铜井矿区矽卡岩型矿床成矿论述

国兴伟，于建洲

（山东黄金矿业（沂南）有限公司，山东 临沂 276300）

铜井矿区矽卡岩型金铜矿床是一个中小型矿床，现已开采六十年之久。到目前为止矿山生产的金、铜金属量已是地勘部门提交储量的十几倍。

由于铜井矿床是由数个矿体群组成，当矿体群储量有限，矿体群内矿体规模小，矿体个数多。地勘部门无法进行大规模勘探，同时用钻探也无法搞清矿体储量，因而矿山采用边探边采方式进行生产，发现一个矿体群矿山就能生产几年，再发现一个矿体群矿山就能再维持几年，铜井矿区目前已探采了九个矿体群，若能再发现几个矿体群，矿山还能继续维持几年或十几年生产[1]。

1 铜井地区地质概况

1.1 地层、构造和岩浆岩

铜井矿区位于鲁中隆起东南边缘，沂述断裂带西侧，北东向鄌郚——葛沟断裂与北西向马家窝——铜井断裂交汇处。

区内古生界寒武系地层发育齐全，在矿区深部可见震旦系地层。地层产状平缓，向北东和南东倾斜，倾角4°～20°，但在铜井村一带由于铜井闪长岩——闪长玢岩岩体的侵入改变了地层原有产状，形成附生穹状构造，使铜井岩体北接触带地层向北倾斜，西接触带地层向西倾斜，南接触带地层向南倾斜，东接触带地层剥蚀，岩体与中生界白垩系火山岩接触。

区内断裂构造发育，以北东向为主，其次北西向，局部地段有东西向小断层。区内燕山期中酸性岩浆岩较为发育，其分布特点是严格受断裂控制[2]。铜井闪长岩——闪长玢岩岩体规模最大，占区内岩浆岩体出露面积90%以上，在铜井岩体北侧有数个正长闪长岩小岩枝。

1.2 铜井闪长岩——闪长玢岩岩体

铜井闪长岩——闪长玢岩岩体，侵位于北东向鄌郚——葛沟断裂与北西向马家窝——铜井断裂交汇处，呈岩株状，平面为不规则的方形，边长约2公里，岩体东部向北东方向伸出一个宽约800m岩枝，总面积约4.4平方公里。

岩体的主要岩石类型为闪长岩和闪长玢岩，在岩体东部闪长玢岩岩体中见有两个蚀变角砾岩岩体，另外在岩体边部局部地段见有规模不大的侵入角砾岩。

闪长岩与闪长玢岩呈侵入接触。闪长岩类岩石为岩体的主体，分布于岩体西部呈岩株状产出，出露面积约2.5平方公里，主要岩石类型为黑云母辉石闪长岩，其次为石英闪长岩，属中浅成相，K-Ar法年龄值为125.5百万年。

2 铜井岩体中的成矿岩石

矽卡岩型矿床的成矿岩石必须具备下列条件：①矿体与成矿岩石在空间上有依存关系，矿体依附于岩体而存在，没有成矿岩石（体）就没有矿体。②矿体与成矿岩石（体）是同一地质时期的产物，矿化热液伴随着成矿岩浆上升侵位到浅部，成矿岩浆冷凝后成为成矿岩体（体），矿化热液沉淀结晶后成为矿体，两者在时间上空间上相互依存。③成矿岩体的岩浆和矿化热液属于同一个岩浆源。

（1）矿区内矽卡岩型金铜矿体赋存于铜井岩体内的闪长玢岩岩体中或闪长玢岩与围岩接触处。据铜井矿区探采资料，矽卡岩型矿床的矿体均赋存在闪长玢岩岩体中或闪长玢岩与围岩的接触带中，而闪长岩中或闪长岩与围岩接触带中无矽卡岩矿化也无矽卡岩型矿体。

（2）铜井岩体中闪长玢岩岩浆冷凝温度与矽卡岩型金铜矿体中矿物结晶温度相近。据中国地质大学万天丰教授“铜井、金场矿田成矿规律与成矿预测”资料，利用二长石温度计算的铜井岩体岩浆冷凝温度：铜井岩体中闪长岩岩浆冷凝温度为7900C。

