区,组成了准地台覆盖层。

大瑶山隆起基底褶皱在广西运动阶段形成,由元古界和下古生界浅变质岩组成,经历加里东期。印支期和燕山期的强烈构造运动。褶皱和断裂构造发育,形成一系列紧密线状复式褶皱和不同方向的断裂。志留纪末发生强烈加里东运动,褶皱早期隆起时受区域变质作用,使砂岩和页岩轻微变质,同时结束了地槽沉积历史。中三叠世末,发生强烈印支运动,从而结束海相沉积历史,形成一系列横跨褶皱,叠加在加里东期褶皱上。燕山期地壳运动表现为断块运动和酸性。中―酸性岩浆侵入。本区域经历了多期构造运动,伴随多期(隐伏)岩浆活动及成矿作用,具有良好的成矿条件。

2地层及岩浆岩的特征

雅当矿区主要地层(也是铜矿体的主要含矿地层)为泥盆系下统莲花山组(D1l)中厚层状紫红色细粒石英砂岩夹浅灰色石英砂岩和第四系(Q)。

雅当铜矿区范围内未见有岩浆岩出露,据区域磁测重测资料显示,本矿区存在隐伏岩体。

3构造特征

矿区位于广西山字型“构造前弧东翼内侧,大瑶山复式背斜西翼,因受到挤压作用的影响,形成的褶皱多为两翼宽缓的水平褶皱,规模大小不等,有的受断层破坏而影响其完整性。背向斜同等发育,使其裂隙发育,岩性比较破碎,但总的岩层产状倾向北西,倾角8～25°,为一平缓的单斜构造。

矿区东南部发现有规模较大的区域性大断裂带,属平乐―荔浦区域性大断层的一部分,断层具有多期活动性质,断层走向北东。倾向北西。

矿区内与区域断层近平行的次一级断裂构造发育,断层具有分支复合现象,铜矿脉主要受次级断层破碎带的控制。

3。1成矿期断层显示张性构造特征

断层破碎带宽度0。50～3。0m,局部地带达5。0m,断面倾向北西,倾角80°,属陡倾角断层。铜矿脉充填于成矿期断层中,矿脉与围岩边界不平直,常见有梳状构造石英脉,沿走向及倾向见有膨大收缩。分支复合及尖灭再现现象,矿体与顶底板围岩的之间的接触界线较为清楚,不存在过渡带,近矿围岩未见有铜矿化,只是沿接触面硅化重结晶紧密结合在一起,结合程度较好,以充填方式存在于张性断层中,如图1和图2所示。

3。2成矿后断层具有压扭性多期继承性活动特征

成矿后期断层沿早期成矿构造发育,其延伸。延长均大于成矿期构造,断层面平直,稳定性较好,局部沿早期矿脉中通过,使早期形成的多金属硫化物破碎成为角砾状分布于断层破碎带中,有时见有早期硫化物脉角砾在构造带中发生旋转现象;晚期压扭性构造面有时从早期矿脉与围岩的接触带通过,由于早期成矿构造沿走向不稳定,成矿期构造较为平直,因而常见后期构造时而从矿脉上盘通过,时而从矿体下盘通过,使早期矿体连续性遭到破坏,早期矿脉因后期构造的破坏,在破碎带中呈角砾状或透镜状断续分布;成矿后的构造具有多期活动,矿区见有成矿后的压剪性断裂顺脉将铜矿脉剪切开,经张性构造活动张开使围岩角砾。矿石角砾。断层泥等充填,再经压扭性。剪切性等多期构造活动挤压错动形成现在所见的矿体现象;成矿后断层具有继承性活动,成矿后期断层具有压扭性右行平移构造特征,如图3和图4所示。

矿体受成矿期构造的影响及成矿后期剪切构造的破坏,成矿后矿体被构造破碎,同时见有后期石英脉胶结充填早期矿石角砾。矿石裂隙及充填于围岩的裂隙中,并硅化交代围岩。

4矿体形态特征

金秀县雅当铜矿床赋矿层位及岩性为泥盆系下统莲花山组上段紫红色细砂岩,矿体大致特征如下:

矿体出露标高为531～110m。据采样工程揭露,矿体厚度一般为0。20～2。90m,平均厚度1。09m,厚度变化系数为63。71百分号;矿石品位Cu0。30～26。55百分号,平均品位2。64百分号,品位变化系数为125。37百分号;矿体总体产状310°～335°∠70°～83°,属陡倾角矿体。地表往下0。5～3m矿体氧化较严重,氧化矿物有孔雀石。蓝铜矿。褐铁矿。针铁矿等,断层带内由硅化砂岩。砂岩角砾。矿石角砾。石英岩等组成。

总的来说,断层破碎带连续性一般,赋存其中的铜矿体属于较稳定～不稳定。有用组分分布较均匀。构造对矿体形态影响较小。矿体形态复杂的中小型铜矿体。矿化破碎带及矿体切割泥盆系下统莲花山组地层。

