冬瓜山铜矿床地质特征及找矿方向.pdf

2 0 0 3年 6月 第 3 2卷第 3期 有色矿 山 No n f e r r o u s M i n e s J u n． ， 2 0 0 3 Vo 1 ． 32 No． 3 冬瓜山铜矿床地质特征及找矿方向 袁小 明 铜陵有色金属 公司， 安 徽 铜陵 2 4 4 0 0 0 [ 关键词]冬瓜山铜矿床；层控矽卡岩型矿体； 斑岩型矿体；找矿方向 [ 摘要】冬瓜山铜矿床的矿体可分为层控矽卡岩型和斑岩型。层控矽卡岩型矿体铜金属量达 1 0 0万 t ， 受五 通组与黄龙组之间的层间滑脱构造和岩体控制。斑岩型矿体位于层控矽卡岩型矿体下部， 规模可达中型． 含矿岩 体是包村岩体和青山脚岩体， 岩性为石英二长闪长 斑 岩， 矿化蚀变作用强烈， 形成了环 带 状矿化蚀变， 矿化富 集部位发 生在 石英一 钾长石 化带 内。不同类 型矿体 组成 了矽 卡岩型一斑 岩型一 热液型 成矿 系列。冬 瓜 山矿 床东 南侧深部有找矿远景。 [ 中图分类号] TD 1 6 3 ． 2 [ 文献标识码]B [ 文章编号]1 0 0 2 8 9 5 1 2 0 0 3 0 3 0 0 0 1 ． 0 3 Ge o l o g i c a l c ha r a c t e r s a nd pr o s p e c t i ng d i r e c t i o n o f Do ng g ua s ha n c o p pe r d e po s i t YUAN Xi a o mi n g T o n g l i n g No n f e r r o u s Me t a l s C o mp a n y ，T o n g l i n g 2 4 4 0 0 0 ，C h i n a Ke y wo r d s Do n g g u a s h a n c o p p e r d e p o s i t ； s t r a t a b o u n d s k a r n t y p e o r e b o d i e s ； p o r p h y r y t y p e o r e b o d i e s ； pr o s pe c t i n g d i r e c t i o n Ab s t r a c t Th e o r e b o d i e s o f Do n g g u a s h a n c o p p e r d e p o s i t c a n b e d i v i d e d i n t o s t r a t a b o u n d s k a r n t y p e a n d p r o p hy r y t y pe ．The c o p p e r a mo un t o f s t r a t a b o u nd s ka r n t y p e o r e b o di e s i s o ne mi l l i o n t o n s ．I t i s c o nt r o l l e d b y t h e ma g ma r o c k a n d t h e i n t e r f o r ma t i o n a l s t r u c t ur e o f W u t on g f o r ma t i o n a n d Hua n gl o n g f o r ma t i o n．Th e p or ph y r y t y p e o r e b o di e s a r e u nd e r t h e s t r a t a b o u nd s k a r n t y p e o ne s ．I t s a mou n t i s m e d i u m ．The r o c k bo d i e s i nc l u d i n g o r e a r e Ba o c u n r o c k b o d y a n d Qi n g s h a n j i a o r o c k b o d y ．