辽宁省桓仁县双水洞铜矿床地质特征与找矿意义

文章编号:１００７－９６７X(２０１８)０３－０９－０３
辽宁省桓仁县双水洞铜矿床地质特征与找矿意义∗
刘殿鹤
(辽宁省有色地质局勘察研究院,辽宁沈阳１１００１３)
摘㊀要:双水洞铜矿床位于中朝准地台桓仁中生代盆地内.北东向太平哨断裂贯穿全区,闪长玢
岩脉沿太平哨断裂的次级断裂充填,为矿床提供了热动力来源及赋存空间,凤山组内相对
高的铜元素背景值为矿床的形成提供了重要的物质来源,５条铜矿体赋存在断裂破碎带㊁
闪长玢岩与凤山组接触部位.经综合研究,双水洞铜矿床受凤山组地层㊁断裂及闪长玢岩
脉控制,该矿床为中低温岩浆热液型矿床.
关键词:铜矿床;地质特征;成因分析
中图分类号:P６１８．４１㊀㊀㊀文献标识码:A ０㊀前㊀言
双水洞铜矿床位于中朝准地台㊁早元古代辽东裂谷与中元古代－古生代太子河－浑江台陷叠加－复合部位㊁桓仁中生代盆地内太平哨隆起中部北缘[１].中生代,在太平洋板块俯冲作用的驱动下,区内东西向构造活动强烈,形成了一系列的东西向㊁北东向㊁北北东向的深断裂带和断陷盆地,发生了强烈的构造－岩浆侵入和火山喷发活动.在断陷盆地及其边缘形成了一系列火山机构㊁爆破角砾岩筒和次火山岩－超浅成岩㊁脉岩等,发生了强烈的有色金属成矿作用,桓仁盆地矿产资源丰富,相继发现并探明的金属㊁非金属矿床(点)多达数百处,尤以铜㊁铅㊁锌㊁钼及铁㊁硼矿产最多.如桓仁二棚甸子铅锌铜矿床㊁宽甸万宝源钼矿床㊁老营沟多金属矿㊁穷棒子沟钼矿等.主要成矿期为燕山晚期(早白垩世).主要矿床类型为矽卡岩型－斑岩型－爆破角砾岩型－岩浆热液型矿床系列㊁五里店子－夹皮沟蚀变岩型金矿床等.双水洞铜矿床即是在此背景条件下形成的.１㊀区域地质成矿背景
区域出露的地层及岩性由下至上为下元古界辽河群盖县组(P t１g x)黑云斜长变粒岩㊁黑云斜长片麻岩等建造;上元古界青白口系钓鱼台组(含砾)石英岩建造㊁南芬组页岩－泥灰岩建造;震旦系桥头组(Z q)灰白色石英砂岩㊁粉砂岩㊁粉砂质页岩;古生界寒武系白云质灰岩㊁粒屑灰岩㊁条带状灰岩㊁页岩及粉砂岩建造;奥陶系薄层灰岩㊁花纹灰岩㊁燧石结核
灰岩等建造;石炭系页岩㊁粉砂质页岩夹灰岩㊁铝土页岩建造;中生界白垩系小岭组安山岩㊁安山质凝灰岩㊁长石粉砂岩㊁流纹岩㊁流纹质凝灰岩㊁火山角砾岩建造及新生界第四系.
区域岩浆活动较强烈,以燕山晚期岩浆岩为主.主要岩体有:阎王鼻子二长花岗岩体(ηγ３(１)５),二棚甸子闪长岩体(δ３(１)５),其次为回龙二长闪长岩体(ηδ３(１)５),还有一些中酸性小岩体和脉岩.区域成矿与这些岩体㊁脉岩密切相关.
区域内断裂构造发育,以北东向为主,其次为北西向断裂,局部为近东西向,多为压扭性㊁压性断裂.其中,位于区域中部的太平哨断裂带为区域深大断裂带,属于滨太平洋断裂体系,呈北东走向,延长约１２０k m.切割白垩系及其以下地层,上下盘明显逆时针错动,表现走滑断裂特点.其中,断层泥㊁构造透镜体㊁挤压片理很发育,构成挤压破碎带,宽３０~１５０m.该断裂为压剪性壳断裂带,在矿区中部穿过,为本区火山热液活动提供运移通道.
