木吉村銅鉬鐵礦床

(一)成礦地質(zhì)背景淶源木吉村礦田地處阜平幔枝構(gòu)造北西緣，烏龍溝-上黃旗深斷裂帶中。由木吉村、浮圖峪等7個(gè)中小型礦床組成，是河北最重要的銅礦集中區(qū)之一。礦田受深斷裂及中生代火山斷陷盆地控制，礦床與侏羅紀(jì)髫髻山旋回次火山巖閃長玢巖(銣鍶年齡為170Ma，馬國璽，1997)有關(guān)，主要成礦元素為銅、鐵、鉬，礦化類型為斑巖-矽卡巖-熱液型，以斑巖及熱液疊加矽卡巖型為主，構(gòu)成“多位一體”成礦序列。區(qū)內(nèi)地層受斷裂切割和巖漿巖侵蝕，多呈斷塊狀分布(圖4-17)，主要有太古宙阜平群片麻巖、中新元古界、下古生界碳酸鹽巖及碎屑巖、中生界火山巖。中元古界與下伏太古界以拆離斷層為界(有酸性巖床充填)，屬構(gòu)造不整合。下古生界及中元古界碳酸鹽巖是主要賦礦圍巖。礦田位于浮圖峪-王安鎮(zhèn)火山斷陷盆地西部，斷裂構(gòu)造及古火山構(gòu)造發(fā)育。斷裂構(gòu)造有NNE、NE，NEE近SN，NW向等多組，以NNE—NE向?yàn)觚垳蠑嗔严禐橹鳌Ｖ饕氐V(巖)斷裂為F4，主要成礦后斷裂為F3等。F4正斷層區(qū)內(nèi)長達(dá)10余千米，斷距超過2km，走向NNE5°～15°，傾向南東，傾角50°～70°。區(qū)內(nèi)木吉村、鴿子嶺、小立溝、浮圖峪、茅兒峪等礦床(段)均受其控制。區(qū)內(nèi)巖漿巖是淶源雜巖體的一部分，形成于燕山早期第二、三階段。主要巖石類型為花崗閃長巖、斑狀花崗閃長巖、二長斑巖、閃長玢巖及粗粒斑狀花崗巖、鉀長花崗巖。區(qū)內(nèi)礦產(chǎn)主要與閃長玢巖有關(guān)。閃長玢巖是綿胡坨古火山機(jī)構(gòu)的組成部分，總體呈蘑菇狀，出露面積約1.5km2。“巖蓋”展布受F4斷裂及層間裂隙破碎帶控制，呈巖枝、巖床狀產(chǎn)出，厚度一般150～200m;“巖頸”長軸近南北，長度大于600m，寬約400m，呈扁桶狀隱伏于木吉村及其以南古河床之下。“巖蓋”可區(qū)別為閃長玢巖(主體相)、角礫狀閃長玢巖(隱爆相)、安山玢巖(近地表噴發(fā)相)，主體“巖頸”蝕變較深難以識別。巖石化學(xué)成分及特征為:SiO2含量為61.56%～66.18%，平均63.98%，Na2O+K2O含量為7.28%且Na2O＞K2O。其σ為1.6～3.3，在lgτ-lgσ圖上位于B區(qū)(造山帶區(qū))、在堿硅關(guān)系圖上位于S區(qū)(亞堿性系列)、在AR-SiO2圖上位于鈣堿性系列區(qū);稀土配分曲線呈右傾型;(87Sr/86Sr)i=0.706119，屬殼幔混源“Ⅰ”型巖漿巖類，與區(qū)域巖漿巖特征一致。主要的蝕變礦化與閃長紛巖有關(guān)，可劃分為斑巖型熱液蝕變與接觸交代變質(zhì)兩個(gè)系列，銅鉬礦化受控于前者，鐵銅及鉛鋅礦化受后者制約。斑巖型熱液蝕變系列主要發(fā)育在閃長玢巖體內(nèi)，自巖體到圍巖，由深而淺，其分帶為石英核→鉀化帶→硅化帶→青盤巖化帶。其中，鉀化、硅化與斑巖型銅鉬礦化關(guān)系密切。