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甘肃省肃北蒙古族自治县香毛山北铜及多金属矿矿床地质特征及矿床成因分析

更新时间:2016-07-05

甘肃省肃北蒙古族自治县香毛山北铜及多金属矿矿床位于甘肃省玉门市昌马乡南侧30km处,隶属于肃北蒙古族自治县石包城乡管辖。矿区一带地质调查始于本世纪60年代初,早期矿产普查工作集中在80年代后期到90年代。甘肃省地质局第二区域地质测量队在昌马一带近开展了1:20万区域地质调查工作,甘肃地矿局物探队完成1:20万昌马幅化探分散流扫面,并对部分矿点和异常进行了检查。甘肃省地矿局酒泉地质矿产调查队,在区内开展了昌马、西湖、红柳峡、旱峡、鸭儿峡五幅1:5万区调查。运用新理论、新方法对调查区地层、岩浆岩、构造等进行了全面系统的划分及研究,同时获得了一批相当有价值的地学数据。确定了刘口峡铁矿、香毛山铜矿、香毛山铁矿、锅底坑铬矿等铁矿、铬矿。

香毛山北铜及多金属矿位于昌马-九个泉加里东期铜、金成矿带内。昌马-九个泉加里东期铜、金成矿带位于甘肃北祁连加里东金、铜、铅锌、铬、铁、钨成矿带内[1-3],矿床(点)颇多,目前已发现的主要矿种有铜、铁、金、铅锌等。本文重点对香毛山北铜及多金属矿进行了成矿地质背景、矿床地质特征及矿床成因的分析,为北祁连加里东金、铜、铅锌、铬、铁、钨成矿带[4]及邻区进一步找矿提供一些新的资料。

1 成矿地质背景

研究区(图1)位于阿尔金走滑断裂带南侧。按板块构造单元划分隶属华北板块祁连山加里东褶皱带北祁连褶皱带西端。属华北地层大区、秦祁昆地层区、祁连-北秦岭地层分区、北祁连地层小区。构造运动主要经历加里东期、华力西期等,以加里东期构造运动在区内影响最深,地层受到强烈挤压,形成紧密褶皱和断裂,并伴有少量超基性、中基性岩浆侵入。

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图1 研究区区域地质简图

1.现代冲洪沙泥砾石层;2.现代冲洪沙疏松泥砾石层;3.洪积半固结碎石层,含卵石砂砾石层;4.白垩系中沟组二段;5.白垩系中沟组一段6.白垩系下沟组;7.二叠系大黄沟组;8.石炭系羊虎沟组;9.奥陶系阴沟群中组;10.奥陶系阴沟群下组;11.寒武系香毛山组;12.寒武系黑茨沟组五段;13.寒武系黑茨沟组四段;14.寒武系黑茨沟组三段;15.寒武系黑茨沟组二段;16.寒武系黑茨沟组一段;17.元古界北大河岩群;18.闪长岩脉;19.辉长岩脉;20.蛇纹岩脉;21.正断层;22.逆断层;23.平移断层;24.推测性质不明断层;25.地质界线;26.研究区范围

区内出露的地层主要有元古界北大河岩群,古生界寒武系黑茨沟组、香毛山组,奥陶系阴沟群、石炭系羊虎沟组、二叠系大黄沟组、中生界白垩系下沟组、中沟组及第四系;区内岩浆活动不甚发育,以超基性岩为主,多呈岩脉、岩墙状产出,与成矿关系较为密切。形成时代为加里东期。香毛山一带已发现的矿产主要有铁矿、铬矿等。主要分布于寒武系、奥陶系中,总体走向呈北西西—南东东向。大多矿(化)点在成因上与超基性岩关系密切,同时亦受北西西—南东东向断裂构造控制。主要矿产有刘口峡铁矿、香毛山铜矿、香毛山铁矿、锅底坑铬矿。

2 矿床地质特征

2.1 矿区地质

矿区(图2)位于塔里木—中朝板块南缘与柴达木板块北缘接合部位之西端,由于经历不同构造层次伸展、压缩、剪切交替的变形机制,形成复杂多样的构造样式和组合。区内地层、构造、零星侵入岩呈北西西—南东东向展布,与区域性构造线方向一致。矿区内地层比较简单,出露的地层主要为寒武系黑茨沟组(∈h)、白垩系新民堡群中沟组(K)及第四系上更新统(Qp3esl)。

图2 香毛山北铜及多金属矿地质图

1.残破积碎石沙土层;2.新民堡群中沟组一岩段;3.寒武系黑茨沟组安山质凝灰岩;4.寒武系黑茨沟组硅质岩;5.寒武系黑茨沟组粉砂质板岩;6.寒武系黑茨沟组千枚岩;7.寒武系黑茨沟组绿泥千枚岩;8.寒武系黑茨沟组大理岩;9.加里东期蛇纹岩;10.花岗闪长岩;11.含铜磁铁矿及编号;12.褐铁矿化;13.孔雀石化;14.地质界线;15.断层及编号

