甘肃省肃北县公婆泉铜矿的地质特征及地质环境预测

王 刚

（甘肃省地质矿产勘查开发局第四地质矿产勘查院，甘肃 酒泉 735000）

铜矿一般是铜的硫化物或氧化物与其他矿物组成集合体，是世界最重要的矿产资源之一，一半以上的铜都被用于电力和电信工业，具有“人类文明的使者”之称[1]。在中国，有很多著名的铜矿产区，甘肃省肃北县公婆泉铜矿就是其中之一。甘肃省肃北县公婆泉铜矿位于马鬃山镇东南约13公里，属肃北县马鬃山镇管辖。其地理位置属于低山丘陵区，北面是戈壁荒漠区，总体地势较为平坦，海拔在2000m左右，标高约200m，其中马鬃山为区内最高峰，海拔也不过2583m。

在公婆泉铜矿区内气候属于典型大陆干旱性气候，空气干燥，常年多风沙，雨雪稀少，日温差变化悬殊，冰冻期长，无霜期短，不存在常年性河流，亦没有地表水分布，只有暂时性洪流所形成的数条干沟谷，这些干沟谷宽度一般在10m～20m，最宽的地方却能达到100m～300m。公婆泉铜矿区内虽然常年多风沙，但是堆积物厚度却不大，其厚度一般在1m左右，局部厚度也不过接近5m，在公婆泉铜矿区内如此干燥的气候中，每年却也可能发生0次～3次的洪水，每次洪水持续时长在1～3小时不等。甘肃省肃北县公婆泉铜矿区内人烟稀少，仅有汉族、蒙古族人定居，多为流动牧民，非常适合对甘肃省肃北县公婆泉铜矿的地质特征及地质环境预测。

1 研究甘肃省肃北县公婆泉铜矿地质特征

甘肃省肃北县公婆泉铜矿矿床属于斑岩型铜矿床，矿区内地层、构造、侵入岩呈北西—南东向展布，与区域性构造线方向一致，不同时期的沉积作用，岩浆活动、构造变形及变质作用等基本与总体构造线方向一致[2]。公婆泉铜矿赋矿层位为华里西早期的石英闪长玢岩、潜英安斑岩和公婆泉群下亚群第四岩组的石英粗面岩中及其与岩体的接触带附近，少量矿体或矿化赋存于公婆泉群下亚群第二岩组的安山玢岩中，矿体呈脉状、透镜状、不规则状，分枝现象较多，走向NW，倾向SW，沿倾向方向延伸一般大于走向方向延伸，矿体产状与岩体产状基本相同。

1.1 地层

甘肃省肃北县公婆泉铜矿的地层可分为志留系公婆泉群、早白垩系赤金堡群、新近系上新统苦泉组、第四系上更新统和全新统等[3]。受强烈构造作用影响，除志留系与白垩系地层呈不整合接触外，其余地层在区内主要呈断层接触。志留系公婆泉群是公婆泉铜矿区内主体底层，位于公婆泉铜矿中北部，呈东西向或北西向不规则长条状分布，构造单一，为中基性、中酸性火山岩夹大理岩建造，岩相变化较大，侧向延伸很不稳定。岩层走向近东西，西部转向南西，被第四系覆盖，倾向南或南东，东部倾角较陡，约70°，向西、向南倾角变缓，约30°～50°左右。受后期岩浆岩的侵入和第四系掩盖或断层切割作用，局部地段呈零星露头或残留体分布。

早白垩系赤金堡群位于公婆泉铜矿北侧、东侧，多呈残丘状分布，矿区内岩石为陆相碎屑岩建造，岩石层平缓，褶皱轻微，盛产淡水植物化石。新近系上新统苦泉组位于公婆泉铜矿西北、西南一带，矿区内岩石为陆相碎屑岩建造，岩性组合为桔红色粉砂质泥岩夹杂色泥岩及砂砾岩，不整合于公婆泉群及花岗岩侵入体之上。第四系根据沉积先后顺序分为上更新统和全新统，位于地势平坦及低洼地区，成因类型属于冲—洪积成因类型。上更新统多为古洪积扇堆积，岩性为灰色、灰黄色半胶结的砂砾岩，其成分复杂，随地而异，分选性、磨圆度差，多为棱角状—次棱角状，大小混杂。全新统多见于公婆泉铜矿沟谷及地势低洼处，为一种松散的砂、砾石及泥砂。

1.2 岩浆岩

公婆泉铜矿存在七一山华力西期岩浆岩带，位于公婆泉铜矿区最北部边缘，近东西向带状展布，长800km以上，宽80km～150km。岩性从基性到酸性均有出露，其中以中、酸性最为发育，其中主要的岩浆岩有早古生带岛弧火山岩、古生代侵入岩。

