Ｉ回程技术 河南省济源市铜锣铜矿区矿床成因研究 张雷袁杨森杨九鼎刘振超 河南省地质矿产勘查开发局第二地质队 构、变余杏仁结构十分发育。该时期侵入的岩体 主要赋存于古元古代及其以下地层之中。该类 岩体的上盘常为大理岩、绿泥片岩，常常形成宽 窄不一的蚀变带，并能形成规模不等的铁铜矿 床。 中元古时期的岩浆活动表现为从中偏基 性一中性一中酸性的火山喷出岩，形成了分布于 勘查区北部和西部的熊耳群火山岩 ３ 矿体地质特征 ３．１矿体特征 区内共发现Ｍ４、Ｍ５、Ｍ６、Ｍ８、Ｍ１０等多个 群许山组二段，４一熊耳群大古石组ｔ ５一熊耳群 银洞河组ｌ ６一地质界线；７一矿脉；８一断层；９一矿 矿化带，铜大致受断层带内蚀变硅化带控制，属 构造控矿型矿脉。现将各个矿化带情况介绍如 区范围 １一第四系；２一熊耳群许山组二段，３一熊耳 Ｏ、绪论 矿区位于济源市邵原镇北部铜锣村一带， 矿区具有优越的成矿地质条件．区内铜矿点较 多，但地质工作程度较低。上世纪７０年代区内曾 开展过铜矿找矿工作，但限于前人对矿床的成 因和成矿机制认识的局限性，仅发现一些小型 大理岩型铜矿点。２００６年通过矿区详查工作。求 得铜金属资源量２８７２．５ｔ，共生的铁矿资源量５．Ｉ 矿体位于Ｍ４矿化带，矿 碎屑岩次之、未变质的火山岩。总体看来中基性 期石英脉充填。Ｍ４一ｌ万吨。证实本矿区为一小型铜矿点，矿床类型属 总体走向８５。一９５。，倾角 熔岩出现在该群下部与上部，中酸性熔岩组成 体产状与矿化带一致， 双房群：主要岩性有：斜长角闪片岩、斜长 下：（１）Ｍ４号矿化带 角闪岩、变质长石石英砂岩、混合岩化变（浅） Ｍ４号矿化带为Ｆ４断层的次级断裂带，矿化 粒岩、云母石英片岩局部夹大理岩。其原岩为一 带走向近东西向在８５。－９５。，长近１．４ｋ ｍ，倾角 套巨厚的碎屑岩夹基性火山岩。 熊耳群：主要岩石类型有：玄武安山岩、安 ６０。一８５。。矿化带赋存于银洞河组岩层中，顶 山岩、英安岩、流纹岩，是一套以熔岩为主，火山 底板均为斜长角闪片岩，矿化带较破碎并为后 中温充填矿床。鉴于目前我国对铜矿资源的需 ８５。。矿体呈透镜状，豆荚状，厚度变化较 该群的中部，岩石具双峰式特征，该群生成于活 ６Ｏ。求，本文将总结铜锣铜矿的地质特征，对其矿床 大，最大厚度３．２ｍ，最小厚度０．３０米，平均厚度 动大陆边缘环境。 成因和控矿因素进行分析研究。 ．５ｍ。单工程样品铜品位一般在０．３３—２．７１％。 大古石组与双房群呈角度不整和接触，厚 １１，区域成矿背景 （２）Ｍ５号矿化带 度４９－－２１２ｍ。岩性以紫红色页岩、砂岩为主，底 矿区位于华北地台山西台隆铁山河拱褶断 部为砾岩。 束内，属于新太古代一古、中元古代‘ 字型三 许山组为一套火山岩和碎屑岩沉积建造， 叉裂谷的南东支东段（图１），区内广泛出露结晶 厚Ｊ嚏 ５５—６Ｏ０ｍ。根据岩性组合，可分为二段： 基底，断裂构造发育，岩浆活动强烈，成矿条件 下段主要岩性为灰绿色辉石安山岩和长石砂 良好。 岩，夹灰绿色安山岩。上段石主要岩性为灰绿色 Ｍ５号矿化带是Ｆ４断层的次级构造矿化带， 走向近东西向在８５。－９５。，倾角７０。左右，顶底 板均为斜长角闪片岩，矿化带宽０．５ １．５ｍ，地 表有矿化现象。Ｍ５—１矿体赋存干Ｍ５号矿化带 中，走向近东西向在８５。一９５。，倾角７５。左右，矿 ７５ｍ，最小 斑状辉石安山岩、灰紫色细斑状安山岩，局部可 体走向较为稳定呈脉状。最大厚度０．厚度０．２５米，平均厚度０．３７ｍ。