湖南浏阳七宝山铜多金属矿床
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发布时间：2023-06-15 13:03
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时间：2024-02-17 05:55
一、大地构造单元
七宝山铜多金属矿床位于九岭-衡东隆起带中段的近东西向反“S”构造的永和-七宝山倒转向斜的东端。
二、矿区地质
（一）矿区地层
区内除缺失下古生界奥陶系和志留系外，从元古宇到中生界均有出露，地层层序和相互之间的关系见表2-109。
（1）冷家溪群（Ptln）：冷家溪群是本区最老的基底岩层，分布于向斜两侧，组成隆起带。是一套具有复理石建造特征的浅海相变质碎屑岩、变质粘土岩系。
（2）震旦系（Z）：分布在永和-七宝山向斜的两翼。上统灯影组、陡山沱组，下统南沱组、莲沱组。
（3）泥盆系（D）：出露零星，分布在向斜边缘及南西端。整个泥盆系超覆不整合在前泥盆纪地层与雪峰期岩体之上。
（4）石炭系（C）：主要分布在向斜中，出露有中上统壶天群、下统大塘阶。其中与本矿床的形成有直接关系的壶天群浅海相碳酸盐岩沉积，由泥晶灰岩，中粗晶白云岩组成。当印支期花岗斑岩侵入该地层时，产生大理岩化、铁锰碳酸盐化和夕卡岩化，并形成铜多金属化。该系与下伏岳麓山组成假整合接触，向东由于泥盆系缺失而超覆不整合在老地层之上。其他二叠系及中生界地层分布零星，详见表2-109。
表2-109 七宝山矿区地层表 Table 2-109 Stratigraphic scale of Qibaoshan ore district
图2-175 七宝山矿区地质示意图 Fig.2-175 Geological sketch map of Qibaoshan ore district
1—中上石炭统壶天群；2—下石炭统大塘阶；3—下震旦统；4—前震旦系冷家溪群；5—印支期第三次侵入花岗斑岩；6—印支期第二次侵入花岗斑岩；7—印支期第一次侵入花岗斑岩；8—花岗斑岩岩脉；9—酸性岩脉；l0—破碎板岩、角砾岩；11—矿体；12—（F1F2）早期东西向扭性断层，印支燕山期转化为张扭性断层，后期压性断层叠加；13—（F4、F5）早期张性断层，晚期张扭性断层；14—张扭性断层；15—扭性断层；16—隐伏断层；17—性质不明断层；18—地质界线；19—不整合界线
（二）矿区构造
矿区位于永和-七宝山倒转向斜东段的倾伏端附近，断裂和褶皱发育（图2-175）。
1.断裂构造
矿区内已知断裂有EW、SN、NW、NNW和NE向五组，其中EW和NWW向是区内的主要断裂，可能与成矿作用有重要的联系。
2.褶皱构造
矿区为铁山-横山向斜呈NWW向延伸的西宽东窄的楔形，南翼被断层切割、破坏、岩层倾角较陡（60°～70°）；北翼较缓（300左右），由SSW转向南西倾斜。
（三）侵入岩
七宝山岩体为岩株，出露面积约2km2，岩相分带不清，岩株的侵位明显受构造控制，属中酸性浅成侵入体。按其相互穿插关系呈现三次侵入。
第一次侵入（1a5）是七宝山岩体的主体，呈一椭圆状的蘑菇形。岩体与大塘阶及壶天群接触，其外接触带以围岩角砾为主；内接触带以自成角砾为主。岩体东西长约6000余米，南北宽10～1000m，面积约1.7km2，属花岗斑岩，具斑状结构，岩株受白云母化（绢云母）、高岭土化强烈，属硅铝过饱和过碱性到弱碱性岩石。
岩体中含微量元素达26种，而稀有分散元素（Nb、Ta、Be、Li等）均无显示；成矿元素（W、Sn、Mo、Bi）含量均高，是相应岩类丰度值的数倍至数百倍。
