夏河县龙得岗铜砷矿床类型及成矿模式分析

魏永满，都卫东，石为江

多年来，人们对矿区进行不断地开采，导致可采集的品位高的铜矿资源逐渐变成稀有资源，并且一步一步走向无资源可利用；面临该问题公众开始转移，勘探、寻找高品位铜矿资源的可替代品：比如一些低品位的砷铜矿，其间也富含钼的元素——铜元素，但同时又有砷元素。因此，针对砷铜矿进行铜元素的回收以及对砷元素的处理方式变得尤为重要。近些年为了更加深入地进行金属矿产的开采，进一步增强了该区域地质方面的分析研究。夏河县龙得岗铜砷矿床处于年木耳杂岩体西南边缘，近些年为了深入开发该区域的矿产资源，加快了其外围找矿工作力度，取得了比较显著的找矿成果。但是在矿床的根本成因、矿床类型、成矿模式等方面的研究稍显不足，对于深入推进找矿工作具有一定影响。针对此，本文通过对大量资料进行分析并结合具体工作情况，对于该区域地质结构以及特征等进行深入分析研究，明确矿床类型和成矿模式，希望为后续找矿工作的推进有所帮助。

1 案例基本概况

夏河县龙得岗铜砷矿主要位于年木耳杂岩体西南边缘，该区域的主体构造线呈现为北西向，而次级构造则是双朋喜—新堡复背斜西南翼，其整体构造属于南秦岭—大巴山—南大别山新元古代—早中生代裂陷大陆边缘。进一步分析可知，双朋喜—新堡复背斜区主要包括石炭系、二叠系、三叠系海相碎屑岩及碳酸盐岩等部分，顺着复背斜主构造线方向存在着非常强烈的岩浆活动。

从地质情况分析可知，该矿区所在区域存在着不同类型的变质情况，例如存在着区域浅变质所产生的板岩、变砂岩等等，同时也包括岩体周边所产生的角岩、角岩化砂板岩以及局部碳酸盐夹层形成的矽卡岩等。随着涉及的面积逐渐增大，后续热液作用有所下降，会形成多种变质，包括：系列石英制长岩会发生次闪石化、绢云母化、钾化或者电气石化等。同时，随着这些变质作用的产生也会出现伴随着绿泥石化、碳酸盐化、硅化等情况，整体呈现出线状，并且在裂隙相对集中的区域形成了带状或者面状的情况，但是整体区域则较小。热液交代变质作用是本区主要成矿蚀变。

2 铜砷矿基本概述以及矿区地质特征分析

2.1 砷铜矿基本概述

砷铜矿是指一种铜的含砷硫化物矿物（属硫盐矿物），含有欲采集的目的元素同时拥有砷元素。化学式：cu3as。等轴晶系。晶体未见，主要呈肾状、葡萄状或块状集合体，不透明。众所周知，作为有害物质砷在矿区中不但造成自然环境的污染，进而可能对人体造成消息影响，因此对砷铜矿的有效提纯也显得尤为重要。然而，针对砷铜矿的提纯，受砷元素与铜元素化学性质差异的影响提纯难度大于常见的铜矿物，由于砷铜矿往往较难被氧化并且极易与空气中物质反应生成较致密的氧化膜，进一步加大了砷铜矿提纯过程中被氧化分解。

2.2 矿区地质特征分析

从该矿区所出露的地层情况分析可知，其主要为三叠统和分布局限的第四系，其中三叠统之下主要包括3个不同的岩组，按照从上到下的顺序分别为：结晶灰岩变砂岩板岩组；变砂岩、板岩组；变砂岩夹板岩组。

2.3 结晶灰岩变砂岩板岩组

勘测得矿区西南位置多现结晶类灰岩，该类灰岩一般有较厚类呈深灰色、变砂岩以及板岩互层等几种，几种进行融合发育呈水平、垂直、一定倾斜角、波浪线等不同层理，进而与伏地层形成断层性接触，该区域的沉积韵律存在着较大的变化，韵律完整区域则厚度一般较小，具体厚度在几厘米内尺寸不等。

2.4 变砂岩、板岩组

同上一类，此类岩组也主要处在矿区的西南位置，不同于上结晶类的是该类厚度一般较之略薄，另外，该类岩组与伏地层可以实现连续性接触，进而连续沉积。

2.5 变砂岩、板岩混合组

另外，在矿区西南位置也发现有部分变砂岩、板岩混合组，颜色外观较以上两者呈现出粉色砂岩、板岩混合形态，含细小微粒石英长石，以及构造特征相似于覆岩组，该类岩组与石英闪长岩处于侵入接触状态。

综上，砷铜矿矿区构造形迹多为祁吕系类中低序段，受其地处加吾力吉背向西南侧，因此整体构造形势也表现为北西向单斜，各个不同方向都存在着相应的发育，其中近南北向扭张性断裂发育非常完全，而在东西向则存在着一定的扭压型断裂情况，在北东向则存在着相对隐蔽的张扭性型断裂带，只是在较深的区域能够发现，填充了大量闪长玢岩脉。而发育良好的河西系，构造形迹方面呈现出归并祁吕系的趋势，其中扭性断裂呈北北西向。

