甘肃文县白皂山铜矿地质特征及找矿标志浅析

刘伟刚

（甘肃省地质矿产勘查开发局第一地质矿产勘查院，甘肃 天水 741020）

白皂山铜矿地处甘肃省文县范坝镇白皂村以南，让水河北岸，地理坐标：东经105°03′00″~105°04′00″，北纬32°44′45″~32°45′15″（2000国家大地坐标系），矿区面积1.44平方公里。从文县经212国道到碧口镇后转乡道通往范坝镇，矿区距范坝镇约5km。

白皂山铜矿的勘查工作程度较高，1995~1999年由甘肃省地矿局地质一队在文县范坝—碧口一带调查金、铜矿点时发现，随后在开展筏子坝外围找矿时开始勘查工作，2006年~2011年期间逐步开展了普查、详查及补充详查工作，提交小型铜矿一处。

1 勘查区地质

1.1 地层

矿区地层简单，主要出露阳坝组（Chy），属长城纪碧口群，岩层呈北东向展布，总体为变质中-基性火山岩、火山碎屑岩夹绢云石英片岩、绿帘绿泥绢云片岩的交互建造，是区域主要含矿地层。

区域上将阳坝组划分为七个岩性段，矿区仅可见第五岩性段（Chy5）。该岩性段自北而南进一步细分为三个岩性层：

第三岩性层（Chy5－3）为黄绿色、绿色绿帘绿泥片岩（ECs）。

第二岩性层（Chy5－2）为深绿色绿泥片岩（Cs），局部夹黑灰色条带状磁铁石英岩，该层为矿区内重点含矿层，铜矿体产于其中。

第一岩性层（Chy5－1）为浅灰绿色、绿色绿帘石化绢云石英片岩（CQs）。

1.2 火山岩

矿区内火山岩较为发育，主要见于阳坝组，岩性为变基性凝灰岩、变基性火山熔岩，另有少量安山质凝灰岩。其喷发韵律对铜矿体具控制作用。先后经历了多种多期次变质，如早期火山热液自变质作用以及后期的区域低温动力变质作用，其中区域动力变质作用占主导地位，现已变为绿片岩类。

1.3 构造

区域上碧口群深构造层次较深，以韧性变形为主。碧口群阳坝组经历了晋宁期两次构造变形叠加，主要为纵向构造置换，形成了区域性的直立面理发育带，表现为向南陡倾的大型单斜层，面理产状倾向175°~185°，倾角∠65°~85°的。

此外多见不同方向、期次的节理裂隙，多被晚期石英脉或黄铁矿黄铜矿细脉充填，规模较大的断裂不发育。岩石经历较强烈的构造变形，在石英中局部出现韧性剪切特征，如拉伸线理或旋转碎斑等，绿泥石片岩、绿帘绿泥片岩中可见塑性流变。

1.4 围岩蚀变

区内围岩蚀变发育，绿泥（绿帘）石化与黄铁矿化在矿体顶底板附近较强；绢云母化较为普遍，由矿体中向围岩逐渐渐弱；硅化呈细脉状，渗透交代现象明显，主要分布于铜矿体及近矿围岩之中；碳酸盐化虽弱但普遍发育，方解石细脉沿裂隙及片理分布于矿石及围岩之中，在近矿围岩中均发生有碳酸盐化现象。

1.5 地球物理特征

区域航磁测量显示自白皂山—筏子坝一带磁异常成群成带出现，经检查多由磁铁石英岩引起。矿区内圈定1:1万磁异常一处，磁异常中心位于正磁场中，向南、南东向倾伏，两侧无负磁场，推测由顺层板状磁性地质体引起，向下无限延伸。经工程揭露，地表CuⅠ－1矿体与异常位置吻合，并在深部发现了含铜磁铁石英岩型和含铜绿泥片岩型铜矿石，证明该异常为CuⅠ－1矿体引起的矿致异常。

1.6 地球化学特征

依据1:20万区域化探成果，区域上大部分铜矿（化）点无异常显示或仅有若干Cu、Co、Au孤立点异常，1:5万化探圈定的Hs－37（甲2）异常包含矿区，主要异常元素为V-Ni-Cr-Pb-Co-Mn，表现为区内火山岩系元素组合与后期热液元素的进一步叠加特征。依据岩石化学测量结果进行相关分析，区内Cu、Ni 、Zn、Co、Cr等元素关系密切，可直接或间接指导找矿。

2 矿体地质特征

2.1 矿体特征

白皂山铜矿赋存于长城纪碧口群阳坝组第五岩性段，海相基性火山岩较为发育，火山喷发具有一定的韵律特征，对铜矿体产出层位控制显著，处于正常沉积岩（颜色较浅）与的变基性火山岩（颜色较深）韵律组合层内，矿体产于绢云石英片岩—绿帘绿泥片岩的过渡带中，与围岩接触接触关系以整合为主。矿体主要为层状或似层状，向两端变为透镜状，直到逐渐尖灭。目前圈定铜矿体2条（图1），简要特征如下：

