甘肃省肃北县香毛山铜矿床地质特征及找矿标志

2016-09-07何智祖

甘肃科技 2016年11期

关键词：基性岩绿泥石黄铜矿

李　强，何智祖

（甘肃省有色地质勘查局张掖矿产勘查院，甘肃　张掖　734000）

甘肃省肃北县香毛山铜矿床地质特征及找矿标志

李强，何智祖

（甘肃省有色地质勘查局张掖矿产勘查院，甘肃张掖734000）

阐述了香毛山铜矿地层、构造、侵入岩、矿体特征、围岩蚀变及矿床特征。指出了香毛山铜矿床位于甘肃北山鹰咀山—肃南复式向斜中，成矿构造地质环境复杂，构造-岩浆-热液活动强烈。着重论述了矿床地质特征及控矿因素，并对矿床成因进行了初步分析，指出了找矿标志。

地质特征；矿床成因；控矿因素；香毛山铜矿；甘肃

矿区位于北祁连加里东褶皱带西端，鹰咀山—香毛山复式向斜之南翼。其南北缘由区域性深大断裂控制，沿断裂带有基性，超基性岩分布。该断裂带为铜、金、银、铁、铅、锌多金属成矿带。

1　区域地质概况

矿床地处北祁连西段北部的鹰咀山—肃南—香毛山复式向斜，北祁连北缘深大断裂带中。区内地层从前震旦系至第四系均有出露，其中震旦系、寒武系，奥陶系较发育，第四系覆盖面积较大。寒武系地层岩层走向与区域构造线一致，为近东西向，为北祁连加里东褶皱带之重要组成部分，香毛山铜矿产于其中。

区内侵入岩发育，共有超基性—酸性岩体322个，出露面积20.25km2。香毛山超基性岩体群：分布在黑山头—香毛山—月儿红东山北一带，由18个岩体组成，呈带状或岩墙状断续分布在中、上寒武统和下奥陶统地层中，与地层走向基本一致，呈北西向。

区域矿产资源丰富，主要矿种有金、银、铜、铅、锌、铁等，典型矿床有塔儿沟钨矿、古浪峡铁铜矿、刘口峡铁铜矿床、白尖、铁钻井铁矿、桦树沟铁铜矿床、香毛山铜矿、小东岔铜矿床、鹰嘴山铁矿、黑峡口锰矿等矿床。

2　矿区地质

2.1地层及岩石

工作区内出露的地层均为中寒武统上岩组（∈2）灰绿色中厚层状变砂岩、绿泥石片岩、辉绿岩、炭质板岩、硅质板岩。其中绿泥石片岩层为主要的赋矿层位。岩层总体走向110°—130°，倾向NE，倾角45°～60°。其岩性特征分述如下（附图1）：

1）变砂岩：在矿区北部、东部及南部大面积出露，约占矿区面积的30%。岩石为细粒粒状结构，块状构造。主要矿物成分为自形板状或粒状斜长石（75%），细脉状及星散状分布的方解石（20%），及粒状石英，矿区分布面积较广。

2）辉绿岩：在矿区中部超基性岩体两侧、西北及东南角大面积出露，约占矿区面积的30%。纤状变晶结构、块状构造，主要矿物成分为半自形长柱状斜长石，针状、柱状的角闪石，其次为绿帘石、黑云母。

3）绿帘绿泥石片岩：分布于矿区中部超基性岩体北接触带，出露面积约占矿区面积的30%。鳞片变晶结构，片状构造，主要矿物成分为斜长石、石英、绿泥石，其次为碳酸盐，绿帘石及黑云母。片理化强，倾向北东，倾角45°～60°。分布于矿区中部，为主要的赋矿岩性。

4）硅质板岩：矿区零星出露。变晶粉砂状结构，板状构造，主要矿物成分为石英、碳酸盐，其次为云母。

5）炭质板岩：矿区零星出露。变晶结构，板状构造，主要成分为砂泥质及炭质。

2.2构造

矿区区位于北祁连加里东褶皱带西端，鹰咀山—香毛山复式向斜之南翼。

区内构造整体为单斜构造，断裂构造发育，主断裂F1走向与岩层走向基本一致，呈NWW向，产状20°～40°∠45°，为正断层，断层崖明显，局部地方可见断层角砾岩。此断层横切矿区，为矿区内主要的控岩控矿构造（如图1所示）。

图1　香毛山铜矿床地质草图

F2、F3断层分别位于矿区东、西两端，断层走向40°；纵贯本区，F3产状130°∠70°，为逆断层，切割了本区岩层，为加里东期后断裂。

区内容矿构造主要为与F1断层平行的一系列NWW向次级断裂，地表产状20°～40°∠40°～50°，断裂带岩层片理发育，与断层走向一致，岩石破碎，具褐铁矿化。断层面上常见断层泥，厚1～10cm。

