篦子溝礦銅床2號礦體地質特征及成因探討

牛衛紅

(山西省晉城市地質工程院，山西晉城 048000)

0 引言

中條山篦子溝銅礦床中的2號礦體是胡篦型礦床中規模最大、礦化最強的礦體，礦體賦存在特定的地層中，并嚴格受地層的控制。本文通過對2號礦體底部基性侵入巖的研究，發現2號礦體不僅具備胡篦型礦床沉積變質的特征，而且還具有熱液礦床的特征。兩種地質作用的疊加，使2號礦體在胡篦型礦床中成為礦化最強的礦體。現就其地質特征和成因作一簡述。

1 區域地質特征

中條山地區是我國著名的銅礦集中區，也是主要銅礦生產基地之一。銅礦床主要賦存在前寒武系不同地層構造單元之內，礦床類型多樣，礦點甚多。已知特大型銅礦床1處，中～大型銅礦床5處，小型銅礦床10余處，礦點及礦化點達數十處。主要類型有銅礦峪型、胡篦型、橫嶺關型和落家河型四種。胡篦型礦床包括篦子溝、桐木溝、南河溝和老寶灘等礦區(見表1)。

表1 胡篦型主要礦體對比

胡篦型礦床主要分布在古陸邊緣裂谷坳陷帶，早遠古宙中條群正常沉積變質建造之內，集中出露在中條山地區中段胡家峪—上玉坡短軸背斜區。銅礦床產在背斜東南翼中條群篦子溝組黑色片巖建造之內，嚴格受地層層位控制(見圖1)。中條群之下為晚太古宙變超鉀質火山巖系，構成短軸背斜核部。

圖1 中條山篦子溝銅礦區域地質圖

1.1 地層

區域內出現的地層主要是前寒武系的中條群和絳縣群。中條群主要為陸源碎屑巖、泥質巖及碳酸鹽巖等正常沉積建造，并遭受了低～中級變質作用和改造，形成綠片巖相變質巖。含礦巖系包括中條群的余元下組和篦子溝組(見圖2)。

圖2 篦子溝礦669中段平面圖

余元下組包括鈣質云母片巖、黑云石英白云石大理巖、白云石大理巖，篦子溝組包括黑云石英白云石大理巖和黑色片巖。黑云石英白云石大理巖呈褐色、灰褐色，厚層狀或條帶狀構造，花崗變晶結構，為2號礦體主要含礦巖石。

1.2 構造

1.2.1 斷層

1)大漢溝斷層:走向近于SN，傾向東，傾角40°左右。為平移正斷層，斷層破碎帶厚約20 m。

2)層間斷層:走向近于SN，傾向東，傾角30°～50°，對礦體有一定的破壞性，屬壓扭性斷裂。

3)走向 50°～230°的橫斷層:傾向 130°～320°，傾角 70°左右，屬張性斷裂，對礦體破壞較大。

4)走向EW向的斷層:傾向北，傾角65°～70°，不甚發育。該組斷層有的被輝綠巖充填，水平錯距15 m左右，屬逆斷層。

1.2.2 褶皺

整個礦床賦存在胡家峪—上玉坡短軸背斜的東南翼(見圖1)，即中條群的余元下組和篦子溝組。余元下組的黑云石英白云石大理巖和篦子溝組的黑色片巖在礦區內重復出現，柔性小褶皺在篦子溝組十分發育。

1.3 巖漿巖

礦區內的巖漿巖主要有兩期:一期是前震旦紀的基性火山侵入巖，以巖床狀侵入在余元下組的底部。該巖體經區域變質為方柱石黑云母片巖，呈灰黑色，片理發育，以黑云母、方柱石為主，一般含微量黃銅礦或黃鐵礦。二期是中條后期西陽河期的輝綠巖，以巖墻狀切穿余元下組和篦子溝組各地層。呈灰色，中粒塊狀，礦物成分以斜長石為主，占50%，次為角閃石，占30%，不含銅礦化。

