壽王墳銅礦

(一)成礦地質(zhì)背景壽王墳銅礦位于冀東幔枝構(gòu)造蓋層和上置斷陷盆地中，受區(qū)域性東西向斷裂及壽王墳破火山口構(gòu)造共同控制。礦床的銅、鐵分別為中型礦床，鉬為小型礦床。壽王墳破火山口處在東西向斷裂與北北東向斷裂的交錯切割部位，北北東向延伸，長軸 19 km，短軸 11 km，平面上呈橢圓形。環(huán)狀、放射狀斷裂發(fā)育，在衛(wèi)星照片上顯示為清晰的環(huán)形構(gòu)造。破火山口的基底由中元古界、古生界的碳酸鹽巖和砂頁巖組成。石英二長巖呈圓筒狀侵入于火山口中央穹窿部位處的石英閃長巖中。壽王墳銅礦即產(chǎn)在石英二長巖與中元古界霧迷山組的接觸帶上。壽王墳已有年齡數(shù)據(jù)為:輝鉬礦錸鋨(148 ± 4)Ma(黃典豪等，1996); 巖體銣鍶 130 Ma; 鉀氬 127 Ma(權(quán)恒等，1996)。(二)礦區(qū)地質(zhì)特征礦區(qū)出露地層有中元古界薊縣系霧迷山組燧石條帶白云巖夾鈣質(zhì)白云巖、角礫狀白云巖，佛羅系九龍山組、髫髻山組礫巖、砂巖、粉砂巖，白旗組粉砂巖、砂巖、礫巖夾有流紋質(zhì)玻屑凝灰?guī)r、英安質(zhì)巖屑凝灰?guī)r(圖 2-26)。圖 2-26 壽王墳銅礦地質(zhì)略圖礦區(qū)構(gòu)造以一系列斷裂和褶皺組成。東西向斷裂為高角度逆斷層，走向在 70°～100°，是本區(qū)規(guī)模最大、切割較深、活動時(shí)間最長的一組斷裂。北東向斷裂走向在20°～40°，主要為逆斷層，切割了東西向斷裂。壽王墳巖體的南西邊緣還發(fā)育有環(huán)狀斷裂和輻射狀斷裂。褶皺構(gòu)造為一系列軸向呈北西向的背、向斜，其中以巖體邊部的倒轉(zhuǎn)背斜最重要，褶皺軸為向西凸起的弧形，斷續(xù)延長6km以上。礦區(qū)侵入巖體為壽王墳雜巖體是整個壽王墳破火山口巖漿活動的一個組成部分，為晚侏羅世白旗火山旋回晚期產(chǎn)物。巖體平面呈葫蘆形，南北長11km，東西寬6～9km，出露面積約70km2，整個巖體南北兩部分為石英二長巖，中間為石英閃長巖。(三)礦床地質(zhì)特征1.礦體形態(tài)、規(guī)模和產(chǎn)狀礦床產(chǎn)出受控于壽王墳破火山口構(gòu)造。礦體賦存于壽王墳巖體南西部位的石英二長巖與中元古界霧迷山組燧石條帶白云巖接觸帶及距接觸帶200m以內(nèi)的白云巖中，沿環(huán)狀斷裂產(chǎn)出。含礦帶走向由西向東為北北西-北西-北西西向變化，呈弧形向南西凸出。總體傾向?yàn)槟衔?，傾角60°～80°，長約3.5km，寬20～200m。礦床由40多個大小不一，形態(tài)各異的銅、鉬、鐵礦體組成。礦體形態(tài)、產(chǎn)狀受接觸帶的產(chǎn)狀形態(tài)制約，有透鏡狀、扁豆?fàn)?、囊狀?圖2-27)。最大礦體長400～600m，延深200～510m，厚6～10m，最厚42m。一般礦體長30～50m，長不足200m，厚6m以下，延深不超過150m。鐵、銅礦體主要賦存在矽卡巖帶內(nèi)，鉬礦體主要賦存在接觸帶的巖體一側(cè)，鉛鋅礦體則呈脈狀賦存在接觸帶外側(cè)的燧石白云巖中，構(gòu)成“三位一體”的礦床特征。在平面上以構(gòu)造發(fā)育程度、礦體規(guī)模、形態(tài)特征，將礦床分為西、中、東三段。主要礦體皆分布于東、西兩段，此處為巖體凹部，接觸面較陡，在接觸面上形成多個凹坑，致使這些部位礦化集中，礦體多呈不規(guī)則的透鏡狀、扁豆?fàn)?、囊狀等。礦體產(chǎn)狀近于直立，礦石品位較高。中段為巖體向南西凸出部位，接觸帶產(chǎn)狀平緩，形態(tài)簡單，賦存有較多的小扁豆?fàn)?、囊狀、圓盤狀、層狀、串珠狀等不規(guī)則礦體。2.礦石組構(gòu)特征礦石中主要金屬礦物有黃銅礦、黃鐵礦、磁黃鐵礦及輝銅礦、方鉛礦、閃鋅礦、磁鐵礦、赤鐵礦、孔雀石、藍(lán)銅礦、褐鐵礦等。脈石礦物有硅灰石、透輝石、方柱石、綠簾石、綠泥石、橄欖石、方解石、云母等。礦床的主要有用組分為銅、鐵，伴生組分有鉬、鈷、金、銀、硒、碲等。銅品位變化多在0.3%～2.0%，平均品位為1.03%;鐵平均品位為33.07%;鉬品位變化在0.06%～0.2%，平均為0.174%。