第二次侵入（1b5）亦为花岗斑岩，基本上继承了第一次侵入上升的通道，就位于1a5的中心部位，并隐伏在其下部。
第三次侵入（1c5）属后期脉岩。
三、矿床地质
（一）矿体产状
七宝山矿床赋存在七宝山岩体与壶天群和大塘阶的内外接触带上，共有大小矿体200多个。
它以矿体的赋存部位多变及伴生的贵金属、稀散元素多而且量大为显著特色。按成矿作用可分为三种不同类型，即接触交代作用形成的夕卡岩型矿体，热液成矿作用形成的充填型矿体和风化作用形成的残余型矿体（图2-176），构成了三位一体的铜多金属矿床。
1.充填型矿体
充填型矿体呈近东西向延伸，形态简单，一般向南或南南西倾斜。下延深度相差较大，在0～—600m标高之间，有的还继续向下延深（图2-177）。
2.夕卡岩型矿体
由接触交代作用形成的夕卡岩型矿体，形态复杂，产状多变，与围岩界线不清，呈渐变过渡关系。主要赋存在夕卡岩与围岩之间，呈环带状、囊状及小透镜状。矿体走向北西-南东，向南西倾斜，倾角变化很大。矿体走向长350～450m，平均29.36m。矿体斜长200～350m，个别长达622m。矿体中夹石较多，一般厚3～11m。
3.残余型矿体
风化残余型矿体赋存在基岩（白云质灰岩及少量花岗斑岩）之上的第四系残坡积层中。矿体呈层状、似层状、透镜状，局部有分叉现象。东西长1450m，南北宽75～565m，出露面积0.7km2。矿体厚度受地形控制比较明显，最厚45.63m，最小1.66m，平均10.36m，矿石最高品位：Pb3.98%,Au 2.25×10-6,Ag 119.54×10-6,Zn 9.54%,Mn 16.29%,Fe4 7.98%，最低品位：Pb 0.15%,A u 0.38×10-6,Ag 1.15×10-6,Zn 0.06%,Mn 0.03%,Fe 7.03%；平均品位：Pb 1.87%,Au 0.99×10-6,Ag银43.58×10-6,Zn 0.8%,Mn 4.39%,Fe 18.55%.
（二）矿石矿物成分
矿体中主要金属物有黄铁矿、黄铜矿、方铅矿、闪锌矿、白铁矿、磁铁矿、菱铁矿、异极矿、褐铁矿、复水锰矿、锂硬锰矿；次要矿物有辉铋矿、软锰矿、水锰矿、铅硬锰矿、黑锌锰矿等；
图2-176 各类型矿体赋存部分图 Fig.2-176 Sketch section showing location of different types of ore bodies
1—壶天群白云质灰岩；2—大塘阶页岩；3—大塘阶砾岩；4—震旦系砂岩；5—花岗斑岩；6—夕卡岩；7—夕卡岩型矿体形；8—热液充填型矿体；9—风化残余型矿体；10—不整合
图2-177 矿体形态特征示意图 Fig.2-177 Sketch section showing shape of ore body
1—壶天群白云质灰岩；2—大塘阶页岩；3—大塘阶砾岩；4—震旦系砂岩；5—花岗斑岩；6—矿体
微量矿物有斑铜矿、辉铜矿、黝铜矿、赤铁矿、磁黄铁矿、硫酸铜矿、蓝辉铜矿、锡石、墨铜矿、辉碲铋矿、白铅矿、砷铅矿、毒矿、铜蓝、自然金、银金矿、臭葱石、独居石、磷氯铅矿、密陀僧等40余种。脉石矿物有石英、白云石、方解石、蛇纹石、辉石、粒硅镁石、石榴子石、水铝英石、高岭土、蒙脱石、伊利石、埃洛石等26种以上。矿区的矿石类型归纳为九种：黄铁矿矿石，黄铜-黄铁矿矿石，闪锌-黄铁矿矿石，方铅-黄铜、闪锌-黄铁矿矿石，方铅-闪锌矿矿石，磁铁矿矿石，磁铁-黄铁矿矿石，氧化锌矿石，氧化铅-铁锰土矿石。以上各种矿石类型围绕七宝山岩体成环状或带状较有规律的分布，显示出成矿元素的分带性，铁矿石离侵入中心最近，铅锌矿石及硫铅锌矿石分布在远离侵入中心的矿区两端。
