淺析刁泉銀銅礦地質(zhì)特征及成因

王波濤，史 林，雷 鵬，馬建忠，李 陽(yáng)

（中國(guó)冶金地質(zhì)總局三局，山西 太原 030000）

刁泉銀銅礦床位于山西省靈丘縣柳科鄉(xiāng)刁泉村，為一伴生金的大型矽卡巖型銅銀礦床。本文對(duì)刁泉礦區(qū)歷年生產(chǎn)勘探及危機(jī)礦山、老礦山接替資源勘查項(xiàng)目資料系統(tǒng)整理，分析刁泉礦區(qū)地質(zhì)背景、成礦圍巖、控礦構(gòu)造、礦床特征等。

1 區(qū)域地質(zhì)特征

本區(qū)位于燕山斷塊西端廣靈-蔚縣塊坳的西南部，以唐河斷裂為界與燕山斷塊內(nèi)的淶源塊隆相接[1]。礦區(qū)內(nèi)出露地層自東南向西北依序?yàn)樾略沤缜喟卓谙底霞t色薄層狀燧石角礫石英砂巖、鐵質(zhì)砂巖，古生界寒武系-奧陶系夾少量砂礫巖的碳酸鹽巖類(lèi)，中生界上侏羅統(tǒng)白旗組中-中酸性火山巖夾細(xì)碎屑巖和張家口組酸性火山巖等。刁泉銀銅礦位于塔地火山盆地的東南邊緣，發(fā)育NW、NE向兩組斷裂并構(gòu)成菱形網(wǎng)狀格局，此外又有兩條近南北向斷裂，使該區(qū)成為巖漿活動(dòng)和成礦的有利部位。斷裂多為成礦前的，多為陡傾斜的張扭性或壓扭性斷裂[2]。主要侵入巖有刁泉巖體和小彥-槍頭嶺兩個(gè)燕山期次火山復(fù)合巖體。

2 礦區(qū)地質(zhì)特征

區(qū)內(nèi)出露主要為中元古界薊縣系、青白口系，古生界寒武系、奧陶系，中生界侏羅系及新生界第四系地層。侏羅系地層角度不整合于奧陶系、寒武系地層之上。

礦區(qū)處于區(qū)域槍頭嶺-大梁山-白北堡較深斷裂帶NE盤(pán)NE向斷裂發(fā)育地段，由此導(dǎo)致了刁泉雜巖體的侵入，形成了與中生代巖漿活動(dòng)有關(guān)的刁泉礦田。目前在礦區(qū)范圍內(nèi)地表可見(jiàn)一條NE向斷裂斜切刁泉巖體的東部，它可能在巖漿侵入前形成在成礦后又有活動(dòng)，從而對(duì)巖體和礦帶有輕微的錯(cuò)斷。

刁泉巖體出露面積0.7km2，地貌上呈一環(huán)狀馬蹄形洼地，中心部位為一小的凸起。平面上呈似圓狀，垂向上呈筒狀，往深部稍微膨大。接觸面在上部向巖體相對(duì)傾斜，到下部轉(zhuǎn)為向圍巖相背傾斜，傾角40°～80°。巖性由石英斑巖、花崗斑巖、黑云母石英二長(zhǎng)巖和細(xì)粒輝長(zhǎng)巖組成。

發(fā)育于巖體及其接觸帶附近的NNE、NNW、NW、NEE及NWW向的幾組裂隙，組成與次火山活動(dòng)有關(guān)的放射狀裂隙系統(tǒng)，常被礦脈充填，是有利的容礦構(gòu)造。刁泉巖體的環(huán)形接觸帶，在垂向上呈筒狀，往深部稍有膨脹變大，接觸面凹凸不平，形態(tài)復(fù)雜，是本區(qū)銀銅礦的主要儲(chǔ)礦構(gòu)造。

