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滇西北香格里拉春都斑岩铜矿成矿模式及找矿标志

2021-06-18

现代矿业 2021年4期
关键词:长玢岩花岗闪黄铜矿

付 淳

(云南铜业矿产资源勘查开发有限公司)

云南香格里拉春都斑岩铜矿位于松潘—甘孜褶皱系中甸褶皱带的格咱复向斜内,地处古特提斯—喜马拉雅成矿域义敦岛弧南缘[1]。区内构造—岩浆活动剧烈,先后经历了印支期岛弧发育阶段、燕山期碰撞阶段及喜马拉雅晚碰撞阶段3个成矿作用阶段,尤以印支期发育最甚。格咱弧间火山盆地的火山活动在印支期发育强烈,形成大量中、基性火山岩,多为亚碱性系列玄武岩—安山岩组合。与此同时,壳幔型中酸性浅成斑(玢)岩在该阶段相伴而生,主要形成石英闪长斑岩、石英二长斑岩、闪长玢岩及石英闪长玢岩组成的复式岩体,于岩体内、外接触带产出斑岩型铜(金)矿,春都铜矿是其中的典型代表[2-4]。自上世纪70年代发现矿床以来,前人先后在矿区开展了大量工作,研究多集中于岩石地球化学、成矿年龄、矿化特征等方面,关于矿床成矿模式的阐述鲜少涉及。本研究在野外地质调查及室内综合研究的基础上,深入剖析矿床成矿要素,建立矿床成矿模式,厘定找矿标志,以期为矿床下一步勘查开发利用提供指导。

1 区域成矿背景

春都铜矿隶属于中甸西斑岩带,主要出露三叠系地层,以曲嘎寺组(T3q)、图姆沟组(T3t)分布最为广泛。印支期内,花岗闪长玢岩频繁侵入图姆沟组二段(T3t2)地层,接触部位发育角岩化、绢云母化、绿泥石化等强烈的围岩蚀变[5-9]。受区内多期次构造运动的影响,区域构造发育,总体由一系列近平行(NW向)的褶皱、同向断裂组成构造格局,共同控制着区内岩浆活动、沉积建造、变质作用及矿床(点)的发育。区内岩浆岩发育,以大面积出露的安山岩及大规模浅成—超浅成多期次中酸性岩为典型标志,强烈的岩浆活动普遍伴随着强烈的热液蚀变作用,其中硅化、钾长石化、黑云母化与矿化关系密切。

频繁的构造—岩浆活动为区域提供了优越的成矿条件,形成了斑岩型、矽卡岩型、构造—热液型、热液脉型等多种类型的矿床,自格咱岛弧东部至中部,分别展布NW—SE向的休瓦促—沙都格勒钨钼矿亚带、普朗—红山铜多金属矿亚带、雪鸡坪—阿热铜多金属矿亚带,春都铜矿即是位于格咱成矿带中部雪鸡坪—阿热铜多金属矿亚带的典型斑岩型铜矿床,严格受控于印支期壳—幔中的斑(玢)岩[10-11]。

2 矿区地质特征

2.1 地 层

矿区主要出露三叠系上统图姆沟组(T3t),根据岩性不同可划分为2段:第一段(T3t1)为灰~深灰色板岩、绢云板岩、变质砂岩夹灰岩组成,第二段(T3t2)大面积分布于矿区中—东部,岩性主要为灰—深灰色板岩、变质长石石英砂岩、蚀变安山岩。图姆沟组(T3t2-1)第二段下部为印支期闪长玢岩的主要侵入层位,于矿区F2北缘出露地表,沿北西向逐渐隐伏于地下深处,表明区内斑岩体侵位自南东向北西逐渐加深,呈侧向雁列式排列。北东角分布少量三叠系曲嘎寺组二段(T3q2),与上覆图姆沟组呈假整合接触(图1)。

