青海同仁縣恰冬銅礦地質特征及找礦標志

干曉銳，呂品翰，秦志敏

(1.云南能源職業(yè)技術學院資源與環(huán)境工程學院,云南 曲靖 655001； 2.青海省都蘭縣國土局，青海 海西，816199)

青海同仁恰冬銅礦位于青海省同仁縣，處于西域板塊(XYP)宗務隆山—青海南山晚古生代—早中生代裂陷槽(D-T2)東緣，澤庫弧后前陸盆地中(圖1)。礦區(qū)內賦礦層位為三疊系下統(tǒng)隆務河組上段(T1-2lb)，賦礦巖性為凝灰質砂巖和凝灰質板巖互層、凝灰質砂巖和凝灰質板巖及大理巖互層、矽卡巖。礦區(qū)由南向北分為Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ和Ⅳ礦帶，其中Ⅱ、Ⅲ礦帶為礦區(qū)主要成礦帶，主礦體為Ⅱ2-1、Ⅲ2-3和Ⅲ3-1[1-2]。

圖1 青海恰冬銅礦區(qū)域地質圖Fig.1 Regional geological map of Qinghai Qiadong copper mine

1 礦區(qū)地質特征

1.1 礦區(qū)地層

礦區(qū)內出露地層主要為三疊系中下統(tǒng)隆務河組上段，其次為第三系含礫砂巖及第四系殘坡積層(圖1)。礦區(qū)地層由老到新敘述如下：

疊系中下統(tǒng)隆務河組上段(T1-2lb)：巖性為灰色至灰綠色中厚層狀中細粒長石巖屑砂巖，凝灰質砂巖和凝灰質板巖互層，凝灰質砂巖和凝灰質板巖及大理巖互層、矽卡巖，夾中基性-中酸性火山巖及薄層灰?guī)r，是本區(qū)的主要賦礦地層，矽卡巖化、綠泥石化、褐鐵礦化普遍，局部見綠簾石化、絹云母化、碳酸鹽化、硅化等。

第三系(R)：巖性為紫紅色含礫砂巖，礫石成分主要為灰白色礫巖，其膠結物為泥砂質。礦區(qū)僅零星分布出露，主要分布于礦區(qū)中南部，出露厚度30 cm左右。

第四系(Q)：以坡積、殘積為主。測區(qū)范圍內覆蓋面積大，約占60%，主要礦化地段(礦區(qū)東部)覆蓋面積占80%左右。

1.2 礦區(qū)構造

礦區(qū)位于加吾力吉背斜的北翼，主構造線方向為走向近北西向的單斜構造。礦區(qū)內斷裂構造較為發(fā)育，均為北東向斷裂，主要有5條(F1、F2、F3、F4和F5)在坑道工程中有較明顯的揭露，多屬張扭性斷裂，破碎帶較寬大，斷層主要為破礦構造。

1.3 巖漿巖

區(qū)內巖漿活動較為強烈，多為噴出巖，其次是淺成侵入巖。主要分布安山巖、黑云母花崗閃長巖體、石英閃長玢巖，侵入時代為印支—燕山期。由于區(qū)內巖漿活動延續(xù)時間長，導致礦區(qū)多期脈及小侵入體發(fā)育。

1.3.1 侵入巖

黑云母花崗閃長巖體：巖體主要分布在礦區(qū)西北部，多為順層脈狀侵入，局部有小巖枝呈北西向展布。巖石為似斑狀結構，斑晶為長石和黑云母，基質為隱晶質，屬印支期侵入巖。巖脈與圍巖接觸關系為順層侵入接觸。巖體底板圍巖為凝灰質砂巖，褐鐵礦化較強，局部見綠簾石化?？兹甘亓严懂a出，礦化不均勻，礦化體厚度約為1.5 m。綜合分析認為巖漿巖與礦(化)體關系密切，提供成礦物質來源。

