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摘要:元阳县菲莫铜矿的矿体主要赋存于元古代哀牢山群菲莫段,岩性主要为灰白色透辉石大理岩夹浅灰色黑云斜长变粒岩、黑云母片岩,矿体呈似层状、透镜状和扁豆状产出。矿床主要受地层岩性控制,加上后期构造及热液改造而进一步富集。矿源来源具有多阶段、多来源、多期次特点。根据菲莫铜矿矿床成矿规律及地质特征,认为菲莫铜钼多金属矿区深部及外围具有很好的成矿条件。
关键词:地层岩性控制;叠加改造;元阳县菲莫铜矿
元阳县菲莫铜矿位于扬子准地台(Ⅰ级)、丽江台缘褶皱带(Ⅱ级)、点苍山—哀牢山断褶束(Ⅲ级)、哀牢山断块(Ⅳ级),哀牢山变质地体内,红河深大断裂从矿区北部通过。该区构造—岩浆活动强烈,为成矿提供了优越的地质条件。区内多期次的构造活动,区域热力变质作用和岩浆活动为矿床的形成提供了物质来源和矿液的迁移提供了动力。
1.矿区地质
1.1地层
矿区主要出露第四系棕黄色、灰白色、灰褐色黏土、砂质黏土;元古代哀牢山群阿龙组变质岩,岩性为灰白色角闪长石石英变粒岩夹大理岩透镜体,岩石中挠曲构造发育,混合岩化强烈。
1.2构造
矿区褶皱构造发育,主要为元阳背斜及其次级褶皱构造。矿区处于元阳背斜北东翼,总体呈北东向单斜构造。北东翼宽11km,倾向北东,倾角一般45°~55°,轴部附近地层局部倒转,亦倾向南西,倾角50°~70°,然后逐渐转为正常的北东倾向。形成层间破碎带和节理裂隙带,而层间破碎带和节理裂隙带是本区部分铜钼多金属矿体的主要控矿构造。
F1断裂构造是矿区内主要的断裂构造,北北东向展布。断裂带沿者那河谷近平行展布,延伸约17km~20km。受到红河断裂左行平移剪切走滑运动影响,断层性质为张扭性断裂。断裂面不清晰,向西陡倾,倾角65°~78°。断裂带岩石较完整,发育混合岩化。断裂构造为该矿区主要导矿、容矿构造。次级断裂与成矿关系密切,为矿区内主要的导矿和赋矿断裂。
1.3岩浆岩
区内主要出露有燕山期的花岗岩和喜山期的花岗岩脉、伟晶岩脉等长英质岩脉。主要有者那北岩体。
分布于下者那村北,矿区西部。显岩墙产出,总体走向北65°西,宽0.5km~1.5km,走向延伸约15km,主要为浅灰—灰白色中粗粒黑云母花岗岩,岩体边缘有后期的伟晶岩和长英质岩脉穿插。
1.4变质作用
区域变质属苍山-哀牢山变质岩带,受变质地层为哀牢山岩群,其原岩为一套地槽型含中-基性火山-沉积建造。区内区域变质作用和混合岩化作用强烈。矿区内经受的变质作用主要为区域变质作用、混合岩化作用、接触变质作用,随变质作用形成了相应的变质岩石。
2.矿体地质特征
2.1矿体特征
区内矿床类型主要为岩浆期后沉积改造型铜矿,V1为主要矿体。
V1号矿体:矿体均赋存于哀牢山群阿龙组菲莫段的透辉石大理岩之中或大理岩与片岩片麻岩接触带的层间剥离带之中。矿层走向与岩层走向斜交,呈近北西向展布。矿体产出、分布、形态、产状完全受控于透辉石大理岩的分布范围和产出状态。即走向北西向322°~345°,倾向北东向,倾角28°~50°。有8个工程或采样点控制,矿体走向長约263m,倾斜延伸控制最长251m。单工程真厚度1.10m~2.90m,平均1.56m,厚度稳定,深部略有起伏。矿体铜(Cu)单工程品位0.63%~4.32%,平均2.35%。
