紫金山铜金矿集区大比例尺成矿预测研究——紫金山矿田及外围找矿

摘要

福建省上杭县紫金山矿集区位于NE向松溪—上杭火山喷发带与NW向上杭一云霄构造岩浆活动带叠加部位，并以上杭县紫金山金铜矿为中心，总面积约达3500km<'2>。本文对该矿集区内主要构造带的特征及形成、发展、演化和主要矿产类型及其特征作了总结，对该区构造—岩浆—成矿进行了深入分析。另外，还结合矿集区中生代火山—侵入岩中花岗岩的时空分布、地质、地球化学特征，以及中生代火山—潜火山作用对成矿的控制进行了系统的研究。在矿集区开展的大比例尺成矿预测中，在对区内矿床(点)聚类分析的基础上，主要是利用地球化学块体的谱系树追索成矿物质浓集轨迹，达到逐步缩小靶区的目的。同时，通过物探电法和钻探工程验证其异常，达到增加资源储量为目的。研究成果获得以下主要进展和认识： 1．对紫金山矿集区与成矿有关地质构造提出“构造的构造”(tectonicstructure)的认识。紫金山矿集区的区域背景构造为位于中国东南沿海中生代火山活动带西侧，闽西南拗陷带西南缘，即为夹持于东侧的NE向长乐—南澳(东山)地壳断裂带和西侧的政和—长汀岩石圈断裂带之间。其间次级构造也依从两深大断裂派生为NE向松溪—上杭拗陷带与NW向上杭一云霄深断裂互为衔接的“断—陷”部位。区域“断—陷”背景构造是区域成矿宏观制约；而矿集区内矿田的控矿构造则为受背景构造的响应下，形成Ng向和NW向两组断裂相互交切的，并使矿田呈现NE成“行”、NW成“列”，两向交切成“汇”的“行、列、汇”样式的棋盘格子状控矿构造；而矿田中的紫金山及其他几个裂隙—中心式火山机构则为“行、列、汇”控矿构造中的成矿构造。三个级次构造的相互叠置，即背景构造一控矿构造和成矿构造的有机耦合是紫金山矿集区与成矿密切相关地质构造成因(tectonogeneses)演化的新认识。 2．对紫金山矿集区与成矿有关火山一侵入岩提出“体中体”(body in body)的认识。矿集区地质构造经历了加里东、华力西一印支、燕山及喜马拉雅四个构造旋回的形成发展过程，形变构造复杂，以形成多期叠加的复杂构造带为特征。 紫金山矿集区产出的火山—潜火山—岩浆岩多为复式岩体。它们在空间的式样多呈在垂向上或侧列方向上的岩体中岩体，即“体中体”的复式岩体产状，并被区域性NE、NW向断裂限制于矿集区的中部。前人研究在时间上，它们分属晚侏罗世—早白垩世两个时期；它们形成的时序自老至新是：紫金山序列复式岩体(晚侏罗世花岗岩)→才溪岩体(晚侏罗世～早白垩世花岗岩)→上杭—碧田火山盆地(早白垩世火山岩)→四坊岩体(早白垩世花岗闪长岩)→紫金山火山机构(早白垩世火山岩—隐爆角砾岩—潜火山岩—斑岩)→罗卜岭岩体(早白垩世花岗闪长斑岩)。在空间上，它们则分别属于更大区域范围的NE向侏罗纪火山—侵入岩带和NW向早白垩世火山—侵入岩带的成员。也表现为从区域挤压向区域拉伸转换的构造机制。体中体及其构造动力转换机制是紫金山火山—侵入岩成矿的新认识。 3．对紫金山矿集区与成矿流体有关的蚀变作用提出“蚀变的蚀变”(alteredalteration)的新认识。