广东省揭西县金坑铜锡铅锌多金属矿床成因探讨

陈少青

(广东省有色金属地质局九三一队 汕头 515041)

广东省揭西县金坑铜锡铅锌多金属矿床成因探讨

陈少青

(广东省有色金属地质局九三一队 汕头 515041)

广东省揭西县金坑铜锡铅锌多金属矿床位于惠阳—梅县新华夏构造带之莲花山深断裂带内。通过野外地质调查及室内综合研究,认为该矿床为构造动力变质热液型铜锡铅锌矿床,具有矿化范围广、规模大、矿脉发育、金属矿物品位变化大、成矿多期多阶段性的特征;地层岩性、构造、岩浆岩是该矿床的主要控矿因素,NE—NNE向新华夏裂隙带、片理化带及其配套断裂是该矿床的主要容矿构造,动力变质带是该矿床的重要控矿因素。莲花山深断裂带具有 “金坑式”矿床的找矿潜力。

铜锡铅锌矿床;控矿因素;矿床成因;揭西县;广东省

广东省揭西县金坑铜锡铅锌多金属矿床为中型矿床,位于惠阳—梅县新华夏构造带之莲花山深大断裂带。自20世纪60年代以来,广东省有色金属地质局九三一队在该矿区陆续开展地质勘查,圈定了主要矿(化)脉,广州地球化学研究所❶开展了金坑铜锡铅锌矿床构造控矿与成矿规律专项研究,认为该矿床成因类型为岩浆期后热液裂隙充填(交代)的铜、锡、铅、锌硫化物型矿床[1-2]。近几年的地质勘查认为该矿床属动力变质带控制的热液裂隙充填交代型铜锡铅锌矿床[3]。目前,对于该矿床的矿化特征和控矿因素尚未进行系统研究,笔者通过野外地质调查及室内综合研究,探讨该矿床的矿化特征、控矿因素及矿床成因,为该区同类型矿床的地质勘查及资源潜力评价提供参考。

1 区域地质特征

该区出露地层主要为早侏罗世金鸡组(J1j)、晚侏罗世高基坪群(J3gj)及早白垩世官草湖组(K1g)。受区域动力变质作用影响,岩层的糜棱岩化、片理化、混合岩化及压碎岩化等十分发育。主要构造线方向为30°～40°,以断裂为主,褶皱次之。岩浆岩发育,主要有晚侏罗世嵩头—各安岩体,早白垩世龙狮寨岩体、水口寨岩体、汤輋岩体和紫微山岩体[4-5](图1)。

图1 金坑铜锡铅锌多金属矿区域地质图(据文献[4]修编)Fig. 1 Regional geological map of the Jinkeng Cu-Sn-Pb-Zn polymetallic ore deposit1-第四系;2-丹霞组上段;3-早白垩世官草湖组;4-晚侏罗世高基坪群;5-早侏罗世金鸡组;6-细粒黑云母花岗岩;7-细粒黑云母花岗闪长岩;8-中粗粒黑云母花岗岩;9-细粒二长花岗岩;10-片理化、糜棱岩化带;11-压扭性逆断层;12-性质不明断层;13-向斜;14-地层不整合界线;15-动力变质带界线;16-矿区范围

2 矿区地质特征

矿区出露的地层为晚侏罗世高基坪群上亚群(J3gjb)火山熔岩与火山碎屑岩,岩性为流纹斑岩、凝灰岩,夹凝灰质粉砂岩、石英片岩、板岩等。地层总体走向为30°～50°,倾向SE,倾角为20°～40°(图2)。

岩浆岩多出露于矿区西北部,主要为中粗粒黑云母花岗岩、细粒花岗岩、花岗闪长斑岩、石英斑岩、闪长岩和辉绿岩等。

图2 金坑铜锡铅锌多金属矿床地质简图(据文献[3]修编)Fig. 2 Geological sketch map of the Jinkeng Cu-Sn-Pb-Zn polymetallic ore deposit1-第四系;2-晚侏罗世高基坪群上亚群;3-辉绿岩;4-煌斑岩;5-细粒花岗岩;6-细粒花岗闪长斑岩;7-中粗粒黑云母花岗岩;8-花岗斑岩;9-构造蚀变带;10-实测、推测性质不明断层;11-实测、推测矿脉;12-实测推测地质界线;13-产状;14-勘探线及编号