２㊀矿区地质特征
２．１㊀地㊀层
矿区内出露地层由下至上㊁由南向北依次为上元古界青白口系钓鱼台组(Q n d)㊁南芬组(Q n n),震旦系桥头组(Z q);古生界寒武系下寒武统碱厂组(ɪ１j)㊁馒头组(ɪ１m);中寒武统毛庄组(ɪ２m)㊁徐庄组(ɪ２x)㊁张夏组(ɪ２z);上寒武统崮山组(ɪ３g)㊁长山组(ɪ３c)㊁凤山组(ɪ３f);奥陶系下奥陶统冶里组(O１y)㊁亮甲山组(O１l);中生界白垩系下
第３４卷第３期
２０１８年６月有㊀色㊀矿㊀冶
N O N－F E R R O U SM I N I N GA N D M E T A L L U R G Y V o l．３４．ɴ３J u n e２０１８
∗收稿日期:２０１８－０１－１１
作者简介:刘殿鹤(１９８５ ),男,吉林省人,地质工程师,硕士研究生,主要从事矿产勘查及矿床学研究,E－m a i l:２７５８５３６７６＠q q．c o m.
白垩统小岭组(K１x l);新生界第四系(图１).其中上元古界及古生界地层分布于工作区的南西－北东部,总体呈南西－北东走向展布.工作区大面积出露白垩系小岭组地层,分布在工作区西部㊁北部大部分地区,第四系主要分布于山间谷地.本区铜矿(化)体均赋存在寒武系上统石灰岩地层中.
图１㊀双水洞铜矿区地质图２．２㊀构㊀造
矿区褶皱构造不发育,地层总体呈北东走向,局部为近东西走向,倾向北 北西,为单斜构造.
断裂构造发育,主要为太平哨断裂带(F１),其次为F２㊁F３断裂.F１断裂带为区域控矿断裂,走向呈北东４５ʎ~５５ʎ,倾向北西,倾角约８４ʎ,矿区内出露长度约１８００m,出露宽度３．０~４０．０m,断裂性质为压扭型,地表见青灰色㊁黄绿色断层泥,构造角砾很发育,该断裂深部为黑色含碳质断层泥,破碎无胶结,表明该断裂带的多期活动特征;该断裂带切割了除第四系以外的所有地层,为压扭性剪切断裂带,为本区火山含矿热液活动提供运移通道.F２和F３断裂分别位于双水洞三组和砬嘴村,走向近南北,地表出露不明显,但两侧地层有明显差异,属推测性质不明断裂.此外,还有数条小规模断裂裂隙构造,多数属于太平哨大断裂带的次级分支断裂,断裂为矿液的运移及沉淀提供了有利空间,大部分被闪长玢岩脉充填.
２．３㊀岩浆岩
矿区内发育的岩浆岩为闪长玢岩脉,发育多条,规模大小不等,出露宽度０．５~２０m,长度几十米至上千米,主要呈北北东走向,局部近南北走向,倾向南东,倾角一般在６０ʎ~８０ʎ,局部近直立,属于岩浆热液活动的产物,区内铜的土壤地球化学异常基本
由闪长玢岩引起.闪长玢岩:呈灰色,蚀变后呈灰绿色,斑状结构,块状构造,斑晶主要为斜长石,呈自形板状,含量约占３０％,基质主要为斜长石及角闪石.在双水洞村一带,铜矿化多与闪长玢岩有直接关系.
３㊀矿床地质特征
３．１㊀矿体特征
本区共发现１２条铜矿(化)体,其中有５条达到铜矿床工业品位,矿体编号依次为③㊁③－１㊁③－２㊁③－３和④号,矿(化)体总体呈北东－北北东走向,倾向南东,倾角一般在５９~７７ʎ,矿体主要受断裂㊁闪长玢岩脉及其与寒武系上统凤山组接触部控制,部分矿化体受裂隙㊁断裂及破碎蚀变带控制(图１).
③号及④号铜矿体为地表出露氧化矿体,其中③号铜矿体赋存于凤山组薄层－中厚层石灰岩与闪长玢岩接触部位,产状:１５０ʎø７０ʎ~８５ʎ,走向延长１５０m,倾斜延伸５０m,金属矿物为黄铜矿及孔雀石,黄铜矿呈星点状㊁孔雀石呈薄膜状赋存于石灰岩中,矿化较强烈.此外,多条碳酸盐网脉分布在矿体围岩附近;④号铜矿体严格受断裂控制,赋存于凤山组中厚层灰岩中,附近有闪长玢岩出露,产状:１００ʎø７７ʎ,走向延长７７m,倾斜延伸８０m,见黄铜矿㊁斑铜矿㊁孔雀石等矿物,硅化及褐铁矿化发育,见较多硫化物流失孔.地表铜矿体品位为０．５４~１．３７％.
