论南岭成矿带大宝山斑岩型铜矿的特殊性及其勘查意义.pdf
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1、广东省大宝山矿床是南岭成矿带唯一的大型铜多金属矿床,此次研究在矿区中南部发现了细脉浸染状铜矿的新类型。为确定其是否为斑岩型铜矿的成因类型,本文在梳理南岭成矿带铜成矿条件和成矿规律的基础上,查明了矿区中南部英安斑岩的蚀变和铜矿化特征。综合研究认为南岭成矿带早侏罗世中酸性斑岩的小岩体较多,叠加多期断裂构造和碳酸盐岩建造,非常有利于铜多金属成矿物质的运移、富集。大宝山英安斑岩发育黑云母化、钾长石化、青磐岩化、绢英岩化、泥化等蚀变类型,铜矿化与绢英岩化、绿泥石化关系密切。大宝山铜矿中的英安斑岩沿逆冲推覆构造侵位并呈岩墙状产出,冷却过程中受区域构造应力产生了一组平行裂隙,岩浆房去气作用排出的热液沿裂隙蚀
2、变围岩并充填成矿。大宝山斑岩型铜矿取得的找矿勘查成果表明,“全位成矿,缺位找矿”理念可以有效指导靶区圈定和老矿山外围(深部)找矿勘查,早侏罗世的南岭具有形成较大规模斑岩型铜矿的条件。关键词斑岩型铜矿 细脉浸染状 成矿条件 大宝山 南岭成矿带中图分类号P612 文献标识码A 文章编号0495-5331(2023)04-0716-18Zhao Ruyi,Liu Fengyi,Wang Denghong,Zhang Xiong,Qin Jinhua,Li Kaixuan,Jiang Jinchang,Liu Wusheng,Li Tingjie,Lin Yan.The discussion on p
3、articularity and prospecting significance of the Dabaoshan porphyry copper deposit in the Nanling metallogenic beltJ.Geology and Exploration,2023,59(4):0716-0733.0 引言与钨锡矿床在全国具有举足轻重的地位相比(Wang et al.,2020;Legros et al.,2020),南岭成矿带的铜矿床规模和数量都不算突出(黄崇轲等,2001)。广东省大宝山铜多金属矿是南岭成矿带唯一的铜资源量达到大型规模的铜多金属矿床,其开采历史可追溯
4、至唐末宋初。1955年冬,接到凡洞村农民报矿后,多家地勘、科研单位合作,经研究勘查落实该矿床为上覆铁帽(大型),下伏铜(大型)、铅锌(大型)硫化物的复合型矿床,其共伴生的钼(大型)、钨(大型)、铋、镉、镓、铟、铊、铼、硒、碲、金、银等元素也达到了工业利用标准。其成因类型存在火山喷流型(葛朝华和韩发,1987;杨振强,1997)、热液型(刘姤群等,1985;黄崇轲等,2001;Mao et al.,2017;刘武生等,2019)、矽卡岩型(毛景文等,2008;应立娟等,2017;李智斌等,2022)和火山喷流叠加热液富集型(邱世强,1981;戴塔根等,2015;向建华等,2018)等多种争议。2
5、0062016年,以火山喷流型、热液型和矽卡岩型矿床成因机制与相应控矿要素为指导的找矿勘查,一直没有取得突破性进展。2017年,我们以铜钨成矿关系为研究切入点,认为doi:10.12134/j.dzykt.2023.04.003收稿日期 2022-05-27;改回日期 2023-05-20;责任编辑 宗兆建。基金项目 东华理工大学博士科研启动基金(编号:DHBK2019307)、中国铀业有限公司-东华理工大学核资源与环境国家重点实验室联合创新基金项目(编号:2022NRE-LH-17)和中国地质调查局中国矿产地质志委托业务项目(编号:H202100191)联合资助。第一作者 赵如意(1982年
6、-),男,博士,2016年毕业于长安大学,矿物学、岩石学、矿床学专业,地质工程师/助理研究员,主要从事成矿规律与找矿方向研究工作。E-mail:。通讯作者 王登红(1967年-),男,博士,研究员,博士生导师,主要从事成矿规律研究和稀有稀散稀土矿产调查评价工作。E-mail:。赵如意716赵如意等:论南岭成矿带大宝山斑岩型铜矿的特殊性及其勘查意义第 4 期大宝山是先铜后钨两期斑岩成矿,并建立了“双推双侵双控”成矿模式,其中英安斑岩既是铜矿的成矿母岩又是有利的赋矿围岩(赵如意等,2019,2021),通过调整勘探线方向和钻孔倾角,在大宝山矿区中南部英安斑墙内探获新增资源量Cu 40.9万吨(共伴
