廣東省信宜市平塘鎮計文礦區成礦地質條件與礦床成因

溫禎權

（廣東省有色金屬地質局九三三隊，廣東 肇慶 526060）

計文礦區位于廣東省信宜市境內，為原高州縣（現為高州市）羅拉-三叉坑鐵銅礦床東面邊緣的一部分。高州縣羅拉-三叉坑鐵銅礦床早在20世紀50年代便被發現，于1958年至1959年進行了地質勘探工作，實施了大量的槽探、淺井、鉆探等山地工程，取得了大量的地質成果。于2000年通過以上勘探資料估算了計文礦區D級礦石量；于2004年、2010年及2014年分別對計文礦區進行了核實地質工作，本人曾受邀參與2014年核實地質工作[1]。計文礦區在2006年申請并獲得“信宜市平塘鎮計文銅鐵礦”采礦許可證，實施硐采投產，實際生產銅、鋅礦石，已獲得一定的經濟效益。

1 區域地質

礦區區域大地構造位置位于粵西云霧山褶隆與羅定斷陷南西側的接合部位南部，位于平民-分界大背斜向東傾伏地段之南翼的東部（圖1）。礦區內礦體屬于信羅地區鐵礦中心的小礦體。

圖1 區域地質略圖

1.1 地層

區域地層出露有：寒武系八村群、奧陶系、泥盆系中下統桂頭群、泥盆系中統東崗嶺組及第四系。

（1）寒武系八村群第二亞群(∈bcb)：巖性為灰綠色變質石英砂巖與絹云母頁巖互層，個別夾炭質頁巖。厚度約820m。

（2）寒武系八村群第三亞群(∈bcc)：巖性為灰綠色石英片巖與絹云母片巖及炭質絹云母片巖互層。厚度約1090m。

（3）奧陶系（O）：巖性上部為灰綠色長石石英砂巖，夾絹云母片巖、炭質絹云母片巖；下部為灰綠色片狀石英砂巖、石英云母片巖[2]。厚度約933m。

（4）泥盆系中下統桂頭群下亞群（D1-2Ga）：巖性上部為淺灰紫色石英砂巖夾粉砂巖；底部為淺灰色礫巖。厚度約290m。

（5）泥盆系中下統桂頭群上亞群（D1-2Gb）：巖性上部為灰紫色石英砂巖與頁巖互層，夾粉砂巖；底部為淺灰色石英砂礫巖。厚度約360m。

（6）泥盆系中統東崗嶺組（D2d）：巖性為深灰色灰巖、白云質灰巖，夾泥灰巖，產Amphipora sp。厚度約277m。

（7）第四系（Qh）：本區第四系發育一般，分布于區域內河道兩側，形成河臺階地。巖性由沖積礫石、砂、粘土、殘坡積層組成，厚度0m～30m。

1.2 構造

區域內構造以斷裂為主，受羅定斷陷南西邊緣斷裂控制，近東西向次級褶皺及斷裂發育。走向大斷裂是區域性構造，但不直接與區域礦床生成有關，礦產而是產于其附近巖石破碎帶或巖石節理中[3]。

1.3 巖漿巖

區域內巖漿巖見有下列兩種：

（1）燕山一期（δ52（1））閃長巖，分布于區內西中部。

（2）燕山四期（γ53（1））花崗巖，分布零散，主要分布于區內南、北部。

1.4 區域變質作用

本區區域變質作用較強烈，寒武、奧陶及泥盆系碎屑巖普遍經受片巖化變質。此外，富鈣巖層的矽卡巖化作用亦較發育。

1.5 區域礦產

本區及附近金屬礦化作用強烈，礦床以中小規模居多，其中以鐵礦為主，次有錫、錳、銅等。鐵、錫、銅礦化與矽卡巖化蝕變作用關系密切。

2 礦區地質

2.1 地層

礦區內出露地層簡單，主要為寒武系八村群第三亞群(∈bcc)，巖性主要為灰至灰白色細粒狀長石云母石英片巖、云母石英片巖及透鏡狀大理巖，該層普遍發育著含黃銅礦、閃鋅礦、磁鐵礦等的層間矽卡巖。走向總體上有北西西向、近乎東西向，傾向有南和北，傾角35°～45°，褶曲十分劇烈。其次為第四系（Q）殘坡積層：主要分布在山坡地帶，由砂礫、砂質粘土、粘土組成，厚度一般0m～22.35m。

