白銀火焰山礦床鳳凰山礦段地質特征及找礦前景探討

張 進，張 峰，馬世芳，任育榮，辛存林，馬景龍

（甘肅白銀深部礦業公司，甘肅 白銀 730900）

白銀廠位于白銀市以北13km處，行政區劃屬白銀區白銀市，是我國重要的銅金屬產地。上世紀40年代，以礦床類型對比研究的探礦理論，分析出礦區地層為變質火山巖系，以鐵礦假設鐵帽，確定該類礦床類比為“西班牙里奧延托式黃鐵礦型礦床”，實現該區域找礦思路上質的飛躍和突破，使白銀廠成為我國曾經最大的銅多金屬礦床。經過半個多世紀的開采，可采資源逐漸枯竭。為解決這一嚴峻問題，筆者通過廣泛開展的地質找礦勘查工作，對鳳凰山礦段以往地質資料進行了系統整理，應用“礦床類比”轉變為“礦體類比”的找礦思路，認為礦體在1708米標高以下沿傾向方向仍具有較好的找礦前景。該思路對礦山下一步地質找礦奠定了指導意義。

1 地質概況

1.1 區域地質

白銀廠位于北祁連加里東褶皺帶東段，其南為中祁連隆起帶，北為阿拉善地塊（圖1），具有多旋回的構造特征，構造樣式多樣，區內構造發育，巖漿活動強烈，礦床（點）分布廣泛，探明工業礦床大型兩個、中型一個、小型一個，為我國典型的祁連山多金屬成礦帶的重要組成部分，具有形成大、中型礦床的地質背景和基礎條件。

圖1 白銀地區及鄰區大地構造位置簡圖（據鄔介人等，2000）

（1）地層。區域內地層自寒武系至第四系亦有出露，中上志留統及上白堊統地層，但其中缺失了上寒武統；出露的地層由老到新，主要以不整合關系接觸。

（2）構造。該段構造較為發育，斷裂構造為先導，線性構造較為清晰，巖漿活動源自斷裂，形成火山構造、褶皺構造。

（3）巖漿巖。區段內巖漿活動頻繁，超基性、基性侵入巖及超基性、基性熔巖（富含Cu、Pb、Zn、Ni、Cr、Ti、V、Sr、Be、Li、Sc、Mo、Nb等元素）、長英質和鐵鎂質雙峰式火山巖(富含Cu、Pb、Zn、Au、Ag、Mn等元素)及中酸性侵入巖（包括花崗閃長巖、石英閃長巖、斜長花崗巖、黑云母花崗巖，均富含Cu、Pb、Zn、W、Mo、Bi等元素）發育廣泛，沿華北板塊西南邊緣、北祁連北緣、南緣，中祁連南緣，柴達木北緣等深斷裂展布。

（4）區域地球化學異常特征。白銀地區1:20萬區域化探水系沉積物測量Au、Cu、Pb、Zn、Ag等元素異常在白銀廠折、火礦區以及銅廠溝區域高度聚集，Au、Ag、Zn元素在礦區形成多個高值異常呈環狀分布于礦區外圍，為白銀廠大外圍找礦提供了重要的信息，Co-Ni-Cr-V-Ti-P組合異常與磁場高值異常區基本吻合，反應了礦田偏基性巖性的分布，對找礦預測有重要的指示意義。

1.2 礦床地質

（1）地層。鳳凰山礦段是火焰山礦床東延部分，礦區范圍內出露地層為中寒武海底火山噴發沉積巖層。巖石分布具有對稱性，以石英角斑凝灰巖為中心向南北兩側對稱分布，即中部為石英角斑凝灰巖→層凝灰巖→石英角斑凝灰熔巖→細碧玢巖。火山巖主要有石英角斑凝灰巖（Mπ3）、石英角斑巖（Mπ1）、石英角斑熔巖（Mπ2）、細碧巖（Mβ）、細碧玢巖（Mφ）；沉積變質巖主要組成為凝灰質千枚巖（Mpπ）、黑色及碳質千枚巖（Mpc）、硅質巖（GT）、大理巖（ML）、變質砂巖（MS）。

（2）構造。礦區構造主要有火焰山-鳳凰山短軸背斜，礦床位于背斜中部。礦體產出與該褶皺構造有著密切的空間關系，含礦層均為次一級背斜核部石英角斑凝灰巖。礦床附近的主要斷層為房子溝一線的F1斷層，該斷層從礦區上盤沿N80°E方向通過，為一平移逆掩斷層，為成礦后斷裂。礦體北部中基性火山巖與酸性火山巖、千枚巖接觸帶上的F2斷層，走向N78°W。

