阿根廷阿迪戴斯塔vshms型銅鋅多金屬礦床地質(zhì)特征及成因分析

阿根廷阿迪戴斯塔vshms型銅鋅多金屬礦床地質(zhì)特征及成因分析

除火山巖含礦（vms）、沉積巖含礦（sedx或sms）、砂礫巖（sst）和密西西比河谷（mvt）引起的黑巖性質(zhì)礦床。1地殼演化階段埃塞俄比亞北部地區(qū)處于西岡瓦納古陸東北緣與莫桑比克洋過渡部位,即阿拉伯—努比亞地盾西南部新元古代(東非大裂谷西緣)的增生島弧的NE向縫合帶,經(jīng)歷了多地殼演化階段2加什—礦區(qū)地質(zhì)特征地層:主要出露上元古界下部特沙里特淺變質(zhì)火山—沉積巖及其上部泰賓群淺變質(zhì)沉積巖。特沙里特變火山巖群自下而上分為內(nèi)加什組、蓋瑪?shù)陆M、古拉組。內(nèi)加什組、蓋瑪?shù)陆M分別由下部變基性火山巖和中上部中性變質(zhì)角斑巖、火山碎屑巖、安山質(zhì)火山角礫巖、安山質(zhì)角礫凝灰?guī)r、安山質(zhì)晶屑凝灰?guī)r及酸性火山巖組成,分別形成2個由基性到中酸性的火山噴發(fā)沉積旋回,其中夾部分淺變質(zhì)沉凝灰?guī)r、粉砂巖、炭質(zhì)泥頁巖(含石墨片巖);古拉組由變流紋巖組成。內(nèi)加什組—蓋瑪?shù)陆M—古拉組構(gòu)成一個較完整的基—中—酸性的火山噴發(fā)沉積旋回,形成原巖建造為一套海相火山—沉積巖系。泰賓群主要巖性為板巖、板狀大理巖、疙瘩狀片巖、千枚巖夾板巖、片巖,原巖建造為一套海相沉積巖系。銅礦化主要在內(nèi)加什組、蓋瑪?shù)陆M下部(綠色蝕變)中基性變質(zhì)火山碎屑巖中,鋅礦化主要位于蓋瑪?shù)陆M上部(淺灰色蝕變)中性安山質(zhì)凝灰?guī)r、安山質(zhì)角礫凝灰?guī)r及變質(zhì)角斑巖及酸性火山巖中。構(gòu)造:主要表現(xiàn)形式為斷裂、褶皺、糜棱巖帶。斷裂構(gòu)造主要有NW向、NE向及近EW向3組,其中NE向斷裂較多。斷裂構(gòu)造規(guī)模一般都較小,其中規(guī)模較大的主要有10條。褶皺構(gòu)造較簡單,以內(nèi)加什為NE向軸構(gòu)成一較完整背斜,西翼巖層傾向為285°~305°,傾角60°~80°左右,東翼巖層傾向相反。糜棱巖帶較發(fā)育,走向NE,與區(qū)域構(gòu)造線一致,其中規(guī)模較大的主要有4條,自西向東分別為ML1,ML2,ML3,ML4。巖漿巖:造山前(造山期)巖漿巖主要有新元古代的變輝長巖、輝綠巖脈、變閃長巖及片麻狀花崗巖等;造山后巖漿巖主要有早古生代的斑狀黑云花崗巖、堿性花崗巖、花崗細(xì)晶巖、閃長玢巖脈、斑狀黑云花崗巖、斑狀花崗巖及花崗斑巖。3礦床的地質(zhì)特征3.1地表地質(zhì)特征銅礦化帶:自西向東大致可圈為古拉礦段(Ⅰ)、蓋瑪?shù)碌V段(Ⅱ)、內(nèi)加什礦段(Ⅲ)。古拉礦段,礦化帶走向10°左右,長約250m,寬2~6m,含銅最高為2.97%;蓋瑪?shù)碌V段,礦化帶走向35°左右,延伸長約2100m,寬15~60m,最高為3.82%;內(nèi)加什礦段,銅礦化帶走向20°左右,延伸長約2200m,寬20~70m,含銅最高為4.24%。鋅礦化帶:自南而北可分為古拉(Ⅰ)及阿拉格拉斯(Ⅱ)礦段。古拉礦段鋅礦化帶為主礦帶,地表長約3600m,寬20~120m,延深200~600m,總體呈近SN向展布,傾向280°左右,傾角57°~75°;阿拉格拉斯鋅礦化帶,由分布零散的6處小礦化帶組成,最高值為5.93%,其中Ⅱ-①號鋅礦化帶為主帶,走向NE向40°左右,總體產(chǎn)狀317°∠75°,帶長約700m,寬約70m。