鄂东南铜山口铜—钼矿床地质特征及成矿机制分析

韩庆彬

摘 要：通过对铜山口地区区域地质情况、矿区地质条件、矿床地质特征的研究分析。总结了成矿物质的主要来源和矿床的行程机制，初步建立了铜山口矿床的成矿模型。

关键词：斑岩-矽卡岩型；铜矿；成矿机制

中图分类号：P588.13 文献标识码：A 文章编号：1671-2064（2018）05-0172-02

鄂东南铁铜多金属矿集区是长江中下游铁铜成矿带的重要组成部分，也是我国重要的铁铜多金属成矿区之一，而铜山口矿床是鄂东南地区典型的斑岩和矽卡岩复合型矿床，具有典型代表意义。

1 区域地质概况

鄂东南矿集区地处扬子地台北缘，毗邻大别造山带，巨型郊庐断裂从其东侧通过。区内出露寒武系至第四系地层，但缺失中、下泥盆统和上侏罗统。区内地质构造复杂，褶皱和断裂多为印支和燕山期构造活动的产物，断裂主要有NW-NWW和NE-NNE 向两组。岩浆活动强烈，岩性主要为石英闪长岩和花岗闪长斑岩。火山岩为一套玄武岩-安山岩-英安岩-流纹岩的岩性组合。

2 矿区地质特征

2.1 矿区地层

矿区范围内有二叠系到第四系的地层出露，其中与成矿关系密切的是下三叠统大冶群，岩性以灰岩和灰质白云岩为主。

矿区内少量出露中二叠统茅口群，主要位于矿区的东南部。主要为白云质灰岩。

2.2 矿区构造

区内主体构造为铜矿山鼻状背斜和近NWW向的天台山断裂构造，含矿杂岩体就侵位于二者的交切部位（据吕新彪等，1992）。[1]

铜矿山背斜为主要的褶皱构造。它是由NNW向构造改造东西向的倒转向斜北翼形成的鼻状构造。矿区内发育有6条逆断层，矿区除了以上6条主要断层外，还有一些规模较小的断层，多为逆断层，断层角度都较陡。

除发育褶皱、断裂外，还发育大量裂隙。裂隙在岩体与围岩的接触带上最为发育，靠近矿体的部分裂隙密而宽，远离矿体裂隙变薄且分布不规律。接触带中的裂隙为主要的容矿构造。

2.3 矿区岩浆岩

铜山口地区经历了多次岩浆侵位，依次形成花岗闪长斑岩岩株、石英二长斑岩筒和花岗细晶岩脉。与矿化关系密切的花岗闪长斑岩株是岩体的主体，平面上略呈北西向的椭圆形，中心直径与出露面积均较大。[1]

3 矿床地质特征

3.1 矿体特征

矿床由6个铜矿矿体和若干小钼矿矿体组成。其中I号矿体和Ⅳ号矿体是主矿体且I号矿体最大，主要赋存于岩体与围岩的外接触带中。I号矿体形态为“筒裙状”，矿体上部较厚，向深部厚度变小。Ⅱ号和Ⅴ号矿体为似层状矿体，受围岩的层间破碎带控制。Ⅳ号矿体呈“半锅状”，上下厚度相差不大，平均厚度比I号矿体大。小钼矿矿体规模不大，多呈透镜状产出，且均分布于岩体内接触带（据铜山口矿床1965年勘探报告）。

3.2 矿石特征

铜山口地区的矿石类型主要分为斑岩型和矽卡岩型两种。其中斑岩型矿石以钼矿为主，铜矿较少；矽卡岩型矿石以铜矿为主，钼矿较少。两种类型的产出位置不同，其中斑岩型铜矿在石英脉中呈细脉浸染状产出，钼矿石呈细脉状产于石英脉中或呈浸染状产于石英晶洞中。

矽卡岩型铜矿呈致密块状产于石榴子石或绿泥石中或呈脉状产于石英脉中。钼矿石通常呈脉状产于石榴子石矽卡岩中。

矿石中矿物成分较多，达20多种。矿石矿物主要有黄铁矿、黄铜矿、斑铜矿、黝铜矿、方铅矿等。其中重量百分比含量超过1%的仅有黄铁矿和黄铜矿，超过0.1%的有辉钼矿和斑铜矿。脉石矿物主要有石英、石榴石、透辉石、方解石等。

