甘肃红柳泉北山铜多金属矿的矿化富集规律及找矿方向研究

罗云伟

（甘肃省地质矿产勘查开发局第三地质矿产勘查院，甘肃 兰州 730000）

甘肃红柳泉北山矿区基性岩体接近地表，受地形限制，对该地区的地质勘探工作较少，对矿床了解相对模糊。该地区地壳活动频繁，岩浆对成矿十分有利。多年以来各个地质专家学者相继在该地区展开地质勘探工作，但资源量与该矿区的估计的巨大矿藏相差较大。经各个科研机构的调研，勘测后发现，该地区仍有较大的矿藏，但对矿化富集规律和找矿方向的研究不够全面，所以本文对该地区地质概况，矿床地质特征阐述，分三组介绍了该地区地质特征，通过成矿地质特征分析，考察矿体空间分布规律，走向变化规律和矿体侧伏规律，以求对该地区矿床分布的了解和今后找矿方向提供借鉴意义[1]。

1 区域地质概况与矿区成矿地质特征

该地区处于多个地质板块交汇部位，经各个时期的多期地壳变迁，受板块断裂挤压的复杂影响，形成复杂的造山带。晚元古代至早古生带时期的裂谷作用下，含铜的基性岩石断层向上迁移，出现大量火山岩。晚元古宙早期的拉张造成哈萨克斯坦与天山板块不断向下运动。奥陶纪时期裂谷南侧出现火山，北侧则未见火山痕迹。早古生代出现双峰式山群，造成裂谷皱褶。皱褶主要出现在呼勒哈德一马鬃山，底层倒转后，倾向北40°，红柳泉核部底层主要为奥陶纪罗雅楚山组，两侧为寒武纪双鹰山组。断层主要由破城山断裂带，玉石山断裂带构成，倾向南55°。具破碎带、角砾岩、三角面标志，局部有糜棱岩出现。区域内出露地层为早古生界一套厚度巨大的海相火山沉积岩系二郎坪群，与成矿关系密切，是重要的有色金属及贵金属成矿地质单元。断裂带东西两端向东北向交汇，对岩浆入侵有所阻隔作用，决定了基性-超基性岩体的形成部位，因此该断裂带是寻找铜多金属矿的有利部位。元古代地层以盖层出现，历经多期运动，已褶皱的地层受后期构造运动的强烈影响，导致了区内褶皱重复，断裂交织，形成十分复杂的结构。该结构自下而上分为小寨组、火神庙组和大庙组，各组均呈断层，互无接触关系。

小寨组：为一套炭质陆缘碎屑沉积而成的岩石，主要富含炭质绢云母片岩，绢云母石英片岩和黑云母英岩，变粒岩和石英砂岩，与火神庙组互为断层，无接触。

火神庙组：为一套海中火山喷发而成的板岩，分异较完全，覆盖于小寨组之上，直接接触，为本地区重要富矿岩层。

大庙组：为一套变质碳酸盐细，有变质碎屑岩堆积而成，主要岩性为大理石，砂砾岩，条纹岩，闪片岩，云英，硅化岩和角斑岩，与火神庙组互为断层，无整合[2,3]。

2 矿化富集规律

矿石成分主要有金属矿物，非金属矿物，次生矿物和表生矿物。金属矿物主要砷镍矿、黄铜矿、黄铁矿、自然铜。金属氧化物有磁铁矿。非金属矿物有橄榄石、角闪石、方辉石、紫苏石、黑云母。次生矿物有葡萄石、绿泥石，表生矿物有孔雀石、褐铁矿。一般富Cu、Ni的矿石中Co的含量也高。

矿石中结构一般有半月形结构，交代残余结构，侵蚀结构。金属矿物一般呈半月形结构或粒状分布，金属矿物颗粒间距不等，常夹杂其他金属矿物而呈现蜂窝状构造，矿物颗粒粒径约为0.05smm～2smm.

红柳泉矿区1号岩体中矿床与普通岩层分解不是很明显，肉眼无法直接分辨，对岩层取样，通过仪器分析样品成分确定大概分界线。铜矿主要产于橄榄岩，礁灰岩中虽也有产出，但规模较小。经探测及样品分析结果为岩体的侧伏情绪提供理论依据，从已知矿体来看，在9～13线有两个矿体，一是产自岩体内部的悬浮矿体，二是产自岩体底部的接触矿体，且矿体走向表现为上部陡峭下部平缓。目前已知的红柳泉矿区的铜多金属矿主要由3个，3个矿体平面上为层状分布，上层为带状，中间为透镜状，下层为不规整裤腿状。矿体规模大小不一，长度不等。根据先前各研究机构探矿成果，可以了解矿体的规模，分布和掺量。矿区品位等值线如图所示

