大銅溝銅（金）礦床地質特征及找礦標志探討

黃瑋　仲佳鑫

【摘 要】大銅溝金礦區劃屬北祁連成礦帶之寧夏香山—衛寧北山—固原銅、金、鐵、鉛鋅多金屬成礦帶，銅、金多金屬成礦作用顯著。研究認為：大銅溝（銅）金礦應屬于中低溫熱液—表生改造型金礦床，其形成受地層、巖性、構造控制，主要發生了孔雀石化、褐鐵礦化、硅化，后期經歷了較強烈了的表生氧化林濾作用，對該礦床的形成具有重要意義。

【關鍵詞】大銅溝；銅鋅礦床；找礦條件

1 成礦地質背景

大銅溝銅（金）礦位于中衛市鎮羅鎮北27km的衛寧北山地區，距離照壁山鐵礦西約2km（圖1）。其大地構造位置處于走廊弧后盆地東端的衛寧盆地的北側。東西向構造是區內的主體構造，控制了古生代地層及山體分布。在寧南弧形構造區處于牛首山—大羅山推覆體北西端。

2 礦區地質

2.1 礦區地層

區內僅出露古生界及新生界部分地層，其中古生界地層有，泥盆系上統老君山組，石炭系下統前黑山組，臭牛溝組和石炭系中統土坡組，新生界地層為第四系全新統。

泥盆系上統老君山組：主要分布于礦區西段，呈東西向展布，位于單梁山復式背斜的北段—大銅溝傾伏背斜開闊部位的北翼。與上覆石炭系下統前黑山組下段呈角度不整合接觸，自下而上僅出露第三段—第六段四個巖性段：

（1）第三巖性段：位于礦區西南部，下石炭統前黑山組超覆其上，呈不整合接觸。該段巖性特征上主要由砂、粉砂—泥鈣質碎屑物組成。碎屑物分選性較好，砂粒磨圓度多為次圓狀，巖層構造局部見有波痕及沙紋，單向傾斜的交錯層理，顯示了湖泊三角洲相的沉積特征。

（2）第四巖性段：巖性主要為紫灰、暗紫紅色—中薄層鈣質粉砂巖、泥質粉砂巖夾較多的灰白、灰黃色中層粗—細粒石英砂巖，及少量灰綠色薄層粉砂巖。與下伏第三段為連續沉積，與下石炭統前黑山組呈角度不整合接觸。

（3）第五巖性段：巖性為紫灰色薄層鈣質粉砂巖與淺紫色、灰白色厚—中層粗—細粒石英砂巖夾紫紅色薄層粉砂巖及灰綠色厚—中層泥灰巖；底部為紫灰色厚層狀含礫粗粒石英砂巖。

（4）第六巖性段：巖性為淺紫灰色、淺紫紅色中—薄層狀泥質粉砂巖、細砂巖、粉砂巖夾灰、灰白色中薄層狀灰巖（或透鏡體），灰綠色厚—中層泥灰巖及粉砂質泥巖，與下伏第五段連續沉積。

石炭系：區內石炭系主要發育早石炭世前黑山組，臭牛溝組和晚石炭世土坡組第一段—第三段。

（1）下石炭統前黑山組：該組共分上、下兩段：第一段屬瀉湖相沉積，底部以碳酸鹽巖沉積為主，巖性為淺黃色角礫狀灰巖。淺棕灰、灰色厚—中層狀白云質灰巖、白云質粉晶灰巖；上部灰色、淺紫灰、淺黃色砂質灰巖、結晶灰巖、微晶灰巖夾淺紅色、褐灰色厚—中層狀鈣質泥巖、粉砂巖、細粒石英砂巖、砂礫巖、砂質灰巖透鏡體。與下伏老君山組第六段呈角度不整合接觸。第二段屬氧化條件下的潮坪沉積環境。下部巖性為淺棕、紫灰色厚—中薄層細粒石英砂巖，鈣質泥巖夾褐灰色石英砂巖；上部為灰色、淺紫紅、淺灰黃色頁巖、泥巖、泥質粉砂巖、鈣質粉砂巖，深灰色厚—中層狀粉晶灰巖、泥晶灰巖及砂質灰巖。與下伏第一段呈整合接觸。該段碎屑物主要為泥鈣質和粉砂組成，屬低能環境下的沉積物。

