瑞昌市仙姑臺銅多金屬礦地質(zhì)特征及成因分析

瑞昌市仙姑臺銅多金屬礦地質(zhì)特征及成因分析

在重要的成礦帶開展深層和周圍地球化學(xué)勘探是當(dāng)前礦產(chǎn)資源調(diào)查的主要任務(wù)。江西省瑞昌市仙姑臺礦區(qū)位于長江中下游鐵銅成礦帶之九江-瑞昌國家級整裝勘查區(qū)中部,行政區(qū)劃屬瑞昌市夏畈鎮(zhèn)和南陽鄉(xiāng)管轄。該區(qū)地質(zhì)工作始于上世紀(jì)三十年代,大規(guī)模地質(zhì)工作始于建國后五十年代,經(jīng)1∶20萬化探掃面,后由1∶5與1∶2.5萬地化工作以及大量鉆探驗證工作,相繼發(fā)現(xiàn)了武山、城門山、鄧家山、豐山洞等多處大中型銅礦床1區(qū)域和礦區(qū)的地質(zhì)特征1.1區(qū)域地質(zhì)九瑞礦集區(qū)位于揚子地塊中部,下?lián)P子斷裂拗陷帶的西緣,屬于長江中下游斷塊拗陷的轉(zhuǎn)折部位1.2斷裂控礦因素(1)地層:礦區(qū)內(nèi)出露的地層主要有奧陶系碳酸鹽巖與志留系泥質(zhì)粉砂巖(圖1)。下奧陶統(tǒng)侖山組(O(2)構(gòu)造:區(qū)內(nèi)構(gòu)造發(fā)育,褶皺為寶山-大橋背斜,斷層總體表現(xiàn)為北東向或北東東向與北西向斷裂。1)褶皺:礦區(qū)屬九瑞-彭澤復(fù)式向斜的西段之寶山-大橋背斜,處于寶山-大橋背斜核部中部。褶皺展布方向自西向東由北西-近東西-北東向,總體為一向南彎曲的弧形褶皺帶。2)斷裂:區(qū)內(nèi)斷裂主要為北東向或北東東向、北西向斷裂。礦區(qū)內(nèi)斷裂作用有北東東向的F1、F3、F4、F7、F13、F14、F15,北東向的F10,北西向的F12(圖1),其中,與礦化密切相關(guān)的為F1斷裂。(3)巖漿巖:礦區(qū)巖體屬九瑞礦集區(qū)寶山-大橋構(gòu)造巖漿巖帶,以花崗閃長斑巖、長石斑巖及霏細(xì)斑巖為主。巖體受北東東向褶皺及其縱斷裂控制?？臻g上組成兩條構(gòu)造巖漿亞帶:一條位于背斜核部(仙姑臺-夫山)奧陶系的碳酸鹽巖地層中;一條發(fā)育于背斜南翼(寶山-銅嶺-余家壟)志留紀(jì)的砂頁巖中或奧陶系與志留系界面間。寶山、銅嶺巖體的鋯石LA-ICPMSU-Pb年齡分別為143.6±1.2Ma、141.2±1.2Ma(4)蝕變及礦化:區(qū)內(nèi)蝕變以鉀化、矽卡巖化、硅化、高嶺土化,絹云母化為主,鉀化、矽卡巖化、硅化與礦化關(guān)系密切。硅化主要有四種產(chǎn)出形式:(4)呈微細(xì)脈狀;(4)使原生石英次生加大;(4)呈星散染狀或聚集成團(tuán)交代原巖;(4)微細(xì)粒石英呈花崗變晶鑲嵌狀交代原巖。該種蝕變常分布在接觸帶附近,其中第(4)種形式的硅化與成礦關(guān)系最密切,礦體中或頂?shù)装宄０橛性摲N蝕變。矽卡巖化是巖體與碳酸鹽類巖石接觸時的主要蝕變,矽卡巖礦物簡單,主要有石榴石、透輝石,次為少量綠泥石、綠簾石、透閃石、符山石、陽起石。蝕變寬度狹窄,以外帶為主,局部出現(xiàn)在內(nèi)帶,該蝕變與成礦關(guān)系密切。2作區(qū)的土壤類型礦區(qū)內(nèi)的地層為奧陶系-志留系碎屑巖-碳酸鹽巖沉積建造,在北東向復(fù)式褶皺、斷裂與北西向深斷裂帶的交叉部位侵入有燕山期中酸性巖體(花崗閃長斑巖),發(fā)生有銅多金屬的成礦作用(圖1)。工作區(qū)的土壤類型主要有兩類:紅壤與黃棕壤。紅壤可根據(jù)成土母巖細(xì)分為兩類:1)碳酸鹽巖風(fēng)化的產(chǎn)物,呈褐紅色,土層較薄,B層不發(fā)育,土體分層結(jié)構(gòu)不明顯,土壤呈堿性;2)中酸性巖漿巖風(fēng)化所致的紅壤,呈紅色、棕紅色,土層較厚B層發(fā)育(B1層多為20~40cm、B2層多為40~60cm),粘粒含量高,呈酸性。