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        中條山后山銅礦區(qū)地質(zhì)特征及找礦方向

        2011-06-12 07:57:58郭雙龍
        有色金屬(礦山部分) 2011年4期
        關(guān)鍵詞:中條山片巖后山

        郭雙龍

        (中條山有色金屬集團(tuán)有限公司,山西 垣曲 043700)

        引言

        中條山礦集區(qū)[1]是華北地區(qū)最大的銅工業(yè)基地,累計探明儲量近400余萬t,建設(shè)銅礦山3座,為我國經(jīng)濟(jì)建設(shè)做出了重大貢獻(xiàn)。但經(jīng)過50余年的開發(fā),銅資源大量消耗,資源形勢嚴(yán)峻。

        2005年以來,礦山為提高資源保障能力,加大地質(zhì)勘查投入,開展了地質(zhì)、物探、化探工作,找礦工作取得突出進(jìn)展。筆者在研究后山銅礦區(qū)成礦條件、物化探綜合信息、異常驗證成果基礎(chǔ)上,對找礦方向進(jìn)行預(yù)測,提出了今后尋找隱伏礦的思路。

        1 區(qū)域地質(zhì)背景

        中條山處于華北地臺南部山西臺背斜南緣的中條裂谷[2],裂谷呈三叉“人”字型,交匯部位控制銅礦峪銅礦和后山銅礦。

        區(qū)域內(nèi)主要賦存中太古界涑水雜巖,上太古界絳縣群,下元古界中條群、擔(dān)山石群,中元古界西陽河群、芮城群。

        構(gòu)造形跡以銅礦峪復(fù)式倒轉(zhuǎn)向斜為主[3],多期次、多方向的斷裂構(gòu)造次之。銅礦峪復(fù)式倒轉(zhuǎn)向斜在平面上呈“S”型展布,控制著銅礦帶和銅礦床的分布。

        巖漿巖主要有石英斑巖、閃長巖、角閃巖、角閃片麻巖等。

        2 后山銅礦區(qū)地質(zhì)概況

        出露地層有上太古界絳縣群銅凹組、后山村組、園頭山組、豎井溝組、西井溝組、駱駝峰組和下元古界中條群界牌梁組。中條群界牌梁組在礦區(qū)的西南和南部不整合覆蓋駱駝峰組、西井溝組。駱駝峰組與西井溝組是本區(qū)主要賦礦層位。

        圖1 區(qū)域地質(zhì)圖

        礦區(qū)處于銅礦峪復(fù)式倒轉(zhuǎn)向斜的兩翼,地層呈單斜產(chǎn)出,總體傾向北西,傾角40°~60°。

        構(gòu)造形跡主要以韌性變形帶為特征,表現(xiàn)形式為構(gòu)造角礫片巖帶、強(qiáng)片理帶、強(qiáng)劈理帶和退變質(zhì)帶。韌性變形帶呈NE向展布,與地層平行展布,與礦化有密切的關(guān)系。地質(zhì)測量圈出9條礦化帶和16個強(qiáng)變形帶。

        巖漿巖主要為小規(guī)模的基性巖脈、花崗斑巖脈。

        圍巖蝕變包括石英絹云母化、綠泥石化、黑云母化、硅化。

        3 物化探異常特征

        前人開展的區(qū)域重力測量、航磁測量成果表明:后山銅礦區(qū)和銅礦峪銅礦床均處于銅礦峪-老君殿重力高異常區(qū)和磁負(fù)異常帶內(nèi),異常均呈北東向展布,磁異常強(qiáng)度為-150~-250 nT。

        1∶20萬化探測量成果表明:后山銅礦區(qū)處于一個北東向展布的濃集帶內(nèi),濃集帶與已知銅礦峪銅礦、胡篦型銅礦相對應(yīng),異常區(qū)計算銅的金屬塊體總量達(dá)8 145.5萬t,而目前異常區(qū)探明的儲量不足400萬t,表明該區(qū)仍有較大的找礦潛力。

        3.1 物探異常特征

        2005年以來,后山銅礦區(qū)開展的物探工作有大功率激電中梯、高精度磁測等。

        大功率激電中梯測量成果表明:巖石的極化率為1.0 %~1.7 %,電阻率為523~2 824 Ω·m,為高阻低極化特征。銅礦石極化率為6.8 %,電阻率為326 Ω·m;銅礦化類巖石極化率為6.9 %,電阻率為634 Ω·m,均為低阻高極化特征。異常既有分帶性,又有相連性,構(gòu)成相當(dāng)規(guī)模的、具有較好的找礦遠(yuǎn)景。本區(qū)圈出的5個異常帶與礦化帶基本吻合。

