甘肃肃北县斜沟铜（钼）矿地质特征及找矿方向探讨

王全用，张有福

（甘肃省地矿局第二地质矿产勘查院，甘肃 兰州 730020）

甘肃肃北县斜沟铜（钼）矿位于马庄山-狼娃山-黑鹰山铁、金、钨和锡成矿带的狼娃山金铁成矿区，该成矿区是北山重要的金、铁成矿区，在该成矿带上已发现了马庄山金矿、扫子山金矿、狼娃山铁矿、明锡山锡-砷矿、红尖兵山钨矿、黑鹰山磷-钇矿等。不同的专家、学者以及地质工作者在该成矿带的工作及研究，对该地区的成矿理论有不同的见解。本文通过斜沟地区野外地质工作，结合区域上的地质、物探、化探、遥感、矿产等资料，充分研究分析成矿地质条件及规律，初步总结出了该区的找矿标志，以期探讨[1]。

1 区域地质成矿条件

斜沟铜（钼）矿的大地构造单元属于红石山-黑鹰山地体，位于红石山-黑鹰山晚古生代板块俯冲带，区域地层属于塔里木-南疆地层大区→中、南天山-北天山地层区→觉罗塔格-黑鹰山地层分区。

区域出露地层主要有下石炭统白山组（C1bs）、新近系苦泉组（N2k）及第四系全新统（Q4pl）（图1）。

区域上分布的大型褶皱构造主要为狼娃山-白梁复背斜，东西横贯测区中部，呈近东西向延伸至测区外。断裂构造主要有北西向、北东向和南北向三组。北西向断裂有红柳疙瘩干井-跃进山南逆断层，此断裂被北东向的断层所切割，有继承性活动的特征。北东南西向断裂有公婆泉一号铁矿区-跃进山南逆断层、公婆泉北山北—红柳疙瘩干井断层：呈北东—南西向展布于测区南部，长约36公里，延至测区外。该断层处在复背斜轴部，性质不明，有继承性活动特征，晚于北西向断裂。区域上的近南北向断裂在区内不发育[2]。

图1 区域地质图

北西向、北东向断裂不仅是区内中酸性岩浆活动和含矿热液上升的通道，且控制着区内铁、金及铜、铅、锌多金属矿产的分布。

区内岩浆作用较强，岩浆岩发育，主要为华力西中期酸性-中酸性侵入岩和华力西晚期中酸性-中性侵入岩。主要酸性、中酸性、中性侵入岩。主要岩性有二长花岗岩、花岗闪长岩、花岗岩、钾长花岗岩、石英闪长岩、闪长岩等。岩体多呈岩基状产出，偶见石英闪长岩、闪长岩呈岩株状产出。区内脉岩产出较多，有花岗斑岩脉、石英脉、流纹岩脉、石英闪长岩脉、闪长玢岩脉、辉绿岩脉、斜长辉石岩脉等[3]。

2 矿区地质特征

2.1 地层

工作区出露地层主要有下石炭统和第四系全新统（图2）。现分述如下：

图2 矿区地质图

（1）下石炭统白山群下亚群中酸性火山岩组（C1bs11）。主要分布于测区西北部。岩性主要为流纹岩、英安流纹岩、流纹英安岩、英安岩、英安玢岩、角砾状熔岩（安山质火山角砾岩）和流纹质角砾熔岩等。产状：325°∠66°，出露厚度约1700m。

①流纹岩（λ）：呈灰褐色、黄褐色，隐晶质结构，流纹状构造。岩石矿物成分主要为硅质、石英及少量绢云母、黄铁矿等，局部地段有轻微蚀变，岩石有退色现象。产状：325°∠60°，出露厚度约700m～1000m。

②英安流纹岩（ξλ）：呈浅绿色，斑状结构，流纹状构造，块状构造。岩石矿物成分主要为硅质、石英及少量斜长石、辉石等，沿岩体接触带有混合岩化现象。产状：320°∠61°，出露厚度约500m。

③英安岩（ξ）：呈暗绿色，灰绿色，斑状结构，块状构造。岩石矿物成分主要为石英、斜长石、辉石及少量角闪石、磁铁矿、黄铁矿、方解石、绿帘石、绿泥石等，局部地段可见孔雀石、兰铜矿化。产状：305°∠62°，出露厚度约50m～100m。

