山東諸城吳家樓銅礦床地質(zhì)特征及找礦前景

司乃欣，孫立鵬，武凡，楊沖，高超

(山東泰山地質(zhì)勘查公司，山東 泰安　271000)

山東諸城吳家樓銅礦床地質(zhì)特征及找礦前景

司乃欣，孫立鵬，武凡，楊沖，高超

(山東泰山地質(zhì)勘查公司，山東 泰安271000)

吳家樓銅礦為中低溫?zé)嵋好}型銅礦床。通過普查對(duì)吳家樓銅礦床的地質(zhì)特征、控礦因素及礦床成因的系統(tǒng)研究，認(rèn)為礦區(qū)NW向斷裂控制了含銅石英脈及孔雀石化重晶石化碎裂巖的分布。在分析找礦標(biāo)志的基礎(chǔ)上，應(yīng)進(jìn)一步開展地球物理化學(xué)勘查，加大礦區(qū)深部及外圍的找礦力度，以期發(fā)現(xiàn)新的銅礦體。

銅礦；地質(zhì)特征；找礦方向；吳家樓；山東諸城

引文格式：司乃欣，孫立鵬，武凡，等.山東諸城吳家樓銅礦床地質(zhì)特征及找礦前景[J].山東國(guó)土資源，2015,31(10)：26-30.SI Naixin, SUN Lipeng, WU Fan, etc. Geological Characteristics and Prospecting Potentiality of Wujialou Copper Deposit in Zhucheng City of Shandong Province[J].Shandong Land and Resources, 2015,31(10):26-30.

吳家樓銅礦床位于諸城市西北約29km處，隸屬于石橋子鎮(zhèn)管轄。2009年，濰坊市礦產(chǎn)資源管理中心在該區(qū)進(jìn)行了重晶石礦詳查工作①山東省第四地質(zhì)礦產(chǎn)勘查院，司乃欣、李明波，山東省諸城市石橋子礦區(qū)重晶石礦詳查報(bào)告，2010年。，圈定4個(gè)重晶石礦體，同時(shí)對(duì)區(qū)內(nèi)共生的含銅石英脈進(jìn)行了評(píng)價(jià)工作。初步圈定2條銅礦體，獲得銅資源量已近中型。區(qū)內(nèi)發(fā)育多條NNW向斷裂，礦床具有中型成礦遠(yuǎn)景，礦區(qū)工作程度較低，應(yīng)加大找礦投入，緩解山東省銅礦資源不足的局面。

1　區(qū)域地質(zhì)概況

吳家樓銅礦床處于華北板塊(Ⅰ)膠遼隆起區(qū)(Ⅱ)膠萊盆地西部(III)高密-諸城斷陷(Ⅳ)諸城凹陷(Ⅴ)西北端[1]，地層、構(gòu)造、巖漿巖發(fā)育齊全。區(qū)域地層為中生代白堊紀(jì)萊陽(yáng)群山麓洪積至河流相—湖泊相沉積的碎屑巖，王氏群粗細(xì)相間的礫巖、砂巖及粉砂巖碎屑巖及大盛群陸相碎屑巖夾火山巖[2]。區(qū)域構(gòu)造主要為昌邑-大店斷裂，該斷裂為沂沭斷裂帶最東邊的一條區(qū)域深大斷裂，走向10°～30°，傾向SE或NW，傾角60°～75°，寬0.5～2.5km。斷裂帶內(nèi)普遍發(fā)育片理、劈理褶皺、地層牽引、構(gòu)造碎裂巖、透鏡體，力學(xué)性質(zhì)為早期左行壓扭、晚期右行壓扭。區(qū)內(nèi)火山巖僅在區(qū)域西北分布少量的潛安山玢巖及潛粗面巖。