礦化帶主要賦礦巖類以變火山巖類為主,次為變質(zhì)火山—沉積巖類。銅礦化帶賦礦巖性以綠色(風(fēng)化色為淺灰綠、黃綠色)變中基性凝灰?guī)r為主,次為變安山質(zhì)火山角礫巖、角礫凝灰?guī)r、凝灰?guī)r(千枚巖、絹云片巖),長英質(zhì)變火山碎屑巖、變質(zhì)炭質(zhì)泥頁巖(含石墨千枚狀板巖)及變質(zhì)粉砂巖類,地表以含銅孔雀石化為主,深部為銅的硫化物;鋅礦化帶主要賦礦巖性為淺灰白色變安山質(zhì)火山角礫巖、角礫凝灰?guī)r、凝灰?guī)r(千枚巖、絹云片巖),長英質(zhì)變火山碎屑巖、流紋巖,變質(zhì)石墨泥頁巖(含石墨千枚狀板巖)及變質(zhì)粉砂巖類等,地表以含鋅氧化物為主,深部為含鋅硫化物。礦區(qū)蝕變類型較多,有綠簾石化、綠泥石化、陽起石化、絹云母化、硅化、黃鐵礦化、褐鐵礦化、石墨化、高嶺土化、重晶石化、碳酸鹽化及孔雀石化等。其中銅礦化帶與綠簾石化、陽起石化、綠泥石化及孔雀石化蝕變密切相關(guān),形成“綠色蝕變帶”;鋅礦化帶與絹云母化、硅化、高嶺土化、重晶石化、碳酸鹽化、地表弱褐鐵礦化密切相關(guān),形成“淺灰色蝕變帶”。宏觀上銅鋅礦化層位具有“上鋅下銅”二元結(jié)構(gòu)特征,銅礦化帶連續(xù)性差,類似裂隙構(gòu)造蝕變系統(tǒng),鋅礦化帶連續(xù)性較好,層控性明顯。3.2礦床體及價值礦區(qū)工業(yè)礦體以銅鋅為主,且異體共生。金銀鉛礦化較弱,僅銀達(dá)伴生要求,未發(fā)現(xiàn)其獨立工業(yè)礦體。銅礦體規(guī)模較小,品位較富,以氧化礦為主;鋅礦體規(guī)模大,品位較低,以原生礦為主。3.2.1礦體及賦礦巖性全區(qū)3個礦段,共圏出銅礦體12個。蓋瑪?shù)裸~礦段:大致由5條銅礦體組成,GK2、GK3號為主礦體。GK2號礦體長約1650m,寬2~5m,總體產(chǎn)狀305°∠70°,最高為3.82%;GK3號礦體長約1800m,寬2~6m,總體產(chǎn)狀305°∠70°~76°,最高2.56%。賦礦巖性以綠色變中基性凝灰?guī)r為主,次為變安山質(zhì)火山角礫巖、角礫凝灰?guī)r、凝灰?guī)r(千枚巖、絹云片巖)、變粉砂巖類(圖2、圖3)。內(nèi)加什銅礦段:產(chǎn)于內(nèi)加什銅礦化帶之中,大致由6條地表銅礦體組成,NK2,NK3,NK4號為主礦體。NK2號銅礦體,長約1600m,寬4~6m,總體產(chǎn)狀106°∠50°~72°,含銅最高為0.80%;NK3號銅礦體,長約1550m,寬3~8m,總體產(chǎn)狀108°∠60°~72°,含銅最高2.74%;NK4號銅礦體,長約1800m,寬2~8m,總體產(chǎn)狀110°∠55°~75°,含銅最高4.24%。各礦體賦礦巖性以綠色變中基性凝灰?guī)r為主,次為變安山質(zhì)火山角礫巖、角礫凝灰?guī)r、凝灰?guī)r(千枚巖、絹云片巖),長英質(zhì)變火山碎屑巖、變質(zhì)炭質(zhì)泥頁巖(含石墨千枚狀板巖)及變質(zhì)粉砂巖類(圖2)。