2.2矿石质量
(1)矿石结构、构造。对矿区矿石进行研究发现矿石结构主要为自形-半自形结构、反应边结构、溶蚀结构、包裹结构及交代残余结构等。
对矿区矿石进行研究发现矿石构造主要为浸染状构造、块状构造、细脉状构造、角砾状构造等矿石构造。
(2)矿石矿物成分。造岩矿物主要为长石、石英,其次方解石、绢云母、电气石、海绿石、锆石、钛铁矿、榍石等。含铜矿物以黄铜矿为主,少量蓝铜矿、斑铜矿、孔雀石、黄铁矿。
3.成矿机理
菲莫铜钼多金属矿床与该地区的火山沉积作用(形成基性火山凝灰岩等)、变质作用、岩浆侵入作用有着密切的关联,铜钼多金属矿体含矿母岩主要为透辉石大理岩,矿体产状呈层状、似层状、透镜状等产出,严格受岩层层位控制,矿体产状与矿体围岩产状完全一致。矿物在含矿岩石中形态主要呈胶结物形式,变晶结构,一般见其为呈浸染状或条带状产出,具有明显的沉积特征;矿区期后岩浆活动较频繁,含矿岩石蚀变较为明显,在花岗岩体外接触带附近有似层状、脉状富铜钼多金属矿体产出,因此判断后期叠加改造对成矿物质富集起到关键作用。根据研究成果及其地质特征的分析认为菲莫铜钼多金属矿床属于海底火山沉积+变质+后期热液叠加改造富集型矿床。
4.找矿标志
通过对区域成矿背景及矿床控矿要素的研究,同时结合多年来在哀牢山成矿带的找矿工作,归纳找矿标志有以下几点:
(1)大地构造标志。菲莫铜钼多金属矿床大地构造位置处于红河断裂与哀牢山断裂夹持的哀牢山变质岩带内的次级断裂旁侧。区域性构造的演化使印度板块与亚欧板块发生俯冲与碰撞,在该区形成了一系列北西向展布的地块及断裂构造。哀牢山变质岩带的发展及演化严格受到红河断裂与哀牢山断裂作用的影响、与主构造线大致平行的断裂和褶皱控制着岩浆活动,铜金多金属矿床的成带分布受到哀牢山成矿带与变基性岩及深部岩浆活动的影响。
(2)构造标志。岩浆热液的上升的主要通道为红河断裂带和哀牢山断裂带的次级断裂。岩体周围次级断层为很好的导矿及容矿构造,其与矿源层的交汇部位是金属矿体赋存的有利空间,其为重要的找矿标志之一。同时该地区构造地球化学研究表明断裂带中Cu、Mo、Au、Ag等成矿元素含量明显高于断裂带上下盘岩石,这说明成矿流体沿断裂带运移带来大量成矿元素,因此,断裂带同为找矿的有利标志之一。 (3)岩性标志。菲莫铜钼多金属矿床目前发现及控制的矿体含矿母岩主要为阿龙组菲莫段透辉石大理岩。哀牢山群原岩为海相高Cu背景值玄武岩的深色变质岩系为成矿提供了大部分成矿物质,而不纯的薄层状透辉石大理岩以其高孔隙度及强渗透性,在变质和岩浆的作用下易成为成矿物质良好的通道和富集空间,对成矿元素富集成矿有利。因此,位于哀牢山群的薄层状透辉石大理岩是该区重要的找矿标志。
5.找矿前景分析
整个矿区(包括探矿权)目前工作范围小、地质工作程度低、找矿主要靠坑道,手段单一(物探和大钻均未启用)、地质理论指导不足,这既是现实,也是矿区找矿潜力所在。综合上面的分析,认为菲莫矿区找矿潜力巨大,具有中大型多金属矿床的找矿前景。主要理由如下:
(1)菲莫铜矿目前从标高最高的1035中段到标高最低的666中段,在垂向上已先后发现多条工业矿体。已发现的矿体产状总体稳定,走向北西,倾向北东,倾角10°~40°,矿体走向与哀牢山带区域构造线一致。矿体之间的平距一般为300m~500m,为多层矿体,斜列产出,大部分礦体均有露头,部分矿体已被开采,但采矿范围和控制程度均十分有限,无论在矿体走向上还是在倾向上均是找矿潜力很大。
(2)矿区阿龙组下段原岩为海相玄武岩的岩石厚度较大,更靠近火山喷发中心或成矿中心,完全有可能形成规模较大的与海底火山喷流有关的铜矿床或铜铁多金属矿床,但矿石类型能发生比较明显的变化,铜铁多金属矿床可能会由以前主要赋存在薄层状不纯大理岩中变为主要赋存在斜长角闪岩或斜长角闪变粒岩。
(3)菲莫铜矿周边岩体众多,有燕山期及喜山期岩体极为发育,铜矿体受岩浆作用改造明显。在阿龙组的上段的薄层条带状大理岩与岩体接触带附近有可能形成富的层状矿体或者受接触带控制的矽卡岩型铜矿体。在阿龙组的下段多层原岩为海相玄武岩的变质岩与喜山期岩体的接触带附近有可能形成富的成规模的铜铁多金属矽卡岩型矿体。如果两种情况存在,那么菲莫铜矿无论是外围还是深部都有很大的找矿空间,并具有较好的找矿前景。
参考文献:
[1]云南省地质局第二区域地质测量队.1∶20万元阳幅、大鹿马幅区域地质调查报告[R].1975.
[2]西南有色地质勘查局308队.云南省元阳县新街镇菲莫铜矿地质检测说明书[R].1997
[3]云南省地矿特种工程有限公司.元阳县新街镇正源矿业有限公司菲莫铜矿矿区资源储量核实报告[R].2005.
[4]云南省地质矿产勘查开发局第一地质大队.元阳县新街镇正源矿业有限公司菲莫铜矿矿区资源/储量核实报告[R].2011.
[5]云南省地矿局地球物理地球化学勘查队.云南省元阳县菲莫铜矿资源储量核实报告[R].2017.
关键词:地层岩性控制;叠加改造;元阳县菲莫铜矿
元阳县菲莫铜矿位于扬子准地台(Ⅰ级)、丽江台缘褶皱带(Ⅱ级)、点苍山—哀牢山断褶束(Ⅲ级)、哀牢山断块(Ⅳ级),哀牢山变质地体内,红河深大断裂从矿区北部通过。该区构造—岩浆活动强烈,为成矿提供了优越的地质条件。区内多期次的构造活动,区域热力变质作用和岩浆活动为矿床的形成提供了物质来源和矿液的迁移提供了动力。
1.矿区地质
1.1地层
矿区主要出露第四系棕黄色、灰白色、灰褐色黏土、砂质黏土;元古代哀牢山群阿龙组变质岩,岩性为灰白色角闪长石石英变粒岩夹大理岩透镜体,岩石中挠曲构造发育,混合岩化强烈。
1.2构造
矿区褶皱构造发育,主要为元阳背斜及其次级褶皱构造。矿区处于元阳背斜北东翼,总体呈北东向单斜构造。北东翼宽11km,倾向北东,倾角一般45°~55°,轴部附近地层局部倒转,亦倾向南西,倾角50°~70°,然后逐渐转为正常的北东倾向。形成层间破碎带和节理裂隙带,而层间破碎带和节理裂隙带是本区部分铜钼多金属矿体的主要控矿构造。
F1断裂构造是矿区内主要的断裂构造,北北东向展布。断裂带沿者那河谷近平行展布,延伸约17km~20km。受到红河断裂左行平移剪切走滑运动影响,断层性质为张扭性断裂。断裂面不清晰,向西陡倾,倾角65°~78°。断裂带岩石较完整,发育混合岩化。断裂构造为该矿区主要导矿、容矿构造。次级断裂与成矿关系密切,为矿区内主要的导矿和赋矿断裂。