接觸交代系列在閃長玢巖與寒武-奧陶系灰?guī)r及灰質(zhì)白云巖接觸處形成一套鈣質(zhì)矽卡巖，沿?cái)嗔褞?F4)與白云巖接觸處形成一套鎂質(zhì)矽卡巖，與泥質(zhì)巖接觸處則發(fā)生角巖化，以滲濾交代鈣(鎂)質(zhì)矽卡巖為主，內(nèi)矽卡巖不發(fā)育，其分帶為矽卡巖帶-蛇紋石化灰?guī)r(白云巖)帶-石灰?guī)r(白云巖)帶。鐵銅礦化主要與矽卡巖帶相關(guān)。圖 4-17 木吉村礦田地質(zhì)略圖(二)礦床地質(zhì)特征區(qū)內(nèi)發(fā)育有斑巖型銅鉬礦床(木吉村)、矽卡巖型銅鐵礦床(鐵嶺、東溝、浮圖峪等)和熱液疊加矽卡巖型銅(鐵)礦床(小立溝、浮圖峪、鴿子嶺)，共有中、小型礦床(段)7處，礦體180余個(gè)，分布于閃長玢巖體及其相關(guān)的構(gòu)造-矽卡巖帶中，總體繞古火山構(gòu)造呈帶狀展布。1.斑巖型銅(鉬)礦床(1)礦體及其分布礦床位于木吉村一帶，受閃長玢巖控制，產(chǎn)于其主體“蘑菇柄”及其接觸帶矽卡巖中。共有斑巖-矽卡巖型銅、鉬、鐵、硫、鋅等礦體62個(gè)，以斑巖銅(鉬)礦體為主。斑巖銅(鉬)礦體分布于“巖柄”中上部并與相應(yīng)熱液蝕變分帶吻合，如鉬礦體產(chǎn)于鉀長石-石膏亞帶，銅(鉬)礦體主要產(chǎn)于黑云母亞帶，硫鐵礦體產(chǎn)于硅化-青盤巖化帶。主礦體走向NNE，向SE傾，傾角20°～30°，為斑巖銅鉬礦體，南北長750m，東西寬185～380m，厚200余米，為一分枝復(fù)合膨縮劇烈的不規(guī)則體。(2)礦石物質(zhì)成分及組構(gòu)礦石有黃銅礦、黃銅礦-輝鉬礦、輝鉬礦、黃鐵礦4種礦石類型，礦石中金屬礦物主要有黃銅礦、黃鐵礦、輝鉬礦、輝銀礦等。非金屬礦物主要有石英、絹云母、水云母、鉀長石、斜長石等。礦石組構(gòu)呈細(xì)粒結(jié)構(gòu)，浸染狀構(gòu)造。主要成礦元素為Cu，共伴生有Mo、S、Fe、Zn等。平均品位Cu為0.34%～0.55%，Mo為0.037%～0.142%。2.矽卡巖型銅鐵礦床(1)礦體及其分布礦體分布受閃長玢巖“蘑菇頂蓋”外帶的鈣(鎂)矽卡巖帶控制，產(chǎn)于透輝透閃石矽卡巖帶，覆于熱液疊加矽卡巖型銅(鐵)礦床之上，沿舌狀、分枝狀青盤巖化閃長玢巖-斷裂(F4)-矽卡巖帶展布于鴿子嶺—鐵嶺、浮圖峪—茅兒峪一帶。礦體主要受寒武、奧陶系灰?guī)r層間構(gòu)造控制，多呈似層狀、透鏡狀、瘤狀，部分受斷裂帶控制，呈脈狀產(chǎn)出(圖4-18)。礦體分支復(fù)合、膨縮劇烈，長度一般100～500m，寬50～200m，厚數(shù)米至數(shù)十米不等。礦體走向一般10°～40°，多向南東傾斜，傾角10°～20°，受斷裂控制者傾角可達(dá)60°～80°。(2)礦石物質(zhì)成分及組構(gòu)礦石有鐵礦石、磁鐵-黃銅礦石、銅礦石3種類型，以前兩種為主。具條帶狀、團(tuán)塊狀、浸染狀等構(gòu)造。主要金屬礦物為磁鐵礦、黃銅礦、黃鐵礦、自然銅、斑銅礦、閃鋅礦，方鉛礦少量。