宁夏红寺堡茶树沟地区铜矿地质特征及成矿条件浅析

金 龙 宁夏核工业地质勘查院 750021

宁夏红寺堡茶树沟地区铜矿地质特征及成矿条件浅析

金 龙 宁夏核工业地质勘查院 750021

铜矿化体主要赋存于奥陶系米钵山组下岩段的灰绿色浅变质石英砂岩夹灰绿色粉砂质板岩中。矿化与构造关系密切，主要受罗山复背斜的次一级褶皱大罗山背斜及大罗山向斜轴部和翼部的压扭性、压性断裂构造破碎带的控制，矿化体一般呈似层状、透镜状及串珠状分布，基本呈平行排列，倾向西，倾角一般为20°～40°，矿体平均品位0.88%。茶树沟铜矿具备良好的大地构造位置，存在有利于成矿物质富集的构造场所，具有良好的富矿地层、岩性条件。

红寺堡；茶树沟；地质背景；矿体特征；成矿条件；铜矿

引言

茶树沟铜矿位于宁夏回族自治区吴忠市红寺堡开发区沙泉子乡境内，经过前期地质工作，认为矿化成因类型为构造控制的浅成中低温热液充填型铜矿化类型。本地区铜成矿条件良好，具有一定的找矿前景，本文试图通过分析茶树沟铜矿的基本地质特征及成矿条件，为该矿的进一步扩大及外围找矿提供一定理论依据。

1、区域地质背景

1.1 地层

本区地层区划属华北地层大区（Ⅴ）秦祁昆地层区（Ⅴ1）祁连－北秦岭地层分区（Ⅴ）宁夏地层小区。本区地层主要分为奥陶系米钵山组（Omb）砂岩、硬砂岩及板岩，局部见灰岩透镜体，二迭系石千峰群（PTs）含砾硬砂岩、含砾长石硬砂岩，石盒子组（Psh）砂质泥岩、硬砂岩、硬砂质石英砂岩，含砾石英砂岩、砂岩，三迭系白芨芨沟群（TB）硬砂质长石砂岩夹泥岩，第三系红柳沟组（Nh）长石粉砂岩、粉砂质泥岩、泥岩，第四系（Q）风积灰黄色黄土，冲积砂砾石、砂及砂质粘土。

1.2 区域构造

茶树沟铜矿大地构造位置位于华北地区与秦祁昆褶皱系交汇部位的西侧祁连褶皱系走廊过渡带东端。以龙首－六盘深大断裂为界，西为祁连褶皱系的走廊过渡带，东为鄂尔多斯台缘褶带，大地构造性质属被动大陆边缘裂谷活动带向稳定陆块过渡的双冲性构造带（见图1茶树沟铜矿区域构造地质略图及区域主要构造性质特征表）。

区域主要构造性质特征表(见表1）。

2、矿区地质特征

2.1 地层

矿区内出露的地层有奥陶系米钵山组第二岩段（Omb2），新近系红柳沟组（Nh），第四系（Q）。

奥陶系米钵山组第二岩段（Omb2）：为区内主要含矿地层，是一套次深海相碎屑岩沉积，岩相变化较大。该岩段总体以板岩占多数，普遍含灰岩透镜体，以单层式韵律组合为主。与第一岩段呈整合接触，局部具明显的海底侵蚀特征。岩性为：灰、灰绿色中厚层细粒长石石英砂岩、长石石英砂岩与粉砂质板岩不等厚互层，局部地段见砂屑灰岩透镜体。

新近系红柳沟组（N1h）：在勘查区内该组地层主要出露在茶树沟，面积较小，与奥陶系米钵山组地层呈断层接触，为一套在炎热气候条件下形成的河流相碎屑沉积及浅湖相泥质沉积。主要岩性为土红色厚层粉砂岩与粉砂质泥岩不等厚互层。第四系地层主要为粉砂质黄土或亚砂土与粘土互层；风成沙、河床冲积层等。

2.2 构造

区内经历了多次强度不等的构造运动。主要的构造有罗山复式向斜、罗山东逆冲断层、铅皮沟断层、茶树沟－野池沟

图1 茶树沟铜矿区域构造地质略图（1:50000）

1.第四系风成黄土；2.二迭系砂质泥岩、硬砂质长石砂岩、砂岩；3、奥陶系泥质硬砂岩、长石石英砂岩夹板岩； 4、推测隐伏深大断裂；5. 向斜轴线； 6. 逆断层；7. 工作区范围断裂带。区内次级褶皱、断层也较发育。

罗山复式向斜：该向斜轴部主要出露在勘查区西侧干泉沟－茶树沟一带，轴向近南北，北端略向西偏转，两翼及核部地层均由奥陶系米钵山组第二岩段组成。东翼出露宽，发育一系列短轴半开阔不对称次级褶皱，主体倾向向西，倾角35～60度。西翼出露较窄，岩层产状变化较大。向斜转折部位破劈理发育，劈理面与主轴面近平行或小角度斜交。

罗山东逆冲断层：该断层展布于区内东侧，为区内规模较大的一条断层，倾向南西西，倾角30°～70°左右。上盘充填有米钵山组碎裂岩，宽度100米左右，根据断层破碎带内拖曳褶曲及米钵山组逆掩于第四系之上特征，可推断该断层性质属于逆冲性质，具多期活动性。在米钵山组碎裂岩中多充填有石英脉、碳酸盐脉等。

铅皮沟断层：该断层主要展布在铅皮沟内，总体走向为340°～350°，断层面产状：256°∠80°，下盘次级断裂发育。破碎带内可见碎裂岩、糜棱岩及断层泥，碳酸盐化、高岭土化、褐铁矿化普遍发育，且在构造带两侧岩石层面中偶尔能见到拖拉牵引现象。由断层面上的擦痕推测该断层性质为逆断层，是该地区主要控矿构造。

