太行山北段廟安銅多金屬礦床地質(zhì)特征及礦床成因研究

劉廣宇

（河北省地質(zhì)調(diào)查院，河北 石家莊 050081）

1 區(qū)域地質(zhì)

太行山北段廟安銅多金屬礦床位于太行山金鉬多金屬成礦帶北緣。礦床受上黃旗-烏龍溝深斷裂控制，產(chǎn)于其分支斷裂支家莊-川里斷裂東側(cè)。屬于司格莊-王安鎮(zhèn)銅多金屬成礦帶南段。區(qū)內(nèi)地層發(fā)育明顯的二元結(jié)構(gòu)，其結(jié)晶基底為太古界阜平群變質(zhì)巖，上伏沉積蓋層主要為中上元古界、古生界及中生界碳酸鹽巖蓋層。區(qū)內(nèi)構(gòu)造發(fā)育，主要為NNE向上黃旗-烏龍溝深斷裂構(gòu)造帶及其分支斷裂，多為北西向和北東向斷裂交叉迭置。區(qū)內(nèi)巖漿巖強(qiáng)烈發(fā)育，主要為燕山期的司各莊巖體，此外，還分布有一些中基性脈巖類，多形成于海西期、呂梁期[1-3]。

2 礦區(qū)地質(zhì)特征

2.1 地層

礦區(qū)地層出露簡(jiǎn)單，主要為太古界阜平群變質(zhì)巖結(jié)晶基底，和中元古界長(zhǎng)城系高于莊組碳酸鹽巖和第四系組成的沉積蓋層。太古界阜平群變質(zhì)巖主要巖性為由黑云斜長(zhǎng)片麻巖，黑云角閃斜長(zhǎng)片麻巖；高于莊組碳酸鹽巖主要為硅質(zhì)條帶白云巖。

2.2 構(gòu)造

礦區(qū)位于川里-支家莊NNE向斷層?xùn)|側(cè)，受其影響，礦區(qū)內(nèi)構(gòu)造較為發(fā)育，主要構(gòu)造為燕山期斷裂及褶皺構(gòu)造。按其展布方向以NE向和NNE向構(gòu)造最發(fā)育，由西至東構(gòu)造活動(dòng)強(qiáng)度逐漸減弱。

2.3 巖漿巖

區(qū)內(nèi)巖漿活動(dòng)強(qiáng)烈，巖漿巖發(fā)育，從早到晚形成了基性→中性→酸性的完整演化旋回，屬燕山期司格莊雜巖體第一階段一、二、三次侵入活動(dòng)的產(chǎn)物。其巖性由老至新分別為：

（1）閃長(zhǎng)巖，主體位于礦區(qū)以外南西部，呈巖基產(chǎn)出。而在礦區(qū)西部及中部，主要沿F1、F2斷裂呈斷續(xù)的巖枝、巖株?duì)町a(chǎn)出，為矽卡巖型銅鐵礦帶的成礦母巖之一。

（2）石英二長(zhǎng)巖，分布于礦區(qū)南西部，主體為一規(guī)模較大的巖基狀，沿F2斷裂地表有其小的巖枝、巖株產(chǎn)出，而在Ⅱ礦帶所施工的鉆孔深部，均可見(jiàn)該類巖體呈隱伏狀產(chǎn)出，為矽卡巖型銅鐵礦帶的主要成礦母巖。

（3）花崗閃長(zhǎng)巖，僅在F1斷裂下盤施工的ZKm1201孔深部見(jiàn)到，呈隱伏侵入于片麻巖中。其巖性與石英二長(zhǎng)巖基本相同，為同期次不同部位的相變產(chǎn)物，在區(qū)域上統(tǒng)一歸類為花崗閃長(zhǎng)巖。

（4）花崗巖，分布于礦區(qū)北部，呈大規(guī)模的巖基產(chǎn)出，是司格莊弧形構(gòu)造形成的標(biāo)志性巖體。在矽卡巖型鐵銅礦帶的北部與其接觸處，礦化有明顯增強(qiáng)的趨勢(shì)[4]。

