陕西省某铜矿床地质特征及成因分析_赵刚

有　色　矿　冶

ＮＯＮ－ＦＥＲＲＯＵＳＭＩＮＩＮＧＡＮＤ　ＭＥＴＡＬＬＵＲＧＹ　　

Ｖｏｌ．２９．№３

Ｊｕｎｅ２０１３　

）文章编号：１００７－９６７Ｘ（２０１３０３－００１０－０４

陕西省某铜矿床地质特征及成因分析

赵　刚，黄明然，韩　建，路　兴，苏贺鹏，王　雷

（）中国有色集团抚顺红透山矿业有限公司，辽宁抚顺１１３３２１

＊

摘　要：矿床以脉状铜矿体为特征，局部见有浸染状铜矿化，很明显它是热液充填交代形成的，从

矿石结构上看，具有交代残余结构，矿物组合上以铜、铅、锌等中低温矿物组合为主，形成主体上在中温范围内，因此它应是中温热液矿床。通过对含矿岩系、构造及矿体的温度，

地质特征进行分析研究，确定了矿床成因。

关键词：地质特征；控矿因素；成因分析中图分类号：Ｐ６１８．４１　　　文献标识码：Ｂ

１　区域地质

陕西省某铜矿床区域构造位于摩天岭褶皱系的北邻东秦岭海西褶东缘与秦岭褶皱带的斜接部位，

南与扬子准地台毗邻。构造单元边界：分别被皱带，

阳）城）深断裂和南部阳（平关）北部略（－褒（－勉（县）深断裂分割。两组断裂构造线分别以ＮＷ－

因而形成ＳＥ，ＳＷ－ＮＥ展布并趋于勉县附近交汇，向东收敛的构造框架。向西撇开，

地层具有层状构造，基底由晚太古－晚元古宙变质火山岩系组成，构成三个较完整的火山旋回，自下而上为：

：太古宇渔洞子组（为绿岩－硅铁建造。ＡｒＹ２）岩性以混合岩化变粒岩、斜长绿泥岩、角闪斜长片岩等组成。

）、）。中元古宇接官亭组（郭家沟组（ＰｔＪＰｔｇ２２盖层分别由震旦系九道拐组碎屑沉积岩和断头岩组化学沉积岩组成。

主要褶皱构造自南向北有：鸡公石向斜；二里坝接官亭向斜；渔洞子背斜等。－铜厂背斜；

区域内断裂构造发育，一般表现为走向断裂，规模大，相对生成时间早，多属韧性剪切滑动或层间走向滑动断裂性质。以糜棱岩带、挤压褶皱带、层间强揉皱带的形式出现。横向断裂除极少数具有区域分布外，一般规模较小，形成较晚。

本区岩浆岩活动在元古宙，主要以火山喷（溢）活动方式为主，形成本区巨厚的火山沉积岩系；而侵入活动则主要出现在加里东－印支期，岩石从超基性－－酸性皆有出露。

２０１２－１１－１９＊收稿日期：

２　矿区地质

矿区地层、构造以及侵入岩特征均显示为以铜厂为中心的复杂古火山构造区。主火山喷发中心位于河口上－－大院子一带。沿火山口侵位的铜厂闪及呈环状分布的钠长岩及钠长斑岩等次火长岩体，

山岩处于中部火山隆起区，南部为火山斜坡，北面陈家坝一带与东部李家嘴、鹿儿山一带构成火山洼地。在此火山机构背景条件下，矿区火山沉积岩相，断裂构造及侵入构造均反映以上火山机构特征。２．１　地　层

矿区出露地层主要为基底火山岩系上部的郭家），分布在中、南部一带。北部和西北角出沟组（Ｐｔｇ），露有其下伏地层接官亭组（和盖层零星分布的ＰｔＪ）。郭家沟组与上、断头崖组（下地层均呈断层接２ｄ触关系。

郭家沟组地层根据岩组特征和接触关系可分为上、中、下三个岩段和八个小层。

２．１．１　下部火山熔岩－－碎屑岩段

（）火山角砾岩层：出露于南部大院子一带，火１山角砾岩呈南凸的半球状。以火山角砾熔岩为主，自下而上，由中粗粒向细粒角砾岩过渡。角砾成份主要为强蚀变长英质中酸性火山熔岩屑，胶结物为细碧质火山熔岩。

（）块状细碧岩层：由绿色块状细碧岩组成，覆２

盖于上述角砾岩之上，分布在矿区南西角火山角砾岩附近。

２．１．２　火山－－沉积过渡岩段

（）细碧岩、角斑质凝灰岩层：岩性以细碧质凝灰１

，作者简介：赵　刚（男，本科，地质工程师，辽宁省抚顺市人，从事矿山地质工作。１９８０—）

第３期　　　　　　　　　　　　赵　刚等：陕西省某铜矿床地质特征及成因分析

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岩、角斑质凝灰岩夹白云岩扁豆体为特征，普遍具有强片理化和碳酸盐化区别于块状熔岩。厚度约６００ｍ；）凝灰岩千枚岩－板岩层：（岩性复杂、相变较２

以凝灰质千枚岩，含砺千枚岩为主，次有泥、钙质大，

板岩、白云岩等，与细碧质凝灰岩、角斑质凝灰岩呈整合接触关系；

（）板岩层：由炭质板岩、含炭板岩、含炭白云３岩、含炭泥灰岩组成，分布广泛且层位稳定，层厚２００余米；

（）铁白云岩层：主要由铁白云岩夹钙质千枚４黄铜矿化，层厚６岩组成。含黄铁矿、０余米。２．１．３　沉积岩段（）灰质白云岩层：岩石呈浅灰色，细粒块状构１分布在张家山、郭家沟、大铁坝一带，与下伏过渡造，

层呈断层或整合接触关系。

（）千枚岩层：岩性为黄色钙质绢云母千枚岩，２

含炭千枚岩夹薄层灰岩，主要分布在矿区南、东部。

接官亭组中上部层位，由一套浅海相火山喷发－沉积的细碧角斑岩建造的岩石组成，按岩性分为火山、熔岩段（含铜锌矿化）中酸性火山碎屑岩段（含铜铅锌、。火山－－沉积过渡岩段（含铅锌矿化）矿化）２．２　构　造２．２．１　褶皱构造

矿区主体褶皱构造区域上属二里坝－－铜厂复式背斜的一部分，矿区范围次级褶皱有：张家山向铜厂背斜、老林沟向斜；红木沟－－赵家山背斜斜、

与次级构造。

（）张家山向斜：轴向延东西，核部地层为厚层１白云岩（与含炭千枚岩，南翼为透闪石化白云Ｐｔｇ）炭质板岩、千枚岩等，北翼因断层影响而出露不岩、

全，地层产状南倾，倾角７左右。０°

（出露于矿区中部，轴向近东西，２）铜厂背斜：

为一两翼均南倾的倒转背斜。核部地层为细碧岩，两翼分别为千枚岩、板岩、铁白云岩。铜厂闪长岩体侵入于该背斜核部，后期由于断层和侵入体影响，褶皱形态不完整。２．２．２　断　裂

区内断裂构造发育，按其走向划分，可分为近东北东向的断裂组、北西向断裂组。西向断裂组、

）近东西向断裂组（：（大多数为走向断裂。１Ｆ１）该组断裂均为压性断层，走向近东西，倾向南，倾角

１２

，舒缓波状。其中有代表的为Ｆ６０°５°Ｆ～８１、１、

３４ＦＦ１、１。

成时间晚于Ｆ是本区另一组重要控矿构造，其１组，

４５６

中ＦＦＦ２、２、２断层附近及由断裂引起的片理化带

中已发现工业铜矿体。

（）该组断层为北西走向的一组斜３Ｆ３断裂组：

形成时间晚于Ｆ是矿区重要的破矿断层，１和Ｆ２组，

２４６其中对矿体影响较大的是Ｆ构造，ＦＦ３、３、３。

２．３　岩浆岩

区内岩浆岩发育，从基性岩至酸性岩类均有出露。（以基性和中酸性为主，岩性简１）火山岩类：单，主要有细碧岩、细碧质凝灰岩、角斑岩、角斑质凝属正常的火灰岩等。时间上从基性到中酸性过渡，山喷发顺序。

（）侵入岩类：以中酸性岩和超基性岩为主，次２

有基性脉岩类。超基性岩类已经完全蛇纹石化，推测原岩为橄榄辉石岩；基性岩类矿区出露比较广泛，矿区各地层中均有产出，以辉长辉绿岩、辉绿岩为除矿区北东方向死娃子沟辉长辉绿岩体规模较主，

大外，一般均为岩脉产出；中酸性岩类出露在矿区中部，与铜矿体有直接的生成关系。呈岩株产出，其长轴呈北东－－南西向，与围岩接触面清晰，呈弯曲岩体北界向南陡倾，南界向北陡倾，西界向东陡状，

整体产状趋于南东倾伏。倾，

３　矿床地质

３．１　矿体地质特征

本次参加储量计算的矿体有１现以Ⅰ－９、２个，Ⅰ－４、Ⅲ－１、Ⅲ－５为例重点描述：

赋存于闪长岩体接触带中，为一半Ⅰ－９矿体：标高４盲矿体。分布在１～１６线之间，００～１２８５ｍ，　

长１延深近９控制深度８由五层７００ｍ，００ｍ，４０ｍ，　

３坑道、２９个钻孔及探槽控制。矿体呈脉状产于Ｆ１

断裂旁侧的闪长岩片理化带内，走向近东西，局部变化为北东向，倾向南，倾角变化于４之间，从５°５°～８倾斜方向看，１２００ｍ标高以上与９００ｍ标高以下　其间倾角较缓，说明矿体产状在延长、延倾角较陡，

深两个方向上均呈舒缓波状。矿体厚度一般在１～最薄处０．最厚５．总的规律是倾３ｍ间，２１ｍ，７６ｍ，

角变缓部位厚度增大。含铜品位一般变化于３％～最低０．最高可达２单脉富铜９％之间，３１５％，０．９％，

矿体与围岩接触界线清楚，局部在富脉的上、下盘有细脉浸染状矿化。矿石中金属矿物主要是黄铜矿，在１矿体边部有少量辉钼矿产出，１１５ｍ标高以上，　为次生富集作用的产物。矿体的上下盘围岩均为石英闪长岩，岩石因构造挤压形成片理化蚀变闪长岩。

（）为北东走向的一组断裂，其形２Ｆ２断裂组：

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围岩蚀变有钾化、碳酸盐化、绢云母化、硅化。

有　色　矿　冶　　　　　　　　　　　　　　　　　　　第２９卷

上部产于炭质板岩与闪长岩接触Ⅰ－４矿体：

带附近或斜长绿帘岩中，下部产于闪长岩中。矿体，倾向南，倾角５在５～６线附走向北东东，０°～６０°近，倾角变缓，故在５线附近矿体厚度增大，品位相对较富。全矿体平均厚度２．０６ｍ，平均品位

浅部地方由１．４７％。矿体在深部以单脉形式产出，于次生富集，在５线附近见有１～２ｍ厚的辉铜矿。赋存于８标高７１矿体：１５线间，００～１３２０Ⅲ－～　

４

矿体主要由若ｍ。Ｆ２断裂两侧的片理化闪长岩中，

脉体与干条富黄铜矿脉体组成。脉体分支复合发育，脉体间距变化在１～４ｍ。横向矿体基本连续，就单个脉而言不连续，一般单个脉长３脉厚１０～５０ｍ，０延深６总体０ｃｍ。全矿体长６７０ｍ，００ｍ左右，～５

走向北东，与片理方向一致，局部与片理小角度斜，倾角６在富脉的两侧，交。矿体倾向南东，０°０°～８常有浸染状贫矿体或矿化体出现。脉体铜品位一般为３％～８％，浸染状矿体一般铜品位在１％以下。矿体局部见有磁铁矿与之伴生，主要围岩为片理化闪长岩，蚀变类型有绢云母化、硅化、碳酸盐化。

４

赋存于Ｆ０线～２０线Ⅲ－５矿体：２断层以南１

之间，标高６长１延深５３０～１２００ｍ，０５０ｍ，８０ｍ，　　

／；／，／；高为１银１～１最高为５镍２．２ｇｔ０ｇｔ０ｇｔ

最高为０．钴０．０．０２％～０．２％之间，３１６％；００１％～最高为０．０．０２％之间，０３１％。然而这些有益伴生整体上来看，金、银、镍、钴、与铜组份分布很不均匀，都不相关。３．３矿石矿物组份

组成矿石的主要金属矿物以黄铜矿为主，其次为黄铁矿。共生矿物有闪锌矿、方铅矿、紫硫镍铁矿、辉砷镍矿、辉钴矿、辉钼矿、自然金等。（１）黄铜矿：一般为他形不等粒集合体或致密块状、稠密浸染斑杂状集合体。局部呈断续条纹状，部分于脉石状、

矿物粒间浸染，矿物含量在１５％～３０％之间。（２）黄铁矿：他形不规则状，于黄铜矿边缘，或被黄铜矿含量１％～８％。（他形细粒，于黄包裹，３）闪锌矿：铜矿中及其边缘，并被交代、溶蚀。多产于富铜矿石）镍钴矿物：含量０．有含镍黄铁矿、内，５％左右。（４紫硫镍铁矿、辉钴矿等。他形－半自形，细粒，大部分见于黄铜矿中散部，或于脉石中，或黄铜矿边缘，）辉铜矿：含量１％～２％。（于黄铜矿边缘，为黄铜５

矿次生，主要分布于Ⅰ－４号矿体上部。（６）自然呈粒状或丝状，粒径０．金或银金矿：００３～０．０１见于黄铁矿、黄铜矿晶间或裂隙间，矿石中分ｍｍ，

布极不均匀。３．４　矿石组构

矿石的结构、构造比较简单，富矿一般多以压碎交代残余结构为主；常见构造为角砾状构造、结构、

块状构造，贫矿以细脉浸染状构造或细粒浸染状构造为主。

３．５　变质作用及蚀变特征

矿区出露的岩石均不同程度地受到变质作用，（）区域变质作用及变质岩：从而形成各类变质岩：１矿区火山岩原岩建造为基性－中酸性细碧角斑岩系列，经区域变质作用后，形成板岩千枚岩及绿片岩，总之变质岩石及变质矿物组合仍属低级区域变质作）热接触变质作用及变质岩：用程度。（热接触变２质作用主要与铜厂闪长岩体的侵入活动有关，沿岩均程度不同地发育着热接触体北缘及北西缘周边，

变质岩，形成接触变质晕，变质晕与岩体接触界线因变质岩石不同而异，北西部多为港湾状，北部及北东）动力变质作用及变质岩：部平缓。（矿区断裂构３在构造变动时，有动力变质作用发生，常见造发育，

的动力变质岩主要有片理化闪长岩、糜棱岩，局部在断裂带中还见有少量绿泥石片岩。

在上述三种变质作用下，矿区围岩蚀变主要有

有多个石英方解石铜矿脉组成。走向北东，倾向南倾角６左右，矿体与围岩界线清晰，两侧无浸东，０°染状铜矿化。矿体厚度０．比较稳定，单１～０．５ｍ，品位３％～８％，直接围岩为石个脉体长５０ｍ左右，英闪长岩，蚀变主要为绿泥石化。３．２　矿石类型及化学成份

矿区矿体大多为盲矿体和半盲矿体，水文条件地形较陡，地表水流失快，地表岩石剥蚀一般，简单，

对矿体影响不大，未形成流失带，仅在片理化强的地如Ⅰ－９矿体上部和Ⅲ－１矿方有部分迁移和氧化，

体１个别矿体如：２００ｍ标高以上有少量氧化矿，　Ⅰ地下水容－４矿体上部由于矿体产在炭质板岩中，

易保留，地表风化作用较为强烈，浅部硫化物容易风化流失，故在１在１２００ｍ标高以上矿体变贫，２００　　矿体局部有次生富集，见有１ｍ左０００ｍ标高，～１　

右厚的辉铜矿富脉。从全矿床来看，氧化矿很少的。根据物相成果，结合野外观察，矿区存在两种矿石类型，一种是原生硫化铜矿石，约占８另一种５％左右，约占１是混合矿石，３％左右。

矿石中有用组份主要是铜，伴生有益组份有：、、、ＡｕＡＮｉＣｏ等。全矿床铜平均品位为１．９７％，ｇ

／最高为２金品位变化于０．最０．９％；０８～１ｇｔ之间，

第３期　　　　　　　　　　　　赵　刚等：陕西省某铜矿床地质特征及成因分析

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绿泥石化、硅化、碳酸盐化、绿帘石化、黄铁矿化。３．６　控矿因素

（）稳定硫同位素组成：据黄铜矿及黄铁矿硫１同位素分析结果可以说明硫同位素组成的一致性；据几种不同类型铁铜矿床硫同位素的组成进行对比，铜厂矿区塔式效应明显，与地壳硫源相区别，应，属混合硫源，即属地幔硫＋地壳硫（混合硫源）可与长江中下游磁铁矿床、煎茶岭镍矿等硫源对比，所以认为铜矿体及围岩内的硫源应是混合硫源，即岩浆期后热液活动带来的深部均一硫混染了一部分围岩从而形成的混合硫。或海水中的重硫，

（）铜矿物质的来源：矿区各类岩石中铜的丰２度值较高，矿石中伴生较富的镍等组份，矿化区内铜说明矿化与基性火山岩有一定镍异常常伴生出现，

联系。细碧岩中角闪石变质前含铜为１．蚀变３２％，为绿泥石后含铜０．９６％。均说明黄铜矿中的硫源推测矿区的细碧岩是铜与细碧岩的硫源是一致的，矿的矿源层之一。

矿区闪长岩体铜的丰度值为８高于地球０ｐｍ，ｐ闪长岩，安山岩克拉克值２倍，铜厂闪长岩中的角闪蚀变为绿泥石后铜含量为石变质前含铜１．９７％，这说明岩石中有一部分铜在变质过程中被０．８７％，析高出来，因而推测铜厂闪长岩为铜矿矿源岩之二。

铜的来源之三是岩浆后热期。由于形成铜厂闪长岩的岩浆本身富含铜，随着岩浆的分异、挥发份、水分必然越来越多，逐渐形成热液，有用物质也向热液集中，构成含矿溶液。

（）构造对成矿的控制作用：矿区断裂十分发３

３育，而以ＦＦ１组和Ｆ２组断裂对成矿影响最大，１断４层控制了Ⅰ－９铜矿体产出，ＦＤ１２６１１断裂带在Ｐ４坑内也见到脉状矿（化）体；Ⅲ－１矿体受Ｆ２断层

产状变化大，其旁侧有较宽的挤压片理化带和羽裂。在构造陡缓变换部位成矿更为有利，铜矿的富矿体和厚大部位就产在陡缓变换的较缓部位上。

４　成因分析

矿床大多以脉状铜矿为特征，在脉状铜矿体的两侧，局部见有浸染状铜矿化。很明显它是热液充填交代形成的；从矿石结构上看，具有交代残余结构，矿物组合上以铜、铅、锌等中低温矿物组合为主，，形成温度，主体上在中温范围（因此它３００℃左右）铜的来源主应是中温热液矿床。硫源是混合硫源，

要是岩浆期后热液，并粹取了部分围岩中的铜，加以富集改造。为此，根据矿区地质特征及硫同位素特可以分为一阶段：在火上喷发沉积阶段，成矿物征，

质呈分散状态存在于岩石中，形成初始矿源层；二阶即后来闪长岩浆沿火山管道侵入，由于岩浆分异段：

后期形成了富含挥发份和矿物质的岩浆期后作用，

热液，很明显这种热液缺硫。当构造变动发生，产生了一系列断裂，含矿热液沿断裂层运移，在板岩与白

２

云岩接触部位即Ｆ之后，含１断层带中形成了铁矿，

铜石英方解石脉形成。在矿体中见少量含铜石英方解石脉穿插就是证明；三阶段：随着构造变动进一步发生，同时产生一些高温的动力变质热液，这些变质热液在运移过程中粹取了围岩中的硫和铜元素。动力变质热液与岩浆期后残余热液混合，形成了新含他彻底改变了原热液的物理化学平衡，使热矿热液，

液中的有用物质呈硫化物形式大量沉积下来，交代胶结原先的含铜石英方解石脉，从而形成铜矿的主体。以后又经过多次变质热液富集改造；四阶段：经在近地表部分地方，形成一些辉钼矿及少表生作用，

量的斑铜矿、孔雀石。综上所述，认为矿床成因类型热液改造型”铜矿床。属“

参考文献：

［］高生民，等．矿床学［北京：地质出版社，１Ｍ］．１９７９．　刘云从，［］结晶学与矿物学［北京：地质出版社，２Ｍ］．２００８．　李胜荣．

控制等。根据矿体的产出状况，可以说Ｆ１组和Ｆ２组断裂均形成于成矿之前，早期断裂活动给矿液的流动和定位提供了通道和容矿空间。且这些控矿断裂均多次活动，属扭性逆断层，断层面呈舒缓波状，

，，，，，ＷＡＮＧＺＨＡＯＧａｎＨＵＡＮＧ　ＭｉｎｒａｎＨＡＮＪｉａｎＬＵ　ＸｉｎＳＵ　ＨｅｅｎＬｅｉ　－　－ｐ　ｇｇｇｇ

［Ｃｈｉｎａ　Ｎｏｎｅｒｒｏｕｓ　Ｍｅｔａｌ　ＭｉｎｉｎＧｒｏｕＦｕｓｈｕｎ　Ｈｏｎｔｏｕｓｈａｎ　ＣＯ．，ＬＴＤ，Ｆｕｓｈｕｎ１１３３２１，Ｃｈｉｎａ］ｆｇ（ｐ）ｇ：ＡｂｓｔｒａｃｔＯｒｅｄｅｏｓｉｔｉｓｃｈａｒａｃｔｅｒｉｚｅｄｂｖｅｉｎｃｏｅｒｏｒｅｂｏｄｄｉｓｅｍｉｎａｔｅｄｃｏｅｒｍｉｎｅｒａｌｉｚａｔｉｏｎｃａｎｂｅｓｅｅｎａｒｔｌ　　　　　　　　　　　　　ｐｙｐｐｙ，ｐｐｐｙ，　

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