任錫 張建華 達(dá)瑞

（甘肅省地質(zhì)礦產(chǎn)勘查開發(fā)局第四地質(zhì)礦產(chǎn)勘查院,甘肅 酒泉 735000）

1 概述

白山堂銅礦地處塔里木陸塊區(qū),敦煌陸塊,柳園裂谷東部[1],位于敦煌鐵-銅-鎳-金-銀-鎢-銻-鉛-鋅-砷-錳-釩-鈾-磷-芒硝礦集區(qū)-小獨(dú)山-白山堂鎢-金(銀)-銅(鉛-鋅)-鐵-鈦-鈮鉭-鎂-鉻-稀土-芒硝-煤-紅柱石-螢石-滑石-長石成礦亞帶。區(qū)域內(nèi)已發(fā)現(xiàn)礦床較多,礦種較為豐富,金屬礦主要有銅礦、磁鐵礦、鉛鋅礦、金礦等；非金屬礦主要有脈石英礦、螢石礦、石英巖礦、煤礦等。金屬礦均為熱液型礦床,呈脈狀、透鏡狀產(chǎn)出,主要受NNW 向壓扭性斷裂及NNE 向張性斷裂控制。其中白山堂銅礦為區(qū)內(nèi)最大的金屬礦床,銅礦體發(fā)育于NNE 向張性斷裂（F1）構(gòu)造帶內(nèi),與華力西期巖漿侵入相關(guān),是本區(qū)內(nèi)較為典型的受構(gòu)造控制的巖漿期后熱液型礦床[1]。

2 地質(zhì)背景

2.1 區(qū)域地質(zhì)

區(qū)域內(nèi)出露地層為太古宇-古元古界、中元古界、新生界。按巖性特征可分為：敦煌巖群片麻巖、片巖及大理巖夾石英巖,古硐井群碎屑巖、泥質(zhì)巖及火山巖,平頭山組火山巖、砂質(zhì)板巖、大理巖,雙堡塘組碎屑巖、碳酸鹽巖,赤金堡組礫巖、雜砂巖、砂質(zhì)泥巖,第四系礫石、砂、砂土等。區(qū)域上大的褶皺構(gòu)造為王許黑山復(fù)背斜,白山堂復(fù)背斜[1]。區(qū)域斷裂較發(fā)育,主要分NNW 向和NNE 向兩組,其中NNW 向斷裂為區(qū)內(nèi)主要斷裂,多為壓扭性；NNE 向斷裂多為張性,是主斷裂NNW向斷裂的次級(jí)斷裂。巖漿活動(dòng)以華力西期為主,侵入活動(dòng)多期次,從基性巖到酸性巖均有分布。

2.2 礦床地質(zhì)

礦區(qū)內(nèi)出露地層主要為長城系古硐井群、石炭系紅柳園組、白堊系赤金堡組及第四系[1]。其中石炭系紅柳園組分布在礦區(qū)北東側(cè),為一套酸性火山巖,以流紋巖為主,與該礦床的形成不論空間上還是成因上均有一定關(guān)系。礦區(qū)內(nèi)中酸性侵入巖、火山巖較發(fā)育,屬華力西期巖漿旋回產(chǎn)物。礦區(qū)為王許黑山倒轉(zhuǎn)復(fù)背斜南翼,總體呈倒轉(zhuǎn)的單斜產(chǎn)出,斷裂構(gòu)造主要有NNE向、NNW 向、NE 向。其中NNE 向斷裂對(duì)銅礦體的分布及規(guī)模具控制作用,其它方向的2 組斷裂對(duì)礦體及圍巖具一定的破壞性。出露脈巖主要有花崗斑巖脈、鈉質(zhì)花崗巖脈、石英脈、閃長巖脈等。圍巖蝕變主要有:硅化、黃鐵礦化[1]、次生石英巖化(C3)、青盤巖化(C1、C2)(圖1)。

圖1 白山堂銅礦一礦帶地質(zhì)簡圖

2.2.1 黃鐵礦化娟云石英片巖帶（C1）：以絹云石英片巖為主,處于最外帶,保有原片巖外貌,沿裂隙面或?qū)永锩婵梢娛ⅰⅫS鐵礦等細(xì)脈,但不連續(xù)。此帶較寬,與片巖沒有截然的分界,但在地表可以顯示淡黃褐色,與未蝕變灰黑色片巖區(qū)別。

2.2.2 綠泥絹云石英片巖帶(C2)：以綠泥石石英片巖為主,原巖片理不清,綠泥石化、綠簾石化蝕變強(qiáng)烈,蝕變礦物多沿裂隙面呈面狀或團(tuán)塊狀分布,蝕變巖石普遍呈暗綠色。由于后期構(gòu)造作用,綠泥石常呈易剝開的彎曲鏡面。同時(shí)還有硅化、碳酸鹽化,局部沿裂隙見有透鏡狀工業(yè)銅礦體充填。

