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城门山铜矿区位于江西省九江县境内,是九瑞铜矿田中的大型铜矿床,为滨太平洋构造域中长江中下游铁、铜成矿带、大冶-九江成矿亚带的重要组成部分,也是我国重要的铜(金)资源富集区。已探明铜资源量183.3万吨,钼资源量13.34万吨、锌资源量4.50万吨、金71.65吨、银2869.83吨、硫矿石量1.2亿吨。正逐步成为新一轮铜矿“探边摸底,攻深找盲”的热点地区。
城门山铜矿床是一个以铜硫为主的伴生钼、锌等多种有用矿产的大型矿床,成矿地质条件优越。矿区地质调查工作始于解放前;解放后,矿产地质工作蓬勃兴起。自1954年开始,先后有多家生产和科研单位对矿区投入了不同程度的矿产勘查和调查研究工作。1964-1969年赣西北大队进行了矿区勘探,探明铜资源量183.3万吨,伴生金71.65吨。前人的勘查和研究工作取得了卓有成效地质成果,为本次工作提供了大量的研究资料。但是,所有的工作主要集中在查明矿区储量及矿床成因上,而对外围的找矿前景和靶区预测缺乏系统研究,本文正是以成矿预测理论为指导,从地质、物化遥等几个方面系统分析了城门山铜矿床成矿地质条件、成矿规律及找矿前景,试图为新一轮铜多金属矿产资源调查评价提供优选靶区。
本文简要介绍了区域成矿地质背景,详细阐述了矿区的成矿地质条件和矿床地质特征,研究了成矿规律和机制,建立了成矿模式,并在此基础上预测了矿区外围找矿靶区。
九瑞地区城门山铜矿,区域上处于扬子陆块下扬子拗陷西段;区内褶皱发育,断裂交错,形成复杂的构造格局。九瑞铜(金)成矿区是长江中下游铁、铜成矿带、大冶-九江成矿亚带的重要组成部分,具有丰富的铜多金属资源潜力,而目前已发现的大型矿床城门山铜矿、武山铜矿两处,其余为中小型铜多金属矿床,找矿潜力巨大。
城门山矿区位于乌石街-赛城湖向斜东段南翼。总体构造线方向呈北东东向,矿区内断裂发育,主要为北东东向、北东-北东东向及北西-北西西向等三组及层间裂隙带。其中北西向断裂是重要的控岩控矿构造,黄龙组中的层间破碎(裂隙)带是重要赋矿构造;矿区内及外围主要出露奥陶系-中三叠统地层。其中石炭系黄龙组为最主要的赋矿层为。
区内燕山期岩浆活动强烈,广泛分布中酸性-酸性岩体。矿区城门山岩体主要由花岗闪长斑岩和石英斑岩等组成的杂岩体。岩石化学成分属于查氏中酸性硅过饱和、富钾贫钠、钙碱性岩石,岩石含Cu、Mo丰度较高,分别为花岗岩维氏值的28和11倍。
区内成矿岩体和围岩发生强烈而广泛的热液蚀变。其中,成矿岩体主要蚀变作用为钾长石化、黑云母化、硅化和粘土化。围岩-碳酸盐岩主要发生矽卡岩化、硅化、绿泥石化;碎屑岩主要发生硅化、粘土化和绢云母化。矿床的先后两次成矿作用,具有两套基本相同的蚀变类型,大规模的矽卡岩化与早期侵入的花岗闪长斑岩有关,钾长石化则主要与晚期侵入的石英斑岩有关。从岩体内部到围岩呈现出:岩体中下部为钾化-硅化带,岩体上部和边缘为硅化-粘土化带,接触带为矽卡岩化带,接触带外为硅化带(原岩为碳酸盐岩)和硅化粘土化带(原岩为碎屑岩)这一蚀变分带反映以岩体、接触带及层问破碎带为中心的两次成矿作用各阶段蚀变重叠的综合蚀变分带形式。区内三种类型矿床与硅化时空关系最为密切。
城门山铜矿床由斑岩铜(钼)矿、矽卡岩铜矿和块状硫化物铜矿组成。各类型矿体形态、产状有所不同,以Ⅰ号矿带为主,矿体呈层状、似层状,产于上石炭统黄龙组层间破碎带中。矿体以铜(钼)硫矿为主,次为铅锌矿和金矿。矿区矿石矿物种类繁多,但多数矿石组成简单,以黄铜矿、黄铁矿为主,次为辉钼矿、铅锌矿等。全区矿石平均品位Cu0.76%、Mo0.0155%、Zn4.41%,伴生Au0.24×10-6。矿石自然类型以黄铜黄铁矿矿石为主,以块状、浸染状、脉状和网脉状构造为主。矿化蚀变主要有硅化、钾化、矽卡岩化等蚀变和铜硫矿化、铅锌、银矿化(见于矿区东西两端)。矿化具有分带性,走向上自岩体中心向外为铜(钼)→铜(金)硫→铅锌(银、铜)。
笔者通过对城门山铜矿成矿规律和机制的研究,认为城门山铜矿为矽卡岩-斑岩-热液型内生成因铜多金属矿床,并据此建立了成矿模式。伴随着燕山期中酸性岩浆的侵入及岩浆期后的发展演化,含矿热液不断运移、交代和充填,形成以岩体为中心的斑岩铜(钼)矿、矽卡岩铜矿和块状硫化物铜矿的广义矽卡岩型“三位一体”铜矿床。其成矿规律和机制具有成矿物质源自岩浆、成矿作用多成因、多阶段的成矿特点。
本文通过系统总结区域和矿区物化遥异常特征,结合地质、矿产资料综合分析和成矿规律的研究,提出了该地区的找矿标志;根据金属成矿分带理论,划分三个找矿靶区:城门山铜矿深部及外围靶区、邓家山靶区和东雷湾-铜溪冲靶区。
城门山铜矿深部及外围靶区:城门山矿区勘探已控制到-600m标高,-600m标高以下仍有较大远景。块状硫化物矿体(ⅠCu)的东、西两侧深部均未追至尖灭,现于东侧(铁路坎-金鸡窝)经初查已有钻孔见矿,岩体东、西接触带矽卡岩铜矿往深部仍有一定延伸,岩体中心的钼核向深部延伸更大,远景可观。1:10000土壤地化测量,已经发现Cu、Mo、Pb、Zn、Ag和Au均有较强的次生晕异常,显示了自城门山向外围具有下部Cu、Mo,上部有Pb、Zn、Ag、Au的垂直分带迹象。在目前我国铜资源缺口较大的条件下,加强老铜矿区外围及深部的找矿工作很有必要,城门山铜矿深部及外围靶区应该是今后九瑞铜金矿勘查的首选地区。
本次研究从区域背景及成矿地质条件入手,利用计算机GIS矿产资源评价系统分析了区域找矿信息量并成图,对城门山铜矿区深部及其外围成矿前景和靶区预测进行了分析探讨,是一次理论找矿的尝试。由于涉及问题多,并缺少足够分析数据,文中认识及预测靶区尚需在实践中进一步检验。