甘肅肅北縣斜溝銅（鉬）礦地質(zhì)特征及找礦方向探討

王全用，張有福

（甘肅省地礦局第二地質(zhì)礦產(chǎn)勘查院，甘肅 蘭州 730020）

甘肅肅北縣斜溝銅（鉬）礦位于馬莊山-狼娃山-黑鷹山鐵、金、鎢和錫成礦帶的狼娃山金鐵成礦區(qū)，該成礦區(qū)是北山重要的金、鐵成礦區(qū)，在該成礦帶上已發(fā)現(xiàn)了馬莊山金礦、掃子山金礦、狼娃山鐵礦、明錫山錫-砷礦、紅尖兵山鎢礦、黑鷹山磷-釔礦等。不同的專(zhuān)家、學(xué)者以及地質(zhì)工作者在該成礦帶的工作及研究，對(duì)該地區(qū)的成礦理論有不同的見(jiàn)解。本文通過(guò)斜溝地區(qū)野外地質(zhì)工作，結(jié)合區(qū)域上的地質(zhì)、物探、化探、遙感、礦產(chǎn)等資料，充分研究分析成礦地質(zhì)條件及規(guī)律，初步總結(jié)出了該區(qū)的找礦標(biāo)志，以期探討[1]。

1 區(qū)域地質(zhì)成礦條件

斜溝銅（鉬）礦的大地構(gòu)造單元屬于紅石山-黑鷹山地體，位于紅石山-黑鷹山晚古生代板塊俯沖帶，區(qū)域地層屬于塔里木-南疆地層大區(qū)→中、南天山-北天山地層區(qū)→覺(jué)羅塔格-黑鷹山地層分區(qū)。

區(qū)域出露地層主要有下石炭統(tǒng)白山組（C1bs）、新近系苦泉組（N2k）及第四系全新統(tǒng)（Q4pl）（圖1）。

區(qū)域上分布的大型褶皺構(gòu)造主要為狼娃山-白梁復(fù)背斜，東西橫貫測(cè)區(qū)中部，呈近東西向延伸至測(cè)區(qū)外。斷裂構(gòu)造主要有北西向、北東向和南北向三組。北西向斷裂有紅柳疙瘩干井-躍進(jìn)山南逆斷層，此斷裂被北東向的斷層所切割，有繼承性活動(dòng)的特征。北東南西向斷裂有公婆泉一號(hào)鐵礦區(qū)-躍進(jìn)山南逆斷層、公婆泉北山北—紅柳疙瘩干井?dāng)鄬樱撼时睎|—南西向展布于測(cè)區(qū)南部，長(zhǎng)約36公里，延至測(cè)區(qū)外。該斷層處在復(fù)背斜軸部，性質(zhì)不明，有繼承性活動(dòng)特征，晚于北西向斷裂。區(qū)域上的近南北向斷裂在區(qū)內(nèi)不發(fā)育[2]。

圖1 區(qū)域地質(zhì)圖

北西向、北東向斷裂不僅是區(qū)內(nèi)中酸性巖漿活動(dòng)和含礦熱液上升的通道，且控制著區(qū)內(nèi)鐵、金及銅、鉛、鋅多金屬礦產(chǎn)的分布。

區(qū)內(nèi)巖漿作用較強(qiáng)，巖漿巖發(fā)育，主要為華力西中期酸性-中酸性侵入巖和華力西晚期中酸性-中性侵入巖。主要酸性、中酸性、中性侵入巖。主要巖性有二長(zhǎng)花崗巖、花崗閃長(zhǎng)巖、花崗巖、鉀長(zhǎng)花崗巖、石英閃長(zhǎng)巖、閃長(zhǎng)巖等。巖體多呈巖基狀產(chǎn)出，偶見(jiàn)石英閃長(zhǎng)巖、閃長(zhǎng)巖呈巖株?duì)町a(chǎn)出。區(qū)內(nèi)脈巖產(chǎn)出較多，有花崗斑巖脈、石英脈、流紋巖脈、石英閃長(zhǎng)巖脈、閃長(zhǎng)玢巖脈、輝綠巖脈、斜長(zhǎng)輝石巖脈等[3]。