3.3 围岩蚀变

研究区围岩蚀变发育，蚀变类型较多，有较为明显的蚀变分带现象。按蚀变矿物组合及形成机理，可将围岩蚀变分成两个系列：斑岩型蚀变系列和矽卡岩型蚀变系列。斑岩型蚀变主要发生在花岗闪长斑岩岩株内部，矽卡岩型蚀变主要发生在接触带以及围岩中的捕虏体。

4 成矿机制分析

4.1 成矿物质来源

热液流体的来源，经研究认为，早期为岩浆水，晚期热液则以古地下水为主的混合流体。矿质和岩浆气液流体，除一部分直接由岩浆上侵到浅部就位的结晶分异过程中产生外，可能还有很大一部分来自深部过渡的岩浆房中，并以与岩浆不混溶的粒间溶液相或“蒸汽缕”形式携带矿质和其它轻质组分穿岩而上，或沿着接触带构造上升到浅部。

4.2 成矿物质的运移和沉淀

Cu可以在气体相和液体中运移。在气体相中Cu主要和S形成络合物进行搬运；液体相中Cu以CuCl2的形式运移。

影响矿化（金属矿物的溶解度）的主要物理化学因素有温度、压力、PH、氧逸度及氯含量等。温度与压力的降低、PH升高、氧逸度降低及Cl含量的降低能使黄铜矿沉淀[2]。

4.3 成矿模型

通过综合分析铜山口矿区的地质环境和成矿规律可以建立一种成矿机制：

早期阶段：张性活动使本区地壳压力降低，促使地慢石榴子石橄榄岩部分熔融形成碱性玄武岩浆，后上升到地壳深部岩浆房内，发生部分结晶并且分异出饱和水的花岗闪长质岩浆。随后地壳深部的气热流体沿着未固结的岩浆柱上升到岩体上部，使岩浆结晶硬壳发生钾质蚀变，生成钾长石和黑云母变斑晶。围岩发生热变质作用形成矽卡岩。

中期阶段：岩浆就位后，冷凝收缩，释放大量的热能。随着岩浆的冷凝，结晶硬壳逐渐增厚，上升流体的汇聚导致内部压力急剧增大，使结晶硬壳破裂，产生裂隙。随着内力释放，气热流体发生复苏沸腾，有少量钼元素沉淀。流体在内力驱动下沿裂隙充填，在岩体内形成钾长石脉、钾长石-石英脉并交代早期形成的硅酸盐矿物形成大量的矽卡岩。伴随有少量的辉钼矿和磁铁矿沉淀。

晚期阶段：未固结岩浆退到深部，但仍有大量含矿热液流体沿接触带上升，不断匯集在岩体顶部接触带中。由于矽卡岩的屏蔽作用，从而引起接触带岩石破裂，产生更大范围的裂隙体系。随着内部压力的释放，含矿流体再次复苏沸腾，形成辉钼矿石英脉。另外，由于裂隙构造导致体系开放，使地下水向内侵入，与岩浆气液混合，造成接触带岩石的广泛水解，形成绢云母硅化带，同时大量矿质也随之沉淀。是铜钼矿化发生的主要阶段。在晚阶段，热液以古地下水为主，在围岩中广泛发生碳酸盐化、绿泥石化，并伴有少量金属矿物沉淀如闪锌矿等。

根据上述成岩成矿机理的分析，笔者将铜山口地区成岩成矿组合模式概括如图1所示。

5 结语

本文从铜山口矿床的区域地质特征、矿区地质特征、矿床地质特征等入手，分析了铜山口铜-钼矿床的周边地质环境、地质构造和成矿的有力地质条件。通过对前人工作研究的总结归纳明确了成矿物质的来源、运移及沉淀机制从而归纳出该矿床的成矿模型，为此类斑岩型-矽卡岩型铜矿床的找矿建立一定的参考基础。

参考文献

[1]吕新彪，姚书振，林新多.湖北大冶铜山口矽卡岩-斑岩复合型铜（钼）矿床地质特征和成矿机制[J].地球科学，1992，（2）：171-180.

[2]赵文涛，陈勇，姜晓平，等.试论铜山口铜矿床夕卡岩化带特点与形成机理.湖北地质，1988，（1）：70-79.