江西瑞昌龙垱沟铜(钼)矿地质特征及成因分析*

屈亚灿

(江西地矿局赣西北大队 江西九江 332005)

1 区域地质背景

龙垱沟矿区位于长江中下游铁铜金成矿带，大冶-九江成矿亚带，九瑞铜金矿田的邓家山-通江岭向斜西端。

区域地层以奥陶系-中三叠系发育较全。奥陶系、志留系分布于背斜核部，泥盆系-二叠系分布在背、向斜翼部，三叠系通常组成向斜核部；第三系仅分布在桂林桥-丁家山-白华寺断陷盆地，第四系广泛分布于江湖平原等地。

区内褶皱轴向为北东东向-北东向。背向斜相间平行排列，背向斜轴部常有次级褶曲。区内断裂构造以北东东向最为发育，次为北西-北北西向和北东-北北东向。北东东向断裂规模较大，形成于褶皱后期，初属压扭性质，后经多次活动，力学性质几经变化，形成复杂的结构面；在燕山期显张扭性特征，对成岩成矿有明显控制作用。北西-北北西向断裂规模不等，规模大者呈北西走向，局部呈北北西向，具多次活动，力学性质复杂，对岩体也有重要控制作用；规模小者多属压扭性质，为成矿后期断裂。北东-北北东向断裂规模较小，系沿区域性早期南-北挤压形成的北东向剪裂发育的左行平移冲断层，几经改造且走向向北偏转为北北东向，切割北东东向断裂，对前期断裂起着活化加剧作用；对成岩成矿有明显控制作用。

北西向和北东东向构造组成菱形网格，是矿田的构造骨架。构造结点，特别是在有北北东向断裂复合加剧时，对岩体、矿床定位有主要的控制作用。

区内岩浆活动较强烈，岩浆岩活动有燕山期和喜山期两个岩浆旋回。燕山期岩体为中酸性浅-超浅成岩体，由北向南可分为五个岩浆亚带。岩石类型主要有石英闪长玢岩、花岗闪长斑岩和石英斑岩等。石英闪长玢岩与金、银、铅、锌、铜成矿关系密切，如洋鸡山金矿；花岗闪长斑岩与铜、金成矿关系密切，如城门山铜矿、武山铜矿、鸡笼山金铜矿，丰山洞铜矿、丁家山铜矿等；石英斑岩与钼成矿关系密切，如城门山钼矿。喜山期为裂隙喷发的玄武岩，目前未发现与之有关的矿床。

区内矿产丰富，以铜金为主，共伴生有银、钼、铅、硫等。已探明的大中型矿床有城门山、武山、鸡笼山、丰山洞、洋鸡山等。沉积矿产以白云岩、石灰岩为主，次为粘土、煤等。

2 矿区地质

2.1 地层

矿区出露地层从老到新有：志留系中统纱帽组，二叠系下统茅口组、上统龙潭组和长兴组，三叠系下统大冶组、中统嘉陵江组及第四系。受构造和岩浆作用影响，地层产状复杂，总体走向近东西向，部分地层发生倒转。

2.1.1 志留系 上统纱帽组(S3s)分布于矿段西南F12以南斜纲山一带，由细砂岩、粉砂岩、泥质粉岩组成。

2.1.2 二叠系 分布于易家山-冬鼓脑、药丛凹以及堡下-黄柏岩一带。①下统茅口组(P1m)：薄-中厚层含燧石结核灰岩，厚度大于350m，是矿区铜钼矿控矿围岩。②上统龙潭组(P2l)：灰色页岩及炭质页岩夹煤层，厚0～10m。③上统长兴组(P2c)：上部为1.5m左右硅质页岩夹炭质页岩，下部为中厚层灰岩夹燧石条带，厚25m左右。