矿体铜矿化不太 见火山角砾岩。 ２５—２．４１％。 第四系：零星分布于河床及沟谷中，由砂砾 均匀，单工程样品铜品位一般在０．（３）Ｍ６号矿化带 石和残坡积土及黄土组成。厚度变化较大。 Ｍ６矿化带受Ｆ５断层控制，地表断续出露 ２．２构造 ００米，走向南东约Ｉ１０。一ｌ３０。，倾角７５。一 区内构造线以北西向为主，主要的的褶皱 ２１８一１．００ｍ，宽处６—８ｍ，石 构造是天台山复背斜。矿区位于该复背斜的西部 ８５。，构造带一般０．倾伏端上。断裂构造十分发育，南部有区域性的 英脉受动力作用非常破碎，被挤压成片状。石英 封门ｌＺｌ断层通过，矿区内从南到北共有８条近似 脉呈多期次性，对称梳状结构明显，矿化多集中 图ｌ河南省济源市铜锣铜矿区域地质图 在后期充填的石英脉中。Ｍ６—１矿体赋存于Ｍ６ 平行展布的高角度正断层依次展布，这一系列断 卜熊耳群许山组；２一熊耳群大古石组；３一 层均为封门口断层的次级断裂，均切割了区内的 矿体带，矿体走向和矿化带基本一致约ｕＯ。 银鱼沟群双房岩组；４一正断层及其倾角；５一逆 新老地层，地表多为后期的石英和方解石脉充 １３０ ，倾角８０。。矿体呈透镜状，似层状，厚度变 断层及其倾角，６一性质不明断层，７一角度不整合 １０ｍ，最小最多０．５５米，平 填，表现为蚀变硅化带，与成矿关系极为密切， 化不太大，最大厚度４．界线；８地层产状 均厚度１．４６ｍ。矿体铜矿化也较不均匀，单工程 部分为含矿构造。 ２ 矿区地质特征 样品铜品位最小０．２３％，最大０．７８％。 ２．３岩浆岩 ２．Ｉ地层 （４）Ｍ８号矿化带 区内的岩浆活动明显分为两个大的期次： 矿区地层属华北地层区山西分区太行山小 古元古代时瓤和中元古时期。Ｍ８矿化带是Ｆ５断层的次级断裂带，矿化带 区。区内出露地层主要为古元古界的双房群、中 ｌｌ０。，倾角６５—７５。，倾向１８０。 古元古代时期的岩浆活动表现为规模较小 近东西向９０。元古界的熊耳群和新生界的第四系等地层。（如 ２００ 受Ｆ５断层的拖拉和挤压，石英脉变形较 的变质中基性岩、细粒变质中基性岩。一般为 图２） ０米，出 岩床或岩脉、岩株；变余交织结构、变余斑状结 大，上部宽３米左右，在平巷中宽约８一ｌ图２济源市铜锣铜矿区地质图 ２５３Ｉ ｇ－Ｏ１Ｒ＇ＹＵ～Ｅ ｗｏＲＬＤ ２Ｄ Ｏ Ｊ 目程技术 的统计各矿石含量如下： 图３济源市铜锣矿区剖面图 现较强的硅化、钾长石化及糜棱岩化。Ｍ８一 卜砂砾石；２一安山岩，３一猪肝色页岩；４一 ｆ 根据矿石的化学全分析、矿石组合分析结 ｌ矿体赋存于Ｍ８矿经带，Ｍ８一ｌ矿体一般走向 表２、表３），可以看出 （１）区内各种矿石 ８０。一ｌ ｌ０。，倾角６５～７５。平均７０。。矿体呈脉状， 长石砂岩，５砾岩；６斜长角闪片岩；７一变粒 果（ ＪＳｉ０２含量在５０．０４ ９７％之间，而Ｆｅ２０３含量在 较为稳定矿体走向较为稳定呈脉状。最大厚度 岩 Ｍ６一ｌ矿体顶板围为绢云母绿泥角闪片岩， ８．０８’２２．０５％之间，普遍偏高，富含铁质。（２）矿 ２．００ｍ，最小最多０．６０米，平均厚度１．２７ｍ。矿体 铜矿化也不太均匀，单工程样品铜品位一般在 底板为中基性岩体及其受动力作用强烈变形变 石矿物成分简单，伴生有益组分简单，仪有部分 品位，可以考虑 ０．２５ ．７１％。 质的斜长角闪岩。顶底板界面清晰，铜含量大干 矿石含少量铅，局部可达到 Ｉ０．１％。 （５）Ｍ１０号矿化带 综合回收。 