礦體的圍巖蝕變可分為兩個(gè)類(lèi)型：一是與熱變質(zhì)有關(guān)的大理巖化和角巖化；二是與熱液交代有關(guān)的絹云母化、鈉長(zhǎng)石化、鉀長(zhǎng)石化、硅化、矽卡巖化和碳酸鹽化等。由巖體向圍巖的蝕變分帶為以下內(nèi)容。

內(nèi)蝕變帶：巖體不同程度地發(fā)生絹云母化、鈉長(zhǎng)石化、鉀長(zhǎng)石化、硅化、綠泥石化、矽卡巖化和碳酸鹽化，蝕變帶寬度0m～20m。

矽卡巖帶：主要由透輝石-鈣鐵榴石矽卡巖、綠簾石矽卡巖、鈣鋁榴石矽卡巖組成。帶寬2m～60m不等。銀、銅礦體主要賦存在此帶。

外蝕變帶：包括內(nèi)側(cè)的透輝石化、鈣鐵榴石化、鈣鋁榴石化大理巖帶和外側(cè)的大理巖-角巖帶，前者寬0m～50m，局部賦存銀、銅礦體，后者寬100m～500m[2]。

3 礦床特征

刁泉礦帶環(huán)繞刁泉巖體接觸帶分布，周長(zhǎng)3000m，直徑約900m，刁泉銀銅礦主要賦存于該環(huán)狀斷裂帶中，并在環(huán)狀斷裂與放射狀斷裂交叉部位形成厚達(dá)礦體。主礦體25號(hào)礦體賦存于1610m標(biāo)高以上的第一個(gè)巖體與圍巖接觸帶，分布范圍波及整個(gè)環(huán)帶；2009年-2017年危機(jī)礦山及老礦山接替資源勘查在1610m標(biāo)高以下發(fā)現(xiàn)了賦存于巖體第二個(gè)“凹兜”的矽卡巖接觸帶內(nèi)的50號(hào)銀銅礦體[3]。現(xiàn)分述如下內(nèi)容。

（1）25號(hào)礦體。

主要賦存于燕山期花崗斑巖與寒武系石灰?guī)r的外接觸帶的矽卡巖中，分布在29-61線間，走向延長(zhǎng)1700m，最大延深達(dá)280m，厚1m～100m，埋深9m～322m，賦存標(biāo)高1560m～1850m。沿接觸帶61-55線近0°方向，55-47線30°方向，47-41線86°方向，41-33線140°方向，33-29線方向180°呈弧形展布。礦體在50-55線間分枝現(xiàn)象明顯。

（2）50號(hào)礦體。

賦存在53-61線間1610m標(biāo)高以下的第二個(gè)“凹兜”內(nèi)接觸帶，走向與巖體和圍巖接觸帶的走向一致。礦體經(jīng)工程揭露，從53線-61線延伸長(zhǎng)度450m，傾向延深最大340m(61線)，最小延深(53線)53m，平均延深158.2m。礦體賦存標(biāo)高為1393.4m～1693.6m，礦體埋深214.3m～466.2m。礦體在剖面上呈月牙狀或互層狀，平面上呈透鏡狀、條帶狀。礦體厚度也隨接觸帶形態(tài)而變化，一般圍巖凸向巖體的部位厚度最大，接觸帶的上下兩端礦體厚度最小，礦體在剖面上分支復(fù)合、膨脹、收縮現(xiàn)象明顯。礦體見(jiàn)礦厚度最大為79.20m(59線)，最小為4.30m(61線)，平均見(jiàn)礦厚度32.38m，厚度變化系數(shù)143.42%，屬較穩(wěn)定，礦體在59、57線厚度較大，向南西61線明顯變薄。礦體Ag工程平均品位29.45g/t～50.43g/t，平均39.49g/t，Cu工程平均品位0.33%～0.91%，平均0.67%。

