火山塊狀硫化物礦床地質(zhì)特征及找礦標(biāo)志淺析

羅小平，劉國云，任李付，楊朔鵬，姚 舜

（寧夏回族自治區(qū)國土資源調(diào)查監(jiān)測(cè)院，寧夏 銀川 750002）

1 礦床地質(zhì)特征

1.1 成礦構(gòu)造背景及賦礦圍巖

VMS型礦床是火山噴出時(shí)的氣水溶液作用于火山巖的產(chǎn)物，其大地構(gòu)造背景為洋殼，洋中脊、島弧和弧后盆地。構(gòu)造背景可分為兩類：第一類是與島弧有關(guān)的裂谷帶，如黑礦型礦床受火山不同方向構(gòu)造線及其交匯處控制；第二類是在擴(kuò)張板塊的大洋中脊地區(qū)形成的礦床，如塞浦路斯型礦床，產(chǎn)于顯生宙蛇綠玄武巖中，蛇綠巖是俯沖產(chǎn)物且形成于成熟的弧后環(huán)境[1]。該類礦床在不同類型的海相火山巖中都可以產(chǎn)出，以偏堿性和雙峰式特征火山巖組合為典型容礦圍巖，礦體常呈與圍巖層狀構(gòu)造大體整合一致的似層狀或透鏡狀，成群成帶集中分布。

1.2 礦石成分與組構(gòu)特征

VMS型礦床中金屬礦物成分比較簡(jiǎn)單，主要為鐵、銅、鉛鋅硫化物，少量黝銅礦、砷黝銅礦、斑銅礦等，此外，礦石中還含有金、銀、鈷及其他少量礦物。礦物結(jié)構(gòu)主要有自形、半自形、他形、充填、交代、環(huán)帶、壓力影、晶粒、脈狀、壓碎和變余結(jié)構(gòu)等[2]。礦石構(gòu)造多樣，如同生沉積期的條紋狀、顯微條紋狀、浸染狀、條帶狀、顯微層狀構(gòu)造等；開放體系中主要由脈狀、網(wǎng)脈狀、角礫狀構(gòu)造等；動(dòng)力-變質(zhì)期的片麻狀、碎斑狀、片理化構(gòu)造；熱液迭加期脈狀構(gòu)造和充填脈狀構(gòu)造；表生期鐵帽的蜂窩狀、多孔狀、疏松土狀等構(gòu)造等。脈石礦物主要是石英、碳酸鹽、重晶石、綠泥石和絹云母等。見圖1。

1.3 圍巖蝕變類型和特點(diǎn)

VMS型礦床為同生礦床，與成礦直接相關(guān)的圍巖蝕變有絹云母化、硅化、綠泥石化、黃鐵礦化和碳酸鹽化，次生蝕變有褐鐵礦化、孔雀石化、高嶺土化及礬類化等。主要的蝕變帶大多數(shù)緊挨著礦體產(chǎn)于下盤巖石中蝕變巖筒內(nèi)，蝕變以硅化、絹云母化、綠泥石化為主。與礦體下盤蝕變相比，上盤的蝕變強(qiáng)度較弱，且受到區(qū)域變質(zhì)作用的改造，蝕變以絹云母—綠泥石—石英蝕變最為常見，也有粘土化、赤鐵礦化等，在塊狀硫化物最厚處最發(fā)育。

2 找礦標(biāo)志

2.1 成礦構(gòu)造背景

VMS型礦床是海底火山環(huán)境中的產(chǎn)于海相火山巖、火山沉積巖系中的同生噴流—沉積礦床，因而順層找礦是重要的找礦思路。除地層控礦外，火山噴流礦床也受基底斷裂控制，在主要斷裂的交會(huì)部位控制了塊狀硫化物的產(chǎn)出。VMS礦床具有典型的雙層礦化結(jié)構(gòu)，即上部為層狀礦體，由經(jīng)蝕變巖筒噴流到海底的成礦溶液沉淀而成（降溫降壓、與海水反應(yīng)、溶液變飽和），下部為溶液的運(yùn)移的通道中交切的細(xì)網(wǎng)脈-浸染狀礦化，如阿舍勒銅礦床包含一個(gè)整合的透鏡體和一個(gè)不整合的網(wǎng)脈帶或巖脈。

