广东省信宜市平塘镇计文矿区成矿地质条件与矿床成因

温祯权

（广东省有色金属地质局九三三队，广东 肇庆 526060）

计文矿区位于广东省信宜市境内，为原高州县（现为高州市）罗拉-三叉坑铁铜矿床东面边缘的一部分。高州县罗拉-三叉坑铁铜矿床早在20世纪50年代便被发现，于1958年至1959年进行了地质勘探工作，实施了大量的槽探、浅井、钻探等山地工程，取得了大量的地质成果。于2000年通过以上勘探资料估算了计文矿区D级矿石量；于2004年、2010年及2014年分别对计文矿区进行了核实地质工作，本人曾受邀参与2014年核实地质工作[1]。计文矿区在2006年申请并获得“信宜市平塘镇计文铜铁矿”采矿许可证，实施硐采投产，实际生产铜、锌矿石，已获得一定的经济效益。

1 区域地质

矿区区域大地构造位置位于粤西云雾山褶隆与罗定断陷南西侧的接合部位南部，位于平民-分界大背斜向东倾伏地段之南翼的东部（图1）。矿区内矿体属于信罗地区铁矿中心的小矿体。

图1 区域地质略图

1.1 地层

区域地层出露有：寒武系八村群、奥陶系、泥盆系中下统桂头群、泥盆系中统东岗岭组及第四系。

（1）寒武系八村群第二亚群(∈bcb)：岩性为灰绿色变质石英砂岩与绢云母页岩互层，个别夹炭质页岩。厚度约820m。

（2）寒武系八村群第三亚群(∈bcc)：岩性为灰绿色石英片岩与绢云母片岩及炭质绢云母片岩互层。厚度约1090m。

（3）奥陶系（O）：岩性上部为灰绿色长石石英砂岩，夹绢云母片岩、炭质绢云母片岩；下部为灰绿色片状石英砂岩、石英云母片岩[2]。厚度约933m。

（4）泥盆系中下统桂头群下亚群（D1-2Ga）：岩性上部为浅灰紫色石英砂岩夹粉砂岩；底部为浅灰色砾岩。厚度约290m。

（5）泥盆系中下统桂头群上亚群（D1-2Gb）：岩性上部为灰紫色石英砂岩与页岩互层，夹粉砂岩；底部为浅灰色石英砂砾岩。厚度约360m。

（6）泥盆系中统东岗岭组（D2d）：岩性为深灰色灰岩、白云质灰岩，夹泥灰岩，产Amphipora sp。厚度约277m。

（7）第四系（Qh）：本区第四系发育一般，分布于区域内河道两侧，形成河台阶地。岩性由冲积砾石、砂、粘土、残坡积层组成，厚度0m～30m。

1.2 构造

区域内构造以断裂为主，受罗定断陷南西边缘断裂控制，近东西向次级褶皱及断裂发育。走向大断裂是区域性构造，但不直接与区域矿床生成有关，矿产而是产于其附近岩石破碎带或岩石节理中[3]。

1.3 岩浆岩

区域内岩浆岩见有下列两种：

（1）燕山一期（δ52（1））闪长岩，分布于区内西中部。

（2）燕山四期（γ53（1））花岗岩，分布零散，主要分布于区内南、北部。

1.4 区域变质作用

本区区域变质作用较强烈，寒武、奥陶及泥盆系碎屑岩普遍经受片岩化变质。此外，富钙岩层的矽卡岩化作用亦较发育。

1.5 区域矿产

本区及附近金属矿化作用强烈，矿床以中小规模居多，其中以铁矿为主，次有锡、锰、铜等。铁、锡、铜矿化与矽卡岩化蚀变作用关系密切。

2 矿区地质

2.1 地层

矿区内出露地层简单，主要为寒武系八村群第三亚群(∈bcc)，岩性主要为灰至灰白色细粒状长石云母石英片岩、云母石英片岩及透镜状大理岩，该层普遍发育着含黄铜矿、闪锌矿、磁铁矿等的层间矽卡岩。走向总体上有北西西向、近乎东西向，倾向有南和北，倾角35°～45°，褶曲十分剧烈。其次为第四系（Q）残坡积层：主要分布在山坡地带，由砂砾、砂质粘土、粘土组成，厚度一般0m～22.35m。

2.2 构造

2.2.1 褶皱构造

倒转背斜，岩层呈陡倾角明显地由北急转南倾，走向大致为北东东的构造特点，沿走向急转弯，形成北东轴向封闭式向斜褶曲，对后期铜矿交代起着富集沉积的作用，该类型地段铜矿无论在厚度和品位上在矿区内均较高。

2.2.2 节理

区内北东东向节理构造发育较早，随之北东向15°～45°平行节理产生，最后北北东向5°、近乎南北走向剪切现象较为发育，利于后期富集成矿。

2.3 岩浆岩

矿区内未见岩浆岩出露地表，个别钻孔见斑状花岗岩。偶尔可见细小的石英细脉，呈网脉状产出，常有磁铁矿、黄铜矿、铅锌矿相伴，为后期中低温热液的产物[4]。

2.4 围岩蚀变

常见的近矿围岩蚀变有绿帘石化、绿泥石化、阳起石化、硅化、矽卡岩化等。绿帘石化，黄绿色，粒状或细脉状，主要分布于层间矽卡岩中及与片岩接触部位，与铜矿化关系有一定关系。