3.礦石類型及結(jié)構(gòu)構(gòu)造礦床的礦石類型可分為磁鐵礦石、含銅磁鐵礦石、鐵銅礦石、含黃鐵礦銅礦石、脈狀銅礦石及輝鉬礦石6種，其礦物組成和結(jié)構(gòu)構(gòu)造為:1)磁鐵礦石:致密塊狀、條帶狀構(gòu)造，他形-半自形粒狀結(jié)構(gòu)。主要由磁鐵礦組成，脈石礦物有蛇紋石、粒硅鎂石、透輝石、陽起石等。2)含銅磁鐵礦石:塊狀構(gòu)造，細(xì)-中粒結(jié)構(gòu)。主要金屬礦物為磁鐵礦、黃銅礦，另有少量磁黃鐵礦及黃鐵礦。脈石礦物有蛇紋石、粒硅鎂石、透閃石、透輝石。3)鐵銅礦石:條帶狀、塊狀構(gòu)造。金屬礦物主要為黃銅礦，次為黃鐵礦、磁鐵礦。脈石礦物為透輝石、綠泥石、絹云母、方解石，另有透閃石、陽起石、蛇紋石、石英等。4)含黃鐵礦銅礦石:浸染狀構(gòu)造。主要為黃銅礦，次為黃鐵礦、磁黃鐵礦、閃鋅礦、方鉛礦等。脈石礦物有蛇紋石、方解石，滑石、綠泥石等。5)脈狀銅礦石:細(xì)脈狀、網(wǎng)脈狀構(gòu)造。主要為黃銅礦，次為黃鐵礦、磁鐵礦。脈石礦物為透閃石、透輝石、方解石等。6)輝鉬礦石:浸染狀構(gòu)造。金屬礦物主要為輝鋁礦，次為黃銅礦、黃鐵礦。脈石礦物有透輝石、透閃石、石榴石、石英、方解石等。圖 2-27 壽王墳銅礦區(qū)剖面圖4.蝕變礦化特征礦床的圍巖蝕變包括接觸交代和熱液蝕變兩種，前者主要發(fā)育在接觸帶中，以鎂矽卡巖化為主，也有鈣矽卡巖化; 熱液蝕變有硅化、絹云母化、蛇紋石化、綠泥石化、碳酸鹽化及青盤巖化等。鎂矽卡巖蝕變發(fā)育在近接觸帶的圍巖一側(cè)，呈透鏡狀產(chǎn)出，由透輝石、鎂橄欖石、粒硅鎂石等礦物組成。含銅磁鐵礦、黃銅礦等多賦存于此帶; 鈣矽卡巖蝕變帶在接觸帶的巖體一側(cè)，不連續(xù)，組成礦物有石榴石及少量方柱石、透輝石等，鉬礦體主要賦存于此帶。礦化大致經(jīng)歷了4個階段，即接觸交代階段→矽卡巖階段→硫化物階段→表生階段。主要成礦時(shí)期為矽卡巖階段的磁鐵礦期和硫化物階段的石英-硫化物期。形成致密塊狀、條帶狀磁鐵礦、黃銅礦、黃鐵礦、輝鉬礦。(四)成礦物質(zhì)來源張瑞斌等(2003)分別測試了礦石樣品中與成礦期有關(guān)的方解石、具不同蝕變程度的白云質(zhì)圍巖地層樣品，以及白云質(zhì)地層中的粉紅色方解石脈的22件碳氧同位素樣品(表2-21)。其中矽卡巖型和斑巖型礦石中碳酸鹽礦物的δ18O值集中在9.6～12.58(平均10.8)，δ13C值則變化為-5.61～-8.41(平均-7.5)。具不同蝕變程度的霧迷山組白云質(zhì)圍巖地層樣品的δ13C值集中在0附近(0.00～-1.41)，平均為-0.45，與通常認(rèn)為的沉積碳酸鹽的δ13C值完全一致，也與文獻(xiàn)中報(bào)道的霧迷山組白云巖的δ13C值一致，但其δ18O值卻變化很大，從5.98到19.33(平均14.36)。圍巖白云巖裂隙中充填的粉紅色方解石脈以強(qiáng)烈虧損18O為特征，其δ18OSMOW值為2.55～3.28，平均為3.66。表 2-21 壽王墳銅礦碳氧同位素組成將所有數(shù)據(jù)投點(diǎn)于δ18O-δ13C圖解上，可見矽卡巖型和斑巖型礦石中碳酸鹽礦物的碳氧同位素組成都集中在一個狹小的區(qū)域，直接對比時(shí)與正常地幔碳、基性-超基性巖漿巖、花崗質(zhì)巖漿巖的碳氧同位素組成比較接近，尤其是碳同位素組成;而與包括霧迷山組白云巖在內(nèi)的沉積碳酸鹽、白云巖內(nèi)的粉紅色方解石脈，以及沉積有機(jī)碳迥然不同(圖2-28)。霧迷山組白云巖δ18O出現(xiàn)強(qiáng)烈的漂移現(xiàn)象(圖2-28中帶箭頭的虛線)，表明其曾經(jīng)受到氧同位素組成較輕的流體的同位素交換作用。由此可見，矽卡巖型礦石中熱液碳酸鹽礦物的碳同位素組成主要反映了深部巖漿(或地幔)來源碳的特征，說明本礦床的形成應(yīng)與早白堊世強(qiáng)烈的巖漿活動(尤其是幔源巖漿活動)密切相關(guān)。圖2-28 三類樣品碳氧同位素組成的δ18O-δ13C圖解
備注：數(shù)據(jù)僅供參考，不作為投資依據(jù)。