甘肅省肅南縣小張龍銅礦礦床成因淺析

周樹明，康維良

（甘肅省地礦局第四地質(zhì)礦產(chǎn)勘查院，甘肅 酒泉 735000）

工作區(qū)地處北祁連西段的洪水壩河上游，行政區(qū)劃隸屬甘肅省肅南南縣管轄。自酒泉市向西經(jīng)祁青區(qū)、九個青羊道班，行程約260km可至礦區(qū)，交通便利。1966年—1974年，甘肅省地質(zhì)局第二區(qū)域地質(zhì)測量隊進行了1∶20萬祁連山幅（J-47-Ⅸ）區(qū)域地質(zhì)礦產(chǎn)調(diào)查，建立了該區(qū)地層、巖漿巖、構(gòu)造格架，并對該區(qū)礦產(chǎn)進行了較為系統(tǒng)的總結(jié)，是目前本區(qū)較為全面的基礎地質(zhì)資料[1]。2012年—2013年，甘肅省地礦局第四地質(zhì)礦產(chǎn)勘查院在小張龍一帶開展了銅礦普查工作，對小張龍銅礦進行了較為系統(tǒng)的評價工作。

1 成礦地質(zhì)背景

工作區(qū)大地構(gòu)造位于秦祁昆造山系，北祁連弧盆系走廊南山島弧（Ⅲ）。成礦區(qū)帶屬于北祁連Cu、Pb、Zn、Fe、Cr、Au、Ag、硫鐵礦、石棉成礦帶，柳溝峽—九個青羊元古宙、加里東期Cu、Pb、Zn、Fe、Au、W（Cr）成礦帶（Ⅲ）。區(qū)內(nèi)地質(zhì)構(gòu)造復雜，巖漿活動頻繁。

2 礦床地質(zhì)特征

2.1 礦區(qū)地質(zhì)

礦區(qū)位于洪水壩河上游的小張龍一帶，主要受近南北、近東西向兩組斷裂控制。礦區(qū)出露地層單一。斷裂構(gòu)造發(fā)育，構(gòu)造以北西向、近南北向斷裂為主。區(qū)內(nèi)出露地層由老到新為長城系朱龍關群熬油溝組上巖段（Cha2）、長城系朱龍關群樺樹溝組（Chh），青白口系龔岔群五個山組（Qbw），白堊系新民堡群下溝組下段（Kx1）和第四系[2，3]。

樺樹溝組大面積分布于礦區(qū)，為銅礦體含礦層位，呈近南北向展布，并向礦區(qū)外圍延伸，與區(qū)域構(gòu)造線方向近于垂直。巖性主要由一套淺變質(zhì)的濱?！獪\海相碎屑巖以及少量的碳酸鹽巖組成。地層受斷裂構(gòu)造的影響，傾向以SE向為主，局部NW向，傾角在30°～81°之間。巖石組合以灰綠色粉砂質(zhì)綠泥絹云板巖、灰黑色粉砂質(zhì)板巖為主，局部分布淺灰褐色細晶灰?guī)r、紅褐色變粉砂巖。巖石片理、劈理等構(gòu)造十分發(fā)育。

2.2 礦體地質(zhì)

銅礦化賦存在樺樹溝組灰綠色粉砂質(zhì)綠泥絹云板巖中，其頂?shù)装寰鶠榛液谏凵百|(zhì)板巖。礦化帶長3000m，寬100m～300m，展布方向與地層一致，走向近南北向，在190°～230°之間，傾向多為北西西，局部傾向南東東，傾角較陡，多為51°～78°?？傮w來看，礦化帶具有展布嚴格受地層控制，以層狀、似層狀產(chǎn)出，在走向上總體連續(xù)性較好，局部礦化體沿走向、傾向具波狀彎曲、膨脹收縮等特點。目前區(qū)內(nèi)圈定15條銅礦體，礦體長78.16m～1509.93m，平均厚度0.88m～6.87m，平均品位0.23%～0.53%。主礦體Cu8分布于礦區(qū)中部，呈似層狀展布，長1509.93m，近南北向展布，傾向東-南東東，陡傾，其厚度介于1.14m～4.59m，平均厚度2.73m，厚度變化系數(shù)為43%。品位0.27%～0.42%，平均品位0.37%，品位變化系數(shù)為11%。

2.3 礦石特征

礦石結(jié)構(gòu)主要為半自形-它形晶粒狀結(jié)構(gòu)、膠狀-粉末狀結(jié)構(gòu)等。礦石構(gòu)造主要有板狀構(gòu)造、網(wǎng)脈狀構(gòu)造、稀疏浸染狀構(gòu)造、星散浸染狀構(gòu)造等。