经过分析可知，祁吕系构造整体上杂岩体中石英闪长岩表现为祁吕系高序次段，即呈北西向侵入，该种构造也附属于控岩控矿构造领域。该区域的岩浆处于中晚期阶段，这些岩浆会反复发生作用，对于应力相对集中的区域来说，不仅会有二长花岗岩侵入，除此之外也有部分区域出现侵入的次第安岩。

根据矿区所处位置，分析得该区域在控岩方面处于优势地位，所处区域整体较活跃，因此极其有助于矿石的形成；从矿区主体构造来看，控矿褶皱构造呈现出北西向单斜，同时表现为向南西倾斜；各组控矿断裂构造的具体情况表现为三种：压扭性斜冲断裂（北西向）、扭张性断裂（北北西、南北向）、扭压性断裂（东西向）。

从矿区出露情况来看，其侵入岩都是年木耳杂岩体的构成部分，包括石英闪长岩、二长花岗岩、次英安岩及闪长玢岩脉等类型。每一类型岩的性质也有所差异。

勘测得矿区中心区域往往容易得到第一类侵入岩——石英闪长岩，外形酷似树枝状，绵延侵入伏地三叠岩组，并且发现其走向趋势多为北西，后转为北东。进而产生了几十米宽的热接触变质带。另外，在时期较早的控矿构造交汇处存在着崩塌角砾岩。

第二类侵入岩——二长花岗岩。此类岩主要位于矿区的东北区域，整体呈现的是东西向，从时间来看二长花岗岩主要形成原因是石英闪长岩的侵入、演变。

另外，在Ⅷ号激电异常范围内易得到第三类侵入岩——次英安岩，该类侵入岩多嵌入生角砾岩。其中生角砾岩长500m，宽200m～300m不等，作为砷铜矿体主要围岩，整体分布于Ⅷ号激电异常区310～305等位线范围内，整体分布呈现北北西向。因此，次第安岩受其影响，原本整体北西向也出现向北北西倾斜分布，平面方向皆呈不规则椭圆状，并且和侵入的第一类侵入岩实现了接触。接触区域可以发现矿石出现部分绢云母化，或绿泥石化，或碳酸盐化，以及一些区域出现浸染状金属硫化物等现象，皆呈不规则分布，而最重要的砷铜矿体正是出自该区域，由部分金属硫化物等聚集所成。

经分析矿区脉岩，发现其内部主要由闪长玢岩买脉、花岗岩脉、热液脉体（比如电气石英脉和方解石脉等）等几种脉体；上文提及砷铜矿体外围多为生角砾岩，而常见的生角砾岩种类繁多，根据胶结方式不同进而胶结物种类的不同有以下几种：①由上文第一类侵入岩石英闪长岩熔浆充当胶结物胶结而成归为一类；②由晶体碎屑、岩屑等充当胶结物归为一类；③由上文第三类次第安岩充当胶结物归为一类；④最后就是由电气石充当胶结物归为一类。

3 矿体各项属性

第一，矿区所有51个矿体中皆为单工程控制，其中多属于盲矿体，仅有6个地表矿体非盲矿体。

第二，按背部矿石的不同可以将所有51个矿体分成29个铜矿体，分别为：9个含砷铜矿体，4个铜砷矿体，2个砷矿体，5个锡矿体，1个铋矿体，1个钨矿体；分成15个砷矿体，分别为：9个含砷铜矿体，4个铜砷矿体，2个砷矿体。

第三，铜矿体总体呈现出规模小、形态复杂、形状各异且不规则（如脉状、囊状等）的特点，厚度值处于2m～5m范围内（个别厚度高达20m）；砷矿体呈脉状，透镜状、囊状和不规则饼状。多数矿体倾向北东，倾角缓至中等。

第四，矿体整体呈北东（少数呈北东东），除少数矿体埋深深度大于300m，其余多处于埋深100m～300m、斜度25°～45°不等。而其围岩以内生角砾岩为主，同时伴随着一定量的石英闪长岩和次英安岩，某些矿体产于石英脉中。

4 围岩蚀变

常见的围岩蚀变有：热接触变质、热液蚀变。本文探测的矿区也不例外，其中前者多为上文提及一类侵入岩接触带，由于受伏地三叠统区域岩浆热力影响，因此在原有的浅变质基础上出现角岩以及其岩化岩石；针对后者，主要是上文提及三类侵入岩往往已出现绢云母化、绿泥石化、钾化、硅化、碳盐酸化等蚀变现象，其间可能发生一种或多种蚀变的同时发生。其中产生的绿泥石化、碳酸盐化等情况，属于中等程度的蚀变。另外，在绢云母化岩石中还有产生最频繁、最常见、蚀变概率最大的现象——矿化现象，矿化现象作为一种蚀变成矿石的主要类型之一较为常见。对于钾化来说，其更多产生在电气石角砾岩当中，也可能出现在断裂带周边，同时偶尔也伴随有高岭土化以及泥化等情况。