④英安玢岩（ξμ）：呈灰绿色，斑状结构，块状构造。岩石矿物成分主要为斜长石、辉石及少量石英、角闪石、方解石、黄铁矿、绿帘石、绿泥石和极少量磁铁矿、绢云母等，产状：307°∠63°，出露厚度约250m～750m。

（2）第四系全新统（Q4al-pl）。主要分布于测区的沟谷中，为冲积-洪积碎石土、砂砾石、砂、亚砂土等。厚度为0m～4m。

2.2 构造

矿区位于明水-石坂井褶皱带的红石山-黑鹰山地体，区内仅发育褶皱构造和断裂构造。

（1）褶皱构造。主要有斜沟北单斜：位于测区西北部。属狼娃山—白梁复背斜北翼，由下石炭统白山群下亚群中酸性火山岩组成，走向280°～100°，倾向北，倾角50°～65°。

（2）断裂构造。区内断裂构造比较发育，主要有四组：近东西向、北西向、北东向和近南北向等断裂。现分述如下：

1）近东西向逆断层：测区内主要见有3条，展布于测区中部，向东西两侧延至测区外，长约4公里。沿断裂破碎带岩石蚀变退色，且破碎，多呈碎裂状。在该组断裂破碎带中多见含铜石英脉充填。2）北西向压扭性逆断层：断层面倾向北东，倾角60°～70°，属高角度逆断层，沿断裂破碎带岩石蚀变强烈，硅化、绿帘石化、绿泥石化、碳酸盐化发育，花岗闪长岩中钾化发育， 局部具高岭土化。区内的铜、钼矿（化）与该组断裂关系密切，受其严格控制，其晚于近东西向断裂。3）北东向逆断层：主要有两条，其切割东西和北西向断裂。

①公婆泉一号铁矿区—跃进山南逆断层，横贯测区中部，向两侧延伸至测区外。断层面倾向南东，倾角60°左右，属压扭性高角度逆断层，有继承性活动。该组断裂在测区地形地貌上显示为大的冲沟和负地形特征，其切割北西向逆断层，晚于北西向断裂。②第二条断裂展布于测区东南部。断层面倾向南东，倾角60°左右，属压扭性高角度逆断层。其切割北西向逆断层，晚于北西向断裂[4]。

4）近南北向断裂：区内不发育，多为张性裂隙构造，规模不大，且多为脉岩所充填，使早期的断裂和铜、钼矿（化）体发生错动和位移，其属最晚期断裂[5]。

2.3 岩浆岩

岩性主要有花岗闪长岩、钾长花岗闪长岩、石英闪长岩、闪长岩等。

（1）花岗闪长岩：浅灰绿色、灰白色、灰红色，中细粒花岗结构，块状构造。岩石矿物成分主要为斜长石、石英、普通角闪石、黑云母等，副矿物为锆石、磷灰石、榍石、褐帘石、钛铁矿、黄铁矿及少量金红石、独居石、白钨矿、白铅矿、电气石等，呈岩基产出，时代为华力西中期。金、铁矿产与其关系密切。

（2）钾化花岗闪长岩：浅肉红色，中细粒花岗结构，块状构造。岩石矿物成分主要为斜长石、正长石、微斜长石、石英、黑云母等，副矿物为锆石、磷灰石、榍石、金红石、褐帘石、电气石、黄铁矿等，呈岩基产出，时代为华力西中期。

（3）石英闪长岩：灰白色，自形粒状结构、斑状结构，块状构造。矿物成分主要为斜长石、普通角闪石和少量石英、黑云母、黄铁矿等，副矿物为磁铁矿、磷灰石、榍石、金红石、锆石、高岭土、绿泥石、绿帘石等。该岩体呈北西—南东方向沿北西—南东向断裂侵入于下石炭统火山岩和华力西中期的花岗闪长岩中，出露断续长约2500m，宽100m～300m，呈带状展布。总体走势向北西倾伏，向南东翘起，倾伏角约20°左右。呈岩株产出，时代为华力西晚期。为闪长岩体的边缘相，岩体长轴方向呈北西—南东向展布。区内铜、钼矿（化）与其关系密切，为铜、钼矿（化）的成矿母岩。

（4）闪长岩：灰绿色、浅白色，自形粒状结构、斑状结构，块状构造。矿物成分主要为斜长石、普通角闪石及少量黑云母、黄铁矿、磁铁矿等，呈岩株产出，时代为华力西晚期。其为区内闪长岩、石英闪长岩体的中心相，岩体矿物颗粒比较粗大，粒径约3mm～5mm。石英闪长岩为其岩体边缘相。岩体长轴方向呈北西—南东方向展布。区内铜、钼矿（化）与闪长岩、石英闪长岩体关系密切。