2 礦體地質特征

2.1 礦體形態

2號礦體為細脈浸染型似層狀，走向近于 SN，傾向80°～140°，傾角25°～50°。礦體主要賦存在余元下組地層中，含礦巖石為黑云石英白云石大理巖和黑色片巖。礦體上盤圍巖為篦子溝組的黑色片巖，下盤圍巖則比較復雜，主要有黑色片巖、鈣質云母片巖和方柱石黑云母片巖(見圖3)。

圖3 2礦帶6線剖面圖

2號礦體規模較大，其走向延長1 250 m～1 300 m，傾向延伸900 m～1 000 m，平均厚度約30 m。礦體形態比較規則，為似層狀緩傾斜。

2.2 礦物成分及構造

礦石中硫化礦物以黃銅礦為主，黃鐵礦和磁黃鐵礦次之，斑銅礦、輝銅礦、閃鋅礦含量稀少。氧化礦物有孔雀石、褐鐵礦和藍銅礦。脈石礦物為石英、白云石、方解石、黑云母等。

礦石的主要構造類型有4種:

1)散點浸染狀構造:金屬硫化礦物呈細粒散漫分布在巖石中。

2)條帶狀構造:金屬硫化礦物沿巖石的層理斷續分布。

3)細脈浸染狀構造:金屬硫化物細脈沿巖石的片理和微裂隙分布，呈不均勻浸染狀分布于巖石中。這是礦體最主要的礦石構造。

4)團塊狀構造:金屬硫化物呈團塊狀分布在巖石中，形成富礦脈。

2.3 礦化特征

2號礦體礦化較強，含銅平均品位達1.66%，但礦化不均勻，品位變化系數較大，屬于不規則變化。

從平面上看，礦體上盤礦化較弱，下盤礦化較強。從統計礦區579中段的64條采場數據可以看出，下盤品位明顯高于上盤品位(見表2)。單項工程也是如此，如612分段的112電耙道桿，平均品位2.724%，其中上盤品位2.097%，下盤品位3.55%。

表2 579中段上下盤品位對比

從剖面上看，在500 m～600 m標高之間，礦體厚度較大，礦化強，品位高。在600 m以上和500 m以下礦化減弱，厚度減小，品位降低，形成一個中間高，兩端低的似透鏡體(見表3)。

3 篦子溝礦床的成礦機理

3.1 早期原始沉礦階段

在早元古代古陸邊緣的濱海環境中，沉積了富含銅質的陸源碎屑。同時由于海底火山活動頻繁，產生大量的火山物質，形成了陸源和火山碎屑的混合沉積，使礦物質得到初步富集。

表3 2號礦體不同中段的形態特征

3.2 基性巖漿巖侵入

在余家山大理巖沉積之后，擔山石石英巖沉積之前，鉀質基性火山巖以巖床形式侵入到余元下組底部。由于余元下組大理巖巖性活潑，性質堅脆，容易產生裂隙，且其晶粒之間有一定的間隙，于是巖漿熱液所攜帶的銅質就大部分遷移到大理巖中，造成了以脈狀礦化為主的熱液礦化，使原始礦胚規模變大，品位變富。

3.3 區域變形變質期的改造成礦階段

在中條群沉積之后，裂谷封閉，隨后的褶皺造山(中條運動)變形變質作用及同造山花崗巖的侵位造成的溫度場、應變場、靜應力場和構造不連續空間為分散的存礦質的再度活化和遷移聚集創造了良好的條件，使已存礦胚和礦源層得到改造、礦化。強烈的區域變質作用，使巖石的礦物成分重新組合，銅質進一步遷移、富集，在有利地段形成具有一定規模的工業礦體。

4 礦床成因分析

以前的觀點認為方柱石黑云母片巖與胡篦型礦床沒有成因上的聯系，因為該巖石在礦區地表出露面積小，并且本身又不含礦，與礦體空間關系也不如銅礦峪型和橫嶺關型那樣緊密，故研究較少。但2號礦體卻與方柱石黑云母片巖關系密切。方柱石黑云母片巖與礦體相接觸的部位，礦體厚度極劇膨大，礦化強烈富集，出現特高品位和富礦脈，說明該巖與礦體形成有內在聯系。

