河北省井陘縣洞陽坡銅礦地質特征及找礦方向

文波濤

（河北省地質礦產勘查開發局第六地質大隊，河北 石家莊 050086）

河北省井陘縣洞陽坡銅礦，為上世紀60年代礦點檢查時發現，認為區內銅成礦地質條件良好，具有較好的找礦潛力。近年來，河北省地質礦產勘查開發局第六地質大隊開展了銅礦地質普查工作[1]。

1 區域地質背景

河北省井陘縣洞陽坡銅礦位于太行山南段井陘-內丘一帶銅礦找礦遠景區內[2]。自上世紀50年代起，區域內開展過多項基礎地質調查和礦產普查工作，共發現35處銅礦（化）點[3，4]。區域上，大地構造位于山西斷隆Ⅱ23太行拱斷束Ⅲ211﹑贊皇穹褶束Ⅳ232﹑井陘盆地東南緣。基底由太古界片麻巖，古元古界板巖﹑變玄武巖組成，蓋層主要為中元古界砂巖﹑下古生界頁巖﹑上古生界灰巖以及新生界沖洪積物。區內斷裂構造較為發育，一般走向北東-南西，傾向北西，沿斷裂有少量酸性巖脈和中性巖脈侵入（圖1）。

圖1 區域地質簡圖

區域出露地層由老至新為太古界石家欄組（Ar3sh），元古界甘陶河群（Pt1）﹑長城系（Ch），古生界寒武系（∈）﹑奧陶系（O）﹑石炭系(C)，新生界第四紀(Q)。

受多次地殼運動影響，區內基底較為復雜，構造以強緊密褶皺為特征。區域上形成一系列近平行斷裂，走向北東—南西，均為逆斷層，斷層面傾向北西，東盤下降，斷距不大。

區內巖漿巖主要有出露于東南部的楊家山變質中粒二長花崗巖（Pt12ηγ）和出露于區內東部少量的閃長巖（δ）。

2 礦區地質特征

研究區出露地層由老到新依次為古元古界甘陶河群南寺組三段（Pt1ns3），南寺組四段（Pt1ns4）；中元古界長城系常州溝組（Chc）﹑串嶺溝組（Chch）；新生界第四系(Q4)沖洪積物。區內發育一條北東走向斷裂構造，為受壓扭力作用形成逆斷層。區內巖漿巖不發育（圖2）。

圖2 礦區地質簡圖

2.1 地層

2.1.1 南寺組三段（Pt1ns3）

區內南部大范圍分布，為海底火山噴發間隔期沉積形成，主要沉積有泥巖﹑長石石英砂巖等，后經區域變質作用形呈板巖﹑白云質灰巖﹑白云巖巖石組合，具有板巖—白云巖—板巖層序，巖石蝕變強烈，主要為硅化﹑碳酸鹽化，局部見有石英透鏡體。與上覆變玄武巖整合接觸，厚度超過200m。

白云質灰巖（dolm）：出露于礦區的東南部。呈條帶狀分布，呈灰白色﹑灰色，隠晶質結構，中厚層構造，主要由碳酸鹽礦物組成，局部可見方解石石英脈。白云質灰巖中有鈣質板巖夾雜。

板巖（slat）：分布于礦區南部，呈北東展布。灰綠色﹑黑色﹑黃褐色，隱晶結構，板狀構造，所含礦物成分不同分為炭質板巖﹑硅質板巖﹑千枚狀板巖，泥質板巖等，彼此界限不清楚。

石英巖（qzt）：在板巖中見少量出露。灰白色，細粒粒狀變晶結構，塊狀構造，礦物成分主要為石英，含少量絹云母及微晶粘土礦物。厚層石英巖。

2.1.2 南寺組四段（Pt1ns4）

為中基性火山巖，全巖蝕變，片理化﹑綠泥石化顯著，高嶺土化﹑硅化﹑碳酸鹽化次之。礦化明顯，普遍具褐鐵礦化，局部黃銅礦化。與下伏板巖為整合接觸。

變玄武巖（mbs）：主要出露于礦區東北部，中部變窄，西部又變寬。灰白色﹑灰綠色，具氣孔狀﹑杏仁狀構造﹑塊狀構造，充填物為斜長石﹑綠泥石﹑石英等。根據礦物成分﹑組織結構構造及蝕變特征不同，分為硅質玄武巖﹑綠泥石玄武巖﹑絹云母玄武巖，彼此界線不明顯，規律性不強。

