勉縣火地溝銅礦床地質(zhì)特征及成礦條件淺析

張 詵，劉錦星，陳家輝，王 徽

(1.咸陽西北有色712總隊有限公司，陜西 咸陽 712000；2.昆明市東川金水礦業(yè)有限責(zé)任公司，云南 昆明 654100)

0 引 言

隨著近幾年金屬礦產(chǎn)價格上漲，被廣泛應(yīng)用于電力和電訊工業(yè)的銅礦及其產(chǎn)品備受關(guān)注。勉縣火地溝位于陜西省漢中市勉縣茶店鎮(zhèn)附近，地理坐標(biāo)為東經(jīng)106°26′27″～106°27′21″，北緯33°09′52″～33°10′16″。

1 區(qū)域地質(zhì)概況

該區(qū)處于“勉略陽三角地帶”中部的雞公石向斜北翼，“勉略陽三角地帶”屬摩天嶺—陽平關(guān)滑脫逆沖帶向東延伸的楔形地塊，由基底和蓋層2部分組成。基底主要由北部的太古代魚洞子巖群古老變質(zhì)巖系和下、中元古界何家?guī)r巖群與南部的中元古界大安巖群拼合而成。在拼合帶有中、上元古界碧口巖群(中部火山巖帶)以及超基性-中基性-中酸性巖脈出露；蓋層主要為震旦系雪花太坪組和斷頭崖組，以及古生界泥盆系、石炭系，見圖1。

圖1 勉略陽三角區(qū)地質(zhì)構(gòu)造示意圖

勉略陽地區(qū)大地構(gòu)造位置特殊，構(gòu)造表現(xiàn)形式復(fù)雜多樣。南部以漢江斷裂為界與揚子板塊分割，北以略褒斷裂為界與秦嶺造山帶毗鄰，形成向東收斂、向西撒開的扇形構(gòu)造格局。受南北兩大構(gòu)造體系影響，區(qū)內(nèi)巖石變質(zhì)變形強烈，斷裂、褶皺構(gòu)造非常發(fā)育，巖漿活動頻繁，區(qū)域成礦地質(zhì)條件有利，形成北西西向，近東西向、北東東向3條構(gòu)造巖漿成礦帶。雞公石向斜即處在南部北東東向構(gòu)造巖漿成礦帶上，是該區(qū)的銅、金礦產(chǎn)重要成礦帶。

雞公石向斜核部由雪花太坪組沉積蓋層組成，南翼為大安巖群淺變質(zhì)海相火山巖系，北翼為碧口群郭家溝巖組淺變質(zhì)火山沉積巖系。向斜構(gòu)造軸線在娑婆溝—鈉家河壩—望天坪一帶，走向北東東—南西西，軸面總體向北陡傾，為向南倒轉(zhuǎn)的復(fù)向斜。

礦化圍巖為硅化白云巖、碎裂白云巖及炭質(zhì)板巖、泥鈣質(zhì)板巖，受北東東向壓扭性斷裂及共扼張性斷層控制，斷層交匯分支復(fù)合部位易形成富礦結(jié)。斷裂帶內(nèi)中—基性巖脈、超基性巖脈及酸性小巖株不同程度展露，其邊部也常具金銅礦化，礦化蝕變主要為硅化、鈉化、鐵碳酸鹽化及黃鐵礦化。

2 礦區(qū)地質(zhì)特征

2.1 地層

礦區(qū)主要出露震旦系雪花太坪組：

雪花太坪組第二巖性段(Z1xh2)：主要由絹云母板巖、粉砂質(zhì)絹云母板巖、鈣質(zhì)板巖、碳質(zhì)板巖組成，夾白云巖、變質(zhì)粉砂巖薄層。顏色較雜，各種板巖之間沒有明顯的界限。局部板巖與白云巖透鏡體接觸部位見有孔雀石化。分布于礦區(qū)的北西部，以斷裂與上下巖層接觸，地層走向近北東，傾向北西，傾角50°～70°，在礦區(qū)出露面積較小。

雪花太坪組第三巖性段(Z1xh3)：主要由碳硅質(zhì)板巖、綠泥絹云板巖、凝灰質(zhì)板巖、白云質(zhì)灰?guī)r、薄層灰?guī)r組成，夾有白云巖透鏡體。分布于礦區(qū)的西北部及西部，地層走向近北東，傾向北西，傾角50°～70°。

雪花太坪組第四巖性段(Z1xh4)：主要由硅質(zhì)白云巖、碎裂硅化白云巖組成，局部偶爾夾有板巖薄層，呈巨厚層狀，層理不發(fā)育，其內(nèi)斷裂構(gòu)造發(fā)育，地層總體走向北東，向北西傾，傾角40°～75°，與上覆及下伏地層多為斷裂接觸關(guān)系，是礦區(qū)內(nèi)要的金銅礦化賦存層位。

