麻陽縣九曲灣礦區(qū)麻陽銅礦地質(zhì)與礦床特征

賈山濤，楊志全

（山東黃金集團(tuán)國際礦業(yè)開發(fā)有限公司，山東 濟(jì)南 250000）

1 地層

礦區(qū)出露地層主要為白堊系下統(tǒng)第三巖組（K13）。共劃分為四個(gè)亞組九個(gè)巖性段，其中第二亞組至第四亞組為含銅巖系。

含銅巖系屬白堊系第三巖組（K13）中上部，由“深色層”（俗稱紅層）和淺色層交互組成?！吧钌珜印敝饕勺霞t色泥質(zhì)粉砂巖、粉砂巖、粉砂質(zhì)泥巖及少量泥巖和細(xì)砂巖組成；“淺色層”（廣義的）包括灰紫、紫灰、灰綠、灰白、淺灰色的含礫中-粗砂巖、含礫細(xì)砂巖及少量砂礫巖和粗砂巖組成。前者多為厚層狀，后者則多為薄層狀、透鏡狀[1]。銅礦體即賦存于淺色層中。

總的來看，區(qū)內(nèi)各淺色層（包括礦化層和礦層）除少數(shù)為延伸不長，在短距離內(nèi)尖滅的透鏡體外，大部分層位連續(xù)、厚度穩(wěn)定、縱橫展布數(shù)百米到1000m～2000m以上，呈層狀或似層狀產(chǎn)出[2]。也有部分淺色層沿走向由若干個(gè)透鏡體組成，并有分枝復(fù)合、局部膨脹等變化。

2 巖相

含銅巖系是在河口三角洲環(huán)境下沉積的一套陸源碎屑巖，湖盆水位的漲落，使沉積物在垂直層面方向出現(xiàn)有規(guī)律的韻律變化，當(dāng)湖盆水位上漲，三角洲淹沒在較深的水下，其上沉積泥質(zhì)、粉砂質(zhì)物質(zhì)（深色層）；當(dāng)湖盆水位下落，三角洲露出水面或接近于水面，其上形成分流河，接受粗碎屑物的沉積（淺色層）。

由湖岸向湖中心，據(jù)碎屑物的沉積特征依次可劃分為河口三角洲中心亞相、河口三角洲中間亞相、河口三角洲邊緣亞相、淺湖相。銅礦體主要賦存于中間亞相，其次是中心亞相，邊緣亞相偶見礦化，淺湖相無礦化。各亞相特征見表1。

表1 河湖三角洲各亞相特征對照表

3 構(gòu)造

礦區(qū)自白堊紀(jì)后雖經(jīng)歷過多次構(gòu)造活動(dòng)，但礦區(qū)構(gòu)造較簡單，主要構(gòu)造形跡有褶皺和斷層，褶皺按軸向分為兩組，一組為NNE向，規(guī)模較大，另一組為NW向，隱伏于礦區(qū)深部。礦區(qū)斷裂十分發(fā)育，斷裂規(guī)模一般不大，具多次活動(dòng)的特點(diǎn)，礦體的空間產(chǎn)出與褶皺和斷裂密切關(guān)聯(lián)[3]。

3.1 褶皺

礦區(qū)位于茶溪-呂家坪不對稱向斜東南翼。北10線以南，呈一單斜構(gòu)造，地層走向30°左右，礦區(qū)南端南10線附近，走向急劇向西轉(zhuǎn)，構(gòu)成微向東弧形突出，向南張開延伸，北部薄窄，南部寬厚的“帚狀”弧形構(gòu)造。地層傾向290°～350°，傾角15°～60°不等，一般是含礦巖系北部陡，南部緩；下部陡，向上逐漸變緩；地表和淺部陡，深部變緩的規(guī)律[4]。北10線以北，構(gòu)造形態(tài)由南段的單斜弧形構(gòu)造，逐漸演化成一個(gè)向斜（洞門前向斜）和一個(gè)背斜（荒田沖背斜）。

