甘肃卓尼县窑沟铜矿点地质特征及成因探讨

第３２卷第２期　２０１０年４月　甘肃冶金　Ｖ０１．３２　Ｎｏ．２　Ａｐｒ．，２０１０　ＧＡＮＳＵ　ＭＥＴＡＩＪＬＵＲＧＹ　文章编号：１６７２－４４６１（２０１０）０２－００４５－０３　甘肃卓尼县窑沟铜矿点地质特征及成因探讨　王全原，郭朝晖　（甘肃有色地质勘查局三队，甘肃白银７３０９００）　摘要：窑沟铜矿点位于秦岭造山带西段北缘，处于黑河岩体南部下拉地铜、铅、锌多金属成矿带上。中石炭统　（Ｃ　。）下加岭组为本区主要含矿层。区内构造形态复杂，岩浆活动频繁，具有形成大型、超大型矿床的构造条件。　研究表明矿体受近东西向断裂构造控制。矿点具有普遍的硅化、绢云母化、绿泥石化、碳酸盐化等与铜矿有关的中　低温热液蚀变组合，故初步认为矿点属中低温热液充填交代型铜矿床。　关键词：铜矿点；地质特征；矿床成因；窑沟　中图分类号：Ｐ６１２；Ｐ６１８．４１　文献标识码：Ａ　Ａ　Ｄｉｓｃｕｓｓｉｏｎ　ｏｎ　Ｇｅｏｌｏｇｉｃａｌ　Ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓ　ａｎｄ　Ｇｅｎｅｓｉｓ　ｏｆ　ｔｈｅ　Ｙａｏｇｏｕ　Ｃｏｐｐｅｒ　Ｍｉｎｅ　Ｓｐｏｔ　ｉｎ　Ｇａｎｓｕ　Ｚｈｕｏｎｉ　ＷＡＮＧ　Ｑｕａｒｔ－ｙｕａｎ，ＧＵＯ　Ｚｈａｏ－ｈｕｉ　（Ｇａｎｓｕ　Ｎｏｎｆｅｒｒｏｕｓ　Ｇｅｏｌｏｇｉｃａｌ　Ｅｘｐｌｏｒａｔｉｏｎ　Ｂｕｒｅａｕ　３　Ｔｅａｍ，Ｂａｉｙｉｎ　７３０９００，Ｃｈｉｎａ）　Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｈｅ　Ｙａｏｇｏｕ　ｃｏｐｐｅｒ　ｍｉｎｅ　ｓｐｏｔ　ｉｓ　ｉｎ　ｔｈｅ　ｗｅｓｔｅｒｎ　ｐａｒｔ　ｏｆ　ｎｏｒｔｈｅｒｎ　ｍａｒｇｉｎ　ｏｆ　ｔｈｅ　Ｑｉｎｌｉｎｇ　ｏｒｏｇｅｎｉｃ　ｂｅｌｔ，ｉｎ　ｔｈｅ　Ｈｅｉｈｅ　Ｒｉｖｅｒ　ｉｎ　ｓｏｕｔｈｅｒｎ　ｒｏｃｋ　ｄｒｏｐ—ｄｏｗｎ　ｔｏ　ｃｏｐｐｅｒ—ｌｅａｄ—ｚｉｎｃ　ｐｅｌｙｍｅｔａｌｌｉｅ　ｏｒｅ　ｂｅｌｔ．Ｔｈｅ　ｒｅｓｉｏｎ　ｆｏｒｍ　ａ　ｃｏｍｐｌｅｘ　ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ，ｔｈｅ　ｍａｇ－　ｍａｔｉｅ　ａｃｔｉｖｉｔｙ　ｆｒｅｑｕｅｎｔｌｙ　ｉｎ　ｔｈｉｓ　ｍ＇ｅａ，Ｉｔ　ｈａｓ　ｔｈｅ　ｓｔｒｕｃｔｕｒａｌ　ｃｏｎｄｉｉｔｏｎｓ　ｏｆ　ｏｒｆｍａｆｉｏｎ　ｌａｒｇｅ，ｓｕｐｅｒ－ｌａｒｇｅ　ｐｒｉｍａｒｙ　ｄｅｐｏｓｉｔ．Ｓｔｕｄ—　ｉｅｓ　ｈａｖｅ　ｓｈｏｗｎ　ｔｈａｔ　Ｏｒｅ　ｂｏｄｙ　ｂｙ　ｔｈｅ　ｎｅａｒｌｙ　ｅａｓｔ－ｗｅｓｔ　ｆａｕｌｔｓ　ｃｏｎｔｒｏ１．