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宝山铜多金属矿矿床地质特征控矿因素与成因研究

2021-06-23熊光强陈隆辉

世界有色金属 2021年21期
关键词:金属矿床线状宝山

熊光强,陈隆辉

(江西省地质矿产勘查开发局物化探大队,江西 南昌 330000)

江西地区矿产资源丰富,金属矿种类多储量大,是我国金属矿产的重要产区。一直以来,多家科研院校和勘探机构在江西地区深入开展了地质矿产资源勘查和科研工作[1]。国家经济建设随着我国的飞速发展日益壮大,人民对于金属矿的需求也大幅增多。加大矿产资源的勘察研究,扩大金属矿资源存储量是现下最重要的工作之一[2]。江西地区拥有良好的成矿地质条件,找矿前景广阔,由于矿体在宝山铜多金属矿的特殊性,很难准确地找到隐伏矿体,找矿效果较差。系统总结成矿规律,建立找矿模式,对于指导找矿是十分必要的[3]。在成矿新理论和新思路的指导下,对宝山铜多金属矿床成矿规律进行系统研究和总结,为今后该区的找矿部署提供科学依据。

1 宝山铜多金属矿矿床地质特征

江西地区是重要的铜多金属成矿带,保留了大量与成矿相关的遥感影像特征信息。这些信息往往结合了色彩、阴影、纹路、线条、圆环、景观等元素及规则的图案斑纹。不同年代地层的形状、结构和质地在遥感影像上有明显差异,侵入岩体图像特征为地势高陡、脊尖、同心双环,与围岩纹理相比差异明显,部分岩体线状结构发育十分完整,沟壑成深“V”形,水系不发育且呈中心形。在遥感图像中,宝山铜多金属矿矿床结构往往会形成宽约数千米、长约数百公里的颜色异常区。线状带之内和线状带之外的地貌景观、岩石构造层所处单元明显不同,导致图像的色彩和形态异常。构造带往往引起景观线状异常,这种异常是由变化相对剧烈的地貌单元边界形成的,反映了地貌形态与构造地质单元的界面,线状地壳结构的形态组合反映了区域构造单元的动力学性质。区内构造可分为交叉共轭和平行线性断裂两种模式,表现为NW-NE的交叉共轭,但东北方向的交叉共轭更为明显。

宝山铜多金属矿矿床的线性和环形图像比较稠密,形成了一个组合波带。平行断层系由一组相互平行的线状、弧形和光滑波状的线状体组成,形成一系列线状构造,这些线状构造中有些发育成断层和活动断层。在一系列的铜、铅、锌、钨、铋、银金属矿床沿北东或北侧北东向线性构造带分布,尤其是靠近环形图像的金属矿显然由北东向断裂控制,在一系列的铜、铅、锌、钨、铋、银金属矿床(点)呈沿北东向分布的线状构造带,与环形像特别是小环形色调密切相关,明显受北东向断裂控制。

江西宝山铜多金属矿床主要形成于中生代大陆造山地质环境中。大型和超大型铜矿床形成离不开重熔岩浆斑岩和花岗岩体、宝山同熔融岩浆次火山斑岩这些直接控制因素,其中浅斑岩和超浅斑岩是最关键的影响因素。宝山铜多金属矿床的形成主要与岩浆活动有关,由于成矿作用阶段多、作用也多,在一个矿床中会有多种成矿组合共生叠加。矿床类型主要有冷水坑型、次火山斑岩型、爆破角砾岩型、次火山热液型、永平型动力热岩浆矽卡岩型、铁沙街型、海底火山热液流型矿床及后期岩浆热液叠加矿床、构造蚀变破碎型和裂隙充填型。

2 宝山铜多金属矿矿床控矿因素

褶皱发生过程中,岩层之间因褶皱位置不同部位应力的差异,岩层之间的化学元素会存在重新分布和直接迁移的状况。因为这些状况的发生,会导致褶皱在不一样位置存在元素化学差异。依照构造地球化学的动态调整原理,在挤压较低的构造应力位置上,很有可能会发生积累和沉积,原子的体积大、密度小,大离子的半径元素以及某些不稳定元素很轻易就会在压力和构造应力大的部位形成一些沉积。因此,岩心铁和岩翼铅锌相对富集是因为构造应力的因素,从而形成了比较明显的矿床分带。在大多数的情况中,地下水位和浅层以上的断裂带存在发育比较良好的氧化环境,地下水位之下因为挤压而断裂的空间为封闭环境,主要以硫化矿为主导。矿床上石桥和矿床之间的信息桥存在构建,表明矿床矿体主要沿陡倾斜煤层断裂分布,主要控矿构造存在于断裂较深的断裂层,大断裂侧层间的断裂带会牵引塌陷层间的空间,矿石结构主要存在于层间滑动面,也是深部寻找隐伏矿床和盲矿的最佳地点。