2.2.3 硅化帶（次生石英巖C3）：以石英巖和石英片巖為主,緊靠接觸帶或沿裂隙構(gòu)造呈條帶狀、透鏡狀出現(xiàn),蝕變帶寬度數(shù)米至數(shù)十米不等。金屬硫化物以黃銅礦、磁黃鐵礦、黃鐵礦為主,地表呈紅褐色并有蜂窩狀金屬硫化物的流失孔。

3 礦體特征

白山堂銅礦一礦帶內(nèi)共圈定礦體118 條,其中銅礦體72條、鉛礦體39 條、銅鉛礦體5 條[1]、鉛鋅礦體2 條。

銅礦體出露于1 線至14 線之間,在14 線南北印支期花崗巖截?cái)?。? 條礦體出露地表,63 條礦體為鉆孔發(fā)現(xiàn),為盲礦體。礦體走向長28m-1125m,傾斜長13m-710m,平均厚度1.00m-8.80m,平均品位0.31%-4.77%,礦體整體走向20°,傾向南東,傾角上緩下陡,多為55°-65°,深部礦體走向以20°為主,傾向南東,為陡傾,傾角一般在65°。礦體多賦存于次生石英巖中,上盤一般為流紋巖或流紋斑巖,下盤巖性一般為黃鐵礦化絹云石英片巖。主礦體的厚度變化系數(shù)分布于52.09%-96.93%間,品位變化系數(shù)分布于54.79%-109.78%間,礦體總體變化較穩(wěn)定。礦體中含有有益有用組分較為豐富,種類較多,有Ag、Au、Co、Ga、S、Pb。對(duì)礦體影響較大的構(gòu)造,主要有斷層F1、F12 和F13,其中F1 多見于礦體下盤,為控礦、容礦構(gòu)造,F12 和F13 均對(duì)礦體有破壞作用。鉛礦體分布于4 線至13 線之間,地表僅有Pb34 礦體出露,其余38 條礦體為鉆孔發(fā)現(xiàn),為盲礦體。礦體走向長50m-300m,傾斜長27m-290m,平均厚度1.02m-17.16m,平均品位0.30%-6.35%,礦體整體走向20°,傾向南東,傾角65°左右。鉛礦體主要賦存于次生石英巖和黃鐵礦化絹云石英片巖中發(fā)育的構(gòu)造裂隙內(nèi),一般呈透鏡狀或脈狀。礦體中含有有益有用組分主要有Ga、Ag、Cu。斷層F12 和F13 對(duì)礦體有破壞作用。

銅鉛礦體均為盲礦體。礦體走向長50m-425m,傾斜長69m-230m,平均厚度1.2m-11.51m,Cu 平均品位0.53%-1.1%,Pb 平均品位0.71%-3.32%。礦體整體走向20°,傾向南東,傾角55°-65°。銅鉛礦體主要賦存于次生石英巖和綠泥石英片巖中發(fā)育的構(gòu)造裂隙內(nèi),礦體形態(tài)以透鏡狀為主。礦體厚度、品位變化系數(shù)較小,變化較穩(wěn)定。礦體中含有有益有用組分有Ga、Ag、Co、S。

鉛鋅礦體為盲礦體。礦體走向長50m-100m,傾斜長38m-97m,平均厚度1.52m-1.53m,Pb 平均品位0.55%-1.69%,Zn 平均品位1.48%-3.58%。礦體整體走向20°,傾向南東,傾角42°-43°,礦體賦存于絹云石英片巖中。

4 礦石質(zhì)量

礦石以硫化礦為主,主要金屬礦物以黃銅礦、黃鐵礦為主,方鉛礦、閃鋅礦次之,局部地段礦石中可見及少量赤鐵礦、磁鐵礦、毒砂等。其中,黃銅礦以不規(guī)則脈狀,有時(shí)呈膠結(jié)物狀,不均勻充填于雌黃鐵礦裂隙中或裂隙交匯處,或半嵌于磁黃鐵礦邊緣（圖2、3）,其細(xì)脈可穿插交代磁鐵礦、早期黃鐵礦、早期毒砂,包裹閃鋅礦,但被晚期毒砂、黃鐵礦、方鉛礦穿插。礦石結(jié)構(gòu)以結(jié)晶結(jié)構(gòu)為主,又廣泛發(fā)育交代（熔蝕）結(jié)構(gòu)、固溶體分解結(jié)構(gòu)和少量變質(zhì)結(jié)構(gòu)[2]。礦石構(gòu)造以細(xì)脈浸染狀為主,稠密浸染狀、團(tuán)塊狀次之(圖4、5)。礦石中有用組分主要為Cu, 主要來源于黃銅礦等,礦床平均品位Cu 為0.96%。銅礦石中有益組分有Ga、Ag、Au、Co、S、Pb 六種,平均品位Ga:0.0018%,Au:0.168×10-6,Co:0.04%,S:5.05%,Ag:11.16×10-6,Pb:0.558%。鉛礦石中有益組分有Ga、Ag、Cu 三種, 平均品位Ga:0.0089%,Cu:0.144%,Ag:27.625×10-6。銅鉛礦石中有益組分有Ga、Co、Ag、S 四種,平均品位Ga:0.001%,Co:0.025%,Ag:44.15×10-6,S:3.02%。主要有害組分為氧化鎂、珅、鋅,平均含量分別為1.49%、0.09%、0.06%。各有害組分含量均小,對(duì)選冶基本沒有危害。