Ro c k t y p e i s q u a r t z mo n z o d i o r i t e ．Mi n e r a l i z e d a l t e r a t i o n i s v e r y s t r o n g ，a n d f o r me d r i n g z o n e ．Mi n e r a l i z a t i o n a n d c o n c e n t r a t i o n a r e i n t h e z o n e o f q u a r t z Kf e l d s p a r a l t e r a t i o n．The d i f f e r e n t t y p e o r e b o di e s f o rm e d s ka r n t y p epr o ph y r y t y p e hy d r o t h e rm a l t y pe mi ne r o ge ne t i c s e r i e s ．The r e i s p r o s pe c t a t t he d e e p a r e a o f Do ng g u a s h a n c o p pe r d e p o s i t ’ S s o u t h e a s t c o r n e r ． 冬瓜山铜矿床是铜陵蒂区乃至长江中下游地区 典型的层控矽卡岩型铜矿 床， 研究表明冬瓜 山铜矿 深部有斑岩型铜矿化， 规模可达 中型。本文据最新 研究成果， 探讨不同类型矿体特征 、 成因联系及找矿 方向。 1 矿床地质特 征 I ． I 层控矽卡岩型矿体地质特征 冬瓜山铜矿床层控矽卡岩型矿体发育于五通组 [ 收稿 日期 ]2 0 0 2 1 0 1 6 [ 修订 日期 】 2 0 0 3 0 4 1 0 [ 作者简介]袁小明 1 9 6 3一 ， 女， 安徽肥西人。 地质工 程师 ， 从事铜金矿床地 质找矿及矿 山地 质工作 。 与黄龙组之间的层间滑脱构造带， 主要赋矿地层为 黄龙组白云岩、 灰岩和船 山组灰岩， 矿体呈缓倾斜层 状稳定伸展， 底板与五通组 粉砂质页岩 变质为 角 岩 近于整合， 顶板 与围岩的界线跨层， 可达栖霞组 灰岩 见图 1 。矿体长近3 O 0 0 m， 宽达 2 0 0 ～8 0 0 m， 尚未尖灭， 厚度一般在 3 5 ～4 5 m， 于青山背斜轴部滑 脱空间最大 处和近 于侵入 体 接触 带增 大， 最厚 达 8 5 m； 矿 体 埋 深 在 ⋯7 3 0 1 0 0 7 m， 平 均 埋 深 一 8 7 6 m； 矿石类型复杂。 层状矿体 中， 含铜滑石一蛇 纹石型稳定地分布于矿体底部， 其下为不连续的含 铜角岩型， 其它矿石类型主要分布 在矿体 中上部， 可 相间出现， 也可缺失其它一种或两种； 在平面上， 含 铜矽卡岩型 明显围绕岩体分布， 含铜滑石一蛇纹石 覆 精 维普资讯 2 有色矿 山 2 0 0 3年 第 3 2卷 型从接触带 向外， 铜矿化逐渐减弱而渐变 为黄铁矿 层或蛇纹石岩和 白云岩。不同类型矿石 中， 以含铜 黄铁矿硬石膏型、 含铜矽卡岩 型和含铜磁铁矿型含 铜较高， 滑石一蛇纹石型、 角岩型以及含铜石英二长 闪长岩型和钙铁榴石一磁铁矿型含铜较低， 平 面上 显示近岩体富， 而远离岩体则逐渐变贫。 匝D1 匝酗 2 匝 3 匝 卫4 匝口5 I-h - T I 6 匝 7 [ 互]8 圜9 r - r - 1 1 0匿圈1 1 固1 2匦司1 3国1 4叵盈1 5回1 6 圃l 7匾 l 8囤1 9 12 E l 2 o日2 l r - -． 2 2 园2 3 图 1 冬瓜山矿床 5 8线地质剖 面图 据 3 2 1地质队 。 