
一、地质标志及方法
地质标志
1.铁帽
2.铁的次生矿物、铜的次生矿物
3.蚀变特征
4.副矿物特征
热液金红石:很普遍,为交代榍石或交代黑云母、角闪石形成;磷灰石的溶蚀
5.含矿角砾岩带
6.成矿系列 伴生的卫星矿
地质测量:1/20万基础上,1/5万和1/2.5万地质测量,圈定远景区域,进行更大比例尺填图
地质类比法
剥蚀深度的判别
二、找矿方法及模式
在大比例尺找矿勘查活动中,最常用的地球物理方法有:激发极化法(IP)、磁法和放射性法;勘查方面,一般要开展不同比例尺土壤和岩石地球化学,此外,详细收集勘查区范围内的遥感和航片资料,并且对其开展系统地质解译(遥感:环形、放射状、大型线性构造,蚀变带的识别等)。
地球化学扫面。次生晕中指示元素Cu、Mo,其次是Pb、Zn、Ag、Mn等。元素异常在平面上通常同心环状分布,也可呈线性对称分布。一般Mo在最内带, Cu与其基本重叠,但范围比Mo大; Pb、Zn、Ag在Cu异常外侧, Mn有时与Pb、Zn带重叠,有时分布于其外侧。
西藏达孜县羌堆铜矿的发现是以1/20 万区域地球化学测量和驱龙铜矿的找矿实例(含矿岩体呈群出现) 为工作依据。 进行1/ 2. 5 万的路线土壤测量(40 km2 ) ,采用路线(即非网格) 形式。路线土壤测量省力经济,适用于地形复杂、植被发育的通行困难地区;根据土壤测量的地化异常特征推断了3 条断裂、3 个半隐伏- 隐伏的斑岩体,发现12 处地化异常,其中11-A 为已知矿致异常,8-A ,4-B ,6-A ,9-A 异常分别为寻找斑岩型铜矿、构造蚀变岩型金矿的良好靶区。
激电测量
斑岩型铜(钼) 矿带的矿体内及其表面通常存在磁铁矿、磁黄铁矿等矿石矿物,高精度磁法测量可测到弱磁异常;
矿体中电阻率,能产生实分量为高(峰) 值异常、虚分量为低(谷) 值异常的特征航电异常;
与斑岩型铜(钼) 矿成生有关的钾硅热液蚀变,可能导致放射性元素的再分布,使航空伽玛能谱测量形成明显的组合异常;根据俄罗斯、澳大利亚等国矿产勘查的经验,航空伽玛能谱测量在斑岩型铜(钼) 矿床上也有较好反映。因此,航空物探综合站测量是普查斑岩型铜(钼) 矿的一种有效的物探方法组合。
PIMA技术
典型矿例
乌奴格吐山铜钼矿床
区域地质背景
区域地层主要为大面积分布的中生代钙碱性火山岩, 次为二叠系老龙头组浅变质火山碎屑岩, 零星出露元古宙绿片岩相变质岩系。
乌奴格吐山铜(钼) 矿床地质略图
图例:Q 4- 第四系;Clm - 古生代安山岩、结晶灰岩;NiP- 次英安质角砾熔岩;CiP- 二长花岗斑岩;KiP- 次流纹质晶屑凝灰熔岩;CB- 黑云母花岗岩;ALöDL- 安山玢岩、闪长玢岩;KP- 流纹斑岩;I- H- 水云母化带;Q - S- H- 石英绢云母化带;Q - Kf- 石英-钾长石化带;1- 断层;2- 环状断裂系统 3- 火山管道构造 4- 爆发角砾岩筒;5- 地质界线;6- 蚀变带界线;7- 铜矿化;8- 钼矿化
矿床位于矿区西南部, 以携矿岩体二长花岗斑岩体为中心, 形成平面上为为筒状的铜、钼矿体。矿体东南部被晚期侵入的次英安质角砾熔岩所破坏。矿体中部受成矿后期F7 断层错动, 分为南北两个矿段。根据蚀变带及矿体等被错断的距离, 推断南矿段相对向西平移和抬高, 北矿段相对向东平移和下降, 水平错距约600~ 700m , 造成环形矿体的不连续。