        雙頻激電中梯曲線形態(tài)、規(guī)模與大功率激電異常完全吻合。高精度磁測查明在礦區(qū)存在3個相對低緩磁異常,分別與激電異常、礦化帶、磁鐵礦相吻合。

        表1 中條山地區(qū)前寒武紀(jì)地層

        3.2 化探異常特征

        地球化學(xué)次生暈掃面在本區(qū)圈出6個化探異常帶,土壤地球化學(xué)剖面測量結(jié)果反映銅的主要地球化學(xué)指示元素為Cu、Ni,其次為Co、Mo、Bi、Au,Pb和Zn不能作為異常指示元素。

        3.3 異常驗證結(jié)果

        根據(jù)地質(zhì)條件與物化探異常綜合分析進(jìn)行坑探、鉆探驗證,共施工坑探2個、鉆探10個,已在1個坑探、8個鉆孔中見礦30余條,礦體厚度1~6 m,銅品位0.2 %~0.722 %,賦礦標(biāo)高500~800 m。

        結(jié)合工程揭露的地層、巖性、構(gòu)造、礦化蝕變標(biāo)志等特征分析,預(yù)測隱伏礦體應(yīng)在500 m標(biāo)高以下。

        圖2 6號勘探線地質(zhì)剖面圖

        4 找礦預(yù)測

        鑒于后山銅礦區(qū)地質(zhì)條件復(fù)雜、找礦難度大,礦山邀請國內(nèi)知名專家進(jìn)行“找礦會診”,以提高找礦工作部署的科學(xué)性、合理性。根據(jù)驗證工程揭露的礦體賦存部位、礦體形態(tài)、產(chǎn)狀、礦石特征分析,后山銅礦區(qū)與鄰近的銅礦峪銅礦床屬同一地質(zhì)成礦帶,具有與銅礦峪礦床相似的成礦條件和找礦潛力。

        4.1 銅礦峪礦床特征

        銅礦峪銅礦位于銅礦峪復(fù)式向斜的南東翼,賦礦地層為絳縣群銅礦峪亞群,容礦巖石主要為變石英晶屑凝灰?guī)r(同位素年齡為21億年),其次為黑云片巖、綠泥片巖及黑云角閃片巖(同位素年齡為26.3億年)。圍巖蝕變分為兩期[6]:早期為石英絹云母化,晚期為紅鈉長石化。

        圖3 銅礦峪銅礦9號勘探線剖面圖

        銅礦峪礦床的銅礦類型根據(jù)容礦巖石分為3種:

        1)變斑巖型:容礦巖石主要為駱駝峰組變石英晶屑凝灰?guī)r,間夾絹云石英巖、絹云石英片巖和變鉀質(zhì)基性火山巖,并有變石英斑巖和變石英二長斑巖脈群侵入。以4、5、6、7號礦體為代表。

        2)變鉀質(zhì)基性火山巖型:容礦巖石為黑云片巖、角閃黑云片巖和綠泥片巖。以1、3號礦體為代表。

        3)變分異輝綠巖型:容礦巖石為變分異輝綠巖。以2號礦體為代表。

        銅礦峪礦區(qū)已知礦體409個,主要礦體有4號、5號[7],占全區(qū)儲量的97%,目前最大控制深度到50 m標(biāo)高,尚無尖滅跡象。礦床特點概括如下:

        1)規(guī)模大。主要礦體走向長900~980 m、延深1 000余米,平均厚度100余米,最厚可達(dá)218 m。

        2)品位低。礦體銅品位0.5 %~0.7 %,且常呈帶狀出現(xiàn)。

        3)元素單一。伴生元素品位很低,伴生鉬0.0037 %,伴生鈷0.0072 %,伴生金0.06 g/t,伴生銀0.33~0.67 g/t。

        4.2 找礦方向

        地質(zhì)類比找礦是一種有效的找礦方法,相同的區(qū)域地質(zhì)背景決定了后山銅礦區(qū)具有與銅礦峪礦床相似的成礦條件和與控礦因素,說明該區(qū)具有很大的找礦潛力。