4 礦床成因

中生代晉東北地區(qū)被卷入瀕太平洋活動(dòng)大陸邊緣區(qū)，以深斷裂為邊界的陸塊相對(duì)升降、逆掩（沖）推覆、拉張陷落并伴隨花崗巖類(lèi)巖漿噴發(fā)和侵入是這一階段構(gòu)造-巖漿活動(dòng)的特征。區(qū)域總體應(yīng)力特征是擠壓，形成以若干NE向和NE向貫通性區(qū)域深斷裂為主干的網(wǎng)狀斷裂系統(tǒng)，這些主斷裂均具有相當(dāng)?shù)膹V度和深度，為后期中生代深源巖漿的導(dǎo)巖構(gòu)造，控制了銀、銅、金多金屬成礦物質(zhì)的深源巖漿巖來(lái)源[2，5]。

燕山期中酸性巖漿沿這些斷裂分期次侵入，并與圍巖（碳酸鹽巖）在熱接觸變質(zhì)作用的基礎(chǔ)上和高溫氣化熱液影響下，經(jīng)接觸交代作用形成矽卡巖[2，4]。由于巖漿進(jìn)一步冷凝分異出含礦汽水溶液，并于矽卡巖發(fā)生充填交代、擴(kuò)散交代作用，金屬礦物在矽卡巖中發(fā)生沉淀，形成了典型的接觸交代(矽卡巖)型銀銅礦床。

從刁泉銀銅礦地球化學(xué)特征可認(rèn)為：本礦床是與刁泉復(fù)式巖體有關(guān)的矽卡巖型銀銅礦為主的多金屬礦床。其Cu、Au同時(shí)成礦外，尚表現(xiàn)出與花崗斑巖的親源性，并使之疊加于Cu、Au之上，使Ag更富集，礦體規(guī)模更大[6]。

根據(jù)刁泉銀銅礦地質(zhì)及地球化學(xué)特征，礦床形成過(guò)程主要經(jīng)歷倆個(gè)階段：

（1）侏羅紀(jì)火山活動(dòng)期，刁泉破火山口被黑云母花崗巖、輝長(zhǎng)巖、花崗斑巖、石英斑巖先后充填，形成火山頸相的刁泉超單元巖體，與寒武系中、上統(tǒng)及奧陶系下統(tǒng)灰?guī)r沿接觸帶產(chǎn)出雙交代作用，形成矽卡巖的部分氧化礦物堆積。

（2）沿接觸帶構(gòu)造薄弱帶和矽卡巖帶富含成礦物質(zhì)的巖漿期后熱液與晚期交代巖伴生疊加于矽卡巖之上成礦，形成Cu、Ag、Au礦床。當(dāng)花崗斑巖晚期侵入時(shí)，成礦作用二次疊加，使銀銅礦體更加富集，組成礦物更加復(fù)雜[7]。在深部侵入體熱液驅(qū)動(dòng)下，由殼幔混源的巖漿期后熱液和天水熱液循環(huán)所淋濾地層中的成礦物質(zhì)，在矽卡巖接觸帶成礦。

5 找礦標(biāo)志

（1）構(gòu)造標(biāo)志：NW和NE向斷裂的交匯部位是成礦的有利部位。

（2）地層巖性標(biāo)志：寒武系碳酸鹽巖易與燕山期中酸性巖漿巖進(jìn)行雙交代，形成矽卡巖，利于礦質(zhì)沉淀；青白口系長(zhǎng)龍山-井兒峪組礫巖有儲(chǔ)礦空間，為礦質(zhì)沉淀的有利場(chǎng)所。

（3）蝕變標(biāo)志：與成礦有關(guān)的蝕變?yōu)槲◣r化、硅化、角巖化、黃鐵礦化等。

（4）地球化學(xué)找礦指示元素：Ag、Au、Cu、Pb、Zn、As、F、Ni、Cr、Ba。

（5）地球物理標(biāo)志：利用巖體和圍巖的物性差異，利用重磁聯(lián)合勘探來(lái)圈定巖體及接觸帶的范圍和形態(tài)，利用抗干擾激電測(cè)深方法在推測(cè)的接觸帶上尋找低阻體[8]。