古拉銅礦段:僅圈出1個礦體,長250m,寬1~2m,總體產(chǎn)狀280°∠70°,巖性為變安山質(zhì)角礫凝灰?guī)r、凝灰?guī)r(千枚巖、絹云片巖),銅含量最高為2.97%,鋅含量最高為0.52%,鉛含量最高為0.10%,銀含量最高為26.4×10銅礦體地表含量較高,呈明顯富集,深部含量明顯降低,呈變貧趨勢。3.2.2礦體及微量元素特征全區(qū)3個礦段共圈出鋅礦體7個,其中古拉礦段為主礦段,Ⅰ-①~③號礦體規(guī)模較大,是該區(qū)主要鋅礦體(圖4、圖5),其特征如下:Ⅰ-①號鋅礦體總體呈似層狀,由5個鉆孔及8條探槽控制,近SN向,總長度約3600m,延深約160~630m,厚度2.46~29.85m,平均厚度12.83m,厚度變化系數(shù)59.65%,屬厚度穩(wěn)定型。含鋅品位0.94%~1.68%,品位變化系數(shù)47.17%,屬有用組分均勻型。礦體伴生銀,銀平均含量為3.24×10Ⅰ-②號鋅礦體位于古拉鋅礦化帶的中部,礦體總體呈似層狀,由6個鉆孔及8條探槽控制,總長度約3610m,厚度7.31~27.79m,平均厚度16.45m,厚度變化系數(shù)45.73%,屬厚度穩(wěn)定型,延深約290~700m。含鋅品位0.85%~1.74%,品位變化系數(shù)54.73%,屬有用組分均勻型。Ⅰ-③號鋅礦體總體呈似層狀,由4個鉆孔及3條探槽控制,地表可見1層礦體,分為南北2段,礦體走向近SN向,產(chǎn)狀約273°∠57°,總長度約880m,地表出露長約600m,厚度13.14~42.55m,平均厚度22.02m,厚度變化系數(shù)52.85%,屬厚度穩(wěn)定型,延深350~380m。含鋅品位0.79%~1.29%,品位變化系數(shù)18.88%,屬有用組分均勻型。鋅礦體頂板以古拉組變流紋巖組為主,底板為變安山質(zhì)火山角礫巖、角礫凝灰?guī)r、凝灰?guī)r(千枚巖、絹云片巖),變質(zhì)石墨泥頁巖(含石墨千枚狀板巖)及變質(zhì)粉砂巖類。礦體地表可見閃鋅礦、黃鐵礦等硫化礦物,也見有褐鐵礦等氧化礦物,礦體氧化帶及混合帶深10~20m。鋅礦體自地表向深部,多數(shù)地段顯示變富趨勢,礦體在深部仍未尖滅。3.3銅、鋅礦石組成礦石工業(yè)類型主要為銅礦石和鋅礦石。按其氧化程度分為氧化礦、混合礦石及原生礦,銅礦石以氧化礦石為主,鋅礦石以原生礦為主。銅、鋅礦石中主要有用組分分別為Cu,Zn;伴生有用組分為Ag,Pb。3.3.1礦床巖性主要分類銅礦石礦物為孔雀石、磁黃鐵礦、黃銅礦、鈦鐵礦、閃鋅礦、銀礦物、黃鐵礦及其他銅的硫化物等,脈石礦物為斜長石、輝石、綠簾石、綠泥石、石英、絹云母、黑云母等。其中孔雀石主要在地表氧化帶,其賦存狀態(tài)多以細(xì)脈集合體形式賦存于礦石的微細(xì)裂隙中及片理面間,部分呈細(xì)粒侵染狀分布于礦石孔洞及礦物顆粒間;黃銅礦主要在深部原生帶,呈銅黃色,粒度較細(xì),多呈細(xì)粒侵染狀分布于礦石的礦物顆粒間,或與黃鐵礦、磁黃鐵礦等礦物相嵌分布,黃銅礦呈他形粒狀,一般0.1~0.3mm,少量0.01~0.1mm,常與磁黃鐵礦、閃鋅礦等相伴生呈網(wǎng)脈狀分布,少量星散分布。銅礦石按賦礦巖性主要分為:①變基性凝灰?guī)r型(礦區(qū)的主要類型),灰綠色、深灰色,中粒變晶結(jié)構(gòu),浸染狀及斑雜狀構(gòu)造,銅含量在0.50%~4.24%左右;②片狀火山碎屑巖型,深灰色、灰黑色、灰綠色,中粗粒變晶結(jié)構(gòu),變角礫狀及片狀構(gòu)造,銅含量在0.50%~0.86%左右;③板巖(粉砂泥頁巖)型,呈灰色、灰黑色、淺灰綠色,微細(xì)粒變晶結(jié)構(gòu),板狀及塊狀構(gòu)造,硅化較強(qiáng),銅含量在0.5%~1.70%左右。