1.3.2 噴出巖

區(qū)內有多期性的小規(guī)?；鹕絿姲l(fā)與噴流作用，表現(xiàn)在礦區(qū)內及近外圍含礦地層中夾有多層火山熔巖(安山巖)，安山巖局部厚度大、延長達數(shù)公里，分布于礦區(qū)含礦地層中。區(qū)內安山巖在礦區(qū)東部多被北東向斷層所切斷，形成不規(guī)則塊狀。安山巖主要成分為斜長石，呈半自形板狀，大小不一。在礦區(qū)西北部安山巖與圍巖接觸帶附近有鐵帽生成，另礦區(qū)Ⅱ、Ⅲ主礦帶分布在安山巖頂?shù)装甯浇?，礦體主要賦存于安山巖頂部及底部的火山碎屑巖中。礦體層位穩(wěn)定，局部地段厚大富集，說明成礦物質主要來源于火山碎屑巖及火山熔巖，成礦與火山作用有著十分密切的關系。另礦體品位厚度與礦區(qū)火山噴發(fā)沉積旋回的時間和強度呈正相關關系，表明該區(qū)成礦明顯受火山噴發(fā)沉積機制的控制[3-4]。

1.4 變質作用

礦區(qū)內巖漿活動較為強烈，以接觸交代變質作用為主，在巖漿巖附近形成矽卡巖、大理巖和角巖等變質巖。礦區(qū)圍巖蝕變強烈，主要蝕變類型有：矽卡巖化、綠泥石化、綠簾石化、絹云母化、碳酸鹽化、硅化、褐鐵礦化等?，F(xiàn)將主要礦化及圍巖蝕變分述如下：

矽卡巖化：在坑道和鉆孔中較為普遍，主要分布在安山巖及大理巖附近。礦物成分有石榴子石、透輝石、長石、石英、綠泥石和綠簾石，局部含少量螢石，長石多被石榴子石及透輝石所交代。矽卡巖為主要賦礦巖性之一,黃銅礦呈團塊狀、浸染狀產出。

綠泥石化：呈鱗片狀集合體產出，淡綠色，多交代角閃石、黑云母。綠泥石化多與碳酸鹽化、矽卡巖化及黃鐵礦化共生，同礦化關系密切。

綠簾石化：細粒狀、團塊狀分布，黃褐綠色。多沿巖石節(jié)理裂隙產出，同綠泥石化等蝕變共生。

絹云母化：片狀，無色或淺綠色，團塊狀分布，交代斜長石，部分呈長石晶形假象。

碳酸鹽化：多生成方解石，呈脈狀或團塊狀產出。

硅化：他形粒狀，呈鑲嵌狀接觸，團塊狀、脈狀分布。原生礦物顆粒粒徑較大，呈分散狀，后期硅化變質礦物粒徑較小，呈團塊狀分布。

褐鐵礦化：多分布在安山巖和圍巖接觸帶以及銅礦化體附近，局部形成大面積鐵帽。

2 礦床地質特征

2.1 礦體特征

通過地質勘查，恰冬銅礦區(qū)由南向北分為Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ和Ⅳ礦帶，其中Ⅱ、Ⅲ礦帶為礦區(qū)主要成礦帶。目前礦區(qū)共揭露32個礦體，其中主礦體為Ⅱ2-1、Ⅲ2-3和Ⅲ3-1，各主礦體特征如下：

Ⅱ2-1礦體：礦體位于三疊系中下統(tǒng)隆務河組上巖性段(T1-2lb)安山巖下盤，與安山巖距離在50～160 m之間。礦體形態(tài)簡單，呈層狀、似層狀產出，產狀與地層產狀基本一致，分支復合現(xiàn)象偶有出現(xiàn)。賦礦巖石為凝灰質砂巖、凝灰質板巖、大理巖互層巖石以及矽卡巖，礦體頂?shù)装迮c含礦巖石巖性基本一致，礦體與圍巖呈漸變過渡關系。礦體總體走向近東西向，傾向北西10°～北東10°，傾角30～69°。該礦體目前地表共有5個槽探工程控制，工程間距70～180 m，中深部有18個工程控制，工程控制礦體走向長530 m，控制最大傾向延深達480 m。礦體厚度0.58～17.84 m，平均厚度5.08 m，厚度變化系數(shù)93%，屬厚度較穩(wěn)定型礦體。礦體Cu品位0.09%～4.42%，平均品位0.91%，品位變化系數(shù)87%，屬有用組分分布較均勻型礦體(圖2)。

