吉林省通化县二密铜矿隐爆角砾岩型矿体特征及找矿意义.pdf

书书书第 卷第 期 年 月 吉林地质 文章编号：（）吉林省通化县二密铜矿隐爆角砾岩型矿体特征及找矿意义张大伟，薄继荣，娄雪家，王运珍 吉林省有色金属地质勘查局，吉林 长春 ；吉林省有色金属地质勘查院，吉林 长春 ；新疆维吾尔自治区有色地质勘查局地球物理探矿队，新疆 乌鲁木齐 摘要：通化县二密铜矿是一座开采历史悠久的中型矿山，多家地勘单位及学者普遍认为该矿床为斑岩型脉状热液充填交代型铜矿，对于 矿体、矿体只有少数专家提出爆发角砾岩筒成矿、浸染型矿体和柱状矿体。本文通过总结角砾岩中团块状矿体特征，认为其矿化范围整体呈筒状，具有明显的分带性，是典型的隐爆角砾岩型矿体。该类型矿体规模小，不容易被发现，但蕴含资源量大，对该区寻找接替资源具有重要的指导意义。关键词：二密铜矿；通化县；筒状矿体；隐爆角砾岩；找矿意义中图分类号：文献标识码：收稿日期：；改回日期：基金项目：吉林省有色金属地质勘查局专项资金项目（）。作者简介：张大伟（），男，安徽阜阳人，吉林省有色金属地质勘查局地质矿产高级工程师。，；，；，：，：；引言通化县二密铜矿位于吉林省通化县境内，中心坐标东经 ，北纬 ，距通化市 方位直距 ，是一座开采历史较长的中型铜矿床。矿山自 年开始有民间采矿，新中国成立后 年正式建矿投产，是吉林省唯一单产铜的矿山企业，为国家经济建设作出了重大贡献。吉林省有色金属地质勘查局六六队及其前身吉林冶金八队、吉林冶金 队先后在该区提交储量报告，累计查明铜金属量 万 ，中国地质科学学院矿产资源研究所、吉林大学、吉林省地调院、省勘物院等多家单位在此开展过科研工作。经过数十年的勘查、研究和开采，多家地勘单位及学者普遍认为该矿床为受二密复式火山机构控制的斑岩型脉状热液充填交代型铜矿，对于筒状矿体只有少数专家提出爆发角砾岩筒成矿 、环形破碎体形成椭圆形富矿体或者柱状浸染型矿体 ，也曾有专家将该区 矿体归纳为隐爆角砾岩型矿体 ，年笔者在生产勘探报告中对新发现的 矿体描述为柱状矿体?，近年通过对矿山资料的研究认为其属于隐爆角砾岩型。区域地质背景二密铜矿位于华北地台北缘（）、辽东台隆（）、铁岭靖宇台拱（）与太子河浑江褶断束（）交接处的二密中生代火山盆地（）内 。区域出露地层从太古宙表壳岩、元古宇新太古宇光华岩群、新元古宇青白口系、中生界侏罗系等，其中以中生界火山碎屑岩最为发育。构造形式以断裂构造和火山构造为主，断裂构造形迹复杂多样。岩浆岩分布较广泛，既发育有新太古、古元古变质深成侵入岩，也发育有与侏罗纪火山作用有关的浅成侵入岩 。区域矿产以铜、铁矿为主，此外，见有银、金等矿点。矿区地质特征 地层矿区出露地层主要有中生界侏罗系白垩系和新生界第四系，侏罗系果松组分为马当沟多斑安山岩段、铜山街安山岩段、尾矿坝流纹岩段；侏罗系鹰咀砬子组为紫色灰色砾岩、砂岩、杂岩和粉砂岩和粉砂质页岩；侏罗系林子头组分为太安段青灰色安山质英安质熔结凝灰角砾岩、含角砾岩屑晶图 二密铜矿区域地质图 林子头组；鹰嘴砬子组；果松组；花岗斑岩单元；石英二长闪长岩单元；中粒石英闪长岩单元；细粒石英闪长岩单元；第四系；闪长玢岩脉；辉绿玢岩脉；火山口（实测 推测）；地质界线（整合 不整合）；性质不明断层（实测推测）；铜矿床。?