1 9 8 5 1 一 南陵湖组 ； 2 一和龙 山组 ； 3 一殷坑组 ； 4 一 大隆组 ； 5 一 龙潭组 ； 6 一孤峰组 ； 7 一 栖霞 组 ； 8 一 黄龙 、 船 山组 ； 9 一五通 组 ； 1 0 一 闪长 岩 ； 1 1 一 矽卡岩 化闪 长岩 ； 1 2 一 角砾状 闪长岩 ； 1 3 一 条带状 矽卡 岩 ； 1 4 一 层状矽 卡岩 ； 1 5 一 角岩 与大 理岩 互层 ； 1 6 一 角岩 夹大理 岩 ； 1 7 一 大理 岩； 1 8 一硅 质页 岩； 1 9 一 砂岩 ； 2 0 一硅 质 岩 ； 2 1 一地 层 界线； 2 2 一 地质界线 ； 2 3 一矿体 1 ． 2 斑岩型矿体地质特征 斑岩型矿体位于层控矽卡岩型矿体下部 见 图 2 ， 含矿岩体主要有北部的包村岩体和南部的青 山 脚岩体， 其主要岩石类型为石英二长闪长 斑 岩， 主 矿体有两个 ， 深埋在地表下 8 9 0 ～1 0 1 0 m， 分别赋存 在北部的包村岩体和南部的青 山脚岩体中。北部矿 体长约 8 0 0 m， 宽约 3 0 0 m， 厚 2 5 ～9 7 m， 铜平均品位 0 ． 4 ％； 南部 矿 体 长 约 8 4 0 m， 宽 约 3 0 0 m， 厚 1 8～ 7 1 m， 铜平均 品位 0 ． 5 8 ％。主要矿 石为含铜蚀变 石 英二长闪长 斑 岩。北部矿体 中以含铜石英一绿泥 石一钾长石化石英 二长闪长 斑 岩 为主， 金属矿 物 以黄铁矿为主， 其次为黄铜矿， 少量磁黄铁矿、 辉 钼 矿、 磁铁矿、 方黄铜矿， 偶 见银金矿 及 自然金包裹 于 黄铁矿和石英脉 中。南部矿体中以含铜钼石英一 黑 云母 一钾长石 化石英二 长闪长 斑 岩为主， 金属 矿物以磁黄铁矿为主， 其次为黄铜矿 、 黄铁矿、 辉钼 矿， 少量方铅矿、 闪锌矿、 赫碲铋矿， 偶见 自然金包裹 于磁黄铁矿晶体 中。此外， 还有含铜角岩 粉砂岩 和含铜矽卡岩化石英二长 闪长 斑 岩。 图 2 冬瓜 山深部 斑岩铜矿 7 l线蚀变分带 图 据 3 2 1 地 质队。 1 9 9 5 1 一和龙 山组 ； 2 一 殷坑 组 ； 3 一 大隆 组 ； 4 一龙 潭 组 ； 5 -- 孤 峰组 ； 6 一栖霞组 ； 7 一上 石炭统 黄龙一船 山组 ； 8 --五 通组 ； 9 --石 英二 长 闪长 斑 岩 ； 1 0 一 层状铜矿体 ； 1 1 一斑岩铜矿体 斑 岩型矿体成矿 岩体 中矿 化蚀变作 用强 烈发 育， 形成了共轴环 带 状矿化蚀变带， 由围岩一 岩体 边部一 岩体 中心， 依次 出现 ①大理岩、 角岩 化带， ②矽卡岩化带， ③青磐岩化带 ， ④石英绢云母化带， ⑤石英钾长石化带， ⑥石英核。在这些蚀变带 中， 青 磐岩化带往往与矽卡岩化带重 叠而不清楚 ， 青磐岩 化带和石英绢云母化带之间有时有不太明显或仅零 星发育的泥化带， 最发育的是石英 绢云母化带和石 英钾长石化带。南北两个矿化带内的石英钾长石化 的发 育特 点不尽相 同， 北部以绿泥石一钾长石组合 为特征， 南部则以黑云母一钾长石组合， 并以黑云母 占优势为特色。南北两个矿化富集部位均发 生在石 英一钾长石化带 内， 而石英绢 云母化带基本上无矿 化富集带形成。 2 不 同类 型矿体 的成 因联 系 狮子 山矿田的侵入体垂 向上具有特征的三层结 构， 即浅部 一1 0 0 0 m 以上 为 小岩墙一岩株一岩床 相 交 织、贯 通 的 格 架 状 带 ；中 部 一1 0 0 0～ 一 2 5 0 0 m 为小岩株带 ； 深部 一2 5 0 0 m 以下 据物 探资料推定为大岩体 基 带。冬瓜山铜矿床深部斑 岩型矿体的成矿岩体为青 山脚岩体和包村岩体， 处 于中部小岩株带的最上部 ， 与狮子 山矿 田不 同成因 矽卡岩型铜矿体密切共生或叠生， 相互关系为 ①属 一 ’ ； 1 l 2 3 4 5 6 7 8 l 回回 圃回 囹衄 固 固匝 圈囹 维普资讯 第 3期 袁小明 冬瓜山铜矿床地质特征及找矿方向析 3 同一侵入接触控矿构造系统 ； ②与同一 高钾 闪长岩 类侵入岩及其 派生的碱性长 闪长 岩侵 入岩系有 关 ； ③与广义矽卡岩型铜矿共生或叠生的斑岩铜矿， 两者之间不仅是 空间上 的密切联 系， 而且可能还有 密切的成因联系， 冬瓜山深部的斑岩型铜矿体 矿石 中石英的气液包裹体研 究 3 2 1地质 队， 1 9 9 5 表 明， 包裹 体 液 相 成 分 中 富 c a 、 C O2和 s 2 一 ， 而 贫 Na 、 K ， 这一特点所反 映的成矿流体 的性 质和特 征， 与区内矽卡岩型矿床中矿物包裹体 的成分特 点 比较接近， 而与国内比较典型的斑岩型铜矿石英 包 裹体的成分 中贫 C a 、 C O ， ， 缺 少 S 02 一和富 Na 、 K ． 