Mina de cobre Hebei Chengde Shouwangfen

La mina de cobre Shouwangfen está ubicada en el área de la depresión Xinglong-Chaoyang de la zona de hundimiento de Liaoyan en el extremo norte del bloque del norte de China. En el lado norte de la tumba del rey Shou se encuentra la zona de falla profunda Huangtuyao-Chicheng-Damiao-Laohushan-Hatao, que cambia de oeste a este y de este a oeste a noroeste. En el lado este de la Tumba del Rey Shou, hay una profunda zona de falla de Laohahe-Pingquan-Jixian que corre hacia el noreste. El fondo de mineralización de esta área es generalmente la zona de activación magmática tectónica mesozoica (Rui Zongyao et al., 1994).

II. Geología de la Zona Minera

(1) Estratigrafía

La estratigrafía de la zona minera incluye principalmente la Formación Wumishan del Sistema Jixian y la Primera. Miembro de la Formación Houcheng del Sistema Jurásico Medio (Tabla 2-59). La litología de la Formación Wumishan es principalmente dolomita de espesor medio-grueso de color gris oscuro, gris claro, tiras con pedernal o dolomita de piedra caliza nodular, que se distribuye en el suroeste del macizo rocoso de Shouwangfen y se extiende de noroeste a este-oeste. . La litología del primer miembro de la Formación Houcheng es principalmente limolita tobácea púrpura, arenisca gruesa y brecha, que se distribuye en dirección este-oeste y está en contacto de falla con la Formación Wumishan.

(2) Estructura

El área minera está ubicada en el suroeste de la depresión de la falla Shouwangfen en la depresión de Xinglongtai. El anticlinal de inversión compuesto de Shouwangfen establece el contorno aproximado de la estructura del área minera. El eje anticlinal es casi de este a oeste y se inclina hacia el norte con un ángulo de inclinación de 60° a 70°. La cuarcita de la Formación Dahongyu está expuesta en el eje del anticlinal, y la dolomita silícea y la dolomita arcillosa en la parte inferior de la Formación Zhuang se distribuyen en las alas norte y sur. Distribuidos dentro del sinclinal están la Formación Shuishizhuang, la Formación Tieling y el Sistema Cámbrico. En el ala sur del complejo anticlinal, las dolomitas de la Formación Wumishan están expuestas en Showangfen y Sanchakou.

Las fallas están muy desarrolladas en esta zona, discurriendo en su mayoría de este a oeste o noreste. Las fallas en el área de Lijiadian-Liudaogou en la parte noreste de la zona minera se extienden hacia el noroeste. Las fallas axiales del anticlinal invertido compuesto en el área de Shouwangfen a menudo aparecen en grupos y son de gran escala, especialmente las fallas inversas. Todos los planos de falla se inclinan hacia el norte, con ángulos de inclinación que en su mayoría oscilan entre 30 ° y 60 °. La sección media de la falla es destruida por el macizo rocoso de Shouwangfen, que es de gran importancia para la formación rocosa y la mineralización de esta zona.

Figura 2-103 Mapa de distribución de depósitos de cobre metasomáticos de contacto en China Figura 2-103 Mapa de distribución de depósitos de cobre metasomáticos de contacto en China.

Tabla 2-59 Escala estratigráfica del área minera de Shouwangfen

Figura 2-104 Diagrama geológico del área minera de Shouwangfen Figura 2-104 (reducida según datos del equipo 514 del Ministerio de Metalurgia) (Ministerio de Metalurgia después del Equipo 514)

1-Dolomita de pedernal; 2-Esquisto; 3-Cuarcita; 5-Roca volcánica jurásica; 8-Monzodiorita sincrónica; 9-Diorita; 10-Granodiorita; 11-Granito; Traquita y traquita de 12-Cuarzo; Formación Gaozhuang del Sistema Changcheng; Formación Dahongyu del Sistema Changcheng; p>Tabla 2-60 Composición petroquímica (WB/%) y valores característicos del macizo rocoso compuesto de Shouwangfen Tabla 2-60 Composición petroquímica de Shouwangfen (wB/%) y valores característicos de la intrusión multietapa de Wangfen

(Según Zhang Dequan y Sun, 1988)

Tabla 2 - Masa rocosa compuesta de Shouwangfen Contenido medio de elementos de tierras raras (wB/10-6) y sus valores característicos.