7、生 S 880 万吨、Ag 702 吨、Zn 18.6 万吨、Pb 8.3万吨),其蚀变矿化具有斑岩型铜矿的基本特征(赵如意等,2020a)。但是与典型的斑岩型矿床特征相比,该矿床的特殊性也十分明显。本文在分析南岭成矿带铜成矿条件,总结铜成矿规律的基础上,结合大宝山矿区中南部英安斑岩墙内赋存的斑岩型铜矿特征,讨论了大宝山斑岩型铜矿的赋矿岩体、容矿裂隙、矿化蚀变分带及致矿母岩成因的特殊性,并探讨了其找矿勘查意义。1 区域铜成矿条件与成矿规律南岭成矿带主体位于华夏地块中部(图1a),西起钦杭结合带,东至宁都-翁源断裂(F57),南抵佛冈-丰良东西向断裂南枝(F58),北达武功山南麓断裂(F42)(
8、陈毓川等,1989;徐志刚等,2008)。南岭成矿带的地层从新元古界到第四系都有发育,新元古界为一套浅海-半深海复理石夹火山碎屑岩建造,主要分布于东亚带(王登红等,2023),下古生界复理石夹碳酸盐岩建造主要出露于西亚带(牛志军等,2017)。上古生界是铜成矿有利的浅海碎屑岩和碳酸盐岩建造,主要为中上泥盆统至石炭系的白云岩、灰岩和生物碎屑灰岩(图1b)。中生界多继承上古生界的特点,演化为陆相或海陆交互相碎屑岩、含煤(局部夹火山岩)建造。新生界以陆内断陷沉积为主(赵如意等,2020b;王登红等,2023)。自新元古代中期扬子地块与华夏地块拼合以来,华南大陆进入陆内演化阶段(舒良树,2012;张国
9、伟等,2013;汤家富和戴圣潜,2016)。加里东运动产出的花岗岩、花岗闪长岩、闪长岩主要分布于前泥盆纪地层分布区(图1b),铜矿化规模较小。南岭地区印支期岩体以南北向或近南北向展布的大型岩基为主,燕山期岩体(群)则为东西向或近东西向展布的大型-超大型岩基(图1b)。虽然印支运动和燕山运动产生的褶皱、断裂为铜成矿岩体的侵位和铜矿体定位提供图1 南岭成矿带铜矿地质简图Fig.1 Geological sketch of copper deposits in the Nanling metallogenic belt1-中-新生代断陷盆地沉积;2-晚古生代至三叠纪盖层;3-下古生界及前寒武纪基底;
10、4-燕山期花岗岩;5-印支期花岗岩;6-海西期花岗岩;7-加里东期花岗岩;8-区域性深大断裂和主要断裂;9-南岭成矿带范围;10-省界;11-大型铜矿床;12-中型铜矿床;13-小型铜矿床;14-铜矿点;15-主要城市1-sedimentation of Meso-Cenozoic fault basin;2-Late Paleozoic to Triassic caprock;3-Lower Paleozoic and Precambrian basement;4-Yanshanian granite;5-Indosinian granite;6-Hercynian granite;7-Ca
11、ledonian granite;8-regional deep and major faults;9-range of Nanling metallogenic belt;10-provincial boundary;11-large copper deposits;12-medium-sized copper deposits;13-small copper deposits;14-copper deposit spots;15-major cities717地质与勘探2023 年了通道与空间,但是南岭地区燕山期大型-超大型花岗岩岩基的出露,表明该区遭受了强烈的抬升剥蚀,不利于中上部铜多金
12、属矿的保存。然而,在岩基的边部,仍然保存有一部分岩性为花岗闪长斑岩、英安斑岩、安山玢岩、黑云母花岗斑岩、石英斑岩的低侵位小岩体,它们出露面积较小或仍处于隐伏状态(王岳军等,2001;王登红等,2014)。这些岩体内部和周边也发现了规模不一、数量不等的铜多金属矿床、矿点和矿化点。在铜成矿带划分表中,南岭成矿带的铜矿被划归为赣湘粤桂褶皱带燕山-喜马拉雅期Cu(Pb、Zn、Ag、Sn)成矿带(黄崇轲等,2001)。从成矿时间上看,南岭成矿带与同熔型花岗岩相关的 Cu-Pb-Zn元素组合时间较早,如湖南铜山岭(王云峰等,2017)、宝山(路远发等,2006),广东大宝山(刘姤群等,1985;赵如意等,
