河南金东矿区震旦-寒武系浅变质岩地质特征

河南金东矿区震旦-寒武系浅变质岩地质特征

铜矿带中段位于武夷山成矿带南端西侧。武夷山成矿带是我国华南地区重要的有色金属、稀有金属成矿带,先后找到并评价了德兴斑岩铜矿床、冷水坑斑岩型银铅锌矿床、岩背斑岩型锡矿床、紫金山斑岩型铜金矿床等,显示该成矿带具备寻找斑岩型矿床的优越地质条件。铜坑嶂钼矿床的找矿成果,不仅具有重大的经济价值,而且为武夷山成矿带的成矿规律研究提供了宝贵的资料。1断裂构造及其矿质区内出露岩层包括震旦系、寒武系、石炭系、二叠系、侏罗系、白垩系和第四系。震旦系和寒武系的岩层经加里东期构造变动,成为该区的褶皱基底。上古生界岩层形成沉积盖层。中新生界岩层多为断陷盆地沉积。区域构造以断裂构造发育为特征,具控岩控矿作用。主要的断裂构造是:①NE～NNE向断裂,形成NNE向规模巨大的构造——岩浆岩带;②NW～NNW向断裂带,由NW～NNW向压性断裂及其派生的次级扭性断裂和张性断裂组成的断裂带。在局部地段控制了成矿岩体的侵位和产出;③近EW向断裂带,该断裂带由EW向或近EW向压性断裂及派生的低级别的断裂组成,其产出受区域性的NE、NW向断裂的限制。区域内岩浆活动频繁,主要产物是中生代形成的酸性-中酸性的侵入岩,它们与区内的钼、钨、铜、锡及钽铌、稀土元素矿化之间存在着密切的空间上和成因上的联系。其岩性为中粗粒似斑状黑云母花岗岩、细粒少斑黑云母花岗岩、花岗斑岩和石英斑岩等。2矿区地质特征2.1岩石结构构造铜坑嶂钼矿区出露的岩层属震旦系寻乌组和下寒武统牛角河组浅变质岩。按其岩性和岩性组合特征可分为砂岩类岩石和板岩类岩石。砂岩类岩石岩石呈深灰色,细粒花岗变晶结构、变余砂状结构,块状或层状构造。碎屑矿物是石英(46%～70%)、白云母(3%～5%)、黑云母(5%～30%)及少量长石。胶结物为泥质硅质,具锒嵌式或基底式胶结。板岩类岩石岩石的新鲜面呈深灰色,鳞片变晶结构或花岗鳞片变晶结构,块状构造。主要的组成矿物是黑云母(5%～70%)、白云母(5%～25%)、绢云母(10%～80%)、绿泥石(5%～10%),少量的粘土矿物(水云母、伊利石等)。2.2铜坑3nw向断裂断裂系断裂是铜坑嶂矿区的重要控岩控矿构造。按照断裂的产状及其控岩控矿特征,将矿区的断裂分为三组:NE～NNE向断裂、NW～NWW向断裂和近EW向断裂。矿区内的NE～NNE向断裂是区域性NE～NNE向断裂的次级断裂,其规模较小,延长一般为数百米,断裂破碎带的宽度为数十厘米至1米;断裂面粗糙不平,破碎带内发育构造角砾岩,显示该断裂的张性特征;该组断裂是铜坑嶂矿区石英脉型黑钨矿化和蚀变破碎带型铜矿化的主要控矿构造。NW～NWW向断裂的延长一般为数百米,断裂破碎带的宽度为数+厘米至数米,其中发育有构造角砾岩,说明这组断裂属张扭性断裂。它们是铜坑嶂钼矿区蚀变岩型铜、锡矿化的控矿断裂。NE～NNE向断裂和NW～NWW向断裂的汇合部位控制了矿区的侵入岩与隐爆角砾岩的定位空间。近EW向的断裂带由一组近于平行产出的断裂和裂隙带组成,其延长约700m,破裂带宽数米;断裂带走向近EW,倾向S,倾角70°+。铜坑嶂的钼矿化主要受这组断裂带控制。3花岗斑岩与细粒少斑黑云母砂岩矿区的岩浆岩是早白垩世形成的酸性岩类,其同位素年令值125Ma125×106年,主要岩性是细粒少斑黑云母花岗岩、花岗斑岩和石英斑岩。细粒少斑黑云母花岗岩呈NE向的不规则状岩株产出。岩石具似斑状结构、细粒花岗结构,块状构造。其斑晶的含量为(2%～5%),由石英、钾长石及少量的黑云母组成,基质为长英质矿物,副矿物包括锆石、独居石、磷灰石、榍石、钛铁矿、电气石和绿帘石等。岩石化学成分资料列入表1。