甘肅文縣白皂山銅礦地質(zhì)特征及找礦標志淺析

劉偉剛

（甘肅省地質(zhì)礦產(chǎn)勘查開發(fā)局第一地質(zhì)礦產(chǎn)勘查院，甘肅 天水 741020）

白皂山銅礦地處甘肅省文縣范壩鎮(zhèn)白皂村以南，讓水河北岸，地理坐標：東經(jīng)105°03′00″~105°04′00″，北緯32°44′45″~32°45′15″（2000國家大地坐標系），礦區(qū)面積1.44平方公里。從文縣經(jīng)212國道到碧口鎮(zhèn)后轉(zhuǎn)鄉(xiāng)道通往范壩鎮(zhèn)，礦區(qū)距范壩鎮(zhèn)約5km。

白皂山銅礦的勘查工作程度較高，1995~1999年由甘肅省地礦局地質(zhì)一隊在文縣范壩—碧口一帶調(diào)查金、銅礦點時發(fā)現(xiàn)，隨后在開展筏子壩外圍找礦時開始勘查工作，2006年~2011年期間逐步開展了普查、詳查及補充詳查工作，提交小型銅礦一處。

1 勘查區(qū)地質(zhì)

1.1 地層

礦區(qū)地層簡單，主要出露陽壩組（Chy），屬長城紀碧口群，巖層呈北東向展布，總體為變質(zhì)中-基性火山巖、火山碎屑巖夾絹云石英片巖、綠簾綠泥絹云片巖的交互建造，是區(qū)域主要含礦地層。

區(qū)域上將陽壩組劃分為七個巖性段，礦區(qū)僅可見第五巖性段（Chy5）。該巖性段自北而南進一步細分為三個巖性層：

第三巖性層（Chy5－3）為黃綠色、綠色綠簾綠泥片巖（ECs）。

第二巖性層（Chy5－2）為深綠色綠泥片巖（Cs），局部夾黑灰色條帶狀磁鐵石英巖，該層為礦區(qū)內(nèi)重點含礦層，銅礦體產(chǎn)于其中。

第一巖性層（Chy5－1）為淺灰綠色、綠色綠簾石化絹云石英片巖（CQs）。

1.2 火山巖

礦區(qū)內(nèi)火山巖較為發(fā)育，主要見于陽壩組，巖性為變基性凝灰?guī)r、變基性火山熔巖，另有少量安山質(zhì)凝灰?guī)r。其噴發(fā)韻律對銅礦體具控制作用。先后經(jīng)歷了多種多期次變質(zhì)，如早期火山熱液自變質(zhì)作用以及后期的區(qū)域低溫動力變質(zhì)作用，其中區(qū)域動力變質(zhì)作用占主導地位，現(xiàn)已變?yōu)榫G片巖類。

1.3 構(gòu)造

區(qū)域上碧口群深構(gòu)造層次較深，以韌性變形為主。碧口群陽壩組經(jīng)歷了晉寧期兩次構(gòu)造變形疊加，主要為縱向構(gòu)造置換，形成了區(qū)域性的直立面理發(fā)育帶，表現(xiàn)為向南陡傾的大型單斜層，面理產(chǎn)狀傾向175°~185°，傾角∠65°~85°的。

此外多見不同方向、期次的節(jié)理裂隙，多被晚期石英脈或黃鐵礦黃銅礦細脈充填，規(guī)模較大的斷裂不發(fā)育。巖石經(jīng)歷較強烈的構(gòu)造變形，在石英中局部出現(xiàn)韌性剪切特征，如拉伸線理或旋轉(zhuǎn)碎斑等，綠泥石片巖、綠簾綠泥片巖中可見塑性流變。

1.4 圍巖蝕變

區(qū)內(nèi)圍巖蝕變發(fā)育，綠泥（綠簾）石化與黃鐵礦化在礦體頂?shù)装甯浇^強；絹云母化較為普遍，由礦體中向圍巖逐漸漸弱；硅化呈細脈狀，滲透交代現(xiàn)象明顯，主要分布于銅礦體及近礦圍巖之中；碳酸鹽化雖弱但普遍發(fā)育，方解石細脈沿裂隙及片理分布于礦石及圍巖之中，在近礦圍巖中均發(fā)生有碳酸鹽化現(xiàn)象。