13、2019;赵晨辉等,2022),而与改造型花岗岩有关的 Cu-Mo-W 元素组合略晚,如广东圆珠顶(楚克磊,2013;Mao et al.,2018)。从成矿空间上看(图1b),南岭成矿带东部亚带的地质格局主体是花岗质岩基侵入加里东构造层(AnD)后上覆中-新生代沉积盖层,仅有铜矿点和铜矿化点产出于岩基边部和外围断裂带附近。中部亚带晚古生代碳酸盐岩建造的发育,有利于铜多金属矿沿构造或层间滑脱带交代充填成矿,如广东大宝山矿床和湖南宝山矿床中部矿区(刘姤群等,1985;陈毓川等,1989;2014;路远发等,2006)。西部亚带主要出露古生界和加里东构造层(AnD),广东圆珠顶花岗斑岩和湖南铜山岭
14、花岗闪长岩这两个燕山早期小岩体分别形成了铜钼矿和铜铅锌多金属矿床(楚克磊,2013;王云峰等,2017;Mao et al.,2018),也有铜矿点沿断层发育于加里东构造层与上古生界过渡部位。值得注意的是,南岭成矿带铜多金属矿具有“大独立、小聚集”的特征。大宝山、圆珠顶、宝山和铜山岭等大中型铜多金属矿床都是孤立产出,而矿点则多沿断裂成串、成簇产出。尤其是西部亚带广西贵港市西侧甘棠镇至镇龙乡一带,面积约200 km2的寒武系细砂-粉砂质板岩和下泥盆统砂岩中,聚集了数十个铜多金属矿的小型矿床和矿点,推测该区深部可能有成矿隐伏岩体,具有较大的找矿潜力。2 大宝山矿区地质广东省大宝山铜多金属矿床位于韶
15、关市曲江区沙溪镇,区域上位于云开-大瑶山隆起带边缘晚古生代坳陷区的曲仁盆地东南缘(图2a)。大宝山矿区北部出露的寒武系八村群高滩组(2g)粉砂-泥质板岩,是矿区出露最老的地层(图2b)。其上不整合覆盖泥盆系,为矿区出露的主要地层。泥盆系自下而上为中下泥盆统桂头群(D1-2gt)砂砾岩、砂岩粉砂岩,中泥盆统东岗岭组(D2d)粉砂质、灰岩、泥灰岩、炭质泥岩、页岩和粉砂岩等,上泥盆天子岭组(D3t)泥质灰岩、白云质灰岩。大宝山矿区西部地层为下侏罗统金鸡组(J1j)炭质泥岩、石英砂岩夹粉砂岩(赵晨辉等,2022)。矿区断裂按产出先后顺序可分为 Fa、Fb和 Fc三组,即铜成矿前控岩控矿的北北西向断裂(
16、Fa)、钼钨成矿前近东向断裂(Fb)和晚期北东向断裂(Fc)。英安斑岩沿北北西向展布的逆冲推覆构造(Fa)侵位,矿区中南部英安斑岩墙长约 2.5 km,宽50300 m,其上部围岩为中泥盆统东岗岭组,下部围岩为下侏罗统金鸡组。矿区北部九曲岭英安斑岩长约1.5 km,宽约800 m。矿区中部大宝山花岗闪长斑岩(165 Ma)侵入至大宝山英安斑岩墙和九曲岭英安斑岩之间(Huang et al.,2017)。矿区北西部船肚花岗闪长斑岩可能原位于大宝山花岗闪长斑岩的深部,因北东向断裂错动上移至当前位置(应立娟等,2017)。最晚阶段产出的基性岩脉宽度一般在0.42 m,侵入至泥盆系、侏罗系、英安斑岩和
17、花岗闪长斑岩之中,侵入界线截然,可见明显的冷凝边。广东省大宝山矿区先有铜铅锌成矿,再叠加钨钼成矿作用,后因氧化淋滤作用形成表生褐铁矿(刘姤群等,1985)。次生褐铁矿、菱铁矿赋存于向斜核部氧化带内(古菊云等,1984),现已开采完毕。块状、似层状铜铅锌矿体赋存于英安斑岩上部外接触带的中泥盆统东岗岭组中,英安斑岩下部与侏罗系的接触带附近发育板状、长透镜状铜多金属硫化物矿体(赵如意等,2019)。矿体围岩蚀变强烈,先是高温阶段的角岩化、矽卡岩(大理岩)化,再叠加中温湿矽卡岩化、(黄铁)绢英岩化、硅化、绢云母化,最后出现方解石化、萤石化、石膏矿化等(瞿泓滢等,2014;赵如意等,2019)。根据矿石
18、矿物组合,大宝山矿区产出的铜多金属硫化物矿石类型主要有磁黄铁矿黄铜矿矿石、黄铁矿黄铜矿矿石、黄铜矿矿石、磁黄铁矿闪锌矿黄铜矿矿石、硫铁矿矿石、闪锌矿方铅矿矿石等(毛伟等,2013;瞿泓滢等,2014;Su et al.,2019;Wang et al.,2019;Qu et al.,718赵如意等:论南岭成矿带大宝山斑岩型铜矿的特殊性及其勘查意义第 4 期图2 粤北大宝山铜多金属矿区域地质(a,b)、矿区地质图(c)(据赵如意等,2020a)Fig.2 Map showing regional geology(a,b)and mining geology(c)of the Dabaoshan
