孫永亮

（寧夏回族自治區礦產地質調查院（自治區礦產地質研究所），寧夏 銀川 750021）

寧夏青銅峽市雙圈銅礦區域大地構造處于昆侖-祁連-秦嶺褶皺系走廊過渡帶東端的衛寧北山東西向向斜的東部，北鄰中朝準地臺鄂爾多斯西緣坳陷帶的賀蘭山臺陷帶西南部。地層區劃屬華北地層大區（V）秦祁昆地層區（V1）祁連-北秦嶺地層分區（V12）寧夏南部地層小區（V12-1）。

區域內熱液型的礦產主要有銅、鐵、重晶石，沉積型礦產有煤等。熱液型礦產多沿狐子疙瘩-銅鐵溝-米地梁分布，主要受東西向、近東西向、北西、北東向斷層控制；沉積型礦產煤分布于上石炭統土坡組中。

區內的銅礦曾經被前人開發利用，現已停采；鐵、重晶石、煤炭資源現正被小型民營企業開發利用。

1 礦區地質特征

1.1 礦區地層

礦區內地層出露單一，僅分布著泥盆系上統沙流水組第二巖段（D3s2），局部低洼地段零星分布第四系風積層（Op3-2eol)。其中沙流水組第二巖段是賦礦地層。現由老至新將其特征簡述如下：

（1）泥盆系上統中寧組第二巖段（D3Z）：主要為陸相河流沉積，下部為代表河流沖積相的紫紅色厚層細粒石英砂巖、長石石英砂巖、含泥質角礫長石石英砂巖、泥質鈣質粉砂巖，夾灰綠色含銅長石石英細砂巖、粉砂巖透鏡體（銅礦體），在砂巖中節理發育，同時發育單向斜層理和板狀交錯層理，上覆沙紋交錯層圖。上部過渡為湖泊相沉積，其巖性為紫紅色厚層泥質、鈣質粉砂巖夾紫紅色鈣質細粒長石石英砂巖。該段巖層總體上來說自下而上，粒度由粗變細，具韻律變化，常見重晶石石英脈及重晶石脈沿節理及層面方向侵入。

（2）四系風積層（Op3-2eol)：分布于山坡及低洼地，主要為黃土狀粘質砂土，垂直節理發育，多切割形成沖溝。厚2m～5m。

1.2 礦區構造

礦區構造簡單，主體構造位于雙圈背斜南翼，該背斜為一開闊的線狀背斜，褶皺軸向近東西向展布，長約1400m，北翼地層傾角在20°～35°左右，南翼地層傾角20°～45°，兩翼基本對稱，核部及兩翼地層均為泥盆系上統沙流水組第二巖段（D3s2）。斷裂構造較發育，局部發育小型的縱向小斷層及小型的層間滑動斷層，在褶皺南翼發育北西向、北北西向、南北向的小型縱向斷層，東西向的大斷層。

1.3 脈巖

礦區內未見巖漿巖出露，但脈巖分布較普遍，多沿巖層節理、裂隙或層面充填。主要有石英脈、重晶石脈、方解石脈、長石脈等，脈長一般為數米，脈寬2m～5m，通過野外觀察分析，脈巖主要在斷層附近發育，孔雀石化沿脈巖裂隙充填。

2 礦體地質特征

2.1 礦體特征

礦區內礦體主要賦存于修改為泥盆系上統中寧組第二巖段（D3Z），賦礦巖石主要為灰綠色砂泥巖，礦化特征為孔雀石沿巖砂泥巖裂隙呈薄膜狀、片狀充填，少數呈粗砂巖空隙充填特征，且受后期斷層的錯斷和構造的影響，在地表呈現為不連續的多個小礦體出露。現以長度大于100m，氧化銅品位大于或等于0.30%，圈定了2個礦體KⅠ、KⅢ，見圖1、圖2。礦體特征簡述如下：