娄雪家，崔永弘，薛远景等吉林省通化县二密铜矿生产勘探报告 吉林省有色金属地质勘查局六六队，年 月 吉林地质第 卷屑凝灰岩和青灰色灰紫色气孔状杏仁状安山岩、英安岩，六合屯段灰黄色流纹质熔结砾岩、灰白色灰黄色流纹岩；新生界第四系全新统分布于山谷、山坡处松散的亚黏土、砂和砾石。构造矿区内褶皱构造不发育，以断裂构造和火山构造为主。断裂构造十分发育且复杂，显示出多组不同方向，多期活动性，继承性和复杂性的特点。断裂构造主要有近南北向、东西向、北东东向、北西向、北东向等，对矿体有明显的控制作用。尤其是两组以上断裂交汇部位往往是矿化富集部位，矿体可能会成群出现。晚侏罗纪成群出现的火山构造呈东西向断续展布于矿区内，它不仅控制着岩浆活动，同时也为成矿提供了导矿和容矿空间。岩浆岩矿区内岩浆活动十分强烈，主要为松顶山序列岩体，强烈的岩浆活动为成矿提供了丰富的成矿物质来源和热能。侏罗纪晚期松顶山序列岩浆岩出露于松顶山周围，东西长约 ，宽 ，东宽西窄，呈金鱼状展布于三源浦盆地内，按侵入顺序及接触关系，将松顶山序列划分为四个单元：细粒石英闪长岩单元（），主要出露在二密铜矿的南东隅，是最先沿松顶山火山喷发中心通道上侵形成的次火山岩相浅成侵入岩，由于后期岩浆侵入而遭到破坏，形态不完整，为半环状分布；中粒石英闪长岩单元（），出露于细粒闪长岩单元北西侧，半环状分布，与细粒石英闪长岩单元 为 侵 入 接 触 关 系；石 英 二 长 闪 长 岩 单 元（），出露在中粒石英闪长岩的北西侧，是松顶山序列中分布面积最大的单元，与中粒石英闪长岩单 元 呈 侵 入 接 触 关 系 ；花 岗 斑 岩 单 元（），分布比较零散，主要由斜长花岗斑岩和花岗斑岩组成，二者空间上紧密伴生，目前尚未发现二者有明显的侵入接触关系，故作为一个单元，在石英闪长岩体东侧边部呈卫星状环形分布，呈小岩株，脉状产出，形态很不规则，多呈筒状、扁豆状、柱状和脉状，倾角较陡，在 左右。倾向摆动不定，出露面积较小，多为 ，较大的斑岩体（）有 个，如东区、南区、坑口等花岗斑岩小岩株，本身就是浸染状矿体，因此小岩体成矿具有一定的潜力 。除上述岩浆岩外，细粒石英闪长岩、中粒石英闪长岩也有脉状产出在松顶山序列的周边，晚期的脉岩有闪长玢岩、辉绿玢岩、花岗细晶岩和煌斑岩，主要受近东西、北西、北东向、近南北向裂隙控制。矿床特征二密铜矿床位于二密中生代陆相盆地东南端，矿体分布于松顶山序列各单元之间（主要为石英闪长岩、花岗斑岩）及与晚侏罗系安山岩内外接触带附近 范围内，根据成矿特点及矿体分布范围，从北部起绕岩体边部至南部划分为七道沟区、四道阳岔区、东区、东南区、南区、四方顶子区、小横道河子区等七个区，而岩体中部则为二道沟区。从七道沟 小横道河子区矿体总体走向为 ，绕岩体与火山岩接触带分布，在岩体中部的二道沟区也存在较好的工业矿体。