太行山北段庙安铜多金属矿床地质特征及矿床成因研究

刘广宇

（河北省地质调查院，河北 石家庄 050081）

1 区域地质

太行山北段庙安铜多金属矿床位于太行山金钼多金属成矿带北缘。矿床受上黄旗-乌龙沟深断裂控制，产于其分支断裂支家庄-川里断裂东侧。属于司格庄-王安镇铜多金属成矿带南段。区内地层发育明显的二元结构，其结晶基底为太古界阜平群变质岩，上伏沉积盖层主要为中上元古界、古生界及中生界碳酸盐岩盖层。区内构造发育，主要为NNE向上黄旗-乌龙沟深断裂构造带及其分支断裂，多为北西向和北东向断裂交叉迭置。区内岩浆岩强烈发育，主要为燕山期的司各庄岩体，此外，还分布有一些中基性脉岩类，多形成于海西期、吕梁期[1-3]。

2 矿区地质特征

2.1 地层

矿区地层出露简单，主要为太古界阜平群变质岩结晶基底，和中元古界长城系高于庄组碳酸盐岩和第四系组成的沉积盖层。太古界阜平群变质岩主要岩性为由黑云斜长片麻岩，黑云角闪斜长片麻岩；高于庄组碳酸盐岩主要为硅质条带白云岩。

2.2 构造

矿区位于川里-支家庄NNE向断层东侧，受其影响，矿区内构造较为发育，主要构造为燕山期断裂及褶皱构造。按其展布方向以NE向和NNE向构造最发育，由西至东构造活动强度逐渐减弱。

2.3 岩浆岩

区内岩浆活动强烈，岩浆岩发育，从早到晚形成了基性→中性→酸性的完整演化旋回，属燕山期司格庄杂岩体第一阶段一、二、三次侵入活动的产物。其岩性由老至新分别为：

（1）闪长岩，主体位于矿区以外南西部，呈岩基产出。而在矿区西部及中部，主要沿F1、F2断裂呈断续的岩枝、岩株状产出，为矽卡岩型铜铁矿带的成矿母岩之一。

（2）石英二长岩，分布于矿区南西部，主体为一规模较大的岩基状，沿F2断裂地表有其小的岩枝、岩株产出，而在Ⅱ矿带所施工的钻孔深部，均可见该类岩体呈隐伏状产出，为矽卡岩型铜铁矿带的主要成矿母岩。

（3）花岗闪长岩，仅在F1断裂下盘施工的ZKm1201孔深部见到，呈隐伏侵入于片麻岩中。其岩性与石英二长岩基本相同，为同期次不同部位的相变产物，在区域上统一归类为花岗闪长岩。

（4）花岗岩，分布于矿区北部，呈大规模的岩基产出，是司格庄弧形构造形成的标志性岩体。在矽卡岩型铁铜矿带的北部与其接触处，矿化有明显增强的趋势[4]。

3 矿床特征

3.1 矿床地质特征

本矿床是以铜铁为主，铜、铁、锌、金、银等矿共（伴）生，多位一体的矽卡岩型、热液脉型多金属矿床。按矿石成因类型及产出地质特征，大体分为矽卡岩型、蚀变岩型、热液脉型三类。集中分布于矿区西部的Ⅰ号矿带和中东部的Ⅱ号矿带。各矿体按所在矿带位置顺序编号：Ⅰ矿带共有12个矿体，编号为Ⅰ1—Ⅰ12，位于矿区西部岩体与碳酸盐岩地层接触带，其主体为高于庄组三段大理岩化白云岩，呈残留条带状被不同岩性的岩体所包含，总体呈近SN走向，北端向东偏转呈NE向。该矿带以Ⅰ1号矿体规模最大，其他矿体规模小，分布零散。Ⅱ矿带有7个矿体，编号为Ⅱ1-Ⅱ7，位于矿区中部F1大断裂上盘附近之碳酸盐岩中，带长约2000m，带宽50m～300m，呈NNE20-30°方向展布。沿带主要为高于庄组一、二段大理岩化白云岩及角岩化页岩，普遍具有不同程度的矽卡岩化蚀变发育；沿平行大断裂方向的次级裂隙伴有断续铜铅锌矿脉分布。以Ⅱ2、Ⅱ6号矿体规模较大，其他矿体规模均较小。