Ｍ１０矿化带位于后期铜锣村附近，矿脉西 Ｍ８一ｌ矿体顶板围为斜长角闪岩，底板为糜 ４矿床成因 参考区域铜矿资料【６ ７—８—９一ｌＯ—ｌ１】，我 部部分在太古界地层中，东半部在下元古界熊耳 棱岩类。底板与矿体属于渐变关系，矿化逐渐减 们能发现区内广泛分布的硅化带仅存于大鼓石 群银洞河地层中，规模相对较小，长约２００米，走 弱。Ｍ１０—１矿体的上部西段顶底为大古，ｆｉ￣ｉ１的 组及其下伏各组地层，且矿区外围分布着大量 向８Ｏ。一８５。，倾角６５ 一７５。，矿化带宽０－８一１．２ ｇ￣ｉ１的斜长角闪片 的王屋山期喷出岩，由此表明区内含矿的硅化带 米，主要为石英脉充填。Ｍ１０一ｌ矿体赋存于Ｍ１０ 长石砂岩、页岩。东段为银洞／矿化带中，矿体走向为８Ｏ。一８５。，倾角７０。，分 岩、极斜长角闪岩。 与王屋山期火山活动有关；而区内各硅化带内含 别赋在太古界和下元古界熊耳群银洞河组地层 （２）矿体夹石 矿石英脉多呈对称梳状结构，具明显的充填成 中，平均厚度１．１０ｍ，平均品位０．４３％， 矿体夹石不具有规律性：地表一般没有夹Ｊ 矿作用特征，同时黄铜 黄铁矿方铅 斑铜 ３．２矿体围岩及夹石 石。深部局部夹石厚度大干ｌｍ，夹石为石英脉及 矿等的热液矿物组合与硅化、绢云母化、绿泥 （１）矿体围岩 角闪片岩，但界面清晰，易剔除。总之矿体内部 石化等中低温近矿围岩蚀变又反映了其成矿条 件。综合以上地质特征，这是一个较为典型的中 区内不同的矿体其围岩不尽相同。 结构属于较简单类型。 温充填矿床。其次，硅化带的的形状一般为规则 Ｍ４一ｌ、Ｍ５一ｌ两个矿体主要含矿围岩基 ３．３矿石质量特征 本相同，顶底板均为黑云角闪片岩、斜长黑云片 （１）矿石类型：区内按矿石的组构特征可 的脉状和透镜状，反映了中温条件下，热液已不 岩、绿泥角闪片岩等黑色片岩类。矿体与顶底板 分为浸染状、细脉状、团块状三种。 如高温时活泼，只能在开１：１裂隙中活动。 （２）矿石矿物成分：矿石中金属矿物主要 在深部岩浆向上运移过程中，由于温度和 界限明显。铜品位一般为０．０８～０．０３％。（见图 ３） 为黄铜矿’黄铁矿、斑铜矿、辉铜 方铅矿＇次 压力的降低，岩浆中的水分和挥发组分便可能 为孔雀石、蓝铜 褐铁 镜铁矿等，脉石矿物 集中，形成富含铜质的汽水热液，这些含矿的汽 主要为石英、钾长石、绢云母、绿泥石方解石和Ｉ 水热液沿着成矿前的构造、裂隙上升，在适宜的 白云石等。 【部位沉淀成 并对其围岩进行不同程度的蚀变 交代作用。岩石在发生变质作用的过程中释放出 根据本次工作情况来看，各矿体氧化矿石Ｊ 所占比例均极低，所有坑道及钻孔均为混合矿。 定量的变质水，这些变质水由深变质带向向 单纯的原生矿也极为少见。根据岩矿鉴定报告 上迁移，在低变质带中聚集，热液在其迁移过程 一表１矿石矿物成份及含量 有用矿物（％） 脉石矿物（％） 主要矿物 次要矿物 微量矿物 黄铜矿 孔雀石 ２ ｌ 石英 ７０ ｌ３ ８ ４ 绿泥石 ２ 方解石磷灰石 菱铁矿榍石 高岭石重晶石 磁铁矿方铅矿 绢云母 斜长石钾长石黑云母 少量 碳质 少量 褐铁矿 少量 铜蓝 少量 辉铜矿 微量 斑铜矿 微量 蓝铜矿 微量 黄铁矿 少量 赤铁矿钛铁矿黄钾 铁矾 表２矿石化学全分析结果表 样品 编号 ＺＫ０３ ３ 分析结果Ｗ Ｂ）／１０ Ｓ １．８ Ｆｅ２Ｏ Ａｌ，０ Ｔｉ０， Ｐ２Ｏ５ Ｋ２Ｏ Ｎａ，Ｏ ＳｉＯ２ ＣａＯ ＭｇＯ Ｌ０Ｓ Ｓ ４．３５ ５ ４＿３６ ０．４２ ０．２０ １．３２ ０．１３ ８２．８６ １．５７ ０．５４ １．