4.1 方柱石黑云母片巖的分布及特征

方柱石黑云母片巖呈巖床狀侵入在余元下組的底部，與余元下組巖層呈整合侵入接觸關系。經巖礦分析，該巖的原巖為變超鉀質基性火山巖。根據孫海田的研究，變超鉀質基性火山巖位于變超鉀質酸性火山巖層之上，原巖變質后，在銅礦峪礦區主要由綠泥片巖和黑云片巖組成，在胡篦型銅礦區內主要為方柱石黑云母片巖和黑云角閃巖。

方柱石黑云母片巖在礦區地表出露很少，但在地表以下規模較大，從700 m標高以下的坑道揭露中均能見到(見圖3)。其走向近于SN，傾向50°～90°，厚度約200 m，隨傾向向下延伸。

4.2 方柱石黑云母片巖與礦體的關系

1)中條山銅礦與鉀質基性火山巖有血緣關系。銅礦峪細脈浸染型斑巖銅礦產于變質花崗閃長巖中，橫嶺關浸染型銅礦賦存在角閃片麻巖體上下盤圍巖中，胡篦型似層狀銅礦的主要礦體下盤或附近常有方柱石黑云母片巖、角閃片麻巖。顯然，在這些基性巖體內，或巖體附近都可能形成銅礦床。

2)從巖石地球化學特征來看，中條山地區礦區外圍同類基性巖中，銅的平均含量在144×10－6～234×10－6之間，高出普通基性巖中銅的平均含量100×10－6的0.5倍～1倍，為形成胡篦型礦床奠定了物質基礎。各礦區靠近礦體部分的基性巖中銅的含量明顯偏低，如篦子溝礦的方柱石黑云母片巖的銅含量降為86.35×10－6，桐木溝近礦的方柱石黑云母片巖銅含量降為50×10－6。另據山西地科所冀樹楷的研究指出，礦區近礦的變基性巖中銅的豐度僅為基性巖中銅平均豐度的15%， 這說明近礦的基性巖中銅具有明顯的虧損現象，而虧損的銅是在熱液活動中被萃取和帶出，遷移到附近有利的地層中，富集成礦。

3)從生產勘探的結果來看，在篦子溝銅礦624 m中段，方柱石黑云母片巖侵入在余元下組地層的底部，片理發育，巖體內方解石脈和石英脈發育，含微量黃銅礦或黃鐵礦，局部見有黃銅礦、黃鐵礦化，呈團塊狀、細脈狀產于其中。說明方柱石黑云母片巖里攜帶著礦物質。

4)方柱石黑云母片巖與礦體的依存關系。方柱石黑云母片巖侵入在余元下組的底部，它與礦體有著非常緊密的空間關系。在500 m～600 m標高，它與主要含礦巖石直接接觸或距離很近，它所攜帶的銅質礦液能夠直接或比較順利地進入到黑云石英白云石大理巖中，使原先沉積的礦體進一步礦化，厚度增大，形態趨于復雜。而在其他部位，由于鈣質云母片巖、黑色片巖的阻礙，方柱石黑云母片巖與主要含礦巖石距離增大，它對礦體的影響減小，礦體的形態和礦化比較規則。

5 結語

篦子溝礦床疊加了沉積和火山巖漿熱液兩種成礦作用，又經歷區域變質作用，因此篦子溝礦床應為遠火山沉積—熱液—變質礦床。

[1]孫海田，葛朝華.中條山式熱液噴氣成因銅礦床[M].北京:科學技術出版社，1990.

[2]《中條山銅礦》編寫組.中條山銅礦地質[M].北京:地質出版社，1978.

[3]冀樹楷.中條山三大類型銅礦成礦條件[J].山西地質，1992，8(3):3-4.