木吉村铜钼铁矿床

发布网友 发布时间：2022-04-27 10:15

我来回答

共1个回答

热心网友 时间：2023-09-12 04:39

(一)成矿地质背景

涞源木吉村矿田地处阜平幔枝构造北西缘，乌龙沟-上黄旗深断裂带中。由木吉村、浮图峪等7个中小型矿床组成，是河北最重要的铜矿集中区之一。矿田受深断裂及中生代火山断陷盆地控制，矿床与侏罗纪髫髻山旋回次火山岩闪长玢岩(铷锶年龄为170Ma，马国玺，1997)有关，主要成矿元素为铜、铁、钼，矿化类型为斑岩-矽卡岩-热液型，以斑岩及热液叠加矽卡岩型为主，构成“多位一体”成矿序列。

区内地层受断裂切割和岩浆岩侵蚀，多呈断块状分布(图4-17)，主要有太古宙阜平群片麻岩、中新元古界、下古生界碳酸盐岩及碎屑岩、中生界火山岩。中元古界与下伏太古界以拆离断层为界(有酸性岩床充填)，属构造不整合。下古生界及中元古界碳酸盐岩是主要赋矿围岩。

矿田位于浮图峪-王安镇火山断陷盆地西部，断裂构造及古火山构造发育。断裂构造有NNE、NE，NEE近SN，NW向等多组，以NNE—NE向乌龙沟断裂系为主。主要控矿(岩)断裂为F₄，主要成矿后断裂为F₃等。F₄正断层区内长达10余千米，断距超过2km，走向NNE5°～15°，倾向南东，倾角50°～70°。区内木吉村、鸽子岭、小立沟、浮图峪、茅儿峪等矿床(段)均受其控制。

区内岩浆岩是涞源杂岩体的一部分，形成于燕山早期第二、三阶段。主要岩石类型为花岗闪长岩、斑状花岗闪长岩、二长斑岩、闪长玢岩及粗粒斑状花岗岩、钾长花岗岩。区内矿产主要与闪长玢岩有关。

闪长玢岩是绵胡坨古火山机构的组成部分，总体呈蘑菇状，出露面积约1.5km²。“岩盖”展布受F₄断裂及层间裂隙破碎带控制，呈岩枝、岩床状产出，厚度一般150～200m;“岩颈”长轴近南北，长度大于600m，宽约400m，呈扁桶状隐伏于木吉村及其以南古河床之下。“岩盖”可区别为闪长玢岩(主体相)、角砾状闪长玢岩(隐爆相)、安山玢岩(近地表喷发相)，主体“岩颈”蚀变较深难以识别。岩石化学成分及特征为:SiO₂含量为61.56%～66.18%，平均63.98%，Na₂O+K₂O含量为7.28%且Na₂O＞K₂O。其σ为1.6～3.3，在lgτ-lgσ图上位于B区(造山带区)、在碱硅关系图上位于S区(亚碱性系列)、在AR-SiO₂图上位于钙碱性系列区;稀土配分曲线呈右倾型;(⁸⁷Sr/⁸⁶Sr)_i=0.706119，属壳幔混源“Ⅰ”型岩浆岩类，与区域岩浆岩特征一致。

主要的蚀变矿化与闪长纷岩有关，可划分为斑岩型热液蚀变与接触交代变质两个系列，铜钼矿化受控于前者，铁铜及铅锌矿化受后者制约。斑岩型热液蚀变系列主要发育在闪长玢岩体内，自岩体到围岩，由深而浅，其分带为石英核→钾化带→硅化带→青盤岩化带。其中，钾化、硅化与斑岩型铜钼矿化关系密切。接触交代系列在闪长玢岩与寒武-奥陶系灰岩及灰质白云岩接触处形成一套钙质矽卡岩，沿断裂带(F₄)与白云岩接触处形成一套镁质矽卡岩，与泥质岩接触处则发生角岩化，以渗滤交代钙(镁)质矽卡岩为主，内矽卡岩不发育，其分带为矽卡岩带-蛇纹石化灰岩(白云岩)带-石灰岩(白云岩)带。铁铜矿化主要与矽卡岩带相关。

图 4-17 木吉村矿田地质略图

(二)矿床地质特征

区内发育有斑岩型铜钼矿床(木吉村)、矽卡岩型铜铁矿床(铁岭、东沟、浮图峪等)和热液叠加矽卡岩型铜(铁)矿床(小立沟、浮图峪、鸽子岭)，共有中、小型矿床(段)7处，矿体180余个，分布于闪长玢岩体及其相关的构造-矽卡岩带中，总体绕古火山构造呈带状展布。

