甘肅省銅礦主要類型與時空分布特征

劉 杰，郭 旭，劉鵬進，張發榮

銅是一種玫瑰色或紫紅色的金屬，延展性和導熱性強，導電性高，在自然界中主要形成硫化物，只有在強氧化條件下形成氧化物，在還原條件下可形成銅的次生硫化物和自然銅。銅在人類經濟社會發展和工業化進程中扮演著極其重要的角色，被廣泛地應用于電氣、輕工、機械制造、建筑工業、國防工業等領域，在有色金屬材料的消費中僅次于鋁。隨著中國經濟持續高速增長，對銅礦資源的需求也與日俱增，尋找大中型銅礦床已成為當前地質調查工作中的一項重要任務。截至2018年底，甘肅省共發現和評價銅礦產地86處。為了深化對甘肅銅礦地質的認識，擴大和開辟新的找礦途徑，綜合研究了86處甘肅銅礦床（點），結合礦床類型及礦床特征，總結了時空分布特征，對省內找銅工作部署具有一定的指導意義。

1 甘肅省銅礦地理分布特征

甘肅銅礦資源較為豐富，約95%的保有資源儲量集中分布于金川（白家嘴子）、白銀廠、小鐵山、白山堂、公婆泉及陳家廟等大中型礦床中，資源儲量高度集中，主要礦山在金川和白銀兩地。區內銅礦成礦時代從元古代到中生代都有，但主要的大、中型銅礦床主成礦期為加里東早、中期和中元古代（長城紀）。

截至2016年底，共發現和評價銅礦產地86處，其中超大型銅礦床1處，大型銅礦床1處，中型銅礦床6處，小型銅礦床74處，礦點4處。甘肅省探明的銅礦從地理分布看，主要集中在金昌市（超大型1處、小型1處）和白銀市（大型1處、中型1處、小型9處、礦點1處），分別占全省查明資源儲量的59.0%和22.5%，其次為酒泉市（中型3處、小型9處、礦點2處）、張掖市（中型1處、小型12處、礦點2處）、天水市（中型1處、小型6處）和隴南市（小型14處），分別占全省查明資源儲量的9.3%、4.7%、2.1%、1.6%，其它各市（州）可忽略不計。

2 甘肅省銅礦床類型

甘肅省銅礦床以內生礦床中的巖漿作用礦床為主，其次為非巖漿-非變質作用礦床和變質作用礦床，巖漿作用礦床包括巖漿型礦床、海相火山巖型礦床、斑巖型礦床、矽卡巖型礦床、巖漿熱液型礦床等。

省內不同的銅礦床類型，形成分布的數量差異較大。已知海相火山巖型24處，其中大型1處，中型1處，小型21處，礦點1處；巖漿熱液型25處，其中小型22處，礦點3處；巖漿型2處，其中超大型1處，小型1處；斑巖型10處，其中中型3處，小型7處；矽卡巖型12處，均為小型；淺成中-低溫熱液型9處，均為小型；受變質型4處，其中中型2處，小型2處。甘肅銅礦最重要的礦床類型為巖漿型、海相火山巖型，其次為斑巖型、矽卡巖型、巖漿熱液型。

2.1 巖漿型礦床

巖漿型礦床是甘肅省最主要的銅礦類型，有礦產地2處，其中超大型礦床1處（金川），小型礦床1處。巖漿型礦床是產于基性巖-超基性巖中的巖漿熔離型銅鎳礦，其成礦巖體主要產于大陸邊緣深斷裂帶中，典型礦床為金昌市金川銅鎳礦。