2　礦床地質(zhì)特征

礦區(qū)內(nèi)地層以中生代萊陽(yáng)群、大盛群為主，低洼地帶分布有第四紀(jì)松散沉積物。萊陽(yáng)群分為止鳳莊組、龍王莊組及楊家莊組，大盛群僅發(fā)育田家樓組。其中楊家莊組中粒長(zhǎng)石砂巖為主夾含砂礫巖、粉砂巖、頁(yè)巖，為區(qū)域重晶石礦體及銅礦體的含礦斷裂帶主要圍巖。礦區(qū)地層呈單斜構(gòu)造，走向NE，傾向SE，傾角15°～36°。

吳家樓礦床處于吳家樓至前疃一帶的吳家樓斷塊中，NW向斷裂為銅礦床及重晶石礦床的控礦斷裂。斷裂帶由一系列張扭性斷裂組成，平面上呈等距分布，單條斷裂長(zhǎng)1～9km，寬50～200m，走向300°～310°，呈舒緩波狀，北西端多向北偏轉(zhuǎn)，斷裂面大多傾向SW，傾角50°～80°，多充填有重晶石及石英脈。由北向南依次分布高家岳旺-曹家莊子斷裂(F3)、吳家溝斷裂(F4)、吳家樓斷裂(F5)、荊山-龍石頭河斷裂(F6)等(圖1)。吳家溝斷裂分布于吳家溝、鄭家莊一帶，斷裂波狀彎曲，總體走向302°，長(zhǎng)約4km，局部發(fā)育20余米寬的碎裂巖帶，硅化、褐鐵礦化發(fā)育，中心厚大部位充填有石英脈。石英脈斷續(xù)長(zhǎng)1500m，寬0.5～1.0m，產(chǎn)狀210°∠67°，發(fā)育黃銅礦化、孔雀石化及藍(lán)銅礦化。礦區(qū)已經(jīng)發(fā)現(xiàn)2條含銅碎裂巖礦化帶，圈定Ⅰ，Ⅱ號(hào)2條銅礦化體及多個(gè)重晶石礦體。礦體多呈正地形突出于地表。

1—大盛群田家樓群；2—萊陽(yáng)群楊家莊組；3—萊陽(yáng)群龍王莊組；4—王氏群林家莊組；5—張扭性斷裂；6—剪切斷裂；7—壓扭性斷裂；8—重晶石脈；9—銅礦體位置；10—Cu礦點(diǎn)；11—重晶石礦點(diǎn)；12—地層產(chǎn)狀圖1　礦區(qū)地質(zhì)圖

Ⅰ號(hào)銅礦體為主礦體，受吳家溝斷裂控制，由5條見礦探槽控制，位于礦區(qū)中部吳家溝村北，走向長(zhǎng)1412m，延深160m，走向296°～325°，傾向SW，傾角40°～75°。單工程厚度最大2.60m，最小0.77m，平均厚1.80m，厚度變化系數(shù)為50.28%。單工程銅品位最高ω(Cu)=3.60×10-2，最低ω(Cu)=0.24×10-2，平均ω(Cu)=2.48×10-2，品位變化系數(shù)為122.42%。Ⅰ號(hào)礦體呈大透鏡體狀，中間厚度較大，向兩端漸薄，礦體傾角由NW向SE變陡。斷裂帶圍巖為紫紅色粉砂巖、黃灰色粉砂巖及黃綠色粉砂質(zhì)泥巖，圍巖蝕變?yōu)楣杌⒑骤F礦化。

Ⅱ號(hào)銅礦體控制長(zhǎng)171m，延深126m。走向302°左右，傾向NE，傾角70°～80°，礦脈為孔雀石化碎裂巖，為盲礦體，產(chǎn)于重晶石礦體的底板，由ZK2401，ZK2002鉆孔控制。單工程厚度最大3.17m，最小0.80m，平均厚1.99m，單工程銅品位最高ω(Cu)=0.24%×10-2，最低ω(Cu)=0.74×10-2,平均ω(Cu)=0.41×10-2，品位變化系數(shù)為61.95%。礦體向NW側(cè)伏，側(cè)伏角41°左右，礦體呈向深部變富、變厚趨勢(shì)。

