湖北铜绿山铜铁矿床矿化富集规律

赵晓波

【摘 要】本文简要介绍湖北铜绿山矿夕卡岩型矿床的地质概况，并论述矿床成矿与地层、构造、岩浆岩、多次成矿作用、赋存标高及围岩蚀变的关系和成矿富集规律，揭示了本矿床矿石富集规律，并为今后矿山的找矿起到指导作用。

【关键词】矿化；蚀变；多成矿作用；富集规律

1 矿区地质概况

铜绿山矿为一大型的夕卡岩型铜铁矿床。矿床位于阳新复式岩体西北端，铜绿山石英二长闪长玢岩体的中部。矿区地层较简单，主要为下三叠统嘉陵江组和大冶组碳酸盐岩，岩浆岩主要为石英二长闪长玢岩，矿区构造非常复杂，褶皱和断裂构造均较发育。矿体主要产于铜绿山岩体与下三叠统嘉陵江组和大冶组残留体的接触部位，受断裂和接触带构造共同控制。伴随成矿作用区内岩石普遍发生接触变质及热变质现象，形成了Cu、Fe、Au、Ag多金属矿床。

1.1 地层

矿区内地层在岩体内呈残留状态，主要有三叠系下统大冶组、三叠系中下统嘉陵江组、白垩系下统大寺组和第四系。与成矿关系密切的为大冶组、嘉陵江组碳酸盐岩地层。

1.1.1 大冶组（T1d）

为一套海相连续沉积的以碳酸盐岩为主的岩石，分为4个岩性段。矿区内仅见第三至第四岩性段，呈隐伏状分布。T1d1-3主要位于负460至负640m以下，自下而上为矽卡岩化条带状含白云质大理岩、条带状大理岩、大理岩及含白云质大理岩。厚度大于220m。T1d4主要位于负365m标高左右，自下而上为厚层大理岩、中厚层大理岩夹含白云质大理岩、含灰质白云石大理岩。厚度约为107m。

1.1.2 嘉陵江组（T1j）

为一套滨海相及泻湖相连续沉积的以碳酸盐岩为主的岩石，分为3个岩性段，矿区内分布较广泛。位于负125m标高左右，自下而上，岩性为含灰质白云石大理岩、灰质白云石大理岩及白云质大理岩。厚度约250m。

1.2 岩浆岩

主要为阳新杂岩体西北端之铜绿山岩株体，其主体岩性为石英二长闪长玢岩。

1.3 构造

根据残余地层分析，矿区构造由北西西向（近东西向构造的偏向）与北北东向的褶皱断裂叠加交切而成，北北东向构造强烈，成为矿床的主体构造型式。

1.3.1 褶皱构造

主要为北西西向、北北东向。北西西向为大冶湖向斜南翼的次级褶皱。

1.3.2 破碎带

甚为发育，主要分布于接触带、矿体顶底板、背斜的轴部以及断裂带的局部。大致呈带状分布，角砾成份单一，与围岩基本一致。

1.3.3 断裂构造

主要有北西、北北东、北东向三组。延伸不大，一般只数十米至数百米。

2 矿化富集规律

2.1 矿化与地层的关系

注：据余元昌等（1985）. ωB/%.

与铜绿山铜铁矿有关的围岩主要是三叠系下统的嘉陵江组和大冶组地层，其岩性见湖北大冶地区奥陶系地层柱状图（图1），矿体之所以赋存在嘉陵江组和大冶组地层中，这是由于由该层岩石的物理化学性质所决定的。

铜绿山矿床储量约80%受T1-2j1（54.3%）、T1-2j2（24.30%）岩性段层位控制，这是它们具有独特环境物理化学性质所决定，岩石普遍质纯富钙或者适量富镁并且（R3O2+SiO2）酸性不溶物含量低，岩石化学性质活泼，有利于接触交代，对成矿有利。（见表1）在区域（T1-2j2、T1-2j3）灰质白云岩和白云岩中，普遍有石膏假晶和多层角砾岩，这种角砾岩的存在，构成地层中的薄弱带，一方面，为岩浆入侵、矿液的运移准备了有利的空间；另一方面，岩浆或岩浆期后溶液，在入侵过程中同化膏盐地层，使岩浆的化学成分和物理化学性质发生变化，即增加了碱性和挥发组分，粘度变小，结晶温度降低，并可能出现低共熔状态，岩浆期后-水溶液数量增多，有利于铜铁矿的分离、迁移和富集，并引起蚀变和矿化富集。