2.3 岩浆岩

就目前的工作程度来看在茶树沟地区近地表无岩浆岩和火山岩出露。

3、矿体地质特征

矿体严格受铅皮沟断层的控制，呈南北向展布，断续出露约500米。从岩性上看矿体出露在灰、灰绿色长石石英砂岩中。

3.1、矿体形态特征

矿体形态总体以条带状为主，另外可见透镜状、团块状、网脉状等，矿化体沿走向上有膨胀、收缩、分支复合现象。在茶树沟矿区内见有四条矿体，其中Ⅰ号矿体为主矿体，长度断续可达到500米左右，宽度一般为0.4～2米，最宽处可达3米，沿走向上品位变化不大，铜品位最高为9.8%，最低为0.23%；沿倾向矿体厚度变化不大，整体上看其连续性较好，形态呈脉状或条带状为主，沿倾向上有膨大趋势。

3.2、 矿石类型及矿物组成

该地区主要的矿石类型为构造破碎带型和含铜石英脉型：

含铜石英脉型矿石一般呈细脉状、网脉状、星点状及薄膜状等。粒状结构和溶蚀结构，块状构造。颜色呈灰白色、白色，部分矿石由于孔雀石化作用使矿石颜色呈灰绿色或绿色。该类型矿物成分较为简单，金属矿物主要有黄铜矿、黄铁矿、辉铜矿、褐铁矿、孔雀石及少量斑铜矿。脉石矿物有石英、方解石。

构造破碎带型矿石：该类型含矿岩石主要为灰绿色中层细粒－微粒长石石英砂岩，呈粒状结构和溶蚀结构，块状构造。金属矿物有孔雀石、褐铁矿，在坑道内矿石中可见到黄铜矿、黄铁矿、辉铜矿等。其中地表矿石中铜矿化呈浸染状和薄膜状赋存于岩石裂隙或风化孔隙中。矿石中除含铜外，含有少量银、金铅、锌等有益元素。

表1

蚀变现象有高岭土化、碳酸盐化、褐铁矿化、孔雀石化等。在近矿围岩中可见到微弱的绿泥石化、绢云母化，交代作用不明显。

4、成矿条件分析

就现有的工作程度认为茶树沟地区有以下几方面的成矿有利条件：

4.1、该地区具备良好的大地构造位置

茶树沟地区大地构造位置位于华北地台与秦祁昆褶皱系交汇部位。以龙首－六盘深大断裂为界，西为祁连褶皱系走廊过渡带，东为鄂尔多斯台缘褶皱带。为多金属成矿的有利区段，区内外已发现有多处铜、铅、锌、金、银矿点和矿化点。

4.2、存在有利于成矿物质富集的构造场所

龙首－六盘深大断裂的次级断裂控制了区域内的矿产分布，是寻找铜及多金属矿产的有利地段。罗山东麓及西麓大断裂具有多期活动的特点，为区内矿化的形成提供了良好的矿液活动通道，其次级断裂是良好的成矿物质的富集场所。矿体均赋存于罗山西麓大断裂的次级断层破碎带内；矿体形态、产状严格受断层的控制。有利的成矿构造在地表由于第四系黄土的覆盖，出露的数量、规模、发育趋势等极为有限，由该地区的构造发育程度推断在黄土覆盖的大面积地段必然有更多目前没有被发现的含矿构造，因此该地区潜藏着极为重要的找矿意义。

4.3、具有良好的富矿地层、岩性条件

茶树沟地区矿化受地层、岩性控制明显，矿化主要位于奥陶系米钵山组第二岩段灰绿色浅变质石英砂岩和粉砂质板岩中。地层较单一，在被黄土覆盖，基岩出露较少，有限的露头中发现了很多矿点、矿化点和异常点。由此可以推断该地区地层含矿概率较高。在黄土覆盖的区域是否存在矿化或盲矿体，这就值得进一步进行深部揭露工作。

4.4、具有良好的矿源条件

茶树沟地区石英脉极其发育，而金属矿化与石英脉的关系较为密切。杜乐天先生在《硅谜与碱盲》一文中指出：“地表石英脉或硅化带中的硅质主要来源于深部上升的热液在浅部减压降温导致大量石英沉淀。石英等硅质沉淀是热液中矿质沉淀和浓集的保证。硅质迁移和矿质迁移是同步的，凡是大量发育石英脉、硅化带和硅质层的地区不论是陆相还是海相都是反映了该地区深部有大规模碱交代作用发生和碱交代岩的存在”。由此可以推测该地区深部存在着富含铜、金等金属元素的岩浆岩体。

5、结论

通过以上分析认为该地区的域褶皱和断裂构造是有利的成矿位置，据目前所掌握的资料认为该区具备有利的铜成矿地质条件，已有多处矿化露头，矿化区发现矿化体4个，已有形成工业矿体的前景。矿化体沿倾向方向厚度、矿石品位、矿化连续性等总体来看都有变好趋势，由此可以推测在矿化带深部将存在较好的工业矿体。如继续开展工作，在该地区继续进行深部揭露和适当的物探工作，以查明其深部地质特征，矿体规模必将进一步扩大，同时可以借鉴指导相邻地区的铜矿找矿工作。

参考资料

[1] 宁夏区调队.1：20万吴忠幅区域地质测量报告.1981－1982年

[2] 宁夏核工业地质勘查院.宁夏红寺堡开发区茶树沟地区铜矿普查报告.2007年