麻阳县九曲湾矿区麻阳铜矿地质与矿床特征

贾山涛，杨志全

（山东黄金集团国际矿业开发有限公司，山东 济南 250000）

1 地层

矿区出露地层主要为白垩系下统第三岩组（K13）。共划分为四个亚组九个岩性段，其中第二亚组至第四亚组为含铜岩系。

含铜岩系属白垩系第三岩组（K13）中上部，由“深色层”（俗称红层）和浅色层交互组成。“深色层”主要由紫红色泥质粉砂岩、粉砂岩、粉砂质泥岩及少量泥岩和细砂岩组成；“浅色层”（广义的）包括灰紫、紫灰、灰绿、灰白、浅灰色的含砾中-粗砂岩、含砾细砂岩及少量砂砾岩和粗砂岩组成。前者多为厚层状，后者则多为薄层状、透镜状[1]。铜矿体即赋存于浅色层中。

总的来看，区内各浅色层（包括矿化层和矿层）除少数为延伸不长，在短距离内尖灭的透镜体外，大部分层位连续、厚度稳定、纵横展布数百米到1000m～2000m以上，呈层状或似层状产出[2]。也有部分浅色层沿走向由若干个透镜体组成，并有分枝复合、局部膨胀等变化。

2 岩相

含铜岩系是在河口三角洲环境下沉积的一套陆源碎屑岩，湖盆水位的涨落，使沉积物在垂直层面方向出现有规律的韵律变化，当湖盆水位上涨，三角洲淹没在较深的水下，其上沉积泥质、粉砂质物质（深色层）；当湖盆水位下落，三角洲露出水面或接近于水面，其上形成分流河，接受粗碎屑物的沉积（浅色层）。

由湖岸向湖中心，据碎屑物的沉积特征依次可划分为河口三角洲中心亚相、河口三角洲中间亚相、河口三角洲边缘亚相、浅湖相。铜矿体主要赋存于中间亚相，其次是中心亚相，边缘亚相偶见矿化，浅湖相无矿化。各亚相特征见表1。

表1 河湖三角洲各亚相特征对照表

3 构造

矿区自白垩纪后虽经历过多次构造活动，但矿区构造较简单，主要构造形迹有褶皱和断层，褶皱按轴向分为两组，一组为NNE向，规模较大，另一组为NW向，隐伏于矿区深部。矿区断裂十分发育，断裂规模一般不大，具多次活动的特点，矿体的空间产出与褶皱和断裂密切关联[3]。

3.1 褶皱

矿区位于茶溪-吕家坪不对称向斜东南翼。北10线以南，呈一单斜构造，地层走向30°左右，矿区南端南10线附近，走向急剧向西转，构成微向东弧形突出，向南张开延伸，北部薄窄，南部宽厚的“帚状”弧形构造。地层倾向290°～350°，倾角15°～60°不等，一般是含矿岩系北部陡，南部缓；下部陡，向上逐渐变缓；地表和浅部陡，深部变缓的规律[4]。北10线以北，构造形态由南段的单斜弧形构造，逐渐演化成一个向斜（洞门前向斜）和一个背斜（荒田冲背斜）。

其中荒田冲背斜为向南西倾伏的不对称背斜，北段地层产状随着褶皱形态的变化而变化含铜岩系厚度由地表往地下逐渐加大，尤其是背斜轴部以西地段，由于距湖盆较远，沉积厚度增大，加之沉积基底起伏，后期构造变动等因素，背斜西翼深部岩层产状急剧变陡（60°以上），含矿岩系厚度突增，在剖面上形成“嗽叭口”状。

3.2 断裂

矿区内共发现大小断层142条，绝大部分分布在矿区北段（北10线以北），矿区南段断层不发育。断层与褶皱关系密切，在岩层产状陡缓变化转折处，和北10线附近单斜与背、向斜过渡地带，以及北段褶皱强烈地区-背斜轴部及其以东地区，断层最为发育。多系伴随褶皱而引起的一系列块状断层或成组成群互相切割的断层[5]。此外，局部见隐伏断层。

