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白银矿田是我国重要的块状硫化物铜多金属矿床,折腰山与小铁山矿床同位于矿田内由长英质火山岩组成的火山穹窿核部,折腰山为Cu-Zn型矿床,小铁山为Cu-Zn-Pb多金属矿床,遥感影像构造解译显示两个矿床分属于不同的环形构造中,地层岩性剖面也显示出东西两段岩性组合的差异。本文在总结分析前人研究的基础上,通过对比分析两矿床的矿床地质特征,矿床地球化学特征,区分两矿床之间的联系与区别,来分析成矿与构造地层之间的关系,探讨成矿物质来源问题,这一探索有利于理清成矿的主要控制因素,为今后的找矿指明方向。
白银矿田矿床地质特征的研究表明,折腰山与小铁山矿床具有许多相似的地质特征,矿床都位于火山穹窿构造中,矿区内火山机构及其继承性构造系统发育。两矿床赋矿围岩都主要为酸性石英角斑凝灰岩,近矿地带还有凝灰质千枚岩和石英钠长斑岩出现。矿石构造都以块状、脉状、浸染状矿石为主,矿石组合及矿化蚀变均具有明显的分带现象。矿石结构上都表现为黄铜矿交代熔蚀黄铁矿闪锌矿的特征,可见黄铁矿、闪锌矿破碎后又被黄铜矿充填交代的现象。但也有许多不同的地方,表现在:东部小铁山矿石围岩主要为石英角斑岩一角斑岩组合,且多见沉积夹层,而西部折腰山矿床表现为石英角斑岩一细碧岩组合,沉积物分布较少。东部小铁山矿床垂直分带明显,上部矿石以铅锌为主,下部以铜为主;蚀变矿物组合上,上部为重金石化、绢云母化组合,绿泥石化少见,下部才过渡为绿泥石化绢云母化组合,但水平分带不明显。而西部折腰山矿床除具有垂向分带特征外,水平分带更是清晰明显,表现出明显的矿体到绿泥石化带再到绢云母硅化带的蚀变岩筒分带特征。总体上,无论从矿床构造特征,地层分布特征,矿化蚀变特征及矿石组成特征来看,白银矿田折腰山与小铁山矿床具有海底热液对流循环成矿的矿床地质特征,火山机构及其继承性构造系统提供热液流体的运移通道,控制着矿床的分布,而矿化蚀变及矿石组成的差异可能与矿床所处的构造部位、热液流经的路径及被淋滤岩石的岩性差异有关。
矿床地球化学研究主要通过大量样品的测试分析及收集整理前人研究数据,来研究矿石及围岩微量元素分布特征、成矿流体特征及同位素特征,理清两矿床矿石与围岩之间的关系,两矿床间成矿流体及矿质来源的关系。分析结果表明,折腰山与小铁山均表现为海底热液成矿的特征,成矿流体具有同源性,为岩浆水与海水等多源混合流体。折腰山与小铁山含矿围岩具有成因联系,即原始岩浆均来自深部地幔源区,在不断由深部向上运移的过程中,受到地壳物质的混染,而逐渐表现为大离子亲石元素的富集增强,及稀土模式上表现出右倾。矿石与围岩具有密切联系,表现出大离子亲石元素,轻稀土从下伏近矿围岩中淋滤,而在块状矿石中富集的特征,成矿期后热液上侵到上覆的千枚岩中形成石英脉,导致千枚岩中的石英脉具有与块状矿石相似的微量元素特征,并多见铁锰质矿化。成矿物质组成上,两矿床的硫同位素组成都与成矿围岩具有很好的相关性,都具有深部幔源的特征。而两矿床的不同点主要表现在,小铁山矿床稀土元素组成上具有明显的负铈和正铕异常,微量元素中Sr的含量相对较高,围岩中Sr同位素组成也明显偏高,矿石中Pb同位组成显示更多古老铅的混入,因此可能小铁山比折腰山受到更多海水及海洋沉积物混入的影响。折腰山含矿围岩中大离子亲石元素含量比小铁山略高,轻重稀土分馏也要明显,Nd同位素值有所减低,显示折腰山比小铁山受更多陆壳成分混染的特征。但两矿床矿石的稀土及微量元素、硫同位素、氢氧同位素特征并没有明显区别,表明成矿流体组成与小铁山的具有相似性。
本文研究认为白银矿田折腰山与小铁山矿床为受海底热液成矿机制控制的块状硫化物矿床,火山机构及其继承性构造为成矿流体的活动提供通道,进而控制着矿床的分布,矿质的沉淀主要与流体与海水的混合导致物理化学环境的改变有关。而小铁山与折腰山矿床的不同主要表现在小铁山距深部地幔源更近,导致含矿围岩及成矿流体的细微差别,但同时小铁山矿床受海水及海洋沉积物混染更多,沉积物提供了重要的铅源,是导致矿床物质组分差异的主要原因。