5矿石类型及矿物组成和结构特征

5。1矿石类型

矿石类型为含铜破碎带角砾岩矿石。

5。2矿石矿物组成

矿石光片鉴定及电子探针结果表明,金属矿物以黄铜矿。黄铁矿为主,其次为斑铜矿。黝铜矿。闪锌矿。方铅矿。铜蓝。孔雀石。蓝铜矿。褐铁矿。镜铁矿等,黄铁矿具有多期(阶段)成矿的特征;脉石矿物主要为石英。重晶石。钠长石。绢云母等。主要矿物特征为:5。2。1黄铜矿(CuFeS2)

半自形-它形粒状结构,细脉状。浸染状沿黄铁矿裂隙充填交代黄铁矿。

黄铜矿也是矿区内主要的矿石矿物,在矿石矿物中其含量仅次于黄铁矿。呈团块状。细脉状。网脉状。浸染状分布矿石中或交代黄铁矿,可见少量斑铜矿。铜蓝等交代黄铜矿,矿物粒度一般为细粒,一般约为0。005～0。5mm。在镜下呈铜黄色,一般为半自形-它形晶,与闪锌矿。黝铜矿共生。

黄铜矿的主要成分为Cu。Fe。S,电子探针波谱分析其含量(wB百分号)范围分别为:Cu33。65百分号～43。63百分号,平均36。99百分号,Fe23。88百分号～30。36百分号,平均28。18百分号,S32。08百分号～34。92百分号,平均33。82百分号;与黄铜矿的理论组成(wB百分号):Cu34。56百分号,Fe30。52百分号,S34。92百分号,铜含量明显增高,而铁含量明显降低,硫含量与标准值接近,可能是黄铜矿被辉铜矿交代造成铜增高,黄铜矿中的Co/Ni比值大于等于1,显示黄铜矿具有混合来源的特征。

5。2。2斑铜矿(Cu5FeS4)

斑铜矿也是本区域仅次于黄铜矿的铜矿物之一,主要以沿边部交代黄铜矿转变而来,具有交代结构,其中含有黄铜矿的交代残留,在显微镜下斑铜矿主要呈淡玫瑰红色,它形粒状结构,表明其形成于黄铜矿之后,如图5。图6所示。斑铜矿不甚稳定,被辉铜矿或铜蓝所交代,表明其形成在辉铜矿。铜蓝之前,矿物成分的相互交代关系反映出本区成矿作用过程中氧逸度在不断的升高,硫逸度不断的降低,表明是在抬升过程中形成,可能与区域逆冲推覆的构造有直接的关系。斑铜矿电子探针波谱分析结果可以看出,斑铜矿中Co/Ni约等于1,同样显示其具有岩浆和地层混合来源的特征。

5。2。3石英

常呈乳白一灰白色,半透明。少数为透明,细粒为主。部分为粗粒。分三个阶段产出:早期阶段是形成于围岩或破碎带中的硅化石英,形成于热液作用的早期阶段,为围岩破碎后富含硅质热液交代砂岩,使砂岩重结晶或石英重新生长形成,后期经破碎呈次棱角状―棱角状石英碎屑产出。粒度粉-细粒级为主,粒径一般为0。05～0。15mm;第二阶段石英为脉状石英,呈他形粒状。细脉状。团块状或粒状集合体与金属硫化物共生,与金属硫化物一起呈脉状产出,少量沿围岩张性裂隙呈脉状-网脉状穿插交代围岩,后期局部受断裂构造破碎呈角砾状分布于破碎带中;第三阶段石英为脉状石英,与少量黄铁矿-碳酸盐一起呈脉状充填在断层破碎带的裂隙中及角砾之间,形成脉状。网脉状。角砾状。团块状矿石,但与该阶段石英共生的黄铜矿较少。

5。2。4重晶石

自形或半自形结构,透镜体状构造。在脉石矿物中占的比例不大,主要形成于晚期阶段的石英方解石脉中。或形成在矿体上部的脉石中,其含量小于5百分号。

5。2。5钠长石

自形或半自形板柱状,半透明-透明。与石英硫化物一起呈脉状产出,在脉石矿物中占的比例不大,小于3百分号。

5。3矿石结构构造

氧化矿石常呈不规则粒状结构,松散块状。砂状。蜂窝状。土状及粉末状构造。

5。3。1原生矿石结构

自形-半自形粒状结构。它形晶粒状结构。碎裂结构。交代结构。包含结构。交代残余结构等;