金昌市金川銅鎳礦：

大地構造位置及III級成礦區帶：華北陸塊區—阿拉善陸塊—龍首山基底雜巖帶中段；阿拉善（臺隆）Cu-Ni-Pt-Fe-REE-P-石墨-芒硝鹽成礦帶（Ⅲ-18）。

含礦建造：含礦巖體主要為純橄欖巖、含輝橄欖巖、二輝橄欖巖等。超基性巖體呈巖墻狀侵位于上太古—下元古界龍首山巖群的大理巖、混合巖及片麻巖中。

成礦時代：長城紀（Sm～Nd礦物內部等時線法1508±31Ma）大陸裂解階段。

礦床成因：超鎂鐵巖漿熔離型。

共（伴）生礦產：共生鎳；伴生Co、Pt、Pd、Os、Ir、Ru、Rh、Au、Ag、Se、Te、S、Cr、Ge、In、Tl、Cd等十余種之多。

簡要特征：礦體多產于巖體中下部，少量產于圍巖，主礦體規模與賦礦巖體近似正相關。主礦體呈似層狀，其它礦體多呈透鏡狀、扁豆狀、次有脈狀、不規則狀。礦石構造主要為海綿晶鐵構造、斑駁構造、半塊狀—塊狀構造、稠密侵染狀構造、薄膜狀構造、角礫狀構造及粉末狀構造、蜂巢狀構造等。礦石礦物成分復雜，主要有磁鐵礦、絡鐵礦、鈦鐵礦、金紅石、鎳黃鐵礦、磁黃鐵礦、紫硫鎳鐵礦、墨銅礦、黃銅礦、白鐵礦、針鎳礦、紅砷鎳礦、閃鋅礦、方鉛礦、赤鐵礦等。礦石平均品位Cu：0.72%、Ni：1.12%。

成礦要素：阿拉善陸塊之龍首山基底雜巖帶中段,陸緣裂谷邊緣深大斷裂構造—侵入巖帶,中新元古代超鎂鐵巖體。

2.2 海相火山巖型礦床

海相火山巖型銅礦是甘肅省重要類型之一，僅次于巖漿型銅鎳礦。已知銅礦產地24處，查明大型礦床1處（折腰山），中型礦床1處，小型21處、礦點1處。該類型銅礦主要分布于北祁連地區，少數分布在西秦嶺碧口一帶和北山地區，典型礦床為白銀市折腰山—火焰山多金屬礦。

白銀市折腰山-火焰山多金屬礦。

大地構造位置及III級成礦區帶：秦祁昆造山系—北祁連山弧盆系—走廊南山島弧東段白銀裂谷；北祁連Cu-Pb-Zn-Fe-Cr-Au-Ag-硫鐵礦-石棉成礦帶（Ⅲ-21）。

含礦建造：賦礦地層為早、中寒武統黑茨溝組具雙峰式細碧角斑巖系中酸性火山巖-石英角斑巖類的火山碎屑巖中，其上覆蓋著酸性細碎屑巖-沉積巖和細碧巖及角斑巖類。

成礦時代：早寒武紀。

礦床成因：海相火山巖型。共（伴）生礦產：鉛、鋅。

簡要特征：含礦火山-沉積巖系是前寒武基底在加里東早、中寒武世大陸邊緣裂谷早期產物。礦床受古火山機構-火山噴口構造及火山噴口斜坡繼承性成巖斷裂系統控制；礦床是海底熱液對流循環成礦作用的產物；成礦作用發生于火山作用晚期次火山相石英鈉長斑巖侵入和管道相石英角斑碎斑熔巖侵出之后；礦體主要定位于海底水巖界面下。淺部巖漿房（1700m～1900m深，包括酸性火山巖）不僅提供了成礦的熱源，也是成礦物質的主要來源地。礦體多為筒狀、柱狀、脈狀、層狀、似層狀、透鏡狀，礦石構造以塊狀、浸染狀銅、鉛、鋅礦石和含銅、黃鐵礦礦石建造為主，次為脈狀、網狀構造，礦石金屬礦物成分主要為黃鐵礦、黃銅礦、石英等，折腰山礦床Cu平均品位為2.29%，火焰山礦床Cu平均品位1.30%。

成礦要素：早古生代走廊南山島弧東段白銀裂谷，火山穹隆構造、火山噴口構造、火山噴口斜坡構造和繼承性成巖斷裂構造及復合環狀構造，中下寒武統黑刺溝組海相火山巖建造，鈉長斑巖。

