銅礦床蝕變礦化分帶、礦石組構(gòu)及成礦過程分析

盛童童

（北方銅業(yè)股份有限公司銅礦峪礦，山西 運(yùn)城 043700）

銅礦作為重要的金屬礦產(chǎn)資源，經(jīng)過開采與加工后，廣泛應(yīng)用于機(jī)械制造、建筑、電氣等多個行業(yè)領(lǐng)域。我國是銅礦資源儲量較高的國家之一，斑巖型銅礦、矽卡巖型銅礦是主要的銅礦類型。在找礦勘探的過程中，需要具體了解銅礦床的地質(zhì)特征，準(zhǔn)確鑒別和劃分礦床類型的同時，深入研究成礦機(jī)理，進(jìn)而為探采工程的順利進(jìn)行提供重要的參考依據(jù)。在銅礦峪銅礦床的探采工程中，進(jìn)行蝕變礦化分帶、礦石組構(gòu)及成礦過程的分析。

1 地質(zhì)特征

1.1 水文地質(zhì)

銅礦峪銅礦床是位于我國山西省中條山北部地區(qū)，該區(qū)域?yàn)榈匦味盖偷臉?gòu)造侵蝕中低山區(qū)。在銅礦的勘查工作中，需要具體了解礦區(qū)水文地質(zhì)條件。在礦區(qū)內(nèi)，溪流是主要的地表水體，含水體位于基巖構(gòu)造裂隙帶。礦區(qū)的地下水受到季節(jié)因素的影響，降雨是地下水補(bǔ)給的主要途徑。關(guān)注礦區(qū)地下水的動態(tài)變化，在降水比較集中的6～8月，雨季地下水位會出現(xiàn)明顯的上漲，其流向?yàn)橛杀毕蚰稀r石的片理發(fā)育程度，會影響到巖層的透水性。與此同時，構(gòu)造斷裂的分布情況，也在一定程度上決定著巖層透水性。在礦床中，風(fēng)化裂隙、構(gòu)造裂隙共同構(gòu)成含水體系，以裂隙含水層充水，便于自然排水。巖石的穩(wěn)固程度，會影響到銅礦探采工程的進(jìn)展。銅礦峪銅礦圍巖及含礦巖石屬穩(wěn)固及中等穩(wěn)固，礦石采出后原巖石應(yīng)力平衡遭到破壞，使圍巖產(chǎn)生變形、位移、開裂、冒落，甚至產(chǎn)生大面積移動。

1.2 礦區(qū)地質(zhì)

通過對銅礦峪銅礦床的勘探，礦體賦存于下元古界絳縣群銅礦峪變質(zhì)火山巖組，并處于中上部。在銅礦峪變質(zhì)火山巖組中，由變富鉀流紋巖層（厚度1200m左右；上層：變富鉀流紋巖、變富鉀流紋質(zhì)凝灰?guī)r；中層：變質(zhì)火山礫凝灰?guī)r；下層石英巖夾層）、變鉀質(zhì)基性火山巖層（長6.5km、厚度800m，綠泥石片巖層）、變凝灰質(zhì)半泥質(zhì)巖層（厚度1300m以上；上層：絹云母石英巖；中層：絹云母石英巖；絹云母石英巖）、變石英晶屑凝灰?guī)r層（上層：絹英片巖；下層：絹云母石英巖）組成。在變富鉀流紋巖層中，各巖層重復(fù)交疊，無礦化情況。變石英晶屑凝灰?guī)r層具有沉積特征，與基性火山活動存在一定的聯(lián)系。

（1）礦區(qū)構(gòu)造。分析礦區(qū)的構(gòu)造情況，礦區(qū)位于銅礦峪復(fù)式同斜向斜的南翼，該向斜從巖層產(chǎn)狀來看，南面產(chǎn)狀較陡，向北逐漸變緩。礦區(qū)巖層呈反“S”形構(gòu)走向，同時形成復(fù)雜的斷層，結(jié)合主要的3條斷層進(jìn)行研究分析。在銅礦峪-大豹溝一帶，斷層F1為平移正斷層（水平斷距：200m；垂直斷距：160m；傾角：60°），將礦體切割、破壞，形成產(chǎn)狀不同的兩部分，分別位于東（傾向北東16°，傾角35°～45°）、西（傾向北西320°～330°，傾角45°～58°）。在礦區(qū)西南部，F(xiàn)2為正斷層（面傾向北偏西，傾角65°），斷層與礦體存在一定的距離，并未形成切割、破壞作用。在斷層的兩側(cè)，表現(xiàn)為巖石擠壓破碎或糜棱巖化等情況。在礦區(qū)東南部，F(xiàn)3為中條山山前大斷裂（傾向南東，傾角60°），斷層與礦體的距離較遠(yuǎn)。F3斷層主要分布于擔(dān)山石石英巖，內(nèi)部充填火山雜巖體。

