华南国防医学杂志

广东大宝山铜矿英安斑岩的同位素组成与蚀变特 

来源:华南国防医学杂志 【在线投稿】 栏目:期刊导读 时间:2021-01-18

英安斑岩或英安岩,是斑岩型铜钼金成矿系统中普遍发育的岩石类型,通常具有高钾钙碱性特征,当发育良好的热液蚀变时即可作为找矿标志和成矿岩体[1-4]。例如,南美阿根廷Josemaría超大型斑岩铜金矿床在25Ma有多期侵入体沿逆断层侵位并且发育钾硅酸盐化蚀变、青磐岩化蚀变、绢英岩化和高级泥化蚀变[5];全球最大的斑岩型铜钼矿床El Teniente中,铜的富集与晚期英安斑岩和英安岩侵入早期镁铁质-中性杂岩体密切相关[6];秘鲁南部Don Javier大型铜钼矿床的筒状矿体主要赋存在绢英岩化英安斑岩中[7]。XRF、LA-ICP-MS、U-Pb年代学、Lu-Hf同位素分析技术发展迅速,但我国应用这些技术对英安斑岩的研究相对较弱且相对集中在金矿等方面。如西秦岭格娄昂金矿区的含矿英安斑岩源于古老地壳部分熔融,为成矿前岩浆活动产物[8];大兴安岭争光金矿的英安斑岩源于新生洋壳的部分熔融[9];江西相山铀矿的英安斑岩源于基底变质岩的部分熔融[10]。

华南地区是近百年来矿产开发强度和研究程度较高的地区,形成了诸如赣南钨矿、桂北锡矿、湘南铅锌矿等一大批矿集区[11]。广东大宝山矿床是华南目前最大的铜多金属矿,在地表氧化矿和浅部层状、似层状矿体开采之后,矿山如何可持续发展,实乃当务之急。位于氧化矿和层状、似层状矿体之下的英安斑岩,也存在矿化,但以往认为品位偏低、矿化不均匀而没有进行系统评价,也没有探明资源储量。2014年以来,中国地质科学院矿产资源研究所等单位对大宝山矿床英安斑岩进行了系统研究并取得了找矿突破。该矿区出露的英安斑岩被认为是志留纪高钾钙碱性系列的火山岩[12-14]。赵如意等[15-16](2019,2020)根据英安斑岩与上下盘围岩接触关系及其接触带、围岩矿化蚀变特征,认为英安斑岩既是铜多金属矿的成矿母岩,又是有利的赋矿围岩。但关于该矿区英安斑岩与成矿的关系尚存在较多争议[17-23]。

随着近年分析测试技术发展迅速[24-26],更加贴近野外工作,有助于解决重大科学问题。本文根据英安斑岩不同蚀变带中主量元素与铜元素的关联特征,应用X射线荧光光谱法(XRF)和电感耦合等离子体质谱法(ICP-MS)等技术手段测定了大宝山英安斑岩样品中的铜、硅、铝、钙等主次痕量元素,以及H2O+、烧失量(LOI)等,重点研究围岩蚀变与铜矿化的关系,探讨矿区深部的找矿方向,拟为下一步找矿提供依据。

1 地质背景

广东省大宝山矿床在区域上位于南岭纬向构造成矿带中南段之粤北矿集区中部,北东向吴川—四会深大断裂带内的北江新华夏断裂与近东西向大东山—贵东构造岩浆岩带交汇处。矿区出露地层以古生界为主,西北部出露寒武系下统高滩组(八村群)浅变质砂岩和泥质板岩,与上覆中下泥盆统统桂头群(老虎头组)砂砾岩、石英砂岩角度不整合接触。中泥盆统东岗岭组(棋梓桥组)为块状、厚层状灰岩夹粉砂岩,上泥盆统天子岭组以灰岩为主,泥盆系内地层之间呈整合接触(图1)。侏罗系下统金鸡组(兰塘群)岩性为浅海相石英砂岩和泥岩。矿区范围内出露的岩浆岩包括英安斑岩、花岗闪长岩斑岩和少量基性岩脉。

图1 广东大宝山英安斑岩体蚀变地质特征及蚀变分带简图Fig.1 Alteration geological characteristics and alteration zoning diagram of Dabaoshan dacite porphyry

大宝山矿区包括东部矿带、西部矿带、船肚矿带、九曲岭矿带和鸡麻头矿带。东部矿带上部为褐铁矿铁帽,于2017年底开采殆尽。下部东岗岭组下段灰岩中赋存的块状、层状-似层状铜铅锌矿富集带,是矿区目前开采的主矿带。西部矿带位于大宝山英安斑岩墙以西,以板状硫、铜铅锌矿化产出在侏罗系金鸡组和大宝山英安斑岩之间的碎裂带内,矿石内发育胶状黄铁矿。

大宝山英安斑岩岩墙出露岩体面积约1.5km2,具北深南浅的特征,倾斜产出在泥盆系和侏罗系之间,倾角约60°,岩墙中脉体陡倾,倾角65°~70°,野外可见部分脉体近乎垂直产出在英安斑岩中。岩石手标本以灰黑色为主,块状构造,斑状结构。

2 实验部分

2.1 实验样品

本研究采集了大宝山7个钻孔中的23个英安斑岩样品,这些样品已发生不同程度的热液蚀变,包括绢英岩化(图2a)、钾长石化(图2b)、黑云母化(图2c)、绿泥石化(图2c)等。岩石手标本呈灰色、灰绿色。斑状结构,斑晶含量15%~20%,基质含量80%~85%。斑晶成分为石英和少量长石,未发现玻屑和岩屑,未见大量棱角-次棱角斑晶或晶屑。斑晶中包括石英(75%左右)、长石(18%左右)、黑云母(5%左右)、辉石(2%左右)。

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