中条山后山铜矿区地质特征及找矿方向

郭双龙

(中条山有色金属集团有限公司，山西 垣曲 043700)

引言

中条山矿集区[1]是华北地区最大的铜工业基地，累计探明储量近400余万t，建设铜矿山3座，为我国经济建设做出了重大贡献。但经过50余年的开发，铜资源大量消耗，资源形势严峻。

2005年以来，矿山为提高资源保障能力，加大地质勘查投入，开展了地质、物探、化探工作，找矿工作取得突出进展。笔者在研究后山铜矿区成矿条件、物化探综合信息、异常验证成果基础上，对找矿方向进行预测，提出了今后寻找隐伏矿的思路。

1 区域地质背景

中条山处于华北地台南部山西台背斜南缘的中条裂谷[2]，裂谷呈三叉“人”字型，交汇部位控制铜矿峪铜矿和后山铜矿。

区域内主要赋存中太古界涑水杂岩，上太古界绛县群，下元古界中条群、担山石群，中元古界西阳河群、芮城群。

构造形迹以铜矿峪复式倒转向斜为主[3]，多期次、多方向的断裂构造次之。铜矿峪复式倒转向斜在平面上呈“S”型展布，控制着铜矿带和铜矿床的分布。

岩浆岩主要有石英斑岩、闪长岩、角闪岩、角闪片麻岩等。

2 后山铜矿区地质概况

出露地层有上太古界绛县群铜凹组、后山村组、园头山组、竖井沟组、西井沟组、骆驼峰组和下元古界中条群界牌梁组。中条群界牌梁组在矿区的西南和南部不整合覆盖骆驼峰组、西井沟组。骆驼峰组与西井沟组是本区主要赋矿层位。

图1 区域地质图

矿区处于铜矿峪复式倒转向斜的两翼，地层呈单斜产出，总体倾向北西，倾角40°～60°。

构造形迹主要以韧性变形带为特征，表现形式为构造角砾片岩带、强片理带、强劈理带和退变质带。韧性变形带呈NE向展布，与地层平行展布，与矿化有密切的关系。地质测量圈出9条矿化带和16个强变形带。

岩浆岩主要为小规模的基性岩脉、花岗斑岩脉。

围岩蚀变包括石英绢云母化、绿泥石化、黑云母化、硅化。

3 物化探异常特征

前人开展的区域重力测量、航磁测量成果表明：后山铜矿区和铜矿峪铜矿床均处于铜矿峪-老君殿重力高异常区和磁负异常带内，异常均呈北东向展布，磁异常强度为-150～-250 nT。

1∶20万化探测量成果表明：后山铜矿区处于一个北东向展布的浓集带内，浓集带与已知铜矿峪铜矿、胡篦型铜矿相对应，异常区计算铜的金属块体总量达8 145.5万t，而目前异常区探明的储量不足400万t，表明该区仍有较大的找矿潜力。

3.1 物探异常特征

2005年以来，后山铜矿区开展的物探工作有大功率激电中梯、高精度磁测等。

大功率激电中梯测量成果表明：岩石的极化率为1.0 %～1.7 %，电阻率为523～2 824 Ω·m，为高阻低极化特征。铜矿石极化率为6.8 %，电阻率为326 Ω·m；铜矿化类岩石极化率为6.9 %，电阻率为634 Ω·m，均为低阻高极化特征。异常既有分带性，又有相连性，构成相当规模的、具有较好的找矿远景。本区圈出的5个异常带与矿化带基本吻合。

双频激电中梯曲线形态、规模与大功率激电异常完全吻合。高精度磁测查明在矿区存在3个相对低缓磁异常，分别与激电异常、矿化带、磁铁矿相吻合。

表1 中条山地区前寒武纪地层

3.2 化探异常特征

地球化学次生晕扫面在本区圈出6个化探异常带，土壤地球化学剖面测量结果反映铜的主要地球化学指示元素为Cu、Ni，其次为Co、Mo、Bi、Au，Pb和Zn不能作为异常指示元素。

3.3 异常验证结果

根据地质条件与物化探异常综合分析进行坑探、钻探验证，共施工坑探2个、钻探10个，已在1个坑探、8个钻孔中见矿30余条，矿体厚度1～6 m，铜品位0.2 %～0.722 %，赋矿标高500～800 m。

结合工程揭露的地层、岩性、构造、矿化蚀变标志等特征分析，预测隐伏矿体应在500 m标高以下。

图2 6号勘探线地质剖面图

4 找矿预测

鉴于后山铜矿区地质条件复杂、找矿难度大，矿山邀请国内知名专家进行“找矿会诊”，以提高找矿工作部署的科学性、合理性。根据验证工程揭露的矿体赋存部位、矿体形态、产状、矿石特征分析，后山铜矿区与邻近的铜矿峪铜矿床属同一地质成矿带，具有与铜矿峪矿床相似的成矿条件和找矿潜力。

4.1 铜矿峪矿床特征

铜矿峪铜矿位于铜矿峪复式向斜的南东翼，赋矿地层为绛县群铜矿峪亚群，容矿岩石主要为变石英晶屑凝灰岩(同位素年龄为21亿年)，其次为黑云片岩、绿泥片岩及黑云角闪片岩(同位素年龄为26.3亿年)。围岩蚀变分为两期[6]：早期为石英绢云母化，晚期为红钠长石化。