黃棕壤母巖為碎屑巖(砂頁巖),土壤厚度一般為50cm,A層不發(fā)育(幾至十幾厘米);B層植物根系與蟲跡發(fā)育(B1層多為20~40cm、B2層多為40~60cm),C層為半風(fēng)化母巖層,呈砂粒狀。B2層為本次土壤采樣的采取對象。3植物及礦質(zhì)條件土壤中元素分布及含量受多種因素影響,如元素本身的地球化學(xué)性質(zhì)、母巖成分、氣候條件以及植物作用等。以元素本身的地球化學(xué)性質(zhì)為例,最主要的是電價、離子半徑、極化作用、離子電位及化合鍵類型等,其次為放射性與重力特征3.1現(xiàn)場樣品采集賈先巧本次土壤地球化學(xué)測量工作按采樣點線距100m,點距20m,共采集17km3.2元素參數(shù)統(tǒng)計關(guān)于區(qū)域地球化學(xué)背景值和異常下限的確定,傳統(tǒng)的方法為通過概率計算,如果元素滿足正態(tài)分布則背景值取均值,異常下限在均值的基礎(chǔ)上加上兩倍標(biāo)準(zhǔn)差;如果元素滿足對數(shù)正態(tài)分布,則先取元素的對數(shù)值,然后將對數(shù)的均值取真數(shù)為背景值,對數(shù)的均值加上兩倍標(biāo)準(zhǔn)差取真數(shù)為異常下限。仙姑臺礦區(qū)中部為原銅嶺銅礦床(圖1),由于商代古人采礦影響,原銅嶺銅礦床周圍地勢低洼地區(qū)、聚水盆地區(qū)均被污染。故本次數(shù)據(jù)處理前將污染區(qū)樣品進(jìn)行剔除。通常而言,在土壤地球化學(xué)中主量元素呈正態(tài)分布,微量元素呈對數(shù)正態(tài)分布式中,Xi為第i個樣品的元素含量,C對全區(qū)樣品測試的背景數(shù)據(jù)進(jìn)行元素參數(shù)統(tǒng)計(表1),顯示分析樣品中親銅成礦元素Au、Ag、Cu的標(biāo)準(zhǔn)差、變化系數(shù)均較大,這表明巖石(土壤)中親銅成礦元素的富集能力和富集強度均比較高。根據(jù)測區(qū)各元素的變化系數(shù)所確定成礦元素的富集能力分別為Ag>Hg>Cu>Au>AS>Mo>Sb>Pb>Zn>Bi。3.3地球化學(xué)特征地球化學(xué)分布是在各種地質(zhì)-地球化學(xué)作用中元素遷移演化的產(chǎn)物,由于各元素的地球化學(xué)性質(zhì)不同,在各種地質(zhì)-地球化學(xué)作用過程中的活動能力和特點各異,嚴(yán)格受地球化學(xué)環(huán)境控制,造成元素組合各有特征,因此,元素組合是各種地球化學(xué)作用的具體表征。異常元素組合則是各種與成礦有關(guān)的地質(zhì)-地球化學(xué)作用的產(chǎn)物和表征,可作為地球化學(xué)找礦標(biāo)志測區(qū)綜合異常面積約為4.2km(1)綜合異常R-1:異常位于礦區(qū)中部偏西處的仙姑臺-藥王廟一帶,異常面積約0.92km(2)綜合異常R-2:異常位于礦區(qū)中部夫山一帶,異常面積約1.0km(3)綜合異常R-3:異常位于北東部大石嶺-水井凹一帶,總體呈橢圓狀,面積約0.46km(4)綜合異常R-4:異常位于礦區(qū)西南角寶山一帶,異常面積約0.84km(5)綜合異常R-5:分布于礦區(qū)銅嶺銅礦南中部銅山周邊,異常西側(cè)未圈閉。異常元素組合為CuAu-Mo-Bi-Sb-Zn-Ag-Pb-As-Hg,元素異常強度均較強,其中Cu、Ag、Zn、As三級濃度梯度明顯,Au、Bi、Sb、Pb、Hg具二級濃度梯度分布(圖2、圖3)。異常區(qū)內(nèi)出露志留系粉砂質(zhì)泥巖、泥巖,燕山早期第二階段第二次花崗閃長斑巖、斜長斑巖(γδπ4含礦異常分析根據(jù)1∶1萬土壤地球化學(xué)測量工作所圈定的綜合異常區(qū)進(jìn)行了野外調(diào)查,且對低溫元素異常強烈的R-2以及各元素異常均較強的R-4、R-5開展了鉆探驗證工作。