与中酸性岩浆岩有关的铜多金属矿田区域地质地球化学异常评价标志

　内蒙古布敦花铜矿田区域地质地球化学异常结构模式~

3.2.5.1　矿田区域地质环境
内蒙古布敦花中型铜矿田位于大兴安岭隆起带西南延伸的中段与哈德营子—布敦花区域性断裂带的交汇部位。断裂构造有EW、NW向、近SN向与NE向四组，主要控矿构造为NE向复合断裂带及NW向扭张断裂带。岩浆岩有华力西期及燕山期花岗岩（ ），花岗闪长岩（ ）。与矿化有关的是 ，即布敦花杂岩体，其主体相为斑状花岗闪长岩，中间相为黑云母花岗闪长岩，边缘相为花岗闪长斑岩、斜长花岗斑岩。
出露地层有二叠系索伦组（P1s）和大石寨组（P1d）、侏罗系（葛家屯组J1g、J2、J3）、白垩系（K1）等（图3-2-13）。P1s岩性为板岩、砂岩夹凝灰质砂岩、石灰岩夹凝灰质砾岩；P1d为凝灰质砂岩、大理岩夹硅质岩、凝灰质砂岩夹凝灰岩；J1g为砂岩及煤线，J2为中偏基性熔岩及其凝灰岩；J3为酸性熔岩及其凝灰岩；K1为中性熔岩、中酸性熔岩及凝灰岩。与矿有关的是P1s地层。
本矿田地球化学景观为半干旱草原荒漠区，属浅剥蚀矿床。
3.2.5.2　区域地球化学异常分布特征
本矿田之多元素异常组合划分为：
（1）成矿元素异常：Cu。
（2）指示元素异常组合：①直接指示元素异常组合：Cu-Pb-Zn-Ag-Cd；②间接指示元素异常组合：As-Sb、W-Mo-Bi。
（3）成矿环境元素异常组合：Fe-Ni-Co-V-Ti-Mn、La-Nb-Zr。
1）成矿元素异常分布特征

图3-2-12　安徽新桥-凤凰山铜矿田区域地质地球化学异常结构模式


图3-2-13　内蒙古布敦花铜矿区域地质简图（据内蒙古1∶20万科沁右翼中旗地质矿产图简化）

1—第四系；2—中性、中酸性熔岩及凝灰岩；3—酸性熔岩及凝灰岩；4—中偏基性熔岩及凝灰岩；5—砂岩、砾岩及煤线；6—凝灰质砂岩夹凝灰岩、大理岩夹硅质岩；7—板岩、砂岩、石灰岩夹凝灰质砂砾岩；8—花岗斑岩、花斑岩；9—花岗岩；10—斜长花岗岩；11—石英闪长岩；12—斜长花岗岩；13—断层；14—地质界线；15—矿床
本矿床的成矿元素为Cu。图3-2-14所示，Cu正异常出现在赋矿地层（P1）上，面积大，包围已知矿和成矿岩体，有2个浓集中心，已知矿位于东部浓集中心内。异常受NEE向构造控制而呈NEE走向，是成矿作用的直接显示。
2）指示元素异常分布特征
（1）直接指示元素异常分布特征
Cu、Pb、Zn、Ag、Cd是本矿床的成矿元素和伴生元素。它们的多元素正异常在本区出现在P1和J3上（图3-2-14），矿田上也出现显著的正异常，并包围已知矿和成矿岩体。有明显浓集中心。受NE、NW向两组构造控制。正异常外围有负异常分布。与成矿作用密切相关，可作为矿田异常，直接指示成矿作用。

图3-2-14　布敦花矿田多元素异常图

（2）间接指示元素异常分布特征
① As-Sb
在矿田上出现了As-Sb多元素正异常，包围已知矿和成矿岩体。异常强度高，浓集中心显著。与矿田异常套合，显示受同一成矿机制控制（图3-2-14）的特征。有显著负异常分布在其正异常的南侧，并与Cu-Pb-Zn-Ag-Cd的负异常分布位置重合。
② W-Mo-Bi
如图3-2-14所示，在矿田上出现了W-Mo-Bi的多元素正异常，分布在赋矿地层上，包含已知矿和成矿岩体。与矿田异常和As-Sb异常套合，表明与成矿有关。负异常分布在其正异常的西南侧，并与As-Sb和Cu-Pb-Zn-Ag-Cd的负异常分布态势一致。
3）成矿环境元素异常分布特征
由图3-2-14可见，在本区内通过已知矿田出现了Fe-Ni-Co-V-Ti-Mn和La-Nb-Zr的多元素正异常。在矿田上两者均包围已知矿和成矿岩体，与成矿地层密切相关，并与矿田异常叠合。反映成矿的地球化学环境。
3.2.5.3　矿田区域地质地球化学异常结构模式
（1）矿田地质特征结构模式
区域性NE、NW向断裂构造及其次级构造密集区，下二叠统索伦组（P1s）的板岩、砂岩、凝灰岩地层，有燕山期花岗闪长岩（ ）侵入（图3-2-15）。
（2）矿田区域地质地球化学异常结构模式
在以上地质环境中，包围成矿岩体（ ）在赋矿地层（P1s）上出现大面积Cu-Pb-Zn-Ag-Cd多元素正异常，为矿田异常。明显受NE、NW向两组构造控制，间接指示元素As-Sb和W-Mo-Bi的多元素正异常与之套合。在矿田异常内同时出现反映成矿环境的Fe-Ni-Co-V-Ti-Mn和La-Nb-Zr的多元素正异常。总体上，以矿田异常为中心，其他各组异常与之套合，显示它们受同一成矿机制控制的特点，构成清晰的多元素套合地球化学异常结构（图3-2-15）。

