武夷山隆起北缘永平铜矿地质特征及找矿远景分析

李康东 郑忠超 罗平 黄鸿新 郑文斌

(1.江西省地质局核地质大队，上饶，335000；2.江西省地质局第八地质大队，上饶，334000)

永平铜矿系统找矿勘查工作始于解放后，1958年,江西省地质局赣东北大队在永平铜矿开展了以寻找原生铁铜矿床为目的普查找矿工作；1965～1974年，开展了系统的地质勘探工作；1978～1982年，针对钨矿进行了补充勘探工作；2009～2019年，对矿区东侧和深部进行了探边摸底，进一步扩大了找矿成果。前人在永平铜矿开展了众多地质勘查与科研工作，取得了丰硕的找矿成果和不同的矿床成因认识[1-2]，在永平铜矿及其深边部还有没有找矿潜力？这个问题值得进一步去探讨。

1 矿区地质概况

永平铜矿位于闽赣地区武夷山隆起的北缘，区内基底由新元古代周潭岩组构成，上覆石炭系盖层，上下岩层均有较高的铜、硫、钨背景值。在近东西向区域构造背景上，叠加北东-北北东向褶皱、断裂。区内经历了加里东-印支、燕山期多期次构造岩浆活动。

1.1 地层

矿区主要出露2套地层，基底地层为新元古代周潭岩组，盖层主要由晚石炭世藕塘底组等组成(图1)。周潭岩组上部主要岩性为混合岩夹较多的石英云母片岩、二云母片岩、黑云母片麻岩等，下部主要岩性为混合岩夹少量大理岩化灰岩或矽卡岩透镜体及黑云斜长片麻岩、石英云母片岩等。藕塘底组为一套陆内坳陷环境下形成的滨浅海相碎屑岩、碳酸盐岩夹火山碎屑沉积建造，为矿区的主要含矿层位。

图1 永平铜矿地质简图Fig.1 Geological brief map of Yongping copper mine1—晚石炭世藕塘底组；2—新元古代周潭岩组；3—石英斑岩；4—花岗斑岩；5—黑云母花岗岩； 6—铁帽露头；7—断层及编号；8—地质界线；9—见矿钻孔及编号；10—未见矿钻孔及编号；11—剖面线位置及编号；12—矿区范围

1.2 构造

矿区内断层较为发育，主要构造方向为北北东向，主要有Fl、F2、F3、F4、F5、F6断层，断层走向10°～25°，断层面倾向东，倾角一般为30°～60°，为一组走向近乎平行的逆断层；其中Fl和F2断层与成矿密切相关。

F1断层：矿区规模最大的主断层，为推覆构造，走向长大于7 000 m，位于天排山倒转背斜的东翼。走向北北东向，总体呈向东凸出的弧形。断裂面倾向东，倾角浅部较小，为15°～40°，深部较大，可达50°，局部呈舒缓波状。断层上盘为周潭岩组混合岩，下盘为藕塘底组石英砂岩和碳酸盐岩，断层面两侧形成典型的“硅和钙”界面，成为成矿流体聚集沉淀有利的场所。该断层具有多期活动的迹象，在成矿前就已形成，在成矿期和成矿后又有活动，同时有热液叠加，是区内Ⅱ矿带的主要控矿构造。

F2断层：位于矿区西部天排山一带，沿走向长大于5 000 m，与F1断层近于平行，倾向东，倾角60°～80°。断层上盘为藕塘底组石英砂岩、大理岩化灰岩，下盘为周潭岩组混合岩，具有明显的控岩控矿作用，控制了Ⅳ矿体的展布方向。

1.3 岩浆岩

十字头岩体(161～183 Ma)为燕山期花岗质杂岩体，主要出露在矿区东南部十字头一带，呈不规则的岩株状分布于周潭岩组地层中，主要岩性为(似斑状)黑云母花岗岩。岩体产状、形态受构造控制，属被动式侵位。平面上呈“手掌状”，其长轴总体方向呈北西-南东延伸，剖面上呈上大下小的“火炬状”，形态多样。其主体倾向东，向南东侧伏，该岩体与围岩界线一般较为清楚，属突变型。岩体与矿体在空间上关系十分密切，以“蘑菇状”位居Ⅱ矿体的中心部位，沿走向和倾向距岩体分别为300～500 m和200～300 m处，矿体厚度加大[1]。

