甘肅省肅北縣豹子溝銅礦礦床成因淺析

鄭亮英，周樹明

（甘肅省地礦局第四地質礦產勘查院，甘肅 酒泉 735000）

工作區位于甘肅省肅北蒙古族自治縣境內。由肅北縣城沿簡易便道行程約11km可至礦區，交通便利。區內出露地層屬北祁連地層小區。區內地質構造復雜，巖漿活動頻繁。1969年～1973年甘肅省地質局第二區域測量隊進行了1∶20萬別蓋幅（10-46-6）區域地質礦產調查，建立了該區地層、巖漿巖、構造格架，并對該區礦產進行了較為系統的總結，是目前本區較為全面的基礎地質資料[1]。1994年～1996年6月甘肅省地質礦產局物探隊六分隊，開展了別蓋幅（J-46-Ⅵ）的1∶20萬區域化探測量工作，對以后地質找礦提供了豐富的化探資料。

1996年甘肅地勘局物探隊完成了甘肅省及鄰區1∶100萬重力編圖及綜合解釋報告，為該區物探工作的基礎資料。完成進行了1∶100萬甘肅省祁連山西段地球學圖編圖說明書。為該區建立了物探工作的基礎資料。2011年～2016年，甘肅省地礦局第四地質礦產勘查院在豹子溝一帶斷續開展了普查工作。2016年普查工作對礦區開展了大比例尺地質填圖、巖屑測量、激電中梯剖面測量及槽、鉆探施工等工作。圈定銅礦體21條，其中銅礦體18個，銅金礦體1個，金礦（化）體2個。主礦體Cu4長565m，平均厚度3.10m，平均品位1.07%。礦體在延深方向有收縮、膨大現象，品位變化較大。礦石類型主要為蝕變安山巖型銅礦石。估算333＋334（？）級別Cu資源量1.61萬噸。

1 成礦地質背景

工作區大地構造位于秦祁昆造山系，中～南祁連弧盆系中祁連巖漿弧（Ⅲ）。成礦區帶屬于中祁連加里東鐵、銅、鎢、鉻、金成礦帶（Ⅲ）。區內地質構造復雜，巖漿活動頻繁。

2 礦床地質特征

2.1 礦區地質

工作區位于豹子溝—三個泉一帶，區內地層受阿爾金走滑斷裂之次級斷裂控制，總體走向呈北東～南西向。礦區出露地層簡單，以寒武系黑茨溝組（∈h）為主，其次為沿溝谷分布的少量第四系[2，3]。斷裂構造發育，主構造線展布方向與地層展布方向一致。

黑茨溝組在工作區分布廣范，分布面積占全區總面積五分之三以上。該組地層主要為一套火山碎屑巖、中基性火山熔巖、夾細碎屑巖及碳酸鹽巖的地層序列，其總厚度大于500m。該組為銅礦體含礦層位，走向北東向，傾向南東，傾角60°～75°。

巖性主要為安山巖、安山質晶屑巖屑凝灰巖、安粗巖、含凝灰砂巖、英安巖、綠簾石化安山巖。各巖層之間整合接觸，并多見相變現象。

其中安山巖為主要的賦礦巖性，銅礦主要賦存于志留紀石英閃長巖、石英二長閃長巖體外接觸帶的碎裂化綠簾石化安山巖中。巖石呈灰綠～灰黑色，蝕變殘余粒狀結構，原巖為細粒粒狀結構，塊狀構造。巖石主要由斜長石（17%～19%）、纖閃石（15%～18%）、綠簾石（40%～45%）、綠泥石（20%～23%）、磁鐵礦（1%～2%）組成。斜長石大多蝕變為綠簾石，在局部偶見殘余的斜長石晶形，呈島灣狀、月牙狀，細脈狀；角閃石蝕變為纖閃石、綠泥石，巖石片理化較強，片狀礦物具定向排列；巖石中含少量的磁鐵礦，局部具弱磁性。巖石具綠簾石化、綠泥石化、碳酸鹽化。

由于蝕變影響，巖石的結構構造發生了較大變化，不易辨認。巖石全分析SiO2含量為42.48%～52.48%。平均52.20%；K2O含量為0.07%～4.72%，平均1.65%；Na2O含 量 為0.16%～6.69%， 平 均3.07%；CaO含量 為2.38%～19.96%， 平 均7.97%；MgO為 含 量2.86%～10.48%，平均7.02%。

