陈浩鹏
(江西省地质调查研究院,江西 南昌 330000)
铜是人类使用最广泛的一种金属资源,也是人类使用最早的一种金属,金属性质属于重金属。铜金属资源主要存于海洋和地壳中,存于地壳中的铜金属仅约占0.01%,并且在大多数铜矿床中,铜金属的含量尽可以达到3.25%~5.34%左右,所以在自然界中铜多数与其他金属共同存于矿种,也就是铜矿主要以铜多金属矿为主。据有关数据显示,全世界已经探明的铜矿铜资源储量大约有8 亿多吨,铜金属资源储量最多的国家是巴西,铜金属资源储量占世界储量的35.45%,其次是智利,铜金属资源储量占世界储量的15.64%,而我国铜金属资源储量较少,截止到2000 年底累积探明的铜金属资源处理仅为9400 万吨,其中保有储量仅为5943.5 万吨,已经查明的铜矿产地约760 处,其中小型矿山约560 多处,大中型矿山约100 多处,已经开发完毕和正在开发的铜矿床约200 多个。我国铜金属资源从矿床低于分布特征和开采条件来看,具有贫矿多、富矿少、南方多、北方少、小矿多、大矿少等特点,单一矿床较少,主要以伴生矿为主。近年来,国内工业经济迅速发展,对铜金属资源的需求量逐渐增多,为了解决铜矿紧缺的问题,国家加大了对铜多金属矿的勘查和研究,但是由于铜多金属矿地质构造比较复杂,至今没有明确铜多金属矿矿床控矿规律以及找矿预测方面理论,无法为铜多金属矿进一步研究提供依据,为此提出铜多金属矿矿床构造控矿规律及找矿预测研究[1]。
控制铜多金属矿矿床形成的构造主要由断裂和褶皱构造褶曲构造控矿首先是控制与矿化有关的侵入体,而矿体往往是与褶皱同步形成的次级构造控制,其有利的成矿部位主要是背斜轴部及背斜翼部或其倾状部位,向斜仰起端及倒转向斜翼部等。背斜轴部及翼部在褶皱过程中,易产生断裂裂隙和层间破碎,为矿液的充填交代提供了有利的通道和空间。如火龙岩铜多金属矿点,大王庙铜多金属矿,罗汉尖铜多金属矿,低岭铜多金属矿等。背斜倾伏端易产生横向断裂,为岩浆侵入及成矿创造了有利的条件。如罗汉尖铜多金属矿等。向斜仰起端及倒转向斜翼部都是应力集中及岩层弯曲处,特别是脆性岩层易破碎,有利于侵入体活动和矿化富集。如茅山铜多金属矿,包家山铜多金属矿等。断裂控制这主要控制着岩浆活动及盖层构造的演变,而盖层构造(褶皱、断裂)则提供了岩浆侵位和矿液活动、聚集沉淀的场所。中酸性侵入岩与碳酸盐岩接触部I 位是接触交代型矿化的有利部位,尤其是在硅铝质层的屏蔽作用之下,矿化较为富集。侵入接触带是构造薄弱地带,伴有接触交代变质、热液蚀变及构造复活,利于矿液的运移、沉淀、交代成矿。矿化强度及规模与接触带形态、产状有密切联系[2]。
图1 多金属矿矿床构造分布
一般情况下,接触带呈波状起伏者,或产状由陡变缓者,矿化较好,矿体规模也较大;而接触面平整者,一般矿体规模较小,侵入体平面凸凹的部位,岩浆分异气液集中,往往矿化较好。岩浆运动的前缘或其旁侧部位矿化也强烈背斜轴部、倾伏端,向斜倒转翼部及岩体内外接触带处是构造应力集中、裂隙发育,则为热液充填型矿化有利部位。含矿岩层纵断层发育,则是风化淋滤型矿床赋存的有利部位。断层之间存在的层间对形成Pb、Zn、Cu、Fe 有利。C/D 间的层间断层及构造薄弱面是原生Cu、S 及风化淋滤型Cu、Fe 有利部位。断裂交切处,断裂斜切褶曲部位及多组构造交汇和节理裂隙发育地段矿化较强烈。
通过以上分析可以知道,在时间上,铜多金属矿主成矿时期为早白垩世,铜矿的生成主要与晚侏罗世侵位的深源浅成石英闪长岩类有关,成矿时间在130 百万年左右(同位素年龄为131百万年)比成矿岩体的成岩时代晚约10 个百万年,控矿物质来自沉积层及变质热液的成矿时间目前还不清楚,但从矿化特征分析,成矿期可能在晚侏罗世晚期,与造山作用晚期构造、岩浆活动有关。在空间上,铜多金属矿矿床的分布受多期构造的复合控制,主要位于岩体与有利围岩间的接触带部位,矿体的赋存空间严格受构造条件和有利成矿的岩石建造控制,铜多金属矿具有“成带分布、分段集结、成群出现”的构造控矿规律,这正是主导性控矿因素的体现,首先反映了矿床区域分布与构造岩浆岩带的有机联系(图1),其次反映了成矿岩体的成矿专属性,更重要的是反映了运矿构造带的控矿作用。