3 矿体特征

3.1 矿体形态、产状与规模

矿区内已发现的铜矿、锌矿体主要产于蚀变矽卡岩带内及其旁侧裂隙带中，矿体形态规模有较大变化，似透镜状，脉状为主，其连续性一般。矿区内发现有V1～V15号共计15个铜矿、锌矿体，其中V3、V4、V7、V9、V13为锌矿体，其余均为铜矿体。V11、V3、V4部分矿体已采空；规模较大矿体特征叙述如下，单工程控制或规模较小矿体特征见表1。

表1 单工程控制或规模较小铜、锌矿体地质特征简表

3.1.1 主要铜矿体

V2铜矿体分布于矿区西北部25～30号勘探线之间，顺层产于蚀变矽卡岩带内，亦见产于长石石英云母片岩及绢云母片岩中，呈脉状、透镜体，走向近东西向，倾向北西，倾角24°～51°，多在35°～45°之间。经工程揭露控制矿体长约110m，厚度1.36m～5.24m。

V11铜矿体分布于矿区中部30号勘探线附近，顺层产于蚀变矽卡岩带内，呈脉状、透镜状，走向近东西向，倾向北西，倾角36°～40°。经工程揭露控制矿体长约40m，厚度1.41m～3.51m。

V12铜矿体分布于矿区东部32与34号勘探线之间，顺层产于蚀变矽卡岩带内，呈脉状、透镜状，走向近东西向，因受向斜构造的影响，北侧矿体倾向南西，南侧矿体倾向北东，向斜轴部地段矿体较厚，倾角28°～46°。经工程揭露控制矿体长约60m，厚度1.18m～2.08m。

3.1.2 主要锌矿体

V3锌矿体分布于矿区西北部28号勘探线附近，顺层产于蚀变矽卡岩带内，矿体呈透镜状，产状与V2相似，走向近东西向，倾向北西，倾角35°～44°。经工程揭露控制矿体长约33m，厚度0.65m～3.74m。

V4锌矿体分布于矿区西北部28号勘探线附近，顺层产于蚀变矽卡岩带内，呈透镜状，产状与V2相似，走向近东西向，倾向北东，倾角42°～44°。经工程揭露控制矿体长约70m，厚度0.80m～5.04m。

3.2 矿石物质组分、结构构造、矿石类型等

3.2.1 矿石矿物组合

铜矿、锌矿石均主要为含铜、含锌矽卡岩，呈褐黑色或褐色，主要金属矿物成分有黄铜矿、磁铁矿、闪锌矿、方铅矿等，主要非金属矿物成分有透辉石、钙铁辉石、石榴子石、阳起石、石英、绿帘石等。黄铜矿、闪锌矿约占3%～5%，局部较高达10%，部分矿石含少量方铅矿。

3.2.2 矿石结构构造

矿石主要为半自形晶粒状结构，次为交代残余结构等；主要呈细脉浸染状构造，网脉状构造，浸染状、星点状构造，团块状构造等。

3.2.3 矿石化学成分

（1）矿石有用化学组分。Cu、Zn分别以黄铜矿、闪锌矿形式存在，构成本矿区主要的有用金属矿物组分。全矿区铜矿石中一般含铜0.05%～1.87%，平均0.71%；伴生有用组分有锌、铅，一般含锌0.07%～6.76%，平均1.78%；一般含铅0.02%～4.41%，平均0.51%。锌矿石中一般含锌1.12%～10.37%，平均4.06%；一般含铅0.04%～4.20%，平均0.59%；伴生有用组分有铜，一般含铜0%～1.44%，平均0.30%。矿区铜矿石、锌矿石一般是地表品位略低，深部略富，但铜与锌的关系不明显，无显著的相关关系。

（2）矿石有害组分。根据矿石化学全分析成果，矿石中有害组分含量低微。

3.2.4 矿石类型

（1）矿石自然类型。根据矿石矿物组合，矿石自然类型属矽卡岩含铜锌硫化矿石，近地表或围岩裂隙发育部位可见少量氧化矿石。

（2）矿石工业类型。矿石工业类型主要为铜矿石、锌矿石。

（3）矿石品级。铜矿石中一般含铜0.05%～1.87%，平均0.71%；锌矿石中一般含锌1.12%～10.37%，平均4.06%。总体上，本矿区的矿石品级一般-中等。