圖2 恰冬銅礦Ⅱ2-1、Ⅲ2-3礦體剖面示意圖Fig.2 Section diagram of Ⅱ2-1 and Ⅲ2-3 ore body of Qiadong copper mine

圖3 恰冬銅礦Ⅲ3-1礦體剖面示意圖Fig.3 Section diagram of Ⅲ3-1 ore body of Qiadong copper mine

Ⅲ2-3礦體：礦體位于三疊系中下統(tǒng)隆務河組上巖性段(T1-2lb)安山巖上盤，Ⅲ號礦帶中部，礦體距安山巖距離30～70 m，礦體形態(tài)較簡單，呈似層狀、透鏡狀產出，分支復合現(xiàn)象明顯。賦礦巖性為凝灰質砂巖與凝灰質板巖互層，礦體頂?shù)装迮c含礦巖石巖性一致，礦體與圍巖呈漸變過渡關系。礦體總體走向近東西向，傾向北西10°～北東10°，傾角43～75°。該礦體共有10個工程控制，工程控制礦體走向長 300 m，控制最大傾向延深達250 m。礦體厚度0.61～16.42 m，平均厚度4.0 m，厚度變化系數(shù)112%，屬厚度較穩(wěn)定型礦體。礦體Cu品位0.06～4.03%，平均品位0.83%，品位變化系數(shù)95%，屬有用組分分布較均勻型礦體(圖2)。

Ⅲ3-1礦體：礦體位于三疊系中下統(tǒng)隆務河組上巖性段(T1-2lb)安山巖上盤，Ⅲ號礦帶底部，礦體距安山巖距離為0～40 m，呈似層狀、透鏡狀產出，礦體形態(tài)較簡單，分支復合明顯，在0線和8線之間出現(xiàn)尖滅再現(xiàn)現(xiàn)象。賦礦巖性為凝灰質砂巖與凝灰質板巖互層，礦體頂、底板巖性與含礦巖石巖性基本一致，呈漸變過渡關系。局部地段礦體底板為安山巖，礦體與安山巖界線清晰可分。礦體總體走向近東西向，傾向北西10°～北東22°，傾角35～57°。該礦體共有10個工程控制，工程控制礦體走向長約300 m，控制最大傾向延深達300 m。礦體厚度0.77～12.99 m，平均厚度3.23 m，厚度變化系數(shù)107%，屬厚度較穩(wěn)定型礦體。礦體Cu品位0.22%～2.81%，平均品位0.88%，品位變化系數(shù)62%，屬有用組分分布較均勻型礦體(圖3)。

2.2 礦石結構構造

在地表及淺地表礦石多為氧化礦，含少量自然銅，主要有孔雀石、褐鐵礦。礦石結構有放射狀結構(孔雀石)、交代結構(褐鐵礦)；礦石構造主要有皮殼狀、薄膜狀構造(孔雀石)，疏松塊狀或土狀構造(褐鐵礦)，樹枝狀、薄片狀構造(自然銅)。

深部礦石類型為硫化礦，主要有黃銅礦、黃鐵礦和磁黃鐵礦,少量斑銅礦。礦石結構為自形、他形粒狀結構；礦石構造為星點狀、團塊狀、脈狀、浸染狀，少量碎裂狀、角礫狀構造。

2.3 礦石礦物組成及主要化學成分

礦物組成:主要礦石礦物有黃銅礦、孔雀石、黃鐵礦、磁黃鐵礦；脈石礦物主要為長石、石英、方解石、石榴石及綠泥石等。

主要化學成分:礦石中有益組分主要為Cu元素，而其他元素質量分數(shù)均較低，達不到綜合利用的標準(表1)。

表1 恰冬銅礦礦石樣主要元素質量分數(shù)Tab.1 Main element content of Qiadong copper mine sample %

