张家川县四岔河铜矿地质特征及找矿标志

何维嘉

（甘肃省有色金属地质勘查局天水矿产勘查院，甘肃 天水 741025）

1 成矿地质背景

四岔河铜矿区大地构造位置处于秦祁造山带与鄂尔多斯陆块南缘接壤部位之六盘山拗陷带内。六盘山坳陷带位于贺兰山-六盘山造山带中南段，该带呈北西-南东向展布，北东以固关-八渡断裂与华北地块鄂尔多斯盆地西缘相接，南西与北祁连东段加里东造山带以不整合接触为主，局部为断层关系。

区域出露地层有早古生代中、深变质岩系及中生代地层。其中，早古生代中、深变质岩系岩性为白云质大理岩、角闪片岩、黑云母石英片岩、黑云母片麻岩及砂质凝灰岩等；中生代地层岩性主要有砂砾岩，中生代白垩纪砂砾岩（K1LP）为沉积型铜矿赋矿层位。除此之外，新生代地层广布。

区域岩浆活动十分强烈，主要发生于北祁连加里东造山带，以华力西期中酸性侵入岩分布最为广泛。

2 成矿地质特征

四岔河矿区出露地层主要为白垩系下统六盘山群和尚铺组地层，主要为两个岩性组，由老至新分别为。

（1）第一岩性组（K1LP1）：分布在测区西南角，出露面积小，未见底，厚度＞1.6km，岩性为肉红色块状中砾岩及粗砾岩。

（2）第二岩性组（K1LP2）：测区大部为该组岩性，未见顶，厚度＞5km，岩性为紫红色、肉红色、浅灰白色砂砾岩及紫红色砂砾岩夹细砂岩。分三个岩性段由老至新分别为：①第一岩性段（K1LP2-1）：中-厚层状，紫红色砂砾岩、砂砾岩夹细砂岩，岩层厚度1000m，走向近南北向，倾角20°～40°。②第二岩性段（K1LP2-2）：中-厚层状，紫红色细砂岩、砂砾岩夹细砂岩，岩层厚度900m，倾向北东，倾角10°～40°。③第三岩性段（K1LP2-3）：中-厚层状，紫红色砂砾岩、砂岩夹灰白色砂砾岩，岩石机械破碎强烈。岩层厚度＞20m，倾向北东，倾角10°～40°。该层为主要含矿层位，矿化主要分布于该层中的灰白色砂砾岩中，严格受层位控制。

区内构造简单，总体呈向北西倾斜的单斜构造,地层产状平缓，一般在5°～30°之间。

3 铜矿体地质特征

3.1 矿体规模、形态及产状

通过地表槽探揭露和钻探深部验证，在勘查区内圈出铜矿体5条，编号分别为①、⑥、⑦、⑨、⑩，其中⑨、⑩号为钻探发现的隐伏铜矿体，铜矿体均赋存于和尚铺租第三岩性段（K1LP2-3）浅色（灰绿、灰白色）砂砾岩砂砾岩中，底顶板岩性为紫红色砂砾岩夹细砂岩，呈层状、似层状，受层位控制，总体产状25°～76°∠23°～36°，长80m～300m，厚度1.18m ～13.05m，品位0.54×10-2～6.94×10-2。

铜矿体特征如下（详见表1）。

各矿体均赋存于和尚铺租第三岩性段（K1LP2-3）浅色砂砾岩层中，呈近水平状产出，由不同期次搬运、沉积形成。根据铜厂沟发现的各矿（化）体的产状、规模形态，矿（化）体在空间上至少为6个矿层，从上至下为⑥、⑨、①、⑧、⑦、⑩，其它矿（化）体由于分布范围较大，相隔较远，空间关系尚不清楚。

表1 四岔河铜矿体特征一览表

3.2 矿石特征

3.2.1 矿石类型

根据工程揭露情况判断，该区地表矿石为孔雀石，氧化程度较高，矿石呈绿-蓝绿色，发育于地表及近地表部位，层状分布，矿石自然类型为砂砾岩型氧化铜矿石。矿石中除铜元素外，无其它可利用元素，矿石工业类型为单一铜矿石。

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3.2.1 矿石结构、构造及矿物成分

矿石结构：以胶状结构、网状结构、砾状结构、砂砾状结构等为主，其次为半自形粒状结构；矿石构造主要为星点状、浸染状、薄膜状为主，其次为条带状等。孔雀石、蓝铜矿一般呈星点状、薄膜状或呈胶结物形式分布于岩石中。矿石矿物以孔雀石、蓝铜矿为主，以及极少的原生黄铜矿、黝铜矿；脉石矿物主要为：石英、长石、角闪石等。

3.2.3 围岩蚀变

近矿围岩为灰白色中-厚层状砾岩，砾石成份主要由花岗岩、基性火山岩、变质岩、石英脉等组成。砾石粒径一般1cm～20cm不等，磨圆度好，分选性差，不均匀分布于岩石中。其胶结物以长石、石英砂粒及碳酸岩为主，多呈充填式胶结。矿体顶底板多为紫红色中厚层长英质砂岩或泥岩，成份主要由长石、石英、岩屑与氧化铁及少量粘土组成，砂粒呈次棱角状，分选性差，新鲜面致密状，风化后疏松易碎。围岩与含矿层界线分明，在空间上呈迅速的递变关系。

4 矿床成因及找矿标志

4.1 矿床成因

矿区大地构造位置为：Ⅳ－1北祁连弧盆系，Ⅳ－1－1走廊弧后盆地之六盘山凹陷带中部。

成矿区带属北祁连Cu-Pb-Zn-Fe-Cr-Au-Ag-硫铁矿-石棉成矿带（Ⅲ－21），永登－庄浪加里东期、喜山期铜铅锌金银（铁锰）沸石、石灰岩、硅石、粘土、石膏成矿带（Ⅳ－21）。

沉积型四岔河、店峡、黄家山、铜厂沟等铜矿点产于下白垩系和尚铺组中段紫红色碎屑岩夹浅灰（绿）色碎屑岩中，具较明显的层控特点。成矿时代为燕山期白垩纪。矿源来自与一定岩浆有关的热液交代型矿床。后经外动力作用，在山麓破碎堆积，原生铜矿氧化，再经长途搬运、富集、沉积而形成今日所见之矿床。

秦祁地槽褶皱带内以复式褶皱构造为主，褶皱强烈，断裂构造发育，构造线大致呈北西向，与六盘山凹陷带大致平行。在华力西期由于剧烈的构造—岩浆活动，形成了不同期次、不同规模、不同方向的断裂构造，并沿深大断裂有龙口峪石英闪长岩（δo41）岩基侵入。

我们认为六盘山凹陷带地处秦祁地槽褶皱带与鄂尔多斯地台构造复合部位，龙口峪岩体和早古生代地层中诸多热液型铜矿床（点）为后期形成砾岩型铜矿提供了一定的物质来源（见图1）。矿床类型为沉积砂砾岩型铜矿。

图1 四岔河地区铜矿区域成矿模式图

4.2 找矿标志

4.2.1 地层、岩性

铜矿化赋存于白垩系下统第一、二岩组接触部位或第二岩性组中及不整合面附近，严格受一定的层位、岩性控制。

4.2.2 矿化标志

浅色砂砾岩（K1LP2-3）层中的孔雀石、蓝铜矿化是主要的找矿标志。

4.2.3 化探异常

1：2.5万沟系次生晕综合异常及其它化探异常是该区寻找沉积型铜矿的主要找矿标志。