不同成矿作用形成矿体的矿物组合各种不相同。充填型矿体，其矿物较单一；交代作用和风化残余作用形成的矿体，矿物种类相当复杂；风化残余矿体，次生矿物及粘土矿物种类甚多，在30种以上。风化残余型矿体中金的富集程度最高，达0.99×10-6，方铅矿中银达1499.85×10-6。
（三）矿石结构构造
根据矿物集合体的形态表现出的成因特点，本矿区矿石构造主要有块状、散粒状、浸染状、条带状、土状构造，其次有角砾状、脉状、网脉状构造。
矿石结构分为晶粒结构、乳浊状、交代结构，其次还有格状结构、斑状压碎结构。
（四）主要矿物化学成分
矿石化学成分见表2-110。
表2-110 矿石主要化学成分表（wB/%） Table 2-110 Chemical composition of ores
（五）围岩蚀变
（1）夕卡岩化：主要发育于侵入中心附近的侵入体与碳酸盐岩的接触带中。有简单夕卡岩和复杂夕卡岩。
内蚀变带形成少量夕卡岩化花岗斑岩，正接触带浅部形成石榴子石-透辉石夕卡岩、绿帘石夕卡岩、透闪石-阳起石夕卡岩；深部形成镁质夕卡岩、蛇纹石岩。
（2）硅化：在各类岩石中均明显发育，并叠加在早期的夕卡岩化岩石之上。
（3）绢云母化：在变质岩和侵入岩中都有绢云母化。
（4）碳酸盐化：属晚期热液蚀变，主要发育在花岗斑岩及碳酸盐岩中。
（5）其他蚀变有高岭土和铁锰碳酸盐化，前者在地表浅部发育，后者在远离侵入中心的矿区西部的白云岩和白云质灰岩分布区较强烈。
（六）矿化阶段
矿床整个矿化作用可主要分为三个时期，六个阶段：
（1）夕卡岩化时期，又可分为三个阶段，即早期夕卡岩化阶段，以形成石榴子石为标志；晚期夕卡岩化阶段，以形成绿帘石为其特征，氧化阶段，主要形成磁铁矿和石英。
（2）石英硫化物时期，又分为两个阶段，早期硫化物阶段，主要形成黄铁矿、黄铜矿、铁闪锌矿、辉铋矿、石英绢云母、毒砂等；晚期硫化物阶段，形成黄铁矿、方铅矿、闪锌矿、铁闪锌矿、碲金银矿、自然金、金银矿、绿泥石、菱铁矿等。
（3）表生作用期，主要形成褐铁矿，硬锰矿，自然金等氧化物，氢氧化物及自然元素。
（七）矿床物化探异常
地面物化探勘查确定了七宝山地区的异常，它是多种元素、多种异常的重合复合，分别有铜、铅、锌、银、钨、锡、钼、铋、锑、砷等元素的金属量异常；黄金、黄铁矿、铜矿物、白钨矿、泡铋矿等重矿物异常及航磁、地磁、激电等物探异常航磁、地磁异常面积1.25km2，复合在以上异常之中。△Tmax=2000nT，△Tmin＝—1000nT，△Tmax=21010nT，△Zmin＝—9110nT。地磁异常△Z幅度及梯度变化均很大。化探从异常区中心向外，元素组分以铁-钨-锡-钼-铋-银-铜-铅-锌-砷-锑的顺序展布，呈现高温到低温元素的完整系列。
四、成矿条件
（一）矿床稳定同位素组成
（1）硫同位素组成特征：整个矿床中，各种类型矿体的硫同位素组成均为正值δ34S值的变化范围在1.8‰～5.1‰之间，离差3.3‰。其中主体矿体中δ34S范围更窄，2.4‰～4.89‰，离差更小为2.49‰。硫同位素组成的共生效应为：黄铁矿＞闪锌矿＞黄铜矿＞方铅矿。
（2）铅同位素组成特征：矿床中铅同位素组成较稳定，变化在0.5%之内，铅正好落在正常铅增长曲线和岩浆成因矿床的范围内。
