广东潮安四望坪铜矿区断裂控矿特征*

古润平,卜 安

广东潮安四望坪铜矿区断裂控矿特征*

古润平,卜 安

(广东省有色金属地质勘查局931队,广东汕头515041)

广东潮安四望坪铜矿以岩浆期后热液交代充填成矿为特征,在其三位一体(岩浆岩、断裂/层间滑动破碎带、围岩)的控矿组合中,以流纹斑岩、晶屑凝灰岩的层间滑动破碎带为最佳。本文从矿区资料的综合研究入手,深入剖析了岩浆岩、断裂、围岩圈闭条件与矿体规模、富集程度的关系;旨在通过对矿区地质环境与矿床成因的深入分析,建立火山期后热液矿床的断裂控矿模式,为粤东火山岩地区该类矿床的发现提供理论上的启示。

花岗岩;火山碎屑岩;断裂控矿;铜矿;广东

广东省有色金属地质勘查局931队采用原生晕、次生晕异常等化探综合手段,结合地表找矿标志,发现了广东潮安四望坪铜矿床。经广东有色地质研究院进一步的地质工作,初步确认是一个以铜为主的多金属矿床。

1 区域地质背景

矿区位于华南褶皱带东部,地处北东向莲花山深大断裂带北段与东西向佛岗-丰良深断裂带东段的交汇部位。区内铜锡铅锌等有色金属矿产资源较丰富[1]。

区内出露地层主要为侏罗系下统(J1)一套海进系列的浅海相碎屑岩建造和上统(J3)一套复杂的陆相火山岩系。构造以断裂为主,北西走向断裂与北东走向断裂相互穿插,组成总体呈NW走向之方形网格状(图1)。区内岩浆岩发育,以燕山三期黑云母花岗岩(大埔岩体)与燕山四期二长花岗岩为甚[2]。

2 矿区地质

矿区大面积出露侏罗系上统高基坪群上亚群酸性火山岩-火山碎屑岩(图2),主要成分为英安斑岩、流纹斑岩和凝灰岩。出露的岩浆岩主要为中粗粒黑云母花岗岩、闪长岩及石英斑岩小脉。

图1 广东省潮安县四望坪铜矿区区域地质简图Fig.1 Regional geological sketch of S iwangping copper deposit,Chaoan County,Guangdong Province

图2 四望坪铜矿区主要区段地质简图Fig.2 Geological sketch of main section in Si wangping copper deposit

2.1 构造特征

受区域构造影响,矿区断裂构造发育,以NNW向为主(如F1、F2)。层间滑动破碎带为矿区次级裂隙构造,以N E和N EE向为主,是矿区主要的矿体赋存带。

矿区断裂构造具张性、扭性兼压扭性特征(表1)。断裂与其次级裂隙带在成因上为伴生或次生关系,在空间分布上呈雁形排列(图2)。作为区域应力场作用的产物,岩石中的节理裂隙分布也呈相似特征,各节理裂隙相互交切成“X”型或雁形。

表1 矿区主要断裂及部分次级构造裂隙①广东省有色金属地质勘查局地质勘查研究院.广东省潮安县四望坪铜矿区总结报告[Z].2007,12Table 1 Main fractures and subordinate structural f issures in the deposit

2.2 矿体地质特征

通过对矿体赋存、矿石特征与围岩蚀变的分析,提出找矿标志。

2.2.1 矿体赋存特征

矿体产于花岗岩(γ52(3))岩体南侧外接触带附近,呈脉状分布于凝灰岩、流纹斑岩构造破碎带中。矿体的展布受构造裂隙控制,沿构造裂隙带、挤压破碎带充填成矿。矿体多呈隐伏状,地表表现为一组平行或交叉的硅化、褐铁矿化、或含铁锰质裂隙破碎脉带,产状与构造裂隙带基本一致(表2)。

矿体沿走向、倾向均呈舒缓波曲状,具有膨大缩小,复合现象。块状矿石单体呈左行雁行排列,由一系列左行透镜体组成,两相邻透镜体之间有泥砾带连结,单体长5～10m,透镜体有向N E倾伏的趋势,断裂面平滑且有擦痕,具有先张后扭的压扭剪切特征[3]。

表2 矿区部分矿脉特征一览表①广东省有色金属地质勘查局地质勘查研究院.广东省潮安县四望坪铜矿区总结报告[Z].2007,12Table 2 Characteristics of some ore veins in the deposit

