陰建定，壽立永

（中國建筑材料工業(yè)地質勘查中心陜西總隊，陜西 西安 710002）

0 引言

陜西省白河縣裴家河銅礦位于南秦嶺邊緣海盆（Nh—T2）—留壩—旬陽晚古生代陸源海盆（S—P）東南緣，屬于鎮(zhèn)安—旬陽華力西期、燕山期Pb-Zn-Au-Hg-Sb成礦亞帶，是趙灣—黃石板鉛鋅金遠景區(qū)的成礦有利地段。區(qū)內廣泛發(fā)育志留系中下統(tǒng)梅子埡組含銅黑色巖系，層位穩(wěn)定（許鋒等，2018）。目前陜西銅礦產地共90多處（齊文和侯滿堂，2005），研究和勘查工作取得了許多重要成果（薛春紀，1997；盧紀英等，2001），如探明1處中型礦床（略陽銅廠），多處小型銅礦床（周至西駱峪、周至東流水、眉縣銅峪、寧強劉家坪等）。陜西銅礦產地雖較多，但具有工業(yè)價值的產地較少，探明的儲量有限，目前仍是陜西省內的急缺礦種之一。區(qū)內銅礦勘查工作始于2002年，相繼發(fā)現(xiàn)了數(shù)個銅礦床，礦床儲量已達到中型，銅礦成礦條件非常有利（涂懷奎，2006）。前人對該區(qū)控礦地質特征及賦存特征方面取得的認識較為一致，但對區(qū)內礦床類型存有爭議，主要有沉積變質型（祁思敬等，1993；王興國和侯滿堂，2008）、沉積變質+熱液改造型（宋小文等，2003）兩種觀點。本文在總結前人基礎上，通過剖面測制、構造-蝕變巖填圖及樣品分析測試等地質礦產勘查手段，闡述了裴家河銅礦床的地質特征，分析了其礦床成因，并總結了成礦規(guī)律，認為區(qū)內銅礦床成因類型為沉積變質+熱液改造型，以期對該區(qū)找礦有所裨益。

1 區(qū)域地質背景

裴家河銅礦位于秦嶺-大別構造帶中部，鎮(zhèn)旬古生代沉積盆地南緣，區(qū)域主要出露早古生代－晚古生代沉積地層，與銅成礦有關的地層為志留系梅子埡組。勘查區(qū)位于漢江復背斜南翼，區(qū)域構造總體呈北西南東向，南羊山大斷裂、羊山復向斜、大嶺-蜀河斷裂（F2）、麻坪河斷裂（F1）、旬陽復背斜組成了該區(qū)的主體構造格架（圖1）。區(qū)域斷裂及褶皺較發(fā)育，主要有脆-韌性剪切帶、褶疊層、流劈理和褶皺等，其中脆-韌性剪切帶是區(qū)內重要的導礦、容礦構造（樊秉紅和楊文思，1991；王北穎等，1991①；何虎軍等，2011②；張俊良等，2013）。

圖1 裴家河—棕溪一帶區(qū)域地質略圖（a）與典型剖面圖（b）

2 礦區(qū)地質概況

勘查區(qū)位于旬陽復背斜南翼，出露下志留統(tǒng)梅子埡組（S1m）地層，巖性主要由淺灰-深灰色粉砂質千枚巖、含炭絹云千枚巖夾灰綠色凝灰質變砂巖、細砂巖條帶組成，根據(jù)巖性組合特征將區(qū)內梅子埡組c段地層（S1mc）分解出4個巖性層，其中第一、三、四層為含礦層，梅子埡組b段地層未分（圖2）。

圖2 裴家河—財神廟一帶地質略圖

該區(qū)域經歷了多期次的構造活動，褶皺、順層發(fā)育的韌-脆性剪切變形帶普遍發(fā)育。勘查區(qū)內圈定了4條與礦化有關的韌性剪切帶，近東西向展布，傾角26°～56°。帶內主要為沿劈理充填的石英脈密集帶，石英脈寬0.01～0.1 m，表面發(fā)育褐鐵礦化。含礦蝕變構造帶主要受韌性剪切帶控制，條帶受南北向應力擠壓、東西向拉張應力與圍巖能干性差異在轉折端形成一系列虛脫空間，石英脈熱液沿應力剪切產生的劈理多期次充填，劈理多與面理小角度斜交，局部平行產出。沿走向和傾斜方向具有波狀起伏特征，呈串珠狀產出，剪切帶兩側受逆沖推覆作用發(fā)育不對稱順層掩臥褶皺，褶皺樞紐劈理面產狀與S2礦化面理相近。傾向上產狀變緩部位有利于成礦。

