粤东四望坪铜矿区地质特征及成矿模式

古润平,卜 安

(广东省有色金属地质勘查局九三一队,广东汕头 515041)

粤东四望坪铜矿区地质特征及成矿模式

古润平,卜 安

(广东省有色金属地质勘查局九三一队,广东汕头 515041)

以岩浆期后热液交代充填成矿为特征的广东潮安四望坪铜矿床,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。通过对矿区地质环境与矿床成因的深入分析,建立了火山期后热液矿床的控矿模型,为粤东火山岩地区继续寻找该类矿床提供了启示。

燕山期花岗岩;酸性火山碎屑岩;层间滑动破碎带;断裂控矿;四望坪铜矿区

广东省有色金属地质勘查局九三一队采用原生晕、次生晕异常等化探综合方法,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地质工作,初步确认是一个以铜元素为主的多金属矿床。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,具典型的岩浆期后热液矿床的断裂控矿特征,主要表现为:矿床形成的大地构造环境为燕山期活化地台;含矿围岩为一套酸性火山碎屑岩建造;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;成矿物质主要来源于燕山期花岗岩与矿体周边地层;矿床成因为岩浆期后热液成矿。

1 区域地质背景

矿区在大地构造上隶属于华南褶皱系东部,位于北东向莲花山深大断裂带北段及与EW向佛岗-丰良深断裂带东段和兴宁-汕头NW向断裂带的交汇部位[1],区内铜锡铅锌等有色金属矿产资源较丰富。

区内出露地层主要为下侏罗统(J1)海进系列的浅海相碎屑岩建造和上侏罗统(J3)复杂的陆相火山岩系。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主[2]。

区内构造以断裂为主,NW向断裂与NE向断裂相互穿插,组成总体呈NW向之方形网格状(图1)。矿区构造型式(NE、NW断层/裂隙构造带)与粤东区域构造带(NE、NW构造带)在空间上走向一致;在成因上则为伴生或次生关系。

2 矿区地质特征

2.1 矿区地层和岩浆岩

矿区大面积出露上侏罗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。

2.2 矿区构造

受区域构造影响,矿区断裂、层间滑动破碎带发育,断裂以NW向为主(如F1、F2),是矿区主要的导矿带;层间滑动破碎带为矿区次级裂隙构造,以NE向和NEE向为主,是矿区主要的赋矿构造。断裂与其次级裂隙带在成因上为伴生或次生关系,在空间分布上呈雁行排列(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”型或雁列形。

矿区的NW向、NE向、NEE向三组构造具有复合改造特征,多呈现压扭性、张扭性、扭性等特点(表1)。

3 矿体地质特征

3.1 矿体特征

矿体产于燕山期花岗岩(r5)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)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,2007.。

矿体沿走向、倾向均呈舒缓波状,并具膨大缩小、局部尖灭复现的现象。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5～10 m,透镜体有向NE侧伏的趋势,断裂、裂隙面平滑且有擦痕,具有先压扭后张扭的特征②HollisterV F主编.吉林有色矿产地质研究所译,浅成低温热液贵金属矿床,1988.。

3.2 矿石特征

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。从矿区的采样分析结果看,在水平方向上,随着远离花岗岩体,呈现Sn→Sn-Cu→Cu→Pb-Zn的分带趋势;垂直方向上,对矿脉V1采样的分析结果也呈现出从上往下的矿化分带特征(上部矿化以Cu、Sn为主,往下则以Pb、Zn为主③广东省有色金属地质勘查局地质勘查研究院,广东省湖安县四望坪铜矿区总体报告,2007.)。

主要矿石矿物有黄铜矿、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、少量碳酸盐等。

图1 广东省潮安县四望坪铜矿区区域地质简图Fig1 Generalized regional geologic map of Siwangping copper deposit,Chaoan County,Guangdong province

图2 四望坪铜矿区主要区段地质简图Fig.2 Generalized geologic map of Siwangping copper deposit

表1 矿区主要断裂及部分次级构造裂隙Table 1 Characteristics of major faults and its partial sub-structural fissures

表2 矿区部分矿脉特征一览表Table 2 Characteristics of some ore ve ins

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。

3.3 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[3]。

3.4 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NE、NEE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[4]。

