白銀火焰山礦床鳳凰山礦段地質(zhì)特征及找礦前景探討

張 進，張 峰，馬世芳，任育榮，辛存林，馬景龍

（甘肅白銀深部礦業(yè)公司，甘肅 白銀 730900）

白銀廠位于白銀市以北13km處，行政區(qū)劃屬白銀區(qū)白銀市，是我國重要的銅金屬產(chǎn)地。上世紀40年代，以礦床類型對比研究的探礦理論，分析出礦區(qū)地層為變質(zhì)火山巖系，以鐵礦假設(shè)鐵帽，確定該類礦床類比為“西班牙里奧延托式黃鐵礦型礦床”，實現(xiàn)該區(qū)域找礦思路上質(zhì)的飛躍和突破，使白銀廠成為我國曾經(jīng)最大的銅多金屬礦床。經(jīng)過半個多世紀的開采，可采資源逐漸枯竭。為解決這一嚴峻問題，筆者通過廣泛開展的地質(zhì)找礦勘查工作，對鳳凰山礦段以往地質(zhì)資料進行了系統(tǒng)整理，應(yīng)用“礦床類比”轉(zhuǎn)變?yōu)椤暗V體類比”的找礦思路，認為礦體在1708米標高以下沿傾向方向仍具有較好的找礦前景。該思路對礦山下一步地質(zhì)找礦奠定了指導意義。

1 地質(zhì)概況

1.1 區(qū)域地質(zhì)

白銀廠位于北祁連加里東褶皺帶東段，其南為中祁連隆起帶，北為阿拉善地塊（圖1），具有多旋回的構(gòu)造特征，構(gòu)造樣式多樣，區(qū)內(nèi)構(gòu)造發(fā)育，巖漿活動強烈，礦床（點）分布廣泛，探明工業(yè)礦床大型兩個、中型一個、小型一個，為我國典型的祁連山多金屬成礦帶的重要組成部分，具有形成大、中型礦床的地質(zhì)背景和基礎(chǔ)條件。

圖1 白銀地區(qū)及鄰區(qū)大地構(gòu)造位置簡圖（據(jù)鄔介人等，2000）

（1）地層。區(qū)域內(nèi)地層自寒武系至第四系亦有出露，中上志留統(tǒng)及上白堊統(tǒng)地層，但其中缺失了上寒武統(tǒng)；出露的地層由老到新，主要以不整合關(guān)系接觸。

（2）構(gòu)造。該段構(gòu)造較為發(fā)育，斷裂構(gòu)造為先導，線性構(gòu)造較為清晰，巖漿活動源自斷裂，形成火山構(gòu)造、褶皺構(gòu)造。

（3）巖漿巖。區(qū)段內(nèi)巖漿活動頻繁，超基性、基性侵入巖及超基性、基性熔巖（富含Cu、Pb、Zn、Ni、Cr、Ti、V、Sr、Be、Li、Sc、Mo、Nb等元素）、長英質(zhì)和鐵鎂質(zhì)雙峰式火山巖(富含Cu、Pb、Zn、Au、Ag、Mn等元素)及中酸性侵入巖（包括花崗閃長巖、石英閃長巖、斜長花崗巖、黑云母花崗巖，均富含Cu、Pb、Zn、W、Mo、Bi等元素）發(fā)育廣泛，沿華北板塊西南邊緣、北祁連北緣、南緣，中祁連南緣，柴達木北緣等深斷裂展布。

（4）區(qū)域地球化學異常特征。白銀地區(qū)1:20萬區(qū)域化探水系沉積物測量Au、Cu、Pb、Zn、Ag等元素異常在白銀廠折、火礦區(qū)以及銅廠溝區(qū)域高度聚集，Au、Ag、Zn元素在礦區(qū)形成多個高值異常呈環(huán)狀分布于礦區(qū)外圍，為白銀廠大外圍找礦提供了重要的信息，Co-Ni-Cr-V-Ti-P組合異常與磁場高值異常區(qū)基本吻合，反應(yīng)了礦田偏基性巖性的分布，對找礦預測有重要的指示意義。