3.2 矿体特征

主要矿体Ⅰ1矿体：位于矿带中北段，沿矿带呈层状、似层状产出，长约800m。矿体最大沿深为160m，属稳定型。矿体总体产状为：中北段70°～90°∠60°～75°，北段向东偏转为110°～150°∠50°～70°。Cu的平均品位0.65%，矿体伴生金银，平均品位为Au0.53(10-6)、Ag9.40(10-6)。

Ⅰ2矿体：位于矿带中部，矿体长142m。矿体最大延深50m，平均厚度1.22m，属稳定型。呈层状、似层状产出，形态较简单。矿体产状：68°～75°∠61°～68°。该矿体主矿种为铜，伴生铁。Cu平均品位为1.82%；TFe平均品位15.97%。为矽卡岩型铁铜矿体。

Ⅱ2矿体：位于矿带中北段，矿体长420m，矿体深40m。主要沿薄至厚层状大理岩化白云岩层间破碎蚀变带呈脉状、似层状产出，沿走向及倾向具膨缩、尖灭再现变化。矿体产状为：115°～135°∠56°～71°，基本与大断裂一致，较稳定。Cu品位0.26%～0.34%；伴生Ag5.76～8.56(10-6)。

Ⅱ6号矿体：位于矿带中南部，矿体长500m。最大延深40m。矿体沿大断裂上盘附近次级裂隙呈脉状产出，矿体产状：102°～135°∠45°～65°。矿体平均品位Cu0.20%～3.2%，Ag8.54～17.93(10-6)。

矿床中矿石以矽岩型矿石为主，次为热液脉型及蚀变岩型。三者的矿石结构基本相同。矽卡岩型矿石以块状构造、条带状构造为主，系由磁铁矿物集合体或磁铁矿和脉石矿物相间组成。热液脉型、蚀变岩型矿石主要为星散状、细脉浸染状构造。即黄铜矿、方铅矿、闪锌矿呈团粒状或细脉状分布于脉石中。

Ⅰ矿带矽卡岩型含铜磁铁矿矿石化学有用组分主要为铁、铜，共（伴）生有S、P205、MgO、CaO、SiO2、AI2O3、Au、Ag、As等[5-7]。

铁：矿石中铁含量变化较大，Ⅰ1号矿体中铁矿体TFe含量在23.81%～29.70%之间，其中主要为磁性铁，硫化铁次之且多赋存于硫铁矿中。铁的矿床平均品位为27.23%。

铜：为主要有用元素，多以硫化物存在于黄铜矿中，少数存在于斑铜矿中。最高品位3.52%，一般在0.10%～0.93%之间，矿床Cu平均品位为0.66%。

Ⅱ矿带热液脉型铜铅锌矿石主要有用组分为锌、铜，共伴生金、银，铅微量。锌主要存在于闪锌矿中，极少数存在于菱锌矿中，最高品位12.40%，一般为0.52%～3.62%；锌的矿床平均品位为3.27%。铜主要存在于黄铜矿中，少量存在于孔雀石中，最高品位为3.20%，一般在0.20%～0.97%之间，该类型矿石矿床平均品位为0.79%。

矿床中各矿体普遍伴生有用组分金、银。经对Ⅰ矿带主要的Ⅰ1号矿体所作23件组合分析结果和少量基本分结果了解，其单样的金品位最高为17.35(10-6)，一般在0.10～0.95（10-6）之间，矿体平均品位为0.53(10-6)；伴生银品位最高为62.00(10-6)，一般在2.99～15.20(10-6)，矿体平均品位为9.40(10-6)。Ⅱ矿带各矿体金银含量亦较高，其中Ⅱ1号为Cu、Zn、Au共生矿体，金品位为5.21(10-6)，伴生银为11.11(10-6)；Ⅱ4号矿体为Cu、Au、Ag共生矿体，金品位为16.35(10-6)，银品位为51.00(10-6)。其它矿体除Ⅱ5、Ⅱ7号的伴生金品位较低外，Ⅱ2、Ⅱ3、Ⅱ6矿体伴生金、银品位均可达综合利用工业要求。