Ｍｉｎｅｒａｌ　Ｐｏｉｎｔ　ｈａｓ　ａ　ｇｅｎｅｒａｌ　ｓｉｌｉｃｉｉｆｅａｔｉｏｎ，ｓｅｒｉｅｉｔｅ，ｃｈｌｏ－　ｉｔｒｅ－ｂａｓｅｄ，ｃｏｐｐｅｒ　ｃａｒｂｏｎａｔｅ　ａｎｄ　ＳＯ　ｏｎ　ｗｉｔｈ　ｔｈｅ　ｌｏｗ－ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ　ｈｙｄｒｏｔｈｅｒｍａｌ　ａｌｔｅｒａｔｉｏｎ　ｉｎ　ｃｏｍｂｉｎａｔｉｏｎ，Ｔｈｅｒｅｆｏｒｅ，ｔｈｅ　ｐｒｅｌｉｍｉｎａｒｙ　ｖｉｅｗ　ｔｈａｔ　ｔｈｅ　ｍｉｎｅ　ｓｉｔｅｓ　ａｒｅ　ｆｉｌｌｉｎｇ　ｉｎ　ｔｈｅ　ｌｏｗ—ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ　ｈｙｄｒｏｔｈｅｒｍａｌ　ｍｅｔａｓｏｍａｔｉｃ　ｃｏｐｐｅｒ　ｄｅｐｅｓｉｍ．　Ｋｅｙ　Ｗｏｒｄｓ：ｃｏｐｐｅｒ　ｍｉｎｅ　ｓｐｏｔ；ｇｅｏｌｏｇｉｃａｌ　ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓ；ｔｈｅ　ｇｅｎｅｓｉｓ　ｏｆ　ｄｅｐｏｓｉｔ；Ｙａｏｇｏｕ　１　引言　窑沟铜矿点位于秦岭造山带西段北缘，处于黑　炭统地层，两翼依次为中、上石炭统（Ｃ。一Ｃ　）、下二　迭统（Ｐ　）、中、上石炭统（Ｃ。一ｃ　）地层，轴向自东向　西近ＥＷ向渐变为Ｎ５０。Ｗ，向东倾伏。断裂构造主　要有大扎一严家寺、大桥坡一牙子沟南、下拉地北一　河岩体南部下拉地铜、铅、锌多金属成矿带上。中石　炭统（Ｃ：Ｘ）下加岭组为本区主要含矿层。区内构造　形态复杂，岩浆活动频繁，具有形成大型、超大型矿　床的构造条件。　拉尕城等多条大致平行地层的逆断层，断层向北东　倾，其中后两组断裂带的分布控制了脉岩及下拉地、　窑沟等众多铜、铅、锌矿（化）点的分布及产出。这　２　区域地质　该区位于秦岭造山带西段，北接祁连褶皱系东　些断层规模大，切割深，造成区内地层缺失，使不同　时代地层相互接触。　区内岩浆活动频繁，各类侵人岩出露多达５Ｏ多　处，岩性以中酸性为主，次有中性、超基性岩体。其　中燕山期黑河花岗闪长岩呈岩基状侵人于新堡一力　士山复式背斜轴部，侵人体长轴方向多与区域构造　线一致，并与铜铅矿关系密切。　段，南邻西秦岭印支褶皱带。区内出露地层主要为：　中、下石炭统（Ｃ。一Ｃ：）及下二迭统（Ｐ。），第三系　（Ｎ）零星分布（图１）。　该区构造线总体呈ＮＷ向展布，新堡一力士山　复式背斜为区内主要褶皱构造，背斜核部出露下石　甘肃冶金　第３２卷　鲴灰绿色与砖红色泥岩　圜褐红色砂岩　医］幅扛色砂砾岩　匿圈灰白色厚层块状灰岩，结晶灰岩　图青灰色厚层灰岩、砂质灰岩古砾灰岩　Ｅ圈褐灰色石英砂岩・长石石英砂岩、苴岩　－花岗内长岩　Ｕ闪长岩　圆捌Ｉ性岩　困花岗岩脉、细晶岩脉　固闪长岩脉　ｒ己ｎ工作区范围　图１　窑沟地区大地构造略图　区内矿产十分丰富，已知矿（化）点有１１０处，　以铜、铅、钼、砷、锑、金为主。铜矿主要分布于新堡　力士山复式背斜南翼的下石炭统地层中。按其成　因可分为三种类型，一类为矽卡岩型和矽卡岩一高　温热液型，有大山央、山夹黑、建岗两处，规模较少。　一砂岩、粉砂质页岩、板岩。　矿点位于新堡一力士山复式背斜南西翼，处于　区域性断裂大桥坡一牙子沟南和下拉地北一拉尕城　之间，褶皱构造不太发育，仅为一单斜构造，地层产　状总体向Ｓｗ倾。　