礦石的礦物組分由金屬礦物和脈石礦物組成。金屬礦物種類較多，在礦石中所占比例一般在5%±，局部較集中部位可達10%±。主要以孔雀石、黃銅礦、黃鐵礦為主，銅藍、褐鐵礦次之，偶見有方鉛礦、自然銅、輝銅礦、赤鐵礦等。其中以銅的氧化物為主，銅的硫化物次之。脈石礦物在礦石中含量較高，約90%～95%,主要為石英（35%～45%）、斜長石（5%±）及泥質(zhì)膠結(jié)物，其次為絹云母（25%～35%）、綠泥石（15%～25%）、綠簾石（3%～5%±），另含少量黑云母、鈣質(zhì)及鐵質(zhì)等。其中絕大部分為變質(zhì)重結(jié)晶的產(chǎn)物，次為原生沉積碎屑物、膠結(jié)物，另有少量為熱液蝕變礦物。變質(zhì)礦物絹云母、綠泥石由泥質(zhì)蝕變而來，兩者混雜、不均勻分布，總體蝕變較弱。另外少量熱液蝕變礦物石英沿裂隙呈細脈狀或網(wǎng)脈狀分布。礦石的工業(yè)類型為浸染狀、星散浸染狀銅礦石。礦石自然類型按氧化程度不同可分為氧化礦石和硫化礦石。

2.4 礦體圍巖和夾石

礦區(qū)所有礦體均賦存于長城系樺樹溝組中，賦礦巖石和礦體頂?shù)装逯苯訃鷰r均為灰綠色粉砂質(zhì)綠泥絹云板巖，遠礦圍巖為灰黑色粉砂質(zhì)板巖，區(qū)內(nèi)所有礦體無夾石存在[1,5]。

3 礦床成因

3.1 地質(zhì)特征

（1）地層。礦區(qū)圈定的銅礦體均賦存在長城系樺樹溝組灰綠色粉砂質(zhì)板巖中。礦體展布嚴格受地層控制。地層主要經(jīng)歷了區(qū)域低溫動力變質(zhì)作用，動力變質(zhì)作用的改造。巖石均受到變質(zhì)、變形作用，形成板巖、構(gòu)造巖類。礦體圍巖主要為灰黑色粉砂質(zhì)板巖，蝕變主要分布于礦化帶及其附近和斷層兩側(cè)，受后期熱液作用，蝕變類型以硅化、碳酸鹽化為主，次為絹云母化、綠泥石化。

（2）構(gòu)造。礦區(qū)位于北祁連弧盆系，走廊南山島弧。區(qū)域構(gòu)造線總體呈北西一南東向展布。受華北板塊、柴達木板塊的多次俯沖、碰撞的影響，區(qū)內(nèi)斷裂構(gòu)造非常發(fā)育，地質(zhì)體多變形強烈且殘缺不全。斷層按其走向不同可分為兩組：一組為近東西向或北西—南東向斷層；一組為北北東—南南西向斷層。前者限制了樺樹溝組地層的展布，后者局部對礦體有破壞作用。

（3）礦體。小張龍銅礦共圈定鐵礦體15條，礦體 長78.16m～1509.93m， 厚 度0.88m～6.87m， 品 位0.23%～0.53%。主礦體長1509.93km，厚2.73m，平均品位0.37%，礦石類型為浸染狀、星散浸染狀銅礦石。礦體頂?shù)装鍘r性為淺灰綠色粉砂質(zhì)板巖[6]。

（4）賦礦巖石。小張龍銅礦主要賦礦巖石為灰綠色粉砂質(zhì)板巖，賦礦巖石巖性較為單一。

（5）礦石結(jié)構(gòu)構(gòu)造。小張龍銅礦礦石結(jié)構(gòu)主要為半自形-它形晶粒狀結(jié)構(gòu)、膠狀-粉末狀結(jié)構(gòu)等。構(gòu)造主要為板狀構(gòu)造、網(wǎng)脈狀構(gòu)造、稀疏浸染狀構(gòu)造、星散浸染狀構(gòu)造等。

3.2 礦床成因

根據(jù)礦區(qū)礦體賦存狀態(tài)、礦化特征、礦物分布及組合特征分析，初步認為該礦床為與海底火山噴流有關的沉積變質(zhì)型銅礦床，主要依據(jù)有：

（1）礦體賦存于長城系樺樹溝組復理式建造中，礦體發(fā)育于灰綠色粉砂質(zhì)綠泥絹云板巖中，礦化層頂?shù)装寰鶠榛液谏凵百|(zhì)板巖，灰綠色粉砂質(zhì)綠泥絹云板巖與灰黑色粉砂質(zhì)板巖呈互層分布，礦體無穿層現(xiàn)象，層位穩(wěn)定，說明其嚴格受沉積巖層的控制。具明顯的濱淺海相沉積特征。

