河南省北部瓦庙坡铜矿地质特征及成矿条件分析

张红强

（河南省地质矿产勘查开发局第一地质勘查院）

河南省与山西省交界一带矿产资源丰富，区内广泛出露结晶基底，断裂构造发育，岩浆活动强烈；铜矿点星罗棋布，成矿条件良好。瓦庙坡铜矿位于济源市西北部，属于中条裂谷铜矿带的东延地段，本研究通过瓦庙坡铜矿地质特征及成矿条件分析，为该区进一步寻找同类型铜矿指示了方向。

1 区域地质背景

瓦庙坡铜矿位于华北古板块南缘，新太古代—元古宙中条“人字型”三叉裂谷的南东支—王屋山断隆带内［1-2］，该构造体系的南西支控制了铜矿峪、篦子沟、胡家峪等铜矿床的分布；南东支控制了下庄、同善、落家河、石板道、清虚宫—北沟、虎岭等铜矿床的分布（图1）。

2 矿区地质特征

2.1 地 层

瓦庙坡铜矿位于王屋山断隆带之北侧［3］，区内出露地层由老到新依次为新太古界登封岩群、中元古界银鱼沟群的幸福园组和赤山沟组、中元古界汝阳群、古生界寒武系和第四系等，其中赤山沟组分为下、中、上3个岩性段（图2）。

赤山沟组下段（Pt1c1）主要岩性为黑云片岩、黑云角闪片岩、斜长黑云片岩夹绢云片岩、薄层白云石大理岩及含铜大理岩。层内富含石英团块，弱黄铁、黄铜矿化和孔雀石化发育，为区内主要的含矿层位［4］。

赤山沟组中段（Pt1c2）岩性为灰白色厚层状白云石大理岩，上部夹钙质绢云片岩，下部夹多层石英岩、石英白云石大理岩，在赤山沟组中段与岩体接触部位常有小型铜铁矿体产出。

赤山沟组上段（Pt1c3）主要岩性为含石墨碳质绢云片岩。

2.2 构 造

2.2.1 断 裂

近东西向瓦庙坡断裂横穿全区，产状近于直立，稍向南倾，断层带内中基性岩体呈串珠状、成群、成带出露。M62矿化带赋存于断层带内［5］。

中条期区域性伸展运动造成银鱼沟群内部幸福圆组石英岩与赤山沟组下段黑色片岩之间、赤山沟组中段白云石大理岩与钙质绢云片岩之间发生岩层的拆离和滑脱，因其具有剥离断层特征，所以称之为剥离断层。

2.2.2 褶 皱

区内容沟—黄石铺褶皱组由于瓦庙坡断层的切割，分为南北2个部分。

2.2.2.1 容沟褶皱组

容沟褶皱组位于瓦庙坡断裂北部，由一系列同形背斜和向斜组成，走向北西—南东，北西向倾伏，倾伏角为15°～25°，两翼产状和轴面近于平行，倾向为210°～250°，倾角为30°～60°，核部为幸福园组石英砂岩，两翼为赤山沟组下段斜长角闪黑云片岩，M61矿化带即赋存于翼部地层中。

2.2.2.2 黄石铺复式倒转背斜

位于瓦庙坡断裂南部，轴线呈北西—南东向延伸，北西向倾伏。两翼和轴面相互平行，倾向为230°～250°，背斜核部为幸福园组石英砂岩，翼部为赤山沟组下段黑云片岩，斜长黑云角闪片岩。M64矿化带赋存于该背斜西侧正常翼近核部。

2.3 岩浆岩

矿区岩浆活动较发育。主要产物为中条期中基性闪长岩体以及赋存于不同地层中的已变质为各种黑色片岩类岩石的次火山岩。其中赤山沟组下段的次火岩与铜矿化关系密切，为区内主要含矿层位［6］。

2.4 地球化学特征

区内采用1∶1 万土壤地球化学测量对1∶5 万水系沉积物测量综合异常进行了查证工作，圈定以Cu元素为主要元素的综合异常6 个，以Au 元素为主要元素的综合异常1个。

3 矿床地质特征

3.1 矿体特征

（1）M64铜矿体。矿体呈似层状、透镜状，赋存于赤山沟组下段，严格受构造滑脱带控制。长度约1 500 m，厚度为0.67～4.15 m，平均厚度为2.28 m，总体走向为142°，倾向为215°～275°，倾角为30°～80°，品位为0.22×10-2～0.6×10-2，平均品位为0.50×10-2，矿体沿走向在局部有尖灭再现的特点，沿倾向具有波状弯曲分支复合的特征。

（2）M61铜矿体。矿体呈似层状、透镜状，产于赤山沟组下段。长度约900 m，厚度为0.83～2.96 m，平均厚度为1.72 m，总体走向为135°，倾向为210°～245°，倾角为29°～55°，品位为0.23×10-2～0.46×10-2，平均品位为0.42×10-2。矿体走向上具有尖灭再现的特点。

（3）M62铜矿体。矿体产于瓦庙坡断裂带内，呈透镜状赋存于中基性岩体边缘片理化带内，总体走向近东西向，倾向为210°，倾角为60°～70°。平均厚度为4.58 m，平均品位为0.91×10-2。

（4）M65铜矿体。矿体呈板状、层状赋存于赤山沟组下段。长度为1 110 m，平均厚度为1.29 m，总体走向为125°，倾向为198°～225°，倾角小于30°，平均21°。矿体品位最高为0.79×10-2，平均品位为0.91×10-2。

（5）M68铜矿体。矿体呈似层状产于赤山沟组中段大理岩与中基性岩体的接触带附近，长度为500 m，平均厚度为2.0 m。因地层的强烈变形矿体产状变化较大，平面上呈弧形弯曲状，品位为0.36×10-2～1.26×10-2，平均品位为0.82×10-2。