矿区构造以断裂为主,主要为区域断裂派生的次一级断裂,为动力变质过程中形成的层间滑动糜棱岩、片理和碎裂岩等,走向与区域深断裂一致,有NNE—NE向、NE—NEE向、NW—NWW向及NNW—近SN向断裂，其中NE—NEE向是主要的成矿前断裂,是以挤压逆冲为特征的断层或剪切形成的断层。马山区段NNE—NE向以及崆角区段产于岩体内的NW向小断层是该区的成矿断裂,是主要的导矿与容矿构造。此外,区域性派生的NW向、NNW—近SN向是成矿后断裂,对矿体具有破坏作用,断裂具有先压扭性后张性的特征,断裂带由挤压破碎的片理化带、角砾岩带和糜棱岩组成,如马山区段的F3、F4及赤告岭区段的F24、F25、F26等[3]。

3 矿床地质特征

3.1 矿体特征

金坑铜锡铅锌多金属矿床共分为马山、崆角、赤告岭及黄竹嶂等4个区段,其中马山区段是主要矿化段,是矿区的矿化中心。矿体产于片理化及糜棱岩化的流纹斑岩、凝灰岩、凝灰质粉砂岩或石英片岩等动力变质岩带中,有V1、V2、V4、V19、V20、V21、V22以及V23～V61等几十条工业矿体(图3),形成长约1 500 m,宽约500 m的矿脉带,总体走向5°～40°,倾向SE,倾角25°～60°。单个矿脉厚度为0.5～18 m,由数个连续或间断的扁豆状矿脉构成,矿体呈似层状、脉状,矿体形态变化较大,沿走向、倾向具尖灭再现、分支复合[3]。

金属矿物品位变化大,Cu含量为0.24%～3.01%,平均含量为0.68%;Sn含量为 0.05%～0.88%,平均含量为0.29%;Pb含量为0.25%～4.03%,平均含量为1.43%;Zn含量为 0.41%～5.50%,平均含量为1.68%。

图3 金坑铜锡铅锌多金属矿床马山区段3号勘探线剖面图Fig. 3 Profile of exploration line 3 in the Mashan section of the Jinkeng Cu-Sn-Pb-Zn polymetallic ore deposit1-晚侏罗世高基坪群上亚群第五层;2-晚侏罗世高基坪群上亚群第四层;3-晚侏罗世高基坪群上亚群第三层;4-粉砂岩;5-泥质粉砂岩;6-石英斑岩;7-花岗闪长斑岩;8-板岩;9-绢云母石英片岩;10-凝灰岩;11-流纹斑岩;12-片理化带;13-片理化糜棱岩化带;14-地质界线;15-断层及编号;16-矿体或矿化体;17-钻孔及编号。

3.2 矿石特征

矿石中金属矿物主要有黄铜矿、方铅矿、闪锌矿、锡石、毒砂、黄铁矿、辉钼矿和褐铁矿、孔雀石等；非金属矿物主要有石英、长石、石榴子石、绿泥石、方解石、萤石、绢云母等。

矿石呈自形—半自形结构、他形粒状结构、溶蚀填隙结构、包含结构、残余结构、碎裂结构、乳滴状出熔结构和腔状结构。

矿石构造主要有细脉状构造、星点状及浸染状构造、小团块状及致密块状构造，还有孔雀石等氧化矿物分布在裂隙中形成薄膜状构造。

3.3 围岩蚀变与动力变质特征

赋矿或近矿围岩具有明显的热液蚀变特征,越近矿体,蚀变越强。围岩蚀变主要有硅化、绿泥石化、石榴石化及云英岩化等。蚀变强度与矿体宽窄大小、矿化强弱有关。硅化、黄铁矿化、绿泥石化常出现在矿脉两侧。另外,围岩蚀变与动力变质关系密切[6]。

矿区受区域性莲花山断裂活动带影响,每组控矿断裂两侧岩石均发生不同程度的动力变质作用,片理化、糜棱岩化十分普遍,局部强烈地段形成千枚岩、千糜岩、片岩和糜棱片岩,且不同程度发生硅化、绿泥石化、石榴石化等,是矿液运移及矿质成分沉淀的有利空间。

崆角区段控矿构造带为NWW向,产于花岗闪长斑岩中,形成带长约600 m、宽约200 m的构造蚀变带,其中大部分发生片理化,局部发生糜棱岩化,并伴有硅化、绿泥石化、石榴石化等蚀变(图2)。

