龙湾套铜矿岩石学特征及矿床成因

王继芳，王娜，黄坤朋，唐洪敏，徐然，王志亮

(山东省鲁南地质工程勘察院，山东 兖州　272100)

龙湾套铜矿岩石学特征及矿床成因

王继芳，王娜，黄坤朋，唐洪敏，徐然，王志亮

(山东省鲁南地质工程勘察院，山东 兖州272100)

泗水县龙湾套地区发育大面积新太古代角闪辉长岩，为在该区寻找赋存在角闪辉长岩中的岩浆熔离型铜矿床，曾开展过普查工作，最终发现了一小型铜矿床。探讨该区角闪辉长岩岩石学特征，对在该区进一步寻找同类型铜矿床有重要意义。

铜矿床；岩浆熔离型；岩石学特征；矿床成因；龙湾套地区；泗水县

引文格式：王继芳，王娜，黄坤朋，等.龙湾套铜矿岩石学特征及矿床成因[J].山东国土资源，2015,31(4)：28-31. WANG Jifang，WANG Na，HUANG Kunpeng，etc. Origin of Longwantao Copper Deposit Based on Analyzing Petrological Characteristics[J].Shandong Land and Resources, 2015,31(4):28-31.

龙湾套铜矿床位于山东省泗水县城东南约9km处，属泗水县济河街道办事处及圣水峪乡管辖。区内交通便利。该区曾进行过铜矿普查工作，共发现9个小型铜矿体，估算铜矿石资源量36.74万t,矿床平均品位Cu 0.55×10-2，另外，还伴生有镍、钴等有益组分。龙湾套铜矿床赋存在新太古代角闪辉长岩中，为与基性岩浆活动有关的岩浆熔离型含镍铜硫化物矿床。而该区发育大面积新太古代角闪辉长岩，因此角闪辉长岩作为成矿母岩，研究其岩石学特征对分析矿床成因，指导进一步找矿有重要意义。

1　成矿地质背景

泗水县龙湾套地区大地构造位置处于华北板块(Ⅰ)鲁西隆起区(Ⅱ)鲁中隆起(Ⅲ)尼山-平邑断隆(Ⅳ)之尼山凸起(Ⅴ)的北缘。区域性尼山断裂和独角断裂分别由普查区西南部和东北部穿过。由这两条主干断裂及其派生的次级断裂构成了该区的构造格架，控制了区内地层及岩浆岩的展布(图1)。

矿区内地层主要出露古生界寒武系及奥陶系，新太古代地层仅于局部零星出露，第四系沿现代河流及沟谷分布。矿区内构造形式以断裂为主，按其走向可分为近EW向、NW向、NE向3组。以近EW向断裂最为发育。主要断裂为近EW向的踞龙山断层。区内岩浆岩主要为新太古代侵入岩，其岩性主要为花岗闪长岩、二长花岗岩和角闪辉长岩等，并发育少量中生代脉岩。其中太古代侵入岩百草房单元角闪辉长岩为该区铜矿赋存岩体。

2　龙湾套铜矿床特征

龙湾套铜矿床赋存在新太古代角闪辉长岩中，共圈定小型铜矿体9个，规模一般较小，仅①，②，④号矿体规模相对较大。矿体呈脉状、透镜状，产于角闪辉长岩过渡相内，局部产于内部相中，严格受岩体控制，随岩体向NW侧伏，南东端矿体最小延深仅5m，北西端可达100余米。矿体近于平行展布，走向NW 300°左右，倾向NE，倾角22°～84°。矿床共由20个钻孔、15条探槽和5个浅井控制。矿床赋存标高+180.58～+87.86m；矿体直接裸露地表。区内矿体最长445m，控制最大斜深110m。矿床平均厚度为6.56m，厚度变化系数57.16%，厚度较稳定。矿床内单样品Cu最高品位2.72%，最低品位0.20%；矿床Cu平均品位0.55%，品位变化系数52.64%。矿床铜矿石资源量36.74万t，其中①矿体为主矿体,铜矿石资源量13.69万t，占总资源量的37%。②，④矿体为次要矿体；其余的③,⑤,⑥,⑦,⑧,⑨矿体为零星矿体(图2)。

