中條山地區(qū)銅礦床賦存特征及下一步找礦方向淺析

劉曉磊，雷 鵬

山西省中條山地區(qū)礦產(chǎn)資源豐富，以銅為主，另外還伴生有Au、Mo、Co等有益元素及石榴子石等非金屬礦產(chǎn)。目前己發(fā)現(xiàn)銅礦床（點）幾十處，如：特大型礦床（銅礦峪）、大型礦床1處（小西溝）、中型礦床（篦子溝、胡家峪、橫嶺關(guān)、落家河等）、小型礦床（劉莊冶、徐茂公殿、銅溝、虎坪等）,累計探明銅礦390余萬噸，是我國重要的銅礦成礦區(qū)之一。根據(jù)礦床成因類型，可將本區(qū)銅礦床劃分為以下幾種類型：即“銅礦峪型”——變斑巖型、“胡-篦型”——變質(zhì)熱液疊加層控型、“橫嶺關(guān)型”——變質(zhì)含銅頁巖型、“落家河型”——變細(xì)碧巖型、“蘆家坪型”——熱液脈型等。本文通過對該區(qū)成礦地質(zhì)背景、礦產(chǎn)賦存特征、區(qū)域物化探特征進(jìn)行分析總結(jié)，以期為該區(qū)銅礦地質(zhì)勘查工作提供參考。

1 成礦地質(zhì)背景

中條山地區(qū)在大地構(gòu)造上屬于華北地臺（Ⅰ級）豫西斷隆（Ⅱ級）中條山斷拱（Ⅲ）。中條山地區(qū)各種類型銅礦床由于受不同類型成礦作用影響而賦存在前長城系不同地層中，其空間分布主要受含礦建造及地層層位的控制，它們的形成與前長城系火山活動相聯(lián)系, 并在區(qū)域變質(zhì)過程中受到改造。

根據(jù)中條山地區(qū)的基本構(gòu)造格局和地質(zhì)特征以及區(qū)域地球物理場特點，邢集善、周永嫻等人提出了“中條三叉裂谷”的看法，并研究了中條裂谷與銅礦床的關(guān)系，認(rèn)為中條山成礦背景為大陸板塊內(nèi)裂谷，中條山銅礦集中區(qū)的成礦背景與太古代或元古代地殼拉張形成的三叉裂谷有關(guān)。

中條山地區(qū)構(gòu)造特征表現(xiàn)為以褶皺構(gòu)造為主，太古代和元古代地層，其褶皺變質(zhì)帶具有“S”型旋卷構(gòu)造的特點；斷裂構(gòu)造次之，區(qū)內(nèi)以北東向和北西向兩組基底斷裂為主。兩者一起控制著本區(qū)含銅建造和銅礦帶的分布。

2 礦床賦存特征

中條山地區(qū)已發(fā)現(xiàn)大多數(shù)銅礦床分布在中條山中部及北東段，區(qū)域內(nèi)銅礦床賦存于上太古界絳縣群和下元古界中條群地層。

2.1 地層（巖性）控礦規(guī)律

中條山地區(qū)地層對成礦起著主要控制作用。如：“銅礦峪型”銅礦床賦存于上太古界絳縣群銅礦峪組地層中，主要含礦巖性為變質(zhì)花崗閃長斑巖；“胡-篦型”銅礦床賦存于下元古界中條群地層中，含礦地層有余元下組、篦子溝組及余家山組，主要含礦巖性為變質(zhì)絹云片巖、黑色炭質(zhì)絹英片巖；“橫嶺關(guān)型”銅礦床賦存于上太古界絳縣群橫嶺關(guān)組地層中，主要含礦巖性為含炭絹云片巖、絹云片巖；“落家河型”銅礦床賦存于上太古界絳縣群宋家山組地層中，含礦巖性為變細(xì)碧巖。