2 礦區(qū)地質(zhì)特征

2.1 地層

工作區(qū)出露地層主要有下石炭統(tǒng)和第四系全新統(tǒng)（圖2）。現(xiàn)分述如下：

圖2 礦區(qū)地質(zhì)圖

（1）下石炭統(tǒng)白山群下亞群中酸性火山巖組（C1bs11）。主要分布于測(cè)區(qū)西北部。巖性主要為流紋巖、英安流紋巖、流紋英安巖、英安巖、英安玢巖、角礫狀熔巖（安山質(zhì)火山角礫巖）和流紋質(zhì)角礫熔巖等。產(chǎn)狀：325°∠66°，出露厚度約1700m。

①流紋巖（λ）：呈灰褐色、黃褐色，隱晶質(zhì)結(jié)構(gòu)，流紋狀構(gòu)造。巖石礦物成分主要為硅質(zhì)、石英及少量絹云母、黃鐵礦等，局部地段有輕微蝕變，巖石有退色現(xiàn)象。產(chǎn)狀：325°∠60°，出露厚度約700m～1000m。

②英安流紋巖（ξλ）：呈淺綠色，斑狀結(jié)構(gòu)，流紋狀構(gòu)造，塊狀構(gòu)造。巖石礦物成分主要為硅質(zhì)、石英及少量斜長(zhǎng)石、輝石等，沿巖體接觸帶有混合巖化現(xiàn)象。產(chǎn)狀：320°∠61°，出露厚度約500m。

③英安巖（ξ）：呈暗綠色，灰綠色，斑狀結(jié)構(gòu)，塊狀構(gòu)造。巖石礦物成分主要為石英、斜長(zhǎng)石、輝石及少量角閃石、磁鐵礦、黃鐵礦、方解石、綠簾石、綠泥石等，局部地段可見(jiàn)孔雀石、蘭銅礦化。產(chǎn)狀：305°∠62°，出露厚度約50m～100m。

④英安玢巖（ξμ）：呈灰綠色，斑狀結(jié)構(gòu)，塊狀構(gòu)造。巖石礦物成分主要為斜長(zhǎng)石、輝石及少量石英、角閃石、方解石、黃鐵礦、綠簾石、綠泥石和極少量磁鐵礦、絹云母等，產(chǎn)狀：307°∠63°，出露厚度約250m～750m。

（2）第四系全新統(tǒng)（Q4al-pl）。主要分布于測(cè)區(qū)的溝谷中，為沖積-洪積碎石土、砂礫石、砂、亞砂土等。厚度為0m～4m。

2.2 構(gòu)造

礦區(qū)位于明水-石坂井褶皺帶的紅石山-黑鷹山地體，區(qū)內(nèi)僅發(fā)育褶皺構(gòu)造和斷裂構(gòu)造。

（1）褶皺構(gòu)造。主要有斜溝北單斜：位于測(cè)區(qū)西北部。屬狼娃山—白梁復(fù)背斜北翼，由下石炭統(tǒng)白山群下亞群中酸性火山巖組成，走向280°～100°，傾向北，傾角50°～65°。

（2）斷裂構(gòu)造。區(qū)內(nèi)斷裂構(gòu)造比較發(fā)育，主要有四組：近東西向、北西向、北東向和近南北向等斷裂。現(xiàn)分述如下：

1）近東西向逆斷層：測(cè)區(qū)內(nèi)主要見(jiàn)有3條，展布于測(cè)區(qū)中部，向東西兩側(cè)延至測(cè)區(qū)外，長(zhǎng)約4公里。沿?cái)嗔哑扑閹r石蝕變退色，且破碎，多呈碎裂狀。在該組斷裂破碎帶中多見(jiàn)含銅石英脈充填。2）北西向壓扭性逆斷層：斷層面傾向北東，傾角60°～70°，屬高角度逆斷層，沿?cái)嗔哑扑閹r石蝕變強(qiáng)烈，硅化、綠簾石化、綠泥石化、碳酸鹽化發(fā)育，花崗閃長(zhǎng)巖中鉀化發(fā)育， 局部具高嶺土化。區(qū)內(nèi)的銅、鉬礦（化）與該組斷裂關(guān)系密切，受其嚴(yán)格控制，其晚于近東西向斷裂。3）北東向逆斷層：主要有兩條，其切割東西和北西向斷裂。