礦區內侵入巖較為發育，大多呈巖株、巖脈狀分布，主要有志留紀的石英閃長巖、石英二長閃長巖體和二疊紀的石英正長巖體[4]。礦區位于阿爾金斷裂的南側、北祁連與中祁連接合部位，構造運動強烈，斷層、節理發育。

2.2 礦體地質

銅礦（化）體賦存于黑茨溝組與志留紀石英閃長巖、石英二長閃長巖體接觸帶的碎裂化綠簾石化安山巖中，其頂底板均為碎裂化綠簾石化安山巖[5]。根據礦化的分布的空間位置特征，將其分為南礦帶和北礦帶兩個礦化帶，礦化帶整體受巖體接觸帶與構造控制。北礦帶位于礦區北側03’線～20’線之間、斷層F4、F5形成的碎裂化綠簾石化安山巖中，呈近東西向展布，長約1km，南北寬約50m～100m，走向80°～85°，傾向350°，傾角80°～85°。經地表槽探工程及鉆探工程控制，共圈定銅礦體5條（Cu7、Cu8、Cu9、Cu9-1、Cu9-2），其中工業礦體4條，低品位礦體1條（Cu8）。

礦體主要產于F4、F5斷層所形成的碎裂化綠簾石化安山巖中，僅Cu7礦體位于石英二長閃長巖中的石英脈中。礦化類型主要見有碎裂化綠簾石化安山巖型，石英脈型。蝕變主要見有綠簾石化、硅化、褐鐵礦化、碳酸鹽化等。南礦帶位于礦區南側43線～18線之間，礦體主要產于F7、F8兩條斷層所形成的碎裂化綠簾石化安山巖中，呈近東西向展布，東西長約2.3km，南北寬約20m～100m，走向95°～112°，傾向185°～202°，傾角60°～85°之間，經地表槽探工程控制、淺井及深部鉆探工程控制，共圈定礦體10條（Cu1、Cu2、Cu2-1、Cu3、Cu4、Cu5、Cu6、Cu10、Cu11、Cu12），其中工業礦體6條（Cu2、Cu2-1、Cu3、Cu4、Cu5、Cu6）、低品位礦體4條（Cu1、、Cu10、Cu11、Cu12），Cu10、Cu11、Cu12為隱伏礦體。礦化主要類型為碎裂化綠簾石化安山巖型。蝕變主要見有綠簾石化、硅化、碳酸鹽化、鉀化等[6]。

2.3 礦石特征

礦石結構主要為它形晶粒狀結構、半自形～它形晶粒狀結構碎裂結構等，構造為浸染狀構造、微脈狀構造、微脈浸染狀構造和枝脈狀構造，塊狀構造等。

礦石的礦物組分由金屬礦物和脈石礦物組成。金屬礦物種類較多，在礦石中所占比例一般在5%±，局部較集中部位可達10%±。主要以孔雀石、黃銅礦、黃鐵礦為主，銅藍、褐鐵礦次之，偶見有方鉛礦、自然銅、輝銅礦、赤鐵礦等。其中以銅的氧化物為主，銅的硫化物次之。脈石礦物在礦石中含量較高，約90%～95%，主要為石英（35%～45%）、斜長石（5%±）及泥質膠結物，其次為絹云母（25%～35%）、綠泥石（15%～25%）、綠簾石（3%～5%±），另含少量黑云母、鈣質及鐵質等。其中絕大部分為變質重結晶的產物，次為原生沉積碎屑物、膠結物以及熱液蝕變礦物。變質礦物絹云母、綠泥石由泥質蝕變而來，兩者混雜、不均勻分布，總體蝕變較弱。熱液蝕變礦物石英沿裂隙呈細脈狀或網脈狀分布。

礦石的工業類型為浸染狀、星散浸染狀銅礦石。礦石自然類型按氧化程度不同可分為氧化礦石和硫化礦石。

2.4 礦體圍巖和夾石

礦區所有礦體均賦存于志留紀石英閃長巖、石英二長閃長巖與黑刺溝組安山巖外接觸帶的碎裂化綠簾石化安山巖中，其圍巖和夾石與其賦礦巖石成分相同，主要為綠簾石化安山巖，其礦物成分由石英、斜長石、角閃石等組成，含少量黃鐵礦、赤鐵礦、褐鐵礦；圍巖和夾石中有用成分含量低，主要為黃鐵礦化、赤鐵礦化，偶見黃銅礦化，但普遍具硅化、綠簾石化、綠泥石化。

