張建華，徐 艷

（甘肅省地礦局四勘院，甘肅 酒泉 735000）

平頭山井銅多金屬礦位于甘肅北山地區(qū)，位于公婆泉—七一山銅、鉛和稀有金屬成礦帶。本文通過對區(qū)內(nèi)地質(zhì)特征、物化探特征進行分析研究，對今后在該區(qū)域?qū)ふ彝愋偷牡V床提供了找礦思路及理論指導(dǎo)[1]。

1 區(qū)域地質(zhì)概況

區(qū)域大地構(gòu)造位置處于敦煌陸塊，柳園裂谷，區(qū)內(nèi)構(gòu)造復(fù)雜，褶皺重疊，斷層交織，是銅及多金屬礦的成礦有利地區(qū)。

1.1 地層

區(qū)域上出露地層主要為太古宇—古元古界敦煌巖群、長城系古硐井群及薊縣系平頭山組的一套老變質(zhì)巖，地層總體走向呈北東向展布。平頭山井銅多金屬礦賦存于敦煌巖群C巖組內(nèi)發(fā)育的北東向和北北東向構(gòu)造蝕變帶中。

1.2 構(gòu)造

區(qū)域上褶皺構(gòu)造較為發(fā)育。礦區(qū)位于白湖背斜褶皺束內(nèi)，包括有白湖南背斜、平頭山倒轉(zhuǎn)背斜，平頭山倒轉(zhuǎn)背斜位于白湖南背斜的西北翼（見圖1）。

白湖南背斜由敦煌巖群地層組成，呈一向西南傾伏的背斜構(gòu)造，背斜軸向北東東，長約20km。平頭山倒轉(zhuǎn)背斜為一向南東倒轉(zhuǎn)的背斜，軸部由長城系古硐井群的碳酸鹽巖組成，翼部由薊縣系平頭山組組成，軸向為北東，向南西傾伏收斂，南東翼傾角為40°～70°，北西翼在50°～70°間。

斷裂構(gòu)造是區(qū)內(nèi)最重要、分布最廣泛的構(gòu)造形跡。按其走向可分為近EW、 NE、NW向三組，其中以近EW向斷裂為主。

近EW向斷裂構(gòu)成區(qū)域主要構(gòu)造框架，其性質(zhì)以逆沖斷層和平移斷層為主。在營毛沱-平頭山北及西雙鷹山-雙鷹山一帶斷層性質(zhì)屬逆沖斷層，多呈北傾，是控制礦區(qū)地層展布方向的重要斷裂，在平頭山一帶斷層性質(zhì)主要以右行平移斷層為主，斷層兩側(cè)地層發(fā)生位移和錯斷，斷層走向在100°±。

NE向斷裂：該組斷裂以剝離斷層為主要特征，局部地段表現(xiàn)為左行平移斷層。剝離斷層在平面上形態(tài)不規(guī)則，分布于薊縣系平頭山組白云石大理巖與太古宇—古元古界敦煌巖群C巖組的接觸部位，在礦區(qū)內(nèi)呈“幾”字形分布，傾角較緩。

為區(qū)域性主干斷裂，具活動時間長、活動期次多、規(guī)模大的特征，是含礦熱源遷移、沉淀的有利場所。區(qū)內(nèi)銅礦（化）體賦存于剝離斷層下盤方解黑云石英片巖和陽起片巖的構(gòu)造蝕變帶中[2]。

NW向斷裂：其性質(zhì)以左行平移斷層和性質(zhì)不明斷層為主。左行平移斷層位于區(qū)域西南角，斷層兩盤地質(zhì)體有明顯的位移，沿斷層有華力西期花崗巖分布。性質(zhì)不明斷層為控巖構(gòu)造，走向在135°±。

1.3 巖漿巖

區(qū)域上巖漿活動頻繁，出露面積較大，多呈巖基、巖株和巖墻產(chǎn)出。主要為加里東晚期的輝長巖、片麻狀花崗巖，華力西中、晚期的花崗閃長巖、二長花崗巖。區(qū)內(nèi)脈巖也較發(fā)育，主要為輝綠（玢）巖脈、閃長玢巖脈、花崗巖脈、石英脈。華力西期巖漿侵入作用與區(qū)域成礦關(guān)系密切。