3 礦床特征

3.1 礦床地質(zhì)特征

本礦床是以銅鐵為主，銅、鐵、鋅、金、銀等礦共（伴）生，多位一體的矽卡巖型、熱液脈型多金屬礦床。按礦石成因類型及產(chǎn)出地質(zhì)特征，大體分為矽卡巖型、蝕變巖型、熱液脈型三類。集中分布于礦區(qū)西部的Ⅰ號(hào)礦帶和中東部的Ⅱ號(hào)礦帶。各礦體按所在礦帶位置順序編號(hào)：Ⅰ礦帶共有12個(gè)礦體，編號(hào)為Ⅰ1—Ⅰ12，位于礦區(qū)西部巖體與碳酸鹽巖地層接觸帶，其主體為高于莊組三段大理巖化白云巖，呈殘留條帶狀被不同巖性的巖體所包含，總體呈近SN走向，北端向東偏轉(zhuǎn)呈NE向。該礦帶以Ⅰ1號(hào)礦體規(guī)模最大，其他礦體規(guī)模小，分布零散。Ⅱ礦帶有7個(gè)礦體，編號(hào)為Ⅱ1-Ⅱ7，位于礦區(qū)中部F1大斷裂上盤附近之碳酸鹽巖中，帶長(zhǎng)約2000m，帶寬50m～300m，呈NNE20-30°方向展布。沿帶主要為高于莊組一、二段大理巖化白云巖及角巖化頁(yè)巖，普遍具有不同程度的矽卡巖化蝕變發(fā)育；沿平行大斷裂方向的次級(jí)裂隙伴有斷續(xù)銅鉛鋅礦脈分布。以Ⅱ2、Ⅱ6號(hào)礦體規(guī)模較大，其他礦體規(guī)模均較小。

3.2 礦體特征

主要礦體Ⅰ1礦體：位于礦帶中北段，沿礦帶呈層狀、似層狀產(chǎn)出，長(zhǎng)約800m。礦體最大沿深為160m，屬穩(wěn)定型。礦體總體產(chǎn)狀為：中北段70°～90°∠60°～75°，北段向東偏轉(zhuǎn)為110°～150°∠50°～70°。Cu的平均品位0.65%，礦體伴生金銀，平均品位為Au0.53(10-6)、Ag9.40(10-6)。

Ⅰ2礦體：位于礦帶中部，礦體長(zhǎng)142m。礦體最大延深50m，平均厚度1.22m，屬穩(wěn)定型。呈層狀、似層狀產(chǎn)出，形態(tài)較簡(jiǎn)單。礦體產(chǎn)狀：68°～75°∠61°～68°。該礦體主礦種為銅，伴生鐵。Cu平均品位為1.82%；TFe平均品位15.97%。為矽卡巖型鐵銅礦體。

Ⅱ2礦體：位于礦帶中北段，礦體長(zhǎng)420m，礦體深40m。主要沿薄至厚層狀大理巖化白云巖層間破碎蝕變帶呈脈狀、似層狀產(chǎn)出，沿走向及傾向具膨縮、尖滅再現(xiàn)變化。礦體產(chǎn)狀為：115°～135°∠56°～71°，基本與大斷裂一致，較穩(wěn)定。Cu品位0.26%～0.34%；伴生Ag5.76～8.56(10-6)。

Ⅱ6號(hào)礦體：位于礦帶中南部，礦體長(zhǎng)500m。最大延深40m。礦體沿大斷裂上盤附近次級(jí)裂隙呈脈狀產(chǎn)出，礦體產(chǎn)狀：102°～135°∠45°～65°。礦體平均品位Cu0.20%～3.2%，Ag8.54～17.93(10-6)。