1.4 围岩蚀变

区内围岩蚀变十分发育，早期主要为矽卡岩化，中期为绿泥石化、绢云母化、硅化，晚期为碳酸盐化、硬石膏化、萤石化。蚀变的分布受原岩岩性、构造、热液的物理化学性质制约，空间上后期重叠前期，以矿体集中区域为中心呈晕圈状分布。蚀变以矽卡岩化与矿化关系最密切，蚀变矿物主要有石榴石、透辉石、透闪石、阳起石、绿帘石等。空间上，矽卡岩主要发育在上石炭统藕塘底组碳酸盐岩中，且发育程度不一，浅部发育程度较差，岩性以透闪石-透辉石-石榴石矽卡岩为主，中深部发育最好，以透辉石-石榴石矽卡岩为主，深部矽卡岩化减弱；平面上，以矿区中部蚀变最强，南北两端减弱；与十字头岩体远景未见明显的分带性，蚀变程度受构造控制明显，构造发育的部位蚀变强。

2 矿床特征

2.1 矿体特征

永平矿区由东向西依次划分为(Ⅰ～Ⅵ号)6个原生铜矿带和(Ⅶ号)1个次生铜矿带。Ⅲ号、Ⅵ号矿带为盲矿带，次生矿带(Ⅶ号)由Ⅰ、Ⅱ矿带近地表部位次生氧化带等组成。Ⅱ矿带为主矿带，占全区铜资源量75%，所含4个矿体均呈层状、似层状分布于藕塘底组中，其中以底部Ⅱ-4矿体规模最大，控制走向延伸2 500 m、倾向延伸2 930 m，平均厚度17.97 m、最大厚度达100.93 m，Cu品位0.41%～3.82%。Ⅳ矿体呈似层状、透镜状，倾向东偏南，倾角70°，走向长1 400 m，最大斜深640 m，厚度1.65～87.1 m，Cu品位0.40%～1.84%。沿着十字头花岗岩体内及外接触带混合岩中产出钼矿体，同时分布200～300 m的铜贫化圈(图2)。

图2 永平铜矿纵剖面示意图[3]Fig.2 Schematic diagram of the longitudinal profile of Yongping copper mine1—第四系；2—晚石炭世藕塘底组；3—新元古界周潭岩组；4—燕山期似斑状黑云母花岗岩；5—石英斑岩；6—花岗斑岩；7—矿体及编号；8—钼矿化范围；9—推覆断层

2.2 矿石特征

全区矿石以黄铜矿、黄铁矿类型为主，多具残余粒状、胶状、交代熔蚀、假像、乳浊状、变晶、压碎结构，具层纹状、条带条纹状、细脉状、网脉状、细脉浸染状、交代条纹状、团块状、角砾状、微晶构造，胶状黄铁矿具环带状构造，显示多次成矿特点。主要矿石矿物有黄铜矿、黄铁矿、辉铜矿、自然铜、白钨矿、磁黄铁矿、方铅矿、闪锌矿等(照片1)，主要脉石矿物有石榴石、透辉石、透闪-阳起石、绿帘石、绿泥石、石英、绢云母、方解石、硬石膏等。

照片1 镜下金属矿物黄铁矿(Py)、黄铜矿(Cp)和闪锌矿(Sp)Photo.1 Photo1 Microscopic metallic minerals pyrite (Py), pyrite (Cp) and Galvanite (Sp)

全区矿石Cu品位变化在0.5%～1.2%，Cu平均品位0.716%；WO3平均品位0.079%；S品位变化在10%～20%，S 平均品位12.88%；Cu、WO3、S资源储量均属大型规模，并伴有钼、铋、铅、锌、碲、镓、镉、金、银等。

3 近年勘查进展

3.1 矽卡岩型铜硫矿

2009～2012年，江西省地质勘查基金中心对永平铜矿东侧护驾山矿区进行了地质普查工作，沿Ⅱ-4矿体倾向方向进行了追索，倾向延深标高至-1 118 m，且尚未完全控制。见矿厚度为2.52 m～3.59 m，平均3.05 m，获得Cu金属量约15万t，品位0.57%～1.17%，最高达2.03%。钻孔ZK019深部岩石见有硅化和钾化，发育厚36 m的裂隙控制型辉钼矿化(图3)。

