大埔县山心斑岩型铜多金属矿床地质-地球化学特征

2025-04-07 04:04:35

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（一）矿区地质特征简介

山心矿床位于莲花山－大埔北东向深大断裂带的北东侧与大埔北西向断裂带及北西西向构造带交汇部位。矿区出露地层为侏罗系金鸡组和高基坪群（图2-9）。

图2-9　大埔山心斑岩型铜矿区及其外围地质略图（据723地质队资料修改）

1—上侏罗统高基坪群上亚群第二段中酸性火山熔岩、碎屑岩；2—高基坪群上亚群第一段酸性火山熔岩及碎屑岩；3—高基坪群下亚群第二段中酸性火山熔岩及碎屑岩；4—高基坪群下亚群第一段中酸性火山碎屑岩夹中性熔岩；5—下侏罗统金鸡组碎屑岩夹火山岩；6、7—喜马拉雅期石英闪长斑岩、玄武岩；8、9—燕山第五期石英斑岩和花岗斑岩；10、11、12—燕山第四期辉绿岩、花岗闪长斑岩和闪长岩、闪长斑岩、二长斑岩；13—含银硅质交代岩；14—断层；15—地层不整合界线；16—勘探线号及钻孔号；17—化探异常编号

下侏罗统金鸡组在矿区北、西、南面均有较广泛分布，似呈半环状展布，自下而上可分为三段：下部主要由厚层状含燧石条带的含砾砂岩、石英砂岩等组成；中部主要由安山质熔结火山角砾岩、流纹质熔结火山角砾岩和流纹斑岩、英安斑岩以及凝灰岩等组成，与下伏地层呈不整合接触；上部主要由厚层状石英砂岩夹凝灰质砂岩等组成，与中部火山岩呈不整合接触。

上侏罗统高基坪群为一套复杂的陆相火山岩系，由中性、中酸性、酸性火山熔岩、火山碎屑岩及正常碎屑岩夹层组成。在矿区及其外围则以酸性、中酸性火山熔岩为主，夹火山碎屑岩及碎屑岩。其下部为安山质英安质凝灰岩、角砾岩夹安山岩；上部为英安质、流纹质凝灰岩、角砾岩等。

山心矿区的断裂构造以北（北）东向和北（北）西向最为发育。其中之北东向断裂从矿区南部大水山南侧至白土乡东侧延伸长约30km（再向北进入福建长乐），是矿区内最长的一条断裂。沿该断裂有许多花岗闪长斑岩、花岗斑岩、石英斑岩、石英闪长岩，以及Cu、Mo、Pb等化探异常分布。北北东向断裂带纵贯整个矿区，总体走向为北东8°左右，倾向东，倾角70°～85°，它们由3条张性断层组成，呈右行雁行排列，延伸长3500m，断裂破碎带宽6～30m不等，花岗闪长斑岩沿断裂带分布。除北东向和北北东向断裂外，矿区内北西向断裂也较发育，并伴有许多石英斑岩、花岗斑岩脉和Cu、Mo、Pb化探异常沿断裂带分布。

山心矿区出露的侵入岩主要为燕山第四期和部分第五期石英闪长岩、花岗闪长斑岩、花岗斑岩、石英斑岩、闪长岩、辉绿岩等小岩株、岩脉，沿北（北）东、北（北）西及其交汇部位分布。小岩体侵入最新地层为上侏罗统高基坪群火山岩。据对ZK12-3孔中较新鲜弱绢云母化的花岗闪长斑岩K-Ar稀释法测定，其年龄为107Ma。由此可见，本矿区出露的中酸性、酸性小岩体主要形成于燕山期第四期。

（二）蚀变类型及其矿化特征

蚀变类型主要是硅化、绿帘石化、绢云母化、青磐岩化、绿泥石化等热液蚀变。在山心矿区地表沿北北东向3条张性断裂带发育强烈硅化交代作用，伴有浸染状、斑点状黄铁矿化、黄铜矿化及镜铁矿化，蚀变带延长达3500m。蚀变带由三部分组成：一号硅化绢云母化石英细脉带，长1500m，厚10～25m。其Cu含量（质量分数，下同）为0.01%～0.50%,Pb含量为0.11%～0.558%,Zn含量为0.01%～0.22%,Ag含量0.4×10^-6～121×10^-6,Au含量0.007×10^-6～0.595×10^-6。二号青磐岩化硅化石英镜铁矿细脉带，延长2350m，厚13～42m。其含Cu0.01%～0.07%,Pb0.008%,Zn0.01%～0.17%,Ag0.4×10^-6～12.3×10^-6。三号硅化绢云母化带，长1400m，厚3～25m。其含Cu0.008%,Pb0.03%,Zn0.05%。

