田磊 河南省有色金屬地質(zhì)礦產(chǎn)局第二地質(zhì)大隊(duì)，河南 鄭州 450016

河南省魯山縣罐溝銅礦地質(zhì)特征及其成因初探

田磊 河南省有色金屬地質(zhì)礦產(chǎn)局第二地質(zhì)大隊(duì)，河南 鄭州 450016

罐溝銅礦位于河南魯山縣，大地構(gòu)造位置屬于中朝準(zhǔn)地臺(tái)南緣，產(chǎn)于中元古界熊耳群下段的構(gòu)造破碎帶中，礦體產(chǎn)出受構(gòu)造帶控制。圍巖蝕變類型有硅化、綠泥石化、黃銅礦化、黃鐵礦化等，其中與銅礦化密切相關(guān)有黃銅礦化、黃鐵礦化（褐鐵礦化）等。礦床成因類型應(yīng)屬中溫?zé)嵋旱V床。在找礦的過程中應(yīng)對(duì)區(qū)域性的斷裂破碎帶進(jìn)行研究。硅化、綠泥石化、孔雀石化、黃銅礦化等圍巖蝕變是最有利的成礦蝕變標(biāo)志。

銅礦;地質(zhì)特征;成因 ;找礦標(biāo)志

1 找礦地質(zhì)背景

罐溝銅礦床位于中朝準(zhǔn)地臺(tái)南緣，華熊臺(tái)緣拗陷，崤山～魯山拱褶斷束，地層區(qū)劃屬華北地層區(qū)豫西分區(qū)澠池～確山小區(qū)。區(qū)域構(gòu)造線方向呈北西～南東向。

2 礦區(qū)地質(zhì)特征

罐溝銅礦區(qū)出露地層主要為太古宙的太華群水底溝組和雪花溝組，中元古代熊耳群以及分布在河谷的新生界第四系（圖1），富礦地層主要為中元古代熊耳群下段（Pt2xn2）。其中水底溝組（Ar2s）巖性可分為片麻巖和大理巖兩大類。片麻巖類包括：含石墨黑云二長片麻巖、含石墨透閃二長片麻巖、含石墨角閃二長片麻巖等。大理巖類包括：含石墨透輝石大理巖、透閃石化大理巖、蛇紋石化大理巖、含石墨大理巖、大理巖等。雪花溝組（Ar2x）主要巖性為黑云斜長片麻巖，局部為角閃斜長條帶狀混合巖，出露厚度大于500m。熊耳群下段（Pt2xn2）：主要巖性有杏仁狀安山巖、大斑多斑安山巖、輝石玄武安山巖、玄武巖夾英安巖，底部為杏仁狀安山巖。

太華群和熊耳群地層總體表現(xiàn)為向南西開闊的傾伏向斜構(gòu)造，區(qū)內(nèi)斷裂構(gòu)造較為發(fā)育（圖1）。其中主要斷裂為F1、F2、F3、F4。F1構(gòu)造帶，走向0°～10°，長約300m，寬約1～5m，一般小于3m；F2構(gòu)造帶，走向230°～280°，傾角約50°～70°，長約700m，寬約1～3m，一般小于2m；F3構(gòu)造帶，走向260°～320°，長約800m，寬約1～4m，一般小于3m，傾角約53°～80°；F4構(gòu)造帶，走向約250°，長約350m，寬約3m，傾角約56°～83°。需要指出的是，這些斷裂構(gòu)造普遍含銅，該組構(gòu)造帶多為礦區(qū)的主要含銅構(gòu)造帶。

區(qū)內(nèi)無巖漿巖出露。礦區(qū)礦化蝕變帶主要沿?cái)嗔褬?gòu)造帶及其頂、底板呈脈狀分布，主要蝕變類型有硅化、綠泥石化、黃銅礦化、次為黃鐵礦化（褐鐵礦化）等，局部見有孔雀石。與礦化關(guān)系密切密切的蝕變有黃銅礦化、黃鐵礦化、孔雀石化。