区内主要工业矿体有 条，其中东区 条，东南区 条，南区 条，四方顶子区 条，小横道河子区 条，二道沟区 条，七道沟区 条。按矿体形态等划分主要有三种类型：热液充填型脉状矿体（含细脉浸染型矿体）；角砾岩中团块状矿体；浸染型矿体。空间分布上的一般特点是：浅部以陡脉型铜矿脉为主，向深部以缓脉型铜矿脉为主。团块状矿体主要见于环形破碎带中，浸染状矿体则分布在花岗斑岩内部及与石英闪长岩接触带附近，在角砾岩中也往往以浸染型矿化为主 。热液充填脉状铜矿体矿体分布在石英闪长岩、花岗斑岩与安山岩接触带附近，沿着岩体边缘呈半环状，似弧状展布，一般由多条矿脉组成脉带显示成群特点，平面上，剖面呈斜列状。陡倾斜脉状矿体分布于松顶山岩体南部边缘，空间和岩枝（体）并存，常发育于岩体顶部、浅部。该类型矿体以细脉带状、脉状、扁豆状为特征，主要分布在四方顶子区。（）北西向矿脉带，以、号为代表，大约每 出现一带，韵律性明显，赋存在北西向构造带、岩枝体上下盘及其附近安山岩中，其分布明显受岩枝体及平行的构造破碎带控第 期 张大伟，等：吉林省通化县二密铜矿隐爆角砾岩型矿体特征及找矿意义图 二密铜矿成矿模式图（据王建新等，）石英闪长岩；花岗斑岩；安山岩；隐爆角砾岩；石英脉；脉状矿体；断裂；浸染型矿体。制。长 ，延深 ，带宽 。矿脉在脉带中平剖面均呈斜列式，向深部产状变缓，矿体以脉状为主，见有扁豆状等形态。单矿体一般长 ，延深 左右，宽 、最宽 。（）东西向脉带，包括四方顶子区号脉系和小横道河子区 号矿脉，它们均平行主岩体界线呈近东西向赋存于安山岩中。长 ，宽 ，延深 ，矿体沿长一般在 ，矿体厚 。形态为不规则的脉状和扁豆状。缓倾斜脉状矿体空间上分布于陡倾斜矿脉下部，矿体呈脉状。主要位于松顶山岩体东部（区）及南部（区），为矿山主要开采对象，占全区的 以上。东区矿脉带：延长 ，宽 ，控制延深 ，走向近南北，单脉一般大于 ，延深 余米，宽 。划分为 个矿脉组，号矿脉组、号矿脉组、号矿脉组、号矿脉组、号矿脉组、号矿脉组、号矿脉组、号矿脉组。南区矿脉带：脉带长 ，宽 ，控制延深 。单脉长 ，厚 。矿带中的单脉体呈两组或两组以上含矿裂隙迁就和追踪的格式，分枝复合，尖灭侧现，膨缩明显，具张扭性特征。划分成 个矿脉组，分别是 号矿脉组、号矿脉组和 号矿脉组，其中以 号矿脉组为主，占南区矿脉总数的 以上。破碎带中团块状矿体花岗斑岩中的破碎角砾岩带可以直接形成团块状铜矿富矿体，该类型矿体以形态复杂、品位较高位为特征 ，。角砾岩带内分布着大小不一、形态不等的数百个乃至上千个富矿团块，其分布受破碎体接触线控制，常呈串珠状、环状平行于破碎体接触界线分布。目前发现区内有工业价值的矿体主要有两处：一处是 矿体，产于东区花岗斑岩体东北部与石英闪长岩体接触处的环形破碎带中，将其定义为爆发角砾岩筒型 ，另一处是二道沟区的 矿体，认为是产于隐爆角砾岩筒中的浸染型矿化 ，笔者曾将其描述为柱状矿体 。