2.2 構(gòu)造控礦規(guī)律

中條山地區(qū)銅礦床除受地層控制外，其分布還受到構(gòu)造的控制，構(gòu)造直接控制著礦體的形態(tài)和產(chǎn)狀。在褶皺轉(zhuǎn)折段、斷裂破碎帶和斷裂交叉復(fù)合部位可形成大而富的礦體，同時構(gòu)造使礦體的空間定位預(yù)測變得更加復(fù)雜。如：銅礦峪銅礦受銅礦峪復(fù)式倒轉(zhuǎn)向斜控制，形成厚大礦體；同善—落家河構(gòu)造剝蝕天窗控制了落家河銅礦；蘆家坪銅礦受斷裂構(gòu)造控制；里冊峪斷褶帶（即里冊峪復(fù)式背斜）又控制了蘆義溝礦體。

2.3 礦體賦存規(guī)律

中條山地區(qū)各類銅礦床圍巖蝕變比較強烈，多數(shù)變質(zhì)熱液脈普遍發(fā)育，顯示在區(qū)域變質(zhì)和熱液活動作用下，使地層中的成礦物質(zhì)進(jìn)一步聚集，最終形成礦床。其中：“銅礦峪型”銅礦床表現(xiàn)為硅化、絹云母化和電氣石化；“胡-篦型”銅礦床表現(xiàn)為絹云母化、碳酸巖化和鈉長石化；“橫嶺關(guān)型”銅礦床表現(xiàn)為絹云母化和硅化；“落家河型”銅礦床表現(xiàn)為石墨化、綠泥石化、黃鐵礦化。

3 區(qū)域地球物理特征

3.1 重力場特征

中條山地區(qū)重力值呈現(xiàn)東高西低，等值線北東向展布的特征，整體反映了中條山主體構(gòu)造方向。重力值自東向西從-50×10-5m/S2降到-140×10-5m/S2，有兩條明顯的北東—南西向展布的重力異常梯級帶，西側(cè)的重力梯級帶等值線較密集，梯度較大，而分布在橫嶺關(guān)—篦子溝—胡家峪—泗交的東側(cè)梯級帶等值線較稀疏，梯度較小。

區(qū)內(nèi)除北東向展布的重力異常梯級帶外，還有北西向和近南北向的次一級重力梯級帶，同樣也反映了北西向和近南北向構(gòu)造的展布特征。如垣曲—同善重力梯級帶，它反映了中條山古三岔裂谷的北西向斷裂構(gòu)造，在這個梯級帶附近已發(fā)現(xiàn)落家河銅礦、宋家山鐵銅礦分布。

從己發(fā)現(xiàn)的銅礦床、銅礦（化）點分布位置看，東側(cè)重力異常梯級帶的東面有銅礦峪、橫嶺關(guān)、篦子溝、胡家峪等銅礦床分布，由此可見這條北東向展布的梯級帶所反映的斷裂構(gòu)造，應(yīng)是本區(qū)銅礦的主控礦構(gòu)造。該重力異常梯級帶由北東向展布的四個重力高異常區(qū)組成，由北向南依次是：

（1）銅礦峪—老君殿重力高異常區(qū)，面積約100km2，該異常由兩個封閉的重力高異常組成。其中一個異常中心位于銅礦峪與橫嶺關(guān)之間，重力異常最高值為-46.7×10-5m/s2，其東側(cè)分布有超大型礦床（銅礦峪銅礦），西側(cè)有中型礦床（橫嶺關(guān)銅礦），西南側(cè)有中型礦床（篦子溝銅礦）；另一個異常中心位于老君殿南西方向，重力最高值為-47.1×10-5m/s2，目前發(fā)現(xiàn)多處銅礦（化）點。

（2）毛家灣鎮(zhèn)重力高異常區(qū)，面積約50km2，重力異常最高值為-50.4×10-5m/s2，該異常西側(cè)還有一個未封閉的重力高異常顯示。中型礦床（胡家峪銅礦）就位于該重力高異常的西部。