宝山铜多金属矿床中的铜多金属矿物,常与铜、铅、锌、金等含矿地层密切相关,多赋存于中元古代铁沙街组底层和晚古生代碳酸盐岩地层中。大多数金属矿物的形成与侏罗纪和白垩纪酸性岩浆岩有内在联系。构造是控制矿产资源形成和分布的最重要条件,特别是中、新生代以来的大型推覆或滑动推覆构造和NE向走滑逆冲拉张构造,其对金属矿物的形成和分布有明显控制作用。江西宝山重要的铜多金属矿床的刺激源主要是新元古集铁矿在街岩组构沉积或火山热水喷流沉积铜金矿胚层或矿岩组合地层,宝山近代红山群含铁矿层组合,晚古生代石炭系铜、铅、锌、硫、铁、钨砂页岩及碳酸盐岩组合,晚侏罗世二虎岭组陆相酸性火山岩组合,含银、铜、铅、铜、铅,锌、金与铜多金属矿床的形成密切相关。

3 宝山铜多金属矿矿床成因研究

宝山铜多金属矿床的形成、演化和分布表现为中侏罗世-早白垩世多阶段的大规模成矿。空间上,北有铜金矿床,南有铅锌银矿床,南有钨钼矿床,沿地块边缘和火山盆地聚集,呈NE向和近东西向双向带状分布。在形成方面表现为“多成矿叠加、多类型聚集”。走滑剪切拉张、逆冲和滑动推覆构造的组合是形成大型矿床的优越地质条件。

“多成矿叠加、多类型聚合”,岩浆多类型、多层次侵位成矿也是宝山铜多金属矿床形成的突出特征。宝山大型铜矿床的形成分别经历了中新元古代、晚石炭世烃源层、成矿胚胎层、成矿前阶段和中、晚三叠世动力变质热液成矿阶段,主要在晚侏罗世岩浆热液期形成并富集。铁沙街铜矿床的形成经历了新元古代海底火山含矿热水喷出沉积成矿期,并在晚侏罗世岩浆热液期叠加改造,宝山多金属铅锌银矿床是一个与晚侏罗世陆相火山岩和次火山岩有关的铅锌银矿床。位于古板块结合带、南部褶皱带及其深断裂带的东部,其主体为北东向马双辫状逆冲推覆带控制的古洛火山构造坳陷西北缘。根据上述典型矿床特征,冷水坑铅锌银矿床地质地球化学预测模型如图1所示。

图1 宝山铜多金属矿冷水坑银铅锌矿床地质地球化学预测模型

如图所示,火山喷发旋回结束时,侵入次火山花岗斑岩(135Ma)、流纹斑岩(120Ma~110Ma)、石英正长斑岩(115Ma~127Ma)和正长斑岩(121.3Ma~108.5Ma),其中花岗斑岩与银铅锌成矿关系密切。沿F2断裂带,花岗斑岩发生多峰波,在矿田中部呈舌状出露,面积0.33km2。从本区有色金属和贵金属矿床的成矿特征和成矿时空演化现实出发,综合富矿床、成矿岩浆岩的特殊性和控矿岩石、控矿构造因素,结合其岩浆和矿石物质来源,通过对构造、成岩成矿机制等方面分析,认为宝山铜多金属矿矿床成矿系列是在一定地质单元发育时期内,与某一地质过程相关并在不同或相同的演化阶段形成一组矿床。

当形成具有一定块体特征的矿床组合时,可将矿床成矿亚系列分离出来,为勘查工作的部署提供科学的理论指导。引入矿化系列的概念,使矿化系列的分布更宽,更容易被发现,矿化序列分析有助于在已知矿床较少的集中地区进行矿化预测。

4 结语

本文以成矿地质理论为基础,收集国内外涉及江西宝山地区铜多金属矿床地质矿产信息,结合宝山铜矿典型矿床解剖,本研究总结了区域控矿地质异常成矿因素和宝山铜多金属矿床的成矿规律,从各个角度分析研究了具体的成矿原因和控矿因素,可将其部署到矿石质量控制工作中,通过对已知和所得地质资料进行归纳和类比,获取找矿所需讯息。通过对宝山多金属矿典型矿床的详尽调查,结合样品的系统分析,阐述了宝山铜多金属矿矿带的成矿规律、控矿因素及形成机制,提出了宝山多金属矿带的成因类型以及成矿模式,并对宝山多金属矿带的成矿作用进行探讨,选择有利的旷带勘探目标,指出了当前及未来的勘探方向。

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