乌奴格吐铜钼矿区各侵入体岩性特征表
矿石的矿物成分
本矿床主要为硫化矿石,氧化矿和混合矿石仅局部发育。
硫化矿石的矿石成分主要为黄铜矿、辉钼矿、黄铁矿、铜兰、斑铜矿、黝铜矿、辉铜矿;次为赤铁矿、方铅矿、闪锌矿、磁铁矿、毒砂等。矿石氧化后,矿石成分为褐铁矿、黄钾铁矾、孔雀石、蓝铜矿、钼华和次铜矿。
脉石矿物:石英、绢云母、绿泥石、钾长石、斜长石、方解石、伊利石、硬石膏、褐帘石、高岭石等。
矿石结构构造及成矿阶段
矿石结构以他形—半自形粒状结构为主,其次有交代结构、包含结构、镶边结构、叶片状结构、半自形—自形粒状结构、固溶体分离结构。
矿石构造为:细粒浸染状、细脉侵染状构造、少量团块状构造。矿石具有明显的分带性,由蚀变中心向外为细粒浸染状为主到细脉侵染状为主。
主成矿期按照成矿过程、所形成的矿物组合可分为三个成矿阶段:
高温阶段:成矿温度大致为350-460℃,处于热液活动的中心,形成石英—钾长石化带,主要矿物组合为:石英—正长石—黄铁矿—辉钼矿及少量磁铁矿、磁黄铁矿。
中—高温阶段:成矿温度大致为250-400℃,处于含矿热液向外渗滤的中间地段,形成石英—绢云母化带,主要矿物组合为:石英—黄铁矿—黄铜矿—辉钼矿—绢云母—萤石。
中—低温阶段:成矿温度大致为145-280℃,处于热流循环流体的外缘或成矿后期的热液矿化活动。此阶段为热液交代作用形成伊利石—水白云母蚀变带及成矿后期热液活动的产物。主要矿物组合为:水白云母—伊利石—蒙脱石—高岭土—黄铁矿,局部有石英—黄铜矿—方铅矿—闪锌矿等。
矿化分带特征
乌奴格吐山铜钼矿床矿化分带明显受热液蚀变分带制约,是成矿温度梯度变化造成的。由蚀变中心向外金属元素水平分带是:Mo→Mo、Cu→Cu→Cu、Pb、Zn→Pb、Zn。根据金属矿物组合发育特征,从蚀变中心向外,依次可大致划分为四个金属矿化带:
1.黄铁矿-辉钼矿带
主要发育在石英-钾长石化带外圈,部分扩展到石英-绢云母-水白云母化带中,是钼矿体主要赋存部位。金属矿物主要为辉钼矿、黄铁矿、黄铜矿。
2.(辉钼矿)-黄铁矿-黄铜矿带
主要发育在石英-绢云母-水白云母化带中,南矿段部分扩展到石英-钾长石化带,是铜矿体主要富集部位。金属矿物主要有黄铜矿、黄铁矿、辉钼矿,另外还有少量斑铜矿、铜兰,辉铜矿、黝铜矿等矿物。
3.黄铁矿-黄铜矿带
主要发育在石英-绢云母-水白云母化带外侧或与伊利石-水白云母化带之间的过渡带中。金属矿物以细脉状为主,星散状、团块状次之,主要金属矿物为黄铁矿、黄铜矿,少见方铅矿、闪锌矿和辉钼矿。
3.黄铁矿-方铅矿-闪锌矿带
不均匀地发育在最外带-伊利石-水白云母化带中。金属矿物以脉状为主、次为散粒状、团块状,主要金属矿物为黄铁矿、闪锌矿、方铅矿,另外见有少量黄铜矿、辉钼矿,偶见磁黄铁矿及毒砂等。
三、成矿物理化学条件分析
(一)稳定同位素
金属硫化物的硫同位素组成表现为偏离陨石硫不大的正值。δS34平均为+2.24‰,极差小,离散度小;频数统计,直方图塔式分布明显。
对岩体的Sr87/Sr86初始值进行分析,黑云母花岗岩为0.7065,斜长花岗斑岩为0.7064,∑REE低、∑Ce ∑y高、δEu高、稀土分布模式为右倾曲线。综合本区大地构造背景和地质环境,可以判定两种侵入岩石源来自上地幔与下地壳混源,属同熔成因。