2.2 构造

矿区总体位于红山复式背斜西翼次级褶皱的东翼,自西向东出露三叠系上统图姆沟组第二段、第一段,总体呈NW—SE向,与区域构造格架基本一致。矿区位于区域格咱断裂东侧,因地表覆盖较厚,故目前仅沿春都河追索到F2断层,往东延伸至热绒—普朗一带,总体呈NE向展布,破碎带宽20~300 m。

受多期次构造活动的影响,矿区侵入的闪长玢岩中发育密集的节理裂隙,由3组节理相互交错为网状裂隙系统,裂隙宽度多集中于1~2 mm,多由石英—碳酸盐脉或硫化物石英—碳酸盐脉充填。早期发育的石英脉颜色深暗,填充矿物多含黄铜矿、黄铁矿,是细脉浸染状矿化的标志。岩体中NW向裂隙带是有利的成矿构造部位。

2.3 岩浆岩

矿区岩浆岩发育,以侵入岩为主,火山岩次之。春都复式岩体主要侵入图姆沟组第二段板岩、砂岩中,多见闪长玢岩、花岗闪长斑岩呈岩株或岩脉产出,总体沿NWW向展布,倾向北东,倾角较陡(60°~70°)。前已述及,区内矿化与硅化、钾化等围岩蚀变紧密相关,矿区内花岗闪长斑岩严格控制着铜矿(化)体的空间产出,铜矿化多赋存于花岗闪长斑岩及其邻近的闪长玢岩中,是矿区主要的成矿母岩。花岗闪长斑岩浆上侵运移至花岗闪长斑岩体顶部裂隙系统及闪长玢岩体中,造成岩体发育热液蚀变的同时,通过充填交代等作用形成细脉浸染状铜矿(化)体。

2.4 围岩蚀变

矿区发育硅化、绢云母化、黑云母化、钾长石化等多种围岩蚀变,自岩体外围往岩体内部发育6个蚀变带,矿化强度逐渐增强:①岩体最外缘发育绢云母化及泥化带(SeKa),蚀变类型以高岭石化、绢云母化为主,矿化强度最弱;②青磐岩化带(CHEp)蚀变类型主要为绿帘石化、绿泥石化,发育微弱黄铜矿化(Cu0.07%);③硅化带(Si)主要见硅化分布于破碎带附近或侵入裂隙发育的岩体中,岩体裂隙发育程度与矿化呈显著的正相关,以暗色石英脉中黄铜矿含量较高;④硅化黑云母化带(SiBi)规模较小,分布于绢英岩化带中,多见网脉状黄铜矿嵌布于石英脉中,偶见星点状黄铜矿分布于硅化黑云母化闪长玢岩中,Cu品位达0.5%;⑤绢英岩化带(SeSi)蚀变类型以硅化、绢云母化为主,主要发育于闪长玢岩体构造裂隙或破碎带等热流体对流循环强烈的地段,多见网脉状~脉状黄铜矿、黄铁矿,Cu平均品位0.14%;⑥硅化钾化带(KSi)呈“针尖”状产于矿化中心部位花岗闪长斑岩体与闪长玢岩体接触带中,蚀变类型以钾化、硅化为主,矿化程度极高,多见黄铁矿、黄铜矿和少量斑铜矿呈网脉状产于石英脉中,Cu品位达1.64%。

3 矿床地质特征

3.1 矿体特征

矿床内矿(化)体主要赋存于花岗闪长玢岩中,部分低品位矿(化)体则产于图姆沟组二段(T3t2)与印支期闪长玢岩接触的角岩中,铜矿化与闪长玢岩等赋矿岩石的节理、裂隙发育程度呈正相关。矿床内共探获10个矿体群,其中,I、VII、X矿体群品位低、规模小,赋存于印支期闪长玢岩中;VI矿体群赋存于石英脉中;III、VIII、IX矿体群赋存于侵入岩体与围岩基础带的角岩中(图2)。在矿区圈定的41支矿体中,以IV-1工业矿体规模最大,占矿床总资源量34%以上,II-1、III-2、IV-6、V-1共4支矿体占总资源量38%(表1)。