2.4 礦石類型

按礦石結構構造可分為稀疏-稠密浸染狀銅礦石、網脈狀銅礦石、條紋-條帶狀銅礦石、角礫狀銅礦石。

按有用礦物組合可分為：黃鐵礦-黃銅礦礦石、磁黃鐵礦-黃銅礦礦石。

礦區(qū)以原生帶為主，氧化帶主要分布在距地表0～40 m范圍內，厚約20～40 m。

3 礦床成因及找礦標志

3.1 礦床成因

基于礦床地質特征分析，銅礦體明顯受地層控制，根據(jù)已有地質資料，就地層、巖漿活動及沉積環(huán)境對恰冬銅礦成礦作用的影響進行初步分析。

1)地層因素：礦區(qū)礦體賦存于下-中三疊統(tǒng)隆務河組地層，主要含礦系為一套火山碎屑巖-陸源碎屑巖，礦體呈層狀、似層狀、透鏡狀分布，礦體產狀與地層產狀基本一致，主要礦體賦存于安山巖頂部及底部的火山碎屑巖中，說明成礦物質主要來源于火山碎屑巖及火山熔巖，成礦與火山作用有著十分密切的關系。

2)火山噴發(fā)因素：區(qū)內早-中三疊世巖漿活動較為強烈，由恰冬銅礦礦區(qū)地層可以看出，礦區(qū)的3個含礦帶分別代表了3次火山噴發(fā)沉積旋回，同時礦化與火山噴發(fā)的強度和時間長短呈正相關關系，即火山碎屑沉積物厚度越大，礦化越較為集中和富集，礦石品位越高，礦體厚度越大；反之礦化較弱，只形成礦化或小而薄的礦體。表明該區(qū)成礦明顯受火山噴發(fā)沉積機制的控制[5-6]。

3)沉積環(huán)境因素：恰冬銅礦礦區(qū)位于斷陷盆地邊緣，以浸染狀礦石為主，且礦石中條帶與圍巖巖石條帶一致，具有同生沉積的特點。礦區(qū)沉積環(huán)境以封閉的中深海還原環(huán)境為主。

綜上所述，礦床的形成與火山、巖漿活動有重要的關系，成礦物質來源主要為火山碎屑及火山熔巖。同時礦床的產出又嚴格受下-中三疊統(tǒng)隆務河組地層控制，具有明顯的沉積成因特點。因此該礦床應為火山沉積成因型銅礦床[7-9]。

3.2 找礦標志

礦化標志：地表礦化露頭巖石上顏色鮮艷的孔雀石分布較為普遍，是本礦區(qū)尋找銅礦最重要的直接找礦標志。

地層巖性標志：礦區(qū)內賦礦層位為三疊系下中統(tǒng)隆務河組上段(T1-2lb)，賦礦巖性為凝灰質砂巖、凝灰質板巖互層，凝灰質砂巖、凝灰質板巖及大理巖互層，礦體主要集中在凝灰質砂巖中。并且主礦體均位于安山巖頂板和底板附近，對本區(qū)找礦也具有一定的指示作用。

蝕變標志：恰冬銅礦與矽卡巖化、綠泥(簾)石化、大理巖化、硅化等圍巖蝕變關系密切，以上蝕變類型是礦區(qū)重要的間接找礦標志。

4 結 語

恰冬銅礦床產于中生代早期弧后前陸盆地的邊緣，發(fā)育于下-中三疊統(tǒng)隆務河組上巖性段(T1-2lb)，賦礦巖性為凝灰質砂巖和凝灰質板巖互層，本套地層是主要的找礦標志。礦區(qū)斷裂構造較為發(fā)育，均為北東向，破碎帶較寬，斷層主要為破礦構造。礦床的主要成因為火山沉積成因型銅礦床。孔雀石化、圍巖蝕變和隆務河組上段是該礦區(qū)重要的找礦標志。