1.2 礦床地質(zhì)

（1）地層。鳳凰山礦段是火焰山礦床東延部分，礦區(qū)范圍內(nèi)出露地層為中寒武海底火山噴發(fā)沉積巖層。巖石分布具有對稱性，以石英角斑凝灰?guī)r為中心向南北兩側(cè)對稱分布，即中部為石英角斑凝灰?guī)r→層凝灰?guī)r→石英角斑凝灰熔巖→細碧玢巖?；鹕綆r主要有石英角斑凝灰?guī)r（Mπ3）、石英角斑巖（Mπ1）、石英角斑熔巖（Mπ2）、細碧巖（Mβ）、細碧玢巖（Mφ）；沉積變質(zhì)巖主要組成為凝灰質(zhì)千枚巖（Mpπ）、黑色及碳質(zhì)千枚巖（Mpc）、硅質(zhì)巖（GT）、大理巖（ML）、變質(zhì)砂巖（MS）。

（2）構(gòu)造。礦區(qū)構(gòu)造主要有火焰山-鳳凰山短軸背斜，礦床位于背斜中部。礦體產(chǎn)出與該褶皺構(gòu)造有著密切的空間關(guān)系，含礦層均為次一級背斜核部石英角斑凝灰?guī)r。礦床附近的主要斷層為房子溝一線的F1斷層，該斷層從礦區(qū)上盤沿N80°E方向通過，為一平移逆掩斷層，為成礦后斷裂。礦體北部中基性火山巖與酸性火山巖、千枚巖接觸帶上的F2斷層，走向N78°W。

（3）圍巖蝕變。礦內(nèi)礦化蝕變普遍發(fā)育，并在東西兩端分別形成火焰山-鳳凰山蝕變帶和小鐵山-四個圈-銅廠溝-拉排溝-缸溝蝕變帶（小四蝕變帶）。大量的勘探和研究工作資料表明，小四蝕變帶在地表蝕變現(xiàn)象不甚發(fā)育，但兩個蝕變帶內(nèi)的所有礦床均表現(xiàn)為巨大的無長石強蝕變帶所包圍，與成礦相關(guān)的蝕變作用主要有絹云母化、黃鐵礦化、硅化、綠簾石化、富鎂綠泥石化、紅金石化、重晶石化等。

（4）礦床賦存規(guī)律。礦床產(chǎn)于古火山活動中心區(qū)域，古火山隆起中的次級火山構(gòu)造、火山管道及附近的裂隙系統(tǒng)控制礦床、礦體的分布；礦床的巖性控制因素非常明顯，賦存于呈帶狀分布的石英角斑凝灰?guī)r層中，石英角斑凝灰?guī)r層為該礦的含礦帶；礦床范圍內(nèi)發(fā)育有廣泛、強烈的圍巖蝕變，礦體的賦存部位與圍巖蝕變的種類、蝕變分帶及蝕變組合有密切關(guān)系，礦體賦存于強烈的絹云母化帶部位，綠泥石化與銅礦體密切聯(lián)系。

（5）礦床成因?？偨Y(jié)前人對該礦床的成因認識，對于該區(qū)域筆者傾向于變質(zhì)噴發(fā)-沉積礦床觀點，其原因是：火焰山-折腰山（深部）銅礦產(chǎn)于變質(zhì)火山巖系中，二者在空間、時間上關(guān)系密切；礦床產(chǎn)于一定噴發(fā)期，一定層位，礦體呈似層狀；礦床產(chǎn)出與一定的巖石組合有關(guān)，主礦體位于礦帶上盤不同巖性的接觸帶附近，顯示礦床與特定的噴發(fā)沉積旋回有關(guān)；礦體與圍巖一同接受了區(qū)域變質(zhì)作用，二者產(chǎn)生同形彎曲和小揉皺；礦體內(nèi)未有熱液充填、交代殘余形成的夾石，而可以見到薄且相對穩(wěn)定，產(chǎn)狀與礦體、圍巖一致的凝灰?guī)r夾層。

