铜矿区控矿因素及矿化成因论文

铜矿区控矿因素及矿化成因论文
摘要：铜的地球化学特性以及铜矿物形成的物理化学条件，决定了本区铜矿物多富集于三角洲沉积环境的细碎屑相和泥质相中，而相邻粗碎屑相一般不含或含量较少。

本区矿化成因类型为产出于三角洲沉积相中的“沉积-成岩”层控型铜矿化。

前言
该区位于澳大利亚北部省南部北西向的Jervois铜矿成矿带上，为Arunta地块与Georgina盆地的过渡部位。

区内的发育的矿化主要分布于Georgina盆地中，主要为铜矿化，次为铁矿化。

其中铁矿化主要为产出于构造断裂中并受其直接控制的铁矿化点（带），工作程度低，现有资料难以支撑对其开展进一步评价工作。

本文重点对区内铜矿化体（层）地质特征、控矿因素及矿化成因进行初步探讨。

1成矿地质背景
该区区位于Jervios北西-南东向铜矿带上，南部主要为Arunta 地块的岩浆岩，北部为乔治纳盆地的沉积岩。

该区主要发育新元古界砂岩、粉砂岩和泥岩，目前已在新元古界Central Mount Stuart组的Tops段上部发现了铜矿化点和铜矿层，地表分布有大规模的孔雀石条带，并且以往钻孔资料表明浅部存在原生的黄铜矿化，矿化信息较好。

2控矿因素分析
2.1矿区地层与成矿的关系
已知区内出露的地层主要为新元古界埃迪卡拉系Mopunga群地层，由老而新分别为：Grant Bluff组、Central Mount Stuart组。

Grant Bluff组（Pra）地层于该区东北角和东南角小面积出露。

Central Mount Stuart组地层在工作区出露面积较广，主要为棕红色（变质）石英砂岩，层面普遍具波痕、冲刷构造，可见平行及交错层理。

该组地层可分为两个岩性段—Tops段（Pst）和Adnera段（Psa）。

矿化严格受地层控制，主要赋存于工作区中部地层Central Mount Stuart组Tops段（Pst段）孔雀石化中细粒石英砂岩中。

顶、底部为孔雀石化浅绿色薄层状（变余）中细粒（长石）石英砂岩与孔雀石化浅绿色薄层状细粉粒长石（石英）砂岩互层，中部为浅绿色薄-极薄层状细粉砂岩和页岩。

控矿层各岩性层面及裂隙中均可见片状或薄膜状孔雀石不均匀分布。

矿化层与围岩地层产状一致，呈整合接触关系。

整体倾向S～SW，局部受区内NW向褶皱构造影响呈现出S～SE
倾向，倾角较缓，一般为5～20°。

各矿化层地表沿走向变化不大，产出形态一般为条带状、环带状。

矿化现象主要为孔雀石、褐铁矿、黄铜矿、蓝铜矿、铜蓝、蓝辉铜矿-辉铜矿、赤铁矿、黄铁矿等。

地表包括蓝铜矿及辉铜矿在内的铜金属硫化物在新生代内陆半干旱沙漠气候条件下多已风化为孔雀石，因而地表矿化特征主要表现为浅绿色（含孔雀石）细粒长石（石英）砂岩及泥页岩。

2.2构造运动综合分析及其与成矿的关系
2.2.1工作区构造运动综合分析
该区所属的Georgina盆地存在四期构造运动，与区内发育的断裂、褶皱构造密切相关的构造运动主要为古元古代Strangways造山运动、晚志留世-石炭纪的Alice Springs造山运动。

古元古代Strangways造山运动时期形成的北西-南东向剪性断裂，为Arunta地块与Georgina盆地分界断层，后期具有逆冲断层性质。

该组断裂不仅错断工作区内部分地层及构造单元，而且是热液上升的通道。

在Arunta地块东北部表现为高温、低压变质作用和挤压变形。

古生代晚志留世-石炭纪的Alice Springs 造山运动所产生的南倾的北西-南东向断裂（Fm及Prince Henry断裂）、隆升，并导致Georgina盆地产生北西西-南东东或近东西向褶皱构造（Mount Skinner向斜、Kunoth Knob推测褶皱）。

分析该期构造运动在区内的具体表现为：
（1）Prince Henry—Kunoth Knob地区
Alice Springs造山运动前期，该地区Pra地层隆升过程中（该隆起过程也可能为中寒武世Tomahawk层沉积时期Georgina盆地的局部隆起）与上覆Pst段地层形成断裂接触—Prince Henry断裂，并客观上造成Georgina盆地在该地区与Mount Skinner地区之间的裂
隙地带，极易集中后期应力。

同时或之后受NW向主压应力作用，Kunoth Knob地区Arunta地块和Georgina盆地分界断层附近形成一NEE向褶皱，并在该地区应力集中区形成2条走向NEE规模不清的断裂；该处构造形成的另一种可能性解释为，受NW向主压应力作用，在该地区应力集中区形成2条走向NEE规模不清的断裂，造成断裂之间的地层倒转。