脉岩亦较发育，主要有石英脉、流纹岩脉、石英二长岩脉、花岗岩脉、花岗斑岩脉、石英闪长岩脉、闪长玢岩脉、闪长岩脉、辉长闪长岩脉、辉绿岩脉、斜长辉石岩脉等。

2.4 矿体特征

通过地表槽探工程揭露及深部钻探工程控制，初步圈定铜、钼、铜钼矿体共28条。其中铜矿体13条（主矿体Cu4、Cu6），其中Cu1、Cu2、Cu3、Cu4、Cu5、Cu6、Cu7矿体在地表出露，其余铜矿体均为隐伏矿体，钼矿体11条（主矿体Mo1、Mo2、Mo6），均为隐伏矿体，铜钼矿体4条（主矿体CuMo3），均为隐伏矿体（图3）。

图3 21号勘探线剖面图

Cu4：矿体长度约300m，厚度1.92m～4.26m，平均厚2.63m，推测延深468m。呈脉状产出，产状：64°∠69°，平均品位为0.26%。含矿岩性为安山质角砾熔岩、蚀变花岗闪长岩，围岩为安山质角砾熔岩、花岗闪长岩，控矿因素为花岗闪长岩岩体控矿。

Cu6：矿体长度约300m，厚度1.18m～2.50m，平均厚1.84m，产状：65°∠53°，平推或推测延深50m。呈脉状产出，Cu品位为0.29%～0.55%，平均品位为0.47%。含矿岩性为石英闪长岩，围岩为石英闪长岩。

Mo1：矿体长度约300m，厚度1.13m～3.39m，平均厚度1.94m，推测延深212m。呈脉状产出，产状：56°∠57°，平均品位为0.068%。含矿岩性为花岗闪长岩，围岩为花岗闪长岩，控矿因素为花岗闪长岩岩体控矿。矿体与围岩呈渐变关系。

Mo2：矿体长度约300m，厚度1.07m～1.18m，平均厚度1.13m，推测延深236m。呈脉状产出，产状：56°∠57°，平均品位0.044%。含矿岩性为花岗闪长岩、钾化花岗闪长岩等，围岩为花岗闪长岩，控矿因素为花岗闪长岩岩体控矿。

Mo6：长约300m，厚度1.05m～1.39m，平均厚度1.22米，是隐伏矿体。产状：55°∠50°，平推延深50米。呈脉状产出，Mo品位为0.030%～0.031%，平均品位0.031%。含矿岩性为石英闪长岩，围岩为石英闪长岩。

CuMo3：矿体长度约300m，厚度1.18m～1.97m，平均厚度1.58m，是隐伏矿体，推测延深123m。呈脉状产出，产状：50°∠71°，Cu品位 0.23%，Mo品位为0.032%～0.110%，平均品位0.090%。含矿岩性为石英闪长岩，围岩为花岗闪长岩，控矿因素为花岗闪长岩岩体控矿。其他矿体特征见表1。

2.5 矿石质量

矿区的氧化深度为80m以上，氧化矿石呈棕褐色、黄褐色，在氧化带中未见次生富集现象。主要特征为孔雀石、蓝铜矿、褐铁矿、黄铁矿及少量的钼华等。

氧化带之下为原生矿石，呈灰白色、灰色，硅化、黄铁矿化、黄铜矿化、辉钼矿化非常发育，绿帘石化、绿泥石化、碳酸盐化、电气石化、绢云母化、萤石化次之。矿石矿物主要为含铜黄铁矿、黄铜矿、斑铜矿、辉钼矿、黄铁矿等。脉石矿物主要有角闪石、斜长石、石英、辉石、绿泥石、绿帘石、方解石、绢云母、电气石、高岭土、萤石等。

矿石结构主要有自形、半自形、它形晶粒状结构，交代-残余结构、花岗变晶结构、碎裂结构等。

矿石构造：金属矿物主要有浸染状构造，细脉-浸染状构造，团块状构造，细脉状、脉状构造等。脉石矿物多为块状构造、粒状构造、片状构造、角砾状构造等。

2.6 矿石类型

矿石自然类型主要为铜钼矿石，蚀变流纹英安岩、安山质角砾状熔岩型铜钼矿石，蚀变构造角砾岩型铜钼矿石，含铜石英脉型铜钼矿石，岩浆热液型铜（钼）矿石等。

2.7 矿体围岩及夹石

矿区矿体围岩主要为花岗闪长岩，其次为英安岩、安山质角砾状熔岩等。围岩均蚀变强烈，钾化发育，硅化强，绢云母化、绿帘石化、绿泥石化、高岭土化、碳酸盐化、黄铁矿化发育，其次为电气石化、滑石化（叶腊石化）、萤石化、黄铜矿化、褐铁矿化、孔雀石化、蓝铜矿化等，沿破碎带岩石蚀变硅化程度高，矿化较强。矿体中基本无夹石或很少[6]。