（3）圍巖蝕變。礦內礦化蝕變普遍發育，并在東西兩端分別形成火焰山-鳳凰山蝕變帶和小鐵山-四個圈-銅廠溝-拉排溝-缸溝蝕變帶（小四蝕變帶）。大量的勘探和研究工作資料表明，小四蝕變帶在地表蝕變現象不甚發育，但兩個蝕變帶內的所有礦床均表現為巨大的無長石強蝕變帶所包圍，與成礦相關的蝕變作用主要有絹云母化、黃鐵礦化、硅化、綠簾石化、富鎂綠泥石化、紅金石化、重晶石化等。

（4）礦床賦存規律。礦床產于古火山活動中心區域，古火山隆起中的次級火山構造、火山管道及附近的裂隙系統控制礦床、礦體的分布；礦床的巖性控制因素非常明顯，賦存于呈帶狀分布的石英角斑凝灰巖層中，石英角斑凝灰巖層為該礦的含礦帶；礦床范圍內發育有廣泛、強烈的圍巖蝕變，礦體的賦存部位與圍巖蝕變的種類、蝕變分帶及蝕變組合有密切關系，礦體賦存于強烈的絹云母化帶部位，綠泥石化與銅礦體密切聯系。

（5）礦床成因。總結前人對該礦床的成因認識，對于該區域筆者傾向于變質噴發-沉積礦床觀點，其原因是：火焰山-折腰山（深部）銅礦產于變質火山巖系中，二者在空間、時間上關系密切；礦床產于一定噴發期，一定層位，礦體呈似層狀；礦床產出與一定的巖石組合有關，主礦體位于礦帶上盤不同巖性的接觸帶附近，顯示礦床與特定的噴發沉積旋回有關；礦體與圍巖一同接受了區域變質作用，二者產生同形彎曲和小揉皺；礦體內未有熱液充填、交代殘余形成的夾石，而可以見到薄且相對穩定，產狀與礦體、圍巖一致的凝灰巖夾層。

1.3 礦體地質

火焰山礦床鳳凰山礦段為黃鐵礦型多金屬礦，礦體富含鋅、銅、銀、金等，位于短軸背斜的核部，成帶狀分布，以條帶狀為主、以少量浸染礦為輔，它們均構成東西向-北西西的主礦帶。礦體形態復雜，塊狀礦體因其礦物組成與圍巖及浸染狀礦體明顯不同，易于辨別，主要呈不規則透鏡狀、扁豆狀及脈狀等，分支復合、膨脹狹縮現象較為明顯。礦體圍巖具有強烈的硅化、綠泥化石，近礦圍巖蝕變尤為強烈。

礦石中金屬硫化物主要以黃鐵礦、黃銅礦為主，次為閃鋅礦、方鉛礦、黝銅礦、磁黃鐵礦、毒砂、方銅礦等；微量礦物有自然金、金銀礦、硒、碲的一些礦物；礦石主要有益組分為銅、鋅。礦石主要結構有晶粒結構、充填交代結構（脈狀及網脈狀結構、骸晶及半骸晶結構、殘余結構、交代文象結構、交代次文象結構、交代假象結構）。

2 主元素分布特征

鋅、銅元素的富集特征：1861米標高以下主要以銅、鋅礦為主，富含銀、金、鉛等多金屬硫化礦，上富下貧，下盤銅富上盤鋅富。含礦母巖為石英角斑凝灰巖，受破碎帶控制。礦體平行排列，形態復雜，分支、復合、尖滅再現現象嚴重和圍巖呈突變關系。

金、銀的富集特征：1861m水平以上的氧化帶，是銅、鋅、金、銀多金屬硫化物礦床經表生風化淋濾作用而形成的，原巖為石英角斑凝灰巖，金、銀在淋濾富集帶中的分布不均勻，風化礦物成分為石英-重晶石、硅質和硅質-石膏顆粒體，黃鉀鐵釩、氫氧化鐵、二氧化硅變種，自然硫、次生硫化物、硫酸鹽、自然金和銀。金銀的析出是在氧化帶形成的晚期階段，淺部破碎淋濾帶中賦存有一定含量的金、銀，成礦前景較好。

硫化物富集特征：礦體中硫的同位素以富含重硫為特征，最主要是以黃鐵礦、閃鋅礦、黃銅礦及多金屬硫化物形式賦存，其中黃鐵礦分布較為廣泛，礦體硫化物和硫同位素主要組成基本接近，平均值為4.68%。