大理岩本身由于其岩性不均一，并且多为厚、薄层互层，受构造力的作用，比较容易产生层间破碎，为夕卡岩的形成和矿液选择交代及沿不同界面的充填造成了良好的物理条件。

2.2 矿化与构造的关系

铜绿山矿床的控矿构造，是在区域北西西向构造的基础上叠加的北北东向构造带。铜绿山矿主矿带上的Ⅰ、Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ号矿体赋存于北北东褶曲与北西西向褶曲复合隆起部位的北北东向断裂接触带、层间虚脱或层间剥离破碎部位，以及断裂接触带上盘的羽状张裂隙带。北北东向横跨隆起叠加同方向的断裂接触带，是最佳构造控矿标志；北北东向褶曲与北西西向褶曲叠加复合隆起部位，是矿体赋存的最佳部位。

——叠加褶皱接触带构造控矿。北北东向背斜与北西西向背斜重叠地段，岩层隆起明显，背斜虚脱部位是岩浆侵位的有利地段。当岩体冷凝时，背斜虚脱，形成低压区，是矿液集中的有利地段。

——接触-圈闭构造控矿。它是侵入岩体接触面与围岩岩层适当搭配而成的一种复合型圈闭构造。实际上就是大理岩捕虏体构造，这种捕虏体圈闭构造在矿床中极为广泛的发育。当捕虏体与活动构造裂隙连通时，有利接触交代形成矿体。

——接触-断裂带构造控矿。岩体侵入到围岩并固结之后，在接触带范围内叠加上北北东向压扭性断裂活动，不同程度地掩盖和破坏岩体原生构造要素，产生新的滑动裂隙、片理化带，使其接触带某一部分成为明显的低压地段，有利于深部含矿流体的渗滤，也是有利的储矿空间。

——复合接触构造。侵入体与成矿有利岩层、地层界面、裂隙（主要是主干断裂派生的次级裂隙）等构造斜交时，构成整个接触带上有利矿液流动和沉淀的局部地段，形成受接触-断裂构造带控制的主矿体和受大理岩层间裂隙、主干断裂派生的次级张裂隙控制的分支矿体。若侵入体顺层侵入时，大理岩层间亦可形成与接触带主矿体大致平行的一系列小矿体。

2.3 矿化与岩浆岩的关系

与矿化有关的岩浆岩为石英二长闪长玢岩。其岩性为新鲜的岩石呈灰黑色、蚀变后成灰白、灰绿等色，岩石内常见有暗色矿物集合块体。镜下全晶质半字形晶-斑状结构，基质半字形-交代结构，斑晶含量为40%-50%，一般粒径1mm左右，大者3mm，主要成分为斜长石、钾长石，角闪石、石英，偶见黑云母。副矿物有磁铁矿、榍石、磷灰石锆石，其次是硫化物副矿物（黄铁矿、黄铜矿）。

2.3.1 岩浆提供成矿物质

成矿物质来自石英二长闪长玢岩，其原因：（1）岩体中含Fe、Mg暗色矿物较多，高者可达40%细粒磁铁矿较多；（2）岩体中Fe2O3+FeO含量约含3%；（3）在岩体中，铜的平均含量为74ppm，在主要造岩矿物角闪石中铜的平均含量83ppm，在副矿物中磁铁矿中铜的品均含量131ppm，在黄铁矿中铜的平均含量为680ppm；（4）据硫同位素分析结果表明岩浆为成矿提供了物质来源。

2.3.2 岩浆岩钠长石化作用对铁成矿的控制

岩浆岩钠长石化是铁质活化、转移、富集成矿的主要方式，薄片中见到，当钠长石沿基质交代时，基质细粒磁铁矿消失或减少；交代暗色矿物时，在裂隙中析出细粒磁铁矿，据岩石化学分析钠化后的岩石中Fe2O3+FeO含量减低4%～7%，说明钠化有铁质析出。