其中荒田沖背斜為向南西傾伏的不對稱背斜，北段地層產(chǎn)狀隨著褶皺形態(tài)的變化而變化含銅巖系厚度由地表往地下逐漸加大，尤其是背斜軸部以西地段，由于距湖盆較遠(yuǎn)，沉積厚度增大，加之沉積基底起伏，后期構(gòu)造變動(dòng)等因素，背斜西翼深部巖層產(chǎn)狀急劇變陡（60°以上），含礦巖系厚度突增，在剖面上形成“嗽叭口”狀。

3.2 斷裂

礦區(qū)內(nèi)共發(fā)現(xiàn)大小斷層142條，絕大部分分布在礦區(qū)北段（北10線以北），礦區(qū)南段斷層不發(fā)育。斷層與褶皺關(guān)系密切，在巖層產(chǎn)狀陡緩變化轉(zhuǎn)折處，和北10線附近單斜與背、向斜過渡地帶，以及北段褶皺強(qiáng)烈地區(qū)-背斜軸部及其以東地區(qū)，斷層最為發(fā)育。多系伴隨褶皺而引起的一系列塊狀斷層或成組成群互相切割的斷層[5]。此外，局部見隱伏斷層。

按斷層發(fā)育方向大體可分成兩組：近東西走向的橫斷層、近南北走向的縱斷層。

近東西走向的橫斷層：規(guī)模一般不大，延長以數(shù)十米常見，最大者不超過數(shù)百米。位移以數(shù)米為普遍，斷層性質(zhì)以平移和高角度正斷層為主，逆斷層少見。斷層傾向以北東方向?yàn)橹?。這組斷層對礦層和淺色層的破壞通常以相互平行的一組斷層與礦層斜交，使礦層向不同方向相對錯(cuò)移或形成小型地塹、地壘構(gòu)造。

近南北走向的縱斷層：全發(fā)育于礦區(qū)北部，其性質(zhì)多系由于擠壓力的作用而形成的壓性高角度逆斷層。斷層規(guī)模相對較大，對礦區(qū)構(gòu)造形態(tài)，含礦巖系及礦層的完整連接破壞較大，如F23使北5線附近Ⅷ號(hào)至Ⅰ、Ⅳ號(hào)間幾條含礦淺色層明顯有一落差，造成含礦層的連接困難；F52使第三系、A層與Ⅳ號(hào)之間的淺色層明顯有一落差，最大可達(dá)80m；F28使北7線地段ⅩⅩ-ⅩⅫ號(hào)被錯(cuò)斷；F27分布于北5-北25線以北，發(fā)育在Ⅱ號(hào)礦層以下，為一規(guī)模較大的走向斷層。

另外，麻陽銅礦在采礦坑道中常碰到一些地表未發(fā)現(xiàn)的盲斷層，如北5-北10線之間ⅩⅫ號(hào)礦層ⅩⅫ-1和ⅩⅫ-6礦體之間近于南北走向的逆斷層，傾向北西，擠壓帶較窄，斷裂帶旁礦層銅品位增高，局部可達(dá)30%。形成富礦。表明斷層對礦層既有破壞作用又有改造作用。

4 礦床地質(zhì)特征

麻陽銅礦采礦權(quán)范圍內(nèi)發(fā)育有多個(gè)礦層，主要礦層有Ⅷ號(hào)、Ⅻ號(hào)、ⅩⅢ號(hào)、ⅩⅫ號(hào)、ⅩⅩⅢ號(hào)、XV號(hào)、ⅩⅧ號(hào)、ⅩⅨ號(hào)、LⅠ號(hào)等。下面介紹主要礦層及部分次要礦層的地質(zhì)特征。