集塊巖（a）：主要出露于礦區東北部，中部變窄，西部又變寬。與變玄武巖無規律交雜出露。灰﹑灰白﹑肉紅色，根據其顏色不同有雜色和同色集塊巖之分，根據其成分不同有玄武質﹑石英質﹑板巖，膠結物為硅質﹑碳酸質及熔巖。

2.1.3 常州溝組（Chc）

分布于礦區的西北部。下部為條帶狀鐵質石英砂巖，中上部長石石英砂巖﹑含礫長石石英砂巖﹑粗砂巖﹑條帶狀石英巖狀砂巖﹑厚層石英巖狀砂巖等。與下伏南寺組火山巖呈明顯的角度不整合接觸。

2.1.4 串嶺溝組（Chch）

分布于礦區的南部。底部為含海綠石鐵質石英砂巖﹑含鉀粉砂質頁巖，中下部為灰白色石英砂巖，上部為薄層細砂巖夾泥質白云巖。

2.1.5 第四系全新統（Q4）

風積﹑洪積黃土及亞粘土。

2.2 構造

礦區位于井陘向斜南東翼，基底和蓋層均為北西或西傾的單斜層。基底巖層傾角較陡40°～65°，蓋層傾角較緩11°～35°。實測一組斷層F1，為逆沖斷層，走向北東55°～60°，傾向北西320°～330°。該逆斷層造成南寺組三段板巖與長城系串嶺溝組石英砂巖直接接觸，在斷層中形成20m～100m寬的構造角礫巖帶。

3 礦體地質特征

3.1 礦化蝕變帶及礦體特征

3.1.1 礦化蝕變帶特征

區內發現多條銅礦化蝕變帶，其中Sb1﹑Sb2礦化蝕變帶規模較大（圖2），部分區段Cu品位較好﹑厚度較大。

Sb1礦化蝕變破碎帶，主要由蝕變礦化集塊巖﹑砂巖組成；集塊根據成分不同分為玄武質﹑石英質﹑板巖，膠結物為硅質﹑碳酸質及熔巖；礦化蝕變破碎帶總體走向北東，傾向北西，出露沿走向長約100m，寬約20m～40m。蝕變帶裂隙發育，裂隙一般走向北東，傾向北西，傾角35°～55°，與蝕變帶產狀基本一致。蝕變帶中蝕變廣泛分布，主要為硅化﹑綠泥石化，蝕變帶局部礦化明顯，主要為星點狀﹑細脈狀黃銅礦化﹑藍輝銅礦化﹑孔雀石化﹑褐鐵礦化，礦化一般沿裂隙分布，呈團塊狀﹑透鏡狀。

Sb2礦化蝕變破碎帶，位于南寺組三段變質板巖中，主要由破碎板巖組成，原巖為泥巖﹑砂巖等，呈灰白色，灰綠色。Sb2礦化蝕變破碎帶走向北東55°～65°，傾向北西，傾角31°～47°，出露沿走向長約650m，寬2m～8m。蝕變帶中蝕變廣泛分布，主要為絹云母化﹑硅化﹑高嶺土化。蝕變帶礦化分布不均勻，主要為星點狀黃銅礦化，孔雀石化，礦化一般沿巖石層間裂隙分布，呈似層狀，透鏡狀。

3.1.2 礦體特征

區內共圈定出4個銅礦（化）體，本次圈定的4個礦體特征分述如下：

Cu1礦體，賦存于Sb1礦化蝕變破碎帶西部，礦體呈透鏡體狀，走向55°～65°，傾角33°～41°。礦體沿走向出露長度約100m，礦體平均厚度4.28m，Cu最高品位3.98%，最低品位0.51%，平均品位2.18%。地表厚度較大，深部厚度變小，近地表礦化明顯，深部Cu礦化變弱。