3 礦床成因

3.1 地質特征

3.1.1 地層

豹子溝銅礦體賦存于碎裂化綠簾石化安山巖中。礦體多呈似層狀不規則產出，產狀與圍巖界線不平整，圍巖常具微層理。

含礦巖石主要為孔雀石化碎裂化綠簾石化安山巖，礦（化）體均分布于綠簾石化安山巖與石英閃長巖體的接觸帶及構造發育部位，具明顯的熱液交代及充填現象。

3.1.2 構造

礦化帶巖石整體比較破碎，裂隙極其發育、節理縱橫交錯。這些次生構造為含礦熱液提供了導礦通道和容礦空間，含礦熱液經充填沉淀作用形成了礦體。

3.1.3 礦體

豹子溝銅礦共圈定銅礦體18條，礦體長度在15m～600m，南礦帶礦體南傾，北礦帶礦體北傾，受構造影響，礦體傾角變化較大。礦體厚度在1.0m～4.76m之間，平均品位在0.21%～2.12%之間。礦石類型為浸染狀、星散浸染狀銅礦石。礦體頂底板巖性為碎裂化綠簾石化安山巖。

3.1.4 賦礦巖石

豹子溝銅礦主要賦礦巖石為志留紀石英閃長巖、石英二長閃長巖與黑刺溝組安山巖外接觸帶的碎裂化綠簾石化安山巖，賦礦巖石巖性較為單一。

3.1.5 礦石結構構造

豹子溝銅礦礦石結構主要為它形晶粒狀結構、半自形—它形晶粒狀結構碎裂結構等，構造為浸染狀構造、微脈狀構造、微脈浸染狀構造和枝脈狀構造，塊狀構造等。

3.2 礦床成因

根據礦區礦體賦存狀態、礦化特征、礦物分布及組合特征分析，初步認為該礦床為受構造控制的巖漿熱液礦床，主要依據有：

（1）礦體賦存于志留紀石英閃長巖、石英二長閃長巖與黑刺溝組安山巖外接觸帶，銅元素的遷移富集與熱液流體的活動密切相關。流體基本成分有K、Na、Ca、Mg等離子、F，Cl，B等揮發性；金屬元素Cu、Pb、Zn、Au、Ag、W、Sn等。

（2）礦床受構造控制明顯(斷層、節理、裂隙)。構造既是含礦流體運移的通道，也是礦質富集沉淀的主要場所，成礦方式主要是通過充填或交代作用。

（3）銅礦石中常量元素含量除Cu、S外，Si、Fe、Mn等含量較高，Al、Ti、P、K、Na等含量較低。反映了熱液作用的特點，說明礦床成因與巖漿活動有關。

（4）礦區已圈定的礦化體中交代蝕變現象明顯，各種細脈穿插普遍。礦床成礦時代應在志留紀晚期，遠遠晚于寒武紀。

3.3 成礦規律

根據該礦床普查工作所取得的成果，初步總結了礦床成礦規律。

（1）石英閃長巖、石英二長閃長巖體的外接觸帶的碎裂化綠簾石化安山巖是間接的找礦標志。

（2）孔雀石化、藍銅礦化為其最明顯、最直接的找礦標志。

（3）碳酸鹽化、硅化、褐鐵礦化等蝕變現象是非常有效的間接的找礦標志。

（4）根據自然重砂中含銅礦物的分布進行追蹤是快速而有效的找礦方法，其異常區和異高點就是找礦標志。

（5）斷層附近、微構造發育部位是較直接的找礦方向。

4 結論

（1）豹子溝銅礦體成礦物質來源與富含量銅元素的海底火山巖有關，受后期巖漿侵入活化運移在有利部位富集成礦。礦床成因類型初步確定為受構造控制的巖漿熱液礦床。

（2）銅礦石具有較好的找礦標志，賦存于寒武系黑茨溝組碎裂化綠簾石化安山巖中，礦體呈似層狀展布，延伸較大。銅礦化在地表形成孔雀石、藍銅礦肉眼下較好識別。

（3）豹子溝銅礦處于阿爾金斷裂的南東、北祁連與中祁連接合部位，屬中祁連加里東鐵、銅、鎢、鉻、金成礦帶。礦區附近發育多處金、銅、鉛礦（化）點，并且有鎢的高化探異常。礦區附近有老灣子銅礦點、尕秀銅礦點、康溝銅礦點、三個泉鉛礦點、黃洞子溝腦銅礦點，處于成礦有利地段，成礦遠景較好，具有較好的找礦潛力。