1.5 地球物理特征

區(qū)域航磁測量顯示自白皂山—筏子壩一帶磁異常成群成帶出現(xiàn)，經(jīng)檢查多由磁鐵石英巖引起。礦區(qū)內(nèi)圈定1:1萬磁異常一處，磁異常中心位于正磁場中，向南、南東向傾伏，兩側(cè)無負磁場，推測由順層板狀磁性地質(zhì)體引起，向下無限延伸。經(jīng)工程揭露，地表CuⅠ－1礦體與異常位置吻合，并在深部發(fā)現(xiàn)了含銅磁鐵石英巖型和含銅綠泥片巖型銅礦石，證明該異常為CuⅠ－1礦體引起的礦致異常。

1.6 地球化學特征

依據(jù)1:20萬區(qū)域化探成果，區(qū)域上大部分銅礦（化）點無異常顯示或僅有若干Cu、Co、Au孤立點異常，1:5萬化探圈定的Hs－37（甲2）異常包含礦區(qū)，主要異常元素為V-Ni-Cr-Pb-Co-Mn，表現(xiàn)為區(qū)內(nèi)火山巖系元素組合與后期熱液元素的進一步疊加特征。依據(jù)巖石化學測量結(jié)果進行相關(guān)分析，區(qū)內(nèi)Cu、Ni 、Zn、Co、Cr等元素關(guān)系密切，可直接或間接指導找礦。

2 礦體地質(zhì)特征

2.1 礦體特征

白皂山銅礦賦存于長城紀碧口群陽壩組第五巖性段，海相基性火山巖較為發(fā)育，火山噴發(fā)具有一定的韻律特征，對銅礦體產(chǎn)出層位控制顯著，處于正常沉積巖（顏色較淺）與的變基性火山巖（顏色較深）韻律組合層內(nèi)，礦體產(chǎn)于絹云石英片巖—綠簾綠泥片巖的過渡帶中，與圍巖接觸接觸關(guān)系以整合為主。礦體主要為層狀或似層狀，向兩端變?yōu)橥哥R狀，直到逐漸尖滅。目前圈定銅礦體2條（圖1），簡要特征如下：

圖1 白皂山銅礦778m中段（PD3）平面示意圖

CuⅠ－1礦體：地表施工TC0、TC4、TC6三個槽探，控制礦體約140m；在深部由PD1、PD2、 PD3、 PD4三個平硐工程控制，PD4以下施工9個坑內(nèi)鉆探工程，共控制礦體垂深505m。礦體的厚度由地表向深部逐漸增大，一般0.78m~12.74m，最大可達14.04m，礦體平均厚度5.2m；礦體品位一般0.41%~6.67%，最高9.95%，平均品位1.82%。礦體形態(tài)呈簡單層狀、似層狀產(chǎn)出，其產(chǎn)狀150°~190°∠70°~80°。礦石類型單一，為黃鐵礦化黃銅礦化綠泥片巖型。厚度變化系數(shù)65.95%，為穩(wěn)定型，品位變化系數(shù)119.80%，較均勻。CuⅠ－1礦體的頂板、底板厚1m～5m，均為絹云綠泥片巖，一般隨礦體的增大而增厚，隨礦體的尖滅而變薄甚至尖滅。

CuⅡ－1礦體：地表未發(fā)現(xiàn)，經(jīng)近地表平硐PD1發(fā)現(xiàn)的一條盲礦體，深部由三個平硐工程（PD2、 PD3、 PD4）及7個坑內(nèi)鉆探工程控制，目前共控制礦體垂深390m（標高531m~921m）。該礦體厚度沿傾向較為穩(wěn)定，一般為0.77m~2.86m，最高可達6.25m，其平均厚度為1.82m；礦體品位一般在0.36%~2.72%，最高品位5.19%，平均2.48%。該礦體形態(tài)為似層狀，沿走向兩端逐漸變?yōu)橥哥R狀，直至礦體尖滅，礦體陡傾，產(chǎn)狀170°~190°∠70°~75°。礦石類型為黃鐵礦化、黃銅礦化磁鐵石英巖型。厚度變化系數(shù)77.86%，屬穩(wěn)定型；品位變化系數(shù)59.51%，有用組分分布均勻。礦體頂板巖性為（綠泥）絹云石英片巖，底板巖性為綠泥片巖。

由以上可知，礦體中淺部厚度較小，銅品位普遍偏低，向深部厚度變大，銅品位逐漸變富。

2.2 礦石質(zhì)量

該礦床礦石自然類型分為兩類：含銅綠泥（綠簾）片巖型及含銅磁鐵石英巖型。礦石中原生礦物主要為黃鐵礦、磁（黃）鐵礦、黃銅礦，地表附近氧化礦石中可見孔雀石、褐鐵礦及銅藍，礦物成份相對簡單。主要脈石礦物有綠泥石、綠簾石、石英，以及少量的碧玉、白云母、陽起石等。