2.2 構造

2.2.1 褶皺構造

倒轉背斜，巖層呈陡傾角明顯地由北急轉南傾，走向大致為北東東的構造特點，沿走向急轉彎，形成北東軸向封閉式向斜褶曲，對后期銅礦交代起著富集沉積的作用，該類型地段銅礦無論在厚度和品位上在礦區內均較高。

2.2.2 節理

區內北東東向節理構造發育較早，隨之北東向15°～45°平行節理產生，最后北北東向5°、近乎南北走向剪切現象較為發育，利于后期富集成礦。

2.3 巖漿巖

礦區內未見巖漿巖出露地表，個別鉆孔見斑狀花崗巖。偶爾可見細小的石英細脈，呈網脈狀產出，常有磁鐵礦、黃銅礦、鉛鋅礦相伴，為后期中低溫熱液的產物[4]。

2.4 圍巖蝕變

常見的近礦圍巖蝕變有綠簾石化、綠泥石化、陽起石化、硅化、矽卡巖化等。綠簾石化，黃綠色，粒狀或細脈狀，主要分布于層間矽卡巖中及與片巖接觸部位，與銅礦化關系有一定關系。

3 礦體特征

3.1 礦體形態、產狀與規模

礦區內已發現的銅礦、鋅礦體主要產于蝕變矽卡巖帶內及其旁側裂隙帶中，礦體形態規模有較大變化，似透鏡狀，脈狀為主，其連續性一般。礦區內發現有V1～V15號共計15個銅礦、鋅礦體，其中V3、V4、V7、V9、V13為鋅礦體，其余均為銅礦體。V11、V3、V4部分礦體已采空；規模較大礦體特征敘述如下，單工程控制或規模較小礦體特征見表1。

表1 單工程控制或規模較小銅、鋅礦體地質特征簡表

3.1.1 主要銅礦體

V2銅礦體分布于礦區西北部25～30號勘探線之間，順層產于蝕變矽卡巖帶內，亦見產于長石石英云母片巖及絹云母片巖中，呈脈狀、透鏡體，走向近東西向，傾向北西，傾角24°～51°，多在35°～45°之間。經工程揭露控制礦體長約110m，厚度1.36m～5.24m。

V11銅礦體分布于礦區中部30號勘探線附近，順層產于蝕變矽卡巖帶內，呈脈狀、透鏡狀，走向近東西向，傾向北西，傾角36°～40°。經工程揭露控制礦體長約40m，厚度1.41m～3.51m。

V12銅礦體分布于礦區東部32與34號勘探線之間，順層產于蝕變矽卡巖帶內，呈脈狀、透鏡狀，走向近東西向，因受向斜構造的影響，北側礦體傾向南西，南側礦體傾向北東，向斜軸部地段礦體較厚，傾角28°～46°。經工程揭露控制礦體長約60m，厚度1.18m～2.08m。

3.1.2 主要鋅礦體

V3鋅礦體分布于礦區西北部28號勘探線附近，順層產于蝕變矽卡巖帶內，礦體呈透鏡狀，產狀與V2相似，走向近東西向，傾向北西，傾角35°～44°。經工程揭露控制礦體長約33m，厚度0.65m～3.74m。

V4鋅礦體分布于礦區西北部28號勘探線附近，順層產于蝕變矽卡巖帶內，呈透鏡狀，產狀與V2相似，走向近東西向，傾向北東，傾角42°～44°。經工程揭露控制礦體長約70m，厚度0.80m～5.04m。

