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中元古代和石炭紀海相火山(熱液)沈積疊加銅鎢鐵錳礦床成礦系列

礦床系列形成並分布於浙贛坳陷、詠梅坳陷和武義隆起。該礦床主要受中元古代和石炭紀的裂陷槽控制,其成礦作用與基性火山巖有關。該系列包括四個子系列。壹類是細碧巖建造中出現的銅(鈷)成礦亞系,典型礦床為鐵沙界和梅縣礦床。二是與變質基性火山巖有關的鉛鋅銀礦床成礦亞系列,典型礦床為水吉型銀鉛鋅礦床;三是與基性火山巖伴生的火山-沈積鐵礦成礦亞系列,典型礦床為龍巖馬坑鐵礦;第四,海底噴氣(熱液)形成的塊狀銅鉛鋅礦床是成礦亞系列。典型礦床有永平銅礦和林峰銅鎢鐵錳礦。前兩者形成於中元古代,後兩者形成於石炭紀。它們具有相同的特征:形成於伸展裂谷環境,與海底火山-熱水(噴流)沈積有關。現選取其中三個及兩個具有重要意義的子系列作為重點介紹。

圖4-9廣東省梅縣松溪銀銻礦地質圖(根據913隊)

1.細碧巖建造中的元古宙銅礦床——“鐵沙街”銅礦床。

這類銅礦主要分布在揚子板塊與華夏板塊的結合帶,萍鄉-紹興縫合帶北側,唯壹有工業價值的銅礦是益陽鐵沙街1。被稱為“鐵砂街式”。礦區出露地層主要為新元古代青白口鐵沙街組,其南緣與周灘巖組斷層接觸,上覆早侏羅世林山組砂礫巖,為數十平方公裏的構造薄片。鐵沙街組是壹套淺變質的海相火山和碳酸鹽砂泥質沈積建造。其主要巖性為細碧巖、石英角斑巖、矽質巖、凝灰巖、泥灰巖和泥質巖,厚度> 1000 m。細碧角斑巖系中上部含有火山碎屑和富含鉀和鐵的泥灰巖,是重要的含銅層位。細碧巖(全巖)的Rb-Sr同位素等時線年齡為1159 Ma,石英角閃石(鋯石)U-Pb單點年齡分別為1201 Ma、1162 Ma和10966 Ma。

礦區內還有燕山早期中粗粒花崗巖(190 Ma)、花崗斑巖和石英斑巖(158.1 Ma)侵入體,對後期礦化疊加改造有壹定影響。本區鐵沙街組由近東西向的復合反轉背斜組成,發育近東西向和北北東向斷裂,復合反轉背斜分為東西兩部分,有鉛鋅礦化。

銅礦體產於鐵沙街組中段上部,呈層狀,產狀與地層和東西向層間斷裂帶基本壹致。由於次級褶皺的影響,礦體往往由層狀變為不規則的透鏡狀斷續分布。全區共有22個礦體,構成13個礦帶。含礦巖石為綠泥石陽起石片巖、菱鐵礦透閃石陽起石片巖、變質應時角閃石凝灰巖、含礫陽起石片巖和細碧巖。單個礦體壹般長300~500 m,主礦體長850 m,順坡深度420 m,平均厚度3.86 m,全礦區平均含礦量Cu 1.066%%,S 6.36%,Ag 61.57g/t,Au0.57g/t,Zn 0.507%(圖4-10)。

圖4-10鐵沙街銅礦床剖面圖(根據江西冶金地質壹隊資料修改)

有氧化礦、混合礦和硫化礦,其中以硫化礦為主。礦體兩側常有層狀、透鏡狀菱鐵礦體。礦石礦物主要為黃銅礦、黃鐵礦、毒砂和菱鐵礦,其次為閃鋅礦、方鉛礦、孔雀石、天藍色、磁黃鐵礦、磁鐵礦和黃銅礦。脈石礦物包括應時、透閃石-陽起石、方解石、綠泥石、螢石、磷灰石和重晶石。

礦石以異形顆粒構造、交代溶蝕構造和交代殘余構造為主;礦石結構呈浸染狀、帶狀、脈狀和多孔狀。礦山附近圍巖有矽化、輻射化、綠泥石化、碳酸鹽化和綠簾石化,其中矽化、輻射化和綠泥石化與礦化關系密切。

礦石δ34S‰為+2.0 ~+6.3,平均值為+4.8,偏差為4.3,具有深源硫的特征。礦石的δ18OH(SMOW)值為-0.69‰,與巖漿水差異較大,與海水相似,表明成礦流體主要為海水。