礦石結(jié)構(gòu)多為自形－他形粒狀結(jié)構(gòu)，少量呈現(xiàn)交代溶蝕結(jié)構(gòu)和文象結(jié)構(gòu)，局部可見固溶體分離結(jié)構(gòu)。礦石構(gòu)造多為條帶狀、稀疏浸染狀，磁鐵石英巖型礦石多為致密塊狀。

礦石中除主成礦元素Cu以外，伴生Au含量0.15g/t~0.34g/t；Ag含量4.05g/t~8.90 g/t；Zn含量0.24%~1.72%，均可綜合回收利用。有害元素Pb、As、Mg含量低。Cu分布不均勻，含量變化大，從含銅綠泥片巖型→含銅磁鐵石英巖型，Cu品位大幅提高。

3 礦床成因與找礦標志

3.1 礦床成因

白皂山銅礦成因可與筏子壩銅礦進行類比。其成因為火山噴流（氣）－沉積、區(qū)域變質(zhì)作用疊加后期熱液改造作用，且后期熱液疊加作用相對較強，屬海相基性火山噴流（氣）—沉積變質(zhì)型礦床。

3.2 找礦標志

（1）地層標志：地層層位控制礦體產(chǎn)出，位于正常沉積巖向變質(zhì)中基性火山巖及凝灰?guī)r過渡帶，其中產(chǎn)出的硫、鐵富集的磁鐵石英巖及相應層位的地表孔雀石化鐵帽，是直接找礦標志。

（2）構(gòu)造蝕變標志：相應層位中的構(gòu)造糜細條帶及其中不規(guī)則發(fā)育的脈狀、條帶狀分布的金屬礦物；圍巖與礦體分界清晰，具有強烈的片理化現(xiàn)象。發(fā)育特征蝕變?nèi)缇G簾、綠泥石化，碳酸鹽化及沿層間裂隙產(chǎn)出的硅化等。

（3）地球化學標志：1：20萬、1:5萬水系沉積物測量中Cu異常雖然不顯著，但化探綜合異常中與Cu相關(guān)元素異常較好，可作為尋找該類型銅礦的地球化學標志。

（4）地球物理標志：白皂銅礦主要礦石類型均具有一定的磁性，如磁鐵石英巖和綠片巖中的磁鐵礦、磁黃鐵礦等均可引起異常。處于綠色巖系和淺色巖系過渡部位的磁異常均具有一定的找礦前景，尤其規(guī)模較大、連續(xù)性相對較好好、正負異常相伴且強度高的磁異常無疑最具找礦價值。

（5）其它標志：該區(qū)古人采礦活動活躍，已發(fā)現(xiàn)多個古人采礦老硐，受限于當時采礦技術(shù)均位于淺部，向深部開拓有限，且地表可見選冶剩余的煉渣，古人采冶遺跡也是良好的找礦標志。礦區(qū)及周邊有銅廠里、銅廠溝、銅礦山等多個與銅有關(guān)的地名，亦是找礦的有用信息。

4 結(jié)論

（1）白皂山銅礦產(chǎn)于長城紀碧口群陽壩組，銅礦體于特定過渡層位產(chǎn)出，即變質(zhì)基性火山巖與正常變碎屑沉積巖交互韻律組合層內(nèi)，為海相基性火山噴流（氣）—沉積變質(zhì)型礦床。

（2）銅礦體多呈層狀、似層狀產(chǎn)出，向兩端延伸漸變?yōu)橥哥R狀。礦石類型主要為黃鐵黃銅礦化綠泥（綠簾）片巖型及黃鐵黃銅礦化磁鐵石英巖型，銅礦體由地表向深部品位逐漸變富，厚度變大。從現(xiàn)有的資料來看，其延伸和規(guī)模仍具有較好的遠景，有必要對外圍相應層位進行追索，對深部進一步控制。

（3）白皂山銅礦找礦標志主要為：正常的變碎屑沉積巖向變質(zhì)的火山巖過渡地帶，構(gòu)造糜細帶及片理化現(xiàn)象，地表的孔雀石化、銅藍及深部黃銅礦化、黃鐵礦化、硅化、綠泥石化、酸鹽化等蝕變均為重要的找礦標志。