甘肅迷壩矽卡巖型銅礦成礦機理及模式研究

程昱辰

(甘肅省地質調查院，甘肅 蘭州 730000)

1 區域地質背景

迷壩銅礦構造位置處于西秦嶺南帶北部近東西向印支期復雜褶皺帶的東部，成礦區劃屬甘肅瑪曲—陜西略陽區域成礦帶的亞爾碼—舟曲金、銅、鐵、錳、磷成礦亞帶。區域巖漿主要為印支期巖漿活動，迷壩一帶的石英二長閃長巖體為區域內最大的巖基狀侵入體，其巖漿作用與鎢銅等多金屬礦化關系非常密切；熱接觸變質與鎢銅礦化關系密切，其影響范圍較大，一般在巖體外圍300～1 500 m之內，北東向、北西向斷裂內一般形成寬數十米的動力變質帶，變質巖為構造角礫巖、碎裂巖。

2 礦床地質

2.1 構造

區域地層展布特征顯示出復式背型構造，本區位于背型構造核部，迭部組組成背型構造核心地層，舟曲組分布于迭部組兩側，總體構造線為北西西向。

2.2 巖漿巖

區內巖漿活動強烈，主要為印支期中酸性巖漿巖，其中規模較大的僅為迷壩巖體，其余中酸性小巖株、巖脈較為發育，巖株和巖脈的侵位均與斷裂活動有關。迷壩巖體分布面積約240 km2，巖體從中心到邊緣大致可分三個相帶，中心相為灰白色中粒、中粗粒石英二長閃長巖，局部有粗粒含鉀長石斑晶的鉀長花崗巖。

3 礦體特征

3.1 礦化范圍

已發現的迷壩式銅礦體分布在迷壩巖體外接觸帶。迷壩巖體與志留系的外接觸帶寬300～1 000 m，帶內普遍發育大理巖化、矽卡巖化、角巖化及硅化蝕變，主要礦化有黃銅礦化、磁黃鐵礦化、黃鐵礦化及白鎢礦化等。

3.2 礦體特征

礦區目前圈定礦體8個。均部分在巖體外接觸帶，尤其以西側接觸帶相對集中。

CuW-4：礦體長度500 m，加權平均厚度為2.30 m。Cu平均品位 0.37%，WO3平均品位最高0.59%，Co 0.072%。

CuW-5：位于李家溝，產于巖體西側外接觸帶部位，為銅鎢礦體，受北西向斷裂控制，含礦巖性為綠松石。Cu品位1.56%，WO30.3%，深部有變寬趨勢。

Cu-6：位于紹溝，產于巖體西側外接觸帶部位，礦體北端近東西向，后轉為北西向，受斷裂控制，沿斷裂有石英二長閃長巖侵入。礦體長1 200 m，地表出露寬度0.3～4 m，平均厚度2.36 m。Cu品位0.2%～3.69%，平均品位 0.54%。TFe最高29.65%，Mn(軟錳礦)17.97%～32.14%。

Cu-8礦體緊鄰Cu-6西側，地表寬0.3 m，Cu品位0.22%。

Cu-6礦體在斜深265～272 m間僅見銅礦化，Cu品位0.12%～0.13%。

以上已知礦體初步估算334類銅金屬資源量8 412 t。

3.3 礦石類型及品級

銅礦石類型主要為矽卡巖型，其次有石英脈型、構造蝕變巖型等。

該類礦石多為銅鎢礦，Cu品位一般0.2%～1.56%，WO3品位較高，一般0.08%～0.58%，局部最高可達1.08%；Mo含量0.003%～0.01%，Ni含量一般0.017%～0.032%。

石英脈型、綠松石型：目前發現較少，產于斷裂帶中，且地表氧化強烈。Cu含量為1.5%～3.6%之間。伴生WO3較高，一般在0.06%～0.3%，Au含量(0.1～0.2)×10-6，其他伴生元素Mo、Ni等含量低，一般小于0.003%。

構造蝕變巖型：礦石呈深灰色，多為角礫狀，斷裂蝕變帶中部為斷層泥質狀，角礫成分有硅質巖、砂質板巖等，角礫呈次棱角狀、粒度2 mm×2 mm～5 mm×10 mm。該類礦石嚴格分布于斷裂礦化帶內，與圍巖多呈斷層接觸，界線清晰，局部沿斷裂蝕變帶邊部有花崗閃長巖侵入。Cu品位較低，多為0.1%～0.4%之間。伴生組分WO3含量0.01%～0.05%，Au含量(0.1～0.2)×10-6，Ag含量一般(1～9)×10-6，Ni、Mo含量低，一般小于0.005%。

