一、大地构造单元
鸡笼山铜矿床位于封山洞以西,同属于封山洞矿田。在大地构造位置上属于下扬子台褶带,通山-瑞昌坳褶断束。
二、矿区地质
见图2-183。
图2-183 鸡笼山铜金矿床地质图 Fig.2-183 Geological map of Jilongshan Cu-Au deposit
1—大冶群七段厚层白云质灰岩、白云岩;2—大冶群六段薄—厚层灰岩;3—大冶群五段含石膏条带白云质灰岩、白云岩;4—大冶群四段厚层白云质灰岩;5—大冶群三段薄层灰岩;6—大理岩;7—二叠系长兴组灰岩;8—背斜;9—倒转背斜;10—翻转背斜;11—翻转向斜;12—正断层;13—逆断层;14—角砾岩;15—矿体;16—夕卡岩;17—花岗闪长斑岩;18—勘探线剖面
(一)地层
矿区出露的地层主要是下三叠统大冶群三至七段(T1dy3—T1dy7)。与矿床关系密切的主要是T1dy4、T1dy5、T1dy6,其岩性特征和厚度与前述封山洞矿床一致。
(二)构造
矿区褶皱构造是鸡笼山-苗母山复式倒转向斜核部的次级褶皱,由北至南有柯家塘倒转背斜、竹林塘倒转向斜、桂家山倒转背、向斜和鸡笼山倒转背斜等。断裂构造主要呈NW向、EW向和NE向,其中NW向和EW向的是主要控岩控矿构造。
(三)侵入岩
鸡笼山岩体,长2800m,宽200~600m,出露面积约1.2km2。岩体呈NW向展布向SW倾斜,倾角30°~60°(向SE侧伏,SE段延深大,说明岩体是由东向西侵入的),岩体形成深度小于1km,是一个浅成—超浅成相岩株。
岩体主要岩性为花岗闪长斑岩,斑状结构,斑晶含量约40%~50%,其中斜长石45%~50%,角闪石20%~25%、石英15%、黑云母10%,此外有少量的微斜长石(<5%)。基质50%~60%,具显微花岗结构,主要成分为长石和石英等,副矿物有磷灰石、磁铁矿、榍石等。花岗闪长斑岩局部相变为石英二长斑岩,还有后期的闪长玢岩脉、煌斑岩脉等。
岩石化学成分:本区花岗闪长斑岩SiO2含量60.64%~64.74%,平均61.78%;Na2O+K2O含量6.93%~7.60%,平均7.18%;w(K2O)/w(Na2O)=0.98%~1.48%,平均1.19%;w(Fe2O3)/w(Fe2O3+FeO)=0.29%~0.66%,平均0.48%,与中国同类岩石比较,SiO2、Na2O、K2O略偏高,w(Fe2O3)/w(Fe2O3+FeO)偏高,SL偏高,而FL与之近似,MF偏低,为2.11%~3.27%,平均2.75,属于钙碱性岩系列。
岩体中成矿元素Au含量高出中国同类岩石9.3倍,Cu高出2.2倍,Ag高出0.5倍,Mo高出2.1倍。
三、矿床地质
见图2-184。
图2-184 鸡笼山矿区36线剖面图 Fig.2-184 Profile of line 36 in Jilongshan ore district
G1—含Au、Ag、Pb、Zn;G1—Cu-Au共生矿体;G2—Cu-Au共生矿体;1—白云质灰岩及白云岩;2—岩床;3—夕卡岩;4—矿体
(一)矿体形态、产状
矿床由41个矿体组成,但最主要的矿体是I、G1和G2三个矿体。这三个矿体的铜、金储量分别占矿床储量的70%和94%。
Ⅰ矿体分布在岩体北缘接触带上,呈似层状,NW向延伸,倾向SW,向SE侧伏,长550m,平均厚4.3m,延深250~300m,是一个伴生金、银、铅和锌的铜矿体。
G1矿体赋存在岩体南缘大理岩舌状体接触带上,大理岩舌状体端部矿体厚大,矿体尾部呈分支状延伸于大理岩层间。矿体为似脉状或蝌蚪状,长600m,平均厚6.33m,延深80~300m,倾向SW,向SE侧伏,倾伏角20°左右。该矿体为铜金共生矿体(局部为铜伴生金矿体)。
G2矿体分布于G1矿体下部另一个凹部与大理岩舌状体接触带上。矿体为月牙形或似脉状,长300m,平均厚5.24m,延深60~200m,倾向SW,向SE侧伏,侧伏角30°左右。该矿体为铜金共生矿体。
(二)矿石特征
1.矿石矿物
矿石的矿物成分较复杂(表2-113)。主要的铜矿石矿物是黄铜矿和斑铜矿,主要的金矿石矿物是自然金、银金矿和金银矿。