（2）下石炭統臭牛溝組：該組主要以泥質、粉砂質中細粒砂巖為主，從巖性及碎屑物特征看，繼承了前黑山組的沉積環境，屬潮坪沉積。

（3）上石炭統土坡組：該組在礦區僅出露第一段和第二段。分布于單梁山復式背斜北段—大銅溝傾伏背斜的南北兩翼及轉折端部位。含礦巖性主要為石英巖狀砂巖，泥質粉砂巖（或粉砂質泥巖）。該段巖層發育交錯層理，板狀和槽狀交錯層理，小型斜層理，依據化石，主要為植物及海生動物化石，屬淺?！０冻练e。經后期熱液作用，圍巖發生不同程度蝕變，按巖性組合及蝕變程度。

（4）第四系全新統：主要為雜色礫石，細砂等沖積物，位于礦區東北、東南，沿溝谷零星分布。

2.2 構造

大銅溝銅（金）礦區內構造簡單，主要由華力西早期的軸向近東西向的褶皺（單梁子復式背斜北段—大銅溝傾伏背斜）為骨架，并伴有NW-SE、NE-SW和近南北及東西向斷裂。

2.3 脈巖

礦區內巖漿活動微弱，僅見有石英閃長玢巖，脈巖呈東西向展布。其他與熱液有關的石英脈、方解石脈、菱鐵礦脈與成礦關系密切。

3 礦床地質特征

3.1 礦體規模、形態及產狀

大銅溝銅（金）礦分布于大銅溝傾伏背斜轉折端及南北兩翼（圖1），礦體主要以層狀、似層狀產出，受層間斷層破碎帶控制。礦體均賦存于中石炭統土坡組下段第一巖性層，含礦巖石主要為灰白色石英巖狀砂巖及灰綠、灰色粉砂質頁巖（或粉砂質泥巖，局部為粉砂質板巖）。共有Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ3個礦體，Ⅲ號礦體分為2個塊段，即Ⅲ-1、Ⅲ-2塊段。

Ⅰ號銅（金）礦體：位于大銅溝傾伏背斜南翼，總體走向呈北東—南西向展布，呈似層狀產出。長320.00m，真厚度1.27m，產狀：傾向135°、傾角66°。西段隨地層倒轉而變化，礦體產狀變為350°∠65°，地表出露呈一狹長條帶狀沿山脊分布，傾斜延深40.00m，最低標高1348.00m，西高東低。

Ⅱ號銅（金）礦體：位于大銅溝傾伏背斜南翼轉折端，沿F3逆斷層呈NE-SW向展布，并受斷層破碎帶控制，礦體長80.00m，真厚度2.00，產狀：傾向300°-310°、傾角50°-70°。呈脈狀、透鏡狀產出，主要發育石英脈型銅礦（化），地表出露呈長條狀，傾斜延深40.00m，最低標高1335.00m。

圖1 大銅溝礦區地質簡圖（據寧夏有色金屬地質勘察院，2006年修改）

Ⅱ號銅（金）礦體：位于大銅溝傾伏背斜南翼轉折端，沿F3逆斷層呈NE—SW向展布，并受斷層破碎帶控制，礦體長80.00m，真厚度2.00，產狀：傾向300°-310°、傾角50°-70°。呈脈狀、透鏡狀產出，主要發育石英脈型銅礦（化），地表出露呈長條狀，傾斜延深40.00m，最低標高1335.00m。

Ⅲ號銅（金）礦體：位于大銅溝傾伏背斜北翼及轉折端，呈似層狀產出。長540m，真厚度3.13。在背斜轉折端，礦體平面形態呈一不規則“弧”型，轉折突起端向東向深部側伏，傾斜延深192.80M，傾向35°-80°、傾角45°-55°。南端受F3逆斷層控制，呈透鏡狀產出，傾斜延深43.00M，產狀：傾向130°、傾角73°。

3.2 礦石類型及結構構造

3.2.1 礦石類型

大銅溝銅（金）礦床，主要分布在氧化帶中。礦石類型為氧化礦石和石英脈型礦石兩種，礦石均不同程度孔雀石化。按照礦石的蝕變特征及礦化原巖類型，可將氧化礦石分為孔雀石化含銅（金）石英砂巖和孔雀石化含銅（金）粉砂質板巖兩種。

孔雀石化含銅（金）石英砂巖：是礦床中主要的銅（金）礦石類型，礦石呈灰白、灰綠、蘭灰色，一般具細脈狀、團塊狀、浸染狀、多孔狀構造，膠結、砂質、假象、放射狀及包含結構。礦石大多發生強烈的孔雀石化、碳酸鹽化、高嶺土化，同時伴有硅化、褐鐵礦化。礦石礦物以孔雀石、藍銅礦、針鐵礦為主，偶見輝銅礦、黃銅礦、斑銅礦，總量<1%。