研究表明,該礦床主要形成於青白口裂谷期晚期,沿憑祥-紹興深大斷裂帶的擴張和裂谷作用導致廣泛的基性-酸性火山噴發,形成海底火山噴流黃鐵礦型銅礦床,後受加裏東構造影響,燕山期巖漿熱液活動疊加,呈現火山噴流沈積和巖漿熱液疊加的多種特征。

2.“水集”銀鉛鋅礦床產於變質基性火山巖中。

該類礦床主要產於武夷隆起的建陽-建甌銅鉛鋅銀金成礦區,成礦作用與鮑斯時期閩中裂谷的火山活動有關。

(1)簡陽水雞峰山林銀鉛鋅礦床

建陽-建甌銅鉛鋅銀金礦集中區:含礦建造為東巖組綠片巖和鈣鎂矽酸鹽(稱為透輝石組合,主要為透輝石和透閃石),恢復原巖後的火山巖自下而上依次為玄武巖、安山巖玄武巖-凝灰巖、白雲質泥灰巖和(含硼)凝灰質砂質泥巖-流紋質凝灰巖和流紋巖,表明海相火山巖具有雙峰式組合。含礦建造中成礦元素豐度很高:Pb 675×10-6 ~ 1724×10-6,Zn 1830×10-6 ~ 3106×10。共圈出6個礦帶,其中ⅰ~ⅴ礦帶呈層狀或透鏡狀。ⅵ號礦帶為主要礦體,呈層狀、脈狀產於斷裂帶中,以燕山期細粒閃長巖為礦體頂板,礦體附近有壹系列基性-中性巖脈貫穿。礦體兩側有絹雲母化、矽化和黃鐵礦化熱液蝕變帶。見圖4-11。

綜合上述特征,可以說明該礦床的形成首先經歷了海相火山作用形成礦源層或礦胚,然後區域變質作用(晉寧-加裏東期)補充了新的成礦物質,燕山期構造斷裂和巖漿熱液作用進壹步改造和富集了它。顯然,它具有多來源成礦物質和多階段層控成礦的特點,因此水吉礦床得名。這個礦床的探明儲量是中型的。

(2)尤溪梅縣丁家山鉛鋅銀礦床。

丁家山鉛鋅銀礦床——該礦床與建陽水集鉛鋅銀礦床壹樣,屬於與海相火山作用有關的變質基性火山巖層控型礦床,但其儲量為大型-超大型,超過水集礦床。含礦層位也是東巖組的綠片巖。其巖石化學成分投射在苦橄玄武巖和玄武巖地區。礦體呈層狀、透鏡狀,與圍巖基本壹致,如圖4-12所示。

在綠片巖與燕山期石英斑巖的接觸部位,礦體局部富集。黃鐵礦的S/Se值為24.29萬,Co/Ni值為0.56,反映了壹種海洋沈積環境,從而進壹步證明成礦物質與海底火山作用有關。

(3)晚石炭世海相火山-熱液噴射沈積-疊加銅-硫-鎢-鐵-錳礦床成礦亞系列。

成礦系列主要形成於浙贛詠梅坳陷,形成時間集中在海西期,是盆地擴張環境的產物。該系列包括與中基性火山巖有關的兩個亞系列鐵礦床和由海底噴流(熱液)作用形成的塊狀硫化物礦床。該系列的特點是* * *礦體呈層狀分布在早石炭世和上石炭世地層的界面上,前者多為碎屑巖,後者為碳酸鹽巖,碎屑巖頂部有火山碎屑巖或熱液沈積巖。

圖4-11福建建陽水雞峰山林礦床地質剖面圖(根據黃存正略有改動)

圖4-12福建尤溪丁家山鉛鋅礦七段(根據陳曉華數據修改)