浸染型矿体发育于岩体接触带附近的近地表及浅部，矿体形态呈扁豆状、椭圆状、柱状，由矿化强度不等的浸染状矿体组成，矿体主要赋存于石英闪长岩中，在花岗斑岩、侏罗系火山岩中亦有分布，空间分布、成因上与花岗斑岩体和构造裂隙控制，一般品位较低。在岩体边部微裂隙发育地段矿体的厚度较大，当浸染型矿体内部有脉状矿体通过时，使其品位增高，铜品位可达 以上，在靠近花岗斑岩体时品位亦偏高，而无矿脉通过时品位较低，一般在 ，说明后期矿化活动对其有富集作 吉林地质第 卷用。区内共见浸染型矿体 个，其中石英闪长岩中 个、花岗斑岩中 个，该类型矿体是现在矿山开采的重要对象。浸染型矿体主要有以下几种类型：（）单独的浸染体，多见于石英闪长岩中；（）分布于脉状矿体边部；（）产于花岗斑岩体、岩脉的内部或边部，主要有东区 矿体及南区的 号浸染体，其规模都较大 。隐爆角砾岩型矿体特征及找矿意义 隐爆角砾岩型矿体特征隐爆角砾岩型矿体在复合火山口附近或复合火山爆发中心多有分布，在地表以下 均有产出，近地表处以含电气石角砾岩为主。在中粒石英闪长岩、石英二长闪长岩、花岗斑岩单元侵入过程中均有隐爆作用发生 。其中花岗斑岩中隐爆角砾岩可以直接形成团块状铜矿富矿体。笔者根据资料整理和实地调查认为产于东区的 矿体和二道沟区的 矿体均属于隐爆角砾岩型矿体。矿体，产于花岗斑岩体东北部与石英闪长岩体接触处环形破碎带中，平面形态呈椭圆状，长轴 ，短轴 ，延深 ，向深部渐变到花岗斑岩体中，其破碎带平面上呈椭圆状，剖面呈“”型。由外到内可划分成三个带，外带为边缘震碎角砾岩带，带内岩石破碎和蚀变程度较微弱，节理裂隙发育且按破碎带边界呈环状展布，产水晶矿；中带为爆发碎屑岩带，主要含矿带呈不规则环带状，岩石强烈破碎成角砾，普遍遭受强烈的高岭土化和绢云母化，是主要富矿带，带内分布着大小不一、形态不等的数百个乃至上千个富矿团块，矿体规模，最大长 ，宽，延深 ，一般都很小，品位很高，含铜品位 ，产状平缓，与围岩界线清楚，其分布受破碎体接触线控制，常呈串珠状、环状平行于破碎体接触界线分布，单个矿体呈扁豆状、团块状、角砾状、不规则板状等，长轴平行接触线向内倾斜；内带为次火山岩相的花岗斑岩带，岩石破碎程度较第二带弱，节理发育，高岭土化、绿泥石化较强，含矿性较差，富矿团块较小。矿体，产于花岗斑岩体东北部与石英闪长图 二密铜矿隐爆角砾岩筒地质平面图（据刘建军，）石英闪长岩；花岗斑岩；斑杂岩；混染岩；隐爆角砾岩体及边缘破碎带；石英晶洞；中间破碎带；中心破碎带；矿脉及富铜团块；浸染型矿化；地质界线。第 期 张大伟，等：吉林省通化县二密铜矿隐爆角砾岩型矿体特征及找矿意义岩体接触处环形破碎带中，矿体整体形态呈柱状产出，平面形态呈椭圆状，长轴 ，短轴 ，延深 ，向南倾伏，倾伏角 。花岗斑岩与石英闪长岩接触部位发育隐爆角砾岩筒构造，顶部呈现“震碎岩”的特点。矿体外部为破碎花岗斑岩、石英闪长岩，品位相对较富，黄铜矿主要呈团块状分布；其核心部分为花岗斑岩，电气石化发育，黄铜矿呈团块状 浸染状分布。主要蚀变有硅化、绢云母化、高岭土化，矿化有星点状、团块状黄铜矿化、闪锌矿化。