5。3。2矿石构造

致密块状构造。板状构造。条带状构造。细脉-浸染状。脉状构造。角砾状构造。

原生矿石经多期次动力。热液蚀变作用及交代结构,包含结构,交代残余结构,转变为压碎角砾。碎粒结构,呈不规则的棱角状。次棱角状构造。如图7。图8。图9。图10所示。

5。4围岩与蚀变

本区含铜矿脉主要产于泥盆系下统莲花山组,其主要围岩为紫红色细砂岩,偶夹薄层含炭质页岩。矿脉沿断裂带以充填作用为主,围岩蚀变相对较弱,矿体与围岩界线清楚;矿区内所产生的蚀变现象主要是热液作用的早期阶段所产生的硅化。重晶石化。绢云母化和绿泥石化,宏观上见到紫红色细砂岩或紫红色泥质粉砂岩褪色呈灰色,或紫红色粉砂岩被硅质交代成为白色,围岩破碎强烈地段现象明显,交代作用主要沿裂隙面逐步发生,向外逐渐减弱,颜色呈渐变。蚀变部位主要产生于沿断层形成的矿脉体内以及由动力地质作用形成的碎裂岩带内,矿脉与围岩的接触面上,完整的围岩中一般未见蚀变现象。

6矿床地球化学特征

6。1硫同位素

对雅当铜矿床及其周边矿区硫化物硫同位素进行了测定,本区硫化物δ(34S)分布范围为1‰～10。2‰,塔式效应较为明显,但其分散性大,说明硫的来源具有多样性;不同硫化物的δ(34S)的极值离差没有明显区别,说明其分馏较为一致。

区域硫同位素统计(28个样)结果:

①重晶石的硫同位素δ(34S)=+11。77×10-3～+30。09×10-3),相当于海水硫酸盐δ(34S)的分布范围,说明重晶石中硫来源单一,主要与地层中封存的与沉积物同时沉积的海水有关;

②硫化物δ(34S)=-21。0×10-3～+10。43×10-3,塔式效应不明显,分散性大,说明硫的来源具有多样性;

③不同硫化物的δ(34S)的极值离差也有所不同,表现出一定的规律性:即闪锌矿<方铅矿<黄铁矿。

由上述分析可知,矿床中的硫有多种来源:形成重晶石的硫均来自沉积期的海水硫酸盐,部分硫化物方铅矿。闪锌矿及黄铁矿中的硫也来自海水硫酸盐,显示以重硫34S为主(δ34S为正值);部分硫化物黄铁矿。闪锌矿及方铅矿中的硫以轻硫为主(δ34S为负值),表示其硫来自生物成因;还有部分硫化物黄铁矿。闪锌矿及方铅矿δ34S值接近0,与陨石硫相近,表明其硫来自深源岩浆。

对比分析发现,闪锌矿中硫来源相对稳定,而黄铁矿中的硫来源最为复杂,黄铜矿。方铅矿介于二者之间,这可能与黄铁矿的成矿期和生成阶段有关。从前面对矿床成矿期成矿阶段划分可知,黄铁矿的形成具有多期。多世代特征,它可以在同生沉积阶段形成,也可以在成岩期产生,还可以在成岩期后的岩浆流体及热卤水改造期形成。

综上所述,本区重晶石及硫化物中的硫主要来源于地层,少部分硫可能来自深源的岩浆作用,这与区域上所见到的在岩体周围矿化蚀变较弱所反映的特征一致。

6。2铅同位素

雅当矿区铅同位素结果:黄铜矿。黄铁矿铅同位素206Pb/204Pb为18。44～19。494,207Pb/204Pb为15。718～15。805,208Pb/204Pb为38。814～40。704,数据表明本区黄铜矿。黄铁矿中铅同位素各比值分布范围变化较大,为较不稳定和均一的铅,表明本区铅同位素经历了两个或两个以上演化阶段的特点,多数矿床(矿点)为异常铅,个别显示正常铅。这一现象与本区黄铜矿。黄铁矿的成矿期成矿阶段划分一致,表明本区铜矿床具有多期演化的特征,经历了风化剥蚀。搬运沉淀。后期热液改造等多个阶段。

与区域铜矿铅同位素特征有所不同,区域铅锌矿中方铅矿的铅同位素:206Pb/204Pb为17。966～18。784;

主区段为18。141～18。494;207Pb/204Pb为15。371～15。826,

主区段为208Pb/204Pb;208Pb/204Pb为37。777～39。045;

主区段为38。305～38。980。

总体表现出矿石铅同位素各比值分布范围较窄,变化较小,相对稳定。均一,具有单阶段铅演化的特点。多数矿床(矿点)为正常铅,个别显示异常铅。

大瑶山西侧多数铅锌矿床(点)的铅稳定同位素组成比较稳定。变化小,以正常铅为主。模式年龄为329～452a,与容矿地层及基底岩系时代接近,显示矿石铅大部分来自于地层泥盆系以及基底岩系的围岩,小部分铅由后期的热液叠加改造而来。

广西金秀县雅当铜矿床成矿地质特征分析