1.3岩浆岩
区内主要出露有燕山期的花岗岩和喜山期的花岗岩脉、伟晶岩脉等长英质岩脉。主要有者那北岩体。
分布于下者那村北,矿区西部。显岩墙产出,总体走向北65°西,宽0.5km~1.5km,走向延伸约15km,主要为浅灰—灰白色中粗粒黑云母花岗岩,岩体边缘有后期的伟晶岩和长英质岩脉穿插。
1.4变质作用
区域变质属苍山-哀牢山变质岩带,受变质地层为哀牢山岩群,其原岩为一套地槽型含中-基性火山-沉积建造。区内区域变质作用和混合岩化作用强烈。矿区内经受的变质作用主要为区域变质作用、混合岩化作用、接触变质作用,随变质作用形成了相应的变质岩石。
2.矿体地质特征
2.1矿体特征
区内矿床类型主要为岩浆期后沉积改造型铜矿,V1为主要矿体。
V1号矿体:矿体均赋存于哀牢山群阿龙组菲莫段的透辉石大理岩之中或大理岩与片岩片麻岩接触带的层间剥离带之中。矿层走向与岩层走向斜交,呈近北西向展布。矿体产出、分布、形态、产状完全受控于透辉石大理岩的分布范围和产出状态。即走向北西向322°~345°,倾向北东向,倾角28°~50°。有8个工程或采样点控制,矿体走向長约263m,倾斜延伸控制最长251m。单工程真厚度1.10m~2.90m,平均1.56m,厚度稳定,深部略有起伏。矿体铜(Cu)单工程品位0.63%~4.32%,平均2.35%。
2.2矿石质量
(1)矿石结构、构造。对矿区矿石进行研究发现矿石结构主要为自形-半自形结构、反应边结构、溶蚀结构、包裹结构及交代残余结构等。
对矿区矿石进行研究发现矿石构造主要为浸染状构造、块状构造、细脉状构造、角砾状构造等矿石构造。
(2)矿石矿物成分。造岩矿物主要为长石、石英,其次方解石、绢云母、电气石、海绿石、锆石、钛铁矿、榍石等。含铜矿物以黄铜矿为主,少量蓝铜矿、斑铜矿、孔雀石、黄铁矿。
3.成矿机理
菲莫铜钼多金属矿床与该地区的火山沉积作用(形成基性火山凝灰岩等)、变质作用、岩浆侵入作用有着密切的关联,铜钼多金属矿体含矿母岩主要为透辉石大理岩,矿体产状呈层状、似层状、透镜状等产出,严格受岩层层位控制,矿体产状与矿体围岩产状完全一致。矿物在含矿岩石中形态主要呈胶结物形式,变晶结构,一般见其为呈浸染状或条带状产出,具有明显的沉积特征;矿区期后岩浆活动较频繁,含矿岩石蚀变较为明显,在花岗岩体外接触带附近有似层状、脉状富铜钼多金属矿体产出,因此判断后期叠加改造对成矿物质富集起到关键作用。根据研究成果及其地质特征的分析认为菲莫铜钼多金属矿床属于海底火山沉积+变质+后期热液叠加改造富集型矿床。
4.找矿标志
通过对区域成矿背景及矿床控矿要素的研究,同时结合多年来在哀牢山成矿带的找矿工作,归纳找矿标志有以下几点:
(1)大地构造标志。菲莫铜钼多金属矿床大地构造位置处于红河断裂与哀牢山断裂夹持的哀牢山变质岩带内的次级断裂旁侧。区域性构造的演化使印度板块与亚欧板块发生俯冲与碰撞,在该区形成了一系列北西向展布的地块及断裂构造。哀牢山变质岩带的发展及演化严格受到红河断裂与哀牢山断裂作用的影响、与主构造线大致平行的断裂和褶皱控制着岩浆活动,铜金多金属矿床的成带分布受到哀牢山成矿带与变基性岩及深部岩浆活动的影响。