區(qū)內熱液蝕變較發(fā)育，主要有硅化、絹云母化、綠泥石化、方解石化等。以硅化、綠泥石化、黃鐵礦化與銅礦成礦關系最為密切。熱液蝕變以帶狀（或線狀）為主，一般寬1～3 m。

3 礦床地質特征

3.1 礦體特征

勘查區(qū)共發(fā)現(xiàn)4條近東西向展布的銅礦化帶，在帶內圈定出6個銅礦體（圖3a～b），嚴格受脆-韌性剪切帶控制，呈層狀、似層狀，近東西向展布，各礦體特征見表1。

表1 裴家河礦區(qū)銅礦體特征

3.2 礦石特征

3.2.1 礦石礦物成分

礦石主要礦物成分為黃銅礦（圖4a）、黃鐵礦（圖4b），其次有少量磁黃鐵礦、斑銅礦、閃鋅礦等，次生礦物有褐鐵礦、赤鐵礦、孔雀石等。脈石礦物以石英為主，其次為絹云母、綠泥石、長石、白云石、方解石和少量黃鐵礦等。

3.2.2 礦石結構構造

礦石結構主要有他形粒狀結構、半自形—自形粒狀結構、包含結構和交代穿插結構等，構造主要為浸染狀構造（圖4c）、網脈狀構造（圖4d），脈狀構造等。

圖4 勘查區(qū)銅礦石結構構造鏡下顯微照片

3.2.3 礦石類型

（1）礦石的自然類型

礦石礦物以黃銅礦為主，偶見斑銅礦、輝銅礦，以他形粒狀、自形晶狀粒狀結構為主，浸染狀、塊狀、脈狀構造。按主要礦石礦物確定為黃銅礦石。

（2）礦石的工業(yè)類型

依據(jù)主要有用元素銅的氧化率，礦石的主要工業(yè)類型劃分為原生硫化銅礦石（銅氧化率＜10%）。

4 礦床成因

綜合區(qū)域構造演化背景、成礦物質來源及成礦時代等研究（樊秉紅和楊文思，1991；馮明伸和楊建東，1994；朱華平等，2003；張拴厚等，2013；陳高潮等，2007③），筆者總結建立了白河縣裴家河一帶銅礦成礦模式。

早—中志留世形成的富含同沉積溶液的沉積層向下滲透過程中，淋濾地層中的成礦元素（朱華平和張德全，2004），并將其溶解于其中。下部溫度更高時，成礦元素能更好的溶解，從而形成了鹽度較高的熱水溶液，熱水溶液遇到同沉積斷裂時，由于減壓而向上運移，形成一個對流的循環(huán)體系。來自深部的熱水體系在沿著同生構造活動逐步上涌的過程中，萃取過濾基底富含鈉質的中基性火山巖中的鈉質成分，在其向上運移過程中，由于遇到能使其沉淀的地球化學障而沉淀形成熱水沉積巖，疊加于正常沉積的細碎屑巖、泥質巖及碳酸鹽巖中形成熱水沉積型銅礦。

從海西期開始，揚子板塊向華北板塊靠攏并有局部的接觸和碰撞，到印支—燕山期，主造山期構造運動使得巖石發(fā)生變質變形，形成變質片理、各種構造裂隙及斷裂帶，同時地下熱水從含礦巖系或礦源層中活化、汲取成礦組分，形成含礦流體，在構造的強烈改造作用下，沿著構造裂隙及斷裂帶等進一步富集成礦，形成改造型銅礦床（陳松嶺等，2001；周彬等，2018）。

5 控礦因素分析

5.1 地層巖性

銅礦主要受下志留統(tǒng)梅子亞組（S1m）地層控制，賦礦巖性為絹云母千枚巖、含炭絹云母千枚巖夾灰綠色凝灰質變砂巖、硅質巖（劉淑文等，2005），尤其在千枚巖與粉砂巖等細碎屑巖組合出現(xiàn)、韌脆性轉換界面部位礦化更好。

5.2 斷裂

礦體主要受區(qū)域性斷裂帶特別是同生斷裂帶內，并受區(qū)域性褶皺與次級背向斜軸部發(fā)育的壓扭性和張扭性斷層控制，構造疊加明顯（趙國斌，2005）。在構造轉折端礦體富集，品位較高。

在北東-南西向剪應力作用下，在韌性剪切帶和早期滑脫面交會部位產生滑覆剪切，常發(fā)育透入性順層連續(xù)劈理帶，順層劈理與原始沉積層理以低角度斜交或一致，僅在褶皺軸部或斷層上、下盤發(fā)育與原始沉積層理交角較大的軸面劈理、破劈理。在應力作用下，透入性面理上發(fā)育疊瓦狀褶疊層構造，由于能干性較弱的圍巖順滑脫面遷移，而較強干的礦脈則形成向形構造，或石香腸化旋轉褶皺，形成局部膝折狀礦脈?；撁媸堑V液聚集的良好場所，有利于銅礦的相對富集，所形成的滑脫面型礦體一般厚度較大，品位較高。