R-1異常區(qū):異常主要以Cu、Mo、Bi、Zn、Sb為主,異常元素自內(nèi)至外具一定的分帶性,總體表現(xiàn)為Bi、Mo→Cu、Zn、、Sb、Au、Pb、Ag→As、Hg。此綜合異常區(qū)位于礦區(qū)背斜核部,總體與F7斷層破碎帶延伸方向一致,呈北東-南西向展布。異常區(qū)內(nèi)主要出露巖石為硅化、褐鐵礦化構(gòu)造角礫巖,奧陶系碳酸鹽巖(圖2)。成礦元素濃度高、分帶清晰與野外地硅化、褐鐵礦化蝕變特征相吻合,此異常特征可能為含礦異常具有較大的找礦潛能。R-2異常區(qū):低溫元素Au、Ag、Sb、As、Hg異常強烈。異常區(qū)內(nèi)出露奧陶系碳酸鹽巖與燕山早期第三階段第二次花崗閃長斑巖接觸帶,該帶矽卡巖化不明顯,經(jīng)ZK44-1、ZK44-3鉆探成果發(fā)現(xiàn)此異常為非礦異常所致(圖2)。R-3異常區(qū):低溫元素Au、Ag、Sb為主,異常強度總體一般。野外觀察發(fā)現(xiàn):異常區(qū)內(nèi)主要出露奧陶系碳酸鹽巖,異常區(qū)西南約200m處為燕山早期第三階段第二次花崗閃長斑巖、斜長斑巖(γδπR-4異常區(qū):Mo-Cu-Au-Bi-Ag-Pb-As-Hg異常強烈,分帶不明顯。高溫元素(Mo-Bi)與中低溫元素(Cu、Pb、Au、Ag)、低溫元素(As、Hg)分帶特征顯著,此異常特征與R-1綜合異常特征相似。經(jīng)地質(zhì)填圖及7號勘探線鉆探揭示(圖4):(4)異常區(qū)周邊存在燕山早期第三階段第一次花崗閃長斑巖(γδπR-5異常區(qū):異常元素組合為Cu-Au-Mo-Bi-SbZn-Ag-Pb-As-Hg,異常強烈,相互疊加,分帶特征不明顯。經(jīng)深部12-28線鉆探工程驗證,異常區(qū)為銅嶺礦段斑巖型V7、V9與矽卡巖礦體V12等礦體引起的異常;礦石礦物以黃銅礦為主,次為輝鉬礦、黃鐵礦、銅藍(lán)、自然銅等(圖5B)。綜上所述:運用地質(zhì)填圖、深部鉆探工程,對礦區(qū)5個異常區(qū)進(jìn)行查證發(fā)現(xiàn)(圖2):兩個異常區(qū)為含礦異常區(qū)(R-4、R-5),1個為非礦異常(R-2),1個可能為含礦異常具有較好的找礦前景(R-1),另1個找礦前景一般,可能為非礦異常(R-3)。含礦異常R-4、R-5以中高溫元素Cu、Mo異常強烈為特征,分別由寶山、銅嶺銅多金屬礦段異常所引起。非礦異常R-2以中低溫元素Au、Ag、Sb、As、Hg異常強烈為特征。寶山礦段、銅嶺礦段銅資源量達(dá)到小型,具經(jīng)濟開采價值,可見在仙姑臺地區(qū)開展土壤地球化學(xué)測量以Cu、Mo異常強烈區(qū)做為優(yōu)選區(qū)進(jìn)行找礦工作效果顯著,而Au、Ag、Sb、As、Hg、Pb、Zn、Bi元素異常指導(dǎo)性不強。5不同研究對象的限制(1)按照傳統(tǒng)的方法通過概率計算,即如果元素滿足正態(tài)分布則背景值取均值,異常下限在均值的基礎(chǔ)上加上兩倍標(biāo)準(zhǔn)差;如果元素滿足對數(shù)正態(tài)分布,則先對元素取對數(shù),然后對數(shù)的均值取真數(shù)為背景值,對數(shù)的均值加上兩倍標(biāo)準(zhǔn)差取真數(shù)為異常下限,確定仙姑臺礦區(qū)背景值和異常下限的方法處理土壤地球化學(xué)數(shù)據(jù)與所確定的背景值、異常下限比較合理。(2)仙姑臺礦區(qū)共圈出5個綜合異常區(qū),兩個異常區(qū)為含礦異常區(qū)(R-4、R-5),1個為非礦異常(R-2),1個可能為含礦異常具有較好的找礦前景(R-1),