甘肃北山公婆泉铜矿一矿区地质特征及找矿标志

李玉鹏，王党琦，崔永宁，辛 龙

（甘肃省地质矿产开发局第四地质矿产勘查院，甘肃 酒泉 735000）

1 成矿地质特征

1.1 区域地质特征

区域大地构造单元属于天山～内蒙褶皱系中的北山褶皱带，公婆泉铜矿位于北山北缘加里东优地槽的背斜褶皱带内的公婆泉复向斜。区内断裂构造发育、岩浆活动强烈。受构造挤压影响，区内地层、岩浆岩多呈弧形展布。区域上出露的地层有志留系、白垩系、新近系及第四系等。岩浆侵入活动强烈，岩浆活动具有多旋回多期次特点，主要成岩期是早古生代晚期和晚古生代中期，以大型花岗岩基产出，代表岩体有呼尔格里花岗闪长岩、条湖花岗岩岩体等。F1断裂沿线分布了大量的斑岩脉（株），岩石有流纹斑岩、花岗斑岩、花岗闪长斑岩、闪长玢岩等，为区域成矿提供了条件。（图1）。

1.2 含矿岩体特征

本区主要的含矿岩体主要为花岗闪长斑岩，其次为石英闪长玢岩、英安斑岩等，岩体出露面积多小于2km2，主要受断裂构造控制，呈北东、东南向展布，以岩墙、沿脉、岩株状产出，其蚀变由内到外主要变现为硅化、钾化、青盘岩化等，符合斑岩铜矿蚀变分带特征，矿体多受蚀变破碎带控制。

本区花岗闪长斑岩地球化学特征如下：SiO2一般 在64.48%～65.73%；属 中 酸 性 岩 ；Al2O3一 般 在14.41～16.01，A/CNK在0.95～1.07之间，铝弱过饱和，显示不属于S型花岗岩，贫磷贫钛，P2O5小于0.14%，P2O5含量与SiO2含量之间呈负的线性关系，也指示与典型的S型花岗岩不同；碱度中等偏低，K2O+Na2O在6.12%～8.90%，AKI值在0.50～0.63，远低于A型花岗岩的平均值(0.95，据文献Whalen J B et al，1987)；样品由富钠-富钾，K2O/Na2O一般在0.71～2.09；指示它不可能是M型花岗岩，故它属于I型花岗岩。

花岗闪长斑岩的Nb/Y值在0.31～0.54，小于0.7，指示属于亚碱性岩，在K2O-SiO2图（图略）上位于高钾钙碱性岩～橄榄玄粗岩区内，不相容元素TFeO、MgO、CaO含量中～高，表明含有相当多的地幔组分。

花岗闪长斑岩的稀土曲线具有明显的轻稀土富集特征，显著的铕负异常，与主岩体的稀土特征较相似。微量元素地幔标准化曲线（地幔标准值同英安斑岩）显示：易溶的分离自板片的元素Ba、Rb、U、Pb、Zr相对LREE富集，尤其是Pb的富集最为显著，贫Nb、Ta、Ti、P等高场强元素的特点。且曲线与主岩体的曲线基本一致。

根据江思宏等（2002）的研究成果显示含黄铜矿化的矿石与无矿化斑（玢）岩株（脉）的稀土及微量元素曲线也是一致的。

公婆泉一带斑岩体Pb同位素横跨了下地壳、地幔、造山带等，TDM值（56Ma～240Ma）与实际年龄相差较大，斑岩体的Nd（T）t值在0.3～6.5，指示可能系壳幔岩浆混合作用的结果。

图1 公婆泉铜矿一带地质图

2 矿床地质特征

2.1 矿区地质特征

一矿区按矿化空间位置分为三个矿段，含矿母岩为英安斑岩和花岗闪长斑岩侵入公婆泉群下亚群第四岩组石英粗面岩顶部，由于成矿后期断裂（F1、F2、F3、F21、F27）的破坏，致使三个矿段互不相连，矿体多分布于一矿段、三矿段，二矿段较少。

2.2 矿体特征

矿区目前圈定工业矿体132条，其中铜矿体122条，铁矿体10条。矿体主要分布于英安斑岩和花岗闪长斑岩中，主要受断裂构造和岩体控制，矿体呈似层状、透镜状产出，具有膨大收缩特征，深部见有盲矿体存在。矿体长7m～325m，厚1m～34m，铜品位0.2%～6.5%，矿区平均品位0.79%。其中以110、112、203、304、378等矿体为矿区主要矿体。

110矿体分布于5线～13线之间，地表出露96m，最长264m，最厚34.45m，倾向延伸一般250m～500m不等，最大延伸可达824 m以上，近似呈陡倾斜板状矿体，铜平均品位0.95%；112矿体分布于5线至11线，为盲矿体，上端标高1770m，向下延伸至980m标高以下，长250m，最厚处可达34m，倾向延伸可达800m，呈似层状矿体，铜平均品位0.70%；203矿体地表出露形状极不规则，剖面上呈锲形、透镜状，产于英安斑岩中，顶板为石英粗面岩。