圖2 黃銅礦半嵌于雌黃鐵礦邊緣

圖3 黃銅礦不均勻充填于裂隙中

圖4 細(xì)脈浸染狀銅礦石

圖5 稠密浸染狀銅礦石

5 礦床成因及成礦條件

5.1 礦床成因

早期形成的NNE 向斷裂帶控制了華力西期火山巖巖漿的分布,礦區(qū)內(nèi)分布的流紋巖、流紋斑巖、流紋質(zhì)熔結(jié)凝灰?guī)r等空間分布均為NNE 向,而地層走向?yàn)镹NW 向,證明了早期NNE 向斷裂構(gòu)造是先于火山巖存在的?；鹕綆r巖漿在沿NNE 向斷裂上侵噴發(fā)的過程中,由于熱接觸作用,古硐井群碎屑巖發(fā)生淺變質(zhì),形成絹云石英片巖,同時(shí)沿裂隙面及層理面發(fā)育綠簾石化及綠泥石化。由于流紋巖與古硐井群碎屑巖兩種巖石能干性不一,在后期構(gòu)造力的作用下,沿接觸部位發(fā)生張裂,即控礦、容礦構(gòu)造（F1）形成,此階段受構(gòu)造和巖體控制的容礦空間已形成。在深部巖漿及構(gòu)造作用下,有巖漿分異形成的含礦熱液形成,當(dāng)大量的含礦熱液在其內(nèi)壓力作用下順NNE 向斷裂（F1）上侵,位于上盤的流紋巖及流紋斑巖巖石致密且堅(jiān)硬,裂隙不發(fā)育,起到很好的阻擋作用,有利于含礦熱液的沉淀,有用礦物的結(jié)晶析出。斷層下盤的絹云石英片巖層理及裂隙發(fā)育,早期含礦熱液迅速上升,并與之交代,形成黃鐵礦化娟云石英片巖帶（C1）。此帶較寬,與片巖沒有截然的分界,但由于早期熱液的充填交代,裂隙等消失,形成礦體下盤的遮擋層。大量的含礦熱液不斷上涌,并于前期形成的黃鐵礦化娟云石英片巖帶（C1）不斷交代,圍巖中大量的綠泥石、綠簾石出現(xiàn),形成綠泥絹云石英片巖帶(C2)。伴隨著溫度壓力及揮發(fā)分改變,含礦熱液中富硅成分不斷析出,形成寬度數(shù)米至數(shù)十米不等的次生石英巖帶（C3）。與此同時(shí),大量的金屬硫化物依次析出,形成了脈石礦物以石英為主的浸染狀及細(xì)脈浸染型礦石,進(jìn)而富集成工業(yè)礦體[2]。

礦體主要呈脈狀產(chǎn)于次生石英巖中,連續(xù)性較好,明顯受構(gòu)造及地層層位控制,后期熱液疊加蝕變,成礦物質(zhì)富集作用明顯。因此認(rèn)為白山堂銅礦成因上屬受NNE 向構(gòu)造控制,變質(zhì)作用明顯與火山活動(dòng)有關(guān)的巖漿期后熱液型礦床。依據(jù)如下：

（1）銅礦體主要呈脈狀賦存于長城系古硐井群（ChG）與石炭系紅柳園組（Ch）接觸帶附近的次生石英巖中。

（2）礦體多呈脈狀,穩(wěn)定地賦存在NNE 向斷裂帶中。次要礦體也呈透鏡狀按NNE 向裂隙呈有規(guī)律的分布。

（3）礦物的生成具順序性,礦石結(jié)構(gòu)以結(jié)晶結(jié)構(gòu)為主。

（4）根據(jù)主要金屬礦物黃銅礦與方鉛礦的穿插關(guān)系,很容易辨別大多方鉛礦的形成晚于早期黃銅礦、磁黃鐵礦的形成,屬后期含礦熱液的疊加。

5.2 成礦條件

根據(jù)礦床成因分析,白山堂銅礦成礦條件主要有：

（1）區(qū)域性NNW 向構(gòu)造是本區(qū)巖漿活動(dòng)和主要金屬礦產(chǎn)形成的前提條件,NNE 向斷裂對(duì)銅礦體的分布及規(guī)模具控制作用。

（2）礦體的形成與石炭系陸相火山活動(dòng)及其產(chǎn)物中酸性火山巖-次火山巖（流紋巖-流紋斑巖）有關(guān)。礦體主要賦存于與其接觸的圍巖中,而且一般說來礦體規(guī)模與巖體規(guī)模成正比。

（3）含礦熱液中富硅成分不斷析出,形成的次生石英巖帶（C3）,對(duì)金屬硫化物的析出起到促進(jìn)作用。

因此,白山堂銅礦成礦條件以構(gòu)造控制條件為主而又與巖漿熱液等其他條件相關(guān)聯(lián)。