香毛山铜及多金属矿矿石中主元素为铜、铁。经对矿区现有地质资料的分析研究,Cu和Fe共生,Cu、Fe富集规律一样。还伴生有钴、金、银、硫、锌、铅、锡等元素,根据《铜、铅、锌、银、镍、钼矿地质勘查规范》{DZ/T0214-2002}铜矿伴生有用组分评价参考,目前可回收利用的有价值元素有5种,分别是钴、金、银、硫、锌。其中Co含量达0.031%-0.363%,Ag在2.60-11.40×10-6,Au为0.23-2.25×10-6,S为1.28%~33.66%,Zn含量达0.216%-2.27%。由此表明矿区综合找矿前景较好。

白垩系新民堡群中沟组(KZ)主要出露于西南角,面积较小。岩性主要为砖红色砾岩。第四系上更新统(Qp3esl)残坡积碎石沙土层,主要出露于普查区的南部,分布于沟、谷中或低洼处。厚度<5m,主要由碎石、沙土组成。矿区内所见侵入岩仅为超基性岩及少量中酸性岩。超基性岩(φω33a)黄绿—墨绿色,局部见叶蛇纹石化。多蚀变为蛇纹岩,可分为黄绿色和墨绿色两种。前者片理发育,多分布于岩体两侧,矿化附近的蛇纹岩有滑石化现象,岩体边缘夹有磁铁矿的小扁豆体及浸染状黄铜矿,表面多为孔雀石。后者为块状,节理发育,沿节理方解石脉甚多,宽1-2mm,方解石脉有绿色斑点,风化破碎,分布于岩体中部。岩体西宽东窄,呈北西西—南东东向展布。

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2.2 矿体特征

香毛山北铜及多金属矿分布在矿区加里东期侵入岩与寒武系黑茨沟组岩层的接触带中,而寒武系黑茨沟组的绿泥千枚岩、加里东期蛇纹岩内Cu、Pb、Zn、Ni、Sb、Ag、W均具有较高的含量,尤其是Cu的含量为地壳丰度值的2-8倍,为铜矿床的形成提供丰富的物源及热源。

2.3 矿石特征

矿区内矿石按氧化程度不同可分为两种自然类型,即氧化矿石和硫化矿石;氧化矿石主要为孔雀石化绿泥千枚岩型磁铁矿矿石和孔雀石化构造角砾岩型磁铁矿矿石,硫化矿矿石主要为绿泥千枚岩型含铜磁铁矿。

孔雀石化绿泥千枚岩型磁铁矿矿石:具它形晶粒状结构、显微鳞片变晶结构,千枚状构造、块状构造。其矿石的矿物组分由金属矿物和脉石矿物构成,金属矿物主要为磁铁矿、孔雀石,局部可见少量铜蓝。近地表形成褐铁矿及不均匀的黄钾铁矾等次生蚀变矿物;脉石矿物主要为石英、绢云母、绿泥石、方解石等。

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孔雀石化构造角砾岩型磁铁矿矿石:具碎裂结构、它形晶粒状结构、块状构造。其矿石的矿物组分由金属矿物和脉石矿物构成,金属矿物主要为磁铁矿、孔雀石,局部可见少量铜蓝。近地表形成褐铁矿及不均匀的黄钾铁矾等次生蚀变矿物;脉石矿物主要为石英、方解石等。

绿泥千枚岩型含铜磁铁矿:具它形晶粒状结构、显鳞片变晶结构,千枚状构造、浸染状构造、块状构造。其矿石的矿物组分由金属矿物和脉石矿物构成,金属矿物主要为磁铁矿、黄铁矿、黄铜矿,近地表形成褐铁矿及不均匀的黄钾铁矾等次生蚀变矿物;脉石矿物主要为石英、绢云母、绿泥石、方解石等。

矿石的结构主要为他形晶粒状—显微隐晶质结构。矿石的构造主要有网脉浸染状构造、块状构造。

矿石中金属矿物主要有磁铁矿、黄铁矿、黄铜矿。

磁铁矿:呈它形晶粒状结构,在脉石矿物较多区域呈稠密浸染状不均匀分布,绝大多数呈致密集合体分布,单晶粒度0.01~0.1mm,集合体大小约0.2~0.8mm±。

黄铁矿:亮黄白反射色,均质性,一般为他形粒状,粒度大者呈半自形方形,大小多在0.04-0.2mm间,多沿裂隙局部出现或在裂隙交汇处出现,相对磁铁矿生成较晚。

黄铜矿:一般为他形粒状或微脉浸染状,成断续网脉状包围、填隙于黄铁矿中,该黄铜矿的粒度在0.01-0.1mm间,黄铁矿、黄铜矿集中区达到块状构造,整体为浸染状构造。

2.4 围岩蚀变

香毛山北铜及多金属矿的矿体都产于黑茨沟组(∈h)的绿泥千枚岩和蚀变蛇纹岩的接触带及其附近。露头沿走向呈带状断续分布,与围岩整合接触,矿体的顶底板围岩主要为绿泥千枚岩。顶底板围岩具不均匀的碳酸盐化、硅化、褐铁矿化,MnO含量在0.193%~0.183%之间,Fe2O3含量为4.07%~4.40%、CaO含量10.35%~10.83%、Al2O3含量7.28%~8.71%、MgO含量12.55%~15.23%、K2O含量0.468%~0.672%、围岩中有用化学成分含量低,与矿体呈整合接触。

