1 矿床位置和成矿物质来源

西山北东段铜金矿床位于银山矿田的西南部, 处在西山火山口和银山背斜断裂带(轴部构造^[1])的交汇点及3^#英安斑岩、8#英安质熔岩(两者均为中酸性火山岩系)的东南部。

矿床基底岩层为前震旦纪双桥山群浅变质岩系, 其含矿性与地壳质量分数相比, Cu:1.38倍; Au:2.28倍; Ag:3.73倍; 3^#、8^#岩体的含矿性与地壳质量分数相比, Cu:1.07~9.96倍; Au:2.05~39倍; Ag:13.33~63.33倍^〔2〕。这为矿床的形成提供了丰富的物质基础。当然, 这些元素是否发生过重新分配则是能否成矿的关键。据图 1可以看出, 矿床的铜金硫顶部赋存标高等深线走向与银山背斜断裂带的走向一致, 并向SW侧伏。这预示了矿液上升与火山岩系活动规律的一致性, Cu、Au等元素由深部从SW往NE向浅部上升、运移、扩散和聚集。这反映在地球化学场上, 其元素质量分数从近矿域到远矿域表现出逐渐降低的特征^[3]。该矿床的成矿岩性、稀土元素分配模式曲线属右倾型, 无有异常⁸⁷Sr/ ⁸⁶Sr, 其初始比值为0.7060±19(幔源型为0.7037;壳源型大于0.715)^[4]。又据文献[5]研究, 硫同位素组成十分稳定, ³²S/ ³⁴S =22.144~22.254, δS³⁴均值为+1.32‰。这说明两者的来源深度是一致的。该矿床火山岩浆物质的大部分属幔源, 也有一部分是壳源物的混染, 具有多来源的特点。

2 矿床地质特征 2.1 矿床分布范围和规模

西山北东段铜金矿床产于西山火山口东侧的千枚岩断裂构造带中, 北起3^#英安斑岩体南接触带, 南至银山西区6^#半。目前控制的矿化带长约500m, 宽约300m, 钻孔控制的最大深度为-1100m。矿体长度在10~400m之间, 小于200m的占多数, 矿体延深大于延长。厚度1~5m, 最厚可达30m。目前钻孔已控制的工业矿体近60条(其中脉状矿体有40多条, 其余为细脉浸染状矿体), 部分矿体已被+50、-150、-195m中段的坑道工程所揭露。

2.2 矿体形态特征

矿体以脉状为主, 细脉浸染状次之。矿体走向为NW-SE、NEE-SWW向、倾向SW、SEE, 倾角65~85°, 少数为约55°的缓倾斜矿体。脉状矿体由厚5cm以上的硫化物大脉(最厚可达3m)组成。沿走向呈串珠状、透镜状产出, 并有分枝复合尖灭侧现现象; 沿倾向呈分枝状, 舒缓波状。矿体的空间形态和产状变化较大, 同一矿体沿走向有不同的形态和产状, 矿体间相互切割限制。绝大多数矿体与围岩片理斜交, 少数沿片理充填, 并有部分矿体穿插于矿床内呈零星分布的脉状英安斑岩体。

矿床内构造十分发育, 矿体常被不同走向(以NNE-EW向、NW-NNW向、NE-SW向为主)的成矿后左行压扭性断裂错断, 常成组出现, 将矿体呈阶梯状错开。水平错距在0.5~2m之间, 最大错距达15m。断面常见摩擦镜面和擦痕阶步。现以已回采的-150m中段2-62矿体为例叙述。

2-62矿体位于该矿床的北东部, 产于绢云母千枚岩断裂构造中。矿体出露地表, 呈中间高两端低, 深部钻孔控制的最低标高为-550m。在-150m中段由北至南长约200m, 平均厚约3.5m, 呈中间厚两端薄。矿体中部被一产状为148°āㄥ84°的扭性平移断层错断, 错距达14m, 形成南北两部分。

北端矿体产状由南至北, 由275°āㄥ76°变为240°ā ㄥ76°, 其形态由厚约1m的硫化物大脉分枝成3~4条近乎平行的厚约5~15cm的硫化物脉体, 矿脉在被数组NEE向断层多次错断后, 被产状为170°āㄥ78°的2-63矿体所限制。

南端矿体产状由北至南, 由235°āㄥ68°变为210°ā ㄥ82°, 其形态也由厚约1m的硫化物大脉变为夹豆状的硫化物脉体, 最后尖灭。

2.3 矿石结构与构造

矿体中除出露地表的少部分矿石被氧化成褐铁矿外, 其下部都是原生硫化物矿石。矿石结构以结晶粒状为主, 有自形、半自形、他形晶。结晶颗粒一般较细, 黄铜矿、砷黝铜矿粒径一般为0.1~0.2mm。矿石构造有条带状构造、脉状穿插构造、团块状构造、角砾状构造等。