19、Cu-polymetallic deposit in northern Guangdong Province(after Zhao et al.,2020a)1-侏罗系金鸡组;2-石炭系测水组;3-上泥盆统天子岭组;4-中泥盆统东岗岭组;5-中下泥盆统桂头群;6-寒武系高滩组;7-石炭系-第四系;8-泥盆系;9-前泥盆系;10-花岗岩;11-燕山早期第二阶段花岗闪长斑岩;12-燕山早期英安斑岩;13-大理岩;14-灰岩;15-云英岩化;16-矽卡岩化;17-角岩化:18-细脉状铜矿化;19-逆冲推覆构造;20-断层;21-地质界线与推测界线;22-老勘探线及编号:23-斑岩型铜矿勘探线及编号:
20、24-已施工见矿孔;25-遇块状硫化物矿体采空区钻孔1-Jurassic Jinji Formation;2-Carboniferous Ceshui Formation;3-Upper Devonian Tianziling Formation;4-Middle Devonian Donggangling Formation;5-Middle to Lower Devonian Guitou Group;6-Cambrian Gaotan Formation;7-Carboniferous to Quaternary;8-Devonian;9-Predevonian;10-granite;1
21、1-second stage of Early Yanshanian granitic diorite porphyry;12-Early Yanshanian dacite porphyry;13-marble;14-limestone;15-greisenization;16-skarnization;17-hornalization;18-fine-veined copper mineralization;19-thrust nappe structure;20-faults;21-geological boundary and inferred geological boundary;
22、22-previous exploration lines and numbers;23-exploration lines and numbers of porphyry copper deposits;24-constructed drilling holes;25-drilling holes in the goaf of massive sulfide ore bodies719地质与勘探2023 年2020)。辉钼矿和白钨矿与大宝山花岗闪长斑岩相关,辉钼矿主要呈细脉状、浸染状分布于花岗闪长斑岩接触带附近,白钨矿则与石英脉一起穿插于铜多金属矿体及其围岩之中,或是呈浸染状分布于石英脉附近
23、(赵如意等,2019)。3 大宝山斑岩型铜矿特征本节所述大宝山斑岩型铜矿是指产出于矿区中南部英安斑岩墙内的陡倾细脉-浸染状铜矿,此为20182020年大宝山矿区中南部勘查落实的新增铜资源量的主要类型(图2c)。矿区中南部大宝山英安斑岩墙宏观上呈下宽上窄、北宽南窄的楔形,侵位于泥盆系与侏罗系之间的逆冲推覆构造带中。英安斑岩蚀变强烈,从早到晚依次发育黑云母化(图3a、c)、钾长石化(图3c)、青磐岩化(图3f、g)、绢英岩化(图 3d、e)、泥化等蚀变,分带性特征明显。黑云母化英安斑岩呈暗褐色,基质中重结晶出大量褐红色微晶黑云母,呈鳞片状均匀分布或集合体产图3 大宝山斑岩型铜矿蚀变矿化与脉体特征图
24、Fig.3 Photos of alteration mineralization and veins characteristics from the Dabaoshan porphyry copper deposit a-黑云母化英安斑岩;b-黑云母化微观特征;c-钾长石化沿A脉叠加于黑云母化之上;d-绢英岩化英安斑岩及其中发育的B脉和D脉;e-绢英岩化英安斑岩微观特征;f-青磐岩化带内绿泥石化英安斑岩;g-绿泥石化英安斑岩;h-C脉;i-H脉;j和k-细脉状硫化物;l-绿泥石化英安斑岩;Bi-黑云母;Cc-方解石;Chl-绿泥石;Cpy-黄铜矿;Po-磁黄铁矿;Pro-青磐岩化;Py-黄
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