甘肅紅柳泉北山銅多金屬礦的礦化富集規律及找礦方向研究

羅云偉

（甘肅省地質礦產勘查開發局第三地質礦產勘查院，甘肅 蘭州 730000）

甘肅紅柳泉北山礦區基性巖體接近地表，受地形限制，對該地區的地質勘探工作較少，對礦床了解相對模糊。該地區地殼活動頻繁，巖漿對成礦十分有利。多年以來各個地質專家學者相繼在該地區展開地質勘探工作，但資源量與該礦區的估計的巨大礦藏相差較大。經各個科研機構的調研，勘測后發現，該地區仍有較大的礦藏，但對礦化富集規律和找礦方向的研究不夠全面，所以本文對該地區地質概況，礦床地質特征闡述，分三組介紹了該地區地質特征，通過成礦地質特征分析，考察礦體空間分布規律，走向變化規律和礦體側伏規律，以求對該地區礦床分布的了解和今后找礦方向提供借鑒意義[1]。

1 區域地質概況與礦區成礦地質特征

該地區處于多個地質板塊交匯部位，經各個時期的多期地殼變遷，受板塊斷裂擠壓的復雜影響，形成復雜的造山帶。晚元古代至早古生帶時期的裂谷作用下，含銅的基性巖石斷層向上遷移，出現大量火山巖。晚元古宙早期的拉張造成哈薩克斯坦與天山板塊不斷向下運動。奧陶紀時期裂谷南側出現火山，北側則未見火山痕跡。早古生代出現雙峰式山群，造成裂谷皺褶。皺褶主要出現在呼勒哈德一馬鬃山，底層倒轉后，傾向北40°，紅柳泉核部底層主要為奧陶紀羅雅楚山組，兩側為寒武紀雙鷹山組。斷層主要由破城山斷裂帶，玉石山斷裂帶構成，傾向南55°。具破碎帶、角礫巖、三角面標志，局部有糜棱巖出現。區域內出露地層為早古生界一套厚度巨大的海相火山沉積巖系二郎坪群，與成礦關系密切，是重要的有色金屬及貴金屬成礦地質單元。斷裂帶東西兩端向東北向交匯，對巖漿入侵有所阻隔作用，決定了基性-超基性巖體的形成部位，因此該斷裂帶是尋找銅多金屬礦的有利部位。元古代地層以蓋層出現，歷經多期運動，已褶皺的地層受后期構造運動的強烈影響，導致了區內褶皺重復，斷裂交織，形成十分復雜的結構。該結構自下而上分為小寨組、火神廟組和大廟組，各組均呈斷層，互無接觸關系。

小寨組：為一套炭質陸緣碎屑沉積而成的巖石，主要富含炭質絹云母片巖，絹云母石英片巖和黑云母英巖，變粒巖和石英砂巖，與火神廟組互為斷層，無接觸。

火神廟組：為一套海中火山噴發而成的板巖，分異較完全，覆蓋于小寨組之上，直接接觸，為本地區重要富礦巖層。

大廟組：為一套變質碳酸鹽細，有變質碎屑巖堆積而成，主要巖性為大理石，砂礫巖，條紋巖，閃片巖，云英，硅化巖和角斑巖，與火神廟組互為斷層，無整合[2,3]。

2 礦化富集規律

礦石成分主要有金屬礦物，非金屬礦物，次生礦物和表生礦物。金屬礦物主要砷鎳礦、黃銅礦、黃鐵礦、自然銅。金屬氧化物有磁鐵礦。非金屬礦物有橄欖石、角閃石、方輝石、紫蘇石、黑云母。次生礦物有葡萄石、綠泥石，表生礦物有孔雀石、褐鐵礦。一般富Cu、Ni的礦石中Co的含量也高。

礦石中結構一般有半月形結構，交代殘余結構，侵蝕結構。金屬礦物一般呈半月形結構或粒狀分布，金屬礦物顆粒間距不等，常夾雜其他金屬礦物而呈現蜂窩狀構造，礦物顆粒粒徑約為0.05smm～2smm.

紅柳泉礦區1號巖體中礦床與普通巖層分解不是很明顯，肉眼無法直接分辨，對巖層取樣，通過儀器分析樣品成分確定大概分界線。銅礦主要產于橄欖巖，礁灰巖中雖也有產出，但規模較小。經探測及樣品分析結果為巖體的側伏情緒提供理論依據，從已知礦體來看，在9～13線有兩個礦體，一是產自巖體內部的懸浮礦體，二是產自巖體底部的接觸礦體，且礦體走向表現為上部陡峭下部平緩。目前已知的紅柳泉礦區的銅多金屬礦主要由3個，3個礦體平面上為層狀分布，上層為帶狀，中間為透鏡狀，下層為不規整褲腿狀。礦體規模大小不一，長度不等。根據先前各研究機構探礦成果，可以了解礦體的規模，分布和摻量。礦區品位等值線如圖所示

