2019年5月27日

  通过对渝东北砂岩铜矿的野外调研和室内综合研究,作者对渝东北地区巴东组铜矿的成矿地质条件,矿体的赋存状态,矿体特征,其分布和沉积环境,找矿标志等进行了详细阐述,认为该区铜矿产于三叠系中统巴东组二段中;含矿段地层中Cu含量远远高于区域Cu元素背景值,形成了铜异常区域;铜矿在浅部局部富集,可形成小型矿体。 
  关键词渝东北 铜矿 分布规律 沉积环境 找矿标志 
  中图分类号 P611 文献码 B 文章编号 1-45X(215)-1-35-2 
  1引言 
  渝东北地区的砂岩铜矿,含矿岩系主为三叠系中统巴东组。笔者通过21—213年对巫溪—巫山一带中砂岩铜矿进行的地质勘查工作,对该区铜矿的分布和富集特征进行分析总结,用以指导该区下部工作的开展。 
  2区域地质背景 
  研究区隶属于上扬子陆块米仓山-大巴山被动陆缘基底逆冲带巫溪凹褶束之朝阳-官阳背斜,区内以大量的次级褶皱为主,包括红岩向斜,凉风垭背斜,马槽向斜,九龙观背斜,雨台山向斜,团坝山背斜等。褶曲轴向近东西向,规模较小的层间扰曲、裂隙节理等发育。 
  3地质特征 
  研究区内出露的地层主为三叠系下统嘉陵江祖、中统巴东组、上统须家河组和第四系,巴东组按岩性又细分为四段,分别为巴东组一段(T2b1),巴东组二段(T2b2)、巴东组三段(T2b3)和巴东组四段(T2b4)。 
  现将各段地层特征由新至老简述如下 
  3.1第四系(Q) 
  区内第四系主分布于河流阶地、沟谷及低洼地带的残坡积物(Q)沉积。 
  3.2三叠系中统巴东组(T2b) 
  本组整合于下统嘉陵江组之上,构成区内向斜主体,按岩性组合,沉积韵律可分四段 
  巴东组四段(T2b4) 
  为紫红色、黄绿色页岩、泥岩、粉砂岩夹泥质灰岩、灰岩,底部为水云母粘土岩(绿豆岩)。厚1—15m。 
  巴东组三段(T2b3) 
  岩性为灰至灰白色,局部呈紫灰色,薄至中厚层灰岩、白云质灰岩、泥质灰岩,生物碎屑灰岩夹灰绿—紫红色薄层含钙质泥质粉砂岩及粉砂质页岩,厚4—62m。 
  巴东组二段(T2b2) 
  岩性以紫红色泥岩、粉砂岩、粉砂质泥岩为主夹浅灰色粉砂岩、长石细砂岩,紫色中厚层状长石砂岩、杂砂岩,偶含钙质,见薄层灰岩,中部夹含铜砂岩。厚24—265m。 
  巴东组一段(T2b1) 
  岩性为灰白色—黄灰色中厚层泥灰岩、灰岩偶夹微晶石英粉砂质灰岩透镜体及钙质页岩。自下而上页岩渐增。厚44—6m。 
  3.3三叠系下统嘉陵江组(T1j) 
  本组整合于二叠系大冶组之上,该组一般可分为4个岩性段一、三段为灰色-浅灰色薄-中厚层状灰岩、生物碎屑灰岩,夹少许白云质灰岩。二、四段为灰色—浅灰色中—厚层状白云岩、白云质灰岩为主,夹盐溶角砾岩,含石膏矿。组厚558—789m。 
  3.4含矿段及矿层结构特征 
  3.4.1赋矿地层 
  巴东组(T2b)为区内的赋矿地层。其中部夹含铜砂岩。据岩性组合及矿化特征,将巴东组二段划分为三个亚段,由上至下依次为三亚段、二亚段、一亚段。 
  三亚段(T2b2-3) 
  岩性为紫红色中—薄层粉砂岩,粉砂质泥岩夹同色薄层长石细砂岩及浅灰色粉砂质泥岩、泥灰岩条带。岩石具水平纹层理,交错层理。在灰绿色粉砂质泥岩中见细小的植物化石,主为叶片化石,保存较完整,偶见铜矿化透镜体。 
  二亚段(T2b2-2) 
  岩性为紫红色薄至中厚层状细粒长石砂岩,岩屑长石细砂岩,紫红色泥岩泥质粉砂岩,中上部为白云质灰岩。岩石具水平层理,从底—顶由泥岩、泥质粉砂岩—细粒砂岩—泥质粉砂岩-白云质灰岩、灰质白云岩组成。在粉—细砂岩—砾岩中局部见植物化石且与铜矿化关系密切。铜矿体见两层,分别见于底部泥岩粘土岩和中部灰绿色细砂岩和砾岩中。 