2.1.3 三叠系 广泛分布于矿段大部分地区。①下统大冶组(T1d)：分布于矿段中部。下段(T1d1)为黄绿色页岩，局部夹灰岩透镜体，厚11.4m；上段(T1d2)为中厚层及薄层灰岩，下部夹泥质条带，底部夹页岩，厚162m。②中统嘉陵江组(T2j)：分布于矿段北部，东南部及龙垱沟。下段(T2j1)为薄-厚层灰岩、白云质灰岩、鲕状灰岩，厚246m；中段(T2j2)为薄-极薄层白云质灰岩、角砾状白云质灰岩、泥质白云质灰岩，厚183m；上段(T2j3)为厚-巨厚层白云质灰岩、灰岩、生物碎屑灰岩，厚度大于317m。

2.1.4 第四系 分布于沟谷及溶蚀洼地中，为碎石亚粘土、粘土等。厚度0～20.35m，除区南冲积平地厚度较大，一般为0～5m。

2.2 构造

2.2.1 褶皱 矿区位于邓家山-通江岭向斜之西端，由一个次级背斜和一个次级向斜组成，呈近东西向平行排列。自北向南分述如下：①堡下-黄柏岩倒转背斜：西起邓家山村，向东经堡下、黄柏岩出图。核部由二迭系下统茅口组(P1m)含燧石结核灰岩组成。两翼分别为P2l、P2c、T1d1、T1d2等。北翼倒转，产状南倾，倾角50°左右；南翼正常，但近核部受F10破坏，地层不连续，堡下以西背斜倾伏端地层产状正常，倾角平缓。沿背斜轴部及F10断层附近有岩体侵入，并伴有Au、Cu、Pb、Zn、Sb等矿化。该背斜亦为矿区重要控矿背斜。②药丛凹背斜：轴部地层为茅口组(P1m)灰岩，受F9破坏后出露不完整。背斜轴向呈北东向。

2.2.2 断层 矿区内断层发育，以东西向为主，多为层滑逆断层，一般为成矿前之构造，并具多期活动特点，是区内主要控岩控矿构造；南北向断裂一般生成较晚，切割东西向断层；此外，还有规模较小的北西向和北东向平移断层。各断层特征见表4。现将主要断层特征叙述如下：①F10：分布于堡下-黄柏岩背斜南翼。长大于1 500m，宽2～30m。呈东西走向，向南倾，倾角上陡(60°±)下缓(30°±)。属剪切带型逆断层。断层角砾岩发育，构造透镜体发育，沿断层有大量花岗闪长斑岩侵入。断层带常发生硅化，局部糜棱岩化，褐铁矿化、黄铁矿化、辉锑矿化及铅锌金矿化普遍。是堡下金矿重要控矿构造，矿化沿断层面及次级裂隙贯入。②F13：发育于大眼泉村北。长400m，宽10～20m，两端被F9和F5切割。呈北西西向展布，向北北东倾，倾角地表缓(30°±)深部陡(70°±)，属正断层。断层角砾岩发育，大理岩化强，并见有花岗闪长斑岩沿其贯入，是龙垱沟矿段深部隐伏岩矿体主要控岩控矿构造。③F5：为区域北西向断裂一部份。分布于矿区大眼泉-落鹰嘴，北部弥失。长>2000m，宽1～20m，呈南北走向，总体向西倾，倾角20～80°。断层面弯曲呈弧形。属平推逆断层。沿断层广泛发育构造角砾岩，局部见矿化角砾，地层错位显著，并切割早期近东西向断裂，属成矿后断层。

2.2.3 破碎带 矿区破碎带发育，主要有构造角砾岩带和塌陷角砾岩带等。①构造角砾岩：伴随矿段各断层出现，形态有长条状、透镜状、不规则状。主要有大眼泉沿F13产出角砾岩带和药丛凹沿F9产出及堡下沿F10产出角砾岩带等。角砾成分依据断层产出部位地质体成分而变化。②塌陷角砾岩：为灰岩溶蚀洼地岩石崩落堆积而成。主要有铜鼓脑北F5西角砾岩带、大眼泉村北和堡下东南角砾岩带，以前者规模最大。