1.3 礦體地質(zhì)

火焰山礦床鳳凰山礦段為黃鐵礦型多金屬礦，礦體富含鋅、銅、銀、金等，位于短軸背斜的核部，成帶狀分布，以條帶狀為主、以少量浸染礦為輔，它們均構(gòu)成東西向-北西西的主礦帶。礦體形態(tài)復雜，塊狀礦體因其礦物組成與圍巖及浸染狀礦體明顯不同，易于辨別，主要呈不規(guī)則透鏡狀、扁豆狀及脈狀等，分支復合、膨脹狹縮現(xiàn)象較為明顯。礦體圍巖具有強烈的硅化、綠泥化石，近礦圍巖蝕變尤為強烈。

礦石中金屬硫化物主要以黃鐵礦、黃銅礦為主，次為閃鋅礦、方鉛礦、黝銅礦、磁黃鐵礦、毒砂、方銅礦等；微量礦物有自然金、金銀礦、硒、碲的一些礦物；礦石主要有益組分為銅、鋅。礦石主要結(jié)構(gòu)有晶粒結(jié)構(gòu)、充填交代結(jié)構(gòu)（脈狀及網(wǎng)脈狀結(jié)構(gòu)、骸晶及半骸晶結(jié)構(gòu)、殘余結(jié)構(gòu)、交代文象結(jié)構(gòu)、交代次文象結(jié)構(gòu)、交代假象結(jié)構(gòu)）。

2 主元素分布特征

鋅、銅元素的富集特征：1861米標高以下主要以銅、鋅礦為主，富含銀、金、鉛等多金屬硫化礦，上富下貧，下盤銅富上盤鋅富。含礦母巖為石英角斑凝灰?guī)r，受破碎帶控制。礦體平行排列，形態(tài)復雜，分支、復合、尖滅再現(xiàn)現(xiàn)象嚴重和圍巖呈突變關(guān)系。

金、銀的富集特征：1861m水平以上的氧化帶，是銅、鋅、金、銀多金屬硫化物礦床經(jīng)表生風化淋濾作用而形成的，原巖為石英角斑凝灰?guī)r，金、銀在淋濾富集帶中的分布不均勻，風化礦物成分為石英-重晶石、硅質(zhì)和硅質(zhì)-石膏顆粒體，黃鉀鐵釩、氫氧化鐵、二氧化硅變種，自然硫、次生硫化物、硫酸鹽、自然金和銀。金銀的析出是在氧化帶形成的晚期階段，淺部破碎淋濾帶中賦存有一定含量的金、銀，成礦前景較好。

硫化物富集特征：礦體中硫的同位素以富含重硫為特征，最主要是以黃鐵礦、閃鋅礦、黃銅礦及多金屬硫化物形式賦存，其中黃鐵礦分布較為廣泛，礦體硫化物和硫同位素主要組成基本接近，平均值為4.68%。

3 找礦前景分析

礦區(qū)受白銀古火山隆起構(gòu)造控制，礦床成群成帶出現(xiàn)，每個礦床都有幾個規(guī)模較大的主礦體；礦床均產(chǎn)于古火山活動中心周邊，各礦床，特別是近火山口礦床，其上下盤圍巖、甚至含礦巖石本身，均見火山角礫、次火山巖和火山集塊巖；礦床的水平和垂直分帶現(xiàn)象較為明顯，近火山口相為銅型，過度或遠火山口相為銅鋅鉛型，再到鋅鉛型；礦床中心部富銅、四周主要為鋅、次為鉛。

