甘肅碧口地區(qū)金銅礦的礦體分布特征及成因類型分析

張龍海，羅小紅

（中國建筑材料工業(yè)地質(zhì)勘查中心甘肅總隊，甘肅 天水 741000）

碧口金銅礦區(qū)位于甘肅文縣碧口鎮(zhèn)中廟鄉(xiāng)，礦區(qū)北距文縣縣城101公里，西距碧口鎮(zhèn)15公里，南距寶成鐵路縣昭化車站86公里，甘川公路穿過礦區(qū)[1]。礦區(qū)處于白龍江下游，摩天嶺分水嶺北側，屬中等切割高中山-中低山區(qū)。區(qū)內(nèi)最高峰坪臺山海拔2147.4m，最低處河床標高560m，相對高差1587m。白龍江系匯入嘉陵江的三級水系，在碧口地區(qū)蜿蜒曲折，年度徑流量86.72億立方米。該區(qū)域是我國乃至全世界金銅礦體重要的成礦區(qū)帶之一[2]。因此，對于該區(qū)域的研究是十分重要的經(jīng)濟和社會價值。

本文以甘肅碧口地區(qū)金銅礦礦體為研究對象，探討礦體分布規(guī)律，并對其成因類型進行分析，以期為該區(qū)金銅礦體找礦提供參考。

1 礦體分布特征

在甘肅碧口地區(qū)，二輝玄武巖和玄武輝長巖是金銅礦體的主要產(chǎn)出形式，就地熔離型金銅礦是礦體的主要產(chǎn)出類型，這主要在礦體形成晚期，巖層內(nèi)出現(xiàn)了硫化熔離現(xiàn)象，使巖漿形成了層級分離的形態(tài)，進而導致該礦體類行動形成[3]。通過對巖層的化學組成進行分析可知，金元素在巖漿內(nèi)以飽和狀態(tài)存在，在硫化物熔離作用下，玄武石內(nèi)有2%物質(zhì)發(fā)生結晶，形成分異，這也是造成巖漿富金的關鍵原因，熔離后的巖漿貫入斷裂，進而形成了該礦區(qū)礦體的分布特征。

首先，玄武輝長巖作為該區(qū)域地熔離型金銅礦體產(chǎn)出的主要形態(tài)，其主要分布在偏西方向地段上，該地段地層內(nèi)主要含有蝕變玄武輝長巖與斜長二輝玄武巖，由外向內(nèi)相對均勻分布，在區(qū)內(nèi)東巖體北部接觸帶上分布尤為明顯。同時，在此區(qū)域內(nèi)出現(xiàn)了復雜組成，其主要是多期次侵入的結果，表現(xiàn)為在破碎帶和斷層中，閃長巖在其中不規(guī)律存在。含礦性較好的蝕變玄武輝長巖主要分布在西側，并且斷層對礦體分布產(chǎn)生阻斷。

其次，在二輝玄武巖內(nèi)，就地熔離型金銅礦體分布相對均勻。在輝長巖與斜長二輝玄武巖交接部位，出現(xiàn)斜長二輝玄武巖分布的情況，對其進行橫剖，可以看見鉤狀礦體。同時，其與超基性巖體存在相同特征，在淺度開采條件下，對礦體有控制作用的鉆孔相對較少，通過鉆孔分析，底板產(chǎn)狀對礦體有明顯控制作用，且在底板低洼位置，礦體產(chǎn)出豐富，也可以理解為“坑”內(nèi)礦藏資源更為豐富。對于碧口地區(qū)的金、銅礦體的空間分布規(guī)律為，西銅東金，中間金銅兼重。碧口北緯21°～24°，東經(jīng)100°～105°區(qū)域內(nèi)廣泛分布的金銅礦，其分布規(guī)律如圖1所示。