2.4 矿石物质成分和金银赋存状态

原生硫化物矿石的金属矿物主要有变胶状黄铁矿、硫砷铜矿、黄铜矿、变胶状黄铜矿、砷黝铜矿及少量斑铜矿、辉铜矿, 微量自然金、自然银、钛铁矿、锐钛矿、黑钨矿; 非金属矿物以石英、绢云母为主及少量绿泥石、铁方解石。

金的赋存状态以自然金为主, 其次为银金矿, 极少数为碲金矿; 银的赋存状态主要有自然银、银碲矿、辉银矿、深红银矿、铬铜银矿等。颗粒形状为不规则状、板状、长条状, 包裹在黄铁矿、黄铜矿、砷黝铜矿等载体矿物中, 有的沿这些矿物裂隙充填。矿物颗粒粒度组成见表 1。金银在主要载体矿物中的质量分数及分布率见表 2。

金沿走向与铜硫呈正相关, 其分布与铜硫变化相一致, 呈中间高两端低起伏式; 银与铜硫无明显的相关关系(图 2)。

金沿倾向与铜呈正相关, 在-5m至-350m之间铜品位变化较大, 但金的变化不大。在-350m至-560m之间铜品位增幅则不如金品位增幅大。金与硫的相关性不明显(图 3)。

3 矿床控矿控岩构造

西山北东段铜硫矿床在构造上总体受银山背斜断裂带及其次生的断裂构造控制。银山背斜断裂带(图 1的F₁)总体走向45~50°, NW向倾伏。在其两侧, 不同走向(以NNE-EW、NW-NNW、NE-SW为主)的断裂构造很发育。它们共同控制着火山活动、成矿活动及火山岩系和矿化带的展布。

(1) 含矿裂隙有规律地依银山背斜断裂带分布。其上盘(NW翼)千枚岩片理走向为EW-NEE, 矿脉走向也为EW-NEE; 其下盘(SE翼)千枚岩片理走向是NE、NEE, 矿脉走向也为NEE; NNE向矿脉主要分布在西山火山口东缘。

(2) 矿化—蚀变围绕成矿岩体分带并总体走向与银山背斜断裂带走向相一致。这表现在:①3^#、8^#岩体的总体排列方向为SW-NE向, 并限制在银山背斜断裂带两侧600~1000m范围内, 从SW向NE倾伏。而矿体围绕岩体两侧分布, 矿体形态特征和岩体形态产状保持一致。②以8^#岩体为中心, 成矿早期岩体中形成了水白云母化无矿核; 接触带上形成中温黄铁绢英岩化; 外围和上部形成中低温绿泥石化、碳酸盐化; 顶部和矿化边缘(主要发育在南部)形成较低温碳酸盐化和高岭土化。③矿体形态由浅部到深部表现为大脉状至细脉浸染状。南部以分枝复合尖灭侧现为特征; 北部以一连串左侧列透镜体为特征。④矿物组合由浅到深也发生有规律的变化, 即黄铁矿、黄铜矿、砷黝铜矿、硫砷铜矿至黄铁矿、黄铜矿。

(3) 侏罗纪上统鹅湖岭组火山岩系沿银山背斜断裂带呈NE分布, 在西山火山口由浅到深呈有规律分布(第一段安山玢岩; 第二段火山碎屑岩及其英安质碎屑熔岩; 第三段流纹质集块角砾岩和角闪流纹岩; 第四段千枚质砾岩)。火山岩系与千枚岩接触界线清晰, 并有接触变质现象。

(4) 由于银山背斜断裂带及其次生的断裂构造的多次活动, 矿床成矿也是多阶段的。第一阶段(加里东早期):生成黄铁矿及少量黄铜矿、石英; 第二阶段(燕山早期):生成的金属矿物以黄铜矿为主, 黄铁矿、砷黝铜矿、硫砷铜矿及自然金次之, 非金属矿物以石英、绢云母为主; 第三阶段(燕山晚期):生成少量黄铁矿、铁方解石。早期矿化往往被后期矿化迭加或相互穿插。

4 结语

综上所述, 矿床的成矿特点为多来源、多构造、多时期、多阶段、多因素复合叠加^[6], 成因类型是陆相—火山期后中低温热液。据矿床的物质来源和成矿特点及成因类型, 今后的找矿靶区是3^#竖井、八四厂、选厂村及硫酸厂的组合范围内(即西山火山口东北部和西北部), 深度标高在-550m以上。随着探矿工程的不断展开和对各类地质现象的不断揭露, 对矿床的研究将更趋深入。