图3 永平铜矿—护驾山矿区A-A′号勘探线剖面图Fig.3 Section of No.A-A′ exploration line of Yongping copper mine-Hujiashan mine 1—周潭岩组；2—藕塘底组；3—矿体编号；4—断层编号；5—钻孔编号

2018～2019年，永平铜矿开展了矿区范围内深部探矿工作，施工了6个钻孔，Ⅳ矿体倾向延深增加440 m，控制延深达1 080 m，倾向延深尚未完全控制，且往深部有变缓的趋势，显示了较好的找矿潜力。

3.2 十字头斑岩型钼矿

永平铜矿十字头一带开展早期铜矿找矿评价中发现钼矿化，在十字头花岗岩体东侧施工11个钻孔对钼矿化体进行控制，矿体一般厚度1～3 m，最大达16 m。2009～2014年，经勘查工作证实该矿区钼矿化发育广、连续性好，在十字头花岗岩体内外接触带混合岩中发现厚大钼矿体，辉钼矿化主要以细脉充填形式产出，细脉为辉钼矿+石英组合，其次为辉钼矿脉，一般分布在-100～-460 m标高以下，且越到深部矿体厚度增大，品位也有升高的趋势，揭露到厚大的钼矿体，累计厚度为78.5 m，钼平均品位为0.071%，初步估算钼资源量达中型以上规模。

4 矿床成因探讨

永平铜(硫)钨矿床成因长期以来争议颇多，有海底火山喷流沉积-混合岩化、动力改造-岩浆热液叠加改造[3]、变质-叠加变生热液[4]、海相火山-沉积、岩浆活化改造[5]、海底火山-热液沉积经后期构造、岩浆改造叠加[6]以及海底火山喷气沉积-构造动力再造-岩浆热液叠加改造[7]、十字头岩体侵入形成斑岩型钼矿[8]等。学者根据华南金属矿产形成最早时间及其动力学特点，推测伊泽奈奇板块大约于175 Ma从南东方向向北西俯冲，导致大陆加厚[9]。自 175 Ma左右，中国东部大陆边缘由于受伊泽奈奇板块向北西俯冲逐渐成为活动大陆边缘，沿钦杭古板块焊接带发生俯冲板片重熔，形成岩浆，岩浆高侵位于地表形成了花岗闪长(斑)岩和相关斑岩-矽卡岩铜多金属矿床，其成岩成矿时间为175～155 Ma。135 Ma之后，中国东部大陆的板块演化主要为太平洋板块运动方向发生转向[10-11]。永平铜矿花岗质岩体的侵位年龄为160 Ma[12]，辉钼矿Re-Os成矿年龄大致为156 Ma[13]，岩浆在上侵过程有较多的地壳物质加入。

近期勘查成果显示，永平铜矿从垂向上自上而下呈现上铜下钼、水平方向上自内向外呈现铜→金(银)，具有典型的岩浆岩成因特征，而钼矿具有明显的斑岩型特点。

5 找矿远景分析

5.1 深部找矿

永平铜矿少量钻孔证实了F1和F2下盘石炭纪藕塘底组往深部延伸，并且沿走向上控制长度大于1 600 m和倾向上控制斜深大于1 200 m，具有较大规模，且经钻孔SC112和SC504验证在矿区深部藕塘底组中见有矽卡岩化、大理岩化，具形成矽卡岩型铜多金属硫化物矿(化)体的条件，为Ⅳ矿体深部继续寻找矽卡岩型铜硫矿提供了依据。

钼矿体环绕十字头花岗岩体分布，岩体外接触带200～300 m范围以内是钼矿化良好的成矿空间，钼矿体的贮存部位及产状形态受接触带控制。钼矿化不仅在混合岩中发育广泛，同时在似斑状黑云母花岗岩中聚集成矿，钼成矿与十字头花岗岩体有密切的成因关系，且在ZK019钻孔深部发现钾化蚀变带，显示永平铜矿周边深部存在斑岩型钼矿可能。

5.2 边部找矿

对比相邻剖面矿体形态和产状，认为Ⅱ-4矿体沿推覆面产状变陡，往深部Cu、W矿体具膨大的趋势，特别是在逆冲推覆面产状较平缓的构造处具有再现厚大Cu、W矿体的可能，有望扩大铜、钨矿体规模。

本文成文过程中得到了江西省地质局科研项目“江西铜矿地质与勘查”的资助和赣东北大队教授级高级工程师罗平的帮助，在此深表感谢！