①公婆泉一號(hào)鐵礦區(qū)—躍進(jìn)山南逆斷層，橫貫測(cè)區(qū)中部，向兩側(cè)延伸至測(cè)區(qū)外。斷層面傾向南東，傾角60°左右，屬壓扭性高角度逆斷層，有繼承性活動(dòng)。該組斷裂在測(cè)區(qū)地形地貌上顯示為大的沖溝和負(fù)地形特征，其切割北西向逆斷層，晚于北西向斷裂。②第二條斷裂展布于測(cè)區(qū)東南部。斷層面傾向南東，傾角60°左右，屬壓扭性高角度逆斷層。其切割北西向逆斷層，晚于北西向斷裂[4]。

4）近南北向斷裂：區(qū)內(nèi)不發(fā)育，多為張性裂隙構(gòu)造，規(guī)模不大，且多為脈巖所充填，使早期的斷裂和銅、鉬礦（化）體發(fā)生錯(cuò)動(dòng)和位移，其屬最晚期斷裂[5]。

2.3 巖漿巖

巖性主要有花崗閃長(zhǎng)巖、鉀長(zhǎng)花崗閃長(zhǎng)巖、石英閃長(zhǎng)巖、閃長(zhǎng)巖等。

（1）花崗閃長(zhǎng)巖：淺灰綠色、灰白色、灰紅色，中細(xì)粒花崗結(jié)構(gòu)，塊狀構(gòu)造。巖石礦物成分主要為斜長(zhǎng)石、石英、普通角閃石、黑云母等，副礦物為鋯石、磷灰石、榍石、褐簾石、鈦鐵礦、黃鐵礦及少量金紅石、獨(dú)居石、白鎢礦、白鉛礦、電氣石等，呈巖基產(chǎn)出，時(shí)代為華力西中期。金、鐵礦產(chǎn)與其關(guān)系密切。

（2）鉀化花崗閃長(zhǎng)巖：淺肉紅色，中細(xì)粒花崗結(jié)構(gòu)，塊狀構(gòu)造。巖石礦物成分主要為斜長(zhǎng)石、正長(zhǎng)石、微斜長(zhǎng)石、石英、黑云母等，副礦物為鋯石、磷灰石、榍石、金紅石、褐簾石、電氣石、黃鐵礦等，呈巖基產(chǎn)出，時(shí)代為華力西中期。

（3）石英閃長(zhǎng)巖：灰白色，自形粒狀結(jié)構(gòu)、斑狀結(jié)構(gòu)，塊狀構(gòu)造。礦物成分主要為斜長(zhǎng)石、普通角閃石和少量石英、黑云母、黃鐵礦等，副礦物為磁鐵礦、磷灰石、榍石、金紅石、鋯石、高嶺土、綠泥石、綠簾石等。該巖體呈北西—南東方向沿北西—南東向斷裂侵入于下石炭統(tǒng)火山巖和華力西中期的花崗閃長(zhǎng)巖中，出露斷續(xù)長(zhǎng)約2500m，寬100m～300m，呈帶狀展布。總體走勢(shì)向北西傾伏，向南東翹起，傾伏角約20°左右。呈巖株產(chǎn)出，時(shí)代為華力西晚期。為閃長(zhǎng)巖體的邊緣相，巖體長(zhǎng)軸方向呈北西—南東向展布。區(qū)內(nèi)銅、鉬礦（化）與其關(guān)系密切，為銅、鉬礦（化）的成礦母巖。