圖1 平頭山井銅多金屬礦區(qū)一帶地質(zhì)簡圖

2 礦區(qū)地質(zhì)特征

2.1 礦化地層

礦區(qū)內(nèi)出露地層較簡單，主要為太古宇—古元古界敦煌巖群C巖組（ArPt1DC）、薊縣系平頭山組下巖段（Jxp1）及第四系全新統(tǒng)沖洪積砂礫石（Qhapl）。

礦區(qū)銅礦化分布于太古宇—古元古界敦煌巖群C巖組（ArPt1DC）。該組地層與薊縣系平頭山組呈斷層接觸，主要出露在礦區(qū)中南部，巖性以中深變質(zhì)的細碎屑巖及大理巖為主。根據(jù)其沉積建造特點、接觸關(guān)系及巖性組合特征，在礦區(qū)內(nèi)可劃分為下、中、上三個巖段。

圖2 平頭山井銅多金屬礦區(qū)綜合地質(zhì)圖

中巖段（ArPt1DC2）。地層展布方向NE—SW向，東側(cè)厚，西側(cè)薄，最大厚度417m。地層傾向NW，傾角45°～60°。巖性以石英巖為主，局部夾有薄層黑云石英片巖。

上巖段（ArPt1DC3）。出露于礦區(qū)中部敦煌巖群與薊縣系平頭山組接觸部位。地層傾向NW，傾角45°～80°，局部受斷層作用影響，傾角較緩，在30°～40°之間，地層厚度364m。巖性主要有方解黑云石英片巖夾薄層大理巖、陽起片巖、角閃片巖。其中大理巖以50cm～1m的薄層出露于方解黑云石英片巖之中，呈現(xiàn)較好的韻律性，為該巖段區(qū)別于其他巖段的標志層。Cu1、Cu2、Cu3號礦體賦存于該巖段的方解黑云石英片巖中，Cu6號礦體即賦存于該巖段的陽起片巖中。

2.2 含礦斷裂構(gòu)造

礦區(qū)內(nèi)構(gòu)造形態(tài)主要表現(xiàn)為斷裂構(gòu)造，早期構(gòu)造以NW—SE、NE—SW向平移斷層為主，晚期在伸展環(huán)境下，主要構(gòu)造表現(xiàn)形式是剝離斷層，剝離斷層控制著區(qū)內(nèi)敦煌巖群的展布，同時也控制著含礦地層的展布。

F1斷層分布于薊縣系平頭山組白云石大理巖與太古宇—古元古界敦煌巖群C巖組的接觸部位，該斷層在平面上形態(tài)不規(guī)則，在礦區(qū)中部基本呈“幾”字形（見圖2），總體走向240°，傾角較緩，為低角度正斷層（剝離斷層），是礦區(qū)內(nèi)最主要的斷裂構(gòu)造。區(qū)內(nèi)銅礦（化）體賦存于剝離斷層下盤方解黑云石英片巖和陽起片巖的構(gòu)造裂隙中。F4、F5、F6、F9、F10、F11、F12均為F1的次級小斷裂，這些斷層控制著區(qū)內(nèi)銅礦化體的空間展布，次級斷裂規(guī)模不大，延長75m～215m，傾向290～325°，傾角45°～60°。

2.3 圍巖蝕變

礦區(qū)多次構(gòu)造均伴隨著熱液活動。在多期次熱液的影響下，形成了多種多樣的蝕變礦物和礦物組合。主要的蝕變類型有碳酸鹽化、硅化、綠泥石化、纖閃石化等，其中與銅礦化有關(guān)的蝕變?yōu)楣杌?、碳酸鹽化。其特征簡述如下：

碳酸鹽化：碳酸鹽化主要發(fā)育于Cu1、Cu2號礦體圍巖中，地表較弱，向深部呈網(wǎng)脈狀分布于巖石裂隙中，局部呈條帶狀分布于方解黑云石英片巖中。

硅化：在方解黑云石英片巖、陽起片巖中普遍發(fā)育，多沿構(gòu)造裂隙充填，呈網(wǎng)脈狀、團塊狀石英出現(xiàn)，團塊狀石英中常含有孔雀石、黃銅礦、磁黃鐵礦等，往往硅化強的部位銅品位較高。