图3 铜矿峪铜矿9号勘探线剖面图

铜矿峪矿床的铜矿类型根据容矿岩石分为3种：

1)变斑岩型：容矿岩石主要为骆驼峰组变石英晶屑凝灰岩，间夹绢云石英岩、绢云石英片岩和变钾质基性火山岩，并有变石英斑岩和变石英二长斑岩脉群侵入。以4、5、6、7号矿体为代表。

2)变钾质基性火山岩型：容矿岩石为黑云片岩、角闪黑云片岩和绿泥片岩。以1、3号矿体为代表。

3)变分异辉绿岩型：容矿岩石为变分异辉绿岩。以2号矿体为代表。

铜矿峪矿区已知矿体409个，主要矿体有4号、5号[7]，占全区储量的97%，目前最大控制深度到50 m标高，尚无尖灭迹象。矿床特点概括如下：

1)规模大。主要矿体走向长900～980 m、延深1 000余米，平均厚度100余米，最厚可达218 m。

2)品位低。矿体铜品位0.5 %～0.7 %，且常呈带状出现。

3)元素单一。伴生元素品位很低，伴生钼0.0037 %，伴生钴0.0072 %，伴生金0.06 g/t，伴生银0.33～0.67 g/t。

4.2 找矿方向

地质类比找矿是一种有效的找矿方法，相同的区域地质背景决定了后山铜矿区具有与铜矿峪矿床相似的成矿条件和与控矿因素，说明该区具有很大的找矿潜力。

找矿的主要标志：

1)地层岩性。赋矿地层为绛县群铜矿峪亚群，赋矿岩性为变石英晶屑凝灰岩，矿体与围岩基本整合产出，具较明显“层控”特征。

2)构造。铜矿峪复式同斜的两翼中断裂或变形带复合部位。

3)岩浆岩。沿断裂带分布的斑岩体(变石英斑岩、变石英二长斑岩)多与矿床形成有关。

4)围岩蚀变。石英绢云母化、红钠长石化、绿泥石化、黑云母化、硅化是明显的找矿标志。

勘查与开发表明：含矿层位、构造、斑岩体是控制矿床形成的重要因素。

后山铜矿区赋矿地层为绛县群铜矿峪亚群，地质填图和工程揭露的容矿岩石有变石英晶屑凝灰岩、黑云片岩、绿泥片岩及黑云角闪片岩。结合铜矿

峪铜矿4号、5号矿体顶底盘及4号矿体头部岩性为黑云片岩，4号、5号矿体之间为绢云石英片岩分析，认为工程揭露的铜矿类型为变钾质基性火山岩型，推测工程控制的西南部位底盘深部会有变斑岩型出现。

后山铜矿区位于铜矿峪复式同斜的西翼和东翼南段，东翼北段赋存有铜矿峪铜矿，西翼含矿层位缺失，推测东翼南段为有利成矿区。

前期勘查成果显示，矿化带、变形带及物化探异常带自西北向东南，规模变大，密度和强度增加。结合铜矿峪主矿体向西南侧伏延伸特征，推测后山铜矿区西南部位为有利成矿部位，且赋矿标高较低。

坑探、钻探工程发现小规模矿体30余个，多呈带状出现，分析为铜矿体的头部，推测在深部分支复合成具规模的铜矿体。

与成矿有关的斑岩体前期勘查尚未揭露，需在今后工作中予以重视。

5 今后找矿建议

后山铜矿区矿床的形成既有火山喷流气液的作用，也有同生沉积的特征。后期构造、变质叠加，成矿地质条件复杂，找矿难度加大。今后要加强后山铜矿区与铜矿峪矿床的综合对比研究，进一步确定岩性、构造、地层层序，建立矿床立体找矿勘查模式；积极开展物化探方法试验，探索应用地质、物化探综合剖面方法，确定区内地层-构造格架及深部找矿靶区，提高找矿工作部署的科学性、合理性。

[1]吴国荣,席增仁. 中条山铜矿峪外围找矿前景[J]. 有色矿山, 2003,32(4):12-13.

[2]孙继源,冀树楷,真允庆,等. 中条山裂谷铜矿床[M]. 北京: 地质出版社, 1995:1-2.

[3]李兵院,曹国雄. 中条山后山铜矿地球化学及找矿潜力[J]. 中国地质,2007, 34(z):165-166.

[4]范成模,余致信. 中条山前寒武纪胡家峪—篦子沟型铜矿[M]. 天津:天津科学技术出版社, 1997:2-3.

[5]陈平,陈俊明,李瑞俭. 中条山—塔儿山成矿带Cu—Fe—Au矿床成矿系列及成矿模式[J]. 华北地质矿产杂志，1996,11(3):361-363.

[6]孙海田,葛朝华. 中条山式热液喷气成因铜矿床[M]. 北京：北京科学技术出版社, 1990: 83-84.

[7]张东红. 铜矿峪矿自然崩落法生产探矿网度研究[J]. 有色矿山, 2003,32(1):22-23.