黄竹嶂区段控矿构造为NEE向产于流纹斑岩或细粒花岗岩外接触中,形成带长约200 m、宽约50 m的构造蚀变带,其中以片理化为主,并伴有强烈的石榴石化、云英岩化等蚀变(图2)。

赤告岭及马山区段控矿构造为NNE—NE向,产于流纹斑岩及凝灰岩中,马山区段形成长约1 500 m、宽约500 m的构造蚀变带,其中具明显的千枚岩化和片理化,局部糜棱岩化,由于动力变质作用强弱、蚀变类型及强度的差异形成弱片理化硅化带-强片理化、糜棱岩化、绿泥石化石榴石化带—片理化、硅化、绿泥石化带-弱片理化、千枚岩化硅化带等分带(图3),并形成铜铅锌矿石、铜矿石、锡矿石等不同矿石类型的矿脉带[3]。

3.4 成矿期及成矿阶段

根据矿化类型、矿体产状、矿石结构构造和矿物组合关系,矿区矿化可划分为3个成矿期,即动力变质期、热液成矿期和表生成矿期。动力变质期主要形成石英片岩类,岩石中长石、绢云母等板柱状、鳞片状矿物呈定向排列;热液成矿期根据热液温度划分为3个阶段,即高温热液阶段,中温热液阶段和低温热液阶段[4],高温热液阶段主要形成石英、石榴石、锡石、毒砂等特征矿物,中温热液阶段主要形成黄铁矿、黄铜矿及铅锌矿等特征矿物,低温热液阶段仅有少量黄铁矿与石英、方解石等矿物形成;表生成矿期由于地表水的淋滤及大气的氧化作用,矿床中的硫化物发生分解、氧化、淋失,形成孔雀石、褐铁矿等矿物[2,6],各成矿期次岩石矿物特征见图4。

图4 金坑铜锡铅锌多金属矿床各成矿阶段形成的岩矿石特征Fig. 4 Characteristics of rocks and ores formed at different metallgoenic stages in the Jinkeng Cu-Sn-Pb-Zn polymetallic ore deposita-动力变质期岩石特征,长石、绢云母等板柱状、鳞片状矿物呈定向排列;b-高温热液成矿阶段金属矿物的生成关系,毒砂(Ars)包裹锡石(Tin);c-中温热液成矿阶段金属矿物的生成关系,黄铜矿、黄铁矿及铅锌矿相伴生;d-表生成矿期形成于裂隙中的褐铁矿及孔雀石矿化。

4 控矿因素

4.1 地层岩性

矿区出露地层主要为晚侏罗世高基坪群上亚群的流纹斑岩、凝灰岩等火山熔岩与火山碎屑岩,这些岩石具有一定的脆性,在构造活动过程中易发生片理化、糜棱岩化,形成破碎裂隙空间,有利于成矿热液的运移和富集[7-8]。

该区晚侏罗世高基坪群上亚群地层岩性具有较高的成矿元素含量(表1),凝灰岩及流纹斑岩中Cu、Sn、Pb、Zn、W含量高于地壳丰度值的几倍至十几倍(全球地壳平均值Cu为55，Sn为1.7，Pb为12.5，Zn为60，W为1.1),因此,该层位为金坑铜锡铅锌矿床的形成提供主要物质来源,可能是矿区重要的矿源层。

表1 金坑铜锡铅锌多金属矿床中主要岩石的成矿元素含量❶

注：Fe的单位为%,Sn、Ag、Cu、Mo、Pb、W、Zn的单位为×10-6。

4.2 构造

该区断裂有NNE—NE向,其次有NW—NWW、NNW—近SN和NE—NEE向(图2)。其中NE—NEE向是主要的成矿前断裂,区域性派生的NW、NNW—近SN向是成矿后断裂,而NNE—NE向及NWW向是该区的成矿断裂,是主要的导矿与容矿构造。崆角区段容矿构造为次一级NWW向裂隙带及片理化带,有4条矿脉。黄竹嶂区段容矿构造为NEE向裂隙带及片理化带,仅有2条矿(化)脉,而马山区段及赤告岭区段的容矿构造以NNE—NE向裂隙带及片理化糜棱岩化带为容矿构造,与莲花山断裂带(区域性成矿带)一致,该方向构造活动强烈,片理化、糜棱岩化普遍,易形成金属元素的富集空间,形成密集矿脉带和富矿体,如马山区段NNE—NE向片理化糜棱化带中发育几十条铜多金属矿体(图3)。因此,该次一级NNE—NE向片理化糜棱岩化带是形成金坑铜多金属矿床的主要容矿构造[9]。