  一亚段(T2b2-1) 
  紫红色粉砂岩与浅灰绿色—土黄色粉砂岩、页岩层夹黑色炭质页岩,底部常夹泥晶灰岩。与下伏巴东组一段含泥砂微晶(泥晶)灰岩呈整合接触。在浅灰绿色泥岩、粉砂岩中偶见植物化石碎片及孔雀石星点。 
  3.4.2含矿段特征 
  根据沉积韵律、岩性组合、矿化分布等特点,其中二亚段(T2b2-2)为本区含矿段。 
  3.4.2.1岩石类型及岩性组合 
  巴东组二段二亚段的岩石类型比较简单,以紫红色薄至中厚层状泥岩(粘土岩)细粒长石砂岩,纹层状岩屑长石砂岩,含泥质粉砂岩为主,夹灰至灰绿色薄至中厚层状细粒(云母)长石砂岩,灰紫色砾岩、含砾砂岩及紫红色、黑色、灰绿色泥(页)岩。 
  岩性组合从下往上岩石碎屑由细到粗,依次为紫红色泥岩(粘土岩)夹灰—灰绿色泥岩(粘土岩)、灰绿色泥岩型铜矿层—紫红色粉砂岩夹粉砂质泥岩和灰色泥岩(局部见灰绿色泥岩型铜矿石)—紫红色粉砂岩与泥岩互层—紫色细粒长石砂岩,顶部为浅灰色白云质灰岩、灰质白云岩。 
  3.4.2.2含矿段的矿化特点 
  该区域内的各类型铜矿石中的Cu矿化特点表现基本一致,均为矿化多集中在岩石层理面或破裂面上,分布不均匀。 
  3.4.2.3矿体特征 
  根据地表露头和深部钻探工程揭露,该区矿体断续出露,呈似层状、脉状、扁豆状,矿体与岩层产状基本一致。矿体沿倾向延伸一般在3米以内,往深部品位逐渐降低,说明该区铜矿受氧化还原环境的影响较大。 
  3.4.2.4矿石质量 
  (1)矿石的矿物成分 
  区内矿物组合已发现矿物共计2种,其中矿石矿物7种,脉石矿物13种。
  ①有用矿物 
  孔雀石、云母铜矿、辉铜矿、铜兰、赤铜矿、黄铜矿。 
  ②脉石矿物 
  水云母、白云母、绿泥石、石英、斜长石、伊利石、方解石、褐铁矿、黄铁矿、电气石、磷灰石、碱性长石、锆石等。 
  (2)矿石的结构构造 
  ①结构构造分类 
  结构(按成因分类) 
  结晶结构它形粒状结构、砾状结构、结晶粒状结构 
  隐晶质结构显微晶质结构 
  交代结构交代残留结构、交代假象结构 
  ②构造(按成因分类) 
  主见星散浸染状构造、脉状构造、放射状构造、斑杂状构造、皮壳状构造。 
  3.4.2.5矿石类型 
  分为矿石的自然类型和工业类型 
  (1)矿石的自然类型 
  根据区内含矿岩石类型及矿石结构构造特征划分出以下主矿石自然类型 
  浅灰绿色中厚层状细粒长石砂岩型铜矿石矿石呈浅灰色、浅灰绿色等,赋矿岩石为长石砂岩,岩屑长石砂岩,为矿区中较主矿石类型。矿石具它形粒状结晶结构,交代假象结构,交代残留结构,星散浸染状构造,脉状构造。矿物成分孔雀石分布普遍,多以星散浸染状,团块状或脉状分布;辉铜矿分布较少但集中,为脉状、小透镜状。砂岩型铜矿石有氧化矿石和混合矿石两种,Cu含量较高,一般大于1%。 
  灰—绿色(含)粉砂质粘土(泥)岩型铜矿石矿石呈灰绿色、绿灰色等。赋矿岩石为粉砂质粘土岩,含砂质粘土岩,含砂水云母泥质岩,粉砂质泥岩,是矿石中的主矿石类型。矿石具它形粒状结构,隐晶质结构,交代结构,浸染状构造,放射状构造,菊花状构造,脉状构造。矿物成分主为孔雀石,少量铜兰及辉铜矿。孔雀石呈星散状、膜状、皮壳状、矿化不均匀,以赋矿岩石破裂面,层理面(如包卷层理面上)分布最集中。辉铜矿少见,多呈小于1mm的细脉产出,泥岩型、粘土岩型铜矿石以氧化矿为主,少见铜混合矿石,铜含量较低,一般在.5—1.%之间。 