按断层发育方向大体可分成两组：近东西走向的横断层、近南北走向的纵断层。

近东西走向的横断层：规模一般不大，延长以数十米常见，最大者不超过数百米。位移以数米为普遍，断层性质以平移和高角度正断层为主，逆断层少见。断层倾向以北东方向为主。这组断层对矿层和浅色层的破坏通常以相互平行的一组断层与矿层斜交，使矿层向不同方向相对错移或形成小型地堑、地垒构造。

近南北走向的纵断层：全发育于矿区北部，其性质多系由于挤压力的作用而形成的压性高角度逆断层。断层规模相对较大，对矿区构造形态，含矿岩系及矿层的完整连接破坏较大，如F23使北5线附近Ⅷ号至Ⅰ、Ⅳ号间几条含矿浅色层明显有一落差，造成含矿层的连接困难；F52使第三系、A层与Ⅳ号之间的浅色层明显有一落差，最大可达80m；F28使北7线地段ⅩⅩ-ⅩⅫ号被错断；F27分布于北5-北25线以北，发育在Ⅱ号矿层以下，为一规模较大的走向断层。

另外，麻阳铜矿在采矿坑道中常碰到一些地表未发现的盲断层，如北5-北10线之间ⅩⅫ号矿层ⅩⅫ-1和ⅩⅫ-6矿体之间近于南北走向的逆断层，倾向北西，挤压带较窄，断裂带旁矿层铜品位增高，局部可达30%。形成富矿。表明断层对矿层既有破坏作用又有改造作用。

4 矿床地质特征

麻阳铜矿采矿权范围内发育有多个矿层，主要矿层有Ⅷ号、Ⅻ号、ⅩⅢ号、ⅩⅫ号、ⅩⅩⅢ号、XV号、ⅩⅧ号、ⅩⅨ号、LⅠ号等。下面介绍主要矿层及部分次要矿层的地质特征。

4.1 矿体形态规模

矿体形态多为透镜状、扁豆状，少数为似层状或层状赋存于灰白、灰绿色的矿层之中。严格受矿层层位的控制，绝无穿层现象。矿体在矿层中一般只占矿层的一部分或彼此分开的若干小部分，且矿体在矿层中所占部位不一，矿体与矿层也没有明显的界线。矿体纵横展布与矿层走向、倾向基本一致，也有向北西侧伏的现象[6]。一般厚度大，层位稳定的主矿层和次主矿层，铜矿化是比较连续的，矿体规模也较大，多呈似层状或大的透镜休。次要矿层一般层位尚连续稳定，但矿化显然是不均匀和断续的，这就造成矿体纵横方向的尖灭、再现，呈扁豆体、小透镜体产出。

矿体的尖灭有三种情况：一是矿层层位突然变薄尖灭，矿体也随之尖灭；二是矿层颜色变深，粒度变细，矿化变弱，逐渐相变过渡为红层：三是矿层层位厚度和岩性没有大的变化，而含矿（矿化）尖灭。在矿区以第三种尖灭现象为常见。

矿权内矿化层中按工业指标能圈定出工业矿体的含矿层（以下统称“矿层”）有31层，有些矿层又分上、中、下矿体，共有大小矿体（包括表外矿体）166个。每一矿层中包含有大小不等，数目不一的工业矿体1～13个。各矿层矿体的纵横延伸长度和储量规模大小，相差均很悬殊：矿体长度一般数十米至数百米，少数大矿体走向连续长度可达千余米，小者仅数米或十余米即迅速尖灭。矿体倾向延深宽度，由数十米至600余米不等，一般多在50m～300m左右。矿体的厚度变化也很大，多在数十厘米到1m～2m之间，局部可达17m。各矿体储量规模，小的仅几吨或几十吨，大的可达一万吨以上。一般多在数百吨-3千吨之间。品位变化从边界品位0.2%-最高品位12.66%，一般品位均小于2%。

4.2 矿体空间分布及变化特征

矿体主要赋存在含砾中粗砂岩和含砾细砂岩中，矿体产状与围岩（含矿砂体）基本一致，囿于砂体中，严格受层位控制，绝无穿层现象。总体倾向北西、北西西，倾角较平缓，一般20°～40°，局部5°～20°或40°～65°。

矿体的形态多为扁豆状、透镜状。主矿体为似层状或层状，长宽比有4:1、2:1、1:1，最大为7:1。大多数小矿体沿走向延伸短，一般在十余米，沿倾斜伸延长，多在百余米至数百米，矿体沿纵横方向出现尖灭、再现，呈扁豆体、小透镜体产出，中小矿体倾向与走向之比大于3:1。

