山西省垣曲縣葫蘆峪一帶銅礦地質(zhì)特征與礦床成因

李 瓊

（山西省地質(zhì)勘查局214 地質(zhì)隊(duì)，山西 運(yùn)城 044000）

區(qū)域內(nèi)自50 年代至今，先后進(jìn)行過銅、鐵礦普查找礦，區(qū)域地質(zhì)礦產(chǎn)調(diào)查和鐵礦勘查等各類地質(zhì)工作。2000-2001 年，山西省地調(diào)院針對(duì)區(qū)內(nèi)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(xué)測(cè)量。其中杜家溝測(cè)區(qū)(Cu-38)，面積6.0km2，槐樹莊測(cè)區(qū)(Cu-36)，面積6.0km2，圈出多處異常，認(rèn)為Cu為本區(qū)的主要成礦元素；2008-2010 年214 地質(zhì)隊(duì)在該區(qū)進(jìn)行了普查地質(zhì)工作，通過地質(zhì)、物探、化探、巖礦測(cè)試等有效工作手段對(duì)礦區(qū)進(jìn)行了較深層次的研究，2014-2017 年在普查工作的基礎(chǔ)上進(jìn)行了續(xù)作，本文報(bào)道此次工作的成果。

1 區(qū)域地質(zhì)背景

山西省垣曲縣葫蘆峪一帶銅礦大地構(gòu)造位置位于華北板塊華北南緣板內(nèi)活動(dòng)帶中條山-焦作板隆中條山塊凸。區(qū)內(nèi)構(gòu)造復(fù)雜，經(jīng)歷了多期次構(gòu)造活動(dòng)改造，其中比較發(fā)育的有褶皺構(gòu)造和斷裂構(gòu)造。與銅礦成礦有關(guān)的主要為新太古代宋家山期構(gòu)造。區(qū)內(nèi)巖漿活動(dòng)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(qū)地質(zhì)

（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(xiàn)分述如下：絳道溝組，分布于礦區(qū)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(zhǎng)角閃巖，在銅溝一帶夾炭質(zhì)絹片巖。其中硅化大理巖和鈣絹片巖為區(qū)內(nèi)的主要含銅礦巖層。大梨溝組，分布于礦區(qū)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(zhì)絹片巖及斜長(zhǎng)角閃巖。

（2）構(gòu)造，褶皺構(gòu)造早期表現(xiàn)為擠壓應(yīng)力下產(chǎn)生的一系列緊閉同斜褶皺和平行其軸面的片理構(gòu)造，晚期表現(xiàn)為疊加于早期褶皺之上的傾伏褶皺，該期褶皺對(duì)區(qū)域內(nèi)的沉積變質(zhì)巖型銅礦具有明顯的控制作用。

（3）巖漿巖。區(qū)內(nèi)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(zhì)及化探異常圖（部分裁剪版）

3 礦區(qū)地球物理特征

通過標(biāo)本電性測(cè)定結(jié)果，礦區(qū)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(zhǎng)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(rèn)為，本區(qū)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(qū)巖石化學(xué)特征

依據(jù)1：1 萬土壤地球化學(xué)測(cè)量成果，區(qū)內(nèi)共圈出銅元素異常20 個(gè)，金元素異常10 個(gè)，銀元素異常3 個(gè)，鋅元素異常6 個(gè)，鈷元素異常4 個(gè)。其中銅元素具三級(jí)濃度分帶13 個(gè)，具二級(jí)濃度分帶11 個(gè)，根據(jù)異常所處地質(zhì)環(huán)境，結(jié)合異常特征，對(duì)找礦有意義的異常8 個(gè)，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(qū)內(nèi)最好異常（見圖1）。本次工作共布設(shè)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(dá)9645×10-6，銅元素含量高的地方，對(duì)應(yīng)地表有銅礦體。