  含矿岩石主成份为水云母、绿泥石及氧化铁质。 
  浅灰色—翠绿色粉砂岩型铜矿石矿石具浅灰色,少数翠绿色,为矿区中次矿石类型。矿石具它形粒状结构,自形粒状结构,星散浸染状构造,斑块状构造,细脉状构造,矿物主成分为孔雀石,次为铜兰和辉铜矿。孔雀石主呈它形粒状比较均匀的浸染于陆源碎屑之间,粒径.1—.3mm,少数呈自行纤状,纤状晶体.1—2.mm多呈扇状束状集合体产出。辉铜矿残留于孔雀石脉体内;铜兰于辉铜矿颗粒边部并交代后者,同时自身亦受到孔雀石交代。粉砂岩型铜矿石以氧化矿石为主,次为混合矿石。该类矿石铜含量一般较高。 
  赋矿岩石主成分为长英质粉砂,具细而密集的纹层构造。 
  浅灰色砾岩型铜矿石矿石具浅灰色,它形粒状结构,砾状结构,斑杂状构造。矿物成分为黄铜矿、孔雀石,呈星点状分布于砾岩胶结物中。该矿石铜品位较低。 
  (2)矿石工业类型 
  按矿石的氧化程度可分为 
  氧化铜矿石铜氧化率>3%; 
  混合铜矿石铜氧化率1—3% 
  硫化铜矿石铜氧化率<1%    已发现矿石9%以上为氧化矿石,仅在局部有混合铜矿石存在。    4沉积环境及分布规律    4.1沉积环境    研究区含矿层岩性为“紫红—灰绿”交替出现,为氧化环境向还原环境转化的过渡带,即弱还原环境。    研究区“紫红—灰绿”界线呈平行,水平层理发育,这表明该区沉积古地形平坦开阔,古水动力稳定,水退、水近朝一个方向缓慢进行,氧化还原环境在较大范围内趋于稳定,铜质分散,不易富集。这是本区不能形成大的铜工业矿床的不利因素。    4.2地球化学背景    4.2.1背景值    据研究区资料统计,巴东组地层灰岩、页岩、砂岩平均Cu含量分别为6PPm、9PPm、5.7PPm;土壤背景值为19.7PPm。    4.2.2含矿段地球化学特征    根据研究区岩石光谱分析结果结合区域岩石Cu元素分布规律,本区地壳岩石中Cu元素克拉克值为53PPm,依据该地层分布特征可反映出以下地球化学特征。    (1)含矿段上覆距离巴二段三亚段(T2b2-3)和下伏的一亚段(T2b2-1)地层中各类岩石Cu含量为1—3PPm,明显低于含矿段。    (2)含矿段(巴东组二段二亚段T2b2-2)中各类岩石Cu含量为3—1PPm。其中紫红色泥岩(泥岩、粉砂质泥岩)Cu含量一般为3—4PPm,紫红色砂岩类4—5PPm略高于泥岩,是区域克拉克值(53PPm)的5—8倍;浅灰色砂岩、泥岩、粉砂岩Cu含量可达1PPm,是区域克拉克值(53PPm)的2倍,这说明该亚段原始沉积使Cu元素相对集中,从而形成Cu元素高背景值即矿源层。    (3)不同颜色的含矿岩石Cu含量差别不大。浅灰色泥岩、粉砂岩、砂岩Cu含量均在3—1PPm之间,而紫—紫红色者为3—5PPm,说明铜的背景含量与原岩的颜色无关。    综上,含矿段地层中Cu含量远远高于区域Cu元素背景值,形成了铜异常区域。    5找矿标志    5.1地层标志    本区内该类型铜矿位于巴东组二段(T2b2)紫红色泥岩、粉砂岩、粉砂质泥岩和灰绿色粉砂岩、沙砾岩中。    5.2矿物标志    铜矿物是最主的有用矿物,而且是最直接的找矿标志,在原矿石中可根据自然铜、辉铜矿的含量初步确定矿石品位。在氧化矿石中往往形成孔雀石、铜蓝等颜色鲜艳的矿物,为野外最好的识别标志。    6结论    (1)研究区铜矿体的产出严格受地层控制,产于三叠系中统巴东组二段中。    (2)含矿段地层中Cu含量远远高于区域Cu元素背景值,形成了铜异常区域,且铜矿体的形成富集与氧化还原环境紧密相关。