3.3 围岩和夹石

矿区内已知铜矿、锌矿体产于寒武系八村群第三亚群(∈bcc)地层的蚀变矽卡岩带内及其旁侧破碎带中，围岩和夹石均为长石云母石英片岩、绢云母片岩及矽卡岩等。

4 控矿因素、矿床成因

4.1 控矿因素

4.1.1 围岩条件

区内寒武系片岩层受地应力影响，产生褶皱，伴随其产生的层面滑动破碎，使岩石发生强烈的矽卡岩蚀变，且裂隙发育，区内铜、锌矿化即产出于层间矽卡岩中或沿矽卡岩层面空隙和节理裂隙或旁侧破碎带中，经充填交代生成沉积变质—矽卡岩型矿床。

4.1.2 构造控制

矿区位于分界-平民大背斜构造的南翼，地层均向花岗岩岩体方向倾斜，且片理发育，倾角一般较大，成为矿液良好的通道，在褶皱转折处则容易储存矿液，从而富集成矿。

区内岩石物理性质不同，软硬岩石相夹，受褶皱应力作用，地层岩石发生层间破碎，节理裂隙发育，这些次级构造成为了矿液良好的通道。

4.1.3 岩浆因素

区域上燕山四期岩浆岩成矿作用最显著、最普遍，为主要成矿时代，与铁、铜、锡、黄铁矿之生成关系极其密切。岩浆主要沿断裂侵入，使其接触带的岩层产生大量节理裂隙，或交代钙质围岩而成矽卡岩，为后期矿液创造了良好通路及沉积场所。

在罗拉-三叉坑一带细-中粒斑状花岗岩的侵入使矽卡岩矿物成分复杂，残浆中带来大量金属矿物，综合分析，该区及周边有色金属的形成与细-中粒斑状花岗岩及石英脉的侵入有着密切关系。

4.2 矿床成因

4.2.1 成矿顺序

根据前人调查资料，罗拉-三叉坑铁铜矿床的矿化大多在岩层褶皱之前，因发现脉状的阳起石有时也与片岩同时褶曲，成矿的多期性以及各种矿物相终而复始重复出现是它的特点。成矿大致分为八期：①矽卡岩矿物期，出现大量细粒致密状透辉石、石榴子石（少量）交代钙镁岩石，岩浆在晚期阶段也分泌少量磁铁矿与上述矿物共生；②继而结晶石榴子石、阳起石呈脉状贯穿于前期岩石中；③在热液不断活动下，透辉石被阳起石交代现象层出不穷，绿帘石磁铁矿、磁黄铁矿同样也交代透辉石及阳起石等矿物，形成一些交代残余结构；④黄铁矿及先期黄铜矿期，其单独沿层面浸染透辉石、阳起石等、同时亦呈脉状充填于各种比它先形成的矿物；⑤绿帘石期，几乎均呈脉状，交代长石云母石英片岩及辉石现象明显；⑥脉状纤维阳起石期；⑦石英镜铁矿、黄铜矿期，矿物主要是充填，看不到交代现象；⑧碳酸盐期，主要是粒状方解石及方解石细脉。

4.2.2 矿床成因

罗拉-三叉坑矿床铁铜矿成矿有这样一种推论，其成矿是多期及复杂的，首先加里东期花岗岩的侵入原来的石灰岩及含钙镁质岩石中，由于岩浆中分泌的矽质铁质的加入，形成了石榴子石、阳起石、透辉石矽卡岩；残浆中亦存在一定含铁溶液，除参与造成含铁碳酸盐矿物以外，剩余铁质在氧化条件不足的情况下，结晶为磁铁矿。而区内矽卡岩中微粒-细粒的磁铁矿是燕山期细-中粒斑状花岗岩的侵入，带来了碳酸盐溶泉和大量铁质，沿脆弱带及裂隙上升，形成了脉状石榴子石、阳起石矽卡岩，不仅穿插于前期层间矽卡岩中，片岩也普遍遭受矽卡岩化，磁铁矿在适宜环境下即进行充填交代，促使矿体富集。该期岩浆中亦带有硫化物溶液上升，当温度下降时，硫化物溶液从残浆中分出，沿裂隙及破碎带，进行充填交代，在含矿的矽卡岩及片岩中，生成了浸染状、细脉状的黄铜矿，石英硫化物阶段，仍有黄铜矿的生成，但已属成矿的尾声。由于黄铜矿生成比磁铁矿稍晚，且有硫化物存在，岩石具遭受热水液蚀变，层间矽卡岩亦被绿帘石、绿泥石所复叠。据此，罗拉-三叉坑矿床的成因类型主要为高-中温热液充填交代矿床。

计文矿区位于罗拉-三叉坑铁铜矿床的东面边缘地区，其铜、锌矿的形成应在上述矿物形成阶段的后期，矽卡岩的形成则在矿化作用之前，据此分析，计文铜锌矿床成因类型主要为中-低温热液充填交代矿床。在铜、锌矿形成后，后期经受区域变质作用，致使区内铜、锌矿及矽卡岩矿物具有定向排列现象，与围岩矿物分布方向相同。

5 结束语

根据上述地质成果的综合研究表明，计文矿区的成矿地质条件好，矿床成因推论及分析合理，并已开采经生产验证；在这样一种成因模式下，可见周边及深部找矿前景较好，并对找寻同类型矿产具有一定的参考与指导意义。