（2）探礦工程取樣結(jié)果顯示，灰綠色粉砂質(zhì)綠泥絹云板巖中銅背景值普遍高于灰黑色粉砂質(zhì)板巖，說明銅礦石的分布，與沉積過程中的元素分帶有關。

（3）礦體賦存于長城系朱龍關群樺樹溝組，而樺樹溝組為一套區(qū)域淺變質(zhì)巖石組合，因此，該礦床也具備變質(zhì)成因的特征。

（4）銅礦石中常量元素含量除Cu、S外，Si、Fe、Mn等含量較高，Al、Ti、P、K、Na等含量較低。與陸源沉積物特征相反，反映了熱液作用的特點，說明礦床成因與火山活動有關。

（5）礦區(qū)已圈定的礦化體中交代蝕變現(xiàn)象明顯，各種細脈穿插普遍。部分礦化沿裂隙分布。推測為含礦中低溫熱液沿裂隙滲漏、浸染形成礦化，反映了具后期熱液疊加作用。

3.3 找礦標志

①銅礦體在地表會發(fā)生不同程度的氧化作用，形成孔雀石及藍銅礦，成為最直觀的找礦標志。②礦區(qū)銅礦化地段受風化剝蝕，往往在地勢低處可見到含銅礦石礦物的轉(zhuǎn)石。因此，礦區(qū)具銅礦化現(xiàn)象的轉(zhuǎn)石也是很好的找礦標志。③礦區(qū)礦體賦存于長城系朱龍關群樺樹溝組灰綠色粉砂質(zhì)綠泥絹云板巖中，該層位可作為該區(qū)尋找銅礦化的間接找礦標志。

3.4 成礦規(guī)律

根據(jù)該礦床詳查工作所取得的成果，初步總結(jié)了礦床成礦規(guī)律。①區(qū)域上銅礦呈帶狀分布，并在空間上受北祁連山加里東褶皺帶所控制。褶皺帶所控制。②長城系樺樹溝組灰綠色粉砂質(zhì)綠泥絹云板巖是賦礦的有利層位。③據(jù)銅礦的頂?shù)装鍘r石特征分析，礦化原巖主要與淺海相陸源碎屑巖有關，原巖沉積環(huán)境為氧化-還原環(huán)境。因此，找礦重點層位應是長城系樺樹溝組的雜色板巖。

4 結(jié)語

①小張龍銅礦體含礦建造位于一個大的海侵層序中。成礦物質(zhì)來源與海底火山噴氣沉積有關。礦床成因類型初步確定為海底火山噴流有關的沉積變質(zhì)型礦床。②銅礦石具有較好的找礦標志，在長城系樺樹溝組灰綠色板巖中，礦體呈似層狀展布，延伸較大。銅礦化在地表形成孔雀石、藍銅礦肉眼下較好識別。③小張龍銅礦位于洪水壩河上游，屬柳溝峽—九個青羊元古宙、加里東期Cu、Pb、Zn、Fe、Au、W（Cr）成礦帶。礦區(qū)附近發(fā)育多處鐵、銅礦（化）點，并且有鎢的高化探異常。礦區(qū)東有卡瓦大型鐵礦，西有鏡鐵山超大型鐵礦、柳溝峽鐵礦、夾皮溝鐵礦，處于成礦有利地段。該礦床成因及賦礦地層與鏡鐵山鐵礦一致，成礦遠景較好，仍具有較好的找礦潛力。

參考文獻

[1]地質(zhì)部甘肅省地質(zhì)局.1：20萬祁連山幅區(qū)域地質(zhì)測量報告[Z].甘肅省地礦局，1969.

[2]甘肅省地礦局.甘肅省巖石地層[M].武漢：中國地質(zhì)大學出版社，1997,14-48.

[3]甘肅省地礦局.甘肅省區(qū)域地質(zhì)志[M].北京：地質(zhì)出版社1989,7-30.

[4]張新虎，劉建宏，梁明宏，等.甘肅省區(qū)域成礦及找礦[M].北京：地質(zhì)出版社，2013.

[5]張新虎，劉建宏，趙延慶.甘肅省成礦區(qū)（帶）研究[J].甘肅地質(zhì)，2008，17（2）：1-8.

[6]黃水平，吳健民.甘肅樺樹溝（鐵）銅礦床成礦條件與成因探討[J].礦產(chǎn)與地質(zhì)，1992：28.