3.2 礦石物質組分、結構構造、礦石類型等

3.2.1 礦石礦物組合

銅礦、鋅礦石均主要為含銅、含鋅矽卡巖，呈褐黑色或褐色，主要金屬礦物成分有黃銅礦、磁鐵礦、閃鋅礦、方鉛礦等，主要非金屬礦物成分有透輝石、鈣鐵輝石、石榴子石、陽起石、石英、綠簾石等。黃銅礦、閃鋅礦約占3%～5%，局部較高達10%，部分礦石含少量方鉛礦。

3.2.2 礦石結構構造

礦石主要為半自形晶粒狀結構，次為交代殘余結構等；主要呈細脈浸染狀構造，網脈狀構造，浸染狀、星點狀構造，團塊狀構造等。

3.2.3 礦石化學成分

（1）礦石有用化學組分。Cu、Zn分別以黃銅礦、閃鋅礦形式存在，構成本礦區主要的有用金屬礦物組分。全礦區銅礦石中一般含銅0.05%～1.87%，平均0.71%；伴生有用組分有鋅、鉛，一般含鋅0.07%～6.76%，平均1.78%；一般含鉛0.02%～4.41%，平均0.51%。鋅礦石中一般含鋅1.12%～10.37%，平均4.06%；一般含鉛0.04%～4.20%，平均0.59%；伴生有用組分有銅，一般含銅0%～1.44%，平均0.30%。礦區銅礦石、鋅礦石一般是地表品位略低，深部略富，但銅與鋅的關系不明顯，無顯著的相關關系。

（2）礦石有害組分。根據礦石化學全分析成果，礦石中有害組分含量低微。

3.2.4 礦石類型

（1）礦石自然類型。根據礦石礦物組合，礦石自然類型屬矽卡巖含銅鋅硫化礦石，近地表或圍巖裂隙發育部位可見少量氧化礦石。

（2）礦石工業類型。礦石工業類型主要為銅礦石、鋅礦石。

（3）礦石品級。銅礦石中一般含銅0.05%～1.87%，平均0.71%；鋅礦石中一般含鋅1.12%～10.37%，平均4.06%。總體上，本礦區的礦石品級一般-中等。

3.3 圍巖和夾石

礦區內已知銅礦、鋅礦體產于寒武系八村群第三亞群(∈bcc)地層的蝕變矽卡巖帶內及其旁側破碎帶中，圍巖和夾石均為長石云母石英片巖、絹云母片巖及矽卡巖等。

4 控礦因素、礦床成因

4.1 控礦因素

4.1.1 圍巖條件

區內寒武系片巖層受地應力影響，產生褶皺，伴隨其產生的層面滑動破碎，使巖石發生強烈的矽卡巖蝕變，且裂隙發育，區內銅、鋅礦化即產出于層間矽卡巖中或沿矽卡巖層面空隙和節理裂隙或旁側破碎帶中，經充填交代生成沉積變質—矽卡巖型礦床。

4.1.2 構造控制

礦區位于分界-平民大背斜構造的南翼，地層均向花崗巖巖體方向傾斜，且片理發育，傾角一般較大，成為礦液良好的通道，在褶皺轉折處則容易儲存礦液，從而富集成礦。

區內巖石物理性質不同，軟硬巖石相夾，受褶皺應力作用，地層巖石發生層間破碎，節理裂隙發育，這些次級構造成為了礦液良好的通道。

4.1.3 巖漿因素

區域上燕山四期巖漿巖成礦作用最顯著、最普遍，為主要成礦時代，與鐵、銅、錫、黃鐵礦之生成關系極其密切。巖漿主要沿斷裂侵入，使其接觸帶的巖層產生大量節理裂隙，或交代鈣質圍巖而成矽卡巖，為后期礦液創造了良好通路及沉積場所。