圖1 雙圈銅礦區地質簡圖

圖2 雙圈銅礦區kp7勘查線剖面圖

KⅠ銅礦體：地表由8個見礦工程控制長約310m，呈似層狀，走向為120°，傾向南，傾角21°～35°，厚度在1.30m～1.70m。銅品位在0.64%～2.17%，平均為1.26%。中深部由3個見礦工程控制厚度在0.6m～3.87m。銅品位在0.5%～1.17%，平均為0.86%。礦體頂板為中厚層細粒長石石英砂巖；底板為中厚層粉砂巖。

KⅢ銅礦體：地表由2個工程控制長約146m，呈似層狀，傾向為220°，傾角21°～24°，厚度1.24m～1.53m。銅品位在0.53%～0.64%，平均0.58%。礦體基本不含夾石。礦體頂板為紫紅中厚層細粒長石石英砂巖；底板為灰白色中厚層粉砂巖。

2.2 礦石質量

礦石結構以細粒砂狀結構為主，次為粉砂結構、砂礫、碎裂結構等；礦石構造以層狀構造為主,部分為細脈狀、細脈似浸染狀、角礫狀構造等。

主要銅金屬礦物為孔雀石，次為黃銅礦、輝銅礦、銅蘭等。

脈石礦物主要有石英、長石、方解石，此外尚有重晶石等。

礦石中有用化學組分為Cu，尚伴生有Pb、Zn、Mn、Co、Ni、S等。主礦體中伴生有用組分均達不到綜合利用的要求。

2.3 礦石類型

根據礦石的物質成分、品位、物理性質、結構、構造或氧化程度等不同因素等，將銅礦石自然類型劃分為氧化礦石，礦石類型主要有以下幾類：

（1）孔雀石化長石石英細砂巖：為主要礦石類型之一，各礦體中均有分布。多呈灰綠色，具細粒砂狀結構，中-薄層狀構造等。礦石礦物以孔雀石為主；脈石礦物主要為石英、長石、方解石等。礦物主要沿裂隙面發育。銅品位在0.33%～2.01%之間。

（2）孔雀石化粗砂巖：為主要礦石類型之一。多呈灰綠色，具粗粒結構，中-薄層狀構造等。礦石礦物以孔雀石為主；脈石礦物主要為石英、長石、粉砂質等，礦物主要沿孔隙內發育，銅品位在0.5%左右。

（3）孔雀石化泥巖：為主要礦石類型之一，KⅠ礦體中有分布。多呈灰綠色，具碎裂狀結構，中-薄層狀構造等。礦石礦物以孔雀石為主；脈石礦物主要為泥質等。礦物主要沿裂隙面發育，銅品位在0.64%～2.01%。

（4）孔雀石化構造角礫巖：為次要礦石類型之一，僅在KⅢ礦體中有分布。多呈灰綠色。礦石礦物以孔雀石為主；脈石礦物主要長石、石英、褐鐵礦等。礦物主要沿裂隙面發育。

2.4 圍巖蝕變

礦區內主要的圍巖蝕變有：絹云母化、硅化、重晶石化、褐鐵礦化充填裂隙。

絹云母化：呈灰白色，鱗片變晶結構，常以浸染狀、脈狀沿長石、石英顆粒間隙充填，同時交代斜長石，分布較為普遍。

硅化：主要表現為細石英脈，多呈灰白色，粒狀變晶結構，以不規則脈狀沿裂隙充填。

褐鐵礦化：呈黑褐色，以團塊狀、斑點狀、浸染狀、脈狀沿裂隙面分布，分布不均勻，但蝕變較強部位，銅礦化也較強。

重晶石化：主要為重晶石脈，呈黃褐色，以不規則脈狀沿裂隙充填，多具碎裂狀構造。脈中常見包裹石英脈，形成比石英脈晚，含銅礦化。

3 礦床成因分析

3.1 區域成礦條件

礦區區域地處秦祁昆成礦域（Ⅰ-2），阿爾金-祁連成礦省（Ⅱ-5），南祁連Pb-Zn-Au-Cu-Ni-Cr成礦帶（Ⅲ-23）。

區域出露地層主要有古生界奧陶系中上統、泥盆系上統、石炭系下統、石炭系上統、二疊系下統地層；中生代有侏羅系上統、白堊系下統地層；新生界的古近系漸新統、新近系中新統及第四系風積、沖洪積層。

