甘肅省肅北縣公婆泉銅礦的地質(zhì)特征及地質(zhì)環(huán)境預測

王 剛

（甘肅省地質(zhì)礦產(chǎn)勘查開發(fā)局第四地質(zhì)礦產(chǎn)勘查院，甘肅 酒泉 735000）

銅礦一般是銅的硫化物或氧化物與其他礦物組成集合體，是世界最重要的礦產(chǎn)資源之一，一半以上的銅都被用于電力和電信工業(yè)，具有“人類文明的使者”之稱[1]。在中國，有很多著名的銅礦產(chǎn)區(qū)，甘肅省肅北縣公婆泉銅礦就是其中之一。甘肅省肅北縣公婆泉銅礦位于馬鬃山鎮(zhèn)東南約13公里，屬肅北縣馬鬃山鎮(zhèn)管轄。其地理位置屬于低山丘陵區(qū)，北面是戈壁荒漠區(qū)，總體地勢較為平坦，海拔在2000m左右，標高約200m，其中馬鬃山為區(qū)內(nèi)最高峰，海拔也不過2583m。

在公婆泉銅礦區(qū)內(nèi)氣候?qū)儆诘湫痛箨懜珊敌詺夂?，空氣干燥，常年多風沙，雨雪稀少，日溫差變化懸殊，冰凍期長，無霜期短，不存在常年性河流，亦沒有地表水分布，只有暫時性洪流所形成的數(shù)條干溝谷，這些干溝谷寬度一般在10m～20m，最寬的地方卻能達到100m～300m。公婆泉銅礦區(qū)內(nèi)雖然常年多風沙，但是堆積物厚度卻不大，其厚度一般在1m左右，局部厚度也不過接近5m，在公婆泉銅礦區(qū)內(nèi)如此干燥的氣候中，每年卻也可能發(fā)生0次～3次的洪水，每次洪水持續(xù)時長在1～3小時不等。甘肅省肅北縣公婆泉銅礦區(qū)內(nèi)人煙稀少，僅有漢族、蒙古族人定居，多為流動牧民，非常適合對甘肅省肅北縣公婆泉銅礦的地質(zhì)特征及地質(zhì)環(huán)境預測。

1 研究甘肅省肅北縣公婆泉銅礦地質(zhì)特征

甘肅省肅北縣公婆泉銅礦礦床屬于斑巖型銅礦床，礦區(qū)內(nèi)地層、構(gòu)造、侵入巖呈北西—南東向展布，與區(qū)域性構(gòu)造線方向一致，不同時期的沉積作用，巖漿活動、構(gòu)造變形及變質(zhì)作用等基本與總體構(gòu)造線方向一致[2]。公婆泉銅礦賦礦層位為華里西早期的石英閃長玢巖、潛英安斑巖和公婆泉群下亞群第四巖組的石英粗面巖中及其與巖體的接觸帶附近，少量礦體或礦化賦存于公婆泉群下亞群第二巖組的安山玢巖中，礦體呈脈狀、透鏡狀、不規(guī)則狀，分枝現(xiàn)象較多，走向NW，傾向SW，沿傾向方向延伸一般大于走向方向延伸，礦體產(chǎn)狀與巖體產(chǎn)狀基本相同。

1.1 地層

甘肅省肅北縣公婆泉銅礦的地層可分為志留系公婆泉群、早白堊系赤金堡群、新近系上新統(tǒng)苦泉組、第四系上更新統(tǒng)和全新統(tǒng)等[3]。受強烈構(gòu)造作用影響，除志留系與白堊系地層呈不整合接觸外，其余地層在區(qū)內(nèi)主要呈斷層接觸。志留系公婆泉群是公婆泉銅礦區(qū)內(nèi)主體底層，位于公婆泉銅礦中北部，呈東西向或北西向不規(guī)則長條狀分布，構(gòu)造單一，為中基性、中酸性火山巖夾大理巖建造，巖相變化較大，側(cè)向延伸很不穩(wěn)定。巖層走向近東西，西部轉(zhuǎn)向南西，被第四系覆蓋，傾向南或南東，東部傾角較陡，約70°，向西、向南傾角變緩，約30°～50°左右。受后期巖漿巖的侵入和第四系掩蓋或斷層切割作用，局部地段呈零星露頭或殘留體分布。