纖閃石化：多發(fā)育在陽起片巖中，呈纖維狀、放射狀集合體分布于陽起片巖的片理面上，在近地表較強，向深部減弱或消失。

綠泥石化：多發(fā)育在黑云母石英片巖和陽起片巖中，綠泥石呈細小纖維狀集合體定向-弱定向分布。

3 激電異常特征

3.1 物性特征

根據(jù)區(qū)域物性資料及巖礦石物性測定，礦區(qū)內(nèi)銅礦石視極化率最高，ηs在7.0%～16.0%之間，視電阻率相對較低，ρs在186～840Ω·m之間；方解黑云石英片巖和陽起片巖為含礦圍巖,ηs在5.0%～8.0%之間，在局部地段金屬硫化物富集，黃鐵礦含量增高、銅含量隨之增高，引起“高極化低電阻”異常；白云石大理巖ηs在2.2%～6.0%之間，其物性參數(shù)特征見表1。

表1 平頭山井銅多金屬礦區(qū)巖礦石電性參數(shù)一覽表

3.2 異常特征

礦區(qū)內(nèi)通過激電中梯剖面測量，共圈定激電異常4處，其中M1、M2、M3為礦致異常。

（1）M1異常。M1異常位于Ⅰ礦段中部，異常軸向方位約60°，長約400m，寬50m～100m，異常呈“高極化低電阻”特征。視極化率一般為7%～11%，最高可達14.3%；視電阻率一般為400Ω·m～1000Ω·m，最低為231Ω·m左右。異常中心地表出露巖性以方解黑云石英片巖為主，深部30m以下巖性為黃鐵礦化黃銅礦化方解黑云石英片巖。

（2）M2異常。位于Ⅱ礦段西側(cè)。 “高極化低電阻”異常沿25°方位呈等軸狀展布。異常寬約70m～280m，長約500m。極化率一般為6.5%～9%，495/03測點極化率最大值15.6%，視電阻率一般為1000Ω·m以下。

（3）M3異常。位于Ⅱ礦段東側(cè)，M1異常的南側(cè)、M2號異常東側(cè)。異常呈長橢圓狀，軸向方位約10°，長約380m，寬180m，異常呈“高極化低電阻”特征。異常中心出露巖性為黑云母石英片巖、陽起片巖。該異常區(qū)視極化率一般為7%～11%，視電阻率一般為1000Ω·m以下，整體異常呈“高極化低電阻”特征。局部位置視極化率最高可達11%以上，視電阻率最低降至500Ω·m以下。

4 地球化學(xué)特征

區(qū)內(nèi)元素的空間展布特征與區(qū)域構(gòu)造線基本一致，呈近東西向展布。不同的地層層位、地質(zhì)單元和構(gòu)造環(huán)境中各元素的分布背景有明顯的差異，從表2中可以看出，薊縣紀平頭山組大理巖中各元素含量普遍較低，而在敦煌巖群C巖組中含量較高的元素有Cu、Zn、Co、Ag、Bi等，與銅礦體中的伴生元素相對應(yīng)，可表明其與銅礦化及其熱液活動有關(guān)。

Cu富集巖性主要為方解黑云石英片巖，其次為輝綠巖脈和陽起片巖；Zn元素富集特征和Cu元素基本一致，主要在方解黑云石英片巖中富集，其次為陽起片巖和輝綠巖脈；Ag僅在方解黑云石英片巖中較高，Co元素主要富集在輝綠巖脈中，其次為方解黑云石英片巖、黑云石英片巖和陽起片巖；W、Mo、Bi等高溫元素在石英脈中較富集。如表2。