（3）溫峪重力高異常區(qū)，面積約60km2，重力異常最高值為-48.1×10-5m/s2。在該重力高異常區(qū)內(nèi)己發(fā)現(xiàn)有銅、金、鉛、鋅礦（化）點多處。

（4）神仙嶺重力高異常區(qū)，面積約l00km2，重力異常最高值為-45.7×l0-5m/s2，目前該重力高異常區(qū)內(nèi)已發(fā)現(xiàn)鈾、金礦（化）點。

綜上所述，重力高異常反映了本區(qū)銅礦床分布特征。老君殿、溫峪神仙嶺重力高異常區(qū)應(yīng)該是未來本區(qū)尋找銅礦的重要區(qū)域，找礦潛力很大，應(yīng)加強該區(qū)的銅礦勘查工作。

3.2 航磁異常特征

中條山地區(qū)航磁異常比較復(fù)雜，但也有一定的規(guī)律性，且與銅礦床分布有一定的關(guān)聯(lián)性。

（1）磁異常不論正負(fù)、高低，其長軸方向大都呈北東向，磁異常等值線的梯級帶也大都呈北東向展布，這與該區(qū)地層總體走向和主體構(gòu)造基本一致。其他方向梯級帶，如北西向、近南北向等，則與北西向或南北構(gòu)造相對應(yīng)。

（2）中條山地區(qū)最古老的涑水雜巖表現(xiàn)為高磁正異常，一般為100nT～400nT，而其他地層如絳縣群、中條群則表現(xiàn)為弱磁或負(fù)異常。

（3）在上玉坡—胡家峪—架桑區(qū)域，有一個近南北向展布的負(fù)異常帶，異常強度從-50nT～350nT。已知“胡-篦型”銅礦床均產(chǎn)于這個負(fù)異常的內(nèi)部或兩側(cè)，其中東部分布有中型礦產(chǎn)（篦子溝銅礦），西部分布有中型礦產(chǎn)（胡家峪銅礦）及桐木溝銅礦、老主灘等銅礦床。由此可見該負(fù)異常帶反映了“胡-篦型”銅礦床分布情況。

而在該負(fù)異常帶南部，即溫峪—架桑地段，雖有較好的銅元素化探異常，并發(fā)現(xiàn)了多處的銅礦（化）點，但至今未找到成型的銅礦床。

（4）在后山村—黑崖底區(qū)域，有一個北東向展布的負(fù)異常帶，異常強度從-150nT～-250nT。己知超大型礦床（銅礦峪銅礦）位于該負(fù)異常西南側(cè)梯級帶上。而該異常的東側(cè)后山—黑崖底地段僅發(fā)現(xiàn)一些薄層銅礦體和銅礦（化）點，未有大的找礦突破。