4.1 礦體形態(tài)規(guī)模

礦體形態(tài)多為透鏡狀、扁豆?fàn)?，少?shù)為似層狀或?qū)訝钯x存于灰白、灰綠色的礦層之中。嚴(yán)格受礦層層位的控制，絕無穿層現(xiàn)象。礦體在礦層中一般只占礦層的一部分或彼此分開的若干小部分，且礦體在礦層中所占部位不一，礦體與礦層也沒有明顯的界線。礦體縱橫展布與礦層走向、傾向基本一致，也有向北西側(cè)伏的現(xiàn)象[6]。一般厚度大，層位穩(wěn)定的主礦層和次主礦層，銅礦化是比較連續(xù)的，礦體規(guī)模也較大，多呈似層狀或大的透鏡休。次要礦層一般層位尚連續(xù)穩(wěn)定，但礦化顯然是不均勻和斷續(xù)的，這就造成礦體縱橫方向的尖滅、再現(xiàn)，呈扁豆體、小透鏡體產(chǎn)出。

礦體的尖滅有三種情況：一是礦層層位突然變薄尖滅，礦體也隨之尖滅；二是礦層顏色變深，粒度變細(xì)，礦化變?nèi)?，逐漸相變過渡為紅層：三是礦層層位厚度和巖性沒有大的變化，而含礦（礦化）尖滅。在礦區(qū)以第三種尖滅現(xiàn)象為常見。

礦權(quán)內(nèi)礦化層中按工業(yè)指標(biāo)能圈定出工業(yè)礦體的含礦層（以下統(tǒng)稱“礦層”）有31層，有些礦層又分上、中、下礦體，共有大小礦體（包括表外礦體）166個(gè)。每一礦層中包含有大小不等，數(shù)目不一的工業(yè)礦體1～13個(gè)。各礦層礦體的縱橫延伸長度和儲(chǔ)量規(guī)模大小，相差均很懸殊：礦體長度一般數(shù)十米至數(shù)百米，少數(shù)大礦體走向連續(xù)長度可達(dá)千余米，小者僅數(shù)米或十余米即迅速尖滅。礦體傾向延深寬度，由數(shù)十米至600余米不等，一般多在50m～300m左右。礦體的厚度變化也很大，多在數(shù)十厘米到1m～2m之間，局部可達(dá)17m。各礦體儲(chǔ)量規(guī)模，小的僅幾噸或幾十噸，大的可達(dá)一萬噸以上。一般多在數(shù)百噸-3千噸之間。品位變化從邊界品位0.2%-最高品位12.66%，一般品位均小于2%。

4.2 礦體空間分布及變化特征

礦體主要賦存在含礫中粗砂巖和含礫細(xì)砂巖中，礦體產(chǎn)狀與圍巖（含礦砂體）基本一致，囿于砂體中，嚴(yán)格受層位控制，絕無穿層現(xiàn)象?？傮w傾向北西、北西西，傾角較平緩，一般20°～40°，局部5°～20°或40°～65°。

礦體的形態(tài)多為扁豆?fàn)?、透鏡狀。主礦體為似層狀或?qū)訝睿L寬比有4:1、2:1、1:1，最大為7:1。大多數(shù)小礦體沿走向延伸短，一般在十余米，沿傾斜伸延長，多在百余米至數(shù)百米，礦體沿縱橫方向出現(xiàn)尖滅、再現(xiàn)，呈扁豆體、小透鏡體產(chǎn)出，中小礦體傾向與走向之比大于3:1。

礦體在時(shí)間上集中產(chǎn)出在四個(gè)成礦階段，見圖1：①Ⅱ-Ⅳ號(hào)礦層形成階段；②Ⅴ-ⅩⅧ號(hào)礦層形成階段；③ⅩⅨ-ⅩⅩⅣ號(hào)礦層形成階段；④ⅩLⅦ號(hào)以上各礦層形成階段（N40線以北礦界外）。其中以Ⅴ-ⅩⅧ號(hào)礦層形成階段為成礦高潮階段，該階段含礦淺色層多、礦化強(qiáng)，主礦層和多數(shù)次主礦層都集中于這一階段（如Ⅻ、Ⅷ、XⅢ、XⅧ、LⅠ號(hào)）。