在羅拉-三叉坑一帶細-中粒斑狀花崗巖的侵入使矽卡巖礦物成分復雜，殘漿中帶來大量金屬礦物，綜合分析，該區及周邊有色金屬的形成與細-中粒斑狀花崗巖及石英脈的侵入有著密切關系。

4.2 礦床成因

4.2.1 成礦順序

根據前人調查資料，羅拉-三叉坑鐵銅礦床的礦化大多在巖層褶皺之前，因發現脈狀的陽起石有時也與片巖同時褶曲，成礦的多期性以及各種礦物相終而復始重復出現是它的特點。成礦大致分為八期：①矽卡巖礦物期，出現大量細粒致密狀透輝石、石榴子石（少量）交代鈣鎂巖石，巖漿在晚期階段也分泌少量磁鐵礦與上述礦物共生；②繼而結晶石榴子石、陽起石呈脈狀貫穿于前期巖石中；③在熱液不斷活動下，透輝石被陽起石交代現象層出不窮，綠簾石磁鐵礦、磁黃鐵礦同樣也交代透輝石及陽起石等礦物，形成一些交代殘余結構；④黃鐵礦及先期黃銅礦期，其單獨沿層面浸染透輝石、陽起石等、同時亦呈脈狀充填于各種比它先形成的礦物；⑤綠簾石期，幾乎均呈脈狀，交代長石云母石英片巖及輝石現象明顯；⑥脈狀纖維陽起石期；⑦石英鏡鐵礦、黃銅礦期，礦物主要是充填，看不到交代現象；⑧碳酸鹽期，主要是粒狀方解石及方解石細脈。

4.2.2 礦床成因

羅拉-三叉坑礦床鐵銅礦成礦有這樣一種推論，其成礦是多期及復雜的，首先加里東期花崗巖的侵入原來的石灰巖及含鈣鎂質巖石中，由于巖漿中分泌的矽質鐵質的加入，形成了石榴子石、陽起石、透輝石矽卡巖；殘漿中亦存在一定含鐵溶液，除參與造成含鐵碳酸鹽礦物以外，剩余鐵質在氧化條件不足的情況下，結晶為磁鐵礦。而區內矽卡巖中微粒-細粒的磁鐵礦是燕山期細-中粒斑狀花崗巖的侵入，帶來了碳酸鹽溶泉和大量鐵質，沿脆弱帶及裂隙上升，形成了脈狀石榴子石、陽起石矽卡巖，不僅穿插于前期層間矽卡巖中，片巖也普遍遭受矽卡巖化，磁鐵礦在適宜環境下即進行充填交代，促使礦體富集。該期巖漿中亦帶有硫化物溶液上升，當溫度下降時，硫化物溶液從殘漿中分出，沿裂隙及破碎帶，進行充填交代，在含礦的矽卡巖及片巖中，生成了浸染狀、細脈狀的黃銅礦，石英硫化物階段，仍有黃銅礦的生成，但已屬成礦的尾聲。由于黃銅礦生成比磁鐵礦稍晚，且有硫化物存在，巖石具遭受熱水液蝕變，層間矽卡巖亦被綠簾石、綠泥石所復疊。據此，羅拉-三叉坑礦床的成因類型主要為高-中溫熱液充填交代礦床。

計文礦區位于羅拉-三叉坑鐵銅礦床的東面邊緣地區，其銅、鋅礦的形成應在上述礦物形成階段的后期，矽卡巖的形成則在礦化作用之前，據此分析，計文銅鋅礦床成因類型主要為中-低溫熱液充填交代礦床。在銅、鋅礦形成后，后期經受區域變質作用，致使區內銅、鋅礦及矽卡巖礦物具有定向排列現象，與圍巖礦物分布方向相同。

5 結束語

根據上述地質成果的綜合研究表明，計文礦區的成礦地質條件好，礦床成因推論及分析合理，并已開采經生產驗證；在這樣一種成因模式下，可見周邊及深部找礦前景較好，并對找尋同類型礦產具有一定的參考與指導意義。