形成鲜明对 照 见表 1 ； ④通过 对矿床 的稀土 元素和微量元素地球化学 特征研究及 S m、 Nd 、 S r 、 P b 、 H、 O等同位 素组成特征研 究， 除冬瓜山层控矽 卡岩型矿体 中包 含有 沉积 的成 矿物质外， 其成矿物 质及流体主要源于深部受强烈钙质污染的高钾 中酸 性岩浆 ， 不 同成因和类型 的矿 床 体 都是 含矿钙 矽 卡岩熔体 或矿浆 一矽卡质熔流体一热液系列成矿 演变过程中， 于不同阶段和不 同的构造一围岩条件 下发生矿化富集的产物 。因此， 狮子 山矿田内， 各种 不同成 因类型， 不 同地质特征和不同矿物组成、 矿石 类型的铜 金 矿床， 组成了统一的矿床系列， 即广义 表 1 冬瓜山及有关矿床矿体矿物包裹体成分特征 WB x l 0 注 C O2 的单位为 m o l ／ 1 0 0 g 矽卡岩型一斑岩型一热液型铜金矿床系列。 3 找 矿 方 向 1 冬瓜山铜矿床东南侧深部有找矿远景 ①冬 瓜山层控矽卡岩型矿体受 D w与 h之间的层间 滑脱构造带控制， 在剖面上沿背斜轴呈对称状 ， 4 2 ～ 5 2线的地质剖面上只有北西 部一侧有矿体， 中间被 岩体侵蚀， 东南部没有钻孔控制 ； ②5 0线的 Z K5 0 2 1 孔没有达到相应 层位， 但 在栖霞组下部见有 巨厚角 砾状矽卡岩 3 2 6地质队追索 安庆铜矿 1 8 、 1 9 、 2 0线 深部矽卡岩， 找 到 E 1 、 矿体 ， 新增铜 金属量 7 ． 5 5 万 t ， 铁矿石量 6 2 6 ． 2 1万 t 。③3 8线 的 Z K 2 3 1 2孔 在相应层位见到 9 ． 1 6 m厚 的铜矿体 。 2 国外许多斑岩铜 矿与矽卡岩型铜矿共生或 伴生的巨大矿 区 田 中， 多以斑岩型铜矿为主体， 矿 石 品位也较高， 而矽卡岩型铜矿则相对较次要 尽管 绝对量也不小 ， 如美 国的宾 厄姆矿床 、 墨西哥的卡 纳尼亚矿床 。冬瓜山深部的斑岩型矿体， 规模虽可 达到中型， 但品位低 C u 0 ． 4 ％～0 ． 5 8 ％ ， 与狮子山 矿 田内数量众多、 总体规模可达特大型 的广义矽卡 岩型铜矿难以相 比， 但 由于冬瓜 山的斑岩型矿体埋 深较大， 目前的勘探工作仍不充分， 有一些问题还不 清楚， 对它的前景仍值得注意。 3 岩体演化成矿规律指导找矿是 隐伏 矿体寻 找的有效途径之一， 如江西城门 山铜矿床 由矽卡岩 型铜硫矿体、 似层状铜锌硫矿体和斑岩型铜 钼矿体 组成， 而相邻的武 山矿 区， 成矿地质背景与城门山相 同， 而没有斑岩型铜钼矿体， 其 原因据研 究认为， 城 门山矿床成 矿岩是 由两期 杂岩 体所构成 的复式 岩 体， 矽卡岩型和似层状矿体是燕 山早期第三阶段花 岗闪长斑岩杂岩体有关 的矿化 ， 斑岩型矿体 则是燕 山晚期石英斑岩杂岩体有关 的矿 化； 而武山只有燕 山早期第三 阶段花 岗闪长斑岩 杂岩体 ， 缺失燕 山晚 期第一阶段伴有隐爆角砾岩的石英斑岩杂岩。铜陵 地区过去在地质找矿过程中， 由于受接触带控矿理 论的影响， 对岩体接触带控制较好， 对岩体本身研究 较少。冬瓜山斑岩型矿体 赋存在岩体 中表 明， 铜陵 地区矽卡岩型铜矿床含矿岩体中有斑岩型铜 矿化， 因此在生产矿山进行二轮 找矿过程 中， 要对岩体进 行深入研究， 尤其是岩体演化 、 侵入期次及成矿 系列 研究， 扩大找矿远景。 下 转 第 1 2页 维普资讯 1 2 有色矿 山 2 0 0 3年 第 3 2卷 场内废石引起的二次贫化， 岩体声发 射技术的应用 成功地避免 了多起采场 冒落恶性事故的发生。