本矿田由新桥铜矿和凤凰山铜钴银金矿二个次级矿田组成，是我国著名的夕卡岩型铜矿区。剥蚀程度中等。此外，在外围有许多铅锌和铁矿点。
3.2.4.1　矿田区域地质环境
大地构造位置位于扬子准地台下扬子台坳的中部，长江中下游铁铜硫多金属成矿带铜陵—戴家汇东西向基底断裂西端。岩浆岩有燕山期花岗闪长岩（ ）、石英闪长岩（ ）、石英闪长玢岩（ ）。断裂构造发育，主要有四组：NE、EW、NW和近SN向断裂。NW向与NE向断裂交叉部位控岩控矿。
出露地层有志留系（S）、泥盆系（D）、石炭系（C）、二叠系（P）、三叠系（T）、侏罗系（J）、白垩系（K）。志留系为砂岩、细砂岩、粉砂岩、页岩；泥盆系为石英砂岩夹粉砂质页岩；石炭系为灰岩、泥质粉砂岩、页岩；二叠系为硅质页岩、炭质页岩、灰岩；三叠系为钙质页岩、灰岩、白云岩；侏罗系为火山岩、火山碎屑岩；白垩系为砂岩、砾岩、砂砾岩（图3-2-10）。含矿地层以泥盆系、石炭系、二叠系、三叠系的灰岩、砂岩、页岩为主。
3.2.4.2　矿田区域地球化学异常分布特征
本矿田与成矿作用有关之多元素异常组合划分如下：
（1）成矿元素异常：Cu。
（2）指示元素异常组合：①直接指示元素异常组合：Cu-Au-Ag；②间接指示元素异常组合：Pb-Zn-Cd、As-Sb-Hg、W-Bi-Mo-Sn。
（3）成矿环境元素异常组合：Fe-Mg-V-Co-Ni-Mn、Be-Li-K-La-Y。
1）成矿元素异常分布特征
铜是该矿田的主要成矿元素。异常大面积出现在已知矿田上，包围已知矿和成矿岩体，分布在赋矿地层中。异常受多组构造影响，但长轴呈NNE走向（图3-2-11），反映成矿事实。
2）指示元素异常分布特征
（1）直接指示元素异常分布特征
Au、Ag是伴生元素，且与Cu异常在矿田上分布趋势相近。Cu-Au-Ag多元素正异常包围已知矿和成矿岩体分布在赋矿地层上。面积较大，约140km2，有明显浓集中心。异常走向NE，与矿田上岩浆岩展布方向及本区主体构造方向一致，说明它们受NE向构造、岩浆活动的控制，可作为矿田异常，直接指示成矿作用（图3-2-11）。正异常外围有负异常出现，反映可能有热液的“带出”、“带入”活动发生。
（2）间接指示元素异常分布特征
① Pb-Zn-Cd
本区内Pb-Zn-Cd正异常呈二个独立的异常出现在矿田异常内的东西两端，有显著浓集中心。与矿田异常重叠，且叠合度均较高。空间上与成矿岩体不重合，而是分布在其两侧，这与本区很多的PbZn、CuPbZn矿点有关。但是，在矿田范围内Pb-Zn-Cd正异常的总体分布趋势与Cu-Au-Ag一致（图3-2-11）。

图3-2-10　安徽新桥-凤凰山矿田区域地质简图（据安徽省1∶20万铜陵幅、宣城幅矿产图简化）

1—第四系；2—砂岩、砾岩、砂砾岩；3—火山岩、火山碎屑岩；4—灰岩、白云岩；5—砂岩、页岩、灰岩等；6—硅质、炭质页岩、灰岩；7—灰岩、泥质粉砂岩、页岩；8—石英砂岩夹粉砂质页岩；9—砂岩、细砂岩、粉砂岩、页岩；10—志留系—三叠系未分；11—志留系、泥盆系、石炭系、二叠系等未分；12—花岗闪长岩；13—石英闪长岩；14—石英闪长玢岩；15—断层；16—地质界线；17—矿床
② As-Sb-Hg
大范围多元素正异常出现在矿田内，走向NE。与矿田上Pb-Zn-Cd正异常的分布趋势和特征一致，但异常面积略大，整个异常呈“S”形，异常主体（或浓集中心）空间位置离成矿岩体更远，更靠矿田异常边部（图3-2-11）。
③ W-Bi-Mo-Sn
正异常出现于矿田范围内，包围成矿岩体，分布在矿田异常的中央部位，与矿田异常套合。受NW向构造控制明显，而呈NW走向。浓集中心不在已知矿上方。SW侧有负异常出现（图3-2-11）。
综上所述，若以成矿岩体为中心，以上四组指示元素异常围绕成矿岩体在空间分布上存在近似水平分带，从中心（成矿岩体）向外为W-Bi-Mo-Sn→Cu-Au-Ag→Pb-Zn-Cd→As-Sb-Hg。
（3）成矿环境元素异常分布特征