Alice Springs造山运动后期，NE向应力成为主应力。

该应力在该地区与Mount Skinner地区之间地带集中释放，主要表现为NE向剪应力，从而造成Arunta地块与Georgina盆地分界的断裂在Kunoth Knob地区被错断推移，形成一条NE-SW向断裂，与前期的Prince Henry断裂在该地区应力最为集中点交汇，局部形成弧形断裂—Prince Henry断裂带。

（2）Mount Skinner地区
该地区构造格局形成主要受Alice Springs造山运动作用影响。

Alice Springs 造山运动后期NE向应力为主应力作用方向。

该应力在该地区整体表现为压应力作用，形成含若干次级褶皱在内的轴面北倾的斜歪向斜构造。

同时或之后主压应力继续作用，向斜南西翼靠近Arunta地块与Georgina盆地分界断裂的地层陡倾，形成轴面北倾的斜歪向斜构造，其中应力最为集中处发育成为逆断层破碎带Fm。

2.2.2构造与成矿关系分析
区内存在的构造运动中，仅新元古代的Petermann造山运动造成断层控制的地堑沉积，进而控制了区域上新元古界含铜层Central Mount Stuart组地层的分布，其它构造运动对区内铜矿化无明显影响。

在矿化层沉积成岩期间或之后发生的构造运动对铜矿化无明显影响，仅表现为该层在不均一围压和宏观破裂中的弱改造作用—矿化层及其顶底板岩石偶见石英次生加大边和重结晶现象。

2.3岩浆岩与成矿的关系
工作区北部未见岩浆岩出露，南部Arunta地块中见Woodgreen花岗杂岩体（Pgw）零星出露，岩性主要为中细粒黑云母花岗岩（Pgw3）、斑状花岗岩（Pgw4）和粗粒斑状黑云母花岗岩（Pgw5）等。

3矿化成因探讨
3.1成矿过程分析
3.1.1成矿物质来源
铜的地球化学性质决定其难以在地表水体中长距离大规模搬运，因此认为铜的来源就在附近或下伏岩石中。

Georgina盆地的边部和隆起区出露有古-中元古代地层，该地区的新元古代矿床类型应以沉积型层状铜多金属矿床为主，推测区内成矿物质主要来源于古-中元古代隆起区的富铜的花岗岩类、（变质）火山岩类在较为干旱的古气
候条件下形成的大陆风化剥蚀产物—火山碎屑沉积层及浅变质绿片岩中。

3.1.2沉积环境
赋矿岩层层面常见波痕、冲刷构造，层间多见平行、小型交错层理，砂岩磨圆度较好，以浅绿色砂页岩为主，结合以往区域资料，认为赋矿地层的沉积环境为三角洲沉积相较合理。

3.1.3成矿物质沉积过程
新元古代Georgina盆地初始沉积阶段的Petermann造山运动表现为断层控制的地堑沉积，进而控制了同时和之后区域上新元古界含铜层Central Mount Stuart组地层的沉积分布。

进入该组地层的三角洲沉积环境时期，来源于古-中元古代地层的铜多金属矿物呈溶解或微粒状态被悬浮状态的细碎屑和粘土矿物等所吸附而带入水盆地沉积就位。

由于铜的沉淀需要安静稳定的低能水动力条件，因此有大量粗碎屑相参与的或浅海相沉积（Grant Bluff组及Elyuah组地层）的高能沉积环境不利于铜的沉积富集。

而细碎屑-泥质相往往在较宁静、通气不良的环境下沉积，这种环境适宜厌氧细菌的活动，有利于铜以硫化物形式固定下来。

而且，铜在水体中的搬运主要也是通过粘土矿物的吸附，因此细碎屑相和泥质相本身携带的铜就较丰富，这就使得
那些在比较低能沉积环境下形成的细碎屑—泥质相岩石成为最佳产
出层位—铜矿化细粒长石（石英）砂岩及泥页岩。

上述铜的地球化学特性以及铜矿物形成的物理化学条件，决定了本区铜矿物多富集于三角洲沉积环境的细碎屑相和泥质相中，而相邻粗碎屑相一般不含或含量较少。

3.2成因类型分析
该区成矿地质条件及地质特征分析如下：
（1）赋矿地层的沉积相为三角洲沉积相；
（2）存在矿源层；
（3）矿化集中产出于特定的地层层位和岩性段中，具“层控”和“时控”性；
（4）矿化具成群、成带展布，并有一定的“层”、“相”、“位”集中的特点；
（5）矿化层形态与地层整合产出，呈层状、似层状、透镜状；
（6）铜矿物富集于细碎屑相和泥质相中，相邻粗碎屑相一般不含矿。

4结语
综上所述，我认为本区矿化成因类型为产出于三角洲沉积相中的“沉积-成岩”层控型铜矿化。

参考文献：
[1]K.H乌尔夫主编．层控矿床和层状矿床（第六卷）[M]．北京：地质出版社，1980
[2]王正方．长江口海域铜的地球化学初步讨论[J]．地球化学，1990（01）。