2.3 斑巖型銅礦床

斑巖型銅礦也是省內重要的銅礦類型之一，已知斑巖型銅礦產地10處，查明中型礦床3處（公婆泉等）、小型7處。主要分布于北山、阿爾金山地區，少數分布在西秦嶺地區，典型礦床為肅北縣公婆泉銅礦。

肅北縣公婆泉銅礦：

大地構造位置及III級成礦區帶：天山-興蒙造山系—額濟納-北山弧盆系—公婆泉島弧；金窩子-公婆泉Fe-Cu-Au-Pb-Zn-Mn-W-Sn-Rb-V-U-P成礦帶（Ⅲ-14）。

含礦巖系：加里東晚期英安斑巖、石英閃長斑巖，華力西早期花崗閃長斑巖構成礦床的主體，略晚疊加矽卡巖化改造（公婆泉一礦區二礦段為矽卡巖、大理巖）。

成礦時代：中晚志留世。

礦床成因：中高溫氣成熱液-海相火山斑巖型。

共（伴）生礦產：

簡要特征：礦體形態以透鏡狀為主，少數為脈狀、楔狀，常成群出現。礦石構造主要為細粒浸染和細脈浸染狀構造。礦石金屬礦物主要為黃銅礦、斑銅礦，其次為輝銅礦、銅藍。礦石銅平均品位0.84%。巖體發生鉀化、硅化、絹云母化、青磐巖化等礦化蝕變。

成礦要素：公婆泉島弧帶，晚志留世—早泥盆世中酸性英安斑巖、石英閃長斑巖體，華力西早中期中酸性侵入巖建造、次火山巖，略晚疊加矽卡巖化改造。

2.4 矽卡巖型銅礦床

矽卡巖型銅礦是甘肅省較為重要且頗具特色的銅礦床。已知矽卡巖型銅礦產地12處，均為小型礦床，包括銅砷、鐵銅、銅錫、銅礦等四種。集中分布于西秦嶺和北山南帶，而祁連山西段僅有零星分布，代表性礦床為瓜州縣輝銅山銅礦。

瓜州縣輝銅山銅礦：

大地構造位置及III級成礦區帶：塔里木陸塊區—敦煌陸塊—柳園裂谷；金窩子—公婆泉Fe-Cu-Au-Pb-Zn-Mn-W-Sn-Rb-V-U-P成礦帶（Ⅲ-14）。

含礦建造：礦體產于與華力西中晚期斑狀二長巖、正長花崗巖有關的奧陶系花牛山群大理巖及接觸帶形成的矽卡巖中，屬巖漿期后熱液的產物。

成礦時代：華力西中晚期。

礦床成因：矽卡巖型。

共（伴）生礦產。

簡要特征：礦體呈似層狀、透鏡狀、脈狀、小扁豆體群產于蛇紋巖、大理巖、矽卡巖中，與圍巖層面（或接觸面）產狀一致。礦石具浸染狀、細紋狀和脈狀構造。礦石金屬礦物主要為輝銅礦、黝銅礦、斑銅礦、黃銅礦、磁鐵礦，礦石Cu平均品位0.5%～3%。圍巖蝕變具矽卡巖化、蛇紋石化、綠泥石化、絹云母化、云英巖化。

成礦要素：花牛山奧陶紀陸緣裂谷帶、華力西中晚期斑狀二長巖、正長花崗巖、花牛山群大理巖、矽卡巖。

2.5 巖漿熱液型銅礦床

巖漿熱液型銅礦的分布廣泛，遍布全省各地，已知產地25處，但查明的銅資源儲量較少，累計查明銅資源儲量8.74萬t，占全省銅資源儲量的1.46%。其中小型礦床22處、礦點3處。除個別礦床及少數礦點進行詳查外，多數礦（化）點規模小，研究程度低，工業意義一般不大。主要分布于秦嶺地區和北祁連地區，北山地區也有零星分布。