③－１号㊁③－２号㊁③－３号均为隐伏铜矿体,其中③－１号矿体赋存在凤山组内破碎角砾岩中,矿体产状:１５７ʎø５８ʎ,长度１８５m,延伸５２m,金属矿物为黄铜矿,黄铜矿呈团块状分布,粒径最大为１０m m,矿化较强烈;③－２号铜矿体赋存在闪长玢岩与条带状灰岩接触部位,呈脉状,产状:１５７ʎø５９ʎ,长度９０m,延伸１２０m,金属矿物为黄铜矿,黄铜矿呈星点状及浸染状,高岭土化㊁绿泥石化㊁硅化较强烈;③－３号铜矿体赋存在条带状灰岩中,呈脉状,产状:１５７ʎø５９ʎ,长度９０m,延伸１２０m,金属矿物为黄铜矿,黄铜矿呈星点状及浸染状,硅化㊁碳酸盐化较强烈.③－３号铜矿体赋存于③－２号矿体下部,二者相距１．８０m.隐伏矿体C u平均品位为０．２２~０．６７％,最高品位１．２３％.
其他７条铜矿化体均受断裂破碎蚀变带及裂隙控制,走向以北东向为主,倾向北西或南东,多呈脉状,规模较小,宽度０．２０~１．２７m,铜品位０．１２~１ ４９％.３．２㊀矿石质量
矿石类型分为氧化矿石与原生矿石,氧化矿石主要黄铜矿,其次为针铁矿㊁孔雀石,黄铜矿呈星点状
０１有㊀色㊀矿㊀冶㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀第３４卷
及浸染状㊁孔雀石呈薄膜状赋存于石灰岩中,矿化较强烈.硅化及褐铁矿化发育,见较多硫化物流失孔.脉石矿物为方解石.原生矿石主要为黄铜矿,呈团块状㊁浸染状分布,矿化较强烈,脉石矿物为方解石.矿石结构主要为它形－半自形不等粒结构,其
次为交代溶蚀结构㊁碎裂结构.矿石构造有团块状及浸染状构造,见图２㊁图３.
图２㊀含孔雀石针铁矿黄铜矿岩石
图３㊀含黄铜矿褐铁矿针铁矿岩石
３．３㊀围岩蚀变
铜矿体上下盘围岩主要为上寒武统凤山组灰色中厚－厚层条带状灰岩夹薄层竹叶状灰岩㊁黄绿色页岩㊁砾屑灰岩及闪长玢岩.地表氧化矿体围岩蚀变主要为孔雀石化㊁褐铁矿化㊁碳酸盐化,其中孔雀石呈薄膜状,碳酸盐化表现为多条碳酸盐细网脉分布在矿体周围地层中.原生矿体围岩蚀变主要为碳
酸盐化㊁黄铜矿化.
４㊀成因分析
铜矿(化)体一方面赋存在闪长玢岩上下盘与凤
山组条带状灰岩接触部位或者附近,另一方面赋存在构造角砾岩及断裂内,可以看出闪长玢岩脉及断裂破碎带与本区铜矿体成因关系密切,闪长玢岩脉沿太平哨断裂上盘次级断裂充填,为铜矿体的形成提供了充足的热液条件及成矿空间,部分矿体黄铜矿粒径大,呈团块状分布,未见其他矿化热液蚀变,经分析,矿区内凤山组铜元素相对背景值较高,后期周围发育的断裂破碎带及附近的闪长玢岩为铜元素进一步活化再富集提供了成矿条件.综合分析,双水洞铜矿床为受断裂及闪长玢岩脉控制的中低温岩
浆热液型铜矿床.
５㊀找矿意义
(１
)本区与成矿有关的闪长玢岩沿太平哨断裂的次级分支断裂内充填,为铜矿床的形成提供了充足的热液条件,今后应注意在太平哨断裂次级分支断裂㊁闪长玢岩等岩浆岩与凤山组接触部位开展找矿活动,为区域内具有相似成矿地质背景的地区提供了可借鉴的找矿模式.
(２
)通过本次工作发现,寒武系上寒武统凤山组具有相对较高的铜元素背景值,为铜矿床的形成提供了重要的物质来源,由此及彼,为今后在区域上凤山组内进行找矿活动指明重要的方向.
参考文献:
[１]㊀辽宁省地质矿产局．辽宁省区域地质志[M ]．
北京:地质出版社,１９８９:７０７－７０９．
G e o l o g i c a l C h a r a c t e r i s t i c s a n dP r o s p e c t i n g S i g
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