孔雀石化含銅（金）粉砂質板巖：是礦床中的常見類型，礦石呈灰白、灰綠、藍灰色，具團塊狀、多孔狀、蜂窩狀構造，膠結、填隙、變余砂質及假象結構。主要由石英、高嶺土及含量不等的褐鐵礦、方解石組成，礦石普遍硅化、孔雀石化及碳酸鹽化，局部褐鐵礦化和高嶺土化。

孔雀石化含銅（金）石英脈型礦石：這類礦石在Ⅱ號銅（金）礦體中比較常見，一般呈細脈、網脈-浸染狀、碎裂狀構造。礦石礦物以孔雀石和藍銅礦為主，其次有少量的黃銅礦、針鐵礦等。它們沿早期的石英脈裂隙呈星點狀分布。這類礦石在表生風化條件下，則氧化成含銅（金）石英脈型礦石。

3.2.2 礦石結構

膠結結構：碳酸鹽呈膠結物，常膠結褐鐵礦、赤鐵礦、水云母、金紅石等礦物。巖石中硅質膠結物完全重結晶，形成石英砂粒的再生邊，膠結物中的水云母結晶交代石英砂粒呈再生式膠結。

變余砂質結構：細粒石英砂巖、泥巖在區域變質作用下向變質巖過渡的產物。原巖中泥質組分已變成絹云母，石英部分重結晶，但基本保留砂質結構。

填隙結構：孔雀石和針鐵礦往往在一起充填于石英、方解石的裂隙中；絹云母呈鱗片狀集合體沿脈石英裂隙充填并交代脈石英（圖2）。

假象結構：砂、泥巖中的褐鐵礦、針鐵礦呈星點狀分布，但仍保留其原來黃鐵礦的假象。

放射狀結構：長柱狀孔雀石呈放射狀集合體分布。

3.2.3 礦石構造

團塊狀構造：針鐵礦、孔雀石、藍銅礦等呈幾厘米不等的團塊，這些團塊多呈蜂窩狀、粉末狀及鱗片狀。

多孔狀、蜂窩狀構造：礦石經風化淋濾后，硅質膠結物殘留下來，鈣質及金屬物質流失，形成多孔狀；有些則形成蜂窩狀團塊。

細脈狀—網脈狀構造：石英砂巖、泥巖（或板巖）發生碎裂，被后來的石英和碳酸鹽礦物充填?？兹甘?、藍銅礦沿石英、方解石脈邊緣分布。

（a）孔雀石礦化沿層間裂隙分布

（b）孔雀石礦化沿石英、方解石脈邊緣分布

圖2 大銅溝孔雀石礦化宏觀地質特征

（寧夏有色金屬地質勘察院，2006年）

浸染狀構造：各種細小的針鐵礦、褐鐵礦、孔雀石、蘭銅礦等浸染于石英砂巖，泥巖（或板巖）層理及裂隙中。

3.3 礦石物質組成

3.3.1 礦石礦物組成

大銅溝銅（金）礦石中金屬礦物主要有褐鐵礦、赤鐵礦、針鐵礦、藍銅礦、赤銅礦，其次為黃鐵礦、輝銅礦、黃銅礦、斑銅礦等；非金屬礦物主要有石英、方解石、白云母、水云母、高嶺石（玉髓）等。

3.3.2 礦石化學組成

礦石的金屬成份含量：Cu0.173-1.15%，Au0.06-0.11g/t，Ag2.15-2.96g/t，Pb6.49-10.80g/t，Zn10.85-16.26g/t。礦石的平均化學成份為：SiO250.95%、CaO1.17%、MgO1.76%、Fe2O37.56%、K2O3.70%、Na2O0.35%、S0.10%（表1）。

表1 礦石化學成分表

注：Au、Ag、Pb、Zn為×10-6，其余為×10-2數據來源寧夏有色金屬地質勘察院，2006年.