3.2 矿石矿物特征

矿石矿物组成复杂,硫化物主要包括黄铜矿、闪锌矿、蓝辉铜矿、黄铁矿等,脉石矿物以石英(41%)、斜长石(15.9%)、绢云母(12.5%)、钾长石(10%)为主,偶见黑云母、绿泥石。各蚀变分带发育不同的矿物共生组合:青磐岩化带发育的浸染状黄铜矿—黄铁矿—磁铁矿—绿泥石—绿帘石组合多富集形成低品位矿体;岩体下部发育细脉浸染状长石—石英—金属矿物组合,多富集形成工业矿体;黄铜矿—黄铁矿—石英、黄铜矿—黄铁矿—方解石多以脉状形式产出,形成工业矿。

3.3 矿石结构构造

矿石结构以斑状(似斑状)结构、变余状结构、交代结构为主,其中,斑状结构是矿石脉石矿物的主要结构,斑晶由0.3~7.5 mm的他形粒状—半自形板柱状斜长石、钾长石、石英和片状黑云母等呈星点状分布,基质由细粒(≤0.1 mm)的显微晶质长石、石英镶嵌而成,局部见细粒基质矿物沿长石斑晶大颗粒边缘交代呈锯齿状;交代结构是矿石金属矿物、脉石矿物的次要结构,可见鳞片状绢云母普遍交代斜长石,黑云母沿解理被绿泥石、方解石交代退变为白云母,晶型轮廓保留,偶见他形粒状方解石不均匀充填交代长石。

矿石主要呈浅灰色、灰白色、浅黄色,矿物集合体混杂无序分布构成块状构造,部分矿石中发育星散状黄铜矿、黄铁矿、毒砂等,构成星点—稀疏浸染状构造。

4 矿床成矿模式

4.1 成矿母岩

据观察,矿区花岗闪长斑岩中发育闪长玢岩捕虏体,花岗闪长斑岩脉两侧出现对称褪色现象,兼之前人岩石地球化学分析得出闪长玢岩岩浆分异程度低于花岗闪长斑岩的结论,表明闪长玢岩早于花岗闪长斑岩形成。印支期闪长玢岩形成后,花岗闪长斑岩岩浆沿倾向NE向的断层破碎带上侵冷却成岩。此外,花岗闪长斑岩与闪长玢岩接触带附近黄铜矿化发育强烈,矿(化)体集中分布于此接触带附近。前已述及,矿区围岩蚀变自花岗闪长斑岩体中心往外蚀变程度逐渐减弱,反映出矿区围岩蚀变与花岗闪长斑岩关系密切。

由此可知,矿区内含矿热液为花岗闪长斑岩侵入成岩后期形成,含矿热液沿早期形成的花岗闪长斑岩及闪长玢岩裂隙进入,与其发生钾化、硅化、黑云母化、绢云母化等围岩蚀变,并伴随着浸染状、网脉状黄铜矿的产出,可进一步推断出矿区成矿母岩为印支晚期花岗闪长斑岩。

4.2 构造控矿

矿区受东西向洋盆挤压俯冲作用的影响,中甸弧区西斑岩带的NWW向断裂构造发生左行走滑,并由此派生一定量NE—SW向的局部引张,产生NNW向低压构造裂隙系统,尤以闪长玢岩体内部裂隙的导岩(矿)和容岩(矿)作用最为显著,为含矿热液的运移提供通道,并为斑岩的就位和含矿热液析出金属硫化物提供场所。矿区矿(化)体在平面上呈一组近平行错裂或斜裂的带状、脉状组合,沿走向和倾向具有分枝复合、尖灭再现的特征,为典型的春都“雁列式复合斑岩脉”控矿模式,与中甸岛弧西斑岩带的烂泥塘铜矿控矿模式类似[12-14]。