5.3 熱液活動

銅礦化與熱液活動密切相關。成礦物質在沉積過程中初步富集后，經過后期構造改造、熱液遷移和再次富集，形成了構造石英脈型的礦石。

深部提供的成礦流體在地熱梯度下向淺地表運移，浸取地層中的銅元素，形成成礦流體。造山運動后形成一系列的大型逆沖推覆構造和剝離斷層，變質流體沿構造斷裂釋放，并在地殼淺層脆性斷裂、順層斷裂破碎帶等有利空間再次富集成礦。

與銅礦有關的蝕變主要有硅化、黃鐵礦化、磁黃鐵礦化、綠泥石化、絹云母化、方解石化。它們發(fā)育于斷裂帶附近，常常相互疊加組合成蝕變帶。其中硅化與銅成礦關系最為密切。

6 找礦方向

區(qū)內累計圈定出銅礦化帶4條，在帶內圈定銅礦體6個，主要為地表槽探揭露和少量平硐、鉆探控制，工作程度整體較低，找礦潛力巨大。

（1）石板皮礦體由地表探槽和淺部平硐控制，礦體出露長100 m，探槽控制礦體厚度1.00 m，品位0.93%。平硐由于坍塌未進行系統(tǒng)采樣，礦體規(guī)模較大，礦石質量好，進一步勘查預計可新增銅金屬資源量。

（2）對見礦鉆孔控制的龍王坡、韓家溝礦體未進行網度控制，其中龍王坡礦體沿傾向控制169 m，韓家溝礦體沿傾向控制322 m，因此需要沿見礦鉆孔走向、傾向進行網度控制，進一步擴大資源量。

（3）前期勘查工作對剩余3條礦體進行了單孔控制，鉆孔雖未見礦，但區(qū)內礦體普遍向南東向傾伏，韓家溝礦體驗證后已發(fā)現(xiàn)兩層礦體，故依然有較大潛力挖掘。

（4）礦區(qū)銅礦體多為隱伏礦體，需要通過巖石構造地球化學測量，采集構造裂隙充填物，礦化蝕變巖、硅質巖脈等含礦介質，確定異常濃度分級后，通過成礦元素襯值累加或累乘比值等值線線狀分布趨勢可以反映區(qū)內構造與地質體的對應情況。這樣不僅可以準確圈定礦致異常，而且可以提取更多的成礦地質信息，推斷礦田、礦區(qū)斷裂構造和隱伏礦體，取得更大的找礦成果。

（5）區(qū)內成礦地質條件與江北鉛鋅礦集區(qū)相同，目前區(qū)內已發(fā)現(xiàn)多層礦體，但與江北發(fā)現(xiàn)的鉛鋅礦體相比，深部找礦仍有很大的找礦空間。

7 結論

裴家河地區(qū)具有極為有利的銅礦成礦地質條件和不同層次的地質異常和物化探異常，成礦潛力巨大，控礦構造標志明顯，通過進一步開展地質工作，該區(qū)可實現(xiàn)銅礦找礦突破。

（1）區(qū)內銅礦體受逆沖推覆構造控制，次級脆-韌性剪切帶控制了礦床的產出，脆-韌性變形轉換帶是銅礦體的賦存地段。

（2）早—中志留紀形成初始礦源層，海西—印支早期中深伸展環(huán)境下，銅初步活化、富集，印支晚—燕山期中等張剪環(huán)境下，形成韌性—脆韌性剪切帶，同時在深部含礦熱液的參與下，含銅流體運移至構造疊加部位及巖性過渡界面富集成礦，形成改造型銅礦床。

（3）區(qū)內礦體以隱伏礦體為主，多層成礦，需開展激電剖面測量、巖石構造地球化學測量及風險鉆探工作，加密工程網度，最終實現(xiàn)資源突破。

致謝野外工作及室內研究得到了劉少峰院長的指導與幫助，評審專家對論文初稿提出了寶貴的修改意見，在此表示衷心的感謝。

注 釋

①王北穎,江育璞,馮明伸,楊建東.1991.陜西省南秦嶺造山帶中部韌性剪切帶的形成、演化及其與金礦成礦關系研究報告[R].陜西省地礦局綜合研究隊.

② 何虎軍,張康,李萬玲.2011.陜西安康市漢陰縣鐵佛—漢濱區(qū)流芳志留系巖金礦帶構造及快速評價勘查方法研究報告[R].西安:長安大學.

③陳高潮,張俊良,王炬川.2007.1∶25萬安康市幅區(qū)域地質調查報告[R].陜西省地質調查院.