圖2　礦區(qū)第20勘探線示意圖

重晶石主礦體分布魏家莊子村東南嶺上，與Ⅱ號(hào)銅礦體伴生產(chǎn)出，由ZK2001,ZK2002,ZK801及TC24,TC20,TC16,TC12,TC08等8個(gè)見礦工程控制。礦體呈透鏡體狀，走向302°左右，傾向NE，傾角45°～75°。20勘探線附近分支為5個(gè)上下羅列的小礦體，在剖面上呈向上收斂向下撒開之勢(shì)，礦體走向長(zhǎng)455m，沿傾向最大延深210m左右，賦礦標(biāo)高為+58～-117m。礦體最大厚度7.85m，最小厚度0.80m，平均厚度2.31m，厚度變化系數(shù)為74.67%；礦體單樣BaSO4最高品位85.95%，最低品位31.15%，平均品位55.49%，品位變化系數(shù)為37.13%，有用組分分布均勻。礦石自然類型為重晶石脈及重晶石化角礫巖。

礦化斷裂帶蝕變較強(qiáng)，主要有重晶石化、黃銅礦化、硅化、褐鐵礦化、閃鋅礦化、方鉛礦化等，礦化分帶現(xiàn)象從中間向外依次為重晶石脈及孔雀石化碎裂巖→硅化碳酸鹽化碎裂巖→硅化碎裂狀砂巖。

Ⅰ號(hào)銅礦體礦石以原生硫化礦石為主，Ⅱ號(hào)銅礦體次生氧化礦較多。礦石為灰白色，為含銅硅化碎裂巖或石英脈，致密堅(jiān)硬；礦石礦物以黃銅礦、斑銅礦及孔雀石為主，次為閃鋅礦、方鉛礦，黃鐵礦少見；脈石礦物以石英為主，見少量重晶石、方解石。黃銅礦呈團(tuán)塊狀、星點(diǎn)狀、細(xì)脈狀，選礦較為容易。礦石結(jié)構(gòu)以自形—半自形不等粒粗粒結(jié)構(gòu)為主。礦石構(gòu)造以角礫狀、浸染狀、條帶狀構(gòu)造為主，其次有細(xì)脈浸染狀和網(wǎng)脈狀構(gòu)造。礦石中主要有用組分為Cu;伴生有益組分為BaSO4，CaF2，Pb，Zn等。礦床成因類型為中低溫?zé)嵋撼涮钚?表1)。

表1　礦石微量元素含量

3　地球物理特征

3.1巖(礦)石物性特征

中生代粉砂巖、頁(yè)巖及泥巖等正常碎屑巖視電阻率一般60～100Ω·m左右，含礦帶硅化、重晶石化碎裂巖視電阻率顯著增高，一般120～220Ω·m左右，二者電性參數(shù)存在顯著差異，高電阻率異常是礦區(qū)尋找含銅石英脈的主要線索和標(biāo)志，由于銅礦體富含硫化物，高阻高激化異常與銅礦更加密切相關(guān)。

3.2物探異常特征

測(cè)量?jī)x器為重慶地質(zhì)儀器廠生產(chǎn)的DUK-2A高密度電法測(cè)量系統(tǒng)，采用溫納裝置(WN)和溫施裝置模式(WS)2種測(cè)量方法，測(cè)量深度80～90m，點(diǎn)距10m。

圖3　Ⅰ號(hào)銅礦體深部電阻率等值線異常圖

Ⅰ號(hào)銅礦體分布于吳家溝斷裂中，斷裂帶內(nèi)充填含銅石英脈或碎裂巖，物探顯示一高視電阻率異常(圖3)，視電阻率在260～320Ω·m之間，異常埋藏較淺，深度從0m延伸到80m，異常深部未封閉，異常寬20m左右，傾向206°左右，傾角75°左右。吳家溝斷裂(F4)波狀彎曲，總體走向302°，傾向SW，傾角67°，長(zhǎng)約4km，發(fā)育寬20m左右的破碎帶。破碎帶內(nèi)充填石英脈，并發(fā)育孔雀石化、褐鐵礦化等礦化。經(jīng)TC181探槽揭露，控制黃銅礦化碎裂巖寬2.50m，Cu品位為0.24×10-2。