2.3 岩浆岩

区内岩浆岩活动较强烈，主要为燕山早期的花岗闪长斑岩，龙垱沟隐伏岩体出现在矿区深部-340m～-420m标高以下，呈岩墙产出，深部控制岩体顶面平缓，向SW方向缓倾。岩体与围岩接触带常有0～20m矿化矽卡岩。岩石主要为花岗闪长斑岩，多具矽卡岩化和钾化等；局部见花岗闪长岩。岩体南部为F13切割，北界未控制，该岩体是本区铜钼矿重要成矿岩体。

2.4 地球物理、地球化学

矿区位于区域重力场近东西向梯级带上，航磁表现与东雷湾连为一体而又各自形成强度约100nT的异常封闭圈，上延1 000m后矿区正处在丰山洞-东雷湾航磁区域异常的中心部位。

2.4.1 物探异常 历次工作所发现并圈定的主要物探异常有：磁异常、瞬变电磁(TEM)异常、激电异常、自电异常和重力异常。现分述如下：①磁异常(见图1)：经低通滤波后异常圈闭规则，位于矿区南部(龙垱沟矿段)，异常中心位于19线ZK19-1孔附近，范围1km2，异常值40～60nT。矿区花岗闪长斑岩基本无磁性，但经蚀变后有磁性，因而异常主要为矿化矽卡岩和蚀变花岗闪长斑岩引起，已被ZK17-1、ZK17-2等孔证实。因此，该异常对找矿具有指导意义。②TEM异常(见图2)：分布于龙垱沟15线至27线以东(未圈闭)，呈长条状分布，长>1200m，宽200～400m，早、中、晚各道响应明显，异常稳定，响应值高，两翼近乎对称。平面上在△Z低缓异常北翼。煤系地层是区内低阻良导体。结合19线剖面，TEM异常低阻中心与煤系地层相当，TEM测井成果亦反映煤系地层是唯一显示异常地质体。矿层亦属低阻体，但非异常主要因素。但从平面关系，岩(矿)体与TEM异常位置相对应，因而TEM异常对找矿有间接意义。③激电异常：Js(ηs)异常有4处，以下邓和堡下异常范围大，强度高，竹林塘和黄家塘以西异常较小、强度弱。含煤地质体和矿层均属低阻高激化特征，次为矿化花岗闪长斑岩，是矿区引起异常主导因素，特别是煤系地层，发育普遍、赋存较浅，引起异常强度大，范围广。如下邓异常经CK171、CK172、ZK17-4以及CK172测井成果验证，炭质层ηs最高，次为与岩体有关硫化物矿化层；此外，堡下异常ηs曲线形态与煤系地层出露形态一致。竹林塘和黄家塘异常，无煤系地层干扰，当属浅部矿(化)体或矿化岩体引起。尽管受煤系地层干扰，激电异常对圈定和了解矿(化)体范围，缩小靶区，提供找矿线索仍具有积极作用。④自电异常(见图3)：见于大眼泉东，长轴北东向，-200mv等值线规模700×500m，最大负值-500mv，属南倾较陡地质体引起场的特征，与地层产状基本一致，剖面上属低阻高充电率。就目前资料分析，当属煤系地层与地下水引起异常。