图1　山东省泗水县龙湾套地区区域地质略图

图2　山东省泗水县龙湾套矿床平面地质草图

3　角闪辉长岩特征

(1)岩体特征。成矿岩体分布于矿区中部龙湾套水库两侧，出露面积约0.25km2，以岩盘的形式产于后期侵入岩中，被后期岩浆岩侵入、捕掳(图3)。岩体呈东窄西宽的带状分布，长约2400m，宽100～350m，其东端延深较浅，向西渐深，具明显的向NW侧伏的特征。其中部被龙湾套水库所覆盖，将岩体分为两部分，东部岩体具明显的分带现象，可分为边缘相、过渡相和内部相，各相带岩石特征和矿物成分基本一致，边缘相矿物颗粒较细小，过渡相呈中粒状，内部相则以中粗粒为主。铜矿体主要赋存于过渡相中，局部可延伸至内部相。

图3　二长花岗岩与角闪辉长岩接触关系素描图

(2)岩石化学特征。由表1可以看出，岩石SiO2含量为46.99%～49.84%，属于基性岩类，长英质指数较低，仅8.81～17.02，为硅不饱和系列。岩石里特曼指数较低，为0.17～0.61，全碱含量和碱度指数也较低，分别为0.89～2.44和2.65～8.91，属钙性系列。岩石的固结指数较高，为48.95～54.72，相应的颜色指数也较高，为62.06～80.38，氧化度0.70～0.74。

(3)稀土元素特征。由表2可以看出，岩石的稀土总量较低，∑REE=39.31～90.33，低于辉长岩平均值，LREE/HREE=4.74～6.94，La/Yb=10.38～14.49，轻稀土略富集。La/Sm=2.79～3.80，说明轻稀土、重稀土均具一定程度的分馏。在图4中表现为向右缓倾斜的稀土配分形式，具大陆辉长岩的特点，δEu=0.79～1.01，基本无铕异常，表明岩石中没有斜长石堆积作用。

(4)微量元素特征。由表3可以看出，岩石富集相容的过渡金属元素Cr，Ni，Co，V，Cu，Zn等，低场强元素Rb，Ba，Sr等含量较低，明显亏损Zr，Hf，Hb，Ti等高场强元素，说明岩浆可能起源于地幔。

表1　角闪辉长岩岩石化学特征

表2　角闪辉长岩稀土元素含量及有关参数

4　从岩石学特征分析矿床成因

根据角闪辉长岩岩石学特征分析，该区铜矿床在成因上与百草房单元角闪辉长岩有着密切的联系。太古宙晚期基性、超基性岩浆较为活跃，铜、镍等元素在基性和某些超基性岩浆中含量较高，在岩浆上侵过程中，不断汲取围岩中的硫，由于铜、镍的强亲硫性，便以硫化物的形式与部分铁一起形成硫化物熔融体，混熔于硅酸盐熔浆中。在温度下降到1500°C时，硫化物熔融体便与硅酸盐熔浆分离，形成一系列乳滴状硫化物熔浆，并逐惭汇集变大，在重力作用下降至岩浆底部，结晶形成底部矿体。浓集在岩浆底部的硫化物熔浆，在构造应力作用或挥发分的作用下发生压滤作用，而沿上部已冷凝岩浆岩的裂隙贯入，形成贯入式脉状矿体。综上所述，认为本矿床为与基性岩浆活动有关的岩浆熔离型含镍铜硫化物矿床。区内新太古代基性、超基性侵入岩较为发育，尤其是百草房单元角闪辉长岩与矿床有着密切的成因联系。因此，百草房单元角闪辉长岩分布区为岩浆熔离型铜镍矿床及钒钛磁铁矿床的成矿远景区。

图4　角闪辉长岩REE配分型式

表3　角闪辉长岩微量元素含量及有关参数　(10-6)

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Origin of Longwantao Copper Deposit Based on Analyzing Petrological Characteristics

WANG Jifang，WANG Na，HUANG Kunpeng，TANG Hongmin，XU Ran，WANG Zhiliang

(Lunan Geo-engineering Exploration Institute，Shandong Yanzhou 272100)

There is a large area of Neoarchean hornblende-gabbros in Longwantao area in Sishui county. In order to find magmatic liquation type copper deposits existed in hornblende-gabbros, geological survey has been carried out, and finally found a small scale copper deposit. In this paper, petrological characteristicS of hornblende-gabbros have been studied. It will have important theoretical and practical significance in searching the same type of copper deposits in this area.

Copper deposit; magmatic liquation type; petrology; deposit forming origin; Longwantao region; Sishui county

2014-06-04；

2014-09-11；编辑：曹丽丽

王继芳(1969—)，男，山东成武人，工程师，主要从事地质矿产勘查工作；E-mail：920548561@qq.com

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