浙贛坳陷海底噴流(熱液)形成的塊狀硫化物礦床有三種,分別稱為林峰型、永平型和中埠街型。(1)林峰型礦床以東鄉銅礦為代表,是壹個罕見的含塊狀輝銅礦體的銅硫鎢錳鐵綜合礦床。銅礦體和黃鐵礦體賦存於早石炭世梓山組上部富含有機質和火山碎屑巖的細砂巖、粉砂巖和粘土巖中,鎢礦體和赤鐵礦體賦存於黃龍組上部。(2)永平式銅礦以潛山永平銅礦為代表,位於浙贛坳陷與武義隆起的交界處。礦體賦存於晚石炭世葉家灣組下部的泥灰巖、鈣質頁巖、矽質巖、碧玉巖、鈉質巖和層狀矽卡巖中,具有海底熱水噴流巖系特征。礦區北端葉家灣組發現數層玢巖、流紋巖英安巖、鈉質巖和火山碎屑巖。(3)“中埠街式”為錳礦床,以樂平市中埠街華亭錳礦為代表。礦區位於萍鄉-樂平坳陷的東北端,錳礦體產於黃龍組底部。含礦巖系由角礫巖、火山碎屑巖、矽質巖、含鐵錳應時砂巖、砂質頁巖和含鐵錳碳酸鹽巖組成,上部為中厚層白雲巖、白雲質灰巖和石灰巖。錳礦體受不整合面形狀控制,呈透鏡狀和層狀。通過對比分析,認為該礦床為典型的海相火山-熱水噴流沈積成因,錳礦體上下壁附近的矽質巖為典型的火山-熱水沈積巖。依據如下:a .除玉髓、應時微晶和錳鐵外,還有少量的電氣石、粘土和火山碎屑;b .化學成分上具有矽質巖高矽(SiO2 _ 2達87.55%)和含鐵錳(TFe 6.35%%)的特征,並有稀土元素銪的正異常。

下揚子坳陷海西中期同生沈積形成的塊狀硫化物礦床是否屬於同壹類型礦床,目前仍有不同意見。“新橋”礦床壹直被認為是這類礦床的代表。根據前文提到的新橋礦床的特征,我們認為新橋黃鐵礦是壹個與沈積作用有關的礦床,它屬於海底火山-礦床(VMS型)還是海底噴流-熱水礦床(SEDEX型)需要進壹步研究。

在詠梅凹陷,有兩種由海底火山-熱液沈積作用形成的礦床。壹類是與海底基性火山活動的鐵礦,以龍巖馬坑鐵礦為代表,可稱為“馬坑式”。二是與海底噴流(氣液)相互作用形成的塊狀硫化物礦床,可稱為“玉水型”。

馬坑鐵礦中,玄武巖活動在石炭紀威寧期最為強烈。根據鐵礦區的勘探資料,黃龍組碳酸鹽巖層下至少有三層玄武巖,其中絕大多數的SiO2含量為45% ~ 50%。43 ~ 74級斜長石屬於中拉長石,無疑是玄武巖。玄武巖是主要鐵礦體的直接頂板,或與鐵礦層互層。鐵礦體內有許多碧玉團塊,其底部的矽質鐵層可能是火山溫泉的產物。這裏的精舍組厚度最大也能達到176 m。表明馬坑地區既是拉張中心又是拗陷中心,對鐵礦的形成有明顯的控制作用。

粵東梅縣魚水銅礦是詠梅凹陷中壹個典型的海底噴流(熱液)成因塊狀硫化物礦床。以該礦床為例,對中國東南部塊狀硫化物礦床的特征簡述如下:

該礦床位於詠梅凹陷的西南端。礦區出露地層自下而上為:a .下石炭統(C1)碎屑巖地層主要由應時砂巖和含礫石英砂巖組成;b .中上石炭統湖田群以白雲巖為主,碳酸鹽巖建造為白雲巖灰巖、薄矽質巖和應時砂巖,下部為矽鐵(鐵碧玉?);上侏羅統高集坪群的陸相火山巖;d .下白堊統草湖群火山沈積巖。含礦的石炭紀地層構成了晚侏羅世和早白堊世地層的基底。礦區中生代火山巖厚度為40 ~ 60 m

渝水銅礦礦體呈層狀,局部呈囊狀。其含礦地點位於下石炭統碎屑巖頂部不整合面之上的中、晚石炭世地層底部,層位與龍巖馬坑鐵礦基本壹致。礦層底板有壹薄層凝灰巖,主要由具有微層理結構的火山碎屑物質組成,應該是遠處火山遷走後海底泥流或濁流的產物。煤層頂板粉砂巖中有赤鐵礦、菱鐵礦和碧玉,見圖4-13。其中赤鐵礦具有膠體結構,局部球晶狀結構,碧玉具有條紋狀結構,黃鐵礦具有草莓狀結構。而碧玉層作為壹種鐵矽質巖,說明它是噴流熱液作用的產物。礦體與輝綠巖玢巖相交。圍巖蝕變主要為矽化,其次為綠泥石化、絹雲母化、黃鐵礦化和方解石化。因此,該礦床應屬於海底火山(噴流)沈積礦床。

圖4-13廣東省梅縣玉水銅礦1號礦體剖面圖(根據玉水銅礦資料)

礦床為中生代火山巖所覆蓋,屬隱伏-半隱伏礦床。雖然探明儲量中等,但對解釋區域成礦和指明找礦方向具有重要意義。礦區附近有高放射性異常,可作為找礦標誌。