图1 龙土当沟矿区蚀变分带图

图2 物化探异常分布关系图

图3 龙土当沟铜矿区15-19线地质剖面对立体图

⑤重力异常：总体从北向南重力场逐步下降。岩石密度灰岩、大理岩为2.70～2.73×103kg/m3，花岗闪长斑岩为2.58～2.63×103kg/m3，志留系砂岩为2.49～2.53×103kg/m3。测区圈出局部异常6个(三高三低)，其中两个位于矿区以南志留系地层中，意义不大，下邓东南异常(+)和铜鼓脑异常(-)规模小，又无地表迹象岩石化探异常产出，单就异常而言，地质意义不大；大眼泉西北异常(-)为东西两端未圈闭异常带，位于低缓ΔZ之南第四系浮土覆盖区及高低密度地质体过渡带(隐伏断层带)，因而异常地质意义亦不大；龙垱沟异常为北西向长条带状产出的低(-)异常，长约500m，东部变窄且未圈闭，产于T2j1与T1d2地层及低缓ΔZ异常北翼，同TEM异常较吻合，中心位于ZK17-2孔处。结合钻孔资料与TEM产因分析，该异常与隐伏岩体有一定关系，也不排除破碎带及煤系地层局部增厚的影响，但对发现并寻找隐伏岩矿体仍具一定意义。

2.4.2 地球化学岩石测量异常 邓家山矿区共圈出规模大小、元素组合繁简各异的各类异常十多处，主要有4处(如图2所示)：落鹰嘴、邓家山、堡下和珠树泉异常，龙垱沟矿段处在邓家山异常南部，特征如下：邓家山异常分布于下邓-邓家山一带。由Au、As、Zn、Pb、Sb、Cu、W、Ag组成面状异常，形态复杂，受东西分布γδπ和北东向F6断层控制。异常以Au为代表构成三个中心，主要是Au、As、Zn、Pb中低温元素为主，Ag、Cu、Sb、W零星分布。Au是主要成矿元素，As、Zn、Pb是主要伴生元素。就前缘元素、成矿元素、尾晕元素累加比值结果，均显示明显异常，尾晕元素W、Bi、Ni基本上未形成异常，表明未遭受剥蚀，属矿上晕，深部仍具找矿前景。

2.5 蚀变与矿化

蚀变类型主要有：大理岩化、硅化、矽卡岩化、钾长石化以及滑石化、绿泥石化、绢云母化等。矿化以黄铁矿、黄铜矿、方铅矿、辉钼矿为主，次为银、闪锌矿等矿化。黄铜矿化、辉钼矿化、黄铁矿化与大理岩化、矽卡岩化等密切相关。

3 矿床特征

3.1 矿体特征

龙垱沟以铜为主，共伴生有钼、银、镉等。共圈出矿体9个，其中以ⅠCu、ⅤCu、ⅥCu矿体为主，占全区铜储量83.99%，钼则仅见于ⅠMo矿体中，详见表1。

表1 龙垱沟矿区铜钼矿体特征一览表矿体编号矿种产出部位矿石类型分 布 位 置标高(m)线号矿体形态产状(°)控制矿体规模(m)倾向倾角走向长倾斜长见矿厚度平均品位(%)ⅠCu、ⅠMoCuMo岩体接触带CuSKMoSK-390～-32017-19似层状15084003005.10～5.330.835.01～8.890.193ⅤCuCu外带层间破碎带CuMb-300～-11015-17似层状17516～32400200～3501.15～8.330.79ⅥCuCu浅部岩体下接触带CuSK84～25015-17透镜状19030～501602642～351.7315-1CuCu外带层间破碎带CuMb-300～-27015透镜状175141001003.351.30ⅢCuCu外带围岩中CuSK-340～-29017-19脉状16027～294001002.890.85ⅣCuCu外带围岩中CuMb-330～-27015-17脉状17013～186001002.800.55ⅡCuCu外带围岩中CuSK-360～-29017-19脉状160284001001.10～2.841.0115-2CuCu浅部岩体上接触带CuSK185～25015透镜状18035～5040506.180.59

3.2 矿石特征

3.2.1 矿石类型 该矿段矿石氧化程度较低，自然类型为原生矿石。工业类型按主产矿种分为铜矿石、钼矿石；按载矿母岩进一步分为矽卡岩型铜矿石、矽卡岩型钼矿石、大理岩型铜矿石、花岗闪长斑岩型铜矿石。

3.2.2 矿石结构构造 矿石结构有：结晶结构(包括半自形-他形粒状结构、填隙结构、包含结构)，交代结构(包括交代溶蚀结构、交代边缘结构、交代残余结构、文象蠕虫状结构、骸晶结构、假象结构)，固溶体分离结构(包括格状结构、叶片状结构、乳滴状结构)，碎裂压碎结构等。