4.3 岩浆岩

该区岩浆岩主要有中粗粒黑云母花岗岩、细粒花岗岩、花岗闪长斑岩、石英斑岩、闪长岩和辉绿岩。细粒花岗岩及花岗闪长斑岩与成矿关系密切,马山区段矿体大多产于花岗岩与围岩接触带外侧,空间上围绕花岗岩体分布,越靠近岩体矿化越强,矿质元素富集程度越高。崆角区段矿体主要产于花岗闪长斑岩的片理化、糜棱岩化形成的滑动活动带中。

该区细粒花岗岩及花岗闪长斑岩中含较高的成矿元素(表2),Cu、Sn、Pb、Zn、W含量明显高于地壳丰度值(全球花岗岩平均值Cu 为20，Sn为3，Pb为22.7，Zn为48，W为1.5),说明该区细粒花岗岩及花岗闪长斑岩为该矿床的形成提供了主要物质来源,也可能是矿区重要的矿源区[10]。

表2 金坑铜锡铅锌多金属矿床岩浆岩成矿元素含量❶

注：Fe的单位为%,Sn、Ag、Cu、Mo、Pb、W、Zn的单位为×10-6。

5 讨 论

5.1 矿床成因

金坑铜锡铅锌多金属矿晚侏罗世高基坪群上亚群流纹斑岩、凝灰岩及细粒花岗岩、花岗闪长斑岩中含有较高的成矿元素,Cu、Sn、Pb、Zn、W含量均高出地壳丰度值,表明晚侏罗世高基坪群上亚群流纹斑岩、凝灰岩及细粒花岗岩、花岗闪长斑岩是矿区主要成矿元素的矿源区[11-12]。

该矿区位于莲花山深断裂带中段,区内断裂构造为区域断裂派生的次一级断裂,流纹斑岩等脆性岩石在构造活动过程中发生剪切变形、变质,形成了层间滑动糜棱岩、片理和碎裂岩,产生了NNE—NE、NE—NEE、NW—NWW及NNW—近SN构造带。在构造动力作用过程中,由机械能转变为热能。岩石在由脆性变为塑性,由脆性变为韧性剪切变形、变质、熔融作用过程中,成矿元素活化,溶液析出,成为富含Cu、Sn、Pb、Zn、W等含矿热液,在构造动力驱动下,含矿热液由高能量、高压、高温、高浓度的部位向低能量、低压、低温、低浓度的岩石裂隙、片理化裂隙空间运移、聚集,沉淀充填并交代成矿,形成了致密块状、团块状、细脉状及浸染状铜矿石、铜铅锌矿石、锡矿石等多金属硫化物矿石类型[13-14]。

综上,根据矿床的成矿环境、主要控矿因素及矿石结构构造等特征,认为该矿床为构造动力变质热液型铜锡铅锌矿床。

5.2 找矿意义

在莲花山深断裂带(南西段)内,由南西至北东还分布有吉水门、牛头山、梅陇、长埔、塌山、淘锡湖、高基坪、八乡等多个矿床(点),铜、锡、铅、锌、铁和银矿(图5)。这些矿床(点)具有共同的地质特征及成矿环境,部分为多年开发的老矿山,如南西部的长埔矿床、吉水门矿床及北东部的八乡铁矿床;部分矿床(点)工作程度较低,仅作过地表地质工作,如高基坪铅锌矿点。金坑铜锡铅锌多金属矿床位于莲花山深断裂带北东部,近几年来开展了系统的地质勘查及科研工作,对矿区地质特征、矿床特征和矿床成因,尤其在动力变质热液矿床方面取得了新认识,对寻找和重新评价莲花山深断裂带的其他矿床(点)具有参考作用[15]。

图5 莲花山断裂带南西段分布图(据文献[15]修编)Fig. 5 Map showing the southwestern section of the Lianhuashan fault zone1-燕山期侵入岩带;2-沉积盆地;3-深断裂;4-背斜、向斜;5-热动力变质带;6-地质界线;7-矿点(床);8-莲花山断裂带范围

6 结 论

揭西金坑铜锡铅锌多金属矿床具有矿化范围广、规模较大、矿脉发育、矿石类型多、矿种多样、金属矿物品位变化大、成矿多期多阶段性的地质特征。地层岩性、构造、岩浆岩是主要的控矿因素,尤其北东向新华夏构造裂隙带及片理化带是该区主要的容矿构造,每组控矿构造都具有明显的构造动力变质蚀变特征。构造动力变质带是金坑铜锡铅锌矿床的重要控矿因素,为构造动力变质热液矿床。位于莲花山深断裂带的其他同类型矿床(点)可能也具有“金坑式”矿床的找矿潜力。

注释

❶ 广州地球化学研究所.广东省揭西县金坑矿区铜锡铅锌矿构造控矿与成矿规律研究.2011.