1.斑岩型铜(钼)矿床

(1)矿体及其分布

矿床位于木吉村一带，受闪长玢岩控制，产于其主体“蘑菇柄”及其接触带矽卡岩中。共有斑岩-矽卡岩型铜、钼、铁、硫、锌等矿体62个，以斑岩铜(钼)矿体为主。斑岩铜(钼)矿体分布于“岩柄”中上部并与相应热液蚀变分带吻合，如钼矿体产于钾长石-石膏亚带，铜(钼)矿体主要产于黑云母亚带，硫铁矿体产于硅化-青盤岩化带。主矿体走向NNE，向SE倾，倾角20°～30°，为斑岩铜钼矿体，南北长750m，东西宽185～380m，厚200余米，为一分枝复合膨缩剧烈的不规则体。

(2)矿石物质成分及组构

矿石有黄铜矿、黄铜矿-辉钼矿、辉钼矿、黄铁矿4种矿石类型，矿石中金属矿物主要有黄铜矿、黄铁矿、辉钼矿、辉银矿等。非金属矿物主要有石英、绢云母、水云母、钾长石、斜长石等。矿石组构呈细粒结构，浸染状构造。主要成矿元素为Cu，共伴生有Mo、S、Fe、Zn等。平均品位Cu为0.34%～0.55%，Mo为0.037%～0.142%。

2.矽卡岩型铜铁矿床

(1)矿体及其分布

矿体分布受闪长玢岩“蘑菇顶盖”外带的钙(镁)矽卡岩带控制，产于透辉透闪石矽卡岩带，覆于热液叠加矽卡岩型铜(铁)矿床之上，沿舌状、分枝状青盤岩化闪长玢岩-断裂(F₄)-矽卡岩带展布于鸽子岭—铁岭、浮图峪—茅儿峪一带。

矿体主要受寒武、奥陶系灰岩层间构造控制，多呈似层状、透镜状、瘤状，部分受断裂带控制，呈脉状产出(图4-18)。矿体分支复合、膨缩剧烈，长度一般100～500m，宽50～200m，厚数米至数十米不等。矿体走向一般10°～40°，多向南东倾斜，倾角10°～20°，受断裂控制者倾角可达60°～80°。

(2)矿石物质成分及组构

矿石有铁矿石、磁铁-黄铜矿石、铜矿石3种类型，以前两种为主。具条带状、团块状、浸染状等构造。主要金属矿物为磁铁矿、黄铜矿、黄铁矿、自然铜、斑铜矿、闪锌矿，方铅矿少量。脉石矿物有透闪石、透辉石、石榴石、蛇纹石、绿帘石、绿泥石、石英、方解石、滑石等，主要有用组分为铜、铁，其品位Cu为0.64%～0.76%，Fe为30.89%～34.98%。

3.热液叠加矽卡岩型铜(镜铁)矿床

(1)矿体及其分布

矿体受“绿化”(绿泥石、绿帘石、透辉石)矽卡岩带控制，矿体呈脉状、囊状、不规则状，多膨缩分支复合。最大延长可达800余米，一般50～360m延深一般数十米至200m，厚度由＜1～32.96m。走向一般为10°～37°，倾向南东，倾角40°～60°。

(2)矿石物质成分及组构

矿石类型有镜铁-黄铜矿石、镜铁矿石、黄铜矿石3种，以前者为主，具晶粒状、乳滴状、束状、交代等结构，条带状、块状、细脉浸染状构造。主要金属矿物为黄铜矿、镜铁矿、黄铁矿、磁铁矿、穆铁矿及少量硫钴矿、辉银矿、白钨矿等;主要非金属矿物为绿泥石、透辉石、绿帘石、石榴石、透闪石、石英、方解石及蛇纹石、阳起石等。主要有用组分为铜，伴生有用组分为铁、金、银、钴、硫等，Cu品位为1.15%～2.43%，TFe含量为18.89%～20.47%。

图 4-18 小立沟矿床 A-A'勘探线矿床剖面图(据地质六队)

4.成矿期次及成矿物理化学条件

(1)成矿期次

受闪长玢岩蚀变矿化体系控制，斑岩铜钼矿化受内带斑岩型热液蚀变系列控制，从早到晚，由高温到低温可划分为钾交代(钾化)和氢交代(石英-绢云母化、青盤岩化)两个蚀变-成矿阶段，钾交代阶段是铜钼矿主要成矿期。外带铁铜多金属矿化受接触交代系统控制，可划分为两个成矿期(矽卡岩期和热液叠加期)，5个蚀变-成矿阶段(矽卡岩阶段、磁铁矿阶段、镜铁矿阶段、石英-方解石-硫化物阶段、碳酸盐阶段)。

(2)成矿温度

成矿温度变化的总体规律为:从早到晚、从岩体到围岩，由高温至低温;矿化特征为:从斑岩型钼矿→矽卡岩型铁(铜)→热液叠加矽卡岩型黄铜(镜铁)→热液脉型铅锌，构成正向矿化序列。