矿点断裂主要为近ＥＷ向的逆断层和近ＮＮＥ　向横断层两组，铁帽分布于两组断层之间，并受东西　二类为高温及中低温热液型，有力士山等多处，窑沟　铜矿点属此类型。三类为沉积型含铜砂岩，有秋峪　山等。铅矿有下拉地铅矿床。　向构造破碎带的控制。据九个节理点统计，东西向　节理是独立明显的，而北东、北西走向节理联合折成　“ｘ”型，成锯齿状，说明该地层存在南北向剪应力，　铁帽产于石炭系酸性岩层中的构造破碎带内，具较　强的矿化和蚀变现象，认真分析和研究铁帽的空间　分布规律，对于在该区探寻多金属硫化物矿床具较　好的找矿指导意义。　该区未见大的岩浆岩侵入体，但各类脉岩发育，　从中性一酸性、从基性一超基性均有存在，以中酸性　脉岩最为发育，多集中于断裂带附近，走向近东西，　３　矿点地质　３．１　地质特征　矿区出露地层主要为中石炭统下加岭组（ｃ　）　及下二迭统（Ｐ，），两者为断层接触（图２）。中石炭　统下加岭组（ｃ：　）岩性由碳酸盐岩及碎屑岩组成，　主要为厚层及薄层状灰岩、泥质灰岩、透镜状含砾砂　屑灰岩、含砾钙质石英砂岩等，该层为主要的含矿　层。如腰路湾、拉尕城、牙子沟等铜、铅、锌多金属矿　化点均分布于该地层内。其岩性特征为：灰岩：深灰　色，薄一中厚层微晶结构，成分方解石占９９％，混有　与区域构造线一致。由于火成活动带来热水溶液，　在有利地段成矿并产生矿化与蚀变，也为铜矿形成　提供了丰富的热动力源。　３．２　铁帽特征　（１）铁帽规模。铁帽由北向南依次为Ｉ、Ⅱ、Ⅲ　号，现分别加以叙述：　少量粉砂级石英碎屑；含砾钙质石英砂岩：灰白色，　中厚层状，砂状结构。矿物成分：晶屑石英占９０％，　岩屑少量，胶结物多已变为不规则的方解石，含少量　石英砾石；砂屑灰岩，灰色厚层状，粒屑结构，成分以　砂屑为主，生物碎屑占６０％以上，其次为石英砂砾，　砾屑５％，胶结物为亮晶方解石，约占５％左右。　下二迭统（Ｐ】）：岩性主要为浅灰、青灰色灰岩、　Ｉ号铁帽：长２Ｌ６　ｍ，一般宽１２．５　ｍ，最大宽度　１７．５　ｍ，呈透镜状、似层状分布，其产状］９５。／＿５０。　一７０。，围岩为灰岩。　第２期　王全原，等：甘肃卓尼县窑沟铜矿点地质特征及成因探讨　４７　图例　一－ｆｉ１…　一・圃…・　ｌ圃～ｔ．　ｂ捌…　鞫　～　一ｔ一　团一　＿ｍ一　嘲一　』－ｌ～・　Ｌ　ｌ—　ｌ　・－　【　…　图２　卓尼县窑沟铜矿点地质草图　Ⅱ号铁帽：长８８７．５　ｍ，一般宽８—１０　ｍ，最大宽　表１　铁帽的化学成分及其含量变化　度４２．５　ｍ，呈似层状、透镜状、脉状分布。西段产状　化学成分，Ｉ下ｌｅ　Ｃｕ　Ｓ　Ｐｂ　Ｚｎ　备注　为１７０。／＿＿６５。，东段３５０。／＿５０。～７０。。除Ｔｏ４南为板　最高值４２．６５　０．１５８　１．０２　６．２４　０．１除Ｐｂ外其它值均利用　最低值４．５０　０．００７　０．０４７　０．０２　０．０５　光谱分析结果　岩、Ｔｅｌ０北为煌斑岩接触外，其它均为灰岩接触。　Ⅲ号铁帽：长２１７．５　ｍ，一般宽７．５　ｍ，透镜状、　３．３　围岩蚀变　脉状，产状１８０。／＿６０。一７０。。围岩为灰岩。　该点围岩蚀变较弱，主要为硅化、碳酸盐化。