山西省垣曲縣葫蘆峪一帶銅礦地質特征與礦床成因

李 瓊

（山西省地質勘查局214 地質隊，山西 運城 044000）

區域內自50 年代至今，先后進行過銅、鐵礦普查找礦，區域地質礦產調查和鐵礦勘查等各類地質工作。2000-2001 年，山西省地調院針對區內1:5 萬水系沉積物異常Cu-36、Cu-38 開展了1:1 萬土壤地球化學測量。其中杜家溝測區(Cu-38)，面積6.0km2，槐樹莊測區(Cu-36)，面積6.0km2，圈出多處異常，認為Cu為本區的主要成礦元素；2008-2010 年214 地質隊在該區進行了普查地質工作，通過地質、物探、化探、巖礦測試等有效工作手段對礦區進行了較深層次的研究，2014-2017 年在普查工作的基礎上進行了續作，本文報道此次工作的成果。

1 區域地質背景

山西省垣曲縣葫蘆峪一帶銅礦大地構造位置位于華北板塊華北南緣板內活動帶中條山-焦作板隆中條山塊凸。區內構造復雜，經歷了多期次構造活動改造，其中比較發育的有褶皺構造和斷裂構造。與銅礦成礦有關的主要為新太古代宋家山期構造。區內巖漿活動頻繁，巖漿巖分布比較廣泛，主要為涑水期、絳縣期、宋家山期、中條期、晉寧期和燕山期。

2 礦區地質

（1）地層。出露地層由老到新依次為新太古界宋家山群絳道溝組、大犁溝組，中元古界熊耳群許山組及新生界第四系現分述如下：絳道溝組，分布于礦區的東部，巖性主要為絹英片巖、絹英巖、石英巖夾大理巖和斜長角閃巖，在銅溝一帶夾炭質絹片巖。其中硅化大理巖和鈣絹片巖為區內的主要含銅礦巖層。大梨溝組，分布于礦區西部，與下伏絳道溝組為整合接觸。巖性主要為：下部以石英巖、含礫絹英巖為主，夾絹片巖和大理巖；中部和上部以大理巖為主夾絹片巖、炭質絹片巖及斜長角閃巖。

（2）構造，褶皺構造早期表現為擠壓應力下產生的一系列緊閉同斜褶皺和平行其軸面的片理構造，晚期表現為疊加于早期褶皺之上的傾伏褶皺，該期褶皺對區域內的沉積變質巖型銅礦具有明顯的控制作用。

（3）巖漿巖。區內巖漿巖主要有晚太古代宋家山期、中元古代晉寧期和中生代燕山期。

圖1 山西省垣曲縣葫蘆峪銅礦地質及化探異常圖（部分裁剪版）

3 礦區地球物理特征

通過標本電性測定結果，礦區不同巖性電性差異明顯，主要是由含銅礦物和黃鐵礦造成的。除孔雀石化大理巖、含孔雀石化絹英片巖、含孔雀石化斜長角閃巖外，其余各類巖石極化率平均值均在2.5%以下，筆者認為，本區含礦巖石低阻、高極化電性特征明顯，可用于尋找地表出露礦（化）帶。

4 礦區巖石化學特征

依據1：1 萬土壤地球化學測量成果，區內共圈出銅元素異常20 個，金元素異常10 個，銀元素異常3 個，鋅元素異常6 個，鈷元素異常4 個。其中銅元素具三級濃度分帶13 個，具二級濃度分帶11 個，根據異常所處地質環境，結合異常特征，對找礦有意義的異常8 個，它們分別是Cu-1、Cu-3、Cu-4、Cu-5、Cu-6、Cu-7、Cu-10、Cu-18，其中Cu-3、Cu-10 為區內最好異常（見圖1）。本次工作共布設地物化剖面10 條，各剖面銅、金元素異常套合較好，銅元素含量最高達9645×10-6，銅元素含量高的地方，對應地表有銅礦體。