1)斑岩蚀变矿化系列(内带)。石英、绢云母及碳酸盐化温度范围为167～488℃，由于具工业意义的斑岩铜钼矿化主要与钾质蚀变相伴，其成矿温度应更高些，属高(中)温阶段。

2)接触交代系列(外带)。①矽卡岩期:温度范围为300～450℃，磁铁矿阶段为300～403℃(高温)。②热液叠加期:温度范围为177～386℃，镜铁矿阶段为328～386℃(高温)、硫化物阶段为127～350℃(中温)。

(3)包裹体成分及成矿介质条件

内带斑岩型热液蚀变系列硅化石英的包裹体中，热液成分阳离予以K⁺、Na⁺为主，阴离子以SO^2-₄及Cl^-为主，气相成分以H₂O及CO₂为主。成矿介质为富含SO^2-₄和CO₂的高温(340℃)盐水体系，表明早期钾交代铜钼矿化阶段K⁺浓度会更高。外带接触交代系列矽卡岩阶段石榴石包裹体成分以富钙(钠)、氯和水为特征，成矿介质为高温(450℃)，中等盐度(12%)的弱酸性(pH=6.55)盐水体系;热液叠加期之镜铁矿、黄铜矿(方解石)包裹体成分更趋富钙、钠、氯，水仍是较主要组分，在镜铁矿、方解石中HCO^3-上升为最主要组分。镜铁矿阶段成矿介质为高温(332℃)、高盐度(72%)的弱碱性(pH=7.58)溶液;硫化物阶段为中温(240～315℃)、中高盐度(7%～64%)的中-弱碱性溶液(pH=6.75～7.75)，由包裹体成分及介质条件演变可以看出，接触交代系统从矽卡岩期到热液叠加期，介质成分中钙和碳酸氢根明显增加，钾、钠、氯、氟成分减少，总盐度明显增加，碱性增强。介质条件变化受内带蚀变系统及围岩( -O石灰岩)影响明显。

图 4-19 木吉村矿田主要硫化物硫同位素组成

(三)成矿物质来源

1.硫同位素

稳定同位素矿区硫化物硫同位素组成见表4-23。矿田δ³⁴S值变化范围为-16～15.2，平均0.46。主要金属硫化物δ³⁴S为-3.3～3.2，其中斑岩型铜钼矿床硫化物δ³⁴S为0.4～2.6，矽卡岩铁铜矿床硫化物δ³⁴S为-3.3～1.6，热液叠加铜(铁)矿床硫化物δ³⁴S为-1.3～3.2。分别统计各矿物硫同位素平均值，本矿床硫同位素具有δ³⁴S_辉钼矿1.8＞δ³⁴S_黄铁矿1.32＞δ³⁴S_黄铜矿0.393＞δ³⁴S_方铅矿-16变化规律，表明区内硫同位素已基本达到平衡。在频率直方图上呈陡塔式分布(图4-19)，具有深源岩浆硫特征。内带石膏及外带方铅矿δ³⁴S分别为15.2和-16.4，可能有部分沉积硫加入。

2.铅同位素

矿区铅同位素组成见表4-24，²⁰⁶Pb/²⁰⁴Pb为15.566～17.072，平均为16.691;²⁰⁷Pb/²⁰⁴Pb为15.031～15.525，平均为15.284;²⁰⁸Pb/²⁰⁴Pb为26.292～37.375，平均为36.947。将各矿段硫化物铅同位素投点于演化图上(图4-20)，除浮图峪矿段1个样落在造山带演化线外，其余各矿段矿石的硫化物铅、闪长玢岩岩石铅均属地幔与下地壳铅演化线之间，说明成岩成矿物质源自深部，与硫同位素标示的信息一致。

表 4-23 木吉村矿床(田)硫同位素

图 4-20 木吉村矿区铅同位素演化图

表 4-24 木吉村矿床(田)铅同位素组成

3.氢、氧、碳同位素特征

据马国玺(1997)研究，矿区氢、氧、碳同位素组成见表4-25。矿物包裹体的δD为-94.1～148.4，δ¹⁸O_H2O为-0.72～2.2，与岩浆水有一定偏离;外带矽卡岩期矿物δ¹⁸O_H2O为0.35～5.07，平均为3.01，与岩浆水接近。热液叠加期镜铁矿阶段矿物δ¹⁸O_H2O为-0.27～-6.45，平均-4.53，硫化物阶段方解石δ¹⁸O_H2O为-8.92～-10.64，平均为-9.57，δ¹³C为-2.18～-2.94。从矽卡岩期到热液期，随成矿阶段推移成矿介质δ¹⁸O_H2O值趋于降低，说明大气降水成分逐渐增加。