2.2 構(gòu)造

礦區(qū)位于雞公石向斜南翼近軸部，地層呈一單斜構(gòu)造。區(qū)內(nèi)構(gòu)造發(fā)育，按照走向可分為NE向斷裂、NNE向斷裂，其它方向均有裂隙發(fā)育，對成礦影響較小。

2.2.1 NEE向斷裂

是礦區(qū)內(nèi)最為發(fā)育的1組斷裂，走向與地層走向一致，具有舒緩波狀特點，走向上規(guī)模較大的有3條，長度200～1 000 m，是1種高角度的逆沖斷裂，傾向北，傾角45°～85°，該組斷裂為本區(qū)的主要控礦斷裂。礦區(qū)內(nèi)的主要控礦斷裂為F2、F3斷裂，其它斷裂中目前局部見有小規(guī)模的銅、金礦化。

(1)F1斷裂

分布礦區(qū)北側(cè)板巖中，長度大于800 m，走向80°，斷裂面向北傾，傾角45°～75°，表現(xiàn)為1～10 m的擠壓破碎帶，帶內(nèi)常見有炭質(zhì)、泥質(zhì)、板巖構(gòu)造角礫等成分，局部有黃鐵礦化、黃銅礦化。

(2)F2斷裂

發(fā)育在板巖與厚層白云巖的接觸帶上，局部在白云巖中通過，長度大于1 500 m，走向北東東—北東向，傾向北或南，傾角50°～85°，斷面清晰，具有明顯的斷層角礫巖，寬度0.50～3.0 m，沿傾向及走向具有舒緩波狀變化特征，斷層角礫巖為主要的銅金礦化巖石。局部地段見有鈉長巖脈順斷層侵入。該斷裂為礦區(qū)主要的控礦斷裂之一，Ⅰ號銅礦體賦存于其中。

(3)F3斷裂

位于F2斷裂斷裂以南20～100 m處，西端與F2斷裂相交，長度大于1 000 m，發(fā)育于硅質(zhì)白云巖層內(nèi)，走向北東東，向北西傾，傾角60°～85°，見有明顯的斷層角礫巖，寬度0.50～3.0 m，局部見有鈉長巖脈順斷裂侵入，該斷裂為礦區(qū)的主要控礦斷裂之一，目前只發(fā)現(xiàn)銅(金)礦化體賦存于該斷裂中。

2.2.2 NE向斷裂

該組斷裂在礦區(qū)內(nèi)不甚發(fā)育，在礦區(qū)范圍內(nèi)僅見1條，分布在火地溝腦肖家院子一帶，長度大于300 m，傾向北西。該組斷裂往往錯斷北東東向斷裂，局部沿斷裂有鈉長巖脈或輝綠巖脈侵入，與銅、金礦化關(guān)系不大。

2.3 巖漿巖

礦區(qū)內(nèi)巖漿活動頻繁，巖脈發(fā)育，主要有輝綠巖、鈉長巖以脈巖形式產(chǎn)出，脈巖多順斷裂構(gòu)造侵入，形態(tài)多以其侵入時的構(gòu)造空間形態(tài)為其產(chǎn)態(tài)。順斷裂產(chǎn)出的鈉長巖脈與銅金礦化空間關(guān)系密切，且發(fā)生不同程度的絹云母化、鐵碳酸鹽化等蝕變。

2.4變質(zhì)作用及圍巖蝕變

主要圍巖蝕變?yōu)辄S鐵礦化、硅化、鐵碳酸鹽化。

3 礦體(層)地質(zhì)特征

3.1 礦體(層)特征

在F2斷裂中含銅礦化蝕變帶內(nèi)發(fā)現(xiàn)Ⅰ號銅礦體，白云巖中發(fā)現(xiàn)1個平行Ⅱ號銅礦化體。

Ⅰ號礦體，分布于4～14線間，地表由TC4-1、TC7、TC8、TC9、TC9-1、TC10、TC14-1探槽和PD1160坑道控制，地表出露標(biāo)高1 308～1 180 m，工程控制的最低標(biāo)高為1 160 m(PD1160坑道)。礦體長約550 m，平均水平厚度1.84 m(真厚度1.28 m)。

礦體形態(tài)為似層狀，沿走向和傾向具膨縮變化現(xiàn)象，通過勘查得知，礦體一般厚為1.00～2.00 m。

Ⅱ號銅礦化體，由TC8探槽控制。分布于硅質(zhì)白云巖的裂隙中，長近30 m，厚2.2 m，含銅0.33 %；礦體呈似層狀，產(chǎn)狀342°∠64°。