2.2.2 矿物特征

由于受岩浆岩温度及其物质成分的影响,矿物共生组合具有较明显的水平及垂直分带特征。

矿石主要矿物有:黄铜矿、斑铜矿,其次为黄铁矿、毒砂、磁黄铁矿、闪锌矿、辉铜矿、方铅矿、锡石等。脉石矿物主要有石英、绿泥石、少量碳酸盐矿物。

矿物主要呈半自形-它形粒状结构,细脉浸染状、角砾状、块状等构造。

2.2.3 围岩蚀变

矿体围岩蚀变较明显,分布于矿体两侧,呈带状展布,与成矿裂隙走向基本一致。蚀变带在空间分布上以矿体为对称轴呈对称关系,并表现出随着远离矿体,呈现从高温到低温的渐变过渡趋势。蚀变类型主要有硅化、绿泥石化、绢云母化、黄铁矿化及碳酸盐化,局部见钾化及萤石化,具明显的热液蚀变特征[4]。

2.2.4 找矿标志

(1)土壤次生晕异常是有效的找矿信息。当Cu、Sn、Pb、Zn等元素的化探异常浓集中心与构造破碎带、硅化蚀变带、不同岩石接触带、岩体边缘等成矿有利部位相吻合时,是矿区的直接找矿标志。

(2)地表N E、N EE向平行分布的褐铁矿化、硅化石英细脉,是矿区隐伏矿体的直接找矿标志[5]。

(3)矿区矿体主要受N E、N EE向(少数为NW向)次级构造裂隙、层间滑动破碎带控制, N E、N EE向构造裂隙是矿区的主要容矿构造,是矿区的找矿标志。

(4)沿断裂和裂隙带分布的黄铁矿化、钾化、萤石化及绿泥石化等蚀变带也是矿区的间接找矿标志。

(5)旧民采窿是找矿的直接标志。

3 矿床成矿模式

作为一个与火山-岩浆活动相关的矿床,本文旨在详细分析其成矿因素的基础上提出矿床的成矿模式,为粤东火山岩地区该类矿床的寻找提供理论上的启示。

3.1 成矿的岩浆岩因素

本区中生代火山-岩浆活动强烈,根据区测资料,该时期岩浆中铜、铅、锌等成矿元素含量较高(表3),火山喷发和岩浆侵入活动为成矿提供了物质、热液与物化能量[6]。

表3 粤东晚侏罗世部分岩类元素含量表Table 3 Element contents of some late Jurassic rocks in east Guangdong province

岩浆岩温度及所含的物质成分与成矿关系密切,矿区的矿物组合特征反映出随着花岗岩体的远离,矿石中的物质成分呈现出Sn→Sn、Cu→Cu→Pb、Zn的分带趋势,矿物种类具有明显的从高温到低温的变化特征。

3.2 成矿的地层因素

矿区主要矿体均赋存于侏罗系上统高基坪群上亚群的晶玻屑凝灰岩、流纹斑岩中。该地层层位具有一定的成矿专属性。在晶玻屑凝灰岩及流纹斑岩中存在着有利的矿质元素,在一定的温度和压力作用下,这些元素发生迁移并在容矿裂隙有利部位富集成矿[7]。

3.3 断裂控矿特征

构造对成矿的影响体现在构造对矿体的控制及构造活动对成矿期后的改造上。例如F1、F2对矿体的形成起着通道作用,是矿区主要的导矿构造。而N E、N EE向等次级裂隙及其它层间滑动裂隙带是矿区的容矿构造,为矿体的形成提供富集空间,决定着矿体的形态产状[8]。

矿脉由于受多期构造活动的影响,形成了多条支脉间彼此呈雁列式排列断续分布。而单个支脉中,则形成多个尖灭再现的透镜体形状。例如V1矿脉由于受构造产生的压扭性、张扭性应力影响,形成多个透镜体彼此呈左行雁列式排列,透镜体中间则为泥质胶结物。

3.4 矿床成矿模式

矿床成矿模式是对矿床赋存的地质环境、矿化作用随时间空间变化显示的各类特征,以及成矿物质来源、迁移富集机理等矿床要素进行概括、描述和解释,是成矿规律的表达形式[9]。笔者在对四望坪铜矿区的成矿物质来源、地层因素以及断裂控矿特征进行综合的基础上,建立了粤东火山岩地区该类矿床的成矿模型(图3)。

在侏罗纪,由于粤东地区受太平洋板块向欧亚大陆板块的斜向俯冲作用影响,在应力状态下形成火山穹隆、深大断裂等构造。地下的中酸性岩浆沿着深断裂带上侵,形成了以中酸性闪长岩-花岗岩为代表的岩浆。地下热流体上涌至地壳浅部,在褶皱、断裂构造发育区段,与渗入的大气降水-地下水循环体系发生对流循环,形成由岩浆水-大气降水混合的早期成矿流体[10]。