3.2 矿石特征

3.2.1 矿石矿物成分

原生矿石金属矿物为黄铜矿、黄铁矿、磁黄铁矿、磁铁矿及少量斑铜矿等；氧化矿石金属矿物为蓝铜矿、褐铁矿、孔雀石等；脉石矿物为方解石、白云石、石英、黑云母、钠长石、普通角闪石、绿泥石、绢云母、绿帘石等。

3.2.2 矿石结构构造

原生矿石结构主要为半自形—他形粒状结构、自形—半自形粒状结构、充填—交代结构、港湾状交代残余结构、碎裂结构；构造主要有星散浸染状构造、细脉—浸染状构造、脉状网脉状构造、团块状（角砾状）构造。

地表氧化矿石结构主要有胶状结构，交代残留结构；构造主要有胶状构造（薄膜状、皮壳状、蜂窝状）、土状或粉末构造、团块状（角砾状）构造。

3.2.3 矿石类型

依据矿化岩石类型可以分为斜长角闪岩型、黑云角闪片岩岩型、钠长大理岩型、黑云片岩型及不纯大理岩型等5 种；依据矿石结构、构造特征可以划分为细脉—浸染状矿石、网脉状矿石、星散浸染状矿石、团块状矿石；按矿石氧化程度可以分为氧化矿、混合矿和硫化物。

3.2.4 矿体围岩及蚀变

矿体围岩主要为大理岩、变质长石石英砂岩、黑云长石片岩等变质长英岩类，以及中基性岩体及其受动力作用强烈变形变质的片理化带（黑色片岩类）。蚀变类型主要有硅化、绿泥石化、绢云母化、碳酸盐化。

4 成矿地质条件及矿床成因

4.1 地层对成矿的的作用

矿化体多赋存于赤山沟组下段，层内富含石英团块，普遍发育弱黄铁黄铜矿化和孔雀石化。该地层富含Cu元素，是区内寻找Cu矿床的主要层位。

4.2 构造对成矿的作用

4.2.1 断裂、褶皱对成矿的作用

区内矿化与构造关系密切，区内矿化带均受控于褶皱或断裂构造。

M61矿化带受控于容沟褶皱组，矿体在褶皱的核部增厚，两翼变薄；M64、M65矿化带均受控于黄石铺褶皱组。

M62矿化带受控于瓦庙坡断层，中条期瓦庙坡断层形成后，深部中基性岩浆沿断层破碎带侵入，呈席状、脉状充填于断层带内，后期岩体再次活化，含矿热液沿张裂通道向上运移，被顶部的黑色片岩系屏蔽后，堆积沉淀于刚性中基性岩体顶板部位，形成了M62矿体。

4.2.2 剥离断层对成矿的作用

M61、M64、M65等矿体均受剥离断层控制。中条期地壳强烈收缩和伸展，不同地层或岩层之间的差异性变形导致刚韧性岩层间发生滑动，赤山沟上段地层大量缺失或变薄形成扩容空间，最终成为含矿热液运移的通道和沉淀堆积的场所。区域性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，大量富含Cu元素的中基性岩浆沿构造滑脱带上侵并充斥整个滑脱带。

4.3 岩浆岩对成矿的作用

区内矿化带、矿体无论在走向上还是在倾向上均与中基性岩体形影不离，关系极为密切（图3）。矿区中基性岩岩体Cu元素的丰度值均高于地壳中同类岩石中Cu 元素平均丰度值100×10-6的1 倍多［7］，矿区内斜长角闪（片）岩内残留的Cu的硫化物呈星散浸染状，局部石英—硫化物透镜体沿片理分布，以上事实均证明变中基性岩体为区内主要的矿源层之一。

4.4 矿床成因分析

赤山沟组下段为一套含Cu质的中基性火山岩建造，是Cu的高背景区，为区内重要的矿源层之一。中条期早期，在近东西向的挤压作用下，区内形成轴向近东北向容沟—黄石铺褶皱组及一系列层间滑脱带，同时形成了热液活动通道及岩浆侵入空间；中条期晚期，区域性伸展作用将早期形成的滑脱构造带抬升至浅层并再次复活，大量富含Cu 质的中基性岩体沿构造滑脱带及再生裂隙呈席状、脉状顺层侵入，不仅带来了大量的热能和丰富的矿源，还萃取了赤山沟组下段的Cu 质成分，使其在构造—热驱动下迁移、上下循环流动，最终在成矿有利地段，以充填交代方式沉淀富集成矿，形成火山、次火山沉积—再改造型的瓦庙坡铜矿床［8］。

5 结论

瓦庙坡铜矿床赋存于中元古界银鱼沟群赤山沟组下段，其岩性主要为黑云片岩、黑云角闪片岩、斜长黑云片岩夹绢云片岩、薄层白云石大理岩及含铜大理岩，原岩为一套中基性火山岩建造，其成因为在内陆裂谷张裂期，大规模海相火山喷发沉积变质而成，为矿床的形成提供了重要的矿源；中条期富含Cu质的中基性火山岩呈规模不大的岩脉、岩株、岩床分布，不仅为成矿带来大量的热能和丰富的矿源，还萃取了赤山沟组下段的Cu 质成分并使其活化；区域性的大断裂从矿区外围通过，区内断裂、皱褶、层间剥离断层发育，不仅为矿液运移、储运提供了通道，还为其沉淀、富集成矿提供了场所，同时区内矿化带与1∶5万水系沉积物测量异常及1∶1万土壤测量异常相吻合，综合上述，瓦庙坡铜矿具有良好的矿源、构造、热动力“三位一体”的成矿地质条件，初步勘查也取得了较好的地质成果，表明瓦庙坡铜矿床及周边具有较好地的找矿前景。