此次根据铜多金属矿矿床构造控矿规律,将铜多金属矿分为矽卡岩型铜多金属矿、斑岩型铜多金属矿、低温热液型铜多金属矿三种,其中矽卡岩型铜多金属矿主要受岩浆热液条件成矿,褶皱构造线总体上呈北东向展布。成矿时代基本为晚侏罗世151Ma,中酸性岩浆岩侵入泥盆系五通组至二叠系栖霞组之间碳酸盐岩建造中,围岩蚀变主要有大理岩化、矽卡岩化、硅化。斑岩型铜多金属矿位于下扬子坳陷褶皱带中部的北东向褶断隆起区,怀宁凹陷断裂褶束的中段,周围均为中、新生代断陷盆地,构造复杂,属“洪镇帚状构造”旋扭带的一部分。月山闪长岩类岩体形式时代约在早白垩世139Ma,侵入三叠系和龙山组至黄马青组之间碳酸盐岩建造中,围岩蚀变主要有大理岩化、矽卡岩化、角岩化。低温热液型铜多金属矿大地构造位于扬子地台下扬子台坳沿江拱断褶带凹断褶束,矿床断裂构造主要为在印支运动影响下,伴随北东向褶皱构造,亦产生一系列北东向压性及压扭性的断裂及近南北向、北西向张性及张扭性断裂。燕山运动期间北北东向断裂构造运动强烈,产生一系列压扭性断裂,晚期并有东西向断裂构造及伴随断裂复活,主要有NE 向压扭性断裂,NW 向张扭性断裂。成矿岩体主要为英安玢岩,成岩年龄为141Ma,在岩体接触带上形成脉状、网脉状、角砾岩型金矿化,蚀变主要为岩体的绢云母化、硅化。
根据铜多金属矿预测要素特征,对铜多金属矿赋矿围岩、岩石类型、岩石结构、成矿时代、成矿环境、构造背景以及矿物组合等找矿有利因素进行预测分析:①赋矿围岩:灰岩、大理岩、闪长岩、矽卡岩;②岩石类型:闪长岩、灰岩;③岩石结构:全晶质中细粒半自形结构、微晶结构;④成矿时代:燕山早期;⑤成矿环境:受中生代三叠系碳酸盐岩建造控制;⑥构造背景:大地构造位置属下扬子前陆带,北东向基底断裂和近东西向、近南北向共轭断裂、接触带构造;⑦矿物组合:矿石矿物主要为磁铁矿、黄铜矿、磁黄铁矿、黄铁矿4 种,其次有穆磁铜矿、磁赤铜矿、赤铜矿、辉钼矿、闪锌矿、斑铜矿,辉砷铜矿、硫铋铜矿、麦基诺矿、铜铁矿、铜铅矿、黄铜矿、黄铁矿、金银矿、黝铜矿、赤铁矿、白铁矿、自然砷和镜铁矿。脉石矿物主要有透辉石-次透辉石,钙铁榴石、石英石、斜长石、黑云母石、金云母、透闪石-阳起石、石英和方解石等十余种。
根据铜多金属矿相关找矿资源,对其找矿标志进行预测分析,分析如下:①大地构造位置:该铜多金属矿矿床多处于大陆板块钙碱性岩浆活动强烈的边缘火山岩浆深成弧及岛弧,深大断裂带附近;②构造标志:北东向断裂构造及围岩的层间断裂构造;岩体及硅铝质围岩中裂隙构造;③地层标志:燕山期中酸性侵入岩与志留系硅铝质岩接触部位;岩浆岩标志:高铜含量的花岗闪长斑岩体,隐爆角砾岩筒的存在是矿化富集的标志之一;④地表标志:地表可见表生矿物孔雀石、硅孔雀石、铜蓝、褐铁矿等;⑤围岩蚀变标志:与矿化密切的硅化、绢云母化,矿化多赋存于石英绢云母化带中;⑥化学标志:重、磁异常总体均呈北东向展布,反映了结晶基底构造和断裂构造特征。磁异常总体北东向正磁异常,与含矿建造和燕山期侵入岩(隐伏)花岗闪长斑岩、花岗闪长岩、石英闪长玢岩体对应。因此可以判定含矿建造大致分布范围与埋深;通过以上对铜多金属矿控矿方面和找矿方面分析,以此完成了铜多金属矿矿床构造控矿规律及找矿预测研究[3,4]。
本文通过对铜多金属矿矿床构造控矿规律及找矿预测研究,为铜多金属矿开采及深一层次研究提供了理论依据,丰富了铜多金属矿矿床构造控矿规律及找矿预测理论,有助于进一步深化铜多金属矿成矿理论的认识,为铜多金属矿找矿提供科学依据,同时也为铜多金属矿矿床勘查提供了一个新的视角。