3.3.2礦石巖性及沉積相鋅礦石礦物成分主要為閃鋅礦、方鉛礦、黃銅礦、磁黃鐵礦、黃鐵礦、毒砂、鈦鐵礦等,脈石礦物主要為鈉長石、絹云母、石英,次為方解石、綠泥石、黑云母、綠簾石、黑硬綠泥石、石墨等。其中閃鋅礦多呈棕色、棕紅色,部分為淺黃色,半透明,金剛光澤,多見兩組解理,形態(tài)為四面體及不規(guī)則粒狀,粒度較細(xì),一般小于0.8㎜,少數(shù)達(dá)1.5㎜,其賦存狀態(tài)多以細(xì)脈集合體形式賦存于礦石的微細(xì)裂隙中,部分呈細(xì)粒侵染狀分布于礦石片理及礦物顆粒間。鏡下觀察:閃鋅礦多呈他形粒狀,一般0.01~0.8mm,星散堆狀或呈細(xì)脈狀分布,有的沿裂隙分布,部分閃鋅礦顆粒內(nèi)嵌布有黃銅礦、毒砂、方鉛礦等。鋅礦石結(jié)構(gòu)主要為半自形—他形粒狀結(jié)構(gòu)(閃鋅礦、黃鐵礦等金屬礦物集合體多呈半自形—他形粒狀),鱗片粒狀變晶結(jié)構(gòu)(閃鋅礦等金屬礦物多呈半自形晶,且閃鋅礦、黃鐵礦顆粒與一些脈石礦物石英、絹云母、綠泥石等多形成鱗片粒狀)。鋅礦石構(gòu)造主要為千枚狀構(gòu)造、片狀構(gòu)造(粒狀及片狀礦物多呈定向分布,閃鋅礦、方鉛礦、黃鐵礦等金屬礦物顆粒集合體多沿片理面分布,部分沿裂隙面分布)、浸染狀構(gòu)造、似脈狀構(gòu)造(部分閃鋅礦、方鉛礦、黃鐵礦等金屬礦物顆粒集合體形成枝杈細(xì)脈或小斑塊分布于巖石其他礦物的顆粒間)。鋅礦石類型按賦礦巖性主要分為:①變安山質(zhì)火山角礫巖、角礫凝灰?guī)r、凝灰?guī)r型(千枚巖、絹云片巖);②長英質(zhì)變火山碎屑巖、流紋巖型;③變質(zhì)石墨泥頁巖(含石墨千枚狀板巖)及變質(zhì)粉砂巖(千枚巖、絹云片巖)型鋅礦石等。礦石中主要有用組分為Zn,單樣品最高品位為3.53%,伴生有用組分為Ag,其他Au,Cu,Pb,As,F含量都較低。組合樣品中Ag含量為1.19×10根據(jù)礦區(qū)內(nèi)變火山巖型礦石硅酸鹽全分析結(jié)果:主要容礦巖性為變質(zhì)中酸性火山巖,少量為變質(zhì)基性火山巖。其中SiO4成礦和成礦方法4.1與典型的vshms礦相比據(jù)應(yīng)立娟等人研究4.2造前火山巖島弧后變形區(qū)HezigPM認(rèn)為VMS型礦床主要形成于4種大地構(gòu)造環(huán)境:洋殼過渡殼、洋中脊、島弧和弧后盆地向鵬等人韓世禮在埃塞俄比亞北部鄰區(qū)(施瑞地區(qū))獲得變火山巖全巖Sm-Nd等時線年齡為(830.7±15.4)Ma,造山前花崗巖(以幔源物質(zhì)為主的I型花崗巖)全巖Sm-Nd等時線年齡(824.4±15.5)Ma,認(rèn)為變火山巖構(gòu)造環(huán)境處于新元古代早期溝—弧—盆演化階段,處于被動大陸邊緣—火山島弧環(huán)境(即陸緣弧后),與造山前花崗巖同屬新元古代的拉伸紀(jì),形成于洋殼為底的島弧構(gòu)造域的張應(yīng)力較強(qiáng)的弧后擴(kuò)張盆地。Barrie等綜上所述該類礦床形成環(huán)境可能為島弧裂谷或弧后裂谷環(huán)境,成礦時代相當(dāng)于新元古代中晩期,區(qū)域構(gòu)造演化史中第③期,即成礦年齡應(yīng)為800~700Ma。