4　地球化學(xué)特征

4.1景觀地球化學(xué)特征

礦區(qū)屬于北溫帶半濕潤(rùn)的魯東剝蝕構(gòu)造為主的低山丘陵景觀區(qū)之弱切割剝蝕構(gòu)造丘陵區(qū)。弱切割剝蝕構(gòu)造平原區(qū)是礦區(qū)地貌的主體類型，發(fā)育有渾圓殘丘狀山頂，山脊多為較寬緩的線狀山脊，地形起伏不大，分水嶺寬緩，沖溝短促。覆蓋物厚度一般不超過1m，以殘坡積物為主，距母質(zhì)層較近，適宜地球化學(xué)測(cè)量。

4.2地質(zhì)單元體主要元素含量

各類巖石中指示元素Au,Ag,Cu,Pb,Zn,As的平均含量見表2。從礦體及頂?shù)装鍑鷰r中基本分析樣中提取副樣進(jìn)行光譜分析Au,Ag,Cu,Pb,Zn,As等元素含量(表2)。樣品多數(shù)位于斷裂帶內(nèi)，其中Au,Ag,Cu,Pb變異系數(shù)較大，局部成礦的趨勢(shì)較大，從地表到深部Au含量變富，而其他元素變貧，可能與孔雀石化次生富集有關(guān)。

經(jīng)計(jì)算，Ba,Cu元素相關(guān)性為0.3374；Cu,Au相關(guān)性為0.198;Cu,Ag相關(guān)性為0.20;Cu,Pb相關(guān)性為0.161；Cu,Zn相關(guān)性為-0.243；Cu,As相關(guān)性為-0.027；Au,Ag元素相關(guān)性為0.454;Au,Pb相關(guān)性為0.188;Au,Zn相關(guān)性為-0.189;Au,As相關(guān)性為-0.03；Ag,Pb相關(guān)性為0.165;Ag,Zn相關(guān)性為-0.012;Ag,As相關(guān)性為0.091。Pb,Zn相關(guān)性為-0.071；Pb,As相關(guān)性為-0.008；Zn,As相關(guān)性為-0.038。表明銅礦與重晶石礦存在密切相關(guān)(圖4)。

表2　礦區(qū)地質(zhì)體成礦元素含量

圖4　礦區(qū)主要成礦元素譜系圖

4.3區(qū)域化探異常特征

1∶20萬水系沉積物測(cè)量成果表明，區(qū)內(nèi)是以Ba，Pb為主的高背景地球化學(xué)區(qū)，礦區(qū)位于岳旺店子Ba,Hg,Au,Ag,Cu,Pb,As,SbⅠ級(jí)組合異常內(nèi)。該異常呈不規(guī)則的橢圓狀，以Ba異常為主，并伴有Au,Ag,Cu,Pb等元素20多種元素異常，異常套合較好;Hg,Au,Ag,Ba異常襯度較高，為2.39～6.02。異常與區(qū)內(nèi)已知礦床(點(diǎn))吻合程度較高，勘查區(qū)化探異常與重砂異常吻合，為礦致異常(圖5)。NW向斷裂內(nèi)充填的含鉛石英重晶石脈、含銅石英脈是引起異常的主要原因。1∶20萬重砂測(cè)量成果表明，區(qū)內(nèi)以重晶石礦異常為主，伴生有黃銅礦、方鉛礦、鋯石、磷灰石、螢石等異常，異常與已知礦床(點(diǎn))吻合程度較高，與水系沉積物測(cè)量異常基本一致，形成呈NE向連續(xù)密集的異常帶，元素以套合較好、強(qiáng)度高為特征，預(yù)示工作區(qū)存在多金屬礦成礦可能性。