图3-2-11　新桥-凤凰山矿田多元素异常图

Fe-Mg-V-Co-Ni-Mn的铁族元素正异常和Be-Li-K-La-Y的碱性元素正异常呈NE走向分布在矿田上，包围成矿岩体，且两者之间异常叠合度高。与矿田异常重合，显示受同一组构造控制。说明成矿过程是富铁富碱的（图3-2-11）。
3.2.4.3　矿田区域地质地球化学异常结构模式
综上所述，本矿田的异常结构模式总结如下：
（1）矿田地质特征结构模式
在以灰岩、砂岩、页岩为主的石炭系、泥盆系、二叠系地层中，有强烈的NE向构造岩浆活动，并发育NW向构造，燕山期花岗闪长岩（ ）、石英闪长岩（ ）侵位于构造复合部位（图3-2-12）。
（2）矿田区域地球化学异常结构模式
在上述地质环境中，有大面积的Cu-Au-Ag正异常包围已知矿和成矿岩体，分布在赋矿地层上，在其中央部位出现W-Bi-Mo-Sn的多元素正异常包围成矿岩体，与矿田异常（Cu-Au-Ag）套合，在矿田异常的两端出现Pb-Zn-Cd多元素正异常，大面积As-Sb-Hg正异常覆盖矿田异常。总体上呈现出（由岩体向外）从高温元素到低温元素异常的近似水平分带。铁族元素（Fe-Mg-V-Co-Ni-Mn）和碱性元素（Be-Li-K-La-Y）的多元素正异常包围成矿岩体，与矿田异常重叠。总体上表现为以直接指示元素正异常为中心，多组元素异常与之叠合或套合的有序的异常空间分布结构，表现出受同一成矿作用控制的特征（图3-2-12）。

4.1.1.1　成矿区域地质环境

几组构造或多组构造的密集区或复合部位，出露有碎屑岩、凝灰岩和碳酸盐岩地层，有中酸性岩浆岩（小岩体）侵入，岩性以花岗闪长岩、石英闪长岩、花岗斑岩、花岗闪长斑岩为主。夕卡岩型铜矿赋矿地层以碳酸盐岩和碎屑岩为主，斑岩和热液型铜矿的赋矿地层则以碎屑岩和凝灰岩为主。中酸性岩浆岩体和围岩岩性是预测这类矿床的基本地质条件。

4.1.1.2　成矿的区域地球化学异常结构特征

（1）在上述有利的地质环境下，包围已知矿和成矿岩体在成矿有利地层（或赋矿地层）上出现大面积的成矿元素和伴生元素（如Cu、Pb、Zn、Au、Ag、Cd、（Mo））的多元素正异常，即矿田异常。它们明显受成矿机制（包括控矿构造、地层和岩体）的控制。

（2）间接指示元素（如As、Sb、Hg、W、Bi、（Mo）、Sn）的多元素正异常出现在矿田上，包围已知矿（有异常水平分带者除外），与矿田异常套合或重叠，与矿田异常分布趋势相同或相近。

（3）反映成矿环境的铁族元素和碱性元素异常出现在矿田异常内，一般面积较小，与上述异常呈套合结构。

（4）有时在矿田异常周围还出现直接指示元素或间接指示元素的负异常。

（5）中等剥蚀程度矿田的各组指示元素正异常可能出现异常的近似水平分带现象（如德兴和新桥-凤凰山矿田），从中心（成矿岩体）向外由高温元素异常（W、Bi、（Mo）、Sn）→中低温元素异常（Cu、Pb、Zn、Au、Ag、Cd）→低温元素异常（As、Sb、Hg）。

（6）反映成矿环境的元素如铁族和碱性元素异常的分布由于成矿作用和成矿地质背景的差异，使得它们在斑岩、夕卡岩和热液型矿之间有所差异。

① 在斑岩型矿田上有一组铁族元素的多元素正异常和一组碱性元素的多元素负异常同时出现在矿田异常内，一般与矿田异常呈套合结构，显示富铁贫碱的成矿地球化学环境。

② 在夕卡岩和热液型矿田上，铁族元素和碱性元素均以多元素正异常出现在矿田异常内，多数与矿田异常套合。显示富铁富碱的成矿过程。

（7）上述各组多元素异常，以直接指示元素异常为中心，呈套合或重叠形式，总体上构成有规律的空间分布结构。

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