（2）礦區(qū)巖漿巖。在礦區(qū)內(nèi)，進(jìn)行巖漿巖的觀察，存在變質(zhì)情況（變質(zhì)花崗閃長巖、變基性侵入巖、石英閃長巖）。變質(zhì)花崗閃長巖（長：900m；寬：200m）是規(guī)模較大的容礦巖石，主要出露于5號礦體的周圍，局部分布于礦區(qū)東北部（寬：6m～7m），呈巖脈狀。變基性侵入巖（厚：200m）具有巖性復(fù)雜、蝕變強(qiáng)烈的特征，整體規(guī)模不及變質(zhì)花崗閃長巖。在變基性侵入巖的巖體內(nèi)，主要表現(xiàn)為銅礦化，局部有富礦體形成，尚未形成規(guī)模的礦床。石英閃長巖分別傾向西北（長：1400m，寬：6m～10m）、東南（長：600m，寬：8m～10m）延展，將較老巖層切穿。石英閃長巖在北部存在巖脈分布，但是整體規(guī)模較小[1]。

2 蝕變礦化分帶

銅礦峪銅礦床屬于斑巖型礦床，存在著鈉硅酸鹽化蝕變、鉀硅酸鹽化蝕變、青磐巖化、石英絹云母化、高嶺土化等圍巖蝕變特征，并形成明顯的分帶現(xiàn)象。

2.1 鈉/鉀硅酸鹽化蝕變

在銅礦峪銅礦床，鈉硅酸鹽化蝕變是早期的蝕變類型，表現(xiàn)為含鈉礦物的形成與發(fā)育，以鈉長石、電氣石等礦物為主。在斑巖體內(nèi)，形成彌漫狀鈉長石，整體規(guī)模相對較小。蝕變帶的鈉長石化，則會導(dǎo)致大量電氣石的形成與發(fā)育，分布于鈉長石的裂隙。在流體流動的過程中，石英硫化物脈的兩側(cè)形成圍巖蝕變，可見蝕變暈。鉀硅酸鹽化蝕變的發(fā)生，主要表現(xiàn)含鈉礦物在礦體內(nèi)的形成與發(fā)育，其中以鉀長石、黑云母為主體，同時還會形成磁鐵礦、石英等礦物。在鉀硅酸鹽化蝕變的發(fā)生過程中，早期表現(xiàn)為鉀長石化，然后出現(xiàn)黑云母化。鉀長石化的發(fā)生，表現(xiàn)為多種不同的形式。彌漫狀鉀長石化的發(fā)生，主要位于巖體深部，常見于石英斑巖、花崗斑巖中，發(fā)育成為基質(zhì)中長石類礦物。脈狀鉀長石化的形成，表現(xiàn)不規(guī)則細(xì)脈狀的鉀長石脈（脈寬0.2～3.0mm）或石英-鉀長石脈（脈寬0.5mm～5.0mm）。脈體暈的形成，與流體流動有關(guān)，脈體兩側(cè)的斜長石被交代，磁鐵礦、黃鐵礦等礦物在脈體中表現(xiàn)為線狀連續(xù)分布。

相比于鉀長石化，黑云母化的形成與發(fā)育相對較晚，其產(chǎn)出形式包括細(xì)脈狀黑云母、彌漫狀黑云母、脈體暈等。細(xì)脈狀黑云母（2.0mm～5.0mm）具有長柱狀、小顆粒的特征，呈黑色，填充于巖體的微裂隙。彌漫狀黑云母存在次生黑云母以及弱黑云母化等不同類型。脈體暈作為黑云母化的主要類型，表現(xiàn)為粗大顆粒，往往伴隨有綠泥石化。

2.2 青磐巖化

在銅礦峪銅礦床，青磐巖化是常見蝕變礦化類型，多發(fā)生于礦床的淺部、外圍。在蝕變帶的外帶，能夠發(fā)現(xiàn)以綠泥石、綠簾石、絹云母為主的蝕變礦物。在細(xì)脈狀青磐巖化中，可見綠泥石脈（呈他形）、綠簾石脈（柱狀、粒狀）。礦體裂隙較大時，往往有綠泥石、綠簾石的形成，主要呈團(tuán)塊狀。彌漫狀青磐巖化以綠泥石、石英、綠簾石為主，其中綠泥是占據(jù)主體，沿黑云母解理。綠簾石呈細(xì)小顆粒，形成于長英質(zhì)礦物顆粒之間。在斜長石顆粒的裂隙中，也會有綠簾石的形成。在石英硫化物中，形成綠泥石脈體暈（鱗片狀、葉片狀），可見粗大顆粒。

3 礦石組構(gòu)

