湖北阳新县白云山铜矿床

Question

如题所述

Answer 1

一、大地构造位置

白云山铜矿床位于扬子准地台下扬子台褶带大冶凹褶断束南部，殷组复背斜东部。

二、矿区地质

矿区位于黄姑山—犀牛山倒转背斜西端南翼和银山断裂破碎带北侧（图2-54）。

（一）地层

矿区出露地层主要是下志留统高家边组，在银山断裂以南出露有石炭系和三叠系大冶群部分地层。与成矿有关的主要是高家边组第三段（S₁g³），岩性是土黄色、黄褐色薄层状砂质页岩及粉砂质页岩，局部夹粉砂岩。由于受构造作用，岩层破碎，产状不稳定，变化大；岩层倾向一般为140°～220°，倾角35°～700，厚度约200m。

（二）构造

矿区内构造线主要呈NEE和NWW向展布，其间褶皱构造简单，断裂构造复杂，形成东西向的弧形挤压构造破碎带。

1.褶皱

黄姑山—犀牛山倒转背斜：展布于矿区北缘，核部为奥陶系地层，两翼为志留系，轴部北侧S倾，倾向SSE，倾角50°～65°。

银山—肖家湾倒转向斜，展布于矿区南缘，核部为大冶群第七段，北翼受银山断裂影响，产状变化较大，南翼正常，轴线为向南突出的弧形，轴面南倾，倾角东陡西缓。

2.断层及破碎带

银山断裂：分布于矿区南缘（图2-54），是本区主要的导岩导矿构造。断裂呈东西向展布，地貌上表现清楚，倾向170°～210°，倾角65°～80°。断层北翼为志留系，南翼东为三叠系，西段除三叠系外，尚有石炭、二叠系碳酸盐岩层。断层两侧角砾岩宽窄不一，呈糜棱岩或透镜体出现，角砾呈次棱角状和糜棱状，具定向排列，表明银山断裂为压扭性逆断层，断层中有含铜铁帽分布。

图2-54　湖北阳新白云山铜矿地质图　Fig.2-54　Geological map of Baiyunshan copper deposit,Yangxin,Hubei province

Q—第四系表土层；R—第三系东湖砾岩；T₁dy⁴—T₁dy¹—三叠系下统大冶群第四段白云岩、第三段灰岩、第二段白云岩；第一段灰岩；C₂h—石炭系黄龙灰岩；S₁g³—下志留统高家边组三段砂质页岩及粉砂质页岩；S₁g²—高家边组第二段砂质页岩夹粉砂质页岩；Br—破碎带；γδπ—花岗闪长斑岩

破碎带：破碎带有两条，分布于矿区中部和北部，其中以分布于矿区中部的第一破碎带最为重要。第一破碎带呈NWW向展布于矿区中部志留系高家边组第三段砂质页岩中，倾向南，倾角50°～750，破碎带宽60～180m，主要由破碎砂质页岩和花岗闪长斑岩构成，胶结物主要为泥质、砂质及铁质，晚期石英脉发育，硅化强。此破碎带直接控制着白云山小岩体及铜矿化的产状、形态和规模。

（三）侵入岩

区内小岩体甚多，与白云山铜矿有关的是I号花岗闪长斑岩体，其特征如下：

形态产状：花岗闪长斑岩体呈不规则脉状断续出露，地表延长达900m，一般宽10～90m，在20线最宽达140m，倾向南，倾角50°～70°。至22线向东侧伏，延伸全长达1200m。沿倾向在西段只有60m，东段可达400m。0m标高以下，岩体具分支、膨缩等现象。

岩体的矿物成分及岩石化学特征：岩石为浅灰或灰白色，蚀变后为灰绿、浅紫红色，变余斑状结构，基质为显微鳞片花岗变余结构。岩石中斑晶占20%～25%，主要由斜长石（假象）、石英，次为角闪石（假象）、黑云母（假象）组成。基质主要由石英、斜长石、绢云母、高岭土、碳酸盐组成。w（Al₂O₃）＞w（K₂O+Na₂O+CaO），为中偏酸性铝过饱和系列，SiO₂含量54.81%～63.70%，岩体贫碱（K₂O+Na₂O含量为3.05%～4.658%），岩石的里特曼指数（δ）为0.45～1.17,Na₂O远小于K₂O。岩体普遍含铜，含量在0.1%左右。与斑岩铜矿床的岩石化学特征基本相符。

