篦子沟矿铜床2号矿体地质特征及成因探讨

牛卫红

(山西省晋城市地质工程院，山西晋城 048000)

0 引言

中条山篦子沟铜矿床中的2号矿体是胡篦型矿床中规模最大、矿化最强的矿体，矿体赋存在特定的地层中，并严格受地层的控制。本文通过对2号矿体底部基性侵入岩的研究，发现2号矿体不仅具备胡篦型矿床沉积变质的特征，而且还具有热液矿床的特征。两种地质作用的叠加，使2号矿体在胡篦型矿床中成为矿化最强的矿体。现就其地质特征和成因作一简述。

1 区域地质特征

中条山地区是我国著名的铜矿集中区，也是主要铜矿生产基地之一。铜矿床主要赋存在前寒武系不同地层构造单元之内，矿床类型多样，矿点甚多。已知特大型铜矿床1处，中～大型铜矿床5处，小型铜矿床10余处，矿点及矿化点达数十处。主要类型有铜矿峪型、胡篦型、横岭关型和落家河型四种。胡篦型矿床包括篦子沟、桐木沟、南河沟和老宝滩等矿区(见表1)。

表1 胡篦型主要矿体对比

胡篦型矿床主要分布在古陆边缘裂谷坳陷带，早远古宙中条群正常沉积变质建造之内，集中出露在中条山地区中段胡家峪—上玉坡短轴背斜区。铜矿床产在背斜东南翼中条群篦子沟组黑色片岩建造之内，严格受地层层位控制(见图1)。中条群之下为晚太古宙变超钾质火山岩系，构成短轴背斜核部。

图1 中条山篦子沟铜矿区域地质图

1.1 地层

区域内出现的地层主要是前寒武系的中条群和绛县群。中条群主要为陆源碎屑岩、泥质岩及碳酸盐岩等正常沉积建造，并遭受了低～中级变质作用和改造，形成绿片岩相变质岩。含矿岩系包括中条群的余元下组和篦子沟组(见图2)。

图2 篦子沟矿669中段平面图

余元下组包括钙质云母片岩、黑云石英白云石大理岩、白云石大理岩，篦子沟组包括黑云石英白云石大理岩和黑色片岩。黑云石英白云石大理岩呈褐色、灰褐色，厚层状或条带状构造，花岗变晶结构，为2号矿体主要含矿岩石。

1.2 构造

1.2.1 断层

1)大汉沟断层:走向近于SN，倾向东，倾角40°左右。为平移正断层，断层破碎带厚约20 m。

2)层间断层:走向近于SN，倾向东，倾角30°～50°，对矿体有一定的破坏性，属压扭性断裂。

3)走向 50°～230°的横断层:倾向 130°～320°，倾角 70°左右，属张性断裂，对矿体破坏较大。

4)走向EW向的断层:倾向北，倾角65°～70°，不甚发育。该组断层有的被辉绿岩充填，水平错距15 m左右，属逆断层。

1.2.2 褶皱

整个矿床赋存在胡家峪—上玉坡短轴背斜的东南翼(见图1)，即中条群的余元下组和篦子沟组。余元下组的黑云石英白云石大理岩和篦子沟组的黑色片岩在矿区内重复出现，柔性小褶皱在篦子沟组十分发育。

1.3 岩浆岩

矿区内的岩浆岩主要有两期:一期是前震旦纪的基性火山侵入岩，以岩床状侵入在余元下组的底部。该岩体经区域变质为方柱石黑云母片岩，呈灰黑色，片理发育，以黑云母、方柱石为主，一般含微量黄铜矿或黄铁矿。二期是中条后期西阳河期的辉绿岩，以岩墙状切穿余元下组和篦子沟组各地层。呈灰色，中粒块状，矿物成分以斜长石为主，占50%，次为角闪石，占30%，不含铜矿化。

2 矿体地质特征

2.1 矿体形态

2号矿体为细脉浸染型似层状，走向近于 SN，倾向80°～140°，倾角25°～50°。矿体主要赋存在余元下组地层中，含矿岩石为黑云石英白云石大理岩和黑色片岩。矿体上盘围岩为篦子沟组的黑色片岩，下盘围岩则比较复杂，主要有黑色片岩、钙质云母片岩和方柱石黑云母片岩(见图3)。

图3 2矿带6线剖面图

2号矿体规模较大，其走向延长1 250 m～1 300 m，倾向延伸900 m～1 000 m，平均厚度约30 m。矿体形态比较规则，为似层状缓倾斜。

2.2 矿物成分及构造

矿石中硫化矿物以黄铜矿为主，黄铁矿和磁黄铁矿次之，斑铜矿、辉铜矿、闪锌矿含量稀少。氧化矿物有孔雀石、褐铁矿和蓝铜矿。脉石矿物为石英、白云石、方解石、黑云母等。

矿石的主要构造类型有4种:

1)散点浸染状构造:金属硫化矿物呈细粒散漫分布在岩石中。

2)条带状构造:金属硫化矿物沿岩石的层理断续分布。

3)细脉浸染状构造:金属硫化物细脉沿岩石的片理和微裂隙分布，呈不均匀浸染状分布于岩石中。这是矿体最主要的矿石构造。

4)团块状构造:金属硫化物呈团块状分布在岩石中，形成富矿脉。

2.3 矿化特征

2号矿体矿化较强，含铜平均品位达1.66%，但矿化不均匀，品位变化系数较大，属于不规则变化。

从平面上看，矿体上盘矿化较弱，下盘矿化较强。从统计矿区579中段的64条采场数据可以看出，下盘品位明显高于上盘品位(见表2)。单项工程也是如此，如612分段的112电耙道杆，平均品位2.724%，其中上盘品位2.097%，下盘品位3.55%。