紫金山矿集区内成矿流体及其围岩蚀变划分为四期：(1)岩浆期后热液蚀变期：(2)次火山热液蚀变期(包括英安玢岩岩浆期后热液蚀变阶段、早期隐爆蚀变阶段、晚期隐爆蚀变阶段、热水溶液(热泉)蚀变阶段和残余热水溶液蚀变阶段)：(3)斑岩型热液蚀变期：(4)表生蚀变期。四期作用反映为“蚀变的蚀变”，并在空间分布上受北西向断裂构造和火山机构的双重控制，表现为裂隙—中心式。蚀变分带从宏观上可划分为石英、地开石一明矶石带；石英一绢云母地开石带和石英绢云母带等3个蚀变带(黄铁矿化因分布普遍，不具划分蚀变分带的意义)：在时间上与成矿的相关关系可划分为前蚀变、同蚀变和后蚀变，但它们在时间和空间上多为相互叠置关系。 4．提出紫金山矿集区为火山—侵入岩的“一梯多层楼”成矿模式(multi-floorbuilding modle)。紫金山矿集区大型铜金矿床是我国大陆发现的首例高硫浅成低温热液型(石英一明矾石)矿床。在该矿床的深部和外围相继发现了斑岩铜(钼)矿、大型中低温热液型铜矿、大型低硫浅成热液型(绢云母一冰长石)银(金、铜)矿床和铀矿床。各类型均属同一地热体系的不同衍生相，其空间产出按垂向或侧列方向从上到下形成了不同矿种在空间上的叠置关系，具体表现为“矿化的矿化”(minerlized minerlization)U、Ag→Au→Au、Cu→Cu→Cu、Mo→W、Sn“一梯多层楼”式的矿种组合特征。据此“多层楼”产出模式将启示这一地区找矿新的时空领域。 5．在上述对矿集区构造、火山—侵入岩和成矿流体深化认识的基础上，开展了矿集区中比例尺成矿预测。首先综合利用区域水系沉积物地球化学填图成果圈定地球化学块体和子块体。根据地球化学块体内已探明的矿产储量与该块体内的金属量(假定1km厚度)确定各级地球化学块体成矿率。利用这样的成矿率来预测整个研究(矿集)区内资源潜力，并给出潜在资源量。根据成矿物质逐步浓集的轨迹，利用地球化学块体筛选原则，确定矿集区内最有利于成矿物质汇聚的部位，达到逐步缩小的目的。据此提出了最有望的成矿远景区26个(其中：A级成矿远景区7个、B级成矿远景区8个、C级成矿远景区11个)，为矿集区进行地质找矿规划提供地质依据。 6．通过找矿靶区的区域比较和综合评价问题的探索和对紫金山矿田及其外围矿床(点)的地质矿产特征的研究，在对已知矿床进行模式化研究的基础上，提出了找矿靶区预测准则、找矿标志，并结合地质、地球物理、地球化学和遥感地质特征进行优选，在紫金山矿阳及其外围共计优选找矿靶区共15个，并根据不同的成矿条件划分了A、B、C三类(其中：A类6个、B类8个、C类1个)，从而达到大比例尺成矿预测之目的，为紫金山矿田进一步开展矿产勘查提供科学依据。 7．本研究课题邀请了安徽省321地质队物化探所在紫金山矿区西北矿段330运输平巷、龙江亭铜矿区及温屋三个勘查区进行物探电法剖面测量，取得了各地段的激电法成果资料，指出了验证钻孔的孔位。通过紫金矿业集团实施了钻探工程，验证了激电法成果所确定的矿致异常实属矿体，获得了较为明显的找矿效果，指导了矿山地质勘查，达到了增加资源储量的目的。