前人研究表明，水底溝組石墨矽線片麻巖中獲得最年輕的碎屑鋯石SHRIMPU-Pb年齡為2250～2310Ma，變質(zhì)鋯石年齡為（1840±70）Ma，侵入于雪花溝巖組的石榴鉀長花崗片麻巖中獲得鋯石SHRIMPU-Pb年齡為（2146±20）Ma，變質(zhì)鋯石年齡為（1870±10）Ma（楊長秀，2008）。另外，近年來，通過SHRIMP和LA-ICP-MS鋯石U-Pb定年法對(duì)熊耳群形成時(shí)代的研究表明其形成于古元古代（1800～1750Ma）（Zhao et al.,2004； Peng et al.,2008； He et al.,2009）。由此可見，太華群和熊耳群的形成時(shí)代厘定為新太古代-古元古代之間。

3 礦床地質(zhì)特征

3.1 含礦構(gòu)造帶

圖1 河南省魯山縣罐溝銅礦區(qū)地質(zhì)圖

罐溝銅礦床屬于石英脈型銅礦，礦體形態(tài)、產(chǎn)狀嚴(yán)格受含銅構(gòu)造帶控制，礦體厚度較穩(wěn)定。含礦構(gòu)造帶主要呈南北、東西向展布，其次是北北西向，主要含礦構(gòu)造帶特征。

3.2 礦體特征

礦化體賦存于北東向石英脈中，在區(qū)內(nèi)共發(fā)現(xiàn)大小含礦構(gòu)造蝕變帶4條：F1、F2、F3及F4。礦帶總長2500m左右，向西南少部分延出勘查區(qū)外，從地表揭露含銅石英復(fù)脈呈斷續(xù)出露，局部富集。礦體規(guī)模較小，出露長度在70～230m之間，厚度1～3m之間，品位中等（0.5～2.15%），礦石類型分為含銅石英脈型和含銅、鉛鋅石英脈型兩種。圍巖蝕變以硅化為主。

礦體賦存于中元古界熊耳群下段杏仁狀安山巖、大斑多斑安山巖、輝石玄武安山巖、玄武巖夾英安巖的構(gòu)造破碎帶中，屬于石英脈型銅礦。礦體形態(tài)、產(chǎn)狀嚴(yán)格受含銅構(gòu)造帶控制，主要呈南北、東西向展布，其次是北北西向，厚度較穩(wěn)定，銅礦體規(guī)模小，形態(tài)呈小脈狀（圖2）。

F1-Ⅰ礦體：賦存在F1含銅構(gòu)造帶中，走向長210m，垂向延深158m。產(chǎn)狀263°～282°∠50°～77°。礦體水平厚度1.85～3.70m，平均厚2.32m，主要由石英組成，石英呈細(xì)脈狀和團(tuán)塊狀，礦化較好，有黃銅礦化、黃鐵礦化、孔雀石化。礦體中單樣品位極值為0.42～4.06%，礦體平均品位為1.48%。

F3-Ⅰ礦體：礦體走向長200m，垂向延深88m。產(chǎn)狀2°～5°∠55°～63°。礦體水平厚度極值1.86～2.02m，平均水平厚度1.97m，由石英和少量蝕變巖組成，石英呈脈狀、團(tuán)塊狀。礦化有黃銅礦化、黃鐵礦化、孔雀石化、硅化。礦體中單樣銅品位極值為0.51～1.99%，礦體平均品位0.81%。

F4-Ⅰ礦體：礦體走向長150m，垂向延深134m。產(chǎn)狀345°∠61°。礦體水平厚度極值1.01～2.48m，平均水平厚度2.29m，主要由石英和蝕變巖組成，礦化好，有黃銅礦化，黃鐵礦化，孔雀石化，硅化較強(qiáng)。礦體中單樣銅品位極值為0.58～3.88%，礦體平均品位 1.52%。

