遼寧省寬甸縣大石湖溝銅礦地質特征及成因分析

王剛 賈玉國 李丹 李琛 包德軍 梁天意 謝園宏

摘 要：遼寧省寬甸縣大石湖溝銅礦位于燕山早期第三階段（晚侏羅世）花崗巖體內，南部與柏林川堿性雜巖體接觸，自于幔源的花崗巖體侵入提供了持續穩定的熱源并形成富多金屬成分的巖漿期后熱液，巖體內多期次活動的斷裂構造為礦體的運移通道，并成為良好的貯礦構造，分析礦床成因為產于花崗巖體內的受斷裂構造控制的含銅石英脈型礦床。

關鍵詞：堿性雜巖體；花崗巖；幔源巖漿；侵入巖；銅礦

1 概述

大石湖溝銅礦為新發現的小型銅礦，地表褐鐵礦化普遍，但深部找礦一直未能取得較大的突破；2013年本人主持該項目的全面工作，在運用先進的物探方法及扎實的地質工作基礎上，綜合分析礦床成礦背景、礦床成因、成礦模式、控礦構造，在成礦有利部位采用鉆探工程驗證J2號物探異常，發現品位較好的銅礦體，并陸續發現、控制多條銅礦體，為該區勘查工作提供了新的找礦方法，為該地區礦產資源評價開創了美好的前景。

2 地質概況

大石湖溝銅礦大地構造位置處于中超準地臺-膠遼臺隆-太子河-渾江臺陷之遼陽-本溪凹陷與營口-寬甸臺拱的接觸部位；位于海城-草河口巖石圈斷裂的東端與劉家河-青堆子殼斷裂的交匯部位。

2.1 區域地質

印支末期到燕山末期的構造運動，形成了北東向的構造格局，海城-草河口巖石圈斷裂與劉家河-青堆子殼斷裂經歷多次活化，巖漿侵入活動強烈，主要為印支晚期堿性雜巖（晚三疊世）和燕山早期第三階段花崗巖（晚侏羅世），巖漿期后各類脈巖發育，主要有閃長巖脈、閃長玢巖脈、花崗巖脈、花崗斑巖脈等；出露地層由老到新分別為晚元古界震旦系細河群、古生界寒武系、奧陶系、中生界侏羅系、新生界第四系；褶皺構造不發育，僅局部殘留單斜褶皺。

2.2 礦區地質

（1）地層。礦區出露地層簡單，僅出露晚元古界震旦系、中生界侏羅系及新生界第四系；第四系分布于山間沖溝及平地，巖性主要為砂質土、砂礫石層及腐殖土；中生界侏羅系長梁子組（J1c），局部出露，以灰黑色、灰綠色頁巖為主，夾泥質粉砂巖、粉砂巖、砂巖等，不整合于更老的地層之上；早元古界震旦系出露釣魚臺組（Z1d）、南芬組（Z1n）地層，釣魚臺組巖性為灰白、淺褐色中厚層、厚層石英砂巖，偶夾頁巖，近巖體接觸部位多發生較強的熱接觸變質作用；南芬組整合于釣魚臺組之上，其巖性為紫色、蛋青色薄層、中厚層泥灰巖、砂質泥灰巖及頁巖，泥灰巖中含黃鐵礦結核，具銅礦化，與侵入巖體接觸部位多發生較強的熱接觸變質作用。

（2）構造。區內大部為侵入巖出露區，地質構造相對復雜，主要表現為北東向斷裂構造、北北東向斷裂構造和北西向斷裂構造。

北北東向斷裂構造形成較早并經歷多次活動，由斷續連接的平行斷裂組成，切割燕山期花崗巖，區內出露長約3.0km，寬度約300～500m，構造斷面傾向不穩定，傾角60°～70°，屬壓性一壓剪性殼斷裂的邊緣構造；斷裂破碎帶中多見擠壓破碎現象，發育棱角狀斷層角礫，粒度一般為2～3cm；斷裂具多期活動特征，斷層面上發育多組不同方向的擦痕及階步，并伴有后期石英脈及閃長玢巖脈侵入，充填的巖脈沿走向具膨縮和折線彎曲現象，伴有銅、金、銀礦化及磁鐵礦化、黃鐵礦化、硅化等蝕變現象，為區內主要導礦、容礦構造。

北東向和北西向斷裂構造為后期構造，一般規模較小，多錯斷礦體，斷裂內有擠壓破碎蝕變帶形成，并伴有糜棱巖化、硅化、鐵銅礦化和石英脈充填。

（3）巖漿巖。區內巖漿活動表現為侵入作用，為燕山早期第三階段（晚侏羅世）花崗巖（γ52（3）2）和印支期堿性雜巖體（ξ51）。

印支期堿性雜巖體（ξ51）分布于礦區東南部，主要巖性為正長斑巖、霓霞正長巖，巖體深部與燕山期花崗巖接觸，同位素測年結果為234.4～197.8Ma，表明侵入時間為印支期（中生代中晚三疊世），成分上以富鉀為特點Na2O+K2O/Al2O3<1（分子數），在SiO2-Ne-Kp三角圖上，投影點落在石榴石區和凹槽右側。K/Rb比值為266.9～342.9，相當于花崗巖。稀土分布形式為右傾平滑曲線，Eu（銪）不虧損，Tb（鋱）、Tm（銩）正異常，Lu負異常，與花崗巖重熔型中的一種形式相同。由此認為，該堿性雜巖體的形成與花崗巖分異演化有關。