脈石礦物有透閃石、透輝石、石榴石、蛇紋石、綠簾石、綠泥石、石英、方解石、滑石等，主要有用組分為銅、鐵，其品位Cu為0.64%～0.76%，F(xiàn)e為30.89%～34.98%。3.熱液疊加矽卡巖型銅(鏡鐵)礦床(1)礦體及其分布礦體受“綠化”(綠泥石、綠簾石、透輝石)矽卡巖帶控制，礦體呈脈狀、囊狀、不規(guī)則狀，多膨縮分支復(fù)合。最大延長可達(dá)800余米，一般50～360m延深一般數(shù)十米至200m，厚度由＜1～32.96m。走向一般為10°～37°，傾向南東，傾角40°～60°。(2)礦石物質(zhì)成分及組構(gòu)礦石類型有鏡鐵-黃銅礦石、鏡鐵礦石、黃銅礦石3種，以前者為主，具晶粒狀、乳滴狀、束狀、交代等結(jié)構(gòu)，條帶狀、塊狀、細(xì)脈浸染狀構(gòu)造。主要金屬礦物為黃銅礦、鏡鐵礦、黃鐵礦、磁鐵礦、穆鐵礦及少量硫鈷礦、輝銀礦、白鎢礦等;主要非金屬礦物為綠泥石、透輝石、綠簾石、石榴石、透閃石、石英、方解石及蛇紋石、陽起石等。主要有用組分為銅，伴生有用組分為鐵、金、銀、鈷、硫等，Cu品位為1.15%～2.43%，TFe含量為18.89%～20.47%。圖 4-18 小立溝礦床 A-A'勘探線礦床剖面圖(據(jù)地質(zhì)六隊(duì))4.成礦期次及成礦物理化學(xué)條件(1)成礦期次受閃長玢巖蝕變礦化體系控制，斑巖銅鉬礦化受內(nèi)帶斑巖型熱液蝕變系列控制，從早到晚，由高溫到低溫可劃分為鉀交代(鉀化)和氫交代(石英-絹云母化、青盤巖化)兩個(gè)蝕變-成礦階段，鉀交代階段是銅鉬礦主要成礦期。外帶鐵銅多金屬礦化受接觸交代系統(tǒng)控制，可劃分為兩個(gè)成礦期(矽卡巖期和熱液疊加期)，5個(gè)蝕變-成礦階段(矽卡巖階段、磁鐵礦階段、鏡鐵礦階段、石英-方解石-硫化物階段、碳酸鹽階段)。(2)成礦溫度成礦溫度變化的總體規(guī)律為:從早到晚、從巖體到圍巖，由高溫至低溫;礦化特征為:從斑巖型鉬礦→矽卡巖型鐵(銅)→熱液疊加矽卡巖型黃銅(鏡鐵)→熱液脈型鉛鋅，構(gòu)成正向礦化序列。1)斑巖蝕變礦化系列(內(nèi)帶)。石英、絹云母及碳酸鹽化溫度范圍為167～488℃，由于具工業(yè)意義的斑巖銅鉬礦化主要與鉀質(zhì)蝕變相伴，其成礦溫度應(yīng)更高些，屬高(中)溫階段。2)接觸交代系列(外帶)。①矽卡巖期:溫度范圍為300～450℃，磁鐵礦階段為300～403℃(高溫)。②熱液疊加期:溫度范圍為177～386℃，鏡鐵礦階段為328～386℃(高溫)、硫化物階段為127～350℃(中溫)。(3)包裹體成分及成礦介質(zhì)條件內(nèi)帶斑巖型熱液蝕變系列硅化石英的包裹體中，熱液成分陽離予以K+、Na+為主，陰離子以SO2-4及Cl-為主，氣相成分以H2O及CO2為主。成礦介質(zhì)為富含SO2-4和CO2的高溫(340℃)鹽水體系，表明早期鉀交代銅鉬礦化階段K+濃度會(huì)更高。外帶接觸交代系列矽卡巖階段石榴石包裹體成分以富鈣(鈉)、氯和水為特征，成礦介質(zhì)為高溫(450℃)，中等鹽度(12%)的弱酸性(pH=6.55)鹽水體系;熱液疊加期之鏡鐵礦、黃銅礦(方解石)包裹體成分更趨富鈣、鈉、氯，水仍是較主要組分，在鏡鐵礦、方解石中HCO3-上升為最主要組分。