5 矿石特征分析

通过分析可知，该矿石所包含的金属矿物中最主要的包括：黄铜矿、黄铁矿、毒砂等等，除此之外还含有一定量的黄锡矿、辉铋矿、自然铋、闪锌矿、白铁矿、褐铁矿、孔雀石，以及一些比较稀有的黝铜矿、辉铜矿等。

同时，针对矿石内部所含矿物质常见的多为石英、长石、黑云母、角闪石、电气石等，以及包含少量的的绢云母、绿泥石、方解石、高岭石等。矿石结构以及构造较为复杂，因此所包括的类型繁多，例如粒状结构、交代结构、乳滴状结构、碎裂结构、斑点—浸染状构造、细脉—浸染状构造、脉状构造、蜂窝状构造等等。

同样矿石类型也比较多，有斑点浸染状黄铁矿、黄铜矿石、斑点、细脉浸染状黄铁矿、黄铜矿、含砷铜矿石、铜砷矿石、细脉浸染状黄铁矿、毒砂砷矿石、石英脉型铜矿石、锡矿石等。

其中矿石中各成分品位：Cu0.41%～0.77%（最高1.23%）；As3.00%～4.00%（最高10.19%）；Sn0.26%～0.83%；Bi0.73%。矿区的矿石呈现出浸染状，并且存在着大量金属矿物，包括：辉铜矿、斑铜矿、黄铜矿、黄铁矿、磁铁矿等等，同时也包含一定量的闪锌矿和方铅矿。在矿区的地表层面存在着大量的孔雀石，同时也包含着石榴石、透辉石、透闪石、绿帘石等脉石矿物。其中石榴石和绿帘石主要呈平行状排列，并且呈现条带状的构造，另外，经过热力蚀变的作用会产生角岩化与蛇纹石化，其和矿体距离较远。从品相分析来看，局部矿体的氧化矿石能够达到10%以上，并且伴随着2%～15%的砷含量。

6 矿床类型、成矿机理以及成矿模式

6.1 矿床类型

通过地质勘测，发现年木耳砷铜矿床多产出于经控矿断裂发育的三叠系下统地层中，其主体矿体大都充填到控矿断裂当中，同时和富钙岩石发生交接而最终成为交代类砷铜矿，其中由热液进行填充，同时，砷铜矿外围与岩体接触带发生矿化生成矽卡岩，其主要由砷、铜等矿化所得。针对年木耳区域的砷铜矿床来说，其形成会受到构造岩浆活动有成因联系的内生金属成矿作用的影响，然而针对龙得岗式砷铜矿床，其矿床类型也多为交代类砷铜矿，不过其中主要由高-中温等热液进行填充而成，由岩浆后期与次英安岩有关的爆破角砾岩产生。另外，按照主容矿岩石和工业类型，应属斑岩型砷铜矿床。

6.2 成矿机理、成矿模式

针对龙得岗式铜砷矿床，因受到年木耳杂岩体的侵位以及矿化等方面的作用影响进而形成，同时也会受到构造岩浆活动有成因联系的内生金属成矿作用的影响。随着岩体逐渐向上侵入，随之进行对地壳下的砷、铜元素进行吸收，产生了以热液充填型成因为主、热液交代型为辅的复合型矿床。对于此矿区来说，最为主要的微型容矿构造为内生角砾岩中的网状裂隙，其中内生角砾岩作为区内最主要容矿围岩，因受矿区内构造、岩浆岩和内生角砾岩控制进而形成内热液砷铜矿床。

6.3 找矿标志

在对矿区内部相应矿脉以及相关地质特性进行充分分析研究之后，能够得到如下几方面的找矿标志，分别为：

第一，龙得岗式铜砷的岩石主要为粉砂质板岩，同时伴有一定量粉砂质板岩、砂纸板岩、变质砂岩等成分。

第二，同地层产状大体相同的北西向构造破碎带发育，同时展现出多期次构造变形的特性。

第三，在围岩和构造破碎带分界处展现出非常显著的不同特性，能够形成泥化作用。

第四，断层破碎带呈现出中等倾角以及相应宽带，顺着破碎带的走向整体呈现出舒缓波状变化。

第五，从表层来看，断层破碎带总体呈现出褐红色状态，存在着一定的褐铁矿化（新鲜岩石为黄铁矿化和毒砂化）和硅化作用。另外，与主断裂面相平行的区域存在着石英脉，并且沿节理、裂隙面具石英细脉充填。

7 结语

本文主要介绍了夏河县龙得岗铜砷矿床的地质条件、构造、矿床地质特征等内容，在此基础上分析了该矿区的矿床成因和成矿模式等内容。通过本文的介绍能够对该区域周边同样地质条件地区找矿、探矿等起到相应的参考作用。