受成矿热液的影响,岩石呈现强烈的硅化、黑云母化、钾化和云英岩化,在蚀变岩石内,可见到呈微细脉状、浸染状产出的辉钼矿化。细粒少斑黑云母花岗岩是铜坑嶂矿区钼矿化的重要含矿岩石。花岗斑岩呈近EW向岩株产于矿区中部,与细粒少斑黑云母花岗岩呈渐变关系。岩石具斑状结构、块状构造。其斑晶含量为(20%～47%),粒径0.5～6mm,由自形、半自形的石英、钾长石和斜长石组成;基质具显微花岗结构。花岗斑岩以富含黄玉为特征,其黄玉的含量为(1%～13%),黄玉呈显微粒状或柱状集合体产出。岩石化学资料列入表1。据赣南地调队的测定,花岗斑岩的87Sr/86Sr初始比值为0.7286,δ1SO石英值为12.08‰,εNd(0)值为6.9,与陆壳重熔岩浆形成的花岗岩类岩石特征一致.经勘查工程揭露,铜坑嶂矿区的钼矿化主要赋存在花岗斑岩内。石英斑岩为深灰色至黑色的岩石,具斑状结构、块状构造,呈岩脉状产于矿区内。岩石的斑晶含量为5%～10%,主要由他形-半自形粒状石英组成,基质具隐晶质结构或显微花岗结构,其组成矿物为更长石、石英及钾长石。在石英斑岩与细粒少斑黑云母花岗岩的接触带,发育微纹状硅质岩,也见到宽40～50cm的石英斑岩脉侵入到花岗斑岩内,其两侧发育宽约6～7cm的硅化带,表明石英斑岩是晚于花岗岩的岩浆结晶作用产物。石英斑岩的岩石化学资料如表1所示。在石英斑岩内发现铜、锡矿化。在矿区的东南部,出露有隐爆角砾岩,它们呈岩筒状产出,最大岩筒的出露面积为300m×450m。这种岩石呈深灰色、黄褐色、灰白色、浅肉红色,具角砾状构造,角砾的含量为45%～55%,砾径变化大,为3×5cm2～50×100cm2。角砾的岩性组成复杂,主要是为花岗斑岩、变质砂岩、板岩、片岩等;其形态多样,常为棱角状、次棱角状或次圆形;在岩筒内,角砾杂乱排列,大小混杂。角砾岩的胶结构含量为55%,其成分为花岗质熔浆或硅质,也见有铁质、绿泥石或石英细脉。隐爆角砾岩筒与其围岩的界限清晰,接触面向外倾斜,倾角为74°～80°。岩筒的岩石遭受强烈的硅化和绿泥石化等蚀变作用,伴之出现微弱的铜、锡矿化。4矿体与矿体的组成特征(1)铜坑嶂矿区的钼矿化赋存在矿区的北部花岗斑岩的内外接触带,按矿体的产状特征划分为走向NEE～SWW向和走向近SN向的钼矿化带.经初步勘查,认为前者的工业价值较大。(2)经地表槽探,浅部坑探和少量深部钻探揭露,在NEE～SWW向钼矿化带内,已圈定工业矿体71个,其中主要工业矿体7个,它们的形态、产状、规模及品位资料列入表2。(3)按照钼矿化体的形态、产状及其矿物组成等,将钼矿化分为三类:含辉钼矿的萤石石英脉、含辉钼矿的裂隙脉和浸染状产出的辉钼矿化。含辉钼矿的萤石石英脉构成铜坑嶂矿区钼矿化带的富矿体,脉体走向NEE,主要倾向为SSE,倾角40°～50°;沿走向方向,脉体的形态、产状较稳定,脉壁平直、光滑,与围岩的界限清晰,显示脉体为含矿热液充填扭性裂隙的产物;脉体厚度一般为数十公分,少数或局部膨大达1m以上;其矿物组成为萤石、石英、钾长石、含锂黑云母、辉钼矿、黑钨矿、独居石等,辉钼矿呈片状、团块状产于近脉壁处,与含锂黑云母、独居石共生。按脉体的主要矿物的相对含量,可细分为石英萤石脉、长石石英脉和萤石石英脉等。含辉钼矿裂隙脉是指厚度小(一般仅1～3mm)、延伸短(一般仅2～3m)、组成矿物简单(黑云母、辉钼矿和石英、少量萤石),辉钼矿呈细小他形晶或薄膜状分布在裂隙壁上的脉体。单条脉体因厚度小、延伸短,不能构成工业矿体,但是,它们常成群成带出现,且脉侧围岩中存在浸染状辉钼矿,共同组成细脉浸染状钼矿体。浸染状辉钼矿化是指辉钼矿呈细小片状或片状集合体产于黄玉石英岩(次生石英岩)内,构成独立的矿体,这类矿体产于花岗斑岩或细粒少斑黑云母花岗岩的顶突部位,与似伟晶岩有密切的空间联系。