（3）氢氧同位素组成特征：利用石英-黑云母、石英-磁铁矿内部计温法求得成岩温度700℃（平均值），再利用矿物-水平衡计算法求得岩浆热水δ18O为9.45‰～11.3‰，利用氧同位素内部计算法求得矿物生成温度500℃，再利用矿物-水平衡计算法求得矿液的δ18O为11.1‰，11.3‰。据此可知同熔型岩浆的δ18O和携带金属物质的介质水溶液的δ18O值基本一致。
（二）成矿温度
（1）矿床形成温度：对包裹体应用均一法，爆裂法测得石英温度区间在300～380℃；
（2）计算硫同位素交换平衡温度在215～382℃；
（3）计算氧同位素交换平衡温度500～800℃（平均700℃）。
据此认为：岩浆上升造岩矿物晶出时成岩温度为586～800℃，接*均值700℃；在夕卡岩阶段磁铁矿晶出温度为500℃；热液阶段石英晶出温度为320～400℃；最后当硫化物晶出时温度为210～300℃，而充填型矿体的形成温度略低于交代型矿体矿成温度。
（三）成矿流体的性质
据矿石的化学成分和石英中气液包裹体的成分表明；成矿流体的主要组分是H2O、Na+、K+、Mg2+金属成矿元素为Cu、Pb、Zn、Fe，溶解的气体有CO2、N、CO、CH4，其他微量元素有Ga、In、Ge、Cd、Tc、Au、Ag等，属Ca-K-Cl型。
（四）矿床成因
矿床形成与花岗斑岩侵入有关。矿区内发育有高温蚀变，成矿作用发生在夕卡岩阶段及其以后的热液阶段。同位素资料证明成矿热液属混合岩浆水，说明本矿床属接触交代型矿床。其成矿模式图见图2-178。
五、找矿标志
（一）地层标志
下石炭统大塘阶与中上石炭统壶天群两种不同岩性的界面是构造薄弱部位，也是寻找充填型矿体的有利部位。中上石炭统壶天群与印支期花岗斑岩接触，是寻找夕卡岩型矿体的前提。
（二）构造标志
（1）南北、北北东与东西向构造交汇部位是控制矿床的有利部位。
（2）与成矿有关的岩柱往往产在几组断裂构造的交叉部位。
（3）早期压性断层经后期张开后，是形成规模较大矿体的良好空间。
（三）岩浆岩标志
（1）花岗岩中铜、铅、锌的丰度标志。其丰度值都高出维氏平均值数倍至数百倍，平均含量Cu0.0213%,Pb 0.0077%,Zn 0.0165%。
（2）呈岩柱状产出的中酸性复式花岗斑岩体是寻找多金属矿床的基础。
图2-178 成矿模式图 Fig.2-178 Metallogenic model
①夕卡岩型铜、铁、硫矿；②似层状硫、铜矿体；③脉状硫、铜矿体；④脉状硫、锌矿体或铅锌矿体；⑤脉状硫矿体；⑥风化残余型矿体
（四）矿化标志
较普遍的黄铁矿化是找矿的直接线索。
（五）围岩蚀变标志
夕卡岩化和硅化、黄铁矿化。
（六）物化探异常标志
（1）重砂异常标志：铜矿物、铅矿物、黄铁矿、黄金等重砂异常与矿体吻合，是寻找多金属矿床的标志。
（2）金属量异常标志：铜、铅、锌金属量含量高出背景值数倍至数十倍。可作为原生铜、铅、锌矿床存在的信息。
本矿床虽然多次进行勘查工作，并已开采多年，但对成因的系统研究工作不多。1974年湖南四〇二队在“湖南七宝山铜-多金属矿床地质特征”一文中提出本矿床属“与夕卡岩有关的高、中温热液裂隙充填交代型多金属矿床”。后来在陆玉梅、何泗威等（1984）撰写的《湖南省浏阳县七宝山多金属矿床地质特征及成矿规律》的矿床专著中提出本矿床属“混合岩浆流体成岩期后高中温热液充填交代型矿床”。个别报告中称为“原生-表生矿”。随着测试资料的增加和深入研究，全面分析已有资料后认为，七宝山铜多金属矿床受多种地质因素控制，成矿条件多样，从接触交代期开始，经历了高、中温热液成矿阶段，成矿作用由三期6阶段组成，就整体来讲应属接触交代型矿床，并有高、中温热液成矿作用叠加，形成了铜多金属复合矿床。