1—金化探異常；2—重晶石化探異常；3—銅礦體編號(hào)；4—工作區(qū)位置圖5　區(qū)域化探異常分布圖

5　礦床成因及找礦方向

5.1礦床成因

中生代由于受庫(kù)拉板塊和太平洋板塊運(yùn)動(dòng)作用，切割地幔的沂沭斷裂帶受到巨大影響，地幔上涌，地殼減薄[3]。礦區(qū)處于沂沭斷裂帶東側(cè)的中生代坳陷內(nèi)，受沂沭斷裂帶左行扭動(dòng)，形成一系列NW向張扭性斷裂構(gòu)造，含礦熱液沿?cái)嗔堰\(yùn)移、集中充填成礦。斷裂不但控制了銅礦及重晶石礦的區(qū)域分布，同時(shí)控制了礦體的形態(tài)、規(guī)模、產(chǎn)狀及礦石質(zhì)量及礦石結(jié)構(gòu)構(gòu)造。礦體圍巖為萊陽(yáng)群楊家莊組頁(yè)巖、泥巖及粉砂巖，成礦物質(zhì)來源于上地幔，礦區(qū)深部的潛安山玢巖及潛粗面巖為成礦提供熱源及成礦物質(zhì)。大氣降水向深部滲透運(yùn)移，在深部加熱后沿破碎帶上升，在敞開的富氧環(huán)境下由于pH值及Eh值發(fā)生變化，隨著熱液蝕變圍巖的溫度、壓力條件變化，方解石、重晶石、方鉛礦、黃銅礦等相繼沉淀，形成不同階段的礦物組合。前人在鄰區(qū)錫山子及荊山測(cè)定重晶石δ34S(10-3)為+16.2～+20.1，根據(jù)H.G.Thode(1963)的自然界中硫同位素分配圖，這些硫同位素的分布范圍正好與蒸發(fā)鹽的相一致，說明硫來源于蒸發(fā)鹽，因而推斷成礦熱液為地下水熱液[3]。根據(jù)區(qū)域上高密化山重晶石礦的包體測(cè)溫資料，重晶石成礦溫度在100～168℃，銅礦成礦期略晚于重晶石。礦區(qū)的深大斷裂也直接或間接地切穿了王氏群地層，主要成礦期在晚白堊世末。因此礦床成因?yàn)橹械蜏責(zé)嵋簻\成礦床。

5.2找礦方向

吳家樓地區(qū)位于安丘宋官疃-諸城錫山Ⅰ級(jí)重晶石預(yù)測(cè)區(qū)內(nèi)；Cu，Ba化探異常規(guī)模大，襯度高，NE向?qū)УV構(gòu)造及NW向容礦構(gòu)造發(fā)育。礦區(qū)處于屬于膠萊坳陷西南邊緣，沂沭斷裂帶東側(cè)，地層以單斜形式產(chǎn)出，傾角較緩(10°～20°)。沂沭斷裂帶是巨大的礦源供給帶，同時(shí)又是礦化熱液運(yùn)移通道[4-]5。礦區(qū)斷裂為沂沭斷裂帶的次級(jí)構(gòu)造，控制了中生代地層的分布，分為NE向、NEE向、NW向和NNE向4組，其中NWW為區(qū)域控礦斷裂。礦區(qū)礦床露頭零星，重晶石脈及石英脈斷續(xù)出露。孔雀石化多發(fā)育在吳家溝斷裂的晏駕山段、含銅石英脈及曹家莊子重晶石脈等處，在重晶石脈及附近硅化碎裂巖中普遍發(fā)育。前期對(duì)多金屬礦床的勘查程度較低，大部分?jǐn)嗔盐催M(jìn)行工作。其中曹家莊子銅金礦點(diǎn)分布于礦區(qū)北部曹家莊子村北200m處，為沿F3斷裂NW段充填的孔雀石化重晶石礦脈，銅金礦脈為含銅金重晶石礦脈，充填于重晶石礦脈中，寬6～7cm，與重晶石界線清晰。礦石呈藍(lán)綠色，粒狀結(jié)構(gòu)，浸染狀構(gòu)造，在靠近礦脈的重晶石中含斑塊狀銅藍(lán)分布。礦石礦物為黃銅礦、藍(lán)銅礦、孔雀石、自然金、方鉛礦等，脈石礦物為重晶石、石英等。礦脈形成時(shí)代為燕山晚期。