这些 措施的采用使采 矿安全 生产状况好转 的同时， 各项 指标也有了明显提高 吨矿直接成本 由 7 ． 8元降为 4 ． 4元， 单个 盘 区的 生产 能 力 由投 产初 期 的 不 足 8 0 t ／ d达 到 1 3 0 t ／ d ， 贫 化、 损 失 率 分 别 由 原 来 的 1 0 ％、 1 2 ％降为 8 ％、 9 ％。 6 采矿工 艺的完善 6 ． 1 改进后存在的问题 上 向分层进路式充填采矿法的改进提高了充填 接顶率， 但 在铲运 机装矿 的贫 化、 损 失依 旧相 当严 重。①铲运机在柔性充填体表面运行时易出现轮胎 下陷、 铲砂， 从而导致充填体二次贫化。为解决这一 问题 ， 矿 山目前的做法是 在充填体上部人为留出一 部分矿作为垫层供铲运机出矿运行， 使采场大量的 采下矿石损失。②充填站料浆的制作， 基本上未进 行改造。大量的充填水进到坑 内， 严重影 响充填体 的早 期 强度， 污染 了井 下坑道 ， 增 加 了排 水 费用。 ③人员站在凿岩台架上钻凿顶眼， 存在操作不便、 安 全不可靠的弊端。④采场护顶措施的不 当， 给 日常 生产作业带来很大 的威胁。为此， 不得不缩小采空 区暴露面， 加大充填频率来降低顶板 冒落事件的发 生， 严重制约了采场生产能力的提高。 6 ． 2 建议改进措施 6 ． 2 ． 1 充填工艺的完善 充填工艺从确保料浆制作质量及实施胶结层面 两个方面来完善。完善 、 恢复充填站内供砂 、 供水计 量控制设施以及 料浆搅拌设 施。 实现料浆制作的 自 动化控制， 确保料浆达到设计浓度。 近年来， 矿 山已完善了尾砂充填工艺， 采用尾砂 或江砂与尾砂混合料充填可以有效地阻止上部的胶 结成份向下快速渗透， 防止胶结层面胶结成份 的流 失。如图 3所示， 在滤 水门上部 内侧敷设 l m 高左 右的阻水塑料布， 使得胶结 充填料 中的水份必须经 下部充填体过滤后方能流出滤水门。 少量胶结成份 随水移动滞留在非胶结充填体上， 提高非胶结 充填 体的抗压强度 ， 增强上部胶结层面的抗压性能， 同时 起到抑制相邻进路回采时充填体塌落贫化的作用。 图 3 胶结层面充填措施示意圈 6 ． 2 ． 2锚 杆护 顶 在层理发育的矿 岩中， 锚 杆是 一种很有效的护 顶手段， 尤其在柔性充填体作主料的充填采矿法中， 锚杆护顶可以有效克服 因充填体抗压性能差及充填 不接顶所带来的弊端， 起 到改善采场作业条件及安 全状况的效果。引用一批锚杆护顶设备。 采用机械 化锚杆护顶。 6 ． 2 ． 3 推 广使 用 小型 凿岩 台车 目前凿岩设备顶板控制难。 效率低， 为扩大采场 生产能力， 减少工人劳动强度 ， 对现有凿岩设备进行 更新。用小型凿岩台车替代当前的 YT一2 7型气腿 式凿岩钻机。 7 结语 矿 山采取的一系列改进措施 ， 解决 了上 向分层 进路式充填采矿法生产中出现的问题， 且措施简单 实用， 效果显著。完善后本矿采矿方法可供类似矿 山参考。但改进 措施仍旧存在局限性及 不彻底性 ， 为实现产量、 指标的进一步 突破， 发挥该采矿方法的 潜能， 需进一步改进。 上 接 第 3页 [ 参考文献 ] [ 1 ] 常 印佛 。 刘 湘 培 ， 吴言 昌等 ． 长 江 中下 游 铁铜 成 矿 带 [ M] ． 北京 地 质出版社 ， 1 9 9 1 ． [ 2 ] 唐永成 ， 吴言 昌， 储 国正 等 ． 安 徽沿 江地 区铜 金多 金属 矿床地 质[ M] ． 北京 地质 出版社 ， 1 9 9 8 ． [ 3 ] 朱上庆， 黄华盛 ． 层控矿床地质学 [ M] ． 北京 冶金 工业 出版社 ， 1 9 8 6 ． [ 4 ] 王道华 ， 傅德鑫 ， 吴履 秀、 长江 中下游 区域铜 、 金 、 铁、 硫 矿床基本特征及成矿规律 [ M] ． 北京 地质 出版社， 19 87． [ 5 ] 侯德义． 找矿勘 探地质学 [ M] ． 北 京 地 质出版社， 19 8 3． 维普资讯