Q-K带δD为-119.56%,δOH218O为+6.279%,Q-SδD为-113.27%,δOH218O为+3.23%,I-H带δD为-120.89%,δO18H2O为+1.31%。表明成矿热液以岩浆水为主,后期天水增多。
(二)包体特征
对矿区不同蚀变带岩石、矿石中石英进行的包体测定结果可以看出,石英流体包裹体十分丰富,是典型的沸腾包体群。包体类型主要有气体包裹体、液体包裹体、多相包裹体三种类型。多相包裹体中含多种子矿物,如NaCl、KCl(岩盐)、Fe2O3、Fe3O4(赤铁矿)、CaSO4(硬石膏)等子晶。石英-钾化带多相包裹体见含KCl+NaCl两种子晶共存。石英-钾化带中气相与多相包裹体较常见,其他两种蚀变带以液体包体和气体包体为主。在垂直方向大于300米处,偶见含液态CO2的多相包裹体。流体包裹体的均一化温度变化范围为:180~495℃,但在不同矿体,不同接触带是有差别的。钼均一温度大致为317~445℃,平均380℃;铜均一化温度为324~410℃,平均364℃,矿体以外,均一化温度就小于319℃。可见由蚀变带的中心向外均一化温度逐步降低(见表3-4)。
矿床形成的压力,各蚀变带也不相同,石英-钾化带压力为200~300×105Pa,;石英-绢云母化带<200×105 Pa;伊利石-水白云母化带50~180×105 Pa。
各蚀变带包体之盐浓度差别如下:
石英-钾化带:7.3~68wt%
石英-绢云母化带:7.9~15.5wt%
伊利石-水白云母化带:3.2~13.2wt%
可见,三个蚀变带的温度、压力、盐度、密度、气液比值等,由内带(钾化带)向外带递减,成分趋于简单,多相包体向液相包体过渡。包体成分阳离子有K+、Na+、Cu2+、Mo4+、Pb2+、Zn2+及Fe3+、Ca2+、Mg2+,阴离子有Cl-、F-、SO2-4,普遍含CO2。
据H2CO3—HCO3-平衡法估算成矿流体PH值。Q—K带(钼矿体)为弱酸—中性,PH=5.47;Q—S带(铜矿体)酸性稍强,PH=5.3;I—H带向中—弱碱演化,PH=5.69。无矿化正常流体有向弱碱性演化的趋势。
岩体含成矿元素丰度高,以斑岩体为中心,矿区断裂、岩石蚀变及金属矿化呈环状分布。斑岩体岩石温度、压力、盐度与金属成矿形成明显的对应关系。锶同位素特征表明,成矿岩体主要来自上地幔,为幔壳混源;硫、铅、同位素特征表明本矿床的金属成矿物质来自深部岩浆;而石英水氢氧同位素特征则指示了成矿流体的混合水特征。
四、球物理、地球化学异常特征
(一)地球化学异常分带
1.水平分带特点
本矿床的主要成矿部位在北矿段,次生晕异常特点为北矿段Cu、Mo内带异常与矿体形态一致,成环状分布,即Cu、Mo中带异常紧紧包围着铜钼矿体,Cu、Mo内带异常分布与矿体形成一致,反映矿体与异常空间的统一。Ag在铜矿体上具有中(外)带异常,在钼矿体上为外带异常。S、As、Sb、Ag一般呈中外带异常,集中分布在铜矿体赋存部位及其上盘。Pb、Zn外带异常零星分布在矿体周围。
2.垂直分带特点
乌山北矿段不同标高微量元素几何平均值由上而下,Cu、Ag、V、Ti、Bi、Hg、S等元素含量逐渐降低;Mo、Ba、Sr逐渐升高。