矿体铜品位一般 ，最 高 ，平 均 品 位 为 。找矿意义 矿体和 矿体进一步证实了该区在花岗斑岩中的隐爆角砾岩筒可以直接形成铜矿富矿体，并且部分椭圆状、柱状浸染型矿体可能也与隐爆（爆破）作用有关。在生产勘探过程中新发现的 矿体估算资源储量 ，占新增资源储量的 ，占矿山保有资源储量的 。通化县二密铜矿经过数十年的开采，资源严重不足，亟待新的资源恢复生产，隐爆角砾岩型矿体虽然规模不大，但蕴含资源量丰富，矿床附近在头道阳岔、九道沟等地发现 处筒状花岗斑岩体，是今后找矿的重要方向之一。结论隐爆角砾岩型矿体主要产在复合火山口附近或复合火山爆发中心，严格受火山喷发的基底断裂系统控制，近地表处以含电气石角砾岩为特征，内部结果具有明显的分带性。但对于隐爆角砾岩型矿体的控矿因素隐爆角砾岩筒往往具有隐蔽性，由于其规模和埋藏深度、剥蚀程度的不同，地表工作乃至物探工作很难发现。因此加强构造的研究可以预测隐爆角砾岩筒的位置，同时加强花岗斑岩小岩体和电气石化、硅化、高岭土化、绢云母化、辉钼矿化、辉铋矿化、黄铜矿化等矿化蚀变标志的研究，进一步分析以往疏漏的单点重力异常、激电异常是该区实现突破的重要方向。参考文献：刘建军通化二密矿区爆发角砾岩筒成矿地质特征及成因探讨 吉林地质，（）：欧祥喜通化二密地区中生代火山成矿作用及找矿方向 吉林地质，（）：冯守忠吉林二密铜矿床地质特征及矿床成因 桂林工学院学报，（）：刘强，黄健，刘东伟，等二密铜矿浸染型矿体特征及找矿意义 吉林地质，（）：关键吉林东南部贵金属及有色金属成矿规律研究 吉林大学，于宗延，张大伟吉林省通化县二密铜矿床找矿方向分析 长春工程学院学报（自然科学版），（）：汪志刚吉林东部中生代内生金属矿床成矿作用研究 吉林大学，张维山，刘振宇，刘东伟二密铜矿控矿构造特征及找矿方向探讨 吉林地质，（）：乔国华，彭玉鲸，宋颖吉林省二密铜矿资源潜力宏观评述及找矿方向建议 吉林地质，（）：戴洪建，王信通化二密铜矿地球物理特征及综合找矿标志 吉林地质，（）：王建新，陈雪，赵利刚，等吉林二密复式火山机构及成矿控制作用 吉林大学学报（地球科学版），（）：张大伟，娄雪家，许志华，等通化南部小岩体成矿初探 以苇沙河岩体为例 有色金属（矿山部分），（）：赵利刚吉林省通化二密铜矿深部及外围隐伏矿体预测 吉林大学，王建新，臧兴运，赵利刚，等二密铜金矿控矿条件及靶区（矿体）预测 黄金，（）：刘兴桥通化二密铜矿周边中生代火山岩系基本特征及找矿方向 吉林地质，（）：孙启征，李阳，陈明吉林通化二密铜矿床地球化学异常 特 征 及 找 矿 模 型 建 立 吉 林 地 质，（）：陈延峻吉林通化二密铜矿成矿地质过程与成矿模式研究 吉林大学，邢树文，张增杰，马玉波，等吉林二密铜矿区含矿次火山岩年代学及其形成环境探讨 地球学报，（）：杜晓慧，张增杰，马玉波，等吉林二密铜矿区松顶山次火山岩序列地球化学特征及其对成矿过程的指示 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