鏡鐵礦階段成礦介質(zhì)為高溫(332℃)、高鹽度(72%)的弱堿性(pH=7.58)溶液;硫化物階段為中溫(240～315℃)、中高鹽度(7%～64%)的中-弱堿性溶液(pH=6.75～7.75)，由包裹體成分及介質(zhì)條件演變可以看出，接觸交代系統(tǒng)從矽卡巖期到熱液疊加期，介質(zhì)成分中鈣和碳酸氫根明顯增加，鉀、鈉、氯、氟成分減少，總鹽度明顯增加，堿性增強(qiáng)。介質(zhì)條件變化受內(nèi)帶蝕變系統(tǒng)及圍巖( -O石灰?guī)r)影響明顯。圖 4-19 木吉村礦田主要硫化物硫同位素組成(三)成礦物質(zhì)來源1.硫同位素穩(wěn)定同位素礦區(qū)硫化物硫同位素組成見表4-23。礦田δ34S值變化范圍為-16～15.2，平均0.46。主要金屬硫化物δ34S為-3.3～3.2，其中斑巖型銅鉬礦床硫化物δ34S為0.4～2.6，矽卡巖鐵銅礦床硫化物δ34S為-3.3～1.6，熱液疊加銅(鐵)礦床硫化物δ34S為-1.3～3.2。分別統(tǒng)計(jì)各礦物硫同位素平均值，本礦床硫同位素具有δ34S輝鉬礦1.8＞δ34S黃鐵礦1.32＞δ34S黃銅礦0.393＞δ34S方鉛礦-16變化規(guī)律，表明區(qū)內(nèi)硫同位素已基本達(dá)到平衡。在頻率直方圖上呈陡塔式分布(圖4-19)，具有深源巖漿硫特征。內(nèi)帶石膏及外帶方鉛礦δ34S分別為15.2和-16.4，可能有部分沉積硫加入。2.鉛同位素礦區(qū)鉛同位素組成見表4-24，206Pb/204Pb為15.566～17.072，平均為16.691;207Pb/204Pb為15.031～15.525，平均為15.284;208Pb/204Pb為26.292～37.375，平均為36.947。將各礦段硫化物鉛同位素投點(diǎn)于演化圖上(圖4-20)，除浮圖峪礦段1個(gè)樣落在造山帶演化線外，其余各礦段礦石的硫化物鉛、閃長玢巖巖石鉛均屬地幔與下地殼鉛演化線之間，說明成巖成礦物質(zhì)源自深部，與硫同位素標(biāo)示的信息一致。表 4-23 木吉村礦床(田)硫同位素圖 4-20 木吉村礦區(qū)鉛同位素演化圖表 4-24 木吉村礦床(田)鉛同位素組成3.氫、氧、碳同位素特征據(jù)馬國璽(1997)研究，礦區(qū)氫、氧、碳同位素組成見表4-25。礦物包裹體的δD為-94.1～148.4，δ18OH2O為-0.72～2.2，與巖漿水有一定偏離;外帶矽卡巖期礦物δ18OH2O為0.35～5.07，平均為3.01，與巖漿水接近。熱液疊加期鏡鐵礦階段礦物δ18OH2O為-0.27～-6.45，平均-4.53，硫化物階段方解石δ18OH2O為-8.92～-10.64，平均為-9.57，δ13C為-2.18～-2.94。從矽卡巖期到熱液期，隨成礦階段推移成礦介質(zhì)δ18OH2O值趨于降低，說明大氣降水成分逐漸增加。
備注：數(shù)據(jù)僅供參考，不作為投資依據(jù)。