白云山花岗闪长斑岩K-Ar法同位素年龄129～122Ma，属燕山晚期侵入。

三、矿床地质

白云山铜矿床由23个矿体组成，矿体主要赋存于第一构造破碎带的I号岩体中，沿北西向和北西西向呈透镜状或脉状分布，为一隐伏的斑岩铜矿床（图2-55）。23个矿体中以I号矿体为主，其铜金属储量占矿床总储量的89%。

图2-55　白云山铜钼矿床剖面图　Fig.2-55　Exploratory section of Baiyunshan copper-molybdenum deposit

S₁g³—下志留统高家边组下段；γδπ—花岗闪长斑岩；CuMo—铜钼矿体

（一）主矿体（即I号）特征

主矿体分布于矿区的10～24勘探线，赋存于岩体内及岩体与砂页岩的接触带附近。矿体走向在东段为NW向；西段为NWW向，倾向SW或SSW，倾角500～70°，矿体由NW向SE侧伏，矿体长约500m，沿倾向延深50～390m，厚度平均约43.91m，形态也较规则。矿体埋深20～430m，绝大部分赋存于0m标高以上，矿体厚度大（平均约43.91m）。

（二）矿石特征

矿石矿物成分：矿石中主要的金属矿物为黄铜矿、黄铁矿、褐铁矿、白铁矿；次为闪锌矿、辉钼矿、磁黄铁矿、辉铜矿、斑铜矿、铜蓝、黝铜矿、自然金、银金矿，脉石矿物主要为斜长石、石英、角闪石等。

矿石结构、构造：矿石有自形—他形晶粒状结构、胶状、环带、压碎和交代结构等。构造主要有浸染状、细脉浸染状构造，其次为团块状、蜂窝状构造。

矿石类型：矿床的矿石类型主要是含铜花岗闪长斑岩，其次为含铜砂质页岩。含铜花岗闪长斑岩矿石主要由黄铜矿、黄铁矿及斜长石、石英、绢云母组成。浸染状及团块状矿石矿化强烈，铜品位较富。矿石中Pb、Zn、WO₃、Mo含量很低，金含量一般在0.1×10^-6左右，w（Cu）/w（Au）值高达56875～110500。

矿石有益组分含量：主矿体单工程含铜品位0.402%～1.034%，剖面平均品位0.824%（如20线，图2-55），矿体平均品位0.768%。伴生有益组分为Au、Ag、S。Au（0.05～0.2）×10^-6,Ag（1～5）×10^-6,S分布较均匀，含量3.23%。

（三）围岩蚀变

矿床围岩蚀变种类繁多，主要有黄铁矿化、硅化、石英绢云母化，次为角岩化、碳酸盐化、绿泥石化等。

（四）矿床物化探异常特征

白云山矿床比较有效的物化探方法是：

自然电场法：—100mV等值线圈闭异常呈东西向，长750m，南北宽350m。异常内有两个—350mV的局部异常，东段的局部异常与主矿体赋存部位一致，极值反映矿体肥大部位，异常形态也与矿体吻合；西段局部异常虽有可能反映山地电场，但该异常伴有Cu、Mo、Ag、Zn原生晕组合异常及土壤中汞气和激电中梯装置的Ms异常，因此，该自电异常可能反映下伏的金属硫化物体。

激电异常：激电中梯和激电三极装置，在主矿体上方有异常反映，能确定矿化范围，但在有些地段（16～18线）M_s异常反映不明显。

化探异常：矿床的元素组合为Cu、Mo、W、Bi、Ag、Pb、Zn、As、Hg等。其中Cu、Mo、W的浓集系数均大于25,Bi大于700。次生异常浓度分级明显，形态规则，强度高，沿东西向断裂破碎带展布。在矿体上方及破碎带中见很好的汞气异常。土壤中汞气异常的背景值为17ng/m³，衬度为10.77。原生异常的范围和强度略小。一般Mo、Ag、W反映斑岩体产出地段和铜矿体产出部位，Cu、Zn异常反映铜矿化范围。As异常主要发育在断裂破碎带和斑岩体侵入顶端部位。自岩体向外，元素具一定水平分带，即Mo、W→Ag、Cu、Zn→As→Hg。