5 礦體地質(zhì)特征

現(xiàn)將各礦化帶特征分述如下：①號(hào)礦體走向?yàn)楸北睎|-南南西向，長(zhǎng)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(biāo)高605m～854 m。礦體主要產(chǎn)于大理巖和硅化大理巖中，部分產(chǎn)于鈣絹片巖中，受地層、巖性控制，礦體形態(tài)比較規(guī)整，呈似層狀，透鏡狀。礦體頂、底板為鈣絹片巖，個(gè)別為大理巖。②號(hào)礦體方向?yàn)楸北蔽?南南東，礦體長(zhǎng)42m，礦體延深25m，產(chǎn)狀96°∠81°，礦體厚度2.01m，礦體品位0.40%～0.89%，平均0.68%，礦體標(biāo)高791m～810m。礦體產(chǎn)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(hào)礦體為北西西-南東東向，礦體長(zhǎng)約102m，礦體延深125m，礦體產(chǎn)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(biāo)高590m～769m。礦體產(chǎn)于硅化大理巖中，頂?shù)装寰鶠楣杌罄韼r。礦化為孔雀石、黃銅礦、斑銅礦、褐鐵礦、少量黃鐵礦。巖石蝕變?yōu)楣杌＂芴?hào)礦體方向?yàn)楸蔽魑?南東東。礦體長(zhǎng)度138m，礦體延深80m，產(chǎn)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(biāo)高720m～786m。⑤號(hào)礦體產(chǎn)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(chǎn)狀309°∠62°，長(zhǎng)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(xiàn)為孔雀石化，呈鮮綠色，薄膜狀分布于裂隙面、片理面上。⑥號(hào)礦體產(chǎn)于鈣絹片巖中，呈北東～南西走向，產(chǎn)狀321°∠61°，地表長(zhǎng)89m，寬2m，真厚度2.11m，平均Cu 品位3.01%，礦化主要表現(xiàn)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(zhì)量

（1）礦石結(jié)構(gòu)、構(gòu)造。根據(jù)物相分析結(jié)果本區(qū)地表礦石主要為氧化礦。氧化礦石結(jié)構(gòu)：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(xiàn)。氧化礦石構(gòu)造：膠狀構(gòu)造、網(wǎng)脈狀構(gòu)造和放射狀構(gòu)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(zhǎng)石≤10%、鉀長(zhǎng)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(jù)礦石物相樣分析報(bào)告，本區(qū)①、②號(hào)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(yè)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(zhǎng)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(lán)、褐鐵礦。對(duì)照銅、鉛、鋅、銀、鎳、鉬礦地質(zhì)勘查規(guī)范（DZ/T 0214-2002），本礦區(qū)礦石工業(yè)類型為變質(zhì)巖層狀銅礦。

8 礦床成因及找礦標(biāo)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(tài)比較規(guī)則，呈似層狀、透鏡狀，嚴(yán)格受地層控制，與圍巖基本整合產(chǎn)出；礦石具有殘留的沉積構(gòu)造和結(jié)構(gòu)，如他形、半自形粒狀結(jié)構(gòu)、條帶浸染狀構(gòu)造，片狀構(gòu)造等；這些都表明沉積條件是成礦的主導(dǎo)因素。礦床具有大量變質(zhì)成因標(biāo)志，如礦石與圍巖同受變質(zhì)，圍巖蝕變主要為硅化、絹云母化，受原巖性質(zhì)控制且無顯著的組分帶入帶出；礦石具有反應(yīng)邊及交代殘余、假象結(jié)構(gòu)，以及受變質(zhì)而產(chǎn)生的揉皺構(gòu)造、石香腸構(gòu)造；礦石礦物有時(shí)呈細(xì)脈狀，但脈寬約0.01mm～0.1mm。所有這些都表明礦床經(jīng)受了后期構(gòu)造運(yùn)動(dòng)和熱液活動(dòng)的改造和疊加。所以，礦床屬于沉積變質(zhì)巖型。

8.2 找礦標(biāo)志

（1）巖性標(biāo)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(biāo)志。

（2）蝕變礦化標(biāo)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(biāo)志，以及孔雀石化的直接標(biāo)志。

9 結(jié)論及建議

本區(qū)礦床屬變質(zhì)層控礦床，所以嚴(yán)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(yè)意義的礦體，具層控礦床的特點(diǎn)。工作區(qū)ZK003孔出現(xiàn)順層鉆進(jìn)現(xiàn)象，未見含礦的大理巖，在以后工作中建議對(duì)①號(hào)礦體與褶皺構(gòu)造、輝綠巖墻的關(guān)系進(jìn)行研究。