3.2.3 矿石物质成分 矿区铜钼矿石矿物成份为：黄铁矿、黄铜矿、辉钼矿和斑铜矿、砷黝铜矿、方铅矿、闪锌矿、镍黄铁矿、磁铁矿、赤铁矿、兰铜矿等矿石矿物以及方解石、石榴子石、透辉石、透闪石、符山石、石英、长石等脉石矿物。

3.2.4 矿物共生组合及生成顺序 磁铁矿(赤铁矿)→辉钼矿→黄铁矿→黄铜矿→方铅矿、闪锌矿→脉状(部分细粒)黄铁矿。黄铜矿主要生成于热液期的各阶段；辉钼矿早于黄铜矿多在岩浆期后及早期矽卡岩阶段；方铅矿、闪锌矿形成于晚期矽卡岩阶段；黄铁矿生成时期跨度最大。

4 矿床成因及找矿标志

4.1 矿床成因

龙垱沟矿段矿床属与燕山早期花岗闪长斑岩有关的接触交代矽卡岩型矿床，矿石类型主要为矽卡岩型铜矿、矽卡岩型钼矿、矽卡岩化大理岩型铜矿。

4.1.1 龙垱沟矿段矿床控矿因素

(1)东西向紧闭褶皱与断裂控矿是该区构造控矿最大特点。F13、F10是中深部岩体上侵就位的通道。

(2)燕山期花岗闪长斑岩是本区成矿母岩，矿体常产于岩体接触带，局部地段岩体本身即为矿体。

(3)P-T地层为碳酸盐岩建造，化学性质活泼，易于发生交代蚀变，有利于成矿。

(4)矽卡岩化与铜钼矿化密切相关。

4.1.2 成矿机理

(1)据邻区同位素等资料，成矿物质主要来源于上地幔。

(2)龙垱沟矿段从石英包裹体测温来看为220～350℃；金矿成矿温度为50～200℃(据鸡笼山矿区)。

(3)矿床成矿阶段为矽卡岩阶段、硫化物阶段、热液成矿阶段、隐爆成矿阶段(竹林塘金矿)、表生成矿阶段。铜钼矿主要形成于硫化物阶段和热液阶段；金矿为低温热液阶段和隐爆成矿阶段，表生成矿阶段使金进一步富集。

(4)铜金(钼)矿成矿模式见图4。

4.2 找矿标志

(1)构造标志：东西向断裂构造及层间破碎带是本区主要构造标志；

(2)岩浆岩标志：燕山期花岗闪长斑岩是本区成矿母岩，对成矿起决定性作用；

(3)地层标志：P-T地层是矽卡岩型铜(钼)矿有利围岩；

(4)蚀变标志：矽卡岩化、大理岩化、硅化、绢云母化等是成矿围岩蚀变主要类型；

(5)物化探异常标志：高精度磁异常指示隐伏岩体存在；瞬变电磁和激电异常对铜钼矿化有一定指示意义，但受炭质层干扰。岩石化探Au、Ag、Cu、Pb、Zn、As、Sb异常发育，且重叠性好，是本矿有利地球化学标志。

图4 龙土当沟铜钼矿成矿模式图

5 结论

经研究可得，龙垱沟矿段矿床属与燕山早期花岗闪长斑岩有关的接触交代矽卡岩型矿床，矿石类型主要为矽卡岩型铜矿、矽卡岩型钼矿、矽卡岩化大理岩型铜矿。矿床定位受区域断裂和燕山花岗闪长斑岩体控制；龙垱沟隐伏岩体是本区铜钼矿重要成矿岩体；矿体分布于13～21线-390～250m标高范围内，矿体倾向150～180°，倾角由下向上由缓变陡(8～50°)。矿体形态为似层状、脉状、透镜状。矿石氧化程度较低，自然类型为原生矿石。