圖1 碧口地區(qū)金銅礦體分布規(guī)律圖

從圖中可以看出，區(qū)內(nèi)金、銅礦體分布的規(guī)律性明顯，在研究區(qū)103.5°～105°范圍內(nèi)，主要以金礦體為主；在101°～103.5°范圍內(nèi)主要以銅礦體為主；在整個研究區(qū)范圍內(nèi)，金銅共生的礦體也廣泛分布，其分布沒有明顯的規(guī)律?？傮w來看，研究區(qū)范圍內(nèi)金、銅礦體的分布規(guī)律是西銅東金，而不存在中間金銅兼重的規(guī)律。

2 金銅礦礦體成因類型分析

在上述對礦體分布特征研究的基礎上，本文對造成其成因進行分析，并以不同因素類型進行劃分。

2.1 地層因素引起的成礦

首先，在時空關系上，礦體的成因與礦石性質(zhì)和地層特性有直接的聯(lián)系，金銅礦的礦化呈現(xiàn)出明顯的層控性，層狀分布是金銅礦主要分布特征，巖層和礦體存在內(nèi)在接觸的關系。金銅礦體中的大理巖、二輝玄武巖等礦石賦存量較大，部分地層礦石呈灰色細變粒狀，常見圍巖有硅質(zhì)巖，底板圍巖巖性的控礦特征明顯，表明礦化產(chǎn)出位置與地層及其巖性存在成因關系。

其次，地質(zhì)礦物的產(chǎn)出主要被固定的噴流巖及沉積巖等物質(zhì)影響。在不同層狀的金銅礦體中均有明顯出露的礦物為趁沉積礦物，礦石組成有富斜長石巖、硅質(zhì)結核灰?guī)r、鐵白云石、硅質(zhì)巖、條帶狀灰?guī)r、硅質(zhì)條帶等等。同時，二輝玄武巖內(nèi)含有鈣質(zhì)斜長石、二輝玄武巖石，礦物組成為礦床的成礦熱液提供了有利條件。所以，金銅礦發(fā)育有一個固定的形成系統(tǒng)，沉積礦物的形成于礦床的成因有直接關系。

另外，斷陷盆地的活動性特征也是礦體成因之一。在多個期次的地質(zhì)沉積條件下礦物的巖性發(fā)生了變化，研究區(qū)出現(xiàn)了斜坡沉積相，具體的出露形態(tài)如下圖所示：地質(zhì)形態(tài)包含了出沉積砂巖、滑塌、崩塌角礫巖圖2（1）、包卷層理圖2（2）、滑塌褶皺圖2（3）、鑲嵌不整合、流水切槽以及同沉積斷層圖2（4）。其反映礦區(qū)“坑”的形成與同沉積斷裂有密切的成因聯(lián)系。

圖2 玄武輝長巖巖性不同發(fā)育結構

基于此，經(jīng)過初步推斷，金銅礦的成因關鍵是由地層沉積斷裂必要條件。在礦體的自東向西的方向依次探測發(fā)現(xiàn)了閃銅礦、磁黃金礦、方金礦、黃銅礦等地質(zhì)礦物，另外地層之間夾雜了凝灰質(zhì)角礫巖、硅泥質(zhì)角礫巖，兩種礦石存在共生關聯(lián)性，判斷金銅礦的西側位置有同生斷裂系統(tǒng)，礦物產(chǎn)出與斷裂系統(tǒng)存在內(nèi)部關聯(lián)。這與已知的該區(qū)域金銅礦及分布相對均勻的特點相吻合。

2.2 構造因素引起的成礦

碧口地區(qū)內(nèi)自南至北，呈東西向展布的四條區(qū)域性斷裂，其由一系列的次級斷裂構造組成，具有長期活動性特征。四條斷裂帶限定了碧口地區(qū)斷拗、斷隆的分布，控制著碧口地區(qū)地質(zhì)構造演化、巖漿活動及成礦特征。