图1 矿区品位等值线

矿区上隐伏岩体环状分布的矿床（点）众多，根据岩体控制分布特点，和地质构造单元条件限制，矿床分布上以岩体为中心呈环绕式放射分布。以1:2.5万沟系次生晕测量图，探测异常出大多与发现的矿脉位置吻合。所以可以通过探测异常结果整理研究，确定矿床大概分布，自南北向向东西向以此划分2个异常带，异常带1位于芦家坪至油葫芦沟的西北方向，呈带状分布，长约2800m，宽约1000m，发现矿脉1，主要以铜矿为主，伴随金，银及铅。矿脉2位于半截洼东南方向，长约2300m，宽约500m，主要以铜矿为主，伴随金，锌。

2.1 矿体走向变化规律

矿脉3规模较大，且控制程度较高，其构造与地层特点与矿脉2 几乎相同，具有一定典型特征，对其走向厚度分析，品位变化，总结矿脉走向变化规律。矿脉3的走向变化为厚度40.5～1，水平方向厚度变化不大，局部地段厚度变化明显，矿体呈脉状，透镜状分布。垂直方向上品位30X20-6～1680X10-6，变化范围较大，反映出矿脉变化特异性，矿化以铜矿为主，主要富集于6～12，20～29线，厚度与品位反向正相关[4]。

2.2 矿体侧伏规律

矿脉3圈出矿体3个，分别位于23～30，15～21， 5～15线，且矿体自80m至890m倾斜，一号矿体以21线为中心，向下延伸，并向西230度方向侧伏。2号矿体为盲矿，自735m至879m倾斜，呈透镜状向下延伸，向西北230度方向侧伏。3号矿体自869m至765m延伸，无侧伏规律，且矿段出现断续，呈裤腿状分布。矿体3无明显边界，其纵深下矿体分布较为丰富，找矿前景巨大。矿体走向如下图2所示：

图2 矿体走向

3 找矿标志及找矿方向

地壳运动的过渡层属于大陆边界环境，基性一超基性岩体多形成于该边缘。原因是受板块下沉作用影响，地表岩石经火山岩浆熔融形成玄武岩，富含镁铁的岩浆发生结晶分异，被板块持续挤压抬升形成初始岩浆层。由于两种岩浆熔融液互不相容，从而形成超镁铁岩体和钙碱性岩体。岩石中橄榄石含量高达6%，岩浆层不断向上迁移，并进行液态分离，温度不断降低，压力减弱，上侵入后形成超镁铁岩层，此时的岩层温度还未完全褪去，也未硬质化，具有液态流动性，经过早古生代的挤压，将去挤压在山群的大理岩和寒武系硅质板岩中进而形成矿层。位于红柳泉矿区附近的岩体富矿，铜镍含量较高，比例系数为0.93：0.85，且随海拔降低铜镍元素富集程度越高，与目前国内的铜镍矿成矿规律，估计地表深处的富矿程度更高，铜矿容量更大。红柳泉矿区含矿岩体中铜镍元素含量随氧化镁的含量降低而升高，这说明镍元素含量与镁元素含量呈正相关，铜和镍伴生，且同一岩体铜含量大于镍含量，所以矿区富含镁元素的褐铁矿和富含镍元素的孔雀石可以作为寻找铜多金属矿的直接依据。对岩体成分分析，可以快速判断是否含矿及矿床分布规模。以下几点可以为找矿方向提供依据：

（1）根据成矿特点，考虑矿体东西两端都有沉积现象，被认为有较大可能形成厚度较大的早期铁矿。受板块断裂影响，岩体呈现铁矿分布不均，东段矿床富集度更高，西段更低，所以可以判断矿体向西侧伏要短，向东侧伏较长。

（2）矿体向东西两侧延伸，处于火神庙组与大庙组的互不接触面，且上层褶皱多于下层，推测两者在构造过程中存在运动差异，东侧褶皱程度会大于西侧褶皱程度

（3）根据矿床温度可以判断金属元素成矿分布具有差异性，矿体在东西两侧都有找矿潜力，但东侧潜力较西侧潜力更大。

4 结语

本文介绍了甘肃红柳泉地区的地质概况，由多期板块拼裂而成的塔里木板分布着复杂造山带，富集基性-超基性岩体，有利于形成铜多金属矿。对矿化地质特征分析，对小寨组，大庙组，火神庙组的地质状况总结。通过矿化富集规律，矿体走向变化规律和矿体侧伏规律三方面分析，对矿化成因和矿化富集规律做了初步的讨论，总结成矿带的成矿机制和成矿规律，为找矿的方向做进一步探讨。