甘肃北山窑洞早铜矿地质特征

甘肃北山窑洞早铜矿地质特征樊新祥【摘要】窑洞早铜矿地处塔里木板块，北山古生代褶皱带，公婆泉加里东褶皱带.铜矿化赋存于敦煌岩群中发育的北东向断裂及其形成的断层蚀变带中,铜矿体形态呈透镜状、脉状，为中高温热液型铜矿床.该铜矿的发现对于甘肃北山地区铜矿的找矿工作具有十分重要的意义.【期刊名称】《甘肃科技》【年(卷)，期】2010(026)016【总页数】5页(P63-67)【关键词】断裂构造蚀变带;中高温热液型;矿床特征;甘肃北山【作者】樊新祥【作者单位】甘肃省地质矿产勘查开发局第四地质矿产勘查院，甘肃，酒泉,735000【正文语种】中文【中图分类】P618甘肃北山窑洞早铜矿位于甘肃省肃北县马鬃山以西约70km处,笔者通过勘查工作实践,初步总结了窑洞早铜矿的地质特征，为甘肃北山的找矿工作提供资料信息。窑洞早铜矿地处塔里木板块，北山古生代褶皱带，公婆泉加里东褶皱带,北西西一南东东向断裂构造控制了区内地层及侵入岩的展布，如图1所示。测区地层区划隶属塔里木一南疆地层大区，中天山一北山地层分区，马鬃山地层小区。出露地层有:太古宇一古元古界敦煌岩群B岩组(ArPtD2),总体走向呈北西西一南东东向，分为片麻岩段、石英岩段(ArPtD22)、片岩段和石英岩夹片岩段四个岩段，窑洞早铜矿赋存于石英岩夹片岩段(ArPtD24)内的破碎蚀变带中。志留系公婆泉群(SG)其上部主要为中性、中酸性火山岩夹大理岩扁豆体,为海底喷出岩建造;下部为砂页岩建造。二叠系双堡塘组(PSp)和红岩井组(Ph),为浅海一滨海相或海陆交互相碎屑岩沉积建造。新近系苦泉组(N2k)和第四系上更新统(Qp3apl)、全新统(Qhapl)。测区岩浆活动主要为加里东晚期和华力西中、晚期岩浆活动，表现为具多期次、多种类的特点。主要有加里东晚期的斜长花岗岩(YO33b)、花岗岩(Y33b)和华力西期的闪长岩(642a)、花岗闪长岩(Y842b)、花岗岩(y42c)、钾长花岗岩(丫43),呈不规则岩株产出,花岗岩(Y42c)与窑洞早铜矿的形成关系密切。此外，区内脉岩较发育伟晶岩脉与放射性异常、绿柱石及白云母矿关系密切石英脉与铜、铅、锌等关系密切。测区构造以褶皱和断裂发育为特征，主构造线呈北西西一南东东向。褶皱构造主要有勒巴泉倒转向斜和草呼勒哈德倒转背斜(北翼)，其核部有不同期次的花岗岩株侵入，并被后期断裂破坏。断裂构造分别为北西西一南东东向、北东向、北西向断裂。前者控制了区域地层、岩浆岩的展布,后二者断裂对岩层、前期逆断层具有破坏作用。矿区内出露地层简单，为敦煌岩群B岩组的片岩段(ArPtD23)和石英岩夹片岩段(ArPtD24),呈残留岩片存在,并具糜棱岩化特征。片岩段(ArPtD23):出露于矿区南侧,主要岩石组合为灰绿色二云石英片岩(mbqs)夹薄层状石英岩(qz)、大理岩(mb)透镜体。由于后期构造活动的影响，岩层中拉伸线理、劈理和小褶皱等构造特别发育，普遍具糜棱岩化特征。石英岩夹片岩段(ArPtD24):出露于矿区的中部及北部,主要岩石组合为千枚状黑云石英片岩(phbqs)、黑云石英片岩(bqs)、板状石英岩(qz)、变长石石英砂岩（mfq）和大理岩（mb）。窑洞早铜矿赋存于该岩段内北东向展布的次级构造破碎蚀变带中。矿区侵入岩集中分布于中部和南部，为华力西中期第二、第三次侵入岩，呈长条带状岩墙、岩株，与窑洞早铜矿的形成关系密切。岩石类型有二长花岗岩、花岗闪长岩、石英闪长玢岩、闪长岩及石英闪长岩等，岩石总体定向性构造明显，具韧性变形特征。其中第二次侵入岩以石英闪长玢岩（Sop42b）和闪长岩（842b）为主,岩石结构为半自形粒状结构、斑状结构构造为块状构造、片麻状构造、片理化构造。