(2)构造标志。岩浆热液的上升的主要通道为红河断裂带和哀牢山断裂带的次级断裂。岩体周围次级断层为很好的导矿及容矿构造,其与矿源层的交汇部位是金属矿体赋存的有利空间,其为重要的找矿标志之一。同时该地区构造地球化学研究表明断裂带中Cu、Mo、Au、Ag等成矿元素含量明显高于断裂带上下盘岩石,这说明成矿流体沿断裂带运移带来大量成矿元素,因此,断裂带同为找矿的有利标志之一。 (3)岩性标志。菲莫铜钼多金属矿床目前发现及控制的矿体含矿母岩主要为阿龙组菲莫段透辉石大理岩。哀牢山群原岩为海相高Cu背景值玄武岩的深色变质岩系为成矿提供了大部分成矿物质,而不纯的薄层状透辉石大理岩以其高孔隙度及强渗透性,在变质和岩浆的作用下易成为成矿物质良好的通道和富集空间,对成矿元素富集成矿有利。因此,位于哀牢山群的薄层状透辉石大理岩是该区重要的找矿标志。
5.找矿前景分析
整个矿区(包括探矿权)目前工作范围小、地质工作程度低、找矿主要靠坑道,手段单一(物探和大钻均未启用)、地质理论指导不足,这既是现实,也是矿区找矿潜力所在。综合上面的分析,认为菲莫矿区找矿潜力巨大,具有中大型多金属矿床的找矿前景。主要理由如下:
(1)菲莫铜矿目前从标高最高的1035中段到标高最低的666中段,在垂向上已先后发现多条工业矿体。已发现的矿体产状总体稳定,走向北西,倾向北东,倾角10°~40°,矿体走向与哀牢山带区域构造线一致。矿体之间的平距一般为300m~500m,为多层矿体,斜列产出,大部分礦体均有露头,部分矿体已被开采,但采矿范围和控制程度均十分有限,无论在矿体走向上还是在倾向上均是找矿潜力很大。
(2)矿区阿龙组下段原岩为海相玄武岩的岩石厚度较大,更靠近火山喷发中心或成矿中心,完全有可能形成规模较大的与海底火山喷流有关的铜矿床或铜铁多金属矿床,但矿石类型能发生比较明显的变化,铜铁多金属矿床可能会由以前主要赋存在薄层状不纯大理岩中变为主要赋存在斜长角闪岩或斜长角闪变粒岩。
(3)菲莫铜矿周边岩体众多,有燕山期及喜山期岩体极为发育,铜矿体受岩浆作用改造明显。在阿龙组的上段的薄层条带状大理岩与岩体接触带附近有可能形成富的层状矿体或者受接触带控制的矽卡岩型铜矿体。在阿龙组的下段多层原岩为海相玄武岩的变质岩与喜山期岩体的接触带附近有可能形成富的成规模的铜铁多金属矽卡岩型矿体。如果两种情况存在,那么菲莫铜矿无论是外围还是深部都有很大的找矿空间,并具有较好的找矿前景。
参考文献:
[1]云南省地质局第二区域地质测量队.1∶20万元阳幅、大鹿马幅区域地质调查报告[R].1975.
[2]西南有色地质勘查局308队.云南省元阳县新街镇菲莫铜矿地质检测说明书[R].1997
[3]云南省地矿特种工程有限公司.元阳县新街镇正源矿业有限公司菲莫铜矿矿区资源储量核实报告[R].2005.
[4]云南省地质矿产勘查开发局第一地质大队.元阳县新街镇正源矿业有限公司菲莫铜矿矿区资源/储量核实报告[R].2011.
[5]云南省地矿局地球物理地球化学勘查队.云南省元阳县菲莫铜矿资源储量核实报告[R].2017.