综合分析钻孔原生晕剖面资料，Cu、Ag、Mo、W元素与斑岩体和矿体关系密切。铜晕内带包裹矿体，中带反映岩体及蚀变带。银晕内带包裹斑岩体，同时又在前缘上方的蚀变破碎带中出现。钨晕内带反映斑岩体产状，并延伸至岩、矿体尾缘以下。钼晕主要在岩、矿体下方的尾缘，与钨晕相近。锌晕发育于岩体上方及前缘破碎带中。砷、汞晕主要反映斑岩侵入体前缘和控矿破碎带。其他Bi、Mn、Co等异常也与矿体关系密切。

四、成矿条件及矿床成因

（一）流体包裹体特征

1.矿床中包裹体不发育，类型单一，主要为流体包裹体及纯液相包裹体，气相包裹体很少，未见子矿物包裹体和气液二氧化碳包裹体。包裹体的宿主矿物主要是石英，包裹体在岩石的石英斑晶中（一般4～6μm）呈星散状分布，穿插岩体石英细脉中（＜1μm）的液体包裹体呈带群状及点群状分布。包裹体体积较小，反映了矿区气液活动的规模可能不大，影响到矿床形成的规模。

2.包裹体中液相成分及成矿流体性质

流体包裹体液相中含有Na⁺、K⁺、Ca²⁺、Mg²⁺等阳离子和F^-、Cl^-、

等阴离子。岩浆期后热液含

、K⁺高，pH值显中性，矿化热液含Na⁺、Ca²⁺,pH值显中偏酸性。包裹体液相中[Na⁺]/[K⁺]值由岩体向矿体明显增高，表明由[K⁺]高向[Na⁺]高演化，有利于配合物的分解和矿质沉淀。同时由于包裹体液相成分矿化度不高，未见明显矿液沸腾现象。

3.成矿温度

包裹体的爆裂温度从岩体到围岩是366～321℃。黄铜矿的爆裂温度为250～280℃，属高到中温热液矿床。

4.矿床硫化物的硫同位素平均值δ³⁴S为3.1‰，接近陨石硫同位素特征，表明成矿物质硫来自深源。

（二）矿床成因

从侵入岩的岩石化学特征和矿床地质特征分析，白云山铜矿床与典型的斑岩型铜矿床相比，其不同之处表现在岩体规模小，形态呈不规则的脉状产出。岩石属铝过饱和系列，碱值远小于8,Na₂O含量远小于K₂O，岩体的里特曼指数（δ）远小于3.3。矿化发生在脉状花岗闪长斑岩中，呈线状分布，属线型矿化。矿床的规模小，矿化不均匀，围岩蚀变分带不明显。与鄂东南复合型斑岩铜矿床相比，本矿床钼含量低，w（Cu）/w（Au）及w（Cu）/w（Ag）值大，岩石类型单一，矿物成分简单，显示本矿区为单一斑岩型铜矿床特征。矿化形成温度与斑岩铜矿相符。因此，本矿床为高-中温热液斑岩型铜矿床。

五、找矿标志

地质标志：近东西向断裂破碎带控制含矿岩体，铜矿化主要产在上部岩体的侵入端缘及边部破碎砂、页岩中，地表石英绢云母化、钾化、硅化并存。

地球物理标志：在地表局部显弱磁、低重异常。自电、激电异常明显，基本反映含矿斑岩体和矿化范围，呈面状或环带状沿近东西向控岩控矿断裂破碎带展布。断面上激电异常反映蚀变带及矿化体的范围，矿体和斑岩处于低电阻率异常中。

地球化学标志：不同化探方法均能圈出局部地球化学异常。异常浓度分级明显，形态规则，范围大于岩体，强度较高。一般Cu、Zn异常控制矿化范围，Mo、Ag异常与矿体赋存部位吻合较好。侵入体端缘及断裂带上方，汞气异常明显。

据“八五”国家攻关项目研究，拟定白云山式铜矿床综合找矿模型（表2-42）。

表2-42　白云山式铜矿床综合找矿模型　Table 2-42　Comprehensive qxploration model for Baiyunshan-type copper deposit