第三次侵入岩为二长花岗岩（nY42c）、花岗闪长岩（YS42c）,其内贯入的后期石英脉中具星点状、微（细）脉状白钨矿化。矿区构造以断裂构造为主，褶皱不发育。断裂分别为近东西向展布逆断层和北东向展布正断层，前者由一系列与区域构造线方向一致的高角度逆断层组成，控制了矿区内地层及侵入岩的展布;后者由北东向张性断层组成，倾向南东，倾角45。~69。,为正断层，其形成时间较晚，斜切了近东西向展布的岩层和岩体，该组断裂形成宽10~140m破碎蚀变带,局部形成断层角砾岩，是矿区内的导矿及控矿构造。矿区内矿化体分布在北东向的断层破碎蚀变带中，矿化体严格受该组断裂构造（F6、F7断层）控制，赋矿岩石为北东向断层所斜切的千枚状黑云石英片岩、闪长玢岩、闪长岩及沿断层贯入的石英脉等。主矿化主要为孔雀石、黄铜矿，少量蓝铜矿、铜蓝，沿岩石裂隙面呈薄膜状、细脉状分布，矿化不均匀，局部富集，并伴有硅化、碳酸盐化、绿泥石化、黄钾铁矶化、褐铁矿化、赤铁矿化等次生蚀变。在地表构成灰黄色、黄绿色、紫灰色等混杂的宏观蚀变带,一般硅化强烈、岩石破碎的地段则矿化较强。据样品资料统计，矿区内出露的地层及岩浆岩中Cu型矿化元素的含量均较高。如，二长花岗岩中Cu、Pb、Zn、W、Sb、Bi含量是地壳丰度值5~170倍;片岩、石英岩及闪长（玢）岩内Cu、Pb、Zn、Ni、Sb、Ag、W含量是地壳丰度值2~3倍,尤其是W为7-170倍Cu为2~8倍见表1,为铜矿化体的形成提供了丰富的物源。矿区内铜矿化体受F6、F7断层控制，如图2所示，铜矿化地段集中分布在03线一12间。其中F6断层破碎蚀变带内矿化较弱，局部呈富集特征;F7断层破碎蚀变带内矿化连续性好，是矿区主要的矿化富集地段。共圈出铜矿体23个,1、2号矿体受F6断层控制,3—23号矿体受F7断层控制;地表矿体13个隐伏矿体10个。矿体形态多呈透镜状、脉状，其产状总体走向45°,倾向南东,倾角在55。~65。之间。地表铜矿体滁Cu8号矿体长490m外其它矿体长10~110m,厚度1.10~10.12m,Cu平均品位0.50%~1.48%。铜矿化以孔雀石为主，次为铜蓝、蓝铜矿，偶见黄铜矿。其形态以透镜状为主，倾角变化大，在55°~81°之间。隐伏矿体:长一般50~100m,倾向上延伸在20~450m间,厚度1.59~9.87m,Cu平均品位0.20%~5.58%,Cu品位总体略高于地表矿体。铜矿化以黄铜矿为主，孔雀石、铜蓝次之,集中分布在00线一04线间,自地表往下100~400m间矿化相对增强，矿体厚度、品位稳定，局部具富集特征。其形态呈脉状、透镜状,倾角在55°~69°之间产状变化不大，如图3所示。矿石的矿物组分由金属矿物和脉石矿物组成。金属矿物主要为黄铜矿、黄铁矿、孔雀石,次为磁黄铁矿、赤铁矿、褐铁矿、蓝铜矿、铜蓝;脉石矿物主要为石英、斜长石、黑云母、角闪石，次为绢云母、白云母，少量方解石、绿泥石、绿帘石等，见表2。矿石化学成分主要为AI2O3、FeO、Fe2O3、SiO2、Cu、S,其次为CaO、MgO、Na2O、K2O、MnO等，见表3。因矿体围岩与赋矿岩石相同，故其化学成分与矿石化学成分基本相当，见表4。矿石与围岩相比，除SiO2含量较高外，其它化学组分都相对降低。这是由于含矿热液与赋矿岩石发生交代、置换等化学作用，K、Na、Ca、Mg等离子被带出，而Si、S等离子被带入的结果。矿石结构主要有碎裂结构、粒状镶嵌变晶结构、胶状结构、假象结构等，其中碎裂结构主要为赋矿岩石破裂、破碎的角砾或碎块，后期又被各期石英脉填充、破碎及再填充而成;粒状镶嵌变晶结构表现为石英重结晶呈不规则镶嵌集合体，间隙中分布较密集的泥质变晶绢云母;胶状结构主要由孔雀石、赤铁矿、褐铁矿的微量细粒状集合体充填于岩石细脉之中形成。