6　結(jié)論

吳家樓銅礦床受沂沭斷裂帶的NWW向次級(jí)構(gòu)造控制，重晶石脈與之結(jié)伴同行，初步估算礦床推斷的銅金屬資源量7169.82t，成礦物質(zhì)來源于燕山晚期的潛安山玢巖及潛粗面巖，礦床成因?yàn)橹械蜏爻涮铑愋汀?/p>

礦體剝蝕程度較低。但礦區(qū)控制程度也較低，Ⅰ號(hào)銅礦化帶沿傾向未控制，其他礦化帶未進(jìn)行探槽揭露，未進(jìn)行面積性激電測(cè)量工作。總之，礦區(qū)找礦空間和潛力較大，物探找礦效果明顯，在今后工作中采用多種物化探勘查手段可收到事半功倍的效果。建議對(duì)礦區(qū)深部及外圍加大勘查及綜合研究力度，擴(kuò)大礦床規(guī)模。

致謝：在工作及成文過程中，承蒙周家貴研究員、宋雙喜研究員、宋明春博士等老師的悉心指導(dǎo)以及諸城市國(guó)土資源局徐局長(zhǎng)等各位領(lǐng)導(dǎo)的幫助和支持，在此一并表示感謝。

[1]張?jiān)銎妫瑥埑苫跏肋M(jìn)，等.山東省地層侵入巖構(gòu)造單元?jiǎng)澐謱?duì)比意見[J].山東國(guó)土資源，2014，30(3)：1-23.

[2]張?jiān)銎妫瑒牛攀ベt，等.山東省地層劃分對(duì)比厘定意見[J].山東國(guó)土資源，2011，27(9)：1-9.

[3]鄭建平.中國(guó)東部地幔置換作用與中生代巖石圈減薄[M].武漢：中國(guó)地質(zhì)大學(xué)出版社，1998.

[4]蔡新平.試論沂沭斷裂帶對(duì)膠東金礦集中區(qū)形成的巨大作用[J].山東地質(zhì)，1993，9(2)：93-101.

[5]宋明春，王沛成.山東省區(qū)域地質(zhì)[M].濟(jì)南：山東省地圖出版社，2003.

Geological Characteristics and Prospecting Potentiality of Wujialou Copper Deposit in Zhucheng City of Shandong Province

SI Naixin, SUN Lipeng, WU Fan, YANG Chong, GAO Chao

(Shandong Taishan Geological Surveying Company, Shandong Tai'an 271000, China)

Wujialou copper deposit is a medium-low temperature hydrothermal type copper deposit. Based on the study of geological characteristics, controlling factors, origin of Wujialou copper deposit, it is regarded that faults with the trend of NW have controlled the driection of copper-bearing quartz vein and malachitization, baratization cataclasite. On the basic of analyzing prospecting criterias, it is supposed to increase much more efforts in deep and peripheral prospecting in a view to discover new copper bodies.

Copper deposit；geological characteristics；prospecting direction；Wujialou；Zhucheng city

2014-06-12；

2014-12-28；編輯：陶衛(wèi)衛(wèi)

司乃欣(1968—)，男，山東廣饒人，高級(jí)工程師，主要從事地質(zhì)礦產(chǎn)勘查工作；E-mail：shandongsinaixin@163.com

P618.41

A