图1 白皂山铜矿778m中段（PD3）平面示意图

CuⅠ－1矿体：地表施工TC0、TC4、TC6三个槽探，控制矿体约140m；在深部由PD1、PD2、 PD3、 PD4三个平硐工程控制，PD4以下施工9个坑内钻探工程，共控制矿体垂深505m。矿体的厚度由地表向深部逐渐增大，一般0.78m~12.74m，最大可达14.04m，矿体平均厚度5.2m；矿体品位一般0.41%~6.67%，最高9.95%，平均品位1.82%。矿体形态呈简单层状、似层状产出，其产状150°~190°∠70°~80°。矿石类型单一，为黄铁矿化黄铜矿化绿泥片岩型。厚度变化系数65.95%，为稳定型，品位变化系数119.80%，较均匀。CuⅠ－1矿体的顶板、底板厚1m～5m，均为绢云绿泥片岩，一般随矿体的增大而增厚，随矿体的尖灭而变薄甚至尖灭。

CuⅡ－1矿体：地表未发现，经近地表平硐PD1发现的一条盲矿体，深部由三个平硐工程（PD2、 PD3、 PD4）及7个坑内钻探工程控制，目前共控制矿体垂深390m（标高531m~921m）。该矿体厚度沿倾向较为稳定，一般为0.77m~2.86m，最高可达6.25m，其平均厚度为1.82m；矿体品位一般在0.36%~2.72%，最高品位5.19%，平均2.48%。该矿体形态为似层状，沿走向两端逐渐变为透镜状，直至矿体尖灭，矿体陡倾，产状170°~190°∠70°~75°。矿石类型为黄铁矿化、黄铜矿化磁铁石英岩型。厚度变化系数77.86%，属稳定型；品位变化系数59.51%，有用组分分布均匀。矿体顶板岩性为（绿泥）绢云石英片岩，底板岩性为绿泥片岩。

由以上可知，矿体中浅部厚度较小，铜品位普遍偏低，向深部厚度变大，铜品位逐渐变富。

2.2 矿石质量

该矿床矿石自然类型分为两类：含铜绿泥（绿帘）片岩型及含铜磁铁石英岩型。矿石中原生矿物主要为黄铁矿、磁（黄）铁矿、黄铜矿，地表附近氧化矿石中可见孔雀石、褐铁矿及铜蓝，矿物成份相对简单。主要脉石矿物有绿泥石、绿帘石、石英，以及少量的碧玉、白云母、阳起石等。

矿石结构多为自形－他形粒状结构，少量呈现交代溶蚀结构和文象结构，局部可见固溶体分离结构。矿石构造多为条带状、稀疏浸染状，磁铁石英岩型矿石多为致密块状。

矿石中除主成矿元素Cu以外，伴生Au含量0.15g/t~0.34g/t；Ag含量4.05g/t~8.90 g/t；Zn含量0.24%~1.72%，均可综合回收利用。有害元素Pb、As、Mg含量低。Cu分布不均匀，含量变化大，从含铜绿泥片岩型→含铜磁铁石英岩型，Cu品位大幅提高。

3 矿床成因与找矿标志

3.1 矿床成因

白皂山铜矿成因可与筏子坝铜矿进行类比。其成因为火山喷流（气）－沉积、区域变质作用叠加后期热液改造作用，且后期热液叠加作用相对较强，属海相基性火山喷流（气）—沉积变质型矿床。

3.2 找矿标志

（1）地层标志：地层层位控制矿体产出，位于正常沉积岩向变质中基性火山岩及凝灰岩过渡带，其中产出的硫、铁富集的磁铁石英岩及相应层位的地表孔雀石化铁帽，是直接找矿标志。

（2）构造蚀变标志：相应层位中的构造糜细条带及其中不规则发育的脉状、条带状分布的金属矿物；围岩与矿体分界清晰，具有强烈的片理化现象。发育特征蚀变如绿帘、绿泥石化，碳酸盐化及沿层间裂隙产出的硅化等。

（3）地球化学标志：1：20万、1:5万水系沉积物测量中Cu异常虽然不显著，但化探综合异常中与Cu相关元素异常较好，可作为寻找该类型铜矿的地球化学标志。

（4）地球物理标志：白皂铜矿主要矿石类型均具有一定的磁性，如磁铁石英岩和绿片岩中的磁铁矿、磁黄铁矿等均可引起异常。处于绿色岩系和浅色岩系过渡部位的磁异常均具有一定的找矿前景，尤其规模较大、连续性相对较好好、正负异常相伴且强度高的磁异常无疑最具找矿价值。

（5）其它标志：该区古人采矿活动活跃，已发现多个古人采矿老硐，受限于当时采矿技术均位于浅部，向深部开拓有限，且地表可见选冶剩余的炼渣，古人采冶遗迹也是良好的找矿标志。矿区及周边有铜厂里、铜厂沟、铜矿山等多个与铜有关的地名，亦是找矿的有用信息。

4 结论

（1）白皂山铜矿产于长城纪碧口群阳坝组，铜矿体于特定过渡层位产出，即变质基性火山岩与正常变碎屑沉积岩交互韵律组合层内，为海相基性火山喷流（气）—沉积变质型矿床。

（2）铜矿体多呈层状、似层状产出，向两端延伸渐变为透镜状。矿石类型主要为黄铁黄铜矿化绿泥（绿帘）片岩型及黄铁黄铜矿化磁铁石英岩型，铜矿体由地表向深部品位逐渐变富，厚度变大。从现有的资料来看，其延伸和规模仍具有较好的远景，有必要对外围相应层位进行追索，对深部进一步控制。

（3）白皂山铜矿找矿标志主要为：正常的变碎屑沉积岩向变质的火山岩过渡地带，构造糜细带及片理化现象，地表的孔雀石化、铜蓝及深部黄铜矿化、黄铁矿化、硅化、绿泥石化、酸盐化等蚀变均为重要的找矿标志。