3.3.3 礦石品位：Ⅰ號礦體銅平均品位1.03%，Ⅱ號礦體銅平均品位2.56%。Ⅲ-1塊段銅平均品位2.93%。Ⅲ-2塊段銅平均品位3.59%。Ⅲ號礦體銅平均品位3.08%。

3.4 共生礦產組分

在該礦床中，僅有金（Au）在局部地段已達到邊界品位以上。單獨圈出金礦體2個，即ⅡAu、ⅣAu；圈出金礦化體2個，即ⅠAu、ⅢAu。其中ⅠAu、ⅡAu、ⅢAu號金礦（化）體出露地表，ⅣAu號為隱伏礦體。均呈透鏡狀賦存于中石炭統土坡組第一巖性層。

ⅠAu、ⅡAu號金礦體平均品位分別為2.86g/t、1.59g/t，ⅠAu號可達最低工業品位以上，但真厚度為0.66m，為礦化體；ⅡAu號達邊界品位以上，真厚度為0.98m，為礦體，礦體沿走向長度各為50.00m；ⅢAu號礦體平均品位1.44g/t，真厚度0.47m，為礦化體；ⅣAu號礦體平均品位1.20g/t，達邊界品位以上，真厚度1.33m，為隱伏礦體，沿走向推測長度50.00m。

3.5 圍巖蝕變

大銅溝（銅）金礦圍巖蝕變較普遍，含礦圍巖多具孔雀石化、褐鐵礦化、硅化、碳酸鹽化，局部伴有絹云母化?？兹甘歪樿F礦往往在一起充填在砂粒間隙及石英脈的裂隙中，可能由斑銅礦或黃銅礦氧化而成，后期碳酸鹽化，絹云母化往往伴隨褐鐵礦化，孔雀石化及銅礦（化）。

3.5.1 硅化

廣泛分布于砂巖中，主要表現為巖石中穿插的石英脈及硅質膠結物重結晶，形成石英砂礫再生邊。硅化石英大多呈它形粒狀，多被方解石等交代。

3.5.2 碳酸鹽化

分布廣泛，主要見于砂巖、粉砂巖及泥巖中，蝕變礦物主要為方解石，呈細脈狀沿巖石節理裂隙充填，常交代絹云母，有時也沿石英脈裂隙充填或穿插石英脈。

3.5.3 褐鐵礦化

主要分布在層間構造破碎帶中，多呈蜂窩狀、膠狀及皮殼狀集合體，有的呈黃鐵礦假象。在硅化石英砂巖中，褐鐵礦呈微細浸染狀分布。

3.5.4 絹云母化

與碳酸鹽化、褐鐵礦化相伴生，一般呈細小鱗片狀或鱗片狀集合體，沿脈石英裂隙充填并交代脈石英。

3.5.5 孔雀石化

與成礦關系最為密切，主要分布在氧化帶內，孔雀石化越強，礦化越好?？兹甘?、蘭銅礦多以薄膜狀，浸染狀沿層理及裂隙充填，局部呈斑點狀沿裂隙或砂粒間隙充填。

4 成礦階段及礦床成因探討

大銅溝銅（金）礦床，規模相對較小，礦化范圍局限，礦體均賦存于上石炭統土坡組下部層位，具有明顯的層間破碎帶控制特征。根據礦床巖石組合、礦石結構構造、礦物共生關系以及蝕變特征綜合分析，該礦床可能屬于中低溫熱液作用和表生氧化作用所成。但根據地質資料，目前尚未在礦區發現巖漿巖體，因此對成礦熱液和成礦熱動力來源還需進一步研究。

5 控礦條件及找礦標志

5.1 控礦條件

地層控礦：大銅溝銅（金）礦體均賦存于上石炭統土坡組下段第一巖性層，與下伏下石炭統臭牛溝組呈平行不整合接觸。

構造控礦：礦化體賦存于大銅溝傾伏背斜轉折端及南北兩翼，礦（化）體呈層狀，似層狀和脈狀產出，受層間斷層破碎帶控制。含礦（化）體沿同一層位呈帶狀分布，從區域分布看，自大銅溝向北西新照壁山、中和洛、西里洞子梁向西呈東西向延伸。

5.2 找礦標志

地層標志：大銅溝礦（金）礦均產出于上石炭統土坡組的灰白、灰綠色、藍灰色巖層中，屬于氧化-還原環境下的沉積，相同地層是區域上的找礦標志。

巖性標志：大銅溝銅（金）礦均賦存于上石炭統土坡組下段第一巖性層中，礦化層巖性為灰白色厚—中層石英巖狀砂巖，灰綠、灰褐色薄層狀中—薄層狀細粒石英砂巖（夾薄層粉砂巖），灰綠、灰色薄層狀泥質粉砂巖。

礦化標志：礦化層普遍見有不同程度的孔雀石化、硅化、碳酸鹽化、褐鐵礦化?？兹甘菂^域上的找礦標志。

構造標志：礦（化）體產出于大銅溝背斜南北兩翼及轉折端，礦化強弱與層間斷裂、節理及裂隙關系十分密切。內部構造越發育者，礦化越好?？勺鳛檎业V的直接標志。

【參考文獻】

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[責任編輯：王楠]