在找礦勘探的過程中，具體了解地質(zhì)特征的同時，還需要進(jìn)一步了解礦體特征。區(qū)內(nèi)銅礦體賦存于下元古界絳縣群銅礦峪復(fù)向斜的正常翼（南翼），是火山氣液變質(zhì)銅礦床，礦體受地層控制。針對銅礦峪銅礦床進(jìn)行生產(chǎn)勘探，選擇4、5號礦體進(jìn)行分析。4號礦體（北東-南西走向，傾角20°～54°）為隱伏礦體，在礦體上部，表現(xiàn)為傾角稍緩，具有板狀特征，存在分支復(fù)合現(xiàn)象。礦體的東端、西端的形態(tài)存在顯著差異，前者較為完整，后者相對復(fù)雜?？碧饺莸V巖石（變石英晶屑凝灰?guī)r）、頂板圍巖（黑云片巖、絹英片巖）、底板圍巖（絹英片巖、絹英巖），夾石（變石英晶屑凝灰?guī)r）的特征，了解礦石的結(jié)構(gòu)和構(gòu)造[2]。

5號礦體（東-南西走向，傾角12°～67°）主要位于4號礦體下盤，在礦體上部，表現(xiàn)為傾角稍緩，具有板狀特征（中間厚、兩邊?。?，存在分支復(fù)合現(xiàn)象。勘探容礦巖石（變石英晶屑凝灰?guī)r）、頂板圍巖（變石英晶屑凝灰?guī)r、絹云母石英巖）、底板圍巖（變石英晶屑凝灰?guī)r、絹云母石英巖、絹云母石英片巖），夾石（變石英晶屑凝灰?guī)r）的特征，了解礦石的結(jié)構(gòu)和構(gòu)造。根據(jù)礦石的結(jié)構(gòu)類型，主要分為氧化礦石、硫化礦石。氧化礦石的結(jié)構(gòu)類型單一、簡單，主要表現(xiàn)為網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)。硫化礦石的結(jié)構(gòu)類型較多，具體包括斑狀結(jié)構(gòu)、晶粒結(jié)構(gòu)、葉片狀結(jié)構(gòu)、固溶體格狀結(jié)構(gòu)等。礦石的主要構(gòu)造存在散點(diǎn)浸染狀、細(xì)脈充填以及團(tuán)塊狀等。

4 成礦過程

在銅礦峪銅礦床的成礦演化過程中，在石英斑巖中，早期形成石英-鈉長石脈，以磁鐵礦、電氣石、黑云母等礦物為主。在脈體的兩側(cè)，形成規(guī)則、線狀、連續(xù)的鈉長石，并存在浸染狀分布的黃銅礦化。在脈體中。電氣石呈針狀，具有浸染狀分布的特點(diǎn)。成礦演化過程中，在鉀硅酸鹽階段，少量鉀長石細(xì)脈（不規(guī)則狀，脈寬1mm～2mm）形成于石英斑巖內(nèi)，鉀長石分布于脈體邊緣（蝕變暈）。在脈體中，黃酮礦的含量逐漸增加，磁鐵礦、鉀長石、黑云母是主要的蝕變礦物。在石英硫化物階段，則會產(chǎn)生新的脈體，主要分為石英-黃鐵礦亞階段、石英-輝鉬礦亞階段、石英-斑銅礦亞階段。在石英-黃鐵礦亞階段，礦脈兩側(cè)可見白色暈，金屬礦物分布于脈體邊緣，具有線狀連續(xù)的特征。在石英-輝鉬礦亞階段，則存在著脈體構(gòu)造破壞的情況，多表現(xiàn)為錯斷，可見浸染狀分布于脈體的礦體（黃銅礦、黃鐵礦）以及細(xì)脈狀、薄膜狀的礦體（輝鉬礦），脈旁可見綠泥石化。在石英-斑銅礦亞階段，在脈體中，分布有浸染狀的斑銅礦、黃鐵礦、黃銅礦等，脈旁可見黑云母化、綠泥石化的蝕變情況，并成為銅礦峪銅礦床的主要產(chǎn)出形式。

石英碳酸鹽階段產(chǎn)生的脈體中，石英+方解石+黃鐵礦脈為主要類型，表現(xiàn)為細(xì)脈狀，脈體邊緣形成絹云母暈，黃鐵礦為主要礦體。在石英+方解石+黃銅礦脈中，表現(xiàn)為寬脈狀，脈旁可見浸染狀黃鐵礦，，脈體中存在團(tuán)塊狀的黃鐵礦、黃銅礦。碳酸鹽階段產(chǎn)生的脈體中，以方解石+黃銅礦+斑銅礦脈為主，脈體中分布有團(tuán)塊狀的黃銅礦、斑銅礦，脈體邊緣有黑云母化的特征[3]。

5 結(jié)論

綜上所述，銅礦的探采工程，需要對礦床的地質(zhì)特征進(jìn)行全面的了解，掌握水文地質(zhì)、礦區(qū)地質(zhì)等信息。根據(jù)礦區(qū)構(gòu)造、礦區(qū)巖漿巖，分析蝕變礦化分帶情況。蝕變礦化主要存在鈉硅酸鹽化蝕變、鉀硅酸鹽化蝕變、青磐巖化、石英絹云母化等特征，進(jìn)一步分析礦石組構(gòu)，了解成礦過程，了解從巖體到圍巖方向存的基本規(guī)律，能夠?yàn)樘讲晒こ谈黜?xiàng)工作提供重要的支持。