3.3 礦體圍巖及夾石

罐溝銅礦礦體的底板、頂板及夾石從巖性講，存在許多相似的特征，全部為熊耳群下段杏仁狀安山巖。圍巖蝕變一般較弱，以硅化、綠泥石化為主，蝕變中疊加有黃銅礦化、黃鐵礦化、孔雀石化，為工業(yè)礦體產(chǎn)出部位。區(qū)內(nèi)礦體受破碎帶蝕變巖控制，為薄脈狀礦體，無夾石和天窗出現(xiàn)。

3.4 礦石質(zhì)量

根據(jù)礦石的礦物含量、礦物共生組合、物相特征等，礦石類型分為含銅石英脈型和含銅、鉛鋅石英脈型兩種。根據(jù)物相分析結(jié)果可知本區(qū)的礦石類型主要為原生礦石。

礦石結(jié)構(gòu)主要為結(jié)晶粒狀結(jié)構(gòu)、半自形～它形粒狀結(jié)構(gòu)。礦石中黃鐵礦為結(jié)晶粒狀的結(jié)晶程度較好，為半自形－它形粒狀的結(jié)晶程度不好。

礦石構(gòu)造有致密塊狀構(gòu)造、浸染狀構(gòu)造、條帶狀構(gòu)造、蜂窩狀構(gòu)造、角礫狀構(gòu)造。致密塊狀構(gòu)造：黃鐵礦和黃銅礦等金屬礦物呈團(tuán)塊狀、密集分布，一般結(jié)晶不好，品位較富。浸染狀構(gòu)造：金屬礦物顆粒呈浸染狀分布于礦石中，此種礦石銅礦品位一般為中等。條帶狀構(gòu)造：金屬礦物呈條帶狀或細(xì)脈狀分布于礦石中，此種礦石品位一般中等偏下。蜂窩狀構(gòu)造：礦石氧化程度較深，黃鐵礦氧化流失，形成空洞，此種礦石多見于地表。角礫狀構(gòu)造：礦石中有圍巖角礫成分，金屬礦物在角礫間賦存，礦石一般為貧礦。

圖2 魯山縣罐溝銅礦區(qū)某勘探線剖面圖

礦石的礦物組成：根據(jù)巖礦鑒定，本區(qū)銅礦脈屬脈狀銅礦脈，具有熱液疊加改造特征，礦石中礦物成分與圍巖成分具有相近特點(diǎn)。在地表，礦石氧化程度較深，金屬礦物有：黃鐵礦、褐鐵礦、黃銅礦、孔雀石、蘭銅礦、少量斑銅礦、閃鋅礦等，褐鐵礦化較強(qiáng)形成“鐵帽”。非金屬礦物有石英、斜長石、微斜長石、角閃石、輝石，蝕變礦物有高嶺石、綠泥石、黑云母、白云母等。深部礦石氧化程度淺，礦石中非金屬礦物主要有角閃石、輝石、斜長石、石英、正長石、微斜長石等，礦石中黃銅礦結(jié)晶較好，呈正方體，其集合體呈團(tuán)塊狀或侵染狀分布于礦石中。鉛鋅品位大多在0.2%以下，銀品位最高為1.1×10-6，不具綜合利用價(jià)值。

礦石的化學(xué)成分：礦石有用化學(xué)組分主要為Cu，其次有少量Au、Ag、Pb、Zn、Mo、Fe、S等，Cu主要以CuFeS2和Cu2[CO3]2(OH)2及少量自然銅形式存在。