表2-113 矿物组成表 Table 2-113 Mineral composition of ores
2.矿石结构
矿石结构有自形、半自形、他形粒状结构、交代结构、固溶体分离结构和骸晶结构等。
3.矿石构造
矿石构造主要有细脉浸染状、脉状-网脉状、块状、角砾状和斑杂状等。
4.矿石品位
矿石含多种成矿元素,以Cu、为主。以I号矿体为例,Cu平均1.64%(0.31%~14.3%)、Au平均2.14×10-6(0.39~2.03)×10-6,Ag平均27.4×10-6(0.725×10-6)。此外,Pb 3.26%、Zn 5.16%、Mo 0.118%。
金的分布比较广,在花岗闪长斑岩、夕卡岩和外接触带角砾状大理岩中都有分布,由岩体向外可以分为含金花岗闪长斑岩—金铜矿石(夕卡岩中)—金铅锌矿石(外接触带)—金砷矿石—含金角砾状大理岩。其中以夕卡岩中的金铜矿石为主,可构成铜金共生(部分伴生)矿体。在外接触带,A u与铅锌或雌黄、雄黄共生,构成“单独”金矿体,在斑岩体局部地段也可圈出“单独”金矿体,但这类“单独”矿体的金品位低,规模很小,金含量与铜含量相关系数为0.66。
金矿物以自然金为主,少量含银自然金和银金矿,偶见碲金矿。金呈不规则粒状、蠕虫状、片状及球粒状、链状的次显微金。金主要充填交代含金矿物的裂隙,或包裹在黄铜矿之中。
(三)围岩蚀变及矿化分带
1.围岩蚀变及分带
围岩蚀变主要有夕卡岩化、石英-绢云母化、黄铁矿化、绿泥石化、绿帘石化、碳酸盐化,局部见高岭石化和蛇纹石化,岩体中偶见微弱的钾长石化。这些蚀变在空间上往往重叠,但具有一定的分带趋势。由岩体中心向外,大致可分为:(钾长石化)—石英绢云母化—绿泥石、绿帘石化—夕卡岩化—(蛇纹石化大理岩)。黄铁矿化和碳酸盐化分布广泛,从岩体到大理岩中都有,但黄铁矿化在斑岩体中较发育,碳酸盐化则在外接触带较发育。
2.矿化分带
本区矿化以在夕卡岩带中为主,但在岩体内和外围岩中也有分布。由岩体内向外,可分为:Cu-Mo(Au)、Cu-Au-Ag、Au-Pb-Zn、Ag-Au(As)等矿化带。金含量由内至外逐渐增高,而矿化规模则以Cu-Au-Ag带和Au-Pb-Zn-Ag带最大。
四、成矿作用
鸡笼山矿床的成矿过程是多阶段的,可分为气液期和热液期。气液期主要形成夕卡岩,在气液期末,有辉钼矿和磁铁矿形成(磁铁矿成矿温度367℃)。热液期延续时间较长,可分为铁铜硫化物阶段、铅锌硫化物阶段(296~300℃)和砷硫化物阶段(198~202℃)。
成矿热液从高温向低温发展过程中,pH值呈5.609→7.59→8.44的变化趋势,即由酸性—中性—弱碱性发展;pH值呈氧化—还原—氧化的变化趋势。
表2-114 鸡笼山式金铜矿床综合找矿模型 Table 2-114 Comprehensive prospecting model for Jilongshan-type Au-Cu deposit
矿石中和花岗闪长斑岩中硫化物的硫同位素值接近,δ34S变化范围为—2.54‰~+6.1‰,表明成岩成矿的硫源主要来自与深部。
根据上述矿床地质和成矿条件,本矿床应为中低温热液叠加的斑岩-夕卡岩型矿床。
五、鸡笼山式斑岩-夕卡岩型金铜矿床综合找矿模型
(一)地质模型
花岗闪长斑岩沿NW向断裂破碎带多次侵入,在三叠系碳酸盐岩组成的EW向向斜部位,从早到晚、从上到下呈形态复杂的小岩株斜列叠置。同时在岩株舌状体前端外接触带形成隐爆角砾岩。岩体接触带形成形态复杂的夕卡岩金铜矿体,并斜接复合于控岩构造上的后期NNW向张剪性断裂带上。中低温热液作用沿有利围岩和断裂复合地段活动,使成矿叠加,矿化更富集。围岩蚀变发育,并对应矿化分带出现。矿石组分以金、铜为主,上部岩体中伴有铁矿等,下部岩体附近伴生银、铅锌等。
(二)地球物理模型
地面磁异常处于平稳场中。岩体上有低重力异常。电法异常明显,自电低阻异常反映矿体。
(三)地球化学模型
岩体分布区形成范围大、强度高、浓度分级明显的元素地球化学异常。Cu的外带异常包裹整个岩体。Au、Cu的中带异常包裹矿体。Mo晕分布接触带,在下部岩体中较发育。As异常除分布金铜矿体上外,还分布于岩体前端外接触带。
该矿床综合找矿模型详见表2-114。