（4）閃長(zhǎng)巖：灰綠色、淺白色，自形粒狀結(jié)構(gòu)、斑狀結(jié)構(gòu)，塊狀構(gòu)造。礦物成分主要為斜長(zhǎng)石、普通角閃石及少量黑云母、黃鐵礦、磁鐵礦等，呈巖株產(chǎn)出，時(shí)代為華力西晚期。其為區(qū)內(nèi)閃長(zhǎng)巖、石英閃長(zhǎng)巖體的中心相，巖體礦物顆粒比較粗大，粒徑約3mm～5mm。石英閃長(zhǎng)巖為其巖體邊緣相。巖體長(zhǎng)軸方向呈北西—南東方向展布。區(qū)內(nèi)銅、鉬礦（化）與閃長(zhǎng)巖、石英閃長(zhǎng)巖體關(guān)系密切。

脈巖亦較發(fā)育，主要有石英脈、流紋巖脈、石英二長(zhǎng)巖脈、花崗巖脈、花崗斑巖脈、石英閃長(zhǎng)巖脈、閃長(zhǎng)玢巖脈、閃長(zhǎng)巖脈、輝長(zhǎng)閃長(zhǎng)巖脈、輝綠巖脈、斜長(zhǎng)輝石巖脈等。

2.4 礦體特征

通過(guò)地表槽探工程揭露及深部鉆探工程控制，初步圈定銅、鉬、銅鉬礦體共28條。其中銅礦體13條（主礦體Cu4、Cu6），其中Cu1、Cu2、Cu3、Cu4、Cu5、Cu6、Cu7礦體在地表出露，其余銅礦體均為隱伏礦體，鉬礦體11條（主礦體Mo1、Mo2、Mo6），均為隱伏礦體，銅鉬礦體4條（主礦體CuMo3），均為隱伏礦體（圖3）。

圖3 21號(hào)勘探線(xiàn)剖面圖

Cu4：礦體長(zhǎng)度約300m，厚度1.92m～4.26m，平均厚2.63m，推測(cè)延深468m。呈脈狀產(chǎn)出，產(chǎn)狀：64°∠69°，平均品位為0.26%。含礦巖性為安山質(zhì)角礫熔巖、蝕變花崗閃長(zhǎng)巖，圍巖為安山質(zhì)角礫熔巖、花崗閃長(zhǎng)巖，控礦因素為花崗閃長(zhǎng)巖巖體控礦。

Cu6：礦體長(zhǎng)度約300m，厚度1.18m～2.50m，平均厚1.84m，產(chǎn)狀：65°∠53°，平推或推測(cè)延深50m。呈脈狀產(chǎn)出，Cu品位為0.29%～0.55%，平均品位為0.47%。含礦巖性為石英閃長(zhǎng)巖，圍巖為石英閃長(zhǎng)巖。

Mo1：礦體長(zhǎng)度約300m，厚度1.13m～3.39m，平均厚度1.94m，推測(cè)延深212m。呈脈狀產(chǎn)出，產(chǎn)狀：56°∠57°，平均品位為0.068%。含礦巖性為花崗閃長(zhǎng)巖，圍巖為花崗閃長(zhǎng)巖，控礦因素為花崗閃長(zhǎng)巖巖體控礦。礦體與圍巖呈漸變關(guān)系。

Mo2：礦體長(zhǎng)度約300m，厚度1.07m～1.18m，平均厚度1.13m，推測(cè)延深236m。呈脈狀產(chǎn)出，產(chǎn)狀：56°∠57°，平均品位0.044%。含礦巖性為花崗閃長(zhǎng)巖、鉀化花崗閃長(zhǎng)巖等，圍巖為花崗閃長(zhǎng)巖，控礦因素為花崗閃長(zhǎng)巖巖體控礦。

Mo6：長(zhǎng)約300m，厚度1.05m～1.39m，平均厚度1.22米，是隱伏礦體。產(chǎn)狀：55°∠50°，平推延深50米。呈脈狀產(chǎn)出，Mo品位為0.030%～0.031%，平均品位0.031%。含礦巖性為石英閃長(zhǎng)巖，圍巖為石英閃長(zhǎng)巖。

CuMo3：礦體長(zhǎng)度約300m，厚度1.18m～1.97m，平均厚度1.58m，是隱伏礦體，推測(cè)延深123m。呈脈狀產(chǎn)出，產(chǎn)狀：50°∠71°，Cu品位 0.23%，Mo品位為0.032%～0.110%，平均品位0.090%。含礦巖性為石英閃長(zhǎng)巖，圍巖為花崗閃長(zhǎng)巖，控礦因素為花崗閃長(zhǎng)巖巖體控礦。其他礦體特征見(jiàn)表1。