(Según Zhang Dequan y Sun, 1988)

(3) Rocas intrusivas

El macizo rocoso de Shouwangfen está compuesto por diorita de cuarzo de Houbanggou, que se encuentra un macizo rocoso complejo compuesto por tres cuerpos rocosos: monzonita Shaogou y granodiorita Shouwangfen (o Shangwopu). El eje largo del macizo rocoso tiene aproximadamente 11 km, corre de norte a sur, y el eje corto tiene de 4 a 9 km de largo. El área expuesta tiene aproximadamente 72 km2 y tiene la forma de un macizo rocoso. El complejo intrusivo invadió el macizo de Anshan del Jurásico Superior, y su tiempo de formación debería ser desde finales del Jurásico hasta principios del Cretácico. Según la relación de contacto de cada cuerpo rocoso, la secuencia de intrusión se puede identificar como diorita → monzodiorita y monzodiorita estacional → granodiorita. Estos tres tipos de rocas se pueden dividir en fases internas y fases de borde según sus condiciones geológicas y características estructurales. La distribución espacial de cada litofacies se muestra en la Figura 2-104.

Cabe señalar que la monzodiorita y la monzodiorita estacional se denominaron originalmente monzodiorita, pero en el cuadro de Clasificación Internacional de Rocas Q-A-P, se basan en el contenido de feldespato alcalino en la roca para nombrarla. Se ubican en las zonas de monzodiorita y monzodiorita estacional, por lo que pasaron a denominarse monzodiorita, etc.

Las características petroquímicas del complejo Shouwangfen son ricas en álcali, especialmente las rocas de diorita temprana y media y las rocas de diorita estacionales. La acidez de la roca aumenta gradualmente desde las primeras etapas hasta las últimas.

En los últimos años, a través de una serie de estudios geocronológicos isotópicos, se ha determinado con precisión la secuencia de formación de Houbanggou, Woshaogou y Shouwang Tomb (Zhang Dequan et al., 1988).

La edad K-Ar de la biotita en el plutón Houbanggou es 132,61 Ma, y la edad K-Ar de toda la roca es 133 Ma. La edad K-Ar de la biotita en la intrusión de Shouwangfen es 128,48 ~ 131,69 Ma, y la edad isócrona Rb/Sr es 129,9 Ma. A juzgar por la edad del isótopo, la diorita de Houbanggou se formó antes. La edad K/Ar de la biotita en la intrusión Woshaogou es 129,89 Ma, cercana a la edad de la intrusión Shouwangfen. La relación de contacto entre la monzonita Woshaogou y el plutón Houbanggou aún no se ha aclarado.

Los minerales accesorios del macizo rocoso compuesto de Shouwangfen son el circón, la esfena, la apatita, la magnetita y el rutilo.

La composición petroquímica y los valores característicos del complejo Shouwangfen se muestran en la Tabla 2-60. Los contenidos de elementos de tierras raras y sus valores característicos se muestran en la Tabla 2-61; los contenidos de varios elementos traza se muestran en la Tabla 2-62.

Tabla 2-62 Contenido de elementos traza de la masa rocosa compuesta de la Tumba de Shouwang (WB/× 10-6) Tabla 2-62 Contenido de elementos traza de la intrusión de múltiples etapas de la Tumba de Shouwang (WB/× 10- 6)

(Según Zhang Dequan y Sun, 1988)

Tres. Geología del depósito mineral

La mina de cobre Shouwangfen es un famoso depósito de cobre tipo skarn de magnesio en mi país, aunque sus reservas no son grandes. En 112 km2, hay diferentes tipos de mineralización de hierro, cobre, molibdeno, plomo y zinc alrededor del complejo ácido intrusivo en la Tumba Yanshanian Shouwang. La mineralización se distribuye principalmente en Beiwanzi-Xiaobeigou, Sanchakou, Chaoliangzi, Nianpangou-Xiaodianzi, Fujianggou y otros lugares, formando el campo mineral de Shouwangfen. Entre ellos, la mineralización de hierro y cobre en el skarn de magnesia es particularmente importante en la sección Beiwanzi-Xiaobeigou en el suroeste del complejo de intrusión. De oeste a este, incluye Beiwanzi, el templo Huoshen, Banjiegou, Longtangou, Gudonggou y Xiaobeigou, con una longitud total de 3,5 km, y se denomina zona minera de Shouwangfen (Figura 2-104).