3.2 礦石質(zhì)量

礦石中主要金屬礦物有黃鐵礦、黃銅礦及少量自然金、褐鐵礦、孔雀石、藍銅礦等。脈石礦物有石英、白云石等。

黃銅礦：銅黃色，它形微細粒狀，粒徑0.02～0.3 mm，在礦石中多呈浸染狀、細脈浸染狀分布于非金屬礦物粒間或裂隙中。含量一般5 %～20 %。

黃鐵礦：淺黃色，半自形—它形微細粒狀，呈浸染狀分布。礦物含量一般1 %～10 %。

自然金：一般成群出現(xiàn)，粒度0.002～0.22 mm，形態(tài)為樹叉狀、片狀、針狀、角礫狀。主要為嵌布在脈石與黃鐵礦粒間的粒間金，其次見于脈石與黃鐵礦裂隙中的裂隙金，以及在黃鐵礦晶體內(nèi)的包裹金。

白云石：呈它形微細粒，粒徑0.01～0.35 mm，晶粒邊緣呈不規(guī)則鋸齒狀，顆粒較粗者常見平行菱形解理短對角線的雙晶。含量視礦石類型不同波動于10 %～80 %之間。

石英：有3種類型：①呈它形微細粒，粒徑0.03～0.6 mm；②呈它形微粒狀，少量纖維狀，粒徑小于0.1 mm，與黃銅礦為同期產(chǎn)物；③呈它形—半自形微細粒，粒徑0.03～0.3 mm，常形成寬0.02～0.35 mm邊緣平直的細脈。含量15 %～75 %。

由全分析結(jié)果可以看出，巖礦石主要由Si、Ca、Fe、S、Mg、Al等元素組成，主要有用元素為Cu，銅品位波動于0.30 %～6.61 %，一般為0.64 %～2.45 %，平均品位為1.45 %，品位變化系數(shù)37.53 %，屬均勻型。伴生有益組分為Au，金品位波動于0.07～5.26×10-6，一般0.20～0.60×10-6，平均品位為0.49×10-6。；有害元素Sb、As等。

礦石多為半自行-它形粒狀、碎裂狀狀、交代殘留、交代蠶食結(jié)構(gòu)，塊狀、角礫斑雜、侵染狀構(gòu)造。

礦石自然類型根據(jù)含銅礦物的賦存狀態(tài)，分為氧化礦石和原生硫化礦石2種類型。

礦石工業(yè)類型根據(jù)礦石礦物共生組合特征和礦石選冶特征，分為黃鐵礦化黃銅礦化硅化白云巖型；含孔雀石、藍銅礦褐鐵礦化硅化白云巖型。

黃鐵礦化黃銅礦化硅化白云巖型礦石為本礦床的主要類型礦石，其對應(yīng)的礦石自然類型為原生硫化礦石，Ⅰ號礦體的絕大部分為此種礦石。含孔雀石藍銅礦褐鐵礦化硅化白云巖型礦石即為氧化礦石，僅于地表少量分布。

3.3 礦體(層)圍巖與夾石

圍巖大部分為硅質(zhì)白云巖，局部出現(xiàn)鈉長巖和板巖，一般近礦部位為碎裂白云巖；各礦體均無夾石。

4 礦床成因及找礦標(biāo)志

4.1 礦床成因

雞公石向斜的基底層為變質(zhì)中基性海相火山巖，蓋層中同樣含有較高的銅元素。晚期強烈構(gòu)造巖漿活動，為本區(qū)成礦作用提供了熱源與熱動力，使地層中的成礦元素在結(jié)晶水、變質(zhì)水、層間水作用下，溶濾淬取滲濾性較強，凝灰?guī)r、碎屑巖中的銅成礦溶液在斷裂構(gòu)造帶中匯集交代使銅進一步富集。而推覆作用形成的逆沖斷層系統(tǒng)向下打通了基底層與蓋層之間的通道，向上在硅質(zhì)白云巖中形成良好的儲礦構(gòu)造。雞公石地區(qū)的地層、構(gòu)造、巖漿巖3方面具備理想的成礦地質(zhì)條件。

該區(qū)銅礦屬受斷裂構(gòu)造控制的熱液改造白云巖型銅礦床。

4.2 找礦標(biāo)志

震旦系雪花太坪組第四巖性段(Z1xh4)為銅礦的主要賦存層位，主要由硅質(zhì)白云巖、碎裂硅化白云巖組成，局部偶爾夾有板巖薄層，呈巨厚層狀，層理不發(fā)育，其內(nèi)斷裂構(gòu)造發(fā)育。

5 結(jié) 語

(1)區(qū)內(nèi)發(fā)現(xiàn)的銅礦(化)體賦存在震旦系雪花太坪組第四巖性段(Z1xh4)中，受多期構(gòu)造活動影響，礦區(qū)斷裂構(gòu)造發(fā)育，規(guī)模較小，對成礦影響不明顯。

(2)區(qū)內(nèi)巖漿活動頻繁，巖脈發(fā)育，脈巖多順斷裂構(gòu)造侵入，形態(tài)多以其侵入時的構(gòu)造空間形態(tài)為其產(chǎn)態(tài)。順斷裂產(chǎn)出的鈉長巖脈與銅金礦化空間關(guān)系密切。

(3)該區(qū)銅礦屬受斷裂構(gòu)造控制的熱液改造白云巖型銅礦床。