Cu2礦（化）體，呈似層狀產出，走向35°～55°，傾角13°～15°，沿走向出露長度約260m，礦體平均厚度0.79m，Cu最高品位2.11%，最低品位0.94%，平均品位1.65%,為一厚度不大的Cu礦（化）體。

Cu3礦（化）體，呈似層狀產出，走向35°～55°，傾角10°～13°，出露長度約250m，礦體平均厚度0.93m，Cu最高品位1.35%，最低品位0.76%，平均品位1.05%，為一厚度不大的Cu礦（化）體。。

Cu4礦（化）體，賦存于Sb2礦化蝕變破碎帶中，呈層狀產出，走向北東55°～65°，傾角31°～47°，出露長度約400m，礦體平均厚度2.145m，Cu最高品位0.76，最低品位0.23%，平均品位0.55%。地表礦化明顯，深部礦化明顯變弱，為一礦化不均勻，品位較低的銅礦（化）體。

3.2 圍巖蝕變特征

Sb1礦化蝕變帶與頂板圍巖界線較為清晰，與底板圍巖界限不明顯。礦化蝕變帶頂板圍巖為石英砂巖，底板為玄武巖﹑集塊巖，頂底板圍巖均存在不同程度的蝕變；Sb2破碎蝕變帶與頂底板圍巖界線不明顯，礦化蝕變帶頂底板圍巖均為為砂質板巖。

蝕變種類主要為綠泥石化﹑硅化﹑絹云母化﹑碳酸鹽化等。

綠泥石化：主要發育在蝕變破碎帶的外帶，系云母﹑角閃石等被蝕變交代形成。

硅化：硅質均勻的交代圍巖的巖石，依交代的強弱不同形成硅質蝕變巖﹑硅化巖，大部分呈細脈狀或網脈狀沿裂隙充填，與銅礦化有密切關系。

絹云母化：發育在礦化蝕變破碎帶的頂﹑底板圍巖內，與銅礦化有一定的關系。

碳酸鹽化：普遍發育在巖石裂隙中，呈細脈狀﹑網脈狀分布，與銅礦化無關。

3.3 礦石特征

3.3.1 礦物組成

礦石主要由金屬礦物和非金屬礦物組成。金屬礦物主要為黃銅礦﹑銅藍﹑藍輝銅礦﹑黃鐵礦﹑褐鐵礦。非金屬礦物主要由粘土質﹑硅質﹑綠泥石﹑絹云母﹑白云母﹑白云石組成。礦石的礦物成分較復雜，沿走向及傾向變化較大。

含銅礦物一般以侵染狀或細脈狀分布于變玄武巖﹑集塊巖中，少量分布于砂巖中，礦化不均勻。黃銅礦呈半自形～他形粒狀，粒徑0.01mm～0.6mm不等雜亂分布，銅黃色，后期多被褐鐵礦交代，少量被銅藍﹑藍輝銅礦交代；銅藍呈粒狀，局部交代黃銅礦，具深藍色-藍白色多色；藍輝銅礦呈不規則粒狀，局部交代黃銅礦；孔雀石呈翠綠色，呈柱狀﹑針柱狀﹑粒狀，分布于巖石表面，大部分以膠體出現，沿裂隙面呈片狀分布，或交代于變玄武巖以充填物產出。