表2 579中段上下盘品位对比

从剖面上看，在500 m～600 m标高之间，矿体厚度较大，矿化强，品位高。在600 m以上和500 m以下矿化减弱，厚度减小，品位降低，形成一个中间高，两端低的似透镜体(见表3)。

3 篦子沟矿床的成矿机理

3.1 早期原始沉矿阶段

在早元古代古陆边缘的滨海环境中，沉积了富含铜质的陆源碎屑。同时由于海底火山活动频繁，产生大量的火山物质，形成了陆源和火山碎屑的混合沉积，使矿物质得到初步富集。

表3 2号矿体不同中段的形态特征

3.2 基性岩浆岩侵入

在余家山大理岩沉积之后，担山石石英岩沉积之前，钾质基性火山岩以岩床形式侵入到余元下组底部。由于余元下组大理岩岩性活泼，性质坚脆，容易产生裂隙，且其晶粒之间有一定的间隙，于是岩浆热液所携带的铜质就大部分迁移到大理岩中，造成了以脉状矿化为主的热液矿化，使原始矿胚规模变大，品位变富。

3.3 区域变形变质期的改造成矿阶段

在中条群沉积之后，裂谷封闭，随后的褶皱造山(中条运动)变形变质作用及同造山花岗岩的侵位造成的温度场、应变场、静应力场和构造不连续空间为分散的存矿质的再度活化和迁移聚集创造了良好的条件，使已存矿胚和矿源层得到改造、矿化。强烈的区域变质作用，使岩石的矿物成分重新组合，铜质进一步迁移、富集，在有利地段形成具有一定规模的工业矿体。

4 矿床成因分析

以前的观点认为方柱石黑云母片岩与胡篦型矿床没有成因上的联系，因为该岩石在矿区地表出露面积小，并且本身又不含矿，与矿体空间关系也不如铜矿峪型和横岭关型那样紧密，故研究较少。但2号矿体却与方柱石黑云母片岩关系密切。方柱石黑云母片岩与矿体相接触的部位，矿体厚度极剧膨大，矿化强烈富集，出现特高品位和富矿脉，说明该岩与矿体形成有内在联系。

4.1 方柱石黑云母片岩的分布及特征

方柱石黑云母片岩呈岩床状侵入在余元下组的底部，与余元下组岩层呈整合侵入接触关系。经岩矿分析，该岩的原岩为变超钾质基性火山岩。根据孙海田的研究，变超钾质基性火山岩位于变超钾质酸性火山岩层之上，原岩变质后，在铜矿峪矿区主要由绿泥片岩和黑云片岩组成，在胡篦型铜矿区内主要为方柱石黑云母片岩和黑云角闪岩。

方柱石黑云母片岩在矿区地表出露很少，但在地表以下规模较大，从700 m标高以下的坑道揭露中均能见到(见图3)。其走向近于SN，倾向50°～90°，厚度约200 m，随倾向向下延伸。

4.2 方柱石黑云母片岩与矿体的关系

1)中条山铜矿与钾质基性火山岩有血缘关系。铜矿峪细脉浸染型斑岩铜矿产于变质花岗闪长岩中，横岭关浸染型铜矿赋存在角闪片麻岩体上下盘围岩中，胡篦型似层状铜矿的主要矿体下盘或附近常有方柱石黑云母片岩、角闪片麻岩。显然，在这些基性岩体内，或岩体附近都可能形成铜矿床。

2)从岩石地球化学特征来看，中条山地区矿区外围同类基性岩中，铜的平均含量在144×10－6～234×10－6之间，高出普通基性岩中铜的平均含量100×10－6的0.5倍～1倍，为形成胡篦型矿床奠定了物质基础。各矿区靠近矿体部分的基性岩中铜的含量明显偏低，如篦子沟矿的方柱石黑云母片岩的铜含量降为86.35×10－6，桐木沟近矿的方柱石黑云母片岩铜含量降为50×10－6。另据山西地科所冀树楷的研究指出，矿区近矿的变基性岩中铜的丰度仅为基性岩中铜平均丰度的15%， 这说明近矿的基性岩中铜具有明显的亏损现象，而亏损的铜是在热液活动中被萃取和带出，迁移到附近有利的地层中，富集成矿。

3)从生产勘探的结果来看，在篦子沟铜矿624 m中段，方柱石黑云母片岩侵入在余元下组地层的底部，片理发育，岩体内方解石脉和石英脉发育，含微量黄铜矿或黄铁矿，局部见有黄铜矿、黄铁矿化，呈团块状、细脉状产于其中。说明方柱石黑云母片岩里携带着矿物质。

4)方柱石黑云母片岩与矿体的依存关系。方柱石黑云母片岩侵入在余元下组的底部，它与矿体有着非常紧密的空间关系。在500 m～600 m标高，它与主要含矿岩石直接接触或距离很近，它所携带的铜质矿液能够直接或比较顺利地进入到黑云石英白云石大理岩中，使原先沉积的矿体进一步矿化，厚度增大，形态趋于复杂。而在其他部位，由于钙质云母片岩、黑色片岩的阻碍，方柱石黑云母片岩与主要含矿岩石距离增大，它对矿体的影响减小，矿体的形态和矿化比较规则。

5 结语

篦子沟矿床叠加了沉积和火山岩浆热液两种成矿作用，又经历区域变质作用，因此篦子沟矿床应为远火山沉积—热液—变质矿床。

[1]孙海田，葛朝华.中条山式热液喷气成因铜矿床[M].北京:科学技术出版社，1990.

[2]《中条山铜矿》编写组.中条山铜矿地质[M].北京:地质出版社，1978.

[3]冀树楷.中条山三大类型铜矿成矿条件[J].山西地质，1992，8(3):3-4.