區域內不同期次的褶皺、斷裂及其伴生的裂隙均很發育。主要表現為呈近東西向展布相間排列的背斜和向斜，以及一系列與褶皺軸向近一致的斷裂和層間滑動斷裂。其次還發育南北向褶皺、斷裂及北西向斷裂及褶皺。區域內巖漿活動不發育，未見巖漿巖出露。

區域內金屬礦產多屬華力西期構造熱液礦床，主要有鐵、銅、金等，礦化多受東西向斷裂及北西向斷裂構造控制。

3.2 礦床控制因素

3.2.1 成礦物質來源

礦區內主要賦礦地層為泥盆系上統中寧組第二巖段（D3Z）。礦（化）體多位于第二巖段中部灰白色砂巖、灰綠色砂泥巖層中，與層位有一定關系，具有“層控礦床的特點”。礦化特征為孔雀石沿巖砂泥巖裂隙呈薄膜狀、片狀充填，少數呈砂巖空隙充填特征。通過鉆探驗證，深部巖芯未見原生銅礦化現象。因此認為銅的來源主要是異地水溶液搬運帶入。

3.2.2 控礦構造

礦區內礦（化）體賦存于雙圈背斜南翼，受灰綠色砂泥巖層控制。礦化特征為孔雀石沿巖砂泥巖裂隙呈薄膜狀、片狀充填，少數呈砂巖空隙充填特征。從地表及鉆探工作總結，巖石越破碎，礦化越明顯。根據地質填圖總結，本區主要受一期近南北向應力擠壓，形成軸向近東西向的背斜構造，并伴生了一系列與主構造線走向一致的逆斷層和與主構造線走向斜交的平滑斷層，斷層所處的位置是成礦的有利地段。

3.3 礦床成因分析

從區域地質資料可得知，在礦區西南一帶存在多個中低溫熱液銅礦床及礦化點（如礦區西南3km處的銅鐵溝銅礦床，礦石類型有黃銅礦、藍銅礦、輝銅礦），原生的黃銅礦等被氧化，形成硫酸銅。如下化學反應式：CuFeS2+4O2→CuSO4+FeSO4。氧化形成的硫酸銅因其溶解度大會隨水流被淋失而搬運。

通過對與銅礦化體同層的完整綠色砂泥巖鑒定，與稀鹽酸反應強烈，證實起初沉積巖為鈣質膠結的砂巖、泥灰巖。

雙圈銅礦化體所分布的區域主要位于礦區南部F9斷裂位置，該斷層為一逆沖大斷層，受其擠壓，斷層帶附近巖層較破碎，裂隙發育，且斷層的形成在地貌上勢必會產生地勢低洼的溝谷地帶，為水的匯集奠定了基礎。因此，異地的硫酸銅隨水的帶入匯聚，巖裂隙、空隙滲入，與巖石中的CaCO3反應，形成穩定的Cu2(CO3)(OH)2。同時，其他離子間相互組合，形成石膏、重晶石等亦巖裂隙充填，如下化學反應式：

基于以上認識，確定本礦成因類型為淋積型銅礦床類型。

4 找礦標志

（1）地層標志：礦體多賦存于上統中寧組第二巖性段中部的灰綠色砂巖、粗砂巖、泥巖中，與沉積巖相關系密切。

（2）構造標志：礦體或礦化點均處于巖石破碎的地段，與斷層息息相關，巖石愈破碎，銅礦化愈強。

（3）蝕變標志：巖石和構造破碎帶中普遍發育的硅化、黃鐵礦化、褐鐵礦化、重晶石化是間接的找礦標志，孔雀石化是直接的找礦標志。

（4）前人采礦遺跡標志：礦區存在部分前人采礦老硐及采礦遺跡，采礦老硐及碎渣，是直接的找礦標志。