2.5 礦石質(zhì)量

礦區(qū)的氧化深度為80m以上，氧化礦石呈棕褐色、黃褐色，在氧化帶中未見(jiàn)次生富集現(xiàn)象。主要特征為孔雀石、藍(lán)銅礦、褐鐵礦、黃鐵礦及少量的鉬華等。

氧化帶之下為原生礦石，呈灰白色、灰色，硅化、黃鐵礦化、黃銅礦化、輝鉬礦化非常發(fā)育，綠簾石化、綠泥石化、碳酸鹽化、電氣石化、絹云母化、螢石化次之。礦石礦物主要為含銅黃鐵礦、黃銅礦、斑銅礦、輝鉬礦、黃鐵礦等。脈石礦物主要有角閃石、斜長(zhǎng)石、石英、輝石、綠泥石、綠簾石、方解石、絹云母、電氣石、高嶺土、螢石等。

礦石結(jié)構(gòu)主要有自形、半自形、它形晶粒狀結(jié)構(gòu)，交代-殘余結(jié)構(gòu)、花崗變晶結(jié)構(gòu)、碎裂結(jié)構(gòu)等。

礦石構(gòu)造：金屬礦物主要有浸染狀構(gòu)造，細(xì)脈-浸染狀構(gòu)造，團(tuán)塊狀構(gòu)造，細(xì)脈狀、脈狀構(gòu)造等。脈石礦物多為塊狀構(gòu)造、粒狀構(gòu)造、片狀構(gòu)造、角礫狀構(gòu)造等。

2.6 礦石類(lèi)型

礦石自然類(lèi)型主要為銅鉬礦石，蝕變流紋英安巖、安山質(zhì)角礫狀熔巖型銅鉬礦石，蝕變構(gòu)造角礫巖型銅鉬礦石，含銅石英脈型銅鉬礦石，巖漿熱液型銅（鉬）礦石等。

2.7 礦體圍巖及夾石

礦區(qū)礦體圍巖主要為花崗閃長(zhǎng)巖，其次為英安巖、安山質(zhì)角礫狀熔巖等。圍巖均蝕變強(qiáng)烈，鉀化發(fā)育，硅化強(qiáng)，絹云母化、綠簾石化、綠泥石化、高嶺土化、碳酸鹽化、黃鐵礦化發(fā)育，其次為電氣石化、滑石化（葉臘石化）、螢石化、黃銅礦化、褐鐵礦化、孔雀石化、藍(lán)銅礦化等，沿破碎帶巖石蝕變硅化程度高，礦化較強(qiáng)。礦體中基本無(wú)夾石或很少[6]。

3 礦床成因及找礦標(biāo)志

3.1 礦床成因

初步認(rèn)為銅（鉬）礦的形成機(jī)制為華力西中、晚期強(qiáng)烈構(gòu)造作用的和巖漿活動(dòng)，形成了含銅較高的石英閃長(zhǎng)巖體，在進(jìn)一步的巖漿作用下，形成了含銅鉬巖漿熱液。由于圍巖（花崗閃長(zhǎng)巖和英安巖）結(jié)構(gòu)致密，小型構(gòu)造（節(jié)理和裂隙）不發(fā)育，含銅鉬熱液處于封閉狀態(tài)，主要富集在石英閃長(zhǎng)巖體侵位的上部，交代了其巖體周?chē)幕◢忛W長(zhǎng)巖和英安巖，在接觸帶附近產(chǎn)生了面型的鉀化-絹云母化蝕變。同時(shí)，巖漿熱液導(dǎo)致石英閃長(zhǎng)巖體產(chǎn)生自變質(zhì)作用，與之相伴生的有細(xì)脈浸染狀、團(tuán)塊狀黃鐵礦化、黃銅礦化、輝鉬礦化。晚期殘余含礦熱液進(jìn)入構(gòu)造裂隙，形成細(xì)脈狀、脈狀蝕變礦（化）體[7]。