許多大型礦體在空間上都與大型斷陷盆地有關，同時，盆地構造、演化過程也對成礦有控制作用。從區(qū)域上看，碧口地區(qū)的金銅礦的分布特征主要為由南向北方向發(fā)展，形成這種空間分布特征主要是因礦體的斷裂隆起地帶與斷裂盆地之間存在一定的聯(lián)系。期初泥盆世，金銅礦的地質(zhì)構造受地質(zhì)環(huán)境影響較大，而到泥盆紀，出現(xiàn)了一次劇烈的地層凹陷、拉張，在深部地層出現(xiàn)巖漿涌動，巖石混熔，引發(fā)了地殼內(nèi)部的斷裂拉張，形成了一條較深的斷裂谷帶，出現(xiàn)厚度大、含基性、中基性火山巖的淺水陸源碎屑沉積。斷陷裂谷帶發(fā)育出的斷拗構造，也成為了金、銅元素富集的良好條件。在斷陷裂谷帶強烈拉張下沉的晚期，裂谷轉(zhuǎn)向閉合，金銅礦體成礦也多發(fā)生在該階段。礦體衍生在同生斷裂構造形成的水池中，形成礦體。研究區(qū)內(nèi)熱水沉積型金銅礦體均賦存于上述四條斷裂帶所圍限區(qū)域內(nèi)。此外，碧口地區(qū)內(nèi)中低溫熱液充填-交代型金銅礦體賦存于主干斷裂所派生的北西向及北東向的次級構造中。二輝玄武巖型金銅礦則主要分布于受主干斷裂控制的中酸性侵入巖外接觸帶的二輝玄武巖或二輝玄武巖化大理巖中。這也與該地區(qū)金銅礦體共生分布規(guī)律相契合。

2.3 巖漿巖因素引起的成礦

碧口地區(qū)巖漿巖對成礦的作用主要表現(xiàn)在對礦化的時、空、物的控制上。

首先，由于巖漿作用與礦體的時空關系，會對礦體生產(chǎn)發(fā)揮一定作用。碧口地區(qū)金銅礦體成礦作用巖漿侵入有密切的關系，巖漿活動是區(qū)內(nèi)成礦作用的主導因素之一。碧口地區(qū)內(nèi)大多數(shù)礦體，在空間上圍繞巖漿巖體分布，基本分布于巖體外接觸帶2km范圍內(nèi)，存在與二輝玄武巖或二輝玄武巖化大理巖中。在巖體的成巖時代前期，該類型金銅礦就發(fā)生成礦作用，巖漿活動使已形成的礦體進一步富集，后期疊加的斑巖型金銅礦化，并最終產(chǎn)于巖體的接觸帶及巖體內(nèi)，后期的巖漿成礦作用疊加在前期金銅礦之上，形成就地熔離型礦體。

其次，巖漿活動提供了金銅成礦部分物質(zhì)來源。碧口地區(qū)內(nèi)的巖漿活動，不僅為礦體提供成礦物質(zhì)，使得金銅礦化進一步富集，而且，還形成斑巖型金銅礦體。碧口地區(qū)內(nèi)廣泛分布的石英斑巖、二輝玄武巖等巖體，其金、銅、銀成礦元素含量高于區(qū)域背景值，為礦體形成提供部分物質(zhì)。

另外，巖漿活動是成礦作用所需熱量的主要來源。成礦作用離不開溫度，熱可以改變成礦介質(zhì)的物理性質(zhì)，并提供經(jīng)發(fā)生化學反應的條件，促使礦質(zhì)的集成沉淀。并隨著巖漿作用的發(fā)展和演化，溫度也不斷變化，使得成礦作用呈現(xiàn)階段性變化，形成溫度由高至低的成礦系列。

3 結束語

本文提出對甘肅碧口地區(qū)金銅礦的礦體分布特征及成因類型分析研究，在對已有礦體分布信息進行梳理統(tǒng)計的基礎上，推導出礦體成因。對于礦體的分部信息隨著時間推移會逐漸全面化，其也會從側面對本文提出的成礦分析結構進行驗證，并可根據(jù)分布信息的發(fā)展對其進行適當調(diào)整，以此為該區(qū)域的找礦工作提供參考。