早古生带岛弧火山岩和古生代侵入岩都在公婆泉铜矿区内极为发育，分布在公婆泉铜矿区北侧广大地域。早古生带岛弧火山岩的表现形式为点状中心式火山喷发的形式，外围火山岩相具环带展布的特点。岩性为火山角砾岩、英安斑岩、杏仁状玄武岩和中酸性熔岩等，其中的英安斑岩与铜矿化关系密切，可以推测出英安斑岩产出部位为中心式火山机构。

古生代侵入岩岩石类型从基性到酸性均有出露，其中以酸性岩最为发育，岩石呈暗绿色，致密块状构造，中位辉长结构。岩体中心部分含微量石英，形成边缘相岩石，即石英辉长岩、角闪辉长岩等。

1.3 构造

公婆泉铜矿区内的褶皱和断裂都极为发育，位于矿区内的东西向—向斜和北西向，其中断裂构造与矿化关系较为密切。褶皱构造向斜轴呈近东西向，轴面呈舒缓波状，长约6km，倾角60度，中部被第四系和白垩系地层覆盖，向斜总体形态宽缓，呈“S”型，形成多个次级褶皱，经受岩浆作用的影响，公婆泉铜矿区内岩层产状紊乱，变化很大。公婆泉铜矿区内褶皱构造岩性为安山岩、安山玢岩、安山质角砾熔岩、安山质角砾凝灰熔岩和安山凝灰岩。

公婆泉铜矿区内的断裂构造线方向由北向西，多数断裂是受华力西构造运动的影响形成，总长上百公里，水平断距约2.6km，垂直断距0.5km～0.95km，断面倾向南南西，倾角58°～75°，总体形态呈舒缓波状，系高角度的逆冲断层，断裂规模大，活动时间长，为逆断层和逆冲断层，发育十几米至上百米的断层破碎带，断裂控制了成矿前的岩基产出，沿该条断裂带出现的出露辉长岩、花岗闪长岩、二长花岗岩，出现超基性岩状况，反映了该断裂带属于切穿壳层的深断裂，断层性质为逆断层，倾向南西，沿倾向呈波状弯曲，这条断裂带还控制了公婆泉铜矿区内成矿带和矿体的分布，存在成矿后的脉岩。该断裂带断裂内全部发生了碎裂，碎裂相对略强，且代表了岩性界面。公婆泉铜矿区内的断裂构造在局部构成了走滑断层，为花岗闪长斑岩侵入的通道，具有挤压特征，均为正断层。

2 研究甘肃省肃北县公婆泉铜矿地质环境预测

甘肃省肃北县公婆泉铜矿区常年干旱缺水，人烟稀少，仅春、秋季节有少数牧民游牧。

由于对公婆泉铜矿的开采，随着时间的流逝，对公婆泉铜矿山的不断深入，地下开采面积的扩大，对公婆泉铜矿山环境造成山体开裂、地裂缝、地表塌陷等地质灾害。但是公婆泉铜矿区内含有铀，产于磁铁矿石的微细裂隙中，当前的铀浓度在铀浓度允许的最高值，对人体不存在危害，不过必须对矿区工作进行放射性监测。

采矿时的矿坑排水水质经过检查，符合地下水Ⅲ类水质标准，不会对矿区内地表水及其它地下水造成污染。公婆泉铜矿区内无重大的污染源和热害，但是矿床开采产生的废石、废渣及尾矿的堆放不当，可能会对周围的地质环境造成影响，因此，必须合理规划矿石、废石、废渣及尾矿的堆放场地，远离沟谷地带和水源流动地带，从而减少矿石、废石、废渣及尾矿的堆放对当地环境的污染，避免地质灾害的发生。

3 结语

综上所述，甘肃省肃北县公婆泉铜矿是我国铜矿出产地之一，其位于低山丘陵区，当前对公婆泉铜矿的开采已经进入瓶颈阶段，对甘肃省肃北县公婆泉铜矿的地质特征及地质环境的勘探并不到位，老旧的资料无法帮助其寻找富矿地段，因此本文提出的甘肃省肃北县公婆泉铜矿的地质特征及地质环境预测这一课题具有十分重要的意义。

勘探公婆泉铜矿的地质特征，可以在老矿区中寻找到新的富矿地段，为斑岩型铜矿找矿方案可以取得突破，对公婆泉铜矿的地质环境预测，可以避免对当地环境造成污染、地质灾害的发生。

本文对甘肃省肃北县公婆泉铜矿的地质特征及地质环境预测的研究并不完全，有很多方面没有勘探检测，还需不断改进。但是必须不断深入勘探甘肃省肃北县公婆泉铜矿的地质特征，预测公婆泉铜矿地质环境，达到进一步突破。