2.6 淺成中—低溫熱液型銅礦床

甘肅省淺成中—低溫熱液型銅礦產地數量不多，已知礦產地9處，均為小型礦床，研究程度低，零星分布于祁連地區和中秦嶺地區，代表性礦床為肅南縣天鹿銅礦。

肅南縣天鹿銅礦：

大地構造位置及III級成礦區帶：秦祁昆造山系—北祁連山弧盆系—走廊弧后盆地，志留紀殘留海；北祁連Cu-Pb-Zn-Fe-Cr-Au-Ag-硫鐵礦-石棉成礦帶（Ⅲ-21）。

含礦建造：賦礦地層為上志留系骯臟溝組、旱峽組細碎屑巖、泥質巖建造組成，礦體主要產于志留系旱峽組上巖段第三層灰～灰綠色泥質鈣屑粉砂巖中和第二層灰綠色巖層底部及灰綠色薄層夾層中。

成礦時代：晚志留世。

礦床成因：海相沉積型。

簡要特征：礦（化）層呈層狀與巖層產狀一致，受向斜構造控制，礦體規模差別較大，地表延伸連續最長達1700m，最短僅50m，厚度0.16m～3.46m。礦石構造以條帶狀構造為主，見有細脈浸染狀、脈狀構造，礦石礦物以斑銅礦、黃銅礦、黃鐵礦、輝銅礦為主，銅藍、孔雀石、褐鐵礦、藍銅礦、磁鐵礦次之，礦石品位Cu0.2%～2.64%不等。

成礦要素：走廊弧后盆地、志留紀殘留海、上志留系旱峽組上巖段砂巖、向斜構造、含礦巖系厚度＞1399.4m。

2.7 受變質型銅礦床

甘肅省內受變質型銅礦產地數量不多，已知受變質型銅礦產地4處，查明中型礦床2處（樺樹溝等）、小型礦床2處（樺樹溝西等）。主要分布在北祁連地區，代表性礦床為肅南縣樺樹溝（鏡鐵山）銅礦。

肅南縣樺樹溝（鏡鐵山）銅礦：

大地構造位置及III級成礦區帶：秦祁昆造山系—北祁連山弧盆系—走廊南山島弧、加里東褶皺帶西段樺樹溝-班賽爾山復背斜核部。北祁連Cu-Pb-Zn-Fe-Cr-Au-Ag-硫鐵礦-石棉成礦帶（Ⅲ-21）。

含礦建造：薊縣系鏡鐵山群含鐵海相沉積巖系。

成礦時代：加里東中晚期。

礦床成因：熱液再造型。

共生礦產：鐵。

簡要特征：礦體呈脈狀產于鏡鐵山群蝕變千枚巖為主的含鐵海相沉積建造中，由鏡鐵礦、菱鐵礦、黃鐵礦、黃銅礦、輝銅礦、黝銅礦、斑銅礦、碧玉、重晶石呈細小粒狀、鱗片狀與較粗粒的鐵白云石夾層，構成黑白相間的條帶。銅礦受斷裂破碎帶控制，屬礦源活化再造成因。

成礦要素：加里東中晚期溝一弧一盆俯沖機制（長英質巖體侵位），鏡鐵山群含鐵海相沉積巖系（銅含量較高的千枚巖和鐵礦層—礦源層），（隱伏）長英質巖漿巖（熱源、物源），NW向逆沖斷層、NNW向剪切斷裂以及較低序次的構造（不僅是成礦流體匯聚、遷移的通道，也是礦化就位的直接場所）。

3 甘肅省銅礦資源產出的時空規律

甘肅銅礦具有形成時期相對較老、礦床成因復雜的特點，重要銅礦床類型主要形成于古生代及其以前。隨著地質構造的多階段發展與演化，礦床亦發生了較為復雜的變化。甘肅銅礦在不同的成礦時代，形成的數量和規模相差較大，其中前寒武紀礦床17處（超大型1處，中型2處、小型14處）；加里東期礦床33處（大型1處、中型2處、小型28處、礦點3處）；華力西期23處（中型2處、小型20處、礦點1處）；燕山期8處（屬小型）；印支期4處（屬小型）、喜馬拉雅期無成型礦床。所有大型及超大型銅礦床和大部分中型銅礦（2/3）集中產于前寒武紀和加里東期，因此甘肅銅礦主要成礦期是前寒武紀和加里東期，其次為華力西期，燕山期居第四，印支期僅占4.65%。