礦區(qū)內(nèi)共圈定9個綜合異常，其中礦致異常為AY-2、AY-4。

（1）AY-2綜合異常。異常區(qū)出露的巖性為敦煌巖群的方解黑云石英片巖、陽起片巖、石英巖。地層整體呈近東西向展布，異常中心部位出露方解黑云石英片巖。

異常呈渾圓狀，面積0.5km2，異常襯度15.82，規(guī)模48.48，元素組合為Bi、Cu、Mo、Au、Ag、Co、Zn、W、Sn，其中Cu、Bi、Ag、Mo、Zn具多級濃度分帶。該異常規(guī)模較大，異常強度高，元素套合性好，由中溫元素Au—Ag—Cu—Zn及高溫元素W—Sn—Bi—Mo—Co組成，顯示出成礦元素的多元性和多期性。該異常與M1激電異常重疊，重疊區(qū)圈出Cu1、Cu2、Cu3號礦體。

（2）AY-4綜合異常。異常區(qū)出露的地層為敦煌巖群C巖組，巖性有方解黑云石英片巖、陽起片巖、石英巖等。異常中心有華力西期二長花崗巖侵入于黑云石英片巖中，巖體周圍發(fā)育多條石英脈。

異常呈葫蘆狀，面積0.34km2，異常襯度4.54，規(guī)模5.6，元素組合為Cu、Bi、Mo、Zn、Ag、Co、W、Sn、Au、As，各元素異常分帶明顯，異常套合較好，尤其Cu、Zn套合特征極為明顯，異常元素中Cu、Zn、Ag異常規(guī)模較大，Cu、Ag異常強度極高，濃集中心中Cu元素最高值7809.19×10-6，Ag元素最高值815×10-9，異常由低溫元素As、中低溫元素組合Cu-Zn-Au-Ag組合及高溫元素W-Sn-Bi-Mo-Co組成，顯示出成礦元素的多元性和多期性。異常地段圈出了Cu4、Cu5、Cu6號3條礦體。

5 礦體地質(zhì)特征

5.1 礦體特征

區(qū)內(nèi)共圈出銅礦體6條，銅礦化體1條。Ⅰ礦段圈出Cu1、Cu2、Cu3號3條銅礦體，銅礦體位于AY2化探異常和M1激電異常重疊區(qū)。礦體長度45m～160m，厚 1.01m～1.60m，Cu品 位 0.28%～1.64%， 傾 向300°～310°，傾角50°左右。礦體賦存巖性均為灰黑色方解黑云石英片巖，圍巖蝕變主要為硅化、碳酸鹽化。礦體受層間滑動斷裂控制，在構(gòu)造裂隙中銅礦化較富集，呈塊狀、稠密浸染狀，遠離構(gòu)造裂隙呈稀疏浸染狀，礦體呈薄層狀、透鏡狀產(chǎn)出，控礦構(gòu)造為近東西向。

表2 元素在各地質(zhì)體中的含量一覽表

Cu1：呈薄層狀，礦體長160m，近地表礦體厚度較小，在0.60m～0.80m，平均厚度1.01m，最厚約1.39m；Cu平均品位1.64%，單樣最高可達6.03%。礦體傾向310°，傾角50°，控制最大斜深190m。礦體賦存于方解黑云石英片巖中，金屬礦物主要有孔雀石、黃銅礦、磁黃鐵礦，脈石礦物主要為方解石、石英。

Cu2：薄 層 狀，長160m， 0.60m～1.06m，Cu品 位0.28%～1.40%。傾向310°，傾角50°，鉆孔控制斜深170m。礦體賦存于方解黑云石英片巖中，金屬礦物主要有孔雀石、黃銅礦、黃鐵礦，脈石礦物主要為方解石、石英、黑云母。

Cu3：透鏡狀，長約45m，礦體厚度1.60m，Cu平均品位0.32%，礦體傾向310°，傾角52°。礦體賦存于方解黑云石英片巖中，金屬礦物主要有孔雀石、黃銅礦、黃鐵礦，脈石礦物主要為方解石、石英、黑云母。

Ⅱ礦段圈出Cu4、Cu5、Cu6號3條銅礦體和1條銅礦化體，銅礦（化）體位于AY4化探異常和M2、M3激電異常重疊區(qū)。礦體長度60m～175m，厚0.78m～2.10m，Cu品位0.33%～1%，礦體傾向280°～300°，傾角45°～50°。賦礦巖性均為灰綠色陽起片巖，圍巖發(fā)育較強的硅化、纖閃石化等蝕變。礦體受斷層控制，在構(gòu)造裂隙中銅礦化較富集，地表礦化主要表現(xiàn)為孔雀石，孔雀石呈薄膜狀不均勻分布于陽起片巖裂隙面上。