圖1 礦區品位等值線

礦區上隱伏巖體環狀分布的礦床（點）眾多，根據巖體控制分布特點，和地質構造單元條件限制，礦床分布上以巖體為中心呈環繞式放射分布。以1:2.5萬溝系次生暈測量圖，探測異常出大多與發現的礦脈位置吻合。所以可以通過探測異常結果整理研究，確定礦床大概分布，自南北向向東西向以此劃分2個異常帶，異常帶1位于蘆家坪至油葫蘆溝的西北方向，呈帶狀分布，長約2800m，寬約1000m，發現礦脈1，主要以銅礦為主，伴隨金，銀及鉛。礦脈2位于半截洼東南方向，長約2300m，寬約500m，主要以銅礦為主，伴隨金，鋅。

2.1 礦體走向變化規律

礦脈3規模較大，且控制程度較高，其構造與地層特點與礦脈2 幾乎相同，具有一定典型特征，對其走向厚度分析，品位變化，總結礦脈走向變化規律。礦脈3的走向變化為厚度40.5～1，水平方向厚度變化不大，局部地段厚度變化明顯，礦體呈脈狀，透鏡狀分布。垂直方向上品位30X20-6～1680X10-6，變化范圍較大，反映出礦脈變化特異性，礦化以銅礦為主，主要富集于6～12，20～29線，厚度與品位反向正相關[4]。

2.2 礦體側伏規律

礦脈3圈出礦體3個，分別位于23～30，15～21， 5～15線，且礦體自80m至890m傾斜，一號礦體以21線為中心，向下延伸，并向西230度方向側伏。2號礦體為盲礦，自735m至879m傾斜，呈透鏡狀向下延伸，向西北230度方向側伏。3號礦體自869m至765m延伸，無側伏規律，且礦段出現斷續，呈褲腿狀分布。礦體3無明顯邊界，其縱深下礦體分布較為豐富，找礦前景巨大。礦體走向如下圖2所示：

圖2 礦體走向

3 找礦標志及找礦方向

地殼運動的過渡層屬于大陸邊界環境，基性一超基性巖體多形成于該邊緣。原因是受板塊下沉作用影響，地表巖石經火山巖漿熔融形成玄武巖，富含鎂鐵的巖漿發生結晶分異，被板塊持續擠壓抬升形成初始巖漿層。由于兩種巖漿熔融液互不相容，從而形成超鎂鐵巖體和鈣堿性巖體。巖石中橄欖石含量高達6%，巖漿層不斷向上遷移，并進行液態分離，溫度不斷降低，壓力減弱，上侵入后形成超鎂鐵巖層，此時的巖層溫度還未完全褪去，也未硬質化，具有液態流動性，經過早古生代的擠壓，將去擠壓在山群的大理巖和寒武系硅質板巖中進而形成礦層。位于紅柳泉礦區附近的巖體富礦，銅鎳含量較高，比例系數為0.93：0.85，且隨海拔降低銅鎳元素富集程度越高，與目前國內的銅鎳礦成礦規律，估計地表深處的富礦程度更高，銅礦容量更大。紅柳泉礦區含礦巖體中銅鎳元素含量隨氧化鎂的含量降低而升高，這說明鎳元素含量與鎂元素含量呈正相關，銅和鎳伴生，且同一巖體銅含量大于鎳含量，所以礦區富含鎂元素的褐鐵礦和富含鎳元素的孔雀石可以作為尋找銅多金屬礦的直接依據。對巖體成分分析，可以快速判斷是否含礦及礦床分布規模。以下幾點可以為找礦方向提供依據：

（1）根據成礦特點，考慮礦體東西兩端都有沉積現象，被認為有較大可能形成厚度較大的早期鐵礦。受板塊斷裂影響，巖體呈現鐵礦分布不均，東段礦床富集度更高，西段更低，所以可以判斷礦體向西側伏要短，向東側伏較長。

（2）礦體向東西兩側延伸，處于火神廟組與大廟組的互不接觸面，且上層褶皺多于下層，推測兩者在構造過程中存在運動差異，東側褶皺程度會大于西側褶皺程度

（3）根據礦床溫度可以判斷金屬元素成礦分布具有差異性，礦體在東西兩側都有找礦潛力，但東側潛力較西側潛力更大。

4 結語

本文介紹了甘肅紅柳泉地區的地質概況，由多期板塊拼裂而成的塔里木板分布著復雜造山帶，富集基性-超基性巖體，有利于形成銅多金屬礦。對礦化地質特征分析，對小寨組，大廟組，火神廟組的地質狀況總結。通過礦化富集規律，礦體走向變化規律和礦體側伏規律三方面分析，對礦化成因和礦化富集規律做了初步的討論，總結成礦帶的成礦機制和成礦規律，為找礦的方向做進一步探討。