成礦區帶是指有利的地質環境范圍內，成礦信息濃集、特定時代的已知礦床集中和具有資源潛力的地質單元（葉天竺等，2004）。成礦單元劃分是以本區構造單元為基礎，化探信息為先導，地、物、化、遙信息相結合的原則，以主要礦床（點）地質特征、時空分布、沉積組合、巖漿建造、火山活動、變質作用、構造（斷裂構造型式）與成礦的關系為依據。根據上述成礦區帶的劃分原則和依據，將全國成礦單元劃分為Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ級，其中Ⅲ級成礦帶是全國成礦單元劃分中的核心，是進行區域成礦規律研究和重要礦產資源潛力評價及預測的基本單元（徐志剛，2011）。

甘肅省共劃分Ⅲ級成礦帶18個，銅礦分布在其中的12個，具體為：①金窩子－公婆泉成礦帶（Ⅲ-14）：中型1個、小型1個；②敦煌（地塊）成礦帶（Ⅲ-15）：中型1個、小型4個、礦點1個；③阿拉善成礦帶（Ⅲ-18）：超大型1個、小型2個；④河西走廊成礦帶（Ⅲ-20）：小型1個；⑤北祁連成礦帶（Ⅲ-21）：大型1個、中型2個、小型23個、礦點2個；⑥中祁連成礦帶（Ⅲ-22）：中型1個、小型9個、礦點1個；⑦南祁連（含拉脊山）成礦帶（Ⅲ-23）：小型1個；⑧柴達木北緣成礦帶（Ⅲ-24）：中型1個；⑨北秦嶺成礦帶（Ⅲ-66）：小型1個；⑩中秦嶺成礦帶（Ⅲ-28A）：小型18個；（11）南秦嶺成礦帶（Ⅲ-28B）：小型6個；（12）龍門山-大巴山（陸緣坳陷）成礦帶（Ⅲ-73）：小型8個。

通過甘肅省III級成礦帶中銅礦的分布特征，可見甘肅銅礦礦產地相對集中產于北祁連、中祁連和中秦嶺等3個III級成礦帶中，共57處，占比66.28%，其中以北祁連成礦帶最多。從礦床規模來看，超大型（1處）和大型（1處）銅礦床分別產于阿拉善（臺隆）和北祁連成礦帶，一半中型銅礦（3處）集中產于北祁連和中祁連成礦帶。綜上，甘肅銅礦成礦作用中心位于阿拉善（臺隆）和祁連成礦帶，前者產出了甘肅唯一的超大型銅礦，后者產出銅礦個數多且中型和大型礦床最多。

4 結論

（1）前寒武紀是甘肅銅礦第一個主成礦期，產出17處礦產地（超大型1處、中型2處、小型14處），成礦作用中心位于阿拉善（臺隆）成礦帶（III-18），巖漿型是銅礦主要礦床類型，典型代表是金川銅鎳礦。

（2）加里東期是甘肅銅礦另一個主成礦期，產出34處礦產地（大型1處、中型2處，小型28處，礦點3處），成礦作用中心是北祁連（III-21）和中祁連（III-22）成礦帶，主要礦床類型是海相火山巖型，如白銀市折腰山-火焰山、小鐵山銅礦；此外，見巖漿熱液型銅礦，多以小型為主。值得注意的是，同期在金窩子-公婆泉成礦帶（Ⅲ-14）產出中型斑巖型銅礦1處。

（3）華力西期是甘肅銅礦第三重要的成礦期，礦產地產出較分散，主要礦床類型為斑巖型（中型2處），產于敦煌（地塊）（III-15）和柴達木北緣（III-24）成礦帶。