3 矿床成因及找矿标志

3.1 矿床成因

初步认为铜（钼）矿的形成机制为华力西中、晚期强烈构造作用的和岩浆活动，形成了含铜较高的石英闪长岩体，在进一步的岩浆作用下，形成了含铜钼岩浆热液。由于围岩（花岗闪长岩和英安岩）结构致密，小型构造（节理和裂隙）不发育，含铜钼热液处于封闭状态，主要富集在石英闪长岩体侵位的上部，交代了其岩体周围的花岗闪长岩和英安岩，在接触带附近产生了面型的钾化-绢云母化蚀变。同时，岩浆热液导致石英闪长岩体产生自变质作用，与之相伴生的有细脉浸染状、团块状黄铁矿化、黄铜矿化、辉钼矿化。晚期残余含矿热液进入构造裂隙，形成细脉状、脉状蚀变矿（化）体[7]。

表1 其他矿体特征一览表

铜矿物质来源除与岩体活动产生的含矿热液有关外，还与下石炭统白山群地层中的火山岩中铜有关，为铜钼矿的原始矿源层，岩浆活动为成矿物质活化提供了热动力，最终富集形成铜矿（化）体。岩浆侵入时热动力作用既活化了地层中的铜元素，使其运移到适合环境中沉淀，又叠加了热液带来的铜、钼元素，使其富集成矿。

成因类型：矿石矿物主要由黄铁矿、含铜黄铁矿、黄铜矿、斑铜矿、辉钼矿、褐铁矿、孔雀石、蓝铜矿等一系列低温矿物，因此该矿床应为浅成热液型铜钼矿床。

3.2 找矿标志

斜沟铜（钼）矿是热液型铜钼，发现的矿体主要在安山质角砾熔岩、蚀变花岗闪长岩、石英闪长岩等，根据野外地质工作，结合区域资料，总结出以下找矿标志：

（1）区域重力剩余负异常地段和航磁、地磁异常正、负磁场的交替部位及电法激电异常地段。

（2）化探异常的成矿元素铜、钼、银综合异常浓集中心地段。

（3）区内狼娃山-白梁复背斜的倾没端及北西向断裂破碎蚀变带（或挤压破碎带）地段。

（4）在区内北西向断裂破碎带的石英闪长（玢）岩岩体中寻找。石英闪长（玢）岩岩石副矿物成分应为磁铁矿-磷灰石-榍石-金红石-锆石等特征。

（5）具有明显的斑岩型铜、钼矿特征，如硅化-钾长石化带、硅化-绢云母化带、泥化（高岭土化）带、青盘岩化带（即安山岩类中的绿泥石化、绿帘石化、碳酸盐化等），或基本具有“四化带”的地段。

（6）在北西向与近东西向两组断裂构造的交叉部位寻找矿化富集部位。

（7）大陆板块活动边缘岩浆弧是生成该类海相火山岩型铁矿的有利构造环境。

4 找矿方向探讨

（1）斜沟铜（钼）矿处于北山晚古生代碰撞带的火山岛弧带，构造和火山岩发育，且在北西向断裂带中发现了铜钼矿化体，局部含矿岩性为安山质角砾熔岩。因此，重点研究（北西向）构造及火山岩，对寻找铜钼矿床具有一定的指导作用。

（2）斜沟铜（钼）矿属于浅成热液型，在围岩中发现硅化-钾长石化带、硅化-绢云母化带、泥化（高岭土化）带、青盘岩化带等斑岩性铜钼矿的特征，因此，在该区具有寻找斑岩型铜钼矿的前景。

（3）狼娃山矿田（包括斜沟）具有多矿种矿产，成矿具有多期性，矿产主要受岩体（多为复式岩体）接触带和北西向断裂构造严格控制，矿床成因亦具有多种类型。故运用现代地学成矿理论分析研究，应用地、物、化、遥感等综合方法找矿，以期发现重要的矿床。