礦床中礦石以矽巖型礦石為主，次為熱液脈型及蝕變巖型。三者的礦石結(jié)構(gòu)基本相同。矽卡巖型礦石以塊狀構(gòu)造、條帶狀構(gòu)造為主，系由磁鐵礦物集合體或磁鐵礦和脈石礦物相間組成。熱液脈型、蝕變巖型礦石主要為星散狀、細(xì)脈浸染狀構(gòu)造。即黃銅礦、方鉛礦、閃鋅礦呈團(tuán)粒狀或細(xì)脈狀分布于脈石中。

Ⅰ礦帶矽卡巖型含銅磁鐵礦礦石化學(xué)有用組分主要為鐵、銅，共（伴）生有S、P205、MgO、CaO、SiO2、AI2O3、Au、Ag、As等[5-7]。

鐵：礦石中鐵含量變化較大，Ⅰ1號(hào)礦體中鐵礦體TFe含量在23.81%～29.70%之間，其中主要為磁性鐵，硫化鐵次之且多賦存于硫鐵礦中。鐵的礦床平均品位為27.23%。

銅：為主要有用元素，多以硫化物存在于黃銅礦中，少數(shù)存在于斑銅礦中。最高品位3.52%，一般在0.10%～0.93%之間，礦床Cu平均品位為0.66%。

Ⅱ礦帶熱液脈型銅鉛鋅礦石主要有用組分為鋅、銅，共伴生金、銀，鉛微量。鋅主要存在于閃鋅礦中，極少數(shù)存在于菱鋅礦中，最高品位12.40%，一般為0.52%～3.62%；鋅的礦床平均品位為3.27%。銅主要存在于黃銅礦中，少量存在于孔雀石中，最高品位為3.20%，一般在0.20%～0.97%之間，該類型礦石礦床平均品位為0.79%。

礦床中各礦體普遍伴生有用組分金、銀。經(jīng)對(duì)Ⅰ礦帶主要的Ⅰ1號(hào)礦體所作23件組合分析結(jié)果和少量基本分結(jié)果了解，其單樣的金品位最高為17.35(10-6)，一般在0.10～0.95（10-6）之間，礦體平均品位為0.53(10-6)；伴生銀品位最高為62.00(10-6)，一般在2.99～15.20(10-6)，礦體平均品位為9.40(10-6)。Ⅱ礦帶各礦體金銀含量亦較高，其中Ⅱ1號(hào)為Cu、Zn、Au共生礦體，金品位為5.21(10-6)，伴生銀為11.11(10-6)；Ⅱ4號(hào)礦體為Cu、Au、Ag共生礦體，金品位為16.35(10-6)，銀品位為51.00(10-6)。其它礦體除Ⅱ5、Ⅱ7號(hào)的伴生金品位較低外，Ⅱ2、Ⅱ3、Ⅱ6礦體伴生金、銀品位均可達(dá)綜合利用工業(yè)要求。

4 礦床成因及時(shí)代

4.1 成礦時(shí)代

礦床與司格莊雜巖體的時(shí)空關(guān)系密切，成礦時(shí)代與雜巖體活動(dòng)時(shí)代相當(dāng)。根據(jù)1/5萬(wàn)區(qū)調(diào)資料，區(qū)內(nèi)分布的早期閃長(zhǎng)巖同位素年齡為126Ma，而較晚的花崗巖同位素年齡為65Ma，大致相當(dāng)于晚侏羅到早白堊世，可見(jiàn)本礦床的形成經(jīng)歷了漫長(zhǎng)過(guò)程。