目录

文摘

英文文摘

声明

第一章前言

1.1选题依据及其科学意义

1.2课题研究现状发展趋势及存在问题

1.3目标与研究内容

1.4野外工作概况与完成工作量

第二章紫金山地区地质背景

2.1紫金山矿田地质演化过程

2.1.1前泥盆纪发展时期

2.1.2晚泥盆世～晚三叠世早中时期

2.1.3晚三叠世晚期～晚白垩世发展时期

2.1.4新生代发展时期

2.2紫金山矿田地层概况

2.3紫金山矿集区岩浆岩概况

2.3.1侵入岩

2.3.2火山岩及火山作用

2.4紫金山矿集区地球物理场

2.5紫金山矿集区地球化学场

2.6矿集区岩石圈结构和深部构造

2.7紫金山矿集区矿产概况

第三章紫金山矿田构造特征

3.1紫金山矿田构造格架的演化特征

3.1.1加里东旋回

3.1.2华力西一印支构造旋回

3.1.3燕山旋回

3.1.4喜马拉雅构造旋回

3.2主要构造带特征

3.2.1中间堂一象洞NW向岩浆构造带

3.2.2碧田—安乡北西向断陷带

第四章紫金山矿田中生代花岗岩特征

4.1中生代花岗岩年代学框架的厘定

4.2中生代花岗岩分布及及演化

4.3中生代花岗岩地质地球化学特征

4.3.1晚三叠世花岗岩地质地球化学特征

4.3.2侏罗纪花岗岩地质地球化学特征

4.3.3晚白垩世花岗岩地质地球化学特征

第五章燕山晚期火山—潜火山火山作用

5.1岩石类型

5.1.1熔岩

5.1.2火山碎屑熔岩

5.1.3火山碎屑岩

5.1.4沉积火山碎屑岩

5.1.5潜火山岩

5.2岩石地球化学特征

5.3火山岩岩相特征

5.3.1爆发相

5.3.2爆溢相

5.3.3喷溢相

5.3.4火山通道(火口)相

5.3.5潜火山相

5.3.6喷发—沉积相

5.4火山机构

5.5火山构造对金矿的控制

5.5.1火山构造对金矿的控制

5.5.2火山岩型金矿找矿远景评价准则

第六章紫金山矿田主要矿产类型及其特征

6.1紫金山矿田中生代主要矿床类型

6.2典型矿区(床)成矿地质特征

6.2.1紫金山铜金矿区成矿地质特征

6.2.2中寮铜矿区成矿地质特征

6.2.3五子骑龙铜矿区成矿地质特征

6.2.4温屋金矿区成矿地质特征

6.2.5其他矿床成矿地质特征

6.3讨论与结论

第七章紫金山矿集区地球化学块体

7.1关键问题与研究思路

7.1.1关键问题

7.1.2研究思路

7.2地球化学省的特征

7.2.1紫金山矿集区地球化学省的特征

7.2.2地球化学省与成矿省之间的关系

7.3地球化学块体的圈定

7.4紫金山矿集区地球化学块体内部异常的圈定

7.4.1区域异常和局部异常下限的确定

7.4.2异常的圈定

7.4.3异常的参数特征

7.4.4成矿率的确定

7.4.5资源量(AR)及潜在资源量(PAR)

7.4.6谱系树

7.5地球化学块体的筛选

7.6地球化学块体内部异常的分布特征

7.6.1金区域异常和局部异常的分布特征

7.6.2铜区域异常和局部异常的分布特征

7.7问题与讨论

7.7.1圈定地球化学块体的影响因素

7.7.2地球化学块体与矿床对应关系

7.7.3成矿率的高低

7.8结论

第八章紫金山矿田大比例尺成矿预测

8.1利用地球化学块体方法示踪成矿远景区

8.2主要金矿成矿远景区地质特征

8.2.1紫金山金矿田(AuⅠ4111-1)地质特征

8.2.2温屋金矿区(AuⅠ1111-1)地质特征

8.2.3太山头金矿区(Au41111-1)地质特征

8.3主要铜矿成矿远景区地质特征

8.3.1紫金山铜矿(CuⅠ1111-1)地质特征

8.3.2虎岗铜矿区(CuⅡ131-1)地质特征

8.3.3华佳铜矿区成矿远景区(Cu21111-1)地质特征

8.3.4东山铜矿区(Cu31111-1)特征及找矿方向

8.4结合地质、地球物理、地球化学特征确定找矿靶区

8.4.1找矿靶区预测准则

8.4.2找矿标志

8.4.3找矿方向

8.4.4找矿靶区预测

8.5结论

第九章物探及钻探工程验证

9.1电法物探工作

9.1.1任务完成情况

9.1.2岩石电性特征

9.1.3物探工作成果及解释推断

9.1.4结论与建议

9.2钻探工程验证工作

9.2.1任务完成情况

9.2.2钻探编录

9.2.3钻孔岩心采样见矿情况

9.2.4结论与建议

第十章结论

参考文献

致谢

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