闪长玢岩岩浆冷凝温度为5700C。详见下表。利用二长石温度计所计算的。

表1 相应岩浆冷凝温度

浙江大学柳志青教授“山东省沂南铜井金矿大比例尺成矿预测”报告中岩、矿石测温资料。

矽 卡 岩 矿 物 ：（3100。C～4200。C）。 石 榴 子 石 ：（3870。C～4200。C）。绿帘石 ：（3100。C～4170。C）。氧化物矿物 ：（3050。C～4150。C）。磁铁矿 ：（3120。C～4170。C）。赤铁矿 ：（3050。C）。硫化物矿物 ：（2360。C～3050。C）。黄铁矿 ：（2550。C～3060。C）。黄铜矿 ：（2360。C～2520。C）。

从上述资料看出：铜井岩体中的闪长玢岩冷凝温度与矽卡岩矿物和矿石矿物结晶温度相近。

（3）闪长玢岩中同生铜含量高于闪长岩。据岩石微量元素分析，金场岩体内二长花岗斑岩岩石同生铜的含量为150×10-6，是维氏值7.5倍，银是维氏值10倍，变异系数又较大；而花岗闪长岩岩石同生铜的含量近于维氏值的平均值，说明闪长玢岩与矿区内的金铜矿化关系密切。

闪长玢岩中黄铁矿硫同位素组成与矽卡岩中及矽卡岩型金铜矿床中黄铁矿硫同位素组成相似，来源相同。见下表2。

依据铜井岩体中不同岩石类型与金铜矿化的依存关系和有关测试资料，可以确定铜井岩体中闪长玢岩为成矿岩石（体）。矿区内矽卡岩型金铜矿床的矿化热液是伴随着闪长玢岩岩浆侵位，闪长玢岩岩浆冷凝成闪长玢岩岩体之后，矽卡岩型金铜矿床的矿化热液沿闪长玢岩岩体边部构造薄弱地带侵位，在外接触带与含矿层发生双交代作用形成矽卡岩型金铜矿床。

表2 闪长玢岩中的生铜含量

资料来源：铜井，金场矿田成矿规律与成矿预测。

3 与铜井岩体有关的矽卡岩型金铜矿床

（1）铜井岩体具备有形成矽卡岩型矿体条件。一个地区要形成矽卡岩及矽卡岩型矿床必须具备下述三个条件，第一个条件是要有能成矿的中酸性岩浆岩体，第二个条件是与成矿岩体接触的围岩（地层）中要有碳酸盐岩石层位。第三个条件是岩体与围岩接触处接触构造比较复杂，例港湾状构造，株枝状连生体构造等。

（2）与铜井岩体想接触的地层中赋存有碳酸盐岩石层位。与铜井岩体相接触的围岩地层为古生界寒武系及震旦系砂页岩夹灰岩，地层中碳酸盐类岩石层位较多。由于只有碳酸盐类岩石与岩体接触才能形成矽卡岩及矽卡岩型矿床，故碳酸盐岩层位也是含矿层。矿区内能形成矽卡岩及矽卡岩型矿床的碳酸盐岩石层位有下列数层。各层碳酸盐岩石层位厚度不大（20m～80m），夹在砂页岩中，从深部向浅部算起它们是 震旦系土门组的薄层灰岩夹泥质灰岩；古生界寒武系下统馒头组厚层灰岩夹薄层灰岩，中统徐庄组白云质灰岩和张夏组厚层鲕状灰岩和生物碎屑灰岩。

4 铜井矿区内矽卡岩型矿床特点

（1）矿区内有数个大小不等独立的矿体群（矿段）。从深部岩浆房分馏出来的闪长玢岩岩浆（成矿岩浆）具有较大内压力，沿闪长岩岩浆上升的通道侵位，在深部为一个通道，但上升至浅部遇到闪长岩体之后，由于闪长岩体的堵塞，闪长玢岩岩浆上升的通道变为数个，沿各通道侵位的闪长玢岩岩浆冷凝后成为大小不等的闪长玢岩岩体，嵌布于闪长岩体周围。伴随着闪长玢岩岩浆侵位的矿化热液，同闪长玢岩一样在浅部上升的通道也变为数个（通道位于闪长玢岩岩体边部或岩体内的裂隙中）。沿这些通道上升的矿化热液集中于闪长玢岩体边部或附近的裂隙中，后与围岩中碳酸盐岩发生交代作用形成矽卡岩及矽卡岩型矿床从而出现数个矿体群，矿化热液沿通道侵入后沿接触带向两边扩散，通道位置可是矿液活动中心。