黃鐵礦：呈半自形粒狀，粒徑<0.05mm，局部零散分布，后期具白鐵礦化﹑褐鐵礦化。

褐鐵礦：呈隱晶狀，部分沿黃銅礦邊部將其交代。

3.3.2 結構構造

礦石結構主要為它形—半自形粒狀結構﹑交代殘余結構﹑交代結構等。

它形—半自形粒狀結構：為礦石主要結構，礦石中黃鐵礦﹑黃銅礦等硫化物呈半自形—它形，浸染狀分布于礦石中。

交代殘余結構：殘余黃鐵礦后期多被褐鐵礦交代，少殘留，殘余黃鐵礦呈它形粒裝，粒徑<0.02mm，呈星點狀﹑島狀分布于褐鐵礦中。

交代結構：銅藍﹑藍輝銅礦，一般呈不規則粒狀，局部交代黃銅礦。褐鐵礦，呈隱晶狀，部分沿黃銅礦邊部將其交代。

3.3.3 礦石構造

礦石構造主要有稀疏浸染狀構造﹑晶洞狀構造等。

稀疏浸染狀構造：巖石新鮮面呈土黃色﹑紅褐色，金屬礦物呈稀疏浸染狀分布在礦石中，為區內礦石主要構造類型。

晶洞狀構造：巖石紅褐色+粉白色，巖石發育晶洞，黃鐵礦褐鐵礦在晶洞中發育，黃銅礦呈浸染狀分布于礦石中。

3.3.4 礦石的類型

按礦石物質組成﹑礦物組合和結構構造劃分，區內礦石主要類型為蝕變巖型。主要賦存于區內蝕變破碎帶內，礦石多呈硅質團塊狀產出，孔雀石多分布于礦石表面，但黃銅礦等亦呈團塊狀或細脈狀時有出露但分布很不均勻，致使礦石品位變化較大。

4 礦床成因分析

4.1 成礦物質來源

區內變玄武巖巖石所含銅豐度值極高，含量達到250×10-9，是地殼銅克拉克值的5倍，結合礦床地質特征，成礦物質來源應為古元古界甘陶河群南寺組變玄武巖。

4.2 礦床形成過程

新太古代時期，古洋殼向東部古陸方向發生俯沖，由于陸殼的壓力導致洋殼結構失穩，形成一系列近南北向的拉張斷裂，產生裂谷帶。在此構造環境下，海水通過裂谷向下，為地幔物質提供流體，并獲得熱源，而軟流圈地幔基性巖漿物質上涌，由熱液攜帶并沿裂谷帶升至洋殼表面。溢流的巖漿在海水冷卻作用下迅速凝固，并于早元古代形成玄武巖，即成礦物質來源。

古元古代后期—末期,受呂梁造山運動影響，地表接受風化剝蝕，形成碎屑巖。中元古代初期，其上沉積形成厚層石英砂巖。古生代后期—新生代初期，燕山構造運動與喜馬拉雅構造運動使太行山脈隆起，區域構造和巖漿作用使大氣降水溫度升高，促進水-巖作用的發生，從圍巖中萃取成礦物質，沿斷裂破碎帶形成脈狀銅礦床。

綜上所訴，本礦床應為中溫或中-低溫熱液型銅礦床。

5 找礦方向

根據礦床地質特征，礦體地質特征分析認為今后找礦應重點加強以下幾個方面：

（1）古元古界甘陶河群南寺掌組變玄武巖是銅礦床主要賦存層位，南寺組四段是尋找銅礦（化）體的有利層位。

（2）韌性剪切帶等構造是主要的控礦﹑容礦構造，礦（化）體嚴格受構造破碎蝕變帶控制，是今后找礦的主要方向。

（3）圍巖蝕變以綠泥石化﹑硅化﹑絹云母化﹑碳酸鹽化為主，其中，綠泥石化﹑硅化大部分呈細脈狀或網脈狀沿裂隙充填，與銅礦化有密切關系。若同時有褐鐵礦化﹑黃鐵礦化﹑孔雀石化，則會有礦體產出，可作為找礦的直接標志。

（4）區內圈定了多條銅礦化蝕變帶，礦化蝕變情況較為復雜，帶內確定銅礦（化）體4個，主要為地表探槽揭露，僅一個鉆孔控制，工作程度整體較低，應重點對Cu1礦化體深部進行工程布置，以取得進一步成果。

6 結論

本文通過對河北省井陘縣洞陽坡銅礦區域成礦地質背景﹑礦區地質及礦床特征分析，描述了地層﹑巖性﹑圍巖蝕變﹑礦體等特征，總結了礦床成因，提出了找礦標志及找礦方向，為該區進一步開展找礦工作提供了一定的借鑒價值。