白銀廠鳳凰山、折腰山礦段礦體多呈透鏡狀、似層狀及扁豆狀，上部為塊狀，中部為浸染狀，下部為網(wǎng)脈狀。礦體在平面上多呈雁列式排布，在剖面上多呈平行條帶狀陳列。以往礦床銅多金屬資源調(diào)查及數(shù)據(jù)分析，發(fā)現(xiàn)存在一些問題，如：部分探槽工程位置測量有偏離現(xiàn)象；部分采樣分析數(shù)據(jù)前后不一致，可靠性不高；金、銀賦存狀態(tài)的論述及金、銀礦物的鑒定只是以重砂資料論證的，沒有做金銀的光、薄片鑒定和電子探針掃描工作，所以其可靠程度亦較低；對次生蝕變帶的研究程度偏低，對下部次生富集帶的情況未作研究，所圈出的金銀礦體的下部是推斷的，沒有工程控制。本次通過整理研究以往地質(zhì)資料，進一步對礦區(qū)內(nèi)地質(zhì)、地球化學異常、礦產(chǎn)勘查資料進行分析和研究，認為鳳凰山礦段與折腰山礦段具有相似的地質(zhì)成礦條件。

鳳凰山礦段屬細碧-石英角斑巖系屬偏堿性火山巖系，從酸性至基性的巖石類型均有發(fā)育，各占相當比例，具有“準雙峰式”特征。是重要的成礦條件，主要表現(xiàn)在以下幾點。

（1）富鈉富水的火山巖漿有助于深部物質(zhì)向淺表部的轉(zhuǎn)移，該種深部分異與上侵噴發(fā)，有利于深源礦質(zhì)相對集中于地殼淺表部火山堆積體，為火山噴發(fā)期后噴氣階段的含礦熱鹵水提供礦質(zhì)重要來源。

（2）巖漿房、火山噴發(fā)中心，次火山巖體的分布為深部物質(zhì)來源，火山噴發(fā)后期伴隨的熱液活動可能使圍巖的含多金屬值進一步增高，后期，構(gòu)造斷裂活動和晚期巖漿活動，使深部含礦物質(zhì)熱液在地表水參與下運動，汲取圍巖中的其他多金屬成分，沿火山口邊緣破碎帶進行交替充填，最終聚集成礦。

（3）巖性的酸性端元石英角斑凝灰?guī)r是礦體的主巖。而酸性端元的石英角斑凝灰?guī)r中會有明顯流變特征的基性端元熔巖條帶，酸性端元中見基性端元的巖墻及其邊緣的機械混合帶和成分過渡帶，礦體和圍巖界限清晰。

（4）近礦圍巖強烈蝕變帶構(gòu)成了無長石帶，無長石帶的巖石是絹云母石英片巖，石英絹云母片巖，礦體即產(chǎn)于其中，無長石帶中的綠泥石化地段，常是富銅礦體存在的場所。

在折腰山礦段生產(chǎn)開拓及地質(zhì)探礦工作中，利用礦山現(xiàn)有開拓系統(tǒng)對鳳凰山礦段1595m標高進行了坑道探礦，經(jīng)地質(zhì)編錄取樣、礦體圈定及礦體賦存特征分析，該標高礦體與上部礦體賦存條件、構(gòu)造特征等類似。因此，鳳凰山的下一步地質(zhì)找礦重點應(yīng)參照折腰山礦段深部找礦成果，圍繞鳳凰山礦段現(xiàn)有礦體的垂向分布規(guī)律，在鳳凰山礦段1708m標高以下進行地質(zhì)找礦。

4 結(jié)論

資源枯竭型礦山的深邊部地質(zhì)找礦是老礦山走出困境、煥發(fā)新春的重要途徑。已有探礦理論對探礦工作有巨大的指導作用，礦山應(yīng)根據(jù)自身的地質(zhì)情況不斷完善新的探礦理論。本文參照折腰山礦段地質(zhì)找礦成果，分析了鳳凰山礦段的地質(zhì)構(gòu)造、礦化蝕變特征、礦體特征，將“礦床類比”轉(zhuǎn)變?yōu)椤暗V體類比”，由折腰山礦段已知礦體的地質(zhì)特征類比鳳凰山礦段的礦體特征，尋找鳳凰山礦段深部找礦前景，通過對鳳凰山礦段1595m標高施工的1條探礦工程及對礦體的揭露情況，認為在鳳凰山礦段礦體向深部有進一步的延伸，在1708m標高以下仍具有良好地找礦前景。