燕山早期第三階段（晚侏羅世）花崗巖（γ52（3）2）分布在礦區大部，地表發現大量“鐵帽”出露，深部與東南部的堿性雜巖體直接接觸；從巖體的稀土元素特征來看，總體為向右方陡傾斜的平滑曲線，銪為一般虧損，屬于同熔型曲線。同熔型巖體位于玄武巖區上方及其附近，說明巖漿來自于幔源并受到不同程度的上部地殼混染。

區域調查結果表明：此期侵入巖含礦性最好，從人工重砂測量成果來看，有磁鐵礦、黃鐵礦、方鉛礦、閃鋅礦、鈦鐵礦、輝鉬礦、黃銅礦、辰砂、重晶石、螢石等；從巖石微量元素分析結果來看，造礦元素含量普遍高于克拉克值；從鋯石微量元素來看，造礦元素不僅有顯示，而且含量較高，從而證明了，位于巖體內及接觸帶的銅鐵礦床不僅和這期侵入巖有空間上的聯系，而且有時間和成因上的聯系。

（4）物探異常特征

共獲得激發極化異常5處，編號分別為J1、J2、J3、J4、J5，其展布嚴格受F2斷裂構造帶控制，呈不連貫串珠狀分布，異常長軸1.2km，寬約200m；極化率峰值為5.8%，電阻率異常形態與極化率異常相近，電阻率值一般為50～1500Ω.m；等值線封閉完整，整體走向為南北向，中部略向東突出；異常表現為高極化率～低電阻率特征，異常與礦體所處構造位置大致對應；應用可控源音頻大地電磁測深法對J1、J2號物探異常進行研究，斷裂帶寬度約300m～500m，極化異常體賦存深度在50m～300m之間，總體趨勢為南低北高，J2號異常經鉆探工程驗證見不同礦化程度的礦體，由此原則陸續發現并控制7條隱伏銅礦體。

2.3 礦體特征

礦區主要工作量集中在中部，對應J2號物探異常，編號為Ⅱ號礦體，由大致平行、斷續連接的7個隱伏礦體組成，處于F2構造斷裂帶的中間部位，由斷續連接的平行小斷裂控制，發育棱角狀斷層角礫并伴有銅、金、銀礦化及石英脈、閃長玢巖脈侵入，脈巖侵入及礦化部位伴隨近礦圍巖蝕變及磁鐵礦化、黃鐵礦化、硅化等蝕變現象，圍巖均為碎裂化斑狀花崗巖；礦體總體走向為南北向，傾向西，傾角變化較大在45°～85°之間，以陡傾向為主，局部礦體受構造影響，礦體傾向有變化。礦體整體形態由北向南側傾，北段出露，南段隱伏，長度340m，寬度2～5.2m，埋深0～150m，Cu品位在0.8%～10.21%之間。

2.4礦石品質

礦石物質組成較簡單，金屬礦物主要有黃銅礦、斑銅礦、輝銅礦、黃鐵礦、磁鐵礦、磁黃鐵礦、金、銀等，在地表可見氧化礦物主要有孔雀石、銅藍、褐鐵礦、軟錳礦等。脈石礦物成分主要有石英、絹云母，其次有鉀長石、斜長石、綠泥石、綠簾石、方解石、黑云母及圍巖角礫等。礦石結構為自形—半自形粒狀結構、它形粒狀結構、交代殘余結構、碎裂結構、包含結構等，礦石構造主要為塊狀構造、浸染狀構造，次為網脈狀、角礫狀。礦體圍巖為碎裂化斑狀花崗巖、蝕變閃長細晶巖，近礦圍巖蝕變現象可見鉀長石化、黃鐵礦化、硅化、絹云母化、綠泥石化，礦體與圍巖之間有比較明顯的接觸界線。

3 成因分析

綜合礦區地質特征及巖礦石性質，來自于幔源的燕山早期第三階段（晚侏羅世）花崗巖巖體形成后期，富多金屬成分的巖漿期后熱液活躍在巖體的邊部，北北東向的劉家河-青堆子殼斷裂多期次活動為巖體邊緣活動的流體提供了良好的運移通道，同時也是較好的貯礦構造；由礦石化學全分析結果可知，成礦流體為富鉀的硅、水流體，礦體圍巖主要為碎裂化斑狀花崗巖，說明礦體形成在晚侏羅世—白堊世；實際資料證明礦體在斷裂構造帶內呈南低北高趨勢，側面證實了化學流體在構造內運移是由深部向地表、由巖體的邊部向巖體內部進行的，在適宜的溫度、壓力條件下形成礦體；礦體嚴格受北北東向斷裂控制，成礦后期斷裂工作對礦體起強烈的破壞作用，水平及垂直方向均有一定程度的錯動，給找礦工作帶來較大的困難。

4 結論

礦區位于構造交匯地帶，自于幔源的花崗巖體侵入提供了持續穩定的熱源并形成富多金屬成分的巖漿期后熱液，巖體內多期次活動的斷裂構造為礦體的運移通道，并成為良好的貯礦構造，綜合分析礦床成因為產于花崗巖體內的受斷裂構造控制的含銅石英脈型礦床。

參考文獻

[1] 遼寧省區域地質志，地質礦產部，1982年7月。

[2] 遼寧省寬甸縣灌水鎮大石湖溝多金屬礦詳查報告，賈玉國等，2014年12月。