[1] 广东省有色金属地质局九三一队.广东省揭西县金坑矿区铜锡铅锌矿阶段性普查报告[R].2009.

[2] 陈根文,刘登.广东省揭西县金坑矿床铜锡铅锌矿构造控矿与成矿规律研究成果报告[R].2011.

[3] 广东省有色金属地质局九三一队.广东省揭西县金坑矿床铜锡铅锌矿普查报告[R].2015.

[4] 地质矿产部.广东区域地质志[M].北京:地质出版社,1982.

[5] 广东省地质矿产局.广东省岩石地层[M].武汉:中国地质大学出版社,2008.

[6] 贺领兄,范照雄.青海省大柴旦红柳沟金矿床的地质特征及其成因探讨[J].矿产与地质,2006,20(1): 36-42.

[7] 周济元.赣南红山—锡坑迳地区铜锡矿地质及预测[M].北京:地质出版社,2000:106-107.

[8] 朱永红.梵净山标水岩锡钨矿床地质特征及控矿因素[J].金属矿产,2010,46(2):244-250.

[9] 曾志方,曾佐勋,曾永红.湖南姑婆山钨锡矿田构造控矿特征与成因探讨[J]. 地质与勘探,2008,44(4):14-19.

[10] 孙新春,李通国,魏志军,等.甘肃大口子铜金矿床地质特征、控矿因素及找矿前景探讨[J].地质与勘探,2010,46(2):252-258.

[11] 楼法生,吴旭铃,凡秀君,等.江西万载县兴源冲铜矿成矿地质特征及矿床成因探讨[J]. 地质与勘探,2012,48(4):704-712.

[12] 候增谦,钟大赉,邓万明.青藏高原东缘斑岩铜钼金成矿带的构造模式[J].中国地质,2004,31(1):1-14.

[13] 周济元,崔炳芳.中国凹凸棒石粘土矿床成因类型探讨[J].资源调查与环境,2015,36(4): 266-275.

[14] 周济元.动力驱动矿液运移的若干问题与预测[M].北京:地质出版社,1989:47-58.

[15] 汪礼明,王核,卜安,等.广东莲花山断裂带南西段锡铜多金属矿整装勘查区关键基础地质研究总体设计[R].2014.

GenesisoftheJinkengCu-Sn-Pb-ZnpolymetallicdepositinJiexi,GuangdongProvince

CHEN Shao-qing

(No. 931Brigade,GeologicalBureauforNonferrousMetalsofGuangdongProvince,Shantou515041,China)

Jinkeng Cu-Sn-Pb-Zn polymetallic deposit in Jiexi County, Guangdong Province is tectonically located in the Lianhuashan deep fault zone in the Huiyang-Meixian Neocathaysian tectonic belt. In order to explore the genesis of ore deposit and ore controlling factors, this study carried out field geological survey and comprehensive analysis of geological data. The results show that the deposit belongs to metamorphic hydrothermal type of Cu-Sn-Pb-Zn deposit driven by tectonic activity, characterized by extensive mineralization, large scale, well developed ore-bearing veins, varied grades, multiple stages. Lithology, structure and magmatic rocks are the main ore controlling factors. NE-to NNE-trending Neocathaysian fractured zone and schistositilized zone and its accompanying faults are the major ore-bearing structures. Dynamic metamorphic belt is an important ore controlling factor for the Jinkeng Cu-Sn-Pb-Zn deposit. Therefore, the Lianhuashan deep fault is of exploration potential for the Jinkeng-type deposits.

Cu-Sn-Pb-Zn deposit; ore controlling factors; genesis of ore deposit; Jiexi County; Guangdong Province

10.16788/j.hddz.32-1865/P.2017.04.005

2016-08-08

2016-11-17责任编辑谭桂丽

中国地质调查局“广东省莲花山断裂带南西段锡铜多金属矿整装勘查区关键基础地质研究(编号：12120114015901)”资助。

陈少青，1964年生，男，高级工程师，主要从事地质调查及科研工作。

P618.4

A

2096-1871(2017)04-271-08