2.3侵入岩

岩体主要为加里东晚期超基性岩，岩体纵贯本区，地貌上呈负地形，受北西西向构造控制，走向NWW，倾角40°～50°，与围岩中寒武统上岩组（∈2c）岩层呈整合接触，岩体宽50～300m，长7700m，岩性为蛇纹岩，边部为滑石菱镁片岩及石英菱镁岩，由中间向边部超基性程度降低，向南岩相分带明显，向北较弱，滑镁岩不太发育。

本区铜钴矿体即产于岩体与围岩接触带及内外带。

岩体铁镁比值较高，Mg/（Mg+Fe）为7.8—11.6，平均10.3；氧化系数较高，Fe2O3/（Fe2O3+FeO）为0.4～0.9，平均0.6；Al2O3含量15.6～18.37%，具有火山超镁铁岩的演化趋势；F为 117～875PPm，平均424.49PPm，Cl为37.5～310PPm，平均115.4PPm，具有火山岩的典型特征。

蛇纹岩一般为黑绿色、黑色、纤状变晶结构，格子状构造，块状构造，片状构造。矿物主要是蛇纹石（50%～90%），包括叶蛇纹石、纤维蛇纹石、片蛇纹石及部分绢石，其次是绿泥石、透闪石、菱镁石、碳酸盐等矿物，均含不同数量的铬尖晶石及磁铁矿，一般在3%左右，局部富集成矿，推测原岩为辉石橄榄岩。矿化区岩石还含有细脉状黄铁矿、黄铜矿。

滑石菱镁片岩为灰黑色，鳞片粒状变晶结构，片状构造，主要矿物成分菱镁矿、滑石。

石英菱镁岩为灰白色、隐晶质结构，块状构造，主要矿物成分为石英及菱镁矿，其次为碳酸盐等。

2.4围岩蚀变

矿区普遍发育绢云母化、绿泥石化、硅化及碳酸盐化。

与铜矿化有关的围岩蚀变有硅化，绿泥石化、褐铁矿化，矿石中褐铁矿、孔雀石常见，矿体沿走向过渡为褐铁矿化及绿泥石化。

超基性侵入岩体多已蛇纹石化、滑石化及菱镁矿化。

硅化的石英常呈星散状、团块状或微细脉近矿体产出，绿泥石化一般分布范围广泛，往往与硅化相伴生。碳酸盐化分布于近矿围岩中，方解石呈细脉状、网脉状或不规则状产出，充填于岩石节理裂隙或矿石裂隙之中。

2.5矿区地球物理及地球化学特征

通过甘肃有色地勘局四队l∶1万区带地化普查工作和五队l/2千高精磁测工作，总结矿区地物、地化特征如下：

l）圈定了500γ以上磁异常四个，均分布于超基性岩体内及其接触带部位。

2）整个超基性岩体均具一定磁性，磁异常零值线与岩体和地层的接触带基本吻合，所以本方法可寻找超基性岩体，并对找矿有指导意义。

3）地化分析结果Cu、Cr、Ni、Co、V、Ti异常分布态势与岩体相吻合。

4）引起地化异常带的地质主要因素为超基性岩体和铜钴矿体所致。

3　矿床特征

3.1矿体特征

本区存在两个铜矿化带，分别长800～1000m，厚2～10m。两个铜矿化带相距1000m左右，位于同一构造破碎带上，呈北西向侧列式产出，走向110°～140°，与产于超基性岩体内及其接触带的构造破碎带相对应，其中香毛山铜矿床位于西铜钴矿化带的西段。

矿区内共发现7条铜矿（化）体，其中在勘查区内圈定矿（化）体3条，均为铜钴共生矿体。1号矿体产于超基性岩体与绿泥片岩北接触带中，并向东南延伸于绿帘绿泥石片岩中，2号矿（化）体、3号矿化体分布于绿帘绿泥石片岩中。

Cu、Co矿（化）体地表氧化后形成红色、红褐色、土黄色松散土状铁帽。主要由红色粉末状赤铁矿、褐铁矿、孔雀石、蓝铜矿等组成，并见夹有磁铁矿碎块，局部地方磁铁矿中可见星点状、细脉状黄铁矿、黄铜矿。

矿区内主要矿（化）体地质特征分述如下：

1号矿（化）体：地表出露长300m，厚度不足1m，产于蛇纹岩与绿泥石片岩北接触带。控制矿体长190m，地表氧化矿体平均品位 Cu：0.377%，Co0.033%；地表20m以下见原生硫化矿，向深部分叉成两条矿体，整个矿体呈脉状、透镜体状产出，沿走向具膨缩、尖灭再现的特征。产状在地表受地形影响，倾角较缓，倾向NW20～50°倾角45°左右，向深部倾角变陡，矿体主要由含铜钴黄铁矿、磁铁矿块状矿石及星点、细脉浸染状矿石组成，围岩蚀变为碳酸盐化、绿泥石化、孔雀石化、蓝铜矿化。

