甘肃省瓜州县辉铜山铜矿矿床成因及找矿潜力分析

（甘肃省地质矿产勘查开发局水文地质工程地质勘察院，甘肃 张掖 734000）

甘肃省瓜州县辉铜山铜矿位于塔里木板块敦煌地块北缘铁、金稀有金属成矿带。近年来，通过深部及外围找矿工作，取得了一定的找矿成果，本文通过对前人和近期勘查资料的系统整理，探讨矿床成因，以期对区域找矿提供借鉴。

1 区域地质背景

辉铜山铜矿地处塔里木板块与哈萨克斯坦板块的对接部位，大地构造位于哈萨克斯坦板块红柳园账房山褶皱带花牛山地体。大洋岩石圈及沟弧盆地在本区都有出露，洋壳向陆壳演化过程中的火山—花岗岩类岩浆活动频繁，成熟陆壳的再裂陷作用和裂谷性岩浆作用占重要作用，两大古板块大陆边缘沉积作用类型较齐全。区内铜、金及多金属矿产分布众多，具有良好的找矿前景。

2 矿床地质特征

矿区地层为下—中奥陶统花牛山群上岩组，主要由大理岩和云母石英片岩所组成，局部有石英岩、流纹岩。大理岩具条带状构造。地层走向330°左右，岩层微向南西倾斜，倾角近于直立。矿区岩石蚀变强烈，但以矽卡岩化为主，其次是蛇纹石化和角岩化。矿体赋存在矽卡岩化大理岩中，常为含铜矽卡岩。蛇纹石化和角岩化往往远离矿体。

矿体受辉铜山北北西向构造带控制。该构造带的主压性面，与矿区地层的展布方向一致，走向为330°～340°。展现在矿区的构造形迹以强烈的北北西向的挤压破碎带，和与之相配套的北东东向（60°～70°）张扭性断裂最为发育；其与矿的关系是：前者起着导矿和容矿的良好作用，后者则起着破坏矿体作用。其它如东西向的压性断裂虽有表现，但对矿床影响较小。

出露在矿区的岩浆岩主要有两期，一是分布在矿区南侧的华力西中期第一次侵入的辉长岩。辉长岩在矿区被蛇纹岩所包围，两者呈渐变的过渡关系；二是分布在矿区北部的印支期砖红色钾长花岗岩；它是本矿床的母岩。

3 矿体地质特征

根据矿床的自然分布，分东、西两个矿区（见图1）。

东矿区：矿带长700m，宽200m。主矿体2条，长103～337.5m，厚2.17～10.33m，最大垂深188m。

西矿区：矿带长2000m，宽300～500m。由于成矿后的北东东向一组（4条）张性断层发生水平移动，将其分割成5个自然矿段，从西往东编号为Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ。其中主矿体7条，一般长74～340m，厚2～10m，最厚15m，最大垂深500m。

图1 辉铜山地区地质简图

矿体呈透镜状，群体产出，产状与地层的岩石条带方向及成矿母岩的接触面一致。走向北北西330°～340°，倾向向南西方向陡倾斜，倾角80°左右。但有向南东方向倾伏之趋势。

矿石为浸染状。金属矿物有辉铜矿、斑铜矿、黄铜矿、黄铁矿、磁铁矿和少量的方铅矿、闪锌矿。脉石矿物有石榴石、绿帘石、透辉石、透闪石、硅灰石、方解石、石英等。地表常见孔雀石。

矿物的生成顺序：磁铁矿→斑铜矿、辉铜矿→黄铜矿→方铅矿、闪锌矿。

矿体的铜平均品位：0.36%～1.81%，局部氧化矿石可达10%，同时含砷、银，其中砷为2%～15%，银为1～10×10-6，个别可达200×10-6。经光谱检查铅、锌含量较低，但伴生的铋达到工业要求的规定（平均0.1%～0.3%，最高达0.5%）。

矿区的近矿围岩蚀变强烈。其中矽卡岩化伴生着矿体和矿化体，常呈具条带状构造的含铜矽卡岩。该含矿岩石常为不等粒变晶结构，由石榴石、绿帘石、透辉石、透闪石、硅灰石、方解石等组成；常见石榴石和绿帘石具平行排列，呈条带状构造，并被方解石交代。角岩化和蛇纹石化为热力蚀变作用产生，它们常远离矿体。

4 矿床成因及找矿潜力分析

4.1 矿床成因分析

矿区南侧的华力西期辉长岩和蛇纹岩，及北侧的印支期砖红色钾长花岗岩，都是本矿床的近矿侵入岩，岩石的化学成分及其扎氐数值表明：各岩石都是正常成分，辉长岩和蛇纹岩的Q值为负值，岩石系二氧化硅不足，砖红色钾长花岗岩的Q值为正值，岩石系二氧化硅过饱和。从成矿理论上解释，矽卡岩矿床的形成之成矿母岩，必须是富含高挥发份的高温热液和饱和二氧化硅的中酸性或弱酸性之岩浆为最佳。

通过对上述近矿侵入岩所取的原岩光谱检查样品之分析结果中的Cu元素之含量的统计对比（表1），发现砖红色钾长花岗岩的Cu含量为该岩石克拉克值的25.7倍，而辉长岩低于其克拉克值，蛇纹岩则为其克拉克值的6倍。按正常，辉长岩之Cu的克拉克值应是花岗岩的4.7倍，但辉铜山的情况却相反，即砖红色钾长花岗岩的Cu含量反是辉长岩的7倍，亦比蛇纹岩高。

表1 近矿侵入岩的Cu含量对比表

综上所述，作为母岩印支期砖红色钾长花岗岩比华力西期的辉长岩或蛇纹岩，对矽卡岩型铜矿矿床的形成是较为有利和优越的。

更重要的是：辉铜山铜矿床的矿体是产在矽卡岩化大理岩中，其矿物组合为硫化物型，并伴有大量的矽卡岩矿物出现。另外，根据近年来矿山生产勘探所获得的资料证实，该矿床的矿体往往是靠近其北侧的砖红色钾长花岗岩，或直接赋存在与该侵入岩的接触面上、或者是赋存在砖红色钾长花岗岩的“舌”状凸出之两侧的凹陷处，矿体又常与砖红色钾长花岗岩的枝状、或脉状侵入体平行并列出现（图2）。

图2 Ⅳ勘探线剖面图

因此，辉铜山铜矿应属于矽卡岩型铜矿床，其成矿母岩应与北侧分布的印支期侵入的砖红色钾长花岗岩有密切的生成关系。

4.2 找矿潜力分析

在辉铜山铜矿区，无论从区域地质背景或是矿区地质特征以及矿床成因等特征来看，均具有一个有利于矽卡岩型铜矿生成的良好地质条件和成矿环境，鉴于矿体有向南东方向倾伏之趋势，因而该区具有良好的成矿远景和找矿潜力，值得进一步开展地质勘查工作。

[1]甘肃省地质矿产局.甘肃省区域地质志[M].北京地质出版社，1989.

[2]张新虎，刘建宏，等.甘肃省区域成矿及找矿[M].北京地质出版社，2013.

[3]中华人民共和国区域地质测量报告：辉铜山矿幅（1:50000）[R].酒泉：甘肃省地质局地质力学区测队，1980.