圖1 礦區(qū)含銅層位、礦化范圍強(qiáng)度柱狀圖

隨著成礦時(shí)間的推移和含礦層層序上的遞升，礦體在平面上有明顯的由南西往北東遷移現(xiàn)象，形成自南西而北東的“雁行式”排列。

在空間上，礦體主要在南7-北40線一帶集中產(chǎn)出，在北6線-北12線之間，礦體埋藏最深，Ⅷ-10礦體最大埋藏深度為-390m以下，垂深達(dá)550m，距地表斜深達(dá)1300m。Ⅱ-Ⅳ號(hào)礦層工業(yè)礦體主要分布在礦區(qū)中段和南段；Ⅴ-ⅩⅧ號(hào)含礦層主要礦體分布在礦區(qū)的中段和中段以北；ⅩⅨ-ⅩⅩⅣ號(hào)礦層主要礦體分布在中0線以北；ⅩLⅦ號(hào)以上各礦層工業(yè)礦體均分布在北16線以北向斜部分。礦體的集中產(chǎn)出有由下至上逐漸向礦區(qū)北部洞門前方向遷移之跡象，礦化強(qiáng)度逐漸加大。

4.3 礦體厚度、品位及變化特征

礦體的厚度變化較大，單工程礦體厚度多在數(shù)十厘米到1m～2m之間，最大達(dá)17.23m。單個(gè)礦體厚度0.41m～17.23m，一般厚1m～2m，主要工業(yè)礦體厚度均在1m以上，主礦體厚度超過2m，礦區(qū)平均厚度1.54m。礦體厚度在空間上的變化規(guī)律不明顯。

單工程礦體品位變化從邊界品位0.2%至最高品位12.66%，一般品位均小于2%。主要工業(yè)礦體平均品位0.74%～2.78%，Ⅻ-l主礦體平均品位1.09%，Ⅷ-10主礦體平均品位1.01%，礦區(qū)平均品位0.99%。主、次主礦體品位變化系數(shù)為10.20%～122.4%。

4.4 礦體圍巖及夾石

礦體頂?shù)装鍑鷰r一般為紫紅色泥質(zhì)粉砂巖或紫紅色粉砂質(zhì)泥巖。部分礦層的緊靠上下礦層頂?shù)装逄?，常有一灰綠、灰白色粉砂質(zhì)泥巖薄層，厚0.02m～0.35m，一般0.15m以下，但不甚連續(xù)。這是礦層后期改造過程中，對近礦圍巖所產(chǎn)生的褪色現(xiàn)象。礦體的夾石為紫紅色泥質(zhì)粉砂巖，厚0.05m～0.4m。

5 礦床共（伴）生礦產(chǎn)評(píng)價(jià)

根據(jù)大量光譜分析、巖礦鑒定，對Ⅷ、Ⅻ號(hào)等主礦體的全分析、多元素分析。以及放射性順便檢查和取樣化驗(yàn)等資料表明：礦石中有用組份除銅和與銅共生可回收利用的銀以外，目前尚未發(fā)現(xiàn)其它有工業(yè)價(jià)值的伴生有益元素。此外，鈀在九曲灣礦區(qū)重選精礦中含量為0.015～0.025g/t，浮選精礦中0.013g/t，尾砂中0.0l5g/t，另125中段Ⅻ號(hào)礦層的六個(gè)組合樣也達(dá)0.03～0.06g/t，接近砂礦綜合利用要求，但賦存狀態(tài)未搞清。有害雜質(zhì)(鎂、砷、鋅等)含量很微，對礦石加工冶煉影響不大。

礦區(qū)目前發(fā)現(xiàn)有利用價(jià)值的伴生組份是銀。銀在原礦中品位較低，但在精礦中能一定程度富集，可在冶煉過程中予以回收，因而具有一定利用的價(jià)值。關(guān)于銀的賦存狀態(tài)，據(jù)分析鑒定，銀主要是與自然銅呈固溶體產(chǎn)出，因此，隨銅的品位增高而增高。經(jīng)自然銅激光光譜分析和自然銅單礦物化學(xué)分析，銀含量均很高，也說明了這個(gè)問題。其次少量呈自然銀產(chǎn)出，并經(jīng)電子探針證實(shí)含Agl00%；此外，個(gè)別樣中發(fā)現(xiàn)角銀礦。