早白堊系赤金堡群位于公婆泉銅礦北側(cè)、東側(cè)，多呈殘丘狀分布，礦區(qū)內(nèi)巖石為陸相碎屑巖建造，巖石層平緩，褶皺輕微，盛產(chǎn)淡水植物化石。新近系上新統(tǒng)苦泉組位于公婆泉銅礦西北、西南一帶，礦區(qū)內(nèi)巖石為陸相碎屑巖建造，巖性組合為桔紅色粉砂質(zhì)泥巖夾雜色泥巖及砂礫巖，不整合于公婆泉群及花崗巖侵入體之上。第四系根據(jù)沉積先后順序分為上更新統(tǒng)和全新統(tǒng)，位于地勢平坦及低洼地區(qū)，成因類型屬于沖—洪積成因類型。上更新統(tǒng)多為古洪積扇堆積，巖性為灰色、灰黃色半膠結(jié)的砂礫巖，其成分復雜，隨地而異，分選性、磨圓度差，多為棱角狀—次棱角狀，大小混雜。全新統(tǒng)多見于公婆泉銅礦溝谷及地勢低洼處，為一種松散的砂、礫石及泥砂。

1.2 巖漿巖

公婆泉銅礦存在七一山華力西期巖漿巖帶，位于公婆泉銅礦區(qū)最北部邊緣，近東西向帶狀展布，長800km以上，寬80km～150km。巖性從基性到酸性均有出露，其中以中、酸性最為發(fā)育，其中主要的巖漿巖有早古生帶島弧火山巖、古生代侵入巖。

早古生帶島弧火山巖和古生代侵入巖都在公婆泉銅礦區(qū)內(nèi)極為發(fā)育，分布在公婆泉銅礦區(qū)北側(cè)廣大地域。早古生帶島弧火山巖的表現(xiàn)形式為點狀中心式火山噴發(fā)的形式，外圍火山巖相具環(huán)帶展布的特點。巖性為火山角礫巖、英安斑巖、杏仁狀玄武巖和中酸性熔巖等，其中的英安斑巖與銅礦化關系密切，可以推測出英安斑巖產(chǎn)出部位為中心式火山機構(gòu)。

古生代侵入巖巖石類型從基性到酸性均有出露，其中以酸性巖最為發(fā)育，巖石呈暗綠色，致密塊狀構(gòu)造，中位輝長結(jié)構(gòu)。巖體中心部分含微量石英，形成邊緣相巖石，即石英輝長巖、角閃輝長巖等。

1.3 構(gòu)造

公婆泉銅礦區(qū)內(nèi)的褶皺和斷裂都極為發(fā)育，位于礦區(qū)內(nèi)的東西向—向斜和北西向，其中斷裂構(gòu)造與礦化關系較為密切。褶皺構(gòu)造向斜軸呈近東西向，軸面呈舒緩波狀，長約6km，傾角60度，中部被第四系和白堊系地層覆蓋，向斜總體形態(tài)寬緩，呈“S”型，形成多個次級褶皺，經(jīng)受巖漿作用的影響，公婆泉銅礦區(qū)內(nèi)巖層產(chǎn)狀紊亂，變化很大。公婆泉銅礦區(qū)內(nèi)褶皺構(gòu)造巖性為安山巖、安山玢巖、安山質(zhì)角礫熔巖、安山質(zhì)角礫凝灰熔巖和安山凝灰?guī)r。