5 礦體地質特征

現將各礦化帶特征分述如下：①號礦體走向為北北東-南南西向，長186m，礦體傾向280°～300°，傾角75°～80°。礦體厚度最薄1.00m，最厚20.27m，平均厚度6.48m，Cu 品位0.51%～1.40%，平均0.87%。礦體標高605m～854 m。礦體主要產于大理巖和硅化大理巖中，部分產于鈣絹片巖中，受地層、巖性控制，礦體形態比較規整，呈似層狀，透鏡狀。礦體頂、底板為鈣絹片巖，個別為大理巖。②號礦體方向為北北西-南南東，礦體長42m，礦體延深25m，產狀96°∠81°，礦體厚度2.01m，礦體品位0.40%～0.89%，平均0.68%，礦體標高791m～810m。礦體產于硅化大理巖中，圍巖為鈣絹片巖。礦化有孔雀石、黃銅礦、斑銅礦、黃鐵礦等，巖石蝕變主要為絹云母化、硅化。③號礦體為北西西-南東東向，礦體長約102m，礦體延深125m，礦體產狀210°∠86°。礦體厚度0.96m～1.84m，平均厚度1.32m，礦體品位0.56%～1.81%，平均品位0.93%，礦體標高590m～769m。礦體產于硅化大理巖中，頂底板均為硅化大理巖。礦化為孔雀石、黃銅礦、斑銅礦、褐鐵礦、少量黃鐵礦。巖石蝕變為硅化。④號礦體方向為北西西-南東東。礦體長度138m，礦體延深80m，產狀198°∠76°，礦體厚1.00m～3.62m，平均厚度2.13m，礦體品位0.56%～1.04%，平均品位0.59%，礦體標高720m～786m。⑤號礦體產于絹英巖與鈣絹片巖接觸帶附近的鈣絹片巖夾大理巖中，礦體呈北東～南西走向，產狀309°∠62°，長213m，真厚度1.96m～9.90m，平均厚度6.42m，Cu 品位0.27%～1.25%，平均品位0.55%。礦化主要表現為孔雀石化，呈鮮綠色，薄膜狀分布于裂隙面、片理面上。⑥號礦體產于鈣絹片巖中，呈北東～南西走向，產狀321°∠61°，地表長89m，寬2m，真厚度2.11m，平均Cu 品位3.01%，礦化主要表現為孔雀石化，呈鮮綠色，薄膜狀分布于裂隙面、片理面上，蝕變主要為硅化、絹云母化等。

6 礦石質量

（1）礦石結構、構造。根據物相分析結果本區地表礦石主要為氧化礦。氧化礦石結構：褐鐵礦呈褐色，土狀或粉末狀；孔雀石多呈他形，偶有針狀晶簇出現。氧化礦石構造：膠狀構造、網脈狀構造和放射狀構造。

（2）礦物成分。礦石含銅硫化礦物主要為黃銅礦，伴生礦物主要為黃鐵礦，偶見磁鐵礦；含銅氧化礦物主要為孔雀石，伴生礦物主要為褐鐵礦。主要脈石礦物為石英＜70%～75%、斜長石≤10%、鉀長石≥10%～15%、白云石2%～3%、絹云母少量。

7 礦石類型

（1）自然類型。依據礦石物相樣分析報告，本區①、②號礦體地表為氧化礦，深部礦石為混合礦；其余礦體地表和深部均為氧化礦。

（2）工業類型。含礦巖石主要為大理巖、硅化大理巖，次為鈣絹片巖、綠簾角閃片巖、斜長角閃巖。礦體形狀為似層狀、透鏡狀。伴生有益組分為金、銀；常見金屬礦物以黃銅礦、斑銅礦為主，少量黃鐵礦，偶見磁鐵礦。金屬氧化物主為孔雀石，其次為銅藍、褐鐵礦。對照銅、鉛、鋅、銀、鎳、鉬礦地質勘查規范（DZ/T 0214-2002），本礦區礦石工業類型為變質巖層狀銅礦。

8 礦床成因及找礦標志

8.1 礦床成因類型

礦體賦存于絳道溝組大理巖、鈣絹片巖建造中，形態比較規則，呈似層狀、透鏡狀，嚴格受地層控制，與圍巖基本整合產出；礦石具有殘留的沉積構造和結構，如他形、半自形粒狀結構、條帶浸染狀構造，片狀構造等；這些都表明沉積條件是成礦的主導因素。礦床具有大量變質成因標志，如礦石與圍巖同受變質，圍巖蝕變主要為硅化、絹云母化，受原巖性質控制且無顯著的組分帶入帶出；礦石具有反應邊及交代殘余、假象結構，以及受變質而產生的揉皺構造、石香腸構造；礦石礦物有時呈細脈狀，但脈寬約0.01mm～0.1mm。所有這些都表明礦床經受了后期構造運動和熱液活動的改造和疊加。所以，礦床屬于沉積變質巖型。

8.2 找礦標志

（1）巖性標志。銅礦體主要賦存于絳道溝組大理巖、鈣絹片巖建造中。硅化大理巖、鈣絹片巖為尋找此類銅礦的主要標志。

（2）蝕變礦化標志。①含礦巖石蝕變主要有硅化、絹云母化。②地表褐鐵礦化的鐵帽標志，以及孔雀石化的直接標志。

9 結論及建議

本區礦床屬變質層控礦床，所以嚴格受到地層層位控制，即一定的巖性組合的地層單位控制一定的礦化作用，形成具有工業意義的礦體，具層控礦床的特點。工作區ZK003孔出現順層鉆進現象，未見含礦的大理巖，在以后工作中建議對①號礦體與褶皺構造、輝綠巖墻的關系進行研究。