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4.3 成矿模式

中甸地区地处甘孜—理塘洋盆西侧被动大陆的边缘,在晚三叠世中期,甘孜—理塘洋壳往西俯冲,板片温度及负荷压力随俯冲深度的增加而逐渐升高,引发地幔楔部分熔融形成中基性岩浆,上侵后与地幔物质反应形成含水辉石,以底劈形式上升并熔融形成富H2O的玄武质岩浆,继续运移上升发生结晶、分异,并于不同深度形成不同组分构成的岩浆:①当向上运移的岩浆演化至安山岩浆时,安山岩浆沿NW向断层破碎带上侵,过程中与图姆沟组(T3t)、曲嘎寺组(T3q)地层的接触部位形成角岩带;②岩浆上侵至离地表1.5~3 km后温度开始下降,温度降至1 200℃、1 000℃、950℃时熔融岩浆石英分别析出石英晶体、斜长石晶体和钾长石晶体,最终形成春都闪长玢岩;③底部安山质岩浆结晶分异程度加深,演化为英安岩浆,英安岩浆沿闪长玢岩底部构造薄弱带上侵,温度不断降低、矿物不断析出,最终形成春都花岗闪长斑岩。

早期形成偏中性的石英闪长玢岩岩浆,成矿物质含量较低,而后期形成的酸性花岗闪长斑岩岩浆,成矿物质含量更高,利于成矿,进一步佐证了花岗闪长斑岩是春都矿区的成矿母岩。随着花岗闪长斑岩岩浆的冷却,物化条件的变化致使含矿热液从原岩浆中分离,并侵入花岗闪长斑岩顶部裂隙及花岗闪长玢岩中,热液中富含H2O、CO2、S、Cl等挥发性元素,在与岩体发生硅钾化、绢英岩化的同时,热液中所含的金属元素(Cu、Fe)与硫结合析出黄铁矿、黄铜矿等金属硫化物,最终叠加富化为春都斑岩型铜矿床。

5 找矿标志

(1)岩浆岩标志。矿区内铜矿(化)体主要产于花岗闪长斑岩中,故花岗闪长斑岩是判别可能赋存斑岩型铜矿的直接标志。

(2)围岩蚀变标志。矿区内围岩蚀变发育,角岩(化)是判别侵入岩体是否存在的重要依据。通常而言,闪长玢岩侵入体发育于角岩发育地段,指示着岩体与角岩接触部位可能赋存铜矿体,兼之矿区内矿化与硅化、钾长石化关联密切,因此钾硅化带是寻找同类印支期斑岩型矿体的典型蚀变标志。

(3)地球物理、化学标志。根据矿区物探、化探工作,水系沉积物、土壤、原生晕等地球化学组合异常(Cu、Pb、Zn、Ag、Au)分布区及物探激电、磁异常地段多赋存矿(化)体,因此,大片正磁异常中的高磁异常地段深部可能存在矿(化)体。

(4)直接找矿标志。受矿区气象、水文条件的影响,矿(化)体多遭受流水的强烈侵蚀作用,矿区靠近沟谷地段多见矿(化)体露头。尽管部分硫化铜矿物被淋滤冲刷,但仍可见铜矿石原貌,这种露头是判定斑岩型矿床存在的有力证据。此外,可见铜矿石砖块及铜矿物重砂出现于切割中—深剥蚀矿床沟谷地段,是追索同类铜矿床的可靠标志。

6 结论

通过槽探、坑探、钻探等工程揭露,矿区已发现18支矿(化)体,其中规模较大的II-1、III-1工业矿体控制程度较低,沿两支矿体走向仍具有较大找矿空间。矿区本部与铜矿化关系密切的钾长石化蚀变往东倾斜、向北倾伏,1~2号勘探线一带揭露的钾长石化边带仅是整个钾长石化带的顶部,其主体隐伏于3 000 m标高以下,表明其深部具有较好的找矿潜力,下一步找矿工作应在该区域予以重视。

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