(1) Yacimientos minerales

La zona minera de Shouwangfen se compone principalmente de yacimientos minerales ocultos, que se producen en la zona de contacto entre la granodiorita y la dolomita. Hay más de 40 yacimientos minerales grandes y pequeños, todos concentrados en la parte cóncava de la granodiorita en el lado suroeste del complejo Shouwangfen. Esta parte cóncava también tiene un fenómeno cóncavo y convexo más pequeño. Las depresiones tienden a tener una fuerte skarnización y grandes yacimientos minerales. En la parte convexa del macizo rocoso y en la interfaz de contacto recta, la skarnización es leve y la escala de mineralización es pequeña. Un solo yacimiento se extiende entre 300 y 500 m en la dirección del rumbo, entre 100 y 500 m en dirección vertical, entre 5 y 10 m de espesor y el espesor máximo puede alcanzar los 40 m. Además, hay yacimientos más pequeños con una longitud de sólo 30 a 50 m. Hay muchos yacimientos de este tipo, pero sus reservas son pequeñas. Los yacimientos tienen en su mayoría forma de lente y de lenteja irregulares. La forma de ocurrencia es básicamente la misma que la superficie de contacto, con un rumbo de 250 a 300 grados y un ángulo de inclinación de 60 a 70 grados (Figura 2-105). El yacimiento está compuesto principalmente por yacimientos de magnetita y yacimientos de calcopirita. Los yacimientos de calcopirita a menudo están rodeados por capas exteriores incompletas de magnetita, especialmente en los extremos del yacimiento. O producidos en o a través de cuerpos de magnetita en forma de lentejas de diferentes tamaños (Zhao Yiming, Lin Wenwei, etc.). 1990).

Figura 2-105 Sección geológica de la Línea 46 del depósito Shouwangfen (simplificado según el Equipo 514 del Ministerio de Industria de Circuitos Integrados Metalúrgicos).

1-Mármol de dolomita; 2-Hornfel; 3-Granodiorita; 4-Diopside skarn; 6-Cuerpo de mineral de hierro; Yacimiento de mineral de 9 cobalto

(2) Composición mineral del mineral

Minerales metálicos en el mineral Hay calcopirita, molibdenita, pirita, pirrotita, magnetita y hematita. Los minerales no metálicos incluyen diópsido, forsterita, condroita, flogopita, tremolita-actinolita, sericita, clorita, serpentina, calcita, granate y epidota. La calcopirita se encuentra a menudo en cuerpos y skarns de magnetita bandeados, diseminados y veteados, así como en magnetita, pirita y pirrotita metasomática. El molibdeno se distribuye principalmente en granodiorita alterada, diópsido skarn o a lo largo de la superficie de la dolomita. La magnetita es un mineral ampliamente distribuido, a menudo producido en bloques densos, tiras, vetas y puntas, y en simbiosis con calcopirita, pirita y pirrotita. Los minerales de ganga asociados con la magnetita incluyen condrita, tremolita-actinolita, diópsido, forsterita y serpentina.

(3) Estructura y estructura del mineral

El mineral tiene una estructura granular de forma autigénica, una estructura cristalina esquelética, una estructura similar a una emulsión, coloidal y de fisura, y la estructura metasomática es la más desarrollado. Los residuos de dolomita se encuentran comúnmente en el skarn, y los minerales del skarn tardío generalmente representan los minerales del skarn temprano.

Además del metasomatismo de los minerales skarn, también existen varios fenómenos de metasomatismo entre minerales metálicos, lo que demuestra que el metasomatismo es de gran importancia para la formación de minerales metálicos.

Las estructuras masivas, diseminadas y moteadas son comunes en los minerales. Se desarrollan estructuras masivas en magnetita, magnetita-calcopirita y pirita-calcopirita. Magnetita, pirita y calcopirita se encuentran diseminadas en skarn y dolomita skarn. La estructura de la veta se refiere a la producción en forma de veta de mineral de cobre y magnetita en la dolomita skarn, y hay vetas de calcopirita en el yacimiento de magnetita.