本區(qū)地處司格莊—王安鎮(zhèn)銅多金屬成礦帶的中南段，在礦區(qū)及毗鄰，由北至南分布有欒木廠（1.62噸）、小嶺根(1.6噸)、平溝(2.3噸)、牛欄(0.4噸)四個(gè)小型金礦床，以及長(zhǎng)祥溝、司格莊一帶的眾多金礦點(diǎn)。上述四個(gè)金礦床呈約1000m的等間距分布，且均產(chǎn)于距巖體500m～1000m的外帶白云巖中。由以上中低溫金銀成礦帶向內(nèi)，逐漸過(guò)渡為F1斷裂上下盤的中高溫銅鉛鋅礦帶，再向內(nèi)為近接觸帶的高溫矽卡巖型銅鐵礦帶。縱觀區(qū)內(nèi)礦產(chǎn)的空間分布，矽卡巖型鐵銅礦多受巖體侵位時(shí)形成的邊緣斷裂體系控制，為高溫?zé)峤淮傻V作用產(chǎn)物；熱液脈型銅多金屬及貴金屬礦床主要受控于拆離滑脫構(gòu)造體系，為深部隱伏巖體、巖株之巖漿期后熱液成礦作用產(chǎn)物。

以上各礦帶，金元素除在距巖體較遠(yuǎn)的外帶中形成單獨(dú)的礦床外，在其他兩礦帶中均有較高的共、伴生品位(單樣最高均達(dá)12×10-6)，是區(qū)內(nèi)所共有的專屬成礦元素。

4.2 礦床成因

廟安銅多金屬礦床為一蝕變巖型-矽卡巖型-熱液脈型多成因礦床，礦床的形成與司格莊雜巖體活動(dòng)的時(shí)空關(guān)系密切。特別是燕山早期第一階段的多次巖漿侵位疊加，為礦區(qū)內(nèi)生銅多金屬礦產(chǎn)的提供了優(yōu)越的成礦物質(zhì)來(lái)源。

綜上所述，在礦區(qū)特定的地層、構(gòu)造及巖漿巖條件下，深斷裂的構(gòu)造活動(dòng)，導(dǎo)致地殼深部硅酸鹽巖漿侵入形成司格莊雜巖體，在巖漿演化分異過(guò)程中，隨著溫度壓力等物化條件的改變，由其攜帶和分異產(chǎn)生的含礦熱液集聚于邊緣的構(gòu)造薄弱部位，經(jīng)過(guò)多期次不同類型的成礦作用，形成了多成因類型的礦床共生組合。早期在巖體中或巖體之間形成黃鐵絹英巖化蝕變巖型礦床（礦體），金屬礦物組合為黃鐵礦、黃銅礦；近接觸帶形成了高溫矽卡巖型含銅磁鐵礦礦床；中晚期在離接觸帶較遠(yuǎn)的碳酸鹽巖地層構(gòu)造裂隙及破碎帶中，形成了中-低溫?zé)嵋好}型礦床，其金屬礦物組合以黃鐵礦、黃銅礦、閃鋅礦為主，方鉛礦微量；次為輝銅礦、自然金、銀金礦及碲金銀礦等，進(jìn)而造成了廟安銅多金屬礦床復(fù)雜的成因類型。

5 結(jié)論

（1）礦區(qū)內(nèi)廣泛發(fā)育的大規(guī)模褶皺帶及不同方向的斷裂構(gòu)造，為各類型內(nèi)生多金屬礦床的形成提供了良好的成礦構(gòu)造條件。司格莊雜巖體與本區(qū)內(nèi)生金屬礦產(chǎn)有著密切的成生聯(lián)系。多期次巖漿活動(dòng)為本區(qū)成礦提供了充足的熱源和礦源。

（2）礦區(qū)內(nèi)巖體邊緣接觸斷裂系發(fā)育部位，特別是有壓性逆斷層（F2斷層）存在的情況下，有利于矽卡巖型銅鐵礦體的生成。不同巖性的巖體在本區(qū)形成的寬達(dá)千余米的蛇紋石化、大理巖化熱蝕變帶，確是尋找不同類型礦床的間接找礦標(biāo)志。

（3）在Ⅰ、Ⅱ礦帶各礦體中普遍共伴生的礦化特征，顯示本區(qū)具有銅、金多金屬礦集區(qū)的成礦遠(yuǎn)景。