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扬子古大陆新元古代东南缘铜矿床形成及控矿岩性分析

时间:2023-10-08 理论教育 版权反馈
【摘要】:寺田坪铜矿床赋存于马底驿组第三段上部的紫红色条带状粉砂质板岩中,含铜岩系由灰绿色粉砂质板岩、绢云母板岩及粉砂岩透镜体、铜矿层等组成,严格受岩性及岩相控制。矿石矿物主要有孔雀石、黄铁矿、褐铁矿,偶见黄铜矿。2)岩性控矿已发现的铜矿多数产于马底驿组紫红色条带状粉砂质板岩所夹富含砂质、粉砂质条带的灰绿色粉砂质板岩中,如寺田坪、杨堡、张家坪铜矿(床)点。晒谷塔铜矿则产于马底驿组硅化白云岩及白云质板岩中。

扬子古大陆新元古代东南缘铜矿床形成及控矿岩性分析

主要有寺田坪式铜矿,成矿时代为南华纪马底驿期,主要分布在沅陵地区,寺田坪式铜矿所占资源量比例约为湖南铜矿储量的3.6%。

寺田坪铜矿床赋存于马底驿组第三段上部的紫红色条带状粉砂质板岩中,含铜岩系由灰绿色粉砂质板岩、绢云母板岩及粉砂岩透镜体、铜矿层等组成,严格受岩性及岩相控制。其岩性特征非常明显,为一套灰绿色的岩石组合,与围岩(紫红色)截然不同,颜色浅,俗称矿化层或浅色层,两者岩石特征见表5-2。

表5-2 含矿岩系与围岩岩石特征对比表

(一)矿化层特征

铜矿化是矿区唯一的矿化类型,严格受岩性、岩相控制,主要发生于富含砂质、粉砂质条带的灰绿色粉砂质板岩中,一般来说,其厚度越大,矿化越强,但厚度太大,则矿化分散而不利于集中,太薄则反映当时的沉积环境延续时间较短,矿质来源有限而难形成规模。据统计,矿层的厚度一般1.00~6.00m,铜矿化较好,易形成铜矿体。

矿体形态及规模:地表发现规模不等的铜矿(化)层15个,地表出露长500~5 000m,彼此平行顺层分布,矿层于走向上总体呈层状、似层状分布于尹家岭背斜的两翼(图5-4),间距随地层产状的变化而变化,以横穿矿区中部的蓝溪河为界,北部地层产状普遍较陡,因此矿层出露密集,矿层间距较小,一般10~60m,总体倾向北西,受F10断裂构造的影响。矿石矿物主要有孔雀石黄铁矿褐铁矿,偶见黄铜矿。脉石矿物有石英黏土矿物及少量绿泥石、黑云母、长石方解石白云石等。

图5-4 寺田坪矿区铜矿C线剖面图(据湖南地勘局407队资料)

1.砂质板岩;2.矿化层及编辑;3.断层及编号;4.马底驿组

矿体平均厚度1.92m,平均品位1.53%。全矿区品位0.4%以上矿体铜金属量(333+3341)总资源量为8×104t。

化学组合样分析得知,铜矿石中伴生银并达到伴生银工业指标要求,计算银资源量54.39t,平均银品位达10.41×10-6

(二)控矿因素

1.地层、岩性、岩相古地理控矿作用

1)层位控矿

根据区内铜矿床和铅锌矿床产布特征并结合区域资料分析研究,区内铜矿床主要赋存于板溪群马底驿组中,如寺田坪、杨堡、张家坪、晒谷塔铜矿(床)点及松溪金、铜矿点均产于其中。铅锌矿床主要赋存于上震旦统陡山沱组中,如董家河、米家垄、升天坪等铅锌矿(床)点均产于其中。层控特征明显。

2)岩性控矿

已发现的铜矿多数产于马底驿组紫红色条带状粉砂质板岩所夹富含砂质、粉砂质条带的灰绿色粉砂质板岩(即浅色层)中,如寺田坪、杨堡、张家坪铜矿(床)点。晒谷塔铜矿则产于马底驿组硅化白云岩及白云质板岩中。(www.xing528.com)

3)岩相古地理控矿

区内铜矿床主要赋存于板溪群富含火山凝灰质的紫红色夹灰绿色的钙质-砂泥质复理石建造中,它代表滨外陆棚相氧化 还原环境。

2.变质作用控矿

在区域低级变质作用过程中,绢云母化对铜矿具有大的改造富集作用,它制约着铜的活化、迁移和富集。

3.构造作用控矿

本类型铜矿的构造作用控矿不明显,但后期构造活动对矿体具有一定的改造富集作用,在断裂、裂隙发育处,铜矿体明显变厚变富。

(三)矿化富集规律

(1)铜矿化直接赋存于灰绿色粉砂质板岩中(俗称矿层或浅色层),与其规模正相关,矿层出露越长,延伸稳定,厚度在3~6m之间,往往见富矿体。

(2)砂、粉砂微层(条带)密集发育且厚度较大的矿层,一般铜品位较高,往往见富矿体。

(3)铜矿体在空间上具有等距性分布,无矿段一般为400~600m。

(4)后期小裂隙发育地段,有利于铜矿次生富集,明显变厚变富。

(四)矿床成因探讨

武陵运动后,板溪期扬子陆缘裂解形成断阶式陆缘裂谷盆地。马底驿期,气候干燥,沉积盆地内海底火山活动较频繁,同生沉积断裂发育,形成了一套以巨厚紫红色夹灰绿色黏土、泥砂质为主的滨外陆棚相复理石沉积,反映了氧化还原环境。紫红色岩石组合反映当时处于炎热条件下氧化面以上的沉积,有利于成矿物质在氧化环境中溶解。灰绿色岩石组合则表示处于氧化界面以下的深水沉积,有利于黏土、泥质充分吸附来自古陆、海底火山喷发及同生沉积断裂从深部带入水盆地中的Cu元素发生沉淀。因此,在沉积成岩过程中初步形成具高背景Cu含量的矿源层。矿床赋存于马底驿组第三段的紫红色粉砂质板岩夹灰绿色粉砂质板岩中,受地层岩性控制。马底驿组既是重要的矿源层,也是重要的含矿层。在后期区域构造应力作用下,区内形成了一系列规模大的北东向构造,构造运动产生的褶皱、断裂及由此导致的区域变质作用,将分散于地层中的铜和其他成矿物质及矿化剂活化、迁移,在粗屑粒级沉积微层中沉淀、叠加再造而形成矿床。

综上所述,本矿床形成机理如下:马底驿期,来自古陆、海底火山喷发及同生沉积断裂从深部带入水盆地中的Cu元素,被黏土、泥质吸附的Cu元素在还原环境沉积条件下沉淀,在沉积成岩过程中初步形成矿源层。后期的构造运动,一方面使马底驿组地层褶皱、倒转并发生层间滑动;另一方面构造运动形成的构造与区域变质热液,将分散于地层中的Cu和其他成矿物质及矿化剂在砂质微层中发生活化、迁移,在一定的条件下发生沉淀而形成矿床。初步认为矿床类型属沉积(变质)改造型铜矿床。

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