2.3.3 岩浆岩钾长石化作用对铜成矿的控制

岩浆岩钾长石化是铜物质活化、转移、富集成矿的主要方式，当钾长石沿基质交代时，基质中的副矿物黄铜矿、黄铁矿消失或减少；当交代暗色矿物角闪石时在钾长石边缘有黄铜矿沿钾长石脉边缘交代和充填。据岩石化学分析钾化后岩石中铜的含量明显减少。

2.4 矿化与多次成矿作用的关系

从矿床中矿石的品级可以看到，原生富铜矿常见有三种内型：一是，以黄铜矿为主的富铜矿石，呈粗脉状（脉宽0.5-2.0cm）、团块状（块度0.5*3cm）、团粒状（0.3*0.5cm）或细脉状，主要分布于磁铁矿矿石中，形成富铜富铁矿石，最高铜品位10.92-19.45%；二是，黄铜矿、辉铜矿组成的富铜矿石，呈块状或细粒浸染状分布于磁铁矿或夕卡岩中，最高品位37.70%（4线271孔）；三是，辉铜矿为主的富铜矿石，呈块状、脉状、浸染状分布予夕卡岩或大理岩中，最高铜品位41.69%（0线226孔）。上述富铜矿的形成是因为成矿构造多次活动，有利于含矿热液多次沉淀，多期性的铜矿化作用是富铜富铁形成的地质条件。同时，还可能存在含矿流体沿着裂隙充填贯入，这也是富铜富铁矿石形成的可能因素之一。

2.5 矿化与矿体赋存标高的关系

根据-65m至-605m个标高矿体厚度与总厚度比值统计，高品位的富铜富铁矿石主要位于负120m至负495m标高间，负650m标高仅在31线Ⅳ3号矿体有分布，在负650m标高以下，未见有高品位铜矿石存在，说明富铜富铁矿赋存受一定标高所限制。经Ⅰ号矿体12线、Ⅲ号矿体7线、Ⅳ号矿体19线等三条剖面计算铜的矿化强度指数并作图（图2），可以看出矿化强度指数也是矿体中部最高，上部偏低，下部最低，表明矿化富集是在每个矿体中部。

2.6 矿化与围岩蚀变的关系

围岩蚀变作用是本矿床一种伴随成矿作用全过程的交代蚀变作用。矿区接触带附近夕卡岩、大理岩、斜长石岩、石英二长闪长玢岩伴有明显的交代蚀变现象，一般情况矿体规模越大，夕卡岩越宽，则热液蚀变越强，而蚀变的种类越多，多种蚀变叠加部位，往往也是成矿最有利的部位。热液蚀变是追索原生矿体的标志。

矿床的主要热液蚀变有：透辉石化、金云母化、钠长石化、钾长石化、绿帘石化、硅化以及低温碳酸盐化等。其中铜矿化主要发育于接触带内带斜长石岩化石英二长闪长玢岩和接触外带夕卡岩化镁质大理岩中；铁铜矿化从内带斜长石岩化石英二长闪长玢岩到外带大理岩带都有发育。铜矿主要与透辉石夕卡岩关系密切，其次是白云质大理岩、斜长石化石英二长闪长玢岩关系密切；铜铁矿、铁矿主要与透辉石夕卡岩关系密切。

3 结束语

通过对铜绿山矿床矿化富集规律特点的分析研究，更好地找出矿体赋存的空间规律，以期给矿山提供更有利的探矿方向，使企业能够在生产探矿中少投入、多产出，确保矿山企业可持续发展。

【参考文献】

[1]余元昌，李刚.铜绿山接触交代铜铁矿床[R].1985鄂东南地质大队.

[2]魏克涛，李享洲，张晓兰.铜绿山铜铁矿床成矿特征及找矿前景[J].资源环境与工程.

[3]傅国平.铜绿山铜铁矿边深部找矿前景分析[J].采矿技术，2007：6-8.

[责任编辑：王楠]