上述三条蚀变带中以一、二号蚀变带矿化强，延深大。在一号蚀变带的Tc_3-1号探槽中有1.4m厚的硅化岩含Ag高达121×10^-6铜矿化主要富集在构造带角砾岩和强烈蚀变的花岗闪长斑岩及安山岩中。如ZK0-7孔和ZK12-3孔中（表2-8）。

表2-8列出了山心矿区斑岩及火山岩的主要成矿元素丰度，由该表可知：①本区花岗闪长斑岩中主要成矿元素含量与粤东同类岩石十分相近，但Au含量约高出10倍左右；具有较强的黄铁矿化、绿帘石化和石英细脉发育的蚀变花岗闪长斑岩，Cu含量达2.82%,Au含量也显著增高（15.8×10^-9～39.8×10^-9），为原岩的30～80倍，为粤东地区同类岩石的530～1300倍以上。②安山岩、玄武岩中主要成矿元素含量与粤东地区相近，Cu含量为11×10^-6～111×10^-6，但是当岩石受到构造作用和热液蚀变作用时，Cu含量则增加几倍至数十倍，高者达2.88%;Au含量也增高几十至几百倍。

表2-8　大埔山心斑岩及火山岩中主要成矿元素及微量元素丰度

注：自92g-91-2及以上为ZK12-3钻孔取样，自92g-87-1及以下样均采自ZK0-7钻孔；凡是带有“H”的样号为723地质队化学分析结果。

（三）矿床流体包裹体温压地球化学特征

山心花岗闪长斑岩及其中的黄铜矿黄铁矿石英细网脉、黄铁矿镜铁矿石英细脉、硅化带中紫水晶和晚期方解石细脉中流体包裹体特征详见表2-9，不同地质体中石英包裹体温度、盐度测定结果见表2-10。由表2-9、10和图2-10、图2-11可以看出：①在花岗闪长斑岩中流体包裹体以负晶形、椭圆形为主，气液比为20%～35%者，约占80%左右，气液比＞50%的气体包裹体，约占15%左右，含NaCl子矿物包裹体（图版Ⅱ-5）占2%～5%及液相包裹体。均一温度较高，为280～420℃，盐度为14%～48%；②含铜石英脉中包裹体为椭圆形、负晶形（图版Ⅱ-6），未见气体包裹体及含NaCl子矿物包裹体，均一温度为220～290℃；③晚期方解石脉中包裹体多为不规则状，以液相包裹体为主，均一温度（150～180℃）、盐度（6%～7%）低。

图2-10　山心斑岩型铜矿床不同矿化阶段流体包裹体均一温度（t_h）、盐度（S）直方图

1—花岗闪长斑岩中包裹体；2—含铜黄铁矿石英网脉中包裹体；3—晚期方解石石英脉中包裹体

图2-11　山心斑岩型铜矿床流体包裹体温度（t_h）、盐度（S）、密度（ρ）相关图（据S.N.Ahmod，等，1980,p为密度曲线）

1—花岗闪长斑岩中包裹体；2—含铜黄矿石英网脉中包裹体；3—晚期方解石石英脉中包裹体；4—石盐饱和曲线

表2-9　山心斑岩型铜矿床流体包裹体特征

表2-10　山心斑岩铜矿床流体包裹体温度、盐度表

续表

含铜石英脉包裹体成分组成测定结果（详见后文表4-10）表明：其气相成分以H₂O为主，占95.19%左右，其次为CO₂，占4.53%,CH₄占0.23%,H₂约占0.005%；液相成分中，阳离子以Na⁺、Ca²⁺为主，分别为3.49g/l和2.91g/1，其次为Mg²⁺、K⁺，分别为1.29g/l和1.19g/1；阴离子以

为主，占10.73g/1，其次为Cl^-，占3.53g/l。

（四）稳定同位素组成

山心矿床中黄铁矿、闪锌矿的δ³⁴S值分别为0.308‰和0.43‰（表4-9），表明为深源硫。花岗闪长斑岩中全岩δ¹⁸O值为8.5‰（表4-10），以贫¹⁸O为特征，毗邻的钟腾斑岩型铜钼矿床中石英闪长（玢）岩的全岩δ¹⁸O值为9.5‰，闪长岩的全岩δ¹⁸O值为8.29‰，也以贫¹⁸O为特征。山心含铜石英脉中石英的δ¹⁸O值为13.6‰，成矿流体δ¹⁸O_H₂O值约为11.65‰；石英包裹体中的δD_H₂O值为—59.74‰（表4-10）。上述硫、氢、氧同位素组成特征表明，成矿热流体属于岩浆期后热液成因。

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