區(qū)內(nèi)參與資源量估算的單工程Cu含量極值為0.42～4.06%，分別見于F1礦體的PD1YM3-cm2和PD1YM4-cm1。礦區(qū)平均品位根據(jù)單樣統(tǒng)計(jì)為1.47%。銅品位大于1%，富礦工程在F1礦脈中有13個(gè)，占見礦工程（27個(gè)）的48%；在F3礦脈中有1個(gè)，占見礦工程（7個(gè)）的14%，在F4礦脈中有3個(gè)，占見礦工程（4個(gè)）的75%。貧礦、富礦的分布無一定規(guī)律性。根據(jù)區(qū)內(nèi)探礦工程樣品的基本分析（表1）和組合分析，銅礦石伴生有用組分Au、Ag、Pb、Zn、Fe、S等含量較低，達(dá)不到綜合利用的價(jià)值。

4 礦床成因及找礦標(biāo)志

4.1 礦床成因

（1）控礦因素

①根據(jù)區(qū)域資料，熊耳群下段相對(duì)于區(qū)域地質(zhì)背景值Cu元素有初步富集的趨勢(shì)，對(duì)Cu成礦有利。

②區(qū)域性斷裂椿樹岈～西十二畝地?cái)嗔芽刂屏算~礦床（點(diǎn)）和區(qū)域化探異常的分布，控礦構(gòu)造為一北東向次級(jí)斷裂破碎帶。③銅礦體受到破碎帶控制，破碎帶產(chǎn)狀變化處，特別是由陡變緩處往往是銅礦化最富集的部位。（2）礦床成因

根據(jù)礦床的礦化特征、礦石的結(jié)構(gòu)構(gòu)造、礦物組合及圍巖蝕變等諸多方面礦物共生組合特征，其礦床成因類型應(yīng)屬中溫?zé)嵋旱V床。成礦作用主要表現(xiàn)為構(gòu)造－流體成礦，成礦方式以充填作用為主，成礦流體在長期構(gòu)造活動(dòng)過程中，在破碎帶裂隙，角礫間沉淀形成脈狀礦體。

表1 銅礦組分含量統(tǒng)計(jì)表

4.2 找礦標(biāo)志

本區(qū)的找礦標(biāo)志主要有以下幾點(diǎn)：

（1）地層標(biāo)志：中元古界熊耳群下段安山巖是區(qū)域找礦的地層巖石標(biāo)志。

（2）區(qū)域性北西向椿樹岈～西十二畝地?cái)嗔鸭氨睎|向次級(jí)斷裂破碎帶是控制該區(qū)銅礦床的構(gòu)造標(biāo)志。

（3）圍巖蝕變標(biāo)志：如硅化、綠泥石化、孔雀石化、黃銅礦化等是最有利的成礦蝕變標(biāo)志。

5 結(jié)論

罐溝銅礦床屬于中溫?zé)嵋恒~礦床，嚴(yán)格受區(qū)內(nèi)的構(gòu)造斷裂控制，成礦流體在長期構(gòu)造活動(dòng)過程中，在破碎帶裂隙，角礫間沉淀形成脈狀礦體。在找礦的過程中應(yīng)該對(duì)區(qū)域性的斷裂破碎帶進(jìn)行研究，而諸如硅化、綠泥石化、孔雀石化、黃銅礦化等圍巖蝕變是最有利的成礦蝕變標(biāo)志。

[1]趙太平，翟明國，夏斌，李惠民，張毅星，萬渝生.熊耳群火山巖鋯石SHRIMP年代學(xué)研究：對(duì)華北克拉通蓋層發(fā)育初始時(shí)間的制約.科學(xué)通報(bào).2004,49(22): 2342～2349

[2]楊長秀. 河南魯山地區(qū)早前寒武紀(jì)變質(zhì)巖系的鋯石SHRIMP U-Pb年齡、地球化學(xué)特征及環(huán)境演化[J]. 地質(zhì)通報(bào).2008,27（4）：517～533

[3]河南省有色金屬地質(zhì)礦產(chǎn)局第二地質(zhì)大隊(duì).河南省魯山縣罐溝銅礦詳查報(bào)告.2008

10.3969/j.issn.1001-8972.2011.08.001