4 矿床成因及时代

4.1 成矿时代

矿床与司格庄杂岩体的时空关系密切，成矿时代与杂岩体活动时代相当。根据1/5万区调资料，区内分布的早期闪长岩同位素年龄为126Ma，而较晚的花岗岩同位素年龄为65Ma，大致相当于晚侏罗到早白垩世，可见本矿床的形成经历了漫长过程。

本区地处司格庄—王安镇铜多金属成矿带的中南段，在矿区及毗邻，由北至南分布有栾木厂（1.62吨）、小岭根(1.6吨)、平沟(2.3吨)、牛栏(0.4吨)四个小型金矿床，以及长祥沟、司格庄一带的众多金矿点。上述四个金矿床呈约1000m的等间距分布，且均产于距岩体500m～1000m的外带白云岩中。由以上中低温金银成矿带向内，逐渐过渡为F1断裂上下盘的中高温铜铅锌矿带，再向内为近接触带的高温矽卡岩型铜铁矿带。纵观区内矿产的空间分布，矽卡岩型铁铜矿多受岩体侵位时形成的边缘断裂体系控制，为高温热交代成矿作用产物；热液脉型铜多金属及贵金属矿床主要受控于拆离滑脱构造体系，为深部隐伏岩体、岩株之岩浆期后热液成矿作用产物。

以上各矿带，金元素除在距岩体较远的外带中形成单独的矿床外，在其他两矿带中均有较高的共、伴生品位(单样最高均达12×10-6)，是区内所共有的专属成矿元素。

4.2 矿床成因

庙安铜多金属矿床为一蚀变岩型-矽卡岩型-热液脉型多成因矿床，矿床的形成与司格庄杂岩体活动的时空关系密切。特别是燕山早期第一阶段的多次岩浆侵位叠加，为矿区内生铜多金属矿产的提供了优越的成矿物质来源。

综上所述，在矿区特定的地层、构造及岩浆岩条件下，深断裂的构造活动，导致地壳深部硅酸盐岩浆侵入形成司格庄杂岩体，在岩浆演化分异过程中，随着温度压力等物化条件的改变，由其携带和分异产生的含矿热液集聚于边缘的构造薄弱部位，经过多期次不同类型的成矿作用，形成了多成因类型的矿床共生组合。早期在岩体中或岩体之间形成黄铁绢英岩化蚀变岩型矿床（矿体），金属矿物组合为黄铁矿、黄铜矿；近接触带形成了高温矽卡岩型含铜磁铁矿矿床；中晚期在离接触带较远的碳酸盐岩地层构造裂隙及破碎带中，形成了中-低温热液脉型矿床，其金属矿物组合以黄铁矿、黄铜矿、闪锌矿为主，方铅矿微量；次为辉铜矿、自然金、银金矿及碲金银矿等，进而造成了庙安铜多金属矿床复杂的成因类型。

5 结论

（1）矿区内广泛发育的大规模褶皱带及不同方向的断裂构造，为各类型内生多金属矿床的形成提供了良好的成矿构造条件。司格庄杂岩体与本区内生金属矿产有着密切的成生联系。多期次岩浆活动为本区成矿提供了充足的热源和矿源。

（2）矿区内岩体边缘接触断裂系发育部位，特别是有压性逆断层（F2断层）存在的情况下，有利于矽卡岩型铜铁矿体的生成。不同岩性的岩体在本区形成的宽达千余米的蛇纹石化、大理岩化热蚀变带，确是寻找不同类型矿床的间接找矿标志。

（3）在Ⅰ、Ⅱ矿带各矿体中普遍共伴生的矿化特征，显示本区具有铜、金多金属矿集区的成矿远景。