2号矿（化）体：地表出露长240m，厚度1.90m，产于北带绿泥石片岩中，控制矿体长90m，地表氧化矿体平均品位Cu：0.669%，Co：0.030%；深部原生硫化矿体平均品位Cu：1.90%，Co：0.093%。地表矿化连续性较好，矿体呈透境体、扁豆状产出，具膨缩、尖灭再现特征，矿（化）体总走向110°～140°，倾向NE，倾角40°左右。矿石以块状含铜、钴磁铁矿为主，黄铜矿以角砾状、条带状为主，星点状、细脉浸染状次之。矿体受后期构造改造，具牵引褶曲。

2号铜钴矿体在深部坑道中可单独圈定出两条金矿体，品位1.0—3.9g/t，厚度1.15—2.9m，长20m，两端均未有工程控制。

3号矿化体：地表出露长70m，厚度2.90m，呈脉状、透镜体状产出，为铁帽带，可见绿泥石化、孔雀石化、蓝铜矿化，地表探槽揭露分析结果未达边界品位，深部未进一步工作。

4、5、6号矿体在勘查区外，未在本报告涉及范围内，暂不详细说明。值得提一点的是，各铜钴矿体中均可单独圈定出金矿体，最高品位可达10.3g/t，未进一部作系统地质工作。

3.2矿石特征

3.2.1矿区矿物组成

矿（化）体及矿体中主要矿石物为磁铁矿、黄铁矿、磁黄铁矿、黄铜矿、含钴黄铁矿；其次为辉铜矿、铜蓝、黝铜矿、蓝铜矿、孔雀石、褐铁矿、自然铜等。脉石矿物主要有次生石英、绿泥石、蛇纹石、碧玉、方解石等。

3.2.2矿石结构、构造

矿石结构以半自形、它形细粒结构为主、次为交代残余结构及网格结构。

矿石构造以星点及细脉浸染状、块状构造为主，次为团块状、条带状、角砾状构造。

星点及细脉浸染状构造：黄铜矿、黄铁矿等金属矿物呈星点状或呈细脉状分布于磁铁矿、石英岩及蛇纹岩中而形成。

块状构造：黄铁矿、黄铜矿、磁铁矿等金属硫化物、氧化物集合体充填于较大的容矿空间而形成的具有一定厚度的块状集合体。

角砾状构造：黄铁矿、黄铜矿等矿物分布于角砾状碧玉岩中或黄铁矿、黄铜矿等矿物集合体破碎后呈角砾被后期硅质热液胶结而成。

条带状构造：黄铁矿、黄铜矿等金属硫化物呈细条带分布于磁铁矿及石英岩中而形成。

团块状构造：黄铜矿、黄铁矿等金属硫化物呈团块状分布于含矿岩石及其裂隙中。

3.2.3矿石类型及矿物共生组合

原生硫化矿石矿物组合为黄铜矿、黄铁矿、黝铜矿、铜蓝、辉铜矿、磁黄铁矿、含钴黄铁矿等。以含铜钴磁铁矿、黄铁矿为主。

次生氧化矿石矿物组合为：孔雀石、蓝铜矿、褐铁矿等。

矿物共生关系为黄铜矿与磁铁矿，黄铜矿与黄铁矿—磁黄铁矿共生。其矿化期次可分为三期：

1）以磁铁矿、碧玉及少量黄铜矿为组合的第一期矿化。

2）以黄铁矿、磁铁矿、石英及少量黄铜矿为组合的第二期矿化。

3）以黄铜矿、黄铁矿、磁黄铁矿、磁铁矿及石英为组合的第三期矿化。

该矿区氧化矿的深度因无探矿工程控制，其自然类型主要是依据民窿采坑的实际情况推算的，一般氧化带垂深l0m左右，其下均变为硫化矿。

4　矿床成因分析

根据前述矿床矿体产出特征、矿石结构构造和围岩蚀变特征及其组合特征综合分析，矿床成因为火山沉积喷气（流）沉积改造型铜矿床。香毛山铜矿床中的铜矿富集于绿泥石片岩中，表明香毛山矿床中铜矿床应理解为深部流体沿同沉积期构造把铜成矿物质带到近地表海底，形成含铜矿源层，其后由于加里东晚期超基性岩蛇纹岩沿着控矿裂隙贯入，因热卤水喷流作用，改造对铜的再富集，形成脉状透镜状铜矿体。在岩体、接触带中形成星点及细脉浸染状黄铜矿。