(3)本矿区矿体主要受NE、NEE向(少数为NW向)次级构造裂隙、层间滑动破碎带控制,NE、NEE向裂隙是本矿区的主要容矿构造,也是本矿区的重要找矿标志。

(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重要找矿标志。

(5)矿区内旧民采老窿是找矿的直接标志。

4 成矿模式分析

作为一个与火山-岩浆活动相关的矿床,本文在通过详细分析其成矿因素基础上初步提出了该矿床的成矿模式。

4.1 成矿的岩浆岩因素

本区中生代火山-岩浆活动强烈,据区域资料,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[5]。

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远离花岗岩体,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。

4.2 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裂隙的有利部位富集成矿[6]。

4.3 断裂控矿特征

本区中生代火山-岩浆活动强烈,断裂构造发育,断裂构造的存在为成矿热液的运移和富集成矿提供了空间;多期次的构造-岩浆活动则为内生矿床的形成及其后的叠加改造与进一步富集提供了良好环境。

矿区的主要矿体呈脉状分布于凝灰岩、流纹斑岩构造破碎带中。控矿构造的规模与其功能存在对应关系,NE向莲花山深大断裂与EW向佛岗-丰良深大断裂带起着区域导矿作用。受区域构造影响,矿区断裂发育;并以NW向断裂为主(如F1、F2),它们是区域次级断裂,对矿体的形成起着通道作用,是矿区主要的导矿构造;NE向和NEE向层间滑动破碎带则为矿区主要赋矿构造,控制着矿体的形态、产状[7]。

表3 粤东晚侏罗世部分岩浆岩类成矿元素含量表Table 3 The ore-forming elements content of some Late Jurassic magmatic rocks in eastern Guangdong

构造对成矿的影响主要体现在控制了矿床(体)的产布上,以及构造活动对成矿期后的改造上。由于受多期构造活动的影响,多条支脉彼此呈雁列式断续分布;而单个支脉中,则形成多个尖灭再现的透镜体状,例如V1矿脉由于受压扭性、张扭性断层、裂隙的控制,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。

4.4 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、空间变化等各类特征,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[8]。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上述综合分析研究的基础上,初步建立了粤东火山岩地区岩浆期后热液交代充填矿床的成矿模型(图3)。

图3 四望坪铜矿区成矿模式图Fig.3 The metallogenic model of Siwangping copper deposit

在侏罗纪(137～205 Ma),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的影响,在构造应力作用下形成火山穹隆、深大断裂等构造。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房。岩浆热液上涌至地壳浅部,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[9]。

燕山运动产生的NW-SE和NE-S W向应力作用及应力场的改变,先后形成了以断裂为主的EW向及NE、NW向构造带,并发生应力的集中→释放效应等作用,形成本区早期的NEE、NE、NW向容矿裂隙;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释放的热量驱动下,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热液流体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矿质形成矿床[9]。

在本文撰写过程中,931地质队陈少青高级工程师为笔者提供了丰富的资料,在此表示感谢!

[1]广东省地质矿产局.广东省区域地质志[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.

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[7]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,1998,13(2): 10-19.

[8]陈毓川,朱裕生.中国矿床成矿模式[M].北京:地质出版社,1993.

[9]韩运宴,罗刚,徐永齐.地质学基础[M].北京:地质出版社,2007.

Geological Characteristic andMetallogenicModal of Siwangp ing Copper Deposit,Eastern Guangdong Prov ince

GU Run-ping,BU A n
(931Team,Guangdong Non-FerrousM etals Geological Exploration Bureau,Shantou515041,Guangdong,China)

Siwangping copper deposit is a typical magmatic hydrothermal metasomatic-backfilling ore deposit in Chaoan county,eastern Guangdong province,whose most important ore-controlling factors are magmatic rocks,faults or interlayer sliding fracture,and wallrock feature,meanwhile interlayer sliding fracture in rhyolite porphyry and crystal tuff are the most favorable space for mineralization.The comprehensive analyzing of the relationship among magmatic rocks,fault,wall rock condition and ore-body scale or enrichment style are used for explain the genesis of this deposit.Furthermore,metallogenic modal is established,which is useful for the further prospecting for the similar ore deposits in this area.

Yanshanian granite;acidic pyroclastic rocks;interlayer sliding fracture belt;ore controlling fault;Siwangping Copper deposit

P618.41

A

1007-3701(2010)02-0023-06

2009-12-16

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

古润平(1968-),男,地质工程师,长期从事地质矿产调查工作.E-mail:argu3000@163.com