Cu4：透鏡狀，長約60m，厚度1.16m，Cu平均品位0.33%。礦體走向15°，傾向北西，傾角50°，礦體賦存于陽起片巖的構(gòu)造裂隙中，金屬礦物主要有孔雀石、黃銅礦、黃鐵礦，脈石礦物主要為陽起石、石英。

Cu5：透鏡狀，礦體長175m，厚度1.01m～4.24m，平均厚度2.10m， Cu品位0.35%～0.40%，平均品位0.36%，礦體走向20°，傾向北西，傾角50°，礦體賦存于構(gòu)造破碎帶中，金屬礦物主要有孔雀石、次為黃銅礦、黃鐵礦，脈石礦物主要為陽起石、石英。

Cu6：礦體長115m，厚度0.54m～1.02m，平均厚度0.78m，Cu品位0.58%～1.79%，平均品位1.00%。礦體走向15°，傾向北西，傾角45°，礦體賦存于陽起片巖中，金屬礦物主要有孔雀石、黃銅礦、磁黃鐵礦，脈石礦物主要為陽起石、石英。

5.2 礦石特征

5.2.1 礦石的礦物成分

（1）金屬礦物

主要金屬礦物有孔雀石、黃銅礦、黃鐵礦，次為磁黃鐵礦，另有少量赤、褐鐵礦。

孔雀石：為主要含銅礦物之一。翠綠色，它形粒狀結(jié)構(gòu)，粒徑0.05mm～0.5mm，呈膠狀集合體存在。

黃銅礦：銅黃色，含量1%～6%，呈他形粒狀，集中者粒狀集合體較大且半包圍黃鐵礦、半填隙于黃鐵礦中，整體粒度在0.01mm～0.5mm±，黃鐵礦和黃銅礦集中區(qū)達到次塊狀構(gòu)造，整體為網(wǎng)脈浸染狀構(gòu)造。

黃鐵礦：淺銅黃色，含量8%～25%±，呈他形晶—半自形晶粒狀結(jié)構(gòu)，粒度細小者呈他形晶粒狀—質(zhì)密不規(guī)則狀集合體，單晶粒度約0.06mm～0.3mm±，沿裂隙充填呈斷續(xù)枝脈狀。

磁黃鐵礦：為暗銅黃色帶紅，含量5%～10%，呈他形粒狀，很少見到自形晶，主要浸染狀充填于石英脈中，集中者粒狀集合體較大且破裂、破碎明顯，整體粒度在0.1mm～0.7mm±。

（2）脈石礦物

主要脈石礦物有石英、方解石、黑云母，次為陽起石、絹云母。石英呈斷續(xù)微脈狀或小團塊狀，含量35%～40%，主要由他形粒狀-近等軸粒狀石英鑲嵌充填，粒度0.1mm～1.0mm±。5.2.2 礦石的結(jié)構(gòu)構(gòu)造

（1）礦石的結(jié)構(gòu)

礦石的結(jié)構(gòu)以它形粒狀結(jié)構(gòu)、半自形粒狀結(jié)構(gòu)為主。

它形粒狀結(jié)構(gòu)：磁黃鐵礦、黃銅礦呈它形粒狀不規(guī)則集合體分布，黃鐵礦少量呈它形粒狀。

半自形粒狀結(jié)構(gòu)：多數(shù)黃鐵礦呈半自形粒狀，方形、直邊，沿早期脈巖破裂裂隙斷續(xù)填充呈微脈—細脈狀，單晶粒度約0.1mm～0.2×0.5mm。

（2）礦石構(gòu)造

礦石主要呈枝脈狀、網(wǎng)脈浸染狀和微脈浸染狀構(gòu)造。

枝脈狀構(gòu)造中黃銅礦、黃鐵礦等呈它形粒狀沿破裂隙填充呈斷續(xù)枝脈狀，脈寬約0.2mm～4mm±，單晶破裂、破碎明顯；礦石礦物顆粒較細。

網(wǎng)脈浸染狀構(gòu)造中黃銅礦、黃鐵礦呈星散狀分布在方解黑云石英片巖中，靠近塊狀礦石部位呈稠密浸染狀分布，遠離部位逐漸過渡為稀疏浸染狀分布，且具定向性排列（見圖1）。

