孫永亮

（寧夏回族自治區(qū)礦產(chǎn)地質(zhì)調(diào)查院（自治區(qū)礦產(chǎn)地質(zhì)研究所），寧夏 銀川 750021）

寧夏青銅峽市雙圈銅礦區(qū)域大地構(gòu)造處于昆侖-祁連-秦嶺褶皺系走廊過渡帶東端的衛(wèi)寧北山東西向向斜的東部，北鄰中朝準(zhǔn)地臺鄂爾多斯西緣坳陷帶的賀蘭山臺陷帶西南部。地層區(qū)劃屬華北地層大區(qū)（V）秦祁昆地層區(qū)（V1）祁連-北秦嶺地層分區(qū)（V12）寧夏南部地層小區(qū)（V12-1）。

區(qū)域內(nèi)熱液型的礦產(chǎn)主要有銅、鐵、重晶石，沉積型礦產(chǎn)有煤等。熱液型礦產(chǎn)多沿狐子疙瘩-銅鐵溝-米地梁分布，主要受東西向、近東西向、北西、北東向斷層控制；沉積型礦產(chǎn)煤分布于上石炭統(tǒng)土坡組中。

區(qū)內(nèi)的銅礦曾經(jīng)被前人開發(fā)利用，現(xiàn)已停采；鐵、重晶石、煤炭資源現(xiàn)正被小型民營企業(yè)開發(fā)利用。

1 礦區(qū)地質(zhì)特征

1.1 礦區(qū)地層

礦區(qū)內(nèi)地層出露單一，僅分布著泥盆系上統(tǒng)沙流水組第二巖段（D3s2），局部低洼地段零星分布第四系風(fēng)積層（Op3-2eol)。其中沙流水組第二巖段是賦礦地層?，F(xiàn)由老至新將其特征簡述如下：

（1）泥盆系上統(tǒng)中寧組第二巖段（D3Z）：主要為陸相河流沉積，下部為代表河流沖積相的紫紅色厚層細(xì)粒石英砂巖、長石石英砂巖、含泥質(zhì)角礫長石石英砂巖、泥質(zhì)鈣質(zhì)粉砂巖，夾灰綠色含銅長石石英細(xì)砂巖、粉砂巖透鏡體（銅礦體），在砂巖中節(jié)理發(fā)育，同時發(fā)育單向斜層理和板狀交錯層理，上覆沙紋交錯層圖。上部過渡為湖泊相沉積，其巖性為紫紅色厚層泥質(zhì)、鈣質(zhì)粉砂巖夾紫紅色鈣質(zhì)細(xì)粒長石石英砂巖。該段巖層總體上來說自下而上，粒度由粗變細(xì)，具韻律變化，常見重晶石石英脈及重晶石脈沿節(jié)理及層面方向侵入。

（2）四系風(fēng)積層（Op3-2eol)：分布于山坡及低洼地，主要為黃土狀粘質(zhì)砂土，垂直節(jié)理發(fā)育，多切割形成沖溝。厚2m～5m。

1.2 礦區(qū)構(gòu)造

礦區(qū)構(gòu)造簡單，主體構(gòu)造位于雙圈背斜南翼，該背斜為一開闊的線狀背斜，褶皺軸向近東西向展布，長約1400m，北翼地層傾角在20°～35°左右，南翼地層傾角20°～45°，兩翼基本對稱，核部及兩翼地層均為泥盆系上統(tǒng)沙流水組第二巖段（D3s2）。斷裂構(gòu)造較發(fā)育，局部發(fā)育小型的縱向小斷層及小型的層間滑動斷層，在褶皺南翼發(fā)育北西向、北北西向、南北向的小型縱向斷層，東西向的大斷層。

1.3 脈巖

礦區(qū)內(nèi)未見巖漿巖出露，但脈巖分布較普遍，多沿巖層節(jié)理、裂隙或?qū)用娉涮睢Ｖ饕惺⒚}、重晶石脈、方解石脈、長石脈等，脈長一般為數(shù)米，脈寬2m～5m，通過野外觀察分析，脈巖主要在斷層附近發(fā)育，孔雀石化沿脈巖裂隙充填。

2 礦體地質(zhì)特征

2.1 礦體特征

礦區(qū)內(nèi)礦體主要賦存于修改為泥盆系上統(tǒng)中寧組第二巖段（D3Z），賦礦巖石主要為灰綠色砂泥巖，礦化特征為孔雀石沿巖砂泥巖裂隙呈薄膜狀、片狀充填，少數(shù)呈粗砂巖空隙充填特征，且受后期斷層的錯斷和構(gòu)造的影響，在地表呈現(xiàn)為不連續(xù)的多個小礦體出露。現(xiàn)以長度大于100m，氧化銅品位大于或等于0.30%，圈定了2個礦體KⅠ、KⅢ，見圖1、圖2。礦體特征簡述如下：

圖1 雙圈銅礦區(qū)地質(zhì)簡圖

圖2 雙圈銅