綜上所述，航磁負(fù)異常一定程度上可以反映本區(qū)銅礦床的分布特征。溫峪—架桑地段、后山—黑崖底地段未來可作為本區(qū)尋找銅礦的重點區(qū)域。

4 區(qū)域地球化學(xué)特征

4.1 總體特征

中條山地區(qū)為我國銅礦產(chǎn)基地，但受黃土、取樣介質(zhì)和取樣方法影響，1：20萬銅地球化學(xué)異常并不典型。運城幅、侯馬幅1：20萬銅地球化學(xué)異常圖上共圈出銅異常6個，其中4-1-2-1異常面積最大，面積約818.6km2，銅元素最大異常值1365ppm，銅金屬塊體總量達(dá)4185.5萬噸。該異常呈“人”字型，由北東向和北西西向的兩個濃集帶構(gòu)成。其中北東向展布的濃集帶與已發(fā)現(xiàn)的銅礦峪銅礦、篦子溝銅礦、桐木溝銅礦、胡家峪銅礦相對應(yīng)，北西西向展布的濃集帶與同善天窗的發(fā)現(xiàn)的銅礦床、銅礦點相對應(yīng)，因此，銅元素地球化學(xué)異常是本地區(qū)最直接的找礦標(biāo)志之一。4-1-2-1銅異常區(qū)內(nèi)目前探明的銅礦儲量不足400萬噸，而該異常區(qū)所計算銅的金屬塊體總量達(dá)4185.5萬噸，總之該區(qū)仍有較大的找礦潛力。其中東北部濃集中心集中區(qū)分別是：銅礦峪濃集中心、銅峪溝濃集中心、徐茂公殿濃集中心、西溝濃集中心、南華溝濃集中心、前山濃集中心、橫嶺關(guān)濃集中心、同化溝濃集中心、后河濃集中心、廟疙瘩濃集中心、銅凹濃集中心、小溝濃集中心、楊家溝濃集中心、東溝濃集中心；胡—篦礦田濃集中心集中區(qū)分別是：小別溝濃集中心、北峪村濃集中心、胡家峪濃集中心、柳林濃集中心、沙坪濃集中心、嶺南濃集中心、小南溝東濃集中心、小太平濃集中心、劉莊冶濃集中心、金古洞濃集中心、秦家溝濃集中心、焦家溝濃集中心、上玉坡濃集中心、年家溝濃集中心；泗交—神仙嶺濃集中心集中區(qū)分別是：野廟灘濃集中心、峪凹濃集中心、水峪濃集中心、秦家村濃集中心、車莊濃集中心、柴根頭濃集中心、刺撈溝濃集中心；西南段濃集中心集中區(qū)分別是：蠶房濃集中心、胡家溝濃集中心、范家窯濃集中心。

從1：5萬銅元素地球化學(xué)異常看，中條山地區(qū)銅異常濃集中心有38處，經(jīng)與已發(fā)現(xiàn)的銅礦床、礦點位置相對比，異常濃集中心基本反映了本區(qū)銅礦床、礦點的分布情況。如銅礦峪濃集中心發(fā)現(xiàn)了銅礦峪銅礦（大型），徐茂公殿濃集中心發(fā)現(xiàn)了徐茂公殿銅礦（小型），胡家峪濃集中心中心發(fā)現(xiàn)了胡家峪銅礦（中型）等等。

銅元素地球化學(xué)異常是尋找銅礦最有效的找礦標(biāo)志之一，特別是該地區(qū)已發(fā)現(xiàn)的銅異常濃集中心，在排除污染的情況下，加強地質(zhì)勘查，特別是做好深層取樣工作，重新圈定和分析異常后，將是尋找銅礦的優(yōu)選靶區(qū)。

4.2 中條地區(qū)化學(xué)元素特征

4.2.1 中條山地區(qū)重要成礦元素豐度及地球化學(xué)參數(shù)

中條山地區(qū)重要元素地球化學(xué)參數(shù)：Cu平均值34.4（x），標(biāo)準(zhǔn)離差53.8（s），變化系數(shù)156（υ%），背景平均值26.5；Au平均值1.82（x），標(biāo)準(zhǔn)離差2.29（s），變化系數(shù)126（υ%），背景平均值1.51；Pb平均值24.8（x），標(biāo)準(zhǔn)離差5.39（s），變化系數(shù)22（υ%），背景平均值24.4；Zn平均值71.2（x），標(biāo)準(zhǔn)離差25.9（s），變化系數(shù)36（υ%），背景平均值68.8；Ag平均值0.08（x），標(biāo)準(zhǔn)離差0.08（s），變化系數(shù)105（υ%），背景平均值0.07；Mo平均值0.85（x），標(biāo)準(zhǔn)離差0.49（s），變化系數(shù)117（υ%），背景平均值0.76。

注：（1）Cu、Au為整個中條山地區(qū)的統(tǒng)計結(jié)果，其余元素為三門峽幅的統(tǒng)計結(jié)果；（2）含量單位除Au為×10-9外，其余均為×10-6；（3）背景平均值指疊代剔除高值點后的平均值。