3 找礦前景分析

礦區受白銀古火山隆起構造控制，礦床成群成帶出現，每個礦床都有幾個規模較大的主礦體；礦床均產于古火山活動中心周邊，各礦床，特別是近火山口礦床，其上下盤圍巖、甚至含礦巖石本身，均見火山角礫、次火山巖和火山集塊巖；礦床的水平和垂直分帶現象較為明顯，近火山口相為銅型，過度或遠火山口相為銅鋅鉛型，再到鋅鉛型；礦床中心部富銅、四周主要為鋅、次為鉛。

白銀廠鳳凰山、折腰山礦段礦體多呈透鏡狀、似層狀及扁豆狀，上部為塊狀，中部為浸染狀，下部為網脈狀。礦體在平面上多呈雁列式排布，在剖面上多呈平行條帶狀陳列。以往礦床銅多金屬資源調查及數據分析，發現存在一些問題，如：部分探槽工程位置測量有偏離現象；部分采樣分析數據前后不一致，可靠性不高；金、銀賦存狀態的論述及金、銀礦物的鑒定只是以重砂資料論證的，沒有做金銀的光、薄片鑒定和電子探針掃描工作，所以其可靠程度亦較低；對次生蝕變帶的研究程度偏低，對下部次生富集帶的情況未作研究，所圈出的金銀礦體的下部是推斷的，沒有工程控制。本次通過整理研究以往地質資料，進一步對礦區內地質、地球化學異常、礦產勘查資料進行分析和研究，認為鳳凰山礦段與折腰山礦段具有相似的地質成礦條件。

鳳凰山礦段屬細碧-石英角斑巖系屬偏堿性火山巖系，從酸性至基性的巖石類型均有發育，各占相當比例，具有“準雙峰式”特征。是重要的成礦條件，主要表現在以下幾點。

（1）富鈉富水的火山巖漿有助于深部物質向淺表部的轉移，該種深部分異與上侵噴發，有利于深源礦質相對集中于地殼淺表部火山堆積體，為火山噴發期后噴氣階段的含礦熱鹵水提供礦質重要來源。

（2）巖漿房、火山噴發中心，次火山巖體的分布為深部物質來源，火山噴發后期伴隨的熱液活動可能使圍巖的含多金屬值進一步增高，后期，構造斷裂活動和晚期巖漿活動，使深部含礦物質熱液在地表水參與下運動，汲取圍巖中的其他多金屬成分，沿火山口邊緣破碎帶進行交替充填，最終聚集成礦。

（3）巖性的酸性端元石英角斑凝灰巖是礦體的主巖。而酸性端元的石英角斑凝灰巖中會有明顯流變特征的基性端元熔巖條帶，酸性端元中見基性端元的巖墻及其邊緣的機械混合帶和成分過渡帶，礦體和圍巖界限清晰。

（4）近礦圍巖強烈蝕變帶構成了無長石帶，無長石帶的巖石是絹云母石英片巖，石英絹云母片巖，礦體即產于其中，無長石帶中的綠泥石化地段，常是富銅礦體存在的場所。

在折腰山礦段生產開拓及地質探礦工作中，利用礦山現有開拓系統對鳳凰山礦段1595m標高進行了坑道探礦，經地質編錄取樣、礦體圈定及礦體賦存特征分析，該標高礦體與上部礦體賦存條件、構造特征等類似。因此，鳳凰山的下一步地質找礦重點應參照折腰山礦段深部找礦成果，圍繞鳳凰山礦段現有礦體的垂向分布規律，在鳳凰山礦段1708m標高以下進行地質找礦。

4 結論

資源枯竭型礦山的深邊部地質找礦是老礦山走出困境、煥發新春的重要途徑。已有探礦理論對探礦工作有巨大的指導作用，礦山應根據自身的地質情況不斷完善新的探礦理論。本文參照折腰山礦段地質找礦成果，分析了鳳凰山礦段的地質構造、礦化蝕變特征、礦體特征，將“礦床類比”轉變為“礦體類比”，由折腰山礦段已知礦體的地質特征類比鳳凰山礦段的礦體特征，尋找鳳凰山礦段深部找礦前景，通過對鳳凰山礦段1595m標高施工的1條探礦工程及對礦體的揭露情況，認為在鳳凰山礦段礦體向深部有進一步的延伸，在1708m標高以下仍具有良好地找礦前景。