總體看，礦石中成礦元素Cu富集明顯，Au、Ag等中低溫元素雖有一定富集，但高溫礦床伴生元素W富集明顯，Mo、Ni等元素有富集趨勢，說明礦床形成與迷壩巖體高溫熱液相關，并對地層中早期成礦元素進一步富集改造，W、Cu主要成礦物質來自花崗巖類形成過程中的巖漿熱液攜帶礦物質。

4 礦床成礦要素特征

4.1 大地構造背景

該礦床地處西秦嶺南帶北部，為近東西向印支期復雜褶皺帶和北東向斷裂帶的復合部位，大地構造環境為同碰撞的陸緣造山帶。

4.2 成礦環境

主要控礦構造：不同成礦部位控礦構造特征不同，巖體外接觸帶中蝕變巖型礦體主要受斷層控制，巖體內銅礦化與巖體中節理、裂隙構造相關。

節理和裂隙多被石英或方解石充填成脈狀，幾組節理密集發育并相互交匯部位的巖石中硅化或碳酸鹽化發育，灰巖中次級小斷裂構造發育部位一般伴隨矽卡巖化。

巖漿巖：迷壩巖體從內向外分三個相帶[1]。巖體外接觸帶形成寬300～1 500 m的蝕變帶，環繞巖體呈帶狀分布，巖體內接觸帶蝕變不發育。

巖石的SiO2在61.23%～71.44%，堿值NKA(Na2O+K2O)/NKA(Al2O3)為0.36～0.51，均小于0.9，屬鈣堿性系列；由鋁飽和度AS(Al2O3)∶AS(Na2O+K2O+CaO)判別，屬過鋁質侵入巖系。巖石樣品的鋁堿比ANKC(Al2O3)/ANKC(Na2O+K2O+CaO)在1.07～1.11之間，該比值一般>1.1，結合巖石中副礦物主要為鈦鐵礦、獨居石和石榴石綜合分析，它們可能屬S型花崗巖。

賦礦巖石特征：含礦建造為下志留統迭部組碳酸鹽巖、硅質巖及石英脈，從建造地球化學特征看，巖石雖然在沉積階段形成了銅、釩、金銀等元素的初始堆積，但成礦元素僅再次富集形成了迷壩銅礦的伴生礦物組分，而礦體中銅主要來源于巖漿。迷壩銅礦中構造蝕變巖型銅礦賦存的斷裂帶中局部有花崗閃長巖侵入，礦石中硅化強烈，部分角礫被硅質膠結，說明該類型礦石成礦明顯與熱液活動有關。

4.3 成礦時代

迷壩銅礦主成礦時代為印支末期，其成礦要素見表1。

表1 迷壩式矽卡巖型銅礦成礦要素表

5 礦床成礦機理及模式

迷壩銅礦床的成礦機理及模式概括如下：印支期區域構造運動屬強烈擠壓過程，中酸性巖漿多次侵入，伴隨同源巖漿不同分異階段形成迷壩巖體3個相帶侵入體。這一時期深部地殼熔融形成“巖漿” 經淺部陸殼混染，攜帶較豐富的W、Cu、Mo、Zn、Sn、Bi、Ag等成礦元素，為迷壩銅礦的形成提供了物源及熱動力源條件。

大氣降水沿裂隙帶下滲入沿途巖體內熱液水，與巖層中的變質水匯合，受后期巖漿或深部巖漿房加熱并混入后期巖漿水形成地下熱水循環。早期巖漿提供的成礦物質，經熱水溶液不斷循環又汲取巖層中成礦組分，在巖體外最終形成了富含Cu、W、Co、Mo、Zn、Au、Ag等成礦物質的熱(鹵)水。在巖體外圍進一步交代圍巖蝕變，局部地方形成“斑巖型” Cu-W或Cu-W-Co的礦體、礦胚；當熱液貫入圍巖的裂隙中產生“石英脈型”Cu礦化，則形成“脈型” Cu-W或Cu的礦體、礦胚；熱液沿斷裂帶侵入時形成“構造蝕變巖型”Cu、W或Cu-W的礦體、礦胚。礦體表生氧化成礦階段，形成褐鐵礦、藍銅礦、孔雀石、輝銅礦等氧化或次生硫化礦物。

6 結論

迷壩銅礦與巖體密切相關，巖體在上侵過程中從地殼帶來了大量的鎢銅等元素，在外接觸帶形成“斑巖型”、“熱液交代蝕變型”銅礦等的復合型礦床。巖體外接觸帶的斷裂和裂隙是礦區的主要容礦或微型容礦構造，礦體或主要的容礦圍巖富含硅質或碳酸鹽質組分，顯示了礦床受構造、巖漿巖和熱液控制的特征。