(4)钼矿化带内出现伟晶岩囊色体(似伟晶岩)是铜坑嶂矿区的一个特征。似伟晶岩的矿物组成类似含辉钼矿石英萤石脉,但其石英、钾长石含量较多,云母、萤石和辉钼矿含量较少;似伟晶岩石的组成矿物,其自形程度较高、晶体的粒径较粗大;似伟晶岩一般呈不规则状团块或囊色体产出,直径大者达2～3m,少者仅数公分,它们与其主岩之间呈渐变过渡关系。(5)矿石的化学成分铜坑嶂矿区钼矿石的化学成分:w(Mo)为0.12×10-2,w(Cu)为0.067×10-2,w(Sn)为0.038×10-2,w(WO3)0.068×10-2,w(Pb)为0.021×10-2,w(Zn)为0.027×10-2,w(S)为0.17×10-2,w(SiO2)为71.0×10-2,w(CaF2)为4.30×10-2,w(CaCO3)为0.73×10-2(根据选矿试验样的资料)。从这些资料中,可以发现:矿石的SiO2、CaF2含量较高,成矿元素中,Mo的含量较高,反映矿石的石英(SiO2)、萤石(CaF2)及辉钼矿含量较高,与前述的矿体属含辉钼矿的萤石石英脉一致。矿石的结构主要为半自形-自形的片状(辉钼矿、云母)、柱状或粒状(石英、萤石、独居石)结构。矿石构造为块状、梳状、稠密或稀疏浸染状及细脉-浸染状构造等。(6)近矿热液蚀变作用铜坑嶂矿区的热液蚀变作用发育,其中与钼矿化有关的蚀变作用是钾长石化、黑云母化、云英岩化、黄玉化、萤石化、硅化、绢云母化和绿泥石化。钾长石化主要发育在花岗斑岩内,蚀变作用形成的钾长石呈微细脉状或变斑晶产于岩体内,有时见及浸染状产出的细小辉钼矿赋存在钾长石化地段。黑云母化呈裂隙脉产出,裂隙脉主要由黑云母、石英(燧石)及辉钼矿组成。当脉体的钼含量达工业要求时,它们构成裂隙脉型矿体。云英岩化发育于花岗斑岩或细粒少斑黑云母花岗岩顶突部位。蚀变岩石主要由黄玉和石英组成,随这种蚀变矿物相对含量的变化,它们相应地变为黄玉岩、黄玉石英岩和云英岩。该蚀变岩呈淡黄灰色,微晶结构、块状构造。黄玉呈针状、放射状集合体相嵌于微晶石英中。化验结果显示,岩石的Mo含量已达工业品位,是铜坑嶂矿区的重要矿石类型之一。萤石化是铜坑嶂矿区内分布广泛的,与钼矿化关系密切的蚀变作用,表现为蚀变形成的萤石呈微细脉状或浸染状散布于含矿花岗斑岩和细粒少斑黑云母花岗岩内。萤石化是区分含矿花岗斑岩(细粒少斑黑云母花岗岩)与不含矿的花岗斑岩(细粒斑状黑云母花岗岩)的重要标志之一。硅化是铜坑嶂矿区内最发育的一种蚀变作用。广泛地见于各类岩石中,发育于石英斑岩内的硅化与铜锡矿化关系密切,硅化形成的石英细脉内存在呈浸染状产出的黄铜矿、黄铁矿、方铅矿和闪锌矿等(化验结果显示,硅化石英斑岩的锡含量已达到工业品位)。花岗斑岩和细粒少斑黑云母花岗岩内的硅化与钼矿化关系密切,在硅化形成的石英团块或石英细脉附近,见及较多的细小辉钼矿产出。绢云母化和绿泥石化主要发育于石英斑岩内,与钼矿化无关或关系不密切。5岩浆类成岩成矿(1)经过一年多的地质勘查工作,确认了铜坑嶂矿床是一个以钼为主的矿床,其矿床的地质、地球化学特征和找矿标志、评价准则具有代表性,它们对南岭地区寻找钼矿床(或以钼矿为主的矿床)具有参考和借鉴作用。(2)与铜坑嶂钼矿床存在密切的空间、时间和成因联系的岩浆岩是花岗斑岩或细粒少斑黑云母花岗岩。这类花岗岩的地质、地球化学特征不同于我国秦岭东段钼矿床(金堆城、南泥湖、三道庄等矿床)的成矿母岩,却类似我国南岭地区钨锡钼矿床(大吉山、栗木、漂矿、西华山等矿床)的成矿母岩,以高锂(含锂黑云母、黑鳞云母)、高氟(黄玉、萤石)为特征。因此,在南岭地区开