4.3礦巖增強(qiáng)和礦化的期次近年來對大洋底沉積物的研究表明:海底淤泥中富含F(xiàn)e,Mn,Co,Ni,Cu,Pb,Zn等元素;它們可能來源于海底火山噴氣和熱液活動。VMS型—VSHMS型—SMS型礦床的成礦物質(zhì)來源:一是來自形成火山熔漿的上地?；虻貧さ墓桄V層、硅鋁層;二是火山熔漿自深部向上運移過程中,從圍巖中萃取出來的有用組分;三是由地表水、地下水、或海水向深部循環(huán)時,從圍巖中淋濾而來的成礦元素。其成礦模式如下:(1)初始礦源層形成期:韓世禮通過研究賦礦圍巖變火山巖系的Cu,Zn背景值分析;賦礦圍巖玄武質(zhì)熔巖的Cu,Zn平均含量分別為106×10(2)區(qū)域變質(zhì)(成礦元素活化遷移)期:該區(qū)區(qū)域變質(zhì)作用在中低壓綠片巖相,基性巖為鈉長石綠片巖相+綠簾石+綠泥石+陽起石(±方解石);泥質(zhì)巖石為鈉長石+綠泥石+白云母+黑云母+石榴子石+石英,部分出現(xiàn)硬綠泥石、多硅白云母。反應(yīng)區(qū)域變質(zhì)相系形成深度較大(<15km),壓力較大(0.5~0.8GPa)、地?zé)崽荻戎械?16℃~25℃,平均為20℃/km)(3)海底火山熱液期:巖漿活動對銅鋅多金屬礦化應(yīng)具有熱源和礦源的雙重作用,致使初始礦源層中成礦元素活化遷移,同時火山熱液自身攜帶了大量成礦物質(zhì),形成海底含礦熱液,構(gòu)造斷裂活動致使海底含礦熱液遷移。施瑞地區(qū)VMS型礦床中黃鐵礦的硫同位素表明(4)火山噴流—沉積成礦期:海底含礦熱液在海相火山-沉積巖中,由于物理化學(xué)環(huán)境的變化與大量海水進(jìn)行水巖反應(yīng),致使海底含礦熱液沉淀富集,形成火山噴流-沉積成礦期(5)氧化淋濾期:區(qū)內(nèi)銅礦體地表含量較高(百分含量級),明顯富集,深部含量明顯降低(多為ppm級),呈變貧趨勢;鋅礦體自地表向深部,多數(shù)地段顯示變富趨勢,礦體在深部仍未尖滅。說明在氧化淋濾期銅可能次生富集,而鋅可能被淋失。綜上所述,該區(qū)礦床成因可總結(jié)為多源多期中低溫?zé)嵋撼傻V,其成礦模式可分為5期:初始礦源層形成期→區(qū)域變質(zhì)(成礦元素活化遷移)期→海底火山熱液期→火山噴流-沉積成礦期→氧化淋濾期。5結(jié)論和存在的問題5.1礦物地質(zhì)特征(1)阿迪戴斯塔銅鋅礦床賦礦地層為新元古代特沙里特淺變質(zhì)火山-沉積巖,銅礦化主要在特沙里特群內(nèi)加什組、蓋瑪?shù)陆M下部(綠色蝕變)中基性變質(zhì)火山碎屑巖中,鋅礦化主要位于蓋瑪?shù)陆M上部(淺灰色蝕變)中性安山質(zhì)凝灰?guī)r、安山質(zhì)角礫凝灰?guī)r及變質(zhì)角斑巖及酸性火山巖中。與國內(nèi)外同類塊狀硫化物礦床相似程度較高,具有VSHMS型(火山-沉積巖容礦型)塊狀大型鋅銅多金屬礦床基本特征。(2)礦帶具有“雙色蝕變帶”特征,即鋅礦化帶與絹云母化、硅化、高嶺土化、重晶石化、碳酸鹽化、地表弱褐鐵礦化密切相關(guān),形成“淺灰色蝕變帶”;銅礦化帶與綠簾石化、陽起石化、綠泥石化及孔雀石化蝕變密切相關(guān),形成“綠色蝕變帶”,是地表的良好找礦標(biāo)志。(3)鋅礦礦石主要賦礦巖性為淺灰白色變安山質(zhì)火山角礫巖、角礫凝灰?guī)r、凝灰?guī)r(千枚巖、絹云片巖),長英質(zhì)變火山碎屑巖、流紋巖,變質(zhì)石墨泥頁巖(含石墨千枚狀板巖)