燕山运动产生的N E-SW向应力作用及应力场随着时间而发生的偏移,应力的集中→释放效应等的作用,形成本区早期的容矿裂隙。随着广泛的火山-岩浆侵入体的就位,在岩浆水-大气降水对流循环及深部热流体放出热的驱动下,岩浆水-大气降水混合形成的早期成矿流体与围岩发生交代蚀变作用,引起岩浆岩、基底岩石和火山岩-次火山岩中的矿质成分发生新的迁移,使成矿流体含矿浓度增高。这些含矿浓度较高的岩浆期后热液,沿着隆起带或断裂带上升,在其运移过程中进一步萃取、交代了围岩中的成矿物质,在浅部有利部位(如构造裂隙、断裂构造带交汇处、岩体的内外接触带等)以交代充填方式富集形成矿床[10]。

图3 四望坪铜矿区成矿模式图Fig.3 M etallogenic model of S iwangping copper deposit

1-侏罗系上统陆相火山岩;2-侏罗系下统浅海相碎屑岩;3-燕山五期细粒花岗岩;4-燕山四期二长花岗岩;5-燕山三期中粗粒黑云母花岗岩;6-地层不整合界线;7-岩浆热液运移方向;8-大气降水、地下水运移方向;9-区域深大断裂;10-断裂及其次级断裂;11-构造裂隙带型铜多金属矿体;12-具工业价值矿床:①即四望坪铜矿

4 结 论

在粤东地区已发现的有色金属矿床中,以小型者居多;四望坪铜矿在粤东火山岩地区的热液矿床中,具典型的断裂控矿特征:(1)矿床形成的大地环境为燕山期活化地台。(2)含矿围岩为一套酸性火山碎屑岩建造。(3)矿体定位主要受断裂及其次级裂隙带、层间滑动破碎带控制。(4)成矿物质主要来源于燕山期花岗岩与矿体周边地层。(5)岩浆期后热液成矿。

本队陈少青高级工程师为笔者提供了丰富的参考材料,特此致谢。

[1] 广东省地质矿产局.广东省区域地质志-区域地质,第九号[M].北京:地质出版社,1988.

[2] 广东省地质矿产局.广东省岩石地层[M].北京:中国地质大学出版社,1996.

[3] V ictor F hollister主编.浅成低温热液贵金属矿床[C].吉林有色矿产地质研究所,1988.

[4] 谢新泉,张衡龙.湖南城步县金水铜矿地质特征及成因探讨[J].华南地质与矿产,2005(1):37-40.

[5] B.B.阿里斯托夫.隐伏矿床的主要类型和普查方法[J].地质译丛,1965(5).

[6] 郭锐,曾国光.粤东成矿地质背景及银-铜-铅-锌成矿物质来源探讨[J].矿产与地质,2008(3).

[7] 吴德来,华荣辉,李伯春.北武夷陈坊铜多金属矿成矿地质特征与找矿方向[J].资源调查与环境, 2008(4):279-288.

[8] 陈柏林,李玉生.枞树板脉状铅锌(银)矿床断裂控矿特征及富矿体产出规律[J].地质找矿论丛,1998 (2):10-19.

[9] 陈毓川(与朱裕生等合作).中国矿床成矿模式[M].北京:地质出版社,1993.

[10]韩运宴,罗刚,徐永齐.地质学基础[M].北京:地质出版社,2007.

Ore-controlling fracture features of Siwangping copper deposit in Chaoan,Guangdong province

GU Run-ping,Bu A n
(T he931Team of Guangdong N on-FerrousM etals Geolog ical Exp loration B ureau, S hantou Guangdong515041,China)

Siwangping copper deposit in Chaoan county,Guangdong province,is characterized by post-magmatic hydrothermal metasomatism-filling m ineralization.In the trinity orecontrolling assemblage(magmatic rocks,fracture/interlayer sliding fracture belts and surrounding rocks)of the deposit,the interlayer sliding fracture belts inrhyolite porphyriesandcrystaltuffsarethebestore-controllingfactor.Startingw ith comprehensively studying the data of the deposit,the paper thoroughly analyzed magmatic rocks,fracture belts and trapping condition of surrounding rocks in relation to scale and enrichment degree of ore veins,being aimed to establish an ore-controlling fracture model ofthe post-volcanic hydrothermal depositandto offer atheoretical guidance for prospecting deposits of this type in the volcanic rock areas of east Guangdong province basing on the thorough analysis on geological environment and genesis of the deposit.

granite;pyroclasticrock;ore-controlling fracture;copper deposit; Guangdong province

book=291,ebook=152

P618.41

A

1671-4814(2010)04-291-07

2009-12-28

广东省潮安县四望坪铜矿普查项目(编号:T44120080602009273)资助。

古润平(1968～),男,广东五华县人,工程师,从事区域地质构造与矿山地质工作。