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礦產勘查院，甘肅 酒泉 735000）

工作區地處北祁連西段的洪水壩河上游，行政區劃隸屬甘肅省肅南南縣管轄。自酒泉市向西經祁青區、九個青羊道班，行程約260km可至礦區，交通便利。1966年—1974年，甘肅省地質局第二區域地質測量隊進行了1∶20萬祁連山幅（J-47-Ⅸ）區域地質礦產調查，建立了該區地層、巖漿巖、構造格架，并對該區礦產進行了較為系統的總結，是目前本區較為全面的基礎地質資料[1]。2012年—2013年，甘肅省地礦局第四地質礦產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的評價工作。

1 成礦地質背景

工作區大地構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）。區內地質構造復雜，巖漿活動頻繁。

2 礦床地質特征

2.1 礦區地質

礦區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。礦區出露地層單一。斷裂構造發育，構造以北西向、近南北向斷裂為主。區內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，為銅礦體含礦層位，呈近南北向展布，并向礦區外圍延伸，與區域構造線方向近于垂直。巖性主要由一套淺變質的濱海—淺海相碎屑巖以及少量的碳酸鹽巖組成。地層受斷裂構造的影響，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綠泥絹云板巖、灰黑色粉砂質板巖為主，局部分布淺灰褐色細晶灰巖、紅褐色變粉砂巖。巖石片理、劈理等構造十分發育。

2.2 礦體地質

銅礦化賦存在樺樹溝組灰綠色粉砂質綠泥絹云板巖中，其頂底板均為灰黑色粉砂質板巖。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°。總體來看，礦化帶具有展布嚴格受地層控制，以層狀、似層狀產出，在走向上總體連續性較好，局部礦化體沿走向、傾向具波狀彎曲、膨脹收縮等特點。目前區內圈定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，厚度變化系數為43%。品位0.27%～0.42%，平均品位0.37%，品位變化系數為11%。

2.3 礦石特征

礦石結構主要為半自形-它形晶粒狀結構、膠狀-粉末狀結構等。礦石構造主要有板狀構造、網脈狀構造、稀疏浸染狀構造、星散浸染狀構造等。

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%±）及泥質膠結物，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、鈣質及鐵質等。其中絕大部分為變質重結晶的產物，次為原生沉積碎屑物、膠結物，另有少量為熱液蝕變礦物。變質礦物絹云母、綠泥石由泥質蝕變而來，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脈狀分布。礦石的工業類型為浸染狀、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

礦區所有礦體均賦存于長城系樺樹溝組中，賦礦巖石和礦體頂底板直接圍巖均為灰綠色粉砂質綠泥絹云板巖，遠礦圍巖為灰黑色粉砂質板巖，區內所有礦體無夾石存在[1,5]。

3 礦床成因

3.1 地質特征

（1）地層。礦區圈定的銅礦體均賦存在長城系樺樹溝組灰綠色粉砂質板巖中。礦體展布嚴格受地層控制。地層主要經歷了區域低溫動力變質作用，動力變質作用的改造。巖石均受到變質、變形作用，形成板巖、構造巖類。礦體圍巖主要為灰黑色粉砂質板巖，蝕變主要分布于礦化帶及其附近和斷層兩側，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）構造。礦區位于北祁連弧盆系，走廊南山島弧。區域構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，區內斷裂構造非常發育，地質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。礦體頂底板巖性為淺灰綠色粉砂質板巖[6]。

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

（5）礦石結構構造。小張龍銅礦礦石結構主要為半自形-它形晶粒狀結構、膠狀-粉末狀結構等。構造主要為板狀構造、網脈狀構造、稀疏浸染狀構造、星散浸染狀構造等。

3.2 礦床成因

根據礦區礦體賦存狀態、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型銅礦床，主要依據有：

（1）礦體賦存于長城系樺樹溝組復理式建造中，礦體發育于灰綠色粉砂質綠泥絹云板巖中，礦化層頂底板均為灰黑色粉砂質板巖，灰綠色粉砂質綠泥絹云板巖與灰黑色粉砂質板巖呈互層分布，礦體無穿層現象，層位穩定，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）探礦工程取樣結果顯示，灰綠色粉砂質綠泥絹云板巖中銅背景值普遍高于灰黑色粉砂質板巖，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域淺變質巖石組合，因此，該礦床也具備變質成因的特征。

（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）礦區已圈定的礦化體中交代蝕變現象明顯，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石。因此，礦區具銅礦化現象的轉石也是很好的找礦標志。③礦區礦體賦存于長城系朱龍關群樺樹溝組灰綠色粉砂質綠泥絹云板巖中，該層位可作為該區尋找銅礦化的間接找礦標志。

3.4 成礦規律

根據該礦床詳查工作所取得的成果，初步總結了礦床成礦規律。①區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綠泥絹云板巖是賦礦的有利層位。③據銅礦的頂底板巖石特征分析，礦化原巖主要與淺海相陸源碎屑巖有關，原巖沉積環境為氧化-還原環境。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。礦區附近發育多處鐵、銅礦（化）點，并且有鎢的高化探異常。礦區東有卡瓦大型鐵礦，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]地質部甘肅省地質局.1：20萬祁連山幅區域地質測量報告[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：中國地質大學出版社，1997,14-48.

[3]甘肅省地礦局.甘肅省區域地質志[M].北京：地質出版社1989,7-30.

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

[5]張新虎，劉建宏，趙延慶.甘肅省成礦區（帶）研究[J].甘肅地質，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].礦產與地質，1992：28.