矿体在时间上集中产出在四个成矿阶段，见图1：①Ⅱ-Ⅳ号矿层形成阶段；②Ⅴ-ⅩⅧ号矿层形成阶段；③ⅩⅨ-ⅩⅩⅣ号矿层形成阶段；④ⅩLⅦ号以上各矿层形成阶段（N40线以北矿界外）。其中以Ⅴ-ⅩⅧ号矿层形成阶段为成矿高潮阶段，该阶段含矿浅色层多、矿化强，主矿层和多数次主矿层都集中于这一阶段（如Ⅻ、Ⅷ、XⅢ、XⅧ、LⅠ号）。

图1 矿区含铜层位、矿化范围强度柱状图

随着成矿时间的推移和含矿层层序上的递升，矿体在平面上有明显的由南西往北东迁移现象，形成自南西而北东的“雁行式”排列。

在空间上，矿体主要在南7-北40线一带集中产出，在北6线-北12线之间，矿体埋藏最深，Ⅷ-10矿体最大埋藏深度为-390m以下，垂深达550m，距地表斜深达1300m。Ⅱ-Ⅳ号矿层工业矿体主要分布在矿区中段和南段；Ⅴ-ⅩⅧ号含矿层主要矿体分布在矿区的中段和中段以北；ⅩⅨ-ⅩⅩⅣ号矿层主要矿体分布在中0线以北；ⅩLⅦ号以上各矿层工业矿体均分布在北16线以北向斜部分。矿体的集中产出有由下至上逐渐向矿区北部洞门前方向迁移之迹象，矿化强度逐渐加大。

4.3 矿体厚度、品位及变化特征

矿体的厚度变化较大，单工程矿体厚度多在数十厘米到1m～2m之间，最大达17.23m。单个矿体厚度0.41m～17.23m，一般厚1m～2m，主要工业矿体厚度均在1m以上，主矿体厚度超过2m，矿区平均厚度1.54m。矿体厚度在空间上的变化规律不明显。

单工程矿体品位变化从边界品位0.2%至最高品位12.66%，一般品位均小于2%。主要工业矿体平均品位0.74%～2.78%，Ⅻ-l主矿体平均品位1.09%，Ⅷ-10主矿体平均品位1.01%，矿区平均品位0.99%。主、次主矿体品位变化系数为10.20%～122.4%。

4.4 矿体围岩及夹石

矿体顶底板围岩一般为紫红色泥质粉砂岩或紫红色粉砂质泥岩。部分矿层的紧靠上下矿层顶底板处，常有一灰绿、灰白色粉砂质泥岩薄层，厚0.02m～0.35m，一般0.15m以下，但不甚连续。这是矿层后期改造过程中，对近矿围岩所产生的褪色现象。矿体的夹石为紫红色泥质粉砂岩，厚0.05m～0.4m。

5 矿床共（伴）生矿产评价

根据大量光谱分析、岩矿鉴定，对Ⅷ、Ⅻ号等主矿体的全分析、多元素分析。以及放射性顺便检查和取样化验等资料表明：矿石中有用组份除铜和与铜共生可回收利用的银以外，目前尚未发现其它有工业价值的伴生有益元素。此外，钯在九曲湾矿区重选精矿中含量为0.015～0.025g/t，浮选精矿中0.013g/t，尾砂中0.0l5g/t，另125中段Ⅻ号矿层的六个组合样也达0.03～0.06g/t，接近砂矿综合利用要求，但赋存状态未搞清。有害杂质(镁、砷、锌等)含量很微，对矿石加工冶炼影响不大。

矿区目前发现有利用价值的伴生组份是银。银在原矿中品位较低，但在精矿中能一定程度富集，可在冶炼过程中予以回收，因而具有一定利用的价值。关于银的赋存状态，据分析鉴定，银主要是与自然铜呈固溶体产出，因此，随铜的品位增高而增高。经自然铜激光光谱分析和自然铜单矿物化学分析，银含量均很高，也说明了这个问题。其次少量呈自然银产出，并经电子探针证实含Agl00%；此外，个别样中发现角银矿。