表1 其他礦體特征一覽表

銅礦物質(zhì)來(lái)源除與巖體活動(dòng)產(chǎn)生的含礦熱液有關(guān)外，還與下石炭統(tǒng)白山群地層中的火山巖中銅有關(guān)，為銅鉬礦的原始礦源層，巖漿活動(dòng)為成礦物質(zhì)活化提供了熱動(dòng)力，最終富集形成銅礦（化）體。巖漿侵入時(shí)熱動(dòng)力作用既活化了地層中的銅元素，使其運(yùn)移到適合環(huán)境中沉淀，又疊加了熱液帶來(lái)的銅、鉬元素，使其富集成礦。

成因類(lèi)型：礦石礦物主要由黃鐵礦、含銅黃鐵礦、黃銅礦、斑銅礦、輝鉬礦、褐鐵礦、孔雀石、藍(lán)銅礦等一系列低溫礦物，因此該礦床應(yīng)為淺成熱液型銅鉬礦床。

3.2 找礦標(biāo)志

斜溝銅（鉬）礦是熱液型銅鉬，發(fā)現(xiàn)的礦體主要在安山質(zhì)角礫熔巖、蝕變花崗閃長(zhǎng)巖、石英閃長(zhǎng)巖等，根據(jù)野外地質(zhì)工作，結(jié)合區(qū)域資料，總結(jié)出以下找礦標(biāo)志：

（1）區(qū)域重力剩余負(fù)異常地段和航磁、地磁異常正、負(fù)磁場(chǎng)的交替部位及電法激電異常地段。

（2）化探異常的成礦元素銅、鉬、銀綜合異常濃集中心地段。

（3）區(qū)內(nèi)狼娃山-白梁復(fù)背斜的傾沒(méi)端及北西向斷裂破碎蝕變帶（或擠壓破碎帶）地段。

（4）在區(qū)內(nèi)北西向斷裂破碎帶的石英閃長(zhǎng)（玢）巖巖體中尋找。石英閃長(zhǎng)（玢）巖巖石副礦物成分應(yīng)為磁鐵礦-磷灰石-榍石-金紅石-鋯石等特征。

（5）具有明顯的斑巖型銅、鉬礦特征，如硅化-鉀長(zhǎng)石化帶、硅化-絹云母化帶、泥化（高嶺土化）帶、青盤(pán)巖化帶（即安山巖類(lèi)中的綠泥石化、綠簾石化、碳酸鹽化等），或基本具有“四化帶”的地段。

（6）在北西向與近東西向兩組斷裂構(gòu)造的交叉部位尋找礦化富集部位。

（7）大陸板塊活動(dòng)邊緣巖漿弧是生成該類(lèi)海相火山巖型鐵礦的有利構(gòu)造環(huán)境。

4 找礦方向探討

（1）斜溝銅（鉬）礦處于北山晚古生代碰撞帶的火山島弧帶，構(gòu)造和火山巖發(fā)育，且在北西向斷裂帶中發(fā)現(xiàn)了銅鉬礦化體，局部含礦巖性為安山質(zhì)角礫熔巖。因此，重點(diǎn)研究（北西向）構(gòu)造及火山巖，對(duì)尋找銅鉬礦床具有一定的指導(dǎo)作用。

（2）斜溝銅（鉬）礦屬于淺成熱液型，在圍巖中發(fā)現(xiàn)硅化-鉀長(zhǎng)石化帶、硅化-絹云母化帶、泥化（高嶺土化）帶、青盤(pán)巖化帶等斑巖性銅鉬礦的特征，因此，在該區(qū)具有尋找斑巖型銅鉬礦的前景。

（3）狼娃山礦田（包括斜溝）具有多礦種礦產(chǎn)，成礦具有多期性，礦產(chǎn)主要受巖體（多為復(fù)式巖體）接觸帶和北西向斷裂構(gòu)造嚴(yán)格控制，礦床成因亦具有多種類(lèi)型。故運(yùn)用現(xiàn)代地學(xué)成礦理論分析研究，應(yīng)用地、物、化、遙感等綜合方法找礦，以期發(fā)現(xiàn)重要的礦床。