矿体长216m，最厚31.57m，倾向延深305m，铜平均品位0.87%；304矿体地表出露长325m，最长433m，最厚在62线，为31.57m，倾向延深210m，铜平均品位0.63%，378矿体，累计长达250m，累计厚达35m，铜平均品位1.37%。

公婆泉铜矿矿化类型大体可划分为斑岩型(约占总储量的85%)、黄铜矿～黄铁矿～石英脉型(10%)和矽卡岩型(4%)，铜多金属矿化呈脉状、网脉状、条带状和细脉浸染状在各类浅成侵入岩、火山岩和矽卡岩内产出。

2.3 矿石特征

矿石的自然类型主要为英安斑岩型和花岗闪长斑岩型。

矿石的结构以填隙结构、固熔体分离结构、交代结构、镶边结构、叶片状结构、伟晶结构等为主；矿石的构造以细粒浸染状构造、细脉浸染状构造、团块状、团斑状、网脉状、稠密浸染状构造、皮壳状构造、环带构造及胶状构造为主。

矿石矿物以斑铜矿、黄铁矿、辉铜矿、铜蓝、孔雀石、黄铁矿、磁铁矿等为主，金属矿物占5%～20%。脉石矿物以石英、钾长石和斜长石为主，次为黑云母、绿泥石、绢云母、白云母、伊利石、电气石、绿帘石和方解石等。

2.4 围岩蚀变

矿区在多期构造岩浆活动，并伴随有热流体活动影响下，围岩热液蚀变自矿化中心向外分别为绢云母一次生石英岩化带、黑云母～石英一钾长石化带和青磐岩化带，局部地段见有角岩化、石英～钠长石化和矽卡岩化带。矿区还存在碳酸盐化，推测其形成最晚。其中铜矿化与钾化和绢英岩化关系最密切。与杜琦等（1988）认为多宝山一带的多期蚀变造成了矿化的逐步富集相一致。

3 矿床成因类型

公婆泉铜矿矿区总体展布受控于多级环形构造，而在局部与一系列的热液通道有关，F1断裂是最主要的控矿构造，控制了测区最主要的矿化地段。在各热液通道处，矿体主要产于斑岩体顶部附近的破碎带中，也有少量产于斑岩体中，呈走向延伸相对较短，倾向延伸可达数百米的筒状、透镜状矿体。

矿床具有相似于斑岩型铜矿的蚀变分带特征，由矿化中心向外依次为硅化、绢英岩化、黑云母化、钾化、青盘岩化，结合矿石结构构造，笔者初步认为公婆泉铜矿为斑岩型铜矿床。

4 找矿标志

（1）公婆泉铜矿地表发育次生氧化带，孔雀石、铜蓝等矿化明显，因此次生氧化带、孔雀石、铜蓝为最明显的找矿标志；

（2）蚀变带直接指示斑岩及矿体，特别是硅化、钾化、青盘岩化及褪色蚀变是公婆泉铜矿最有效的找矿标志；

（3）根据已知铜矿体上的地球物理特征及激电异常异常展布规律，本区利用CSAMT、SIP解释推断矿化蚀变带寻找深部隐伏铜矿的综合地球物理信息标志如下：

①区内铜矿成矿地质特征表明，铜矿体位于英安斑岩、花岗闪长及石英闪长岩的接触带上，断层主断面转折部位和局部膨大部位及不同方向断层的交汇部位，是铜矿赋存的有利部位。在CSAMT断面图上显示，等值线呈稀疏宽大、向下同步弯曲呈低阻“U”字型，高阻与低阻的接触带上为铜矿赋存的有利部位；②在复电阻率（a）断面等值线图上，定向延伸的低阻带为断裂带的标志，低阻带局部变大为断层局部膨大标志亦为金矿赋存有利部位的标志；③充电率（ma）高值异常是金属硫化物富集体的标志，即为铜矿体赋存有利部位的标志；④高时间常数（a），低相关系数（сa）为矿化蚀变带的标志；

以上各参数异常具有一致性，具备良好的对应关系，是在研究区内寻找深部隐伏铜矿体的重要找矿标志。

（4）已知矿区内Cu、Ag、Pb、Zn组合异常可作为找矿指示。如与W、Sn、Mo元素配合可指示含矿热液通道位置。何养珍等(1998)对矿床原生晕研究指示，尽管在矿体部位存在淋失造成的金属含量的降低，但在矿体与围岩的接触带部位仍会有明显的铜等金属的原生晕异常指示。同时在矿体处，除主要的原生晕异常外，附近往往会出现大量与裂隙控矿有关的次级异常。

由此可以确认，在未知地带布署面积地球化学调查是有效的方法，同时在深部，根据地球化学元素迁移的一般常识，可用于预测盲矿体。

（5）遥感解译指示，公婆泉铜矿整体受控于一个环形构造，环形构造或切穿环形构造的线状构造是重要的成矿部位，从已有的勘探线剖面研究结果指示，公婆泉铜矿内各矿段又受控于一系列更小的环形构造，这些环形构造代表了热液充填后热液系统崩溃形成的火山机构，构造贯通性好的位置是重要的找矿靶区。遥感解译可在公婆泉铜矿找矿过程中发挥重要作用。