2.2 巖石礦物組成

VMS型礦床海底噴氣沉積成因的典型標(biāo)志為條紋狀、塊狀和細(xì)脈浸染狀礦石有機(jī)組合及其自上而下的規(guī)則分帶。礦物組成大致相同，以黃鐵礦、磁黃鐵礦為主，少量白鐵礦，其次是黃銅礦、斑銅礦、輝銅礦、閃鋅礦、方鉛礦、勤銅礦、磁鐵礦，礦體與圍巖整合產(chǎn)出，順層分布，礦體常呈層狀、透鏡狀，其下為網(wǎng)脈狀礦體。此外，酸性集塊巖-角礫巖、石英斑巖和白色流紋巖穹窿組合，與VMS型礦床有密切的空間分布關(guān)系，在鉛鋅型礦床塊狀硫化物產(chǎn)出的火山巖層中或附近可見到酸性集塊巖，隨著碎屑粒度的減少，在側(cè)向上過渡為角礫凝灰?guī)r或凝灰?guī)r。見圖2。

圖2 加拿大Noranda地區(qū)含浸染狀黃鐵礦凝灰質(zhì)燧石角礫巖和下盤眼球狀片巖（石英長(zhǎng)石晶屑凝灰?guī)r）

2.3 圍巖蝕變

VMS型礦床圍巖蝕變發(fā)育，其強(qiáng)度、范圍、形狀等特征具分帶特征，具體可劃分為四種蝕變帶：①上盤蝕變，蝕變不發(fā)育，以粘土化為主；②礦層蝕變透鏡體，巖屑和角閃石、黑云母、斜長(zhǎng)石等礦物蝕變成綠泥石、絹云母和石英等；③下盤蝕變巖筒，為強(qiáng)蝕變區(qū)；④底部不整合蝕變帶，橫向蝕變范圍大，蝕變礦物組合有石英、綠泥石、綠簾石和次生鈉長(zhǎng)石。通常礦區(qū)內(nèi)不會(huì)出現(xiàn)完整的四種蝕變帶，常會(huì)出現(xiàn)三種蝕變帶。礦區(qū)內(nèi)還有些次生蝕變也可作為重要的找礦標(biāo)志，如褐鐵礦化、孔雀石化、高嶺土化及礬類化等。圍巖的蝕變強(qiáng)度與成礦的遠(yuǎn)近有密切的關(guān)系，離礦體越近，蝕變?cè)綇?qiáng)烈，原有的礦物及結(jié)構(gòu)都會(huì)消失，遠(yuǎn)離礦體則會(huì)保留原有的結(jié)構(gòu)。

2.4 氧化帶和后期變形作用

硫化物礦床在在地表氧化形成的鐵帽、銅次生富集帶和礬類礦物，是重要的找礦標(biāo)志。黃鐵礦礦物的高度集中，風(fēng)化后常形成特有的“鐵帽”，深度可達(dá)數(shù)十米，由于金屬硫化物的流失，巖石往往呈現(xiàn)疏松的蜂窩狀或砂糖狀。VMS型礦床形成于火山-沉積盆地中，在后期的造山作用下，其原始形態(tài)常會(huì)發(fā)生變化，在強(qiáng)變形變質(zhì)區(qū)，正確識(shí)別后期變形變質(zhì)作用，是取得找礦突破的關(guān)鍵。

2.5 化探異常

國內(nèi)外學(xué)者研究成果表明，VMS型礦床蝕變圍巖的礦物學(xué)成分帶和化學(xué)成分分帶大體吻合的，綠泥石化帶中FeO、MgO增加，絹云母化帶中K2O增加，而在所有蝕變帶中Na2O、CaO虧損（與斜長(zhǎng)石的蝕變分解有關(guān)），日本黑礦中強(qiáng)烈的Na2O虧損出現(xiàn)在礦床的下盤，位于礦體近側(cè)。新疆阿舍勒礦床中，可清晰的分出前暈、礦體指示元素和尾暈。利用這一分帶可以判定塊狀硫化物礦體的存在及其被剝蝕的程度，就其成暈組分來說最重要的成礦元素銅，鉛，鋅，Au，Ag，As，Sb，Hg，Bi，Sn，Mn，Ba，W，Mo等，前五種為指示元素，其余為間接指示元素。通過化探結(jié)果研究表生風(fēng)化剝蝕形成的次生分散暈和圍巖蝕變所引起的原生暈，可用于礦區(qū)的定位預(yù)測(cè)和勘探。

3 結(jié)語

VMS型礦床是通過海水下滲淋濾海底巖石，經(jīng)火山通道淋漓巖漿中的礦物質(zhì)，噴涌至海底的礦床類型。在地質(zhì)勘查工作中，綜合考慮成礦構(gòu)造背景、賦礦圍巖、蝕變巖分布等特征，對(duì)指導(dǎo)找礦有重要意義。