硅　（２）铁帽的颜色及矿物成分。　化：由石英组成的石英脉，不规则状团块，硅化与铜　颜色：除Ｉ号铁帽局部呈黑色外，其余皆为褐黄　矿化关系密切，脉体往往含铜、铅、锌金属矿物；碳酸　一桔黄色。　盐化：方解石或石英方解石脉常与早期的石英脉体　铁帽的矿物成分：Ｉ、Ⅲ号铁帽原生矿物主要为　相伴或以胶结物形式出现，常伴生黄铁矿、磁黄铁矿　方铅矿、闪锌矿，次为黄铁矿、磁黄铁矿、白铁矿等；　等。　Ⅱ号铁帽原生矿物主要为黄铁矿、黄铜矿，次为方铅　３．４矿体特征　矿、闪锌矿等；脉石矿物主要为方解石、石英。　经地表揭露，发现一条铜矿（化）体和一条铅矿　（３）铁帽的结构、构造。　（化）体：Ⅱ号铁帽东段发现一条宽约１．００　ｍ、长度　结构：交代残余结构（褐铁矿、针铁矿交代黄铁　近３０　ｍ的含铜石英脉，ｃｕ品位０．６×１０～、Ａｇ品位　矿、磁铁矿）；骸晶结构（褐铁矿从中心交代脉石矿　３．６７×１０～、Ａｕ品位０．１０×１０一；Ｉ号铁帽铅矿　物）。　（化）体，宽约３　ｍ，Ｐｂ最高品位６．２４％，最低２．　构造：蜂窝状构造（褐铁矿一般呈蜂窝状）；细　１３％，长度约３５　ｍ。　脉状、土状、格子状构造。　（４）铁帽的化学成分及其含量变化（见表１）。　４　矿点成因　①从南向北、从东向西Ｗｅ含量有逐渐变富的　矿点产于黑河岩体外围，矿体赋存于中石炭统　的趋势；②Ｃｕ与＇ｌ＇Ｆｅ、Ｓ含量变化相反；③Ｐｂ、Ｚｎ与　下加岭组浅海相碎屑岩建造中的灰岩地层内，矿化　Ｗｅ、Ｓ的含量变化基本一致。　（下转第５１页）　第２期　马健康，等：内蒙古满洲里一新巴尔虎右旗多金属矿床类型及成因分析　５１　素初始值０．７０２５～０．７０５０（平均０．７０３３，小于０．　７０３７）。如果以（Ｓｒ盯／ｓｒ跖）Ｉ值０．７０３７—０．７０４０为　中生代幔源型和幔壳型花岗岩类分界，则该岩体的　同源岩浆主要为幔源型，但在上升的过程中也混入　了少量的地壳中的物质。　对乌奴克吐山铜钼矿岩体的Ｓｒ８’／ｓｒ跖初始值进　行分析，黑云母花岗岩为０．７０３０，斜长花岗斑岩为　这一变化范围己较大地偏离原生岩浆水的范围，说　明成矿流体属于岩浆水与大气降水的混合流体。　４．１．２．５氢氧同位素　在矿床的四个主要矿体及花岗岩、石英斑岩体　范围内不同深度采取包裹体测温样品，均一法测温　得到的数据结果表明额仁银矿床石英脉流体包裹体　均一温度介于２４０—２８０℃之间，平均值为２６０℃左　０．７０２８，∑ＲＥＥ低，∑ｃｅ∑Ｙ高、８Ｅｕ高，稀土分布模　右，成矿流体为中温热液。乌奴克吐山铜钼矿形成　式为右倾曲线，综合本区大地构造背景和地质环境，　的温度为３３０～４５０℃。甲乌拉矿温度变化集中在　可以判定两种侵入体同源的岩浆来源于上地幔或与　２１０—２９０℃，属中温范畴。　下地壳混源，同熔成岩。　４．２　成矿机理浅析　４．１．２．４　氢氧同位素　本区矿床类型主要有斑岩型、热液脉型、矽卡岩　根据氢氧同位素的分析结果，甲乌拉矿区　型，矿种有Ｃｕ、Ｍｏ、Ｐｂ、Ｚｎ、Ａｇ、Ａｕ、Ｆｅ、Ｓｎ等，它们为　８ＤＨ２０为一１０９．５８～一１６０％Ｄ，８Ｏ　为一１１．