矿石构造主要有浸染状构造、网脉状构造、蜂窝状构造等，其中浸染状构造表现为黄铁矿、黄铜矿、磁黄铁矿等金属矿物呈浸染状分布在矿石的解理、裂隙之中;网脉状构造是金属硫化物在矿石内脉体集中区呈网脉状充填。矿石类型分为氧化矿石和硫化矿石两种自然类型，前者约占矿石总量的10%,Cu品位0.50%~1.48%;后者约占矿石总量的90%,Cu品位0.20%~3.60%。而氧化矿石深度在地表以下30~40m之间，其深度与矿体所处的地形、地貌及岩石破碎程度有关,二者之间界线基本清楚。硫化矿矿石是矿区主要的矿石类型，主要有石英脉型黄铁、黄铜矿矿石和千枚状黑云石英片岩型黄铁、黄铜矿矿石及闪长岩型黄铁、黄铜矿矿石。石英脉型黄铁、黄铜矿矿石:灰黑色，碎裂结构、中粒一显微粒状镶嵌变晶结构，细脉浸染状构造。金属矿物主要为黄铁矿、黄铜矿，其次为磁黄铁矿，少量赤铁矿、褐铁矿,黄铁矿、黄铜矿呈细脉浸染状分布，局部达稠密浸染状、次块状。脉石矿物主要为石英、方解石、及少量绿泥石、粘土矿物等。千枚状黑云石英片岩型黄铁、黄铜矿矿石:灰绿色，鳞片粒状变晶结构，千枚状、细脉浸染状构造。金属矿物主要为黄铁矿、黄铜矿、磁黄铁矿，见少量赤铁矿、褐铁矿。黄铁矿、黄铜矿呈细脉浸染状分布于碎裂、蚀变较强部位，局部呈网脉浸染状分布。脉石矿物主要为黑云母、绢云母、石英、长石等。闪长岩型黄铁、黄铜矿矿石:灰绿色，细一中粒粒状结构，块状构造。金属矿物主要为黄铁矿、黄铜矿、磁黄铁矿，呈细脉浸染状分布。脉石矿物主要为黑云母、绢云母、角闪石、斜长石等。由硫化矿石氧化而成，分布于地表、近地表。其矿石类型主要为孔雀石化石英脉型铜矿石和孔雀石化千枚状黑云石英片岩型铜矿石两种类型。孑L雀石化石英脉型铜矿石:灰白色，碎裂结构，中粒一显微粒状镶嵌变晶结构,块状构造，细脉浸染状构造。金属矿物主要为赤铁矿、褐铁矿、孔雀石胶状集合体。脉石矿物主要为石英，呈细脉状、脉状，具多期次填充特征。孑孑雀石化千枚状黑云石英片岩型铜矿石:灰绿色，鳞片粒状变晶结构，千枚状、片状构造。金属矿物主要为赤、褐铁矿胶状集合体和孔雀石的粉末一胶状集合体，填充于岩石微细脉之中;脉石矿物主要为黑云母、绢云母、石英、长石等。矿区北西西向断裂发育，赋矿岩层因构造应力作用的挤压，变形强烈，形成各种裂隙构造，该断裂为深部热液提供了良好的运移通道。华里西中期的侵入岩分布于其两侧或其近旁，成为各类含矿热液活动的母体和热源。矿区北东向断裂形成的破碎蚀变带为矿床的形成提供了有利的导矿、容矿空间。该断裂在早期形成构造薄弱带，中后期在构造应力作用下产生张性裂隙，深部侵入岩提供的含矿气水热液沿该组张性裂隙上升、运移并与围岩发生交代、充填、置换作用在有利的空间场所富集成矿,并伴随硅化、碳酸盐化、绿泥石化等蚀变,黄铁矿、黄铜矿呈细脉状、浸染状、稠密浸染状分布于各类赋矿岩石的裂隙中。由上述表明，铜矿体形成于岩浆期后中高温阶段，为中高温热液型铜矿床。1） 构造与岩性标志:敦煌岩群B岩组千枚状黑云石英片岩中发育的北东向断裂及其形成的断层蚀变带。2） 岩浆岩标志:华力西中期闪长岩、石英闪长玢岩、二长花岗岩与岩层的夕卜接触带为铜矿形成的空间场所。3） 具硅化、孔雀石化、赤、褐铁矿化蚀变组合为地表宏观识别标志。【相关文献】地质部甘肃省地质局第一区域地质测量队.1:20万星星峡幅区域地质测量报告[Z].甘肃省地矿局,1966.地质部甘肃省地质局.1:20万牛圈子幅区域地质测量报告[Z].甘肃省地矿局,1968.地质部甘肃省地质局.1:20