        找礦的主要標(biāo)志:

        1)地層巖性。賦礦地層為絳縣群銅礦峪亞群,賦礦巖性為變石英晶屑凝灰?guī)r,礦體與圍巖基本整合產(chǎn)出,具較明顯“層控”特征。

        2)構(gòu)造。銅礦峪復(fù)式同斜的兩翼中斷裂或變形帶復(fù)合部位。

        3)巖漿巖。沿斷裂帶分布的斑巖體(變石英斑巖、變石英二長斑巖)多與礦床形成有關(guān)。

        4)圍巖蝕變。石英絹云母化、紅鈉長石化、綠泥石化、黑云母化、硅化是明顯的找礦標(biāo)志。

        勘查與開發(fā)表明:含礦層位、構(gòu)造、斑巖體是控制礦床形成的重要因素。

        后山銅礦區(qū)賦礦地層為絳縣群銅礦峪亞群,地質(zhì)填圖和工程揭露的容礦巖石有變石英晶屑凝灰?guī)r、黑云片巖、綠泥片巖及黑云角閃片巖。結(jié)合銅礦

        峪銅礦4號、5號礦體頂?shù)妆P及4號礦體頭部巖性為黑云片巖,4號、5號礦體之間為絹云石英片巖分析,認(rèn)為工程揭露的銅礦類型為變鉀質(zhì)基性火山巖型,推測工程控制的西南部位底盤深部會有變斑巖型出現(xiàn)。

        后山銅礦區(qū)位于銅礦峪復(fù)式同斜的西翼和東翼南段,東翼北段賦存有銅礦峪銅礦,西翼含礦層位缺失,推測東翼南段為有利成礦區(qū)。

        前期勘查成果顯示,礦化帶、變形帶及物化探異常帶自西北向東南,規(guī)模變大,密度和強(qiáng)度增加。結(jié)合銅礦峪主礦體向西南側(cè)伏延伸特征,推測后山銅礦區(qū)西南部位為有利成礦部位,且賦礦標(biāo)高較低。

        坑探、鉆探工程發(fā)現(xiàn)小規(guī)模礦體30余個,多呈帶狀出現(xiàn),分析為銅礦體的頭部,推測在深部分支復(fù)合成具規(guī)模的銅礦體。

        與成礦有關(guān)的斑巖體前期勘查尚未揭露,需在今后工作中予以重視。

        5 今后找礦建議

        后山銅礦區(qū)礦床的形成既有火山噴流氣液的作用,也有同生沉積的特征。后期構(gòu)造、變質(zhì)疊加,成礦地質(zhì)條件復(fù)雜,找礦難度加大。今后要加強(qiáng)后山銅礦區(qū)與銅礦峪礦床的綜合對比研究,進(jìn)一步確定巖性、構(gòu)造、地層層序,建立礦床立體找礦勘查模式;積極開展物化探方法試驗,探索應(yīng)用地質(zhì)、物化探綜合剖面方法,確定區(qū)內(nèi)地層-構(gòu)造格架及深部找礦靶區(qū),提高找礦工作部署的科學(xué)性、合理性。

        [1]吳國榮,席增仁. 中條山銅礦峪外圍找礦前景[J]. 有色礦山, 2003,32(4):12-13.

        [2]孫繼源,冀樹楷,真允慶,等. 中條山裂谷銅礦床[M]. 北京: 地質(zhì)出版社, 1995:1-2.

        [3]李兵院,曹國雄. 中條山后山銅礦地球化學(xué)及找礦潛力[J]. 中國地質(zhì),2007, 34(z):165-166.

        [4]范成模,余致信. 中條山前寒武紀(jì)胡家峪—篦子溝型銅礦[M]. 天津:天津科學(xué)技術(shù)出版社, 1997:2-3.

        [5]陳平,陳俊明,李瑞儉. 中條山—塔兒山成礦帶Cu—Fe—Au礦床成礦系列及成礦模式[J]. 華北地質(zhì)礦產(chǎn)雜志,1996,11(3):361-363.

        [6]孫海田,葛朝華. 中條山式熱液噴氣成因銅礦床[M]. 北京:北京科學(xué)技術(shù)出版社, 1990: 83-84.

        [7]張東紅. 銅礦峪礦自然崩落法生產(chǎn)探礦網(wǎng)度研究[J]. 有色礦山, 2003,32(1):22-23.

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