５３ ＰＤ２Ｍ４Ｙ４． ４ ＰＤ５ＸＪＹ２．２ １．３ ７ ９．４０ ３．４６ ０．３２ ０．２３ ０．９６ ０．３３ ７８－３６ ０＿３２ Ｏ．２３ ３．６８ ０．５ ４Ｉ３０ ５ ５．６８ ０．５５ ０．２３ ２．４０ ０．１ｌ ８１．９４ ０．６４ Ｏ．８５ ２．１６ 日程技术 中从围岩中萃取成矿元素成为含矿热液，这些 成因类型为多因素控矿的中温充填矿床。 含矿热液上升到一定部位时，在在适宜的部位 沉淀成 从矿石的分布规律看越近地表越富、 越接近大古石组越富．而远离大古石组或深人大 古石组内部过深的矿石品位都较差；从资料看 铜锣地区就是大古石组古地理的沉积中心（见 成新的大的矿床。以彻底摸清综合资源并提高 资源的利用。 图４）淋虑的矿物质在后期的热液活动被二次富 积成矿０证明了淋虑的矿源对二次富积起到的作 用。 在中条期，随着地壳强烈的收缩和伸展，由 于岩石能干性的差异，造成不同地层或岩层形 成不同的变形，下盘斜长角闪岩内部变形，发生 透镜化，平面上呈香肠状分布；带内黑色片岩韧 性程度高，在剥离断层运动过程中成为主滑动 带。这种差异性的变形导致刚韧性岩层间滑动， 造成银洞河组地层的大量缺失或变薄，从而产 生扩容空间，成为含矿热液运移的通道和沉淀 堆积的场所。区域性的伸展作用将早期形成的 滑脱带抬升至较浅层次，并再次复活，大量的富 含Ｃ ｕ质的中基性岩浆沿构造滑脱带上侵，充斥 图４大古石组古地理沉积厚度图 （资料来源ｌ：５万济源、沁阳区调报告） ５结论 该矿区是一个复合多金属矿区，主要以铜 了整个滑脱带，吞噬了原始层位中绝大部分碎裂 为主，同时共、伴生磁铁 铅锌矿等。本区区域 岩石。在后期持续脉动过程中波及到矿化带顶 航磁扫面时发现一有规律值△ｚ为２ＯＯ的封闭异 板的地层，深部岩浆沿层间滑脱带及次生裂隙 常体。进行铜矿的详查过程中在铜锣矿区及附 呈席状，脉状侵入，带来丰富的矿源岩。 近共发现５个铁矿点，均为沉积变质型磁铁矿矿 通过以上分析，指出矿化带均产出于银洞 体赋存于沿层侵入的角闪岩体内产状与岩体一 河组上部，大古石组下部，断裂、区域褶皱、剥离 致多呈透镜状、似层状，矿石品位ＴＦｅ在ｌ１．００％ 断层均为区内重要的控矿因素。矿俸受控干多期 ３２．０３％、ｍＦｅ在１０．２４％－２５．６１％之间。深部 变形变质所形成的滑脱构造带，矿床具有层控 找矿有较大的工作潜力，通过加大对矿区内的 性和构控性双重控矿特征，得出铜锣铜矿床的 铁矿资源增加工作投入，较有可能有所突破形 表３ 矿石组合样分析结果 样品编 号 Ｓ Ａｕ ＭＯ 分析结果ｗｆＢ）／１０—６ Ｚｎ ＣＯ Ｎｉ Ａｇ Ｐｂ ＰＤ０２组 １ ２５００ ０．２７ ＜Ｏ．０ｌ ３－３０ ４１６．Ｏ０ ｌ５．８０ ２４．００ ２４．００ ＰＤ０２组 ，） ４７００ ０．７３ ＜Ｏ．０１ ３．００ ７４８．００ ２４．Ｏ０ ４２．ＯＯ ３８．００ ＰＤ０２组 ｊ ４０００ ０．１４ ０．Ｏ１５ ５．５０ ｌ ４８００．００ ５８．０Ｏ ３４．００ １４．００ ＰＤ０２组 ４ ８５００ ＜０．Ｏ１ ３．６Ｏ ５６６．００ １８．０Ｏ ６８．ＯＯ １０．ＯＯ ＰＤＯ５组 ．’ ４２００ ＜０．０１ ２．５０ １５０．０Ｏ １１０．００ ３６．００ ３６．Ｏ０ ＰＤ０５组 ６ ｌ２００ ＜０．０ｌ １．９０ ８６．ＯＯ ３４．０Ｏ ２６．Ｏ０ ２２．００ ＰＤ０５组 ／ ｌ１０Ｏ ＜０．０ｌ ２．０１ ７６．００ ３７．００ ３１．００ ２８．００