沿每一个矿液活动中心就有一个矿体群，矿体群一般规模不大，沿岩体的接触带方向一般长度小于500m，宽度小于200m，深度可波及该地段与岩体想接触的各含矿层位。

矿区内矿液活动中心较多，每一个活动中心位置就有一个矿体群产出，因而矿区内独立的矿体群较多，目前已经探采的就有汞泉、汞泉北段、汞泉东区、山子涧、龙头汪西区、新王沟北区等数个矿体群。

（2）每个矿体群（矿段）矿石储量有限，但矿体个数较多。目前已探采了数个矿段（矿体群），各矿体群矿石储量较少但矿体个数较多。现以最大的矿体群——山子涧矿体群为例说明，山子涧矿体群位于铜井岩体北接触带。沂南金矿自行设计对矿体群进行了勘探，在东西长450m南北宽200m，深度450m的范围内施工26个钻孔，钻探工程量18915.27m，用50×50m网度对矿体进行圈定，提交“山东省沂南铜矿铜井山子涧矿床地质勘探总结报告”此报告提交C+D级黄金储量和铜金属储量。黄金储量：C+D级；金属量1230.19Kg。C级：金属量1116.23Kg。D级：金属量119.96Kg。铜金储量：C+D级；金属量5638.9t。C级：金属量3896.6t。

共圈出13个矿体，最大的一个矿体矿石储量18万吨，最小的矿体矿石储量不足千吨。

（3）各矿段矿石类型大体一致。沿各矿液活动中心侵位的矿化热液属于同一个岩浆源，所含的矽卡岩溶液和成矿物资一致。与矿化热液发生作用的碳酸盐岩相同，同时又经历了大致相同的成矿过程，因而各矿体群的矿体矿石类型相同，主要为含金铜磁铁矿矿石，其次为含金铜大理岩矿石，局部见有磁铁矿矿石。矿石的金属矿物主要为磁铁矿、赤铁矿、穆磁铁矿、黄铜矿、黄铁矿、斑铜矿、自然金等，非金属矿物为绿帘石、长石、绿泥石、碳酸盐、石英等。

5 矿区内矿液活动中心赋存位置

因为铜井矿区内的矿体群围绕着矿液活动中心而存在，确定了矿液活动中心就能发现矿体群，为了增加矿山的开采年限，就有寻找新的矿液活动中心和发现新的矿体群。目前以发现的矿液活动中心一般位于闪长玢岩岩体与围岩接触处或闪长玢岩岩体内的构造裂隙中。矿体群可能存在位置如下。

（1）闪长玢岩体边部构造形态特别复杂位置就有矿液活动中心。岩体边部构造形态特别复杂地段，例岩体边部具有港湾状构造或近距离内伸出数个岩枝位置，此地段一般有矿液活动中心，龙头汪矿体群就赋存于这样的矿液活动中心。

（2）岩体边部构造破碎带内就有矿液活动中心。闪长玢岩岩体与围岩接触处两者呈断层接触且存在构造破碎带时，矿化热液沿构造破碎带中适当位置侵位，后于接触带附近的碳酸盐岩发生交代作用形成矽卡岩及矽卡岩型矿床。破碎带内矿液上升的通道位置就是矿液活动中心位置。

（3）岩体边部拐角处，不同方向断裂交汇处就是矿液活动中心位置。铜井岩体西北角处，岩体的北接触带与围岩间以东西向断层接触，岩体的西接触带与围岩间以南北向断层接触，东西向断层与南北向断层交汇处就是矿液活动中心。山子涧矿体群就沿此矿液活动中心产出。

（4）闪长玢岩中有跟围岩捕虏体存在地段有矿液活动中心分布。所谓的有“根”围岩捕虏体，就是这些围岩捕虏体分布于闪长玢岩中，周围被闪长玢岩包围，这些围岩即不是残留体也不是悬垂体，它深深插于地壳深部还与深部地层相连。

汞泉东区矿体群就是沿这样的矿液活动中心分布。

（5）闪长玢岩岩体边部伸出较大岩枝岩枝边部断裂复杂地段。闪长玢岩岩体边部伸出较大岩枝，沿岩枝边缘又有较大断裂构造出现时，此地段一般有矿液活动中心存在。新王沟矿体群就沿这样的矿液活动中心分布。

6 结束语

铜井矿区矽卡岩型矿床由数个矿体群组成，矿体群受矿液活动中心控制，矿体群围绕活动中心分布，有几个活动中心就有几个矿体群，矿液活动中心侵位的矿化热液属于一个矿源，因而各矿体群的矿石类型一致。