按苏联克维特柯夫斯基用金属梯度法计算的矿床原生垂直分带序列,由上而下为:As—Ag—Bi—Hg—Rb—F—Ti—V—Co—Ba—Zn—Sb—Cu—Sr—Mn—Mo。与标准沉淀序列比,本矿床除Sb、Bi、Ba、Sr有较大偏离外,其余基本相符。活动性较强元素及挥发组分聚集在矿体顶部,而Cu、Mo居序列后部。
本矿床主要成矿元素总的变化特点为铜主要富集在以含矿岩体为中心的外接触带石英绢云母水白云母化蚀变带中,在垂向上上部品位较高,向深部则有逐渐变贫趋势;钼主要富集在含矿岩体内外接触带的石英钾长石化蚀变带外侧,沿走向和倾向钼矿体品位基本比较稳定。
(二)地球化学异常与蚀变关系
异常特点为呈钟状分带,分四个带:
1.中心核,含SiO2高,最高可达70%,位于斑岩体核部,为Cu、Mo、Ag弱异常带(或无异带);
2.Cu、Mo、Ag内中带异常为主,伴有As、Sb、Co、S、Hg中外带异常,W、Ti、V、Mn外带组合异常,分布石英—钾长石化带外侧与石英—绢云母化带内侧,反映矿体赋存部位;
3.Cu、Mo、Ag、S中外带异常为主,伴有W、As、Sb、Co、Hg、F、Ti外带异常,分布在石英—绢云母化带外侧,这是一个过渡带;
4.Cu、Mo、Ag外带异常,伴有Pb、Zn、Bi、W、Sb、Hg、Ti、Sr、Ba外带异常,分布在矿体外围,与伊利石—水白云母化带对应,异常呈壳层状,位于最外带。
五、地球物理异常特征
1.磁异常特征
斜长花岗斑岩体形成稳低磁场,△Z值一般为100-150r。末蚀变黑云母花岗岩磁场比较杂乱,△Z值较高,一般为300-500r;外围火山岩磁场复杂,△Z值正负交替,最大可达1000-2000r以上,系中基性火山岩引起。总之由矿床中心向外,随岩石蚀变强度递减,磁性强度递增,在平面上呈环带分布,这是斑岩型矿床的磁场特征。
2.激发极化异常特征
本区激发极化异常分布广泛,由本矿区、黄花菜沟、头道井激电异常构成北东向异常带。乌山矿区北矿段,15%等值线呈环形串珠状分布于石英—绢云母化带外侧,包围着铜矿体。10%等值线与石英—绢云母化范围基本一致,石英—钾长石化带极化率只5%。南矿段10%等值线基本与石英—绢云母化带、伊利石—水白云母化带范围相吻合。
3.自电异常特征
自电异常按-50mv等值线在全矿区构成一个异常,形态是钟状,异常分布与蚀变带吻合。按-100mv等值线,以F8断裂为界,北东部呈环状,环宽0.2-0.5千米,内径达1000米;南部呈椭圆状,为北西向,长轴1000米,短轴500米,异常强度北矿段极值-250mv;南矿段-350mv-100mv,范围与石英—绢云母化带基本吻合。
自电异常分布严格受围岩蚀变制约,蚀变带大量硫化物是引起自电异常的根本原因。乌山矿床自电异常在国内斑岩铜钼矿床中具有典型意义。
4.物化探异常规律总结
平面上磁异常表现为环状分布,蚀变岩体范围内为一片平稳的低磁场区;电法异常与赋矿部位Cu、Mo、Ag内中带异常分布一致;-150mv自电异常直接扣在钼矿体上,激发极化率异常15%主要反映矿体外围黄铁矿体,中等强度极化率异常(8-10%)反映矿体位置。
本矿床的物探化异常带分布具有一致性(图),它们受统一的成矿因素控制,从不同角度反映出斑岩体的蚀变分带,矿化分带及赋矿部位等特征。物化探异常互相吻合,反映其形成机制的内在联系。
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