８一＋　有成因联系的不同深度、不同环境下的产物。火山　１３．０９％ｏ，表明矿物包体水为岩浆水同时也渗进少量　一次火山岩热液型矿床生成于近地表的低温带，斑　天水。　岩型矿床生成于深部高温带。　乌奴克吐山铜钼矿石英一钾长石化带８Ｄ为　一１１９．５６‰，８ＯＨ１ｏ　为＋６．２７９％０，石英一绢云母一　参考文献：　水白云母化带８Ｄ为一１１３．２７‰，８０Ｈ，ｏ　。＋３．２３％，　［１］　王泉．内蒙古满洲里一新巴尔虎右旗铜银多金属成　伊利石一水白云母化带８Ｄ为一１２０．８９％０，８０Ｈ１０　矿带地质特征、成矿模式及预测［ｃ］．吉林大学博士论文，　为＋１．３１％。表明成矿热液以岩浆水为主，但天水　２ｏｏ６．　的影响随着成矿作用的发展越来越大。　［２］王之田，潘龙驹．内蒙满洲里一新巴尔虎右旗成矿区　的成矿条件与模式［Ｊ］．中国有色金属学报，１９９２，２（２）：７－　额仁陶勒盖银（锰）矿塔木兰沟组安山岩的　１４．　８Ｏ墙为９．５６２％ｏ，略高于玄武岩类８Ｏ　的范围（５．　［３］　马健康．内蒙古新巴尔虎右旗达斯呼都格银多金属矿　５％０—７．４‰），说明安山岩浆来自上地幔，并受到了　普查报告［Ｒ］．中国冶金地质总局第三地质勘查院．山西太　地壳物质的混染；与成矿关系密切的石英斑岩中斑　原，２０ｏ８．　晶石英８Ｏ埔＝一０．Ｉ　１２％ｏ，低于正常花岗岩类石英斑　岩８Ｏ埔值（＋６％０一＋１Ｏ‰），这是由于石英斑岩上　收稿日期：２０１０－０３－０１　升侵位过程中受到地下水的混染，矿床不同类型的　作者简介：马健康（１９６６－），男，汉族，工程师，１９８８年毕业于长春冶　石英８Ｏ墙变化范围较大（一２．７０８％ｏ一一４．７５５％０），　金地质专科学校。现从事金属矿地质普查与勘探工作。　（上接第４７页）　与热液接触变质形成的斑点千枚岩关系密切，矿体　目前对铁帽的研究仅限于地表，所采样品虽然　受近东西向断裂构造控制。矿点具有普遍的硅化、　品位低，但矿化普遍，该点脉岩发育，已发现的石英　绢云母化、绿泥石化、碳酸盐化等与铜矿有关的中低　脉均有铜矿化现象，说明矿液充沛。建议对该区采　温热液蚀变组合，铜矿物主要赋存于灰岩破碎带中，　用深部工程验证，探寻富矿地段，以便对该区更好地　当有碳酸盐一石英一硫化物细脉穿插时，铜矿化明　进行开发和利用。　显富集。故初步认为矿点属中低温热液充填交代型　参考文献：　铜矿床。　［１］　《甘肃省卓尼县１：２０万区域地质矿产图＝》．１９７２．　５　结语　［２］　甘肃有色地质勘查局三队．卓尼县下加岭—水磨川普　查找矿报告［Ｒ］．１９９２，１２．　下加岭铅矿点提供了在中石炭统下加岭组地层　［３］　甘肃有色地质勘查局三队．甘肃卓尼县窑沟铜矿点地　中以层控的观点找铅的线索，该点东距下拉地铅矿　质预查地质报告［Ｒ］．２００４，１２．　床很近，应属同一矿带，建议普查找矿中注意对该区　收稿日期：２０１０－０２－２４　沉积环境的研究，探索研究生物灰岩的地质意义，进　作者简介：王全原（１９６３一），男，地质工程师，中国地质大学（北京）在　一步搞清成矿机理，以期发现新的矿产地。　读本科。