微脈浸染狀構(gòu)造中磁黃鐵礦和黃銅礦呈他形不規(guī)則粒狀，沿不均勻破裂裂隙或裂隙交匯處充填，呈不均勻斷續(xù)分布，黃銅礦在磁黃鐵礦邊緣出現(xiàn)，比磁黃鐵礦生成較晚（見圖2）。

圖1 網(wǎng)脈浸染狀方解黑云石英片巖型黃銅礦礦石

圖2 微脈浸染狀陽起片巖型黃銅礦礦石

（3）巖礦石的化學(xué)成分

銅礦體中伴生的有用組分為金、銀、鈷、鋅，金平均品位最高為0.25×10-6，銀平均品位最高為21.38×10-6，鈷平均品位最高為0.011%，鋅平均品位最高為0.77%。銅礦石中以Al2O3、CaO、FeO、K2O、SiO2、MgO含量較高，F(xiàn)e2O3、Na2O、MnO、TiO2含量較低為特征。

6 控礦因素及找礦標志

6.1 控礦因素

（1）地層巖性

銅礦體賦存于敦煌巖群C巖組的方解黑云石英片巖和陽起片巖中，從地球化學(xué)特征來看，方解黑云石英片巖和陽起片巖之中Cu、Zn、Co等元素含量比其他地質(zhì)體中含量高出數(shù)倍，亦與銅礦體中的伴生元素相對應(yīng)，為銅礦床的形成提供了豐富的物源。

（2）斷裂構(gòu)造

區(qū)內(nèi)的銅礦體賦存于剝離斷層的次級斷裂中，這種斷裂是含礦氣水熱液自地殼深部乃至上地幔物質(zhì)遷移的良好通道，深部的成礦流體及被活化的富硅含礦熱液沿裂隙上升、運移，并與圍巖發(fā)生充填、交代等作用，使其中的硫化物富集成礦，為銅礦地形成提供了儲存、富集空間，因此剝離斷層及附近的次級斷裂為區(qū)內(nèi)最具控礦意義的構(gòu)造。

（3）巖漿活動

Cu、Zn、Co元素在輝綠巖脈中較富集，輝綠巖脈為金屬礦產(chǎn)的形成提供了一定的熱源、物源。礦區(qū)東南部有華力西中期及加里東期的二長花崗巖、片麻狀花崗巖大面積侵入于敦煌巖群地層中，分析地球化學(xué)特征，巖體中各元素含量不高，巖體為礦床的形成僅提供了熱源。

6.2 找礦標志

（1）巖性標志：礦體主要賦存于敦煌巖群C巖組的方解黑云石英片巖和陽起片巖中，因此方解黑云石英片巖和陽起片巖出露地段為該區(qū)主要的找礦靶區(qū)。

（2）構(gòu)造標志：剝離斷層附近的次級滑動裂隙是區(qū)內(nèi)銅礦儲存、富集的有利部位。

（3）礦化標志：地表有孔雀石、銅藍、褐鐵礦等明顯次生礦物的地段，是尋找銅礦的有利地段。

（4）物化探標志：區(qū)內(nèi)視極化率大于8%的高值地段和圈定的化探異常地段是尋找銅多金屬礦的重要靶區(qū)，尤其是物化探異常重合地段最為有利。

7 結(jié)語

通過對區(qū)內(nèi)地層、巖體、構(gòu)造及礦化蝕變、物化探特征的研究，認為敦煌巖群C巖組的方解黑云石英片巖和陽起片巖為含礦母體，加里東晚期、華里西中期的侵入巖是各類含礦熱液活動的熱源，賦礦巖層因受剝離斷層作用的擠壓，強烈變形，形成次級斷裂構(gòu)造，為深部含礦熱液提供了良好的運移通道，并在有利的空間場所富集形成銅礦體。