其中Cu、Au富集最強，為本區(qū)最濃集的元素。

4.2.2 元素在不同地質(zhì)單元中的分配特征

中條山區(qū)域中的6個重要成礦元素在與Cu成礦關(guān)系密切，Cu在絳縣群地層中豐度最高，中條群地層中次之，均遠(yuǎn)高于區(qū)域Cu豐度，反映了本區(qū)重要銅礦類型的層控性質(zhì)。

4.2.3 地層元素組合特征

絳縣群地層分布區(qū)，構(gòu)成Fe、Co、V、Ti、Ni、Cu、Zn、Mo等元素組合，是基性火山巖及含鐵、銅建造的標(biāo)志，中條群地層分布區(qū)，除部分具Fe、Co、Ni、Cu、Zn、Mo組分外，Cu、Au、Co元素組合則是該地層顯著的特點。

4.2.4 中條山地區(qū)主要銅礦類型元素組合特征

中條山地區(qū)四種主要銅礦類型元素組合特征：胡-篦型：地層元素Mg、B、Mn、貧Zr，成礦及伴生元素Cu、Au、Co、Ag、Mo、Ni，后期疊加元素As、F、Ba；橫嶺關(guān)型：地層元素B、W、Fe、Co、Ni，成礦及伴生元素Cu、Ag、Co；銅礦峪型：地層元素Fe、W、Co、Ni、V、B，成礦及伴生元素Cu、Ag、Mo、Co，巖體元素La、Mo；落家河型：地層元素V、Ti、Cr、Mn、Co、Ni，成礦及伴生元素Cu、Ag、As，巖體元素Mo、As，后期疊加元素Au、As、Cu。

由此可以看出Cu、Ag、Co是四大類型銅礦床的貫通元素，它們都具有親基性的地球化學(xué)特征，它們的成礦均與基性巖漿巖（火山巖）有關(guān)?？傊瑢τ趯ふ毅~礦床，Cu元素的指示作用是其它元素所不可比擬的。由于在各類礦床中都不同程度地存在著黃鐵礦和黃銅礦的共生，因此像Co這樣的元素雖然賦存在黃鐵礦中，仍然對于黃銅礦有一定的指示作用。Ag元素可作為各種類型銅礦床的近礦指示元素。

5 找礦方向

（1）中條山地區(qū)，上太古界絳縣群和下元古界中條群地層是本區(qū)的銅礦床賦存地層，結(jié)合銅元素化學(xué)異常，可作為本區(qū)尋找銅礦的主要靶區(qū)。

（2）老君殿南西一帶位于銅礦峪—老君殿重力高異常區(qū)的北部，重力異常值、成礦地質(zhì)條件與銅礦峪銅礦基本一致；后山地區(qū)位于銅礦峪銅礦的西部，地層、航磁異常等與銅礦峪銅礦相類似，因此老君殿南西一帶和后山地區(qū)應(yīng)列為尋找銅礦峪型銅礦的重要靶區(qū)。

溫峪—架桑地段，從地層、重力場、航磁異常特征分析，與己知胡篦型銅礦非常類似，應(yīng)列為尋找胡—篦型銅礦的重要靶區(qū)。

（3）中條山地區(qū)大面積被安山巖所覆蓋，銅元素化學(xué)沒有明顯異常，但目前中條山地區(qū)已發(fā)現(xiàn)的銅礦與重力高異常區(qū)和負(fù)磁異常區(qū)有一定的關(guān)聯(lián)性。因此對于安山巖覆蓋區(qū)，結(jié)合本區(qū)重力場及磁異常特征，重力高異常區(qū)和負(fù)磁異常區(qū)，特別是兩者相吻合的區(qū)域，應(yīng)該作為安山巖覆蓋區(qū)尋找銅礦的首選靶區(qū)。