公婆泉銅礦區(qū)內(nèi)的斷裂構(gòu)造線方向由北向西，多數(shù)斷裂是受華力西構(gòu)造運動的影響形成，總長上百公里，水平斷距約2.6km，垂直斷距0.5km～0.95km，斷面傾向南南西，傾角58°～75°，總體形態(tài)呈舒緩波狀，系高角度的逆沖斷層，斷裂規(guī)模大，活動時間長，為逆斷層和逆沖斷層，發(fā)育十幾米至上百米的斷層破碎帶，斷裂控制了成礦前的巖基產(chǎn)出，沿該條斷裂帶出現(xiàn)的出露輝長巖、花崗閃長巖、二長花崗巖，出現(xiàn)超基性巖狀況，反映了該斷裂帶屬于切穿殼層的深斷裂，斷層性質(zhì)為逆斷層，傾向南西，沿傾向呈波狀彎曲，這條斷裂帶還控制了公婆泉銅礦區(qū)內(nèi)成礦帶和礦體的分布，存在成礦后的脈巖。該斷裂帶斷裂內(nèi)全部發(fā)生了碎裂，碎裂相對略強，且代表了巖性界面。公婆泉銅礦區(qū)內(nèi)的斷裂構(gòu)造在局部構(gòu)成了走滑斷層，為花崗閃長斑巖侵入的通道，具有擠壓特征，均為正斷層。

2 研究甘肅省肅北縣公婆泉銅礦地質(zhì)環(huán)境預測

甘肅省肅北縣公婆泉銅礦區(qū)常年干旱缺水，人煙稀少，僅春、秋季節(jié)有少數(shù)牧民游牧。

由于對公婆泉銅礦的開采，隨著時間的流逝，對公婆泉銅礦山的不斷深入，地下開采面積的擴大，對公婆泉銅礦山環(huán)境造成山體開裂、地裂縫、地表塌陷等地質(zhì)災害。但是公婆泉銅礦區(qū)內(nèi)含有鈾，產(chǎn)于磁鐵礦石的微細裂隙中，當前的鈾濃度在鈾濃度允許的最高值，對人體不存在危害，不過必須對礦區(qū)工作進行放射性監(jiān)測。

采礦時的礦坑排水水質(zhì)經(jīng)過檢查，符合地下水Ⅲ類水質(zhì)標準，不會對礦區(qū)內(nèi)地表水及其它地下水造成污染。公婆泉銅礦區(qū)內(nèi)無重大的污染源和熱害，但是礦床開采產(chǎn)生的廢石、廢渣及尾礦的堆放不當，可能會對周圍的地質(zhì)環(huán)境造成影響，因此，必須合理規(guī)劃礦石、廢石、廢渣及尾礦的堆放場地，遠離溝谷地帶和水源流動地帶，從而減少礦石、廢石、廢渣及尾礦的堆放對當?shù)丨h(huán)境的污染，避免地質(zhì)災害的發(fā)生。

3 結(jié)語

綜上所述，甘肅省肅北縣公婆泉銅礦是我國銅礦出產(chǎn)地之一，其位于低山丘陵區(qū)，當前對公婆泉銅礦的開采已經(jīng)進入瓶頸階段，對甘肅省肅北縣公婆泉銅礦的地質(zhì)特征及地質(zhì)環(huán)境的勘探并不到位，老舊的資料無法幫助其尋找富礦地段，因此本文提出的甘肅省肅北縣公婆泉銅礦的地質(zhì)特征及地質(zhì)環(huán)境預測這一課題具有十分重要的意義。

勘探公婆泉銅礦的地質(zhì)特征，可以在老礦區(qū)中尋找到新的富礦地段，為斑巖型銅礦找礦方案可以取得突破，對公婆泉銅礦的地質(zhì)環(huán)境預測，可以避免對當?shù)丨h(huán)境造成污染、地質(zhì)災害的發(fā)生。

本文對甘肅省肅北縣公婆泉銅礦的地質(zhì)特征及地質(zhì)環(huán)境預測的研究并不完全，有很多方面沒有勘探檢測，還需不斷改進。但是必須不斷深入勘探甘肅省肅北縣公婆泉銅礦的地質(zhì)特征，預測公婆泉銅礦地質(zhì)環(huán)境，達到進一步突破。