Según el tamaño y la relación espacial del cuerpo venoso, se puede dividir en venas finas y venas reticulares. En el yacimiento de magnetita cartilaginosa, la magnetita y las rocas cartilaginosas están dispuestas alternativamente para formar una estructura única en forma de franja. Esta estructura de bandas también se encuentra en pirita, calcopirita y magnetita de calcopirita.

Con base en las diferentes combinaciones de minerales y las características estructurales del mineral, los minerales primarios en esta área se dividen en magnetita, calcopirita, mineral de cobre de pirita y mineral de cobre en veta.

(4) Composición química del mineral

El mineral de Shouwangfen es principalmente cobre, con una escala media y una ley de cobre del 0,64%. Seguido del hierro, la ley de Fe es 29,82; la ley promedio del molibdeno asociado es 0,1,25%.

(5) Cambios en las rocas circundantes cercanas a la mina

Existen fuertes fenómenos de alteración y mineralización en la periferia del complejo intrusivo Yanshanian en la zona minera. Los principales tipos de alteración incluyen skarnización, cloritización, sericitización, silicificación, petrificación por deslizamiento y serpentinización, entre las cuales la skarnización es la más desarrollada y se acompaña de mineralización de metales como hierro, cobre y molibdeno. Este skarn se caracteriza por un amplio desarrollo de los minerales de magnesia skarn forsterita, diópsido y condrita. La formación de skarn de magnesia ha pasado por la etapa de skarn de magnesio magmático y la etapa de skarn de magnesia posmagmática. La primera forma forsterita, espinela, etc., la forsterita de este último se transforma en pirolusita después de la erosión repetida, formando flogopita y magnetita que constituyen la pirolusita; cuerpo de magnetita. En la granodiorita de la zona de contacto interior y parte de la zona de contacto exterior se forman andalucita, diópsido, granate, piedra pómez y epidota. Durante la etapa hidrotermal, el diópsido fue ampliamente reemplazado por minerales como actinolita y tremolita, seguido de cloritización y sericitización, acompañadas de deposición de sulfuros metálicos a gran escala. Se forman principalmente en los bordes de los cuerpos de magnetita, que consisten en skarn de diópsido de tremolita-actinolita cloritizado y sericitizado que contiene magnetita y calcopirita, que contienen magnetita y calcopirita. Está compuesto de roca cartilaginosa y skarn de forsterita (Zhao Yiming, Lin Wenwei, etc. ). , 1990). Hay un fenómeno de zonificación evidente desde la granodiorita en la zona de contacto interior hasta el skarn de dolomita en la zona de contacto exterior. Debido a las diferentes ubicaciones de producción y entornos geológicos, la zonificación del skarn también es diferente. Sus divisiones integrales son las siguientes:

1. Granodiorita

(1) Feldespato alcalino y granodiorita andalucita.

(2) Skarn de diópsido, de 2 a 15 m de ancho, principalmente diópsido, superpuesto con tremolita-actinolita, sericitización, cloritización, petrificación por deslizamiento, silicificación y mineralización de metales.

(3) Skarn de forsterita con diópsido, de 5 a 20 m de ancho, la mayor parte de la forsterita está erosionada hasta formar roca cartilaginosa y flogopita. También hay superposiciones de tremolita-actinolización, cloritización, serpentinización y petrificación por deslizamiento. En esta zona, a menudo aparecen zonas de magnetita cartilaginosa que contienen cobre, zonas de magnetita serpentina y zonas de rocas de cartílago de actinolita y tremolita que contienen cobre.

(4) Zona de mármol dolomita cartilaginosa de forsterita de 2 ~ 7 m de ancho con una fuerte serpentina en la zona.

2. Zona de mármol dolomítico

La alteración hidrotermal de temperatura media-baja incluye cloritización, sericitización, silicificación, serpentinización y carbonatización. La cloritización y la sericitización ocurren principalmente en la zona de contacto exterior, dominada por el diópsido. La mineralización serpentina es principalmente granulita y flogopita. La silicificación se produce principalmente en el mármol en la zona de contacto exterior.

La intensidad y la amplitud de la alteración hidrotermal del skarn de magnesia después del período de magma superpuesto son indicadores directos de prospección de mineralización de hierro y cobre en esta área (Zhao Yiming, Lin Wenwei, etc.). , 1990).

IV. Discusión sobre las condiciones metalogénicas y las causas de los depósitos minerales

(1) Isótopos estables

El período de exploración geológica de la mina de cobre Shouwangfen fue anterior y no se realizaron pruebas experimentales en ese momento. . Hasta el momento sólo se pueden recopilar datos esporádicos.

δ18O‰ de magnetita en el mineral. El valor inicial de estroncio (γ δ) de la intrusión está entre 3,5 ‰ y 4,0 ‰, con un rango de variación de 0,7033 y 0,7057 (Zhang Dequan, 1988; Wang Jiliang, 1983). Estos datos ayudan a demostrar que los minerales provienen de zonas más profundas (el manto).

(2) Discusión sobre el origen de los depósitos minerales

Zhao et al. (1990) creían que el depósito de cobre de Shouwangfen es un depósito típico de skarn de magnesio. El depósito se produce en la zona de contacto entre granodiorita y dolomita. El yacimiento está controlado por la estructura de contacto y la mayor parte del yacimiento se produce en skarn. La mineralización ha pasado por la etapa de skarn de magnesia magmática → etapa de skarn de magnesia posmagmática, etapa de skarn calcáreo → etapa de sulfuro metálico → etapa de carbonato. La skarnización y la mineralización se caracterizan por una evolución secuencial. La magnetita comienza a formarse en la etapa magmática de skarn de magnesio y se distribuye completamente en el skarn de forsterita diópsida. Se producen grandes cantidades de depósitos de magnetita en la etapa de skarn de magnesia posmagmática, donde la sílice magnesita y la magnetita se combinan de manera estable. Los sulfuros metálicos como la calcopirita se formaron en la etapa hidrotermal de temperatura media a baja y se encuentran ampliamente en minerales de magnetita y skarn, especialmente diópsido skarn. Dentro del depósito se desarrollan varias estructuras metasomáticas, con combinaciones típicas de depósito de skarn de magnesia * * * y relaciones de evolución espaciotemporal de varias estructuras metasomáticas, con una zonificación metasomática obvia.

Zhang Dequan et al. (1988) estudiaron el macizo rocoso formador de mineral Shouwangfen en Baijiadian y el macizo rocoso no formador de mineral en Fangshan, y creyeron que el macizo rocoso Shouwangfen se formó un poco más tarde, y El valor MF de la mica es aproximadamente alto (es decir, el Mg es alto) y el contenido promedio de cobre de la biotita en las inclusiones es alto. Si los xenolitos de diorita se consideran restos de roca madre no fundidos, uno podría pensar naturalmente que el magma de la intrusión de Shouwangfen es rico en cobre durante la etapa de cristalización del magma, no se dispersa en los minerales formadores de rocas, sino que se enriquece en la Alta. Los fluidos gas-líquido de baja temperatura sólo pueden enriquecerse en minerales integrados mediante metasomatismo con rocas carbonatadas circundantes.

El cobre separado de la biotita y la hornblenda entra en el fluido hidrotermal y se metasomatiza con caliza dolomítica o dolomita para formar un depósito de cobre-hierro tipo skarn. El enriquecimiento de hierro y cobre tiene un fenómeno de zonificación vertical, es decir, a medida que aumenta la profundidad, aumenta la ley de hierro y disminuye relativamente la ley de cobre.

Un examen cuidadoso de la distribución del cobre en el macizo rocoso de Shouwangfen y sus alrededores nos llevará a creer que el cobre proviene principalmente del magma profundo y sus rocas generadoras. Cuanto más cerca de la zona de contacto sur de la tumba de Shou Wang, mayor es el contenido de cobre en los xenolitos y la granodiorita. El contenido de cobre en el macizo rocoso principal aumenta de 25 × 10-6 a 34 × 10-6. 26×10-6 a 28×10-6. El cobre aumenta de 56×10-6 en granodiorita alterada a 885×10-6 en diópsido skarn. En resumen, el aumento en el contenido de cobre en la zona de contacto sur del macizo rocoso de Shouwangfen no solo representa el alto valor de abundancia de cobre del macizo rocoso original, sino que también migró y lo enriqueció en el período posterior, formando eventualmente una zona industrial de cobre y hierro. depósito.