2.5 矿区内共(伴)生矿产综合评价

矿区仅出露黑茨沟组四、五岩段的一部分,为矿区主要地层,地层呈一单斜构造产出,总体走向呈北西西—南东东向,倾向北东,倾角45°~60°。主要岩性为安山质凝灰岩、绿泥石千枚岩、粉砂质板岩夹大理岩、硅质岩。

3 矿床成因

3.1 矿质来源

矿区内铜、铁矿体赋存在寒武系黑茨沟组(∈h)的绿泥千枚岩和蚀变蛇纹岩的接触带及其附近。矿区含矿岩石主要为绿泥千枚岩,局部地段在构造角砾岩也有铜铁矿化。矿区共圈出铜铁矿体9个,矿体长30m-613m,矿体平均厚度在1.53m-4.76m间,TFe平均品位在22.00%-57.41%间,Cu平均品位在0.24%~4.27%间。矿体总体走向北倾,倾角在40°~76°间。

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矿区地层呈北西西—南东东走向,倾向北东,倾角36°~72°,为一单斜地层。断裂构造大致与地层走向同一方向展布。侵入岩亦为北西西—南东东向。因此,构造、岩浆侵入作用严格控制矿体的展布。于CuFe5号矿体南部见一断层F1,断层线与岩层走向近乎一致,断层面倾向北东,倾角60°,上盘为蛇纹岩,下盘为粉砂质板岩。

3.2 侵入岩控矿作用

矿区侵入岩主要为加里东期的超基性岩,呈岩株状侵入于寒武系黑茨沟组地层中,其本身富含挥发性组分及Cu、Fe元素,在其各期次的演化后期形成大量含矿气水热液,沿构造形成通道运移,并发生频繁的交代、叠加作用,为矿床形成提供了丰富的物源及热源。

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3.3 围岩对矿体形成的控制作用

矿区围岩主要为绿泥千枚岩、硅质岩及少量大理岩,其本身Cu含量较高,经区域变质作用和构造挤压作用形成各种裂隙,成为热液活动的通道和矿质沉淀的场所,并与热液发生反应,促进了Cu、Fe等成矿元素的富集作用。又由于围岩物理及化学性质的差异,矿化流体沿裂隙交代和充填,从而形成不规则的脉状及透镜状矿体。

3.4 矿床成因

矿体大多产于超基性岩与围岩的接触带中,超基性岩的侵入使围岩产生大量的裂隙,使其附近变为一个软弱带,为后期矿液的上升提供了良好的通道。同时从矿物的组合、共生关系及结构来看都表明了该矿的生成与超基性岩岩浆源有关的多次热液交代作用有关。矿区铜矿体多呈稀疏侵染状、稠密侵染状分布于各类赋矿岩石的裂隙中。矿体以似层状、透镜状产出,连续性较好,属岩浆期后热液型铜及多金属矿床。

Synonymy and antonymy could also play an important role in cohesion.However,synonymy and antonymy would be more flexible,for example,“asleep”and“wake”can be a pair of synonymy and antonymy.

3.5 找矿标志

1)矿区内地表铁帽及孔雀石、蓝铜矿等矿化地段,为矿区最直接的找矿标志。

2)地表已有的民竉及旧采坑为明显的地貌标志。

3)矿体主要赋存于超基性岩体内部及其与围岩接触带附近,因此矿区内超基性岩与围岩接触带为找矿岩性标志和找矿层位。

4 结论

香毛山北铜及多金属矿受围岩和侵入岩两大因素的控制。寒武系黑茨沟组的绿泥千枚岩、加里东期蛇纹岩是成矿的物源条件,超基性岩的侵入使围岩产生大量的裂隙,使其附近变为一个软弱带,为后期矿液的上升提供了良好的通道,并为矿床形成提供了丰富的物源及热源。

方干有七律《题宝林山禅院》、七绝《题宝林寺禅者壁》。据《雍正浙江通志》越州宝林寺条载:“唐元徽元年,法师惠基于宝林山下建,唐会昌中废,乾符元年(874)重建,改名应天寺。”[5]6421同时,方干有七律《题应天寺上方兼呈谦上人》,应写于乾符元年方干65岁之后,从其中诗句“势横绿野苍茫外,影落平湖潋滟间”来看,应天寺即宝林山禅院就在镜湖岸边,方干在归隐镜湖前后对应天寺即宝林山禅院进行过多次造访。

参考文献:

[1] 甘肃省地质局区测二队.1:20万昌马幅(J-47-1)区域地质测量报告[R].1970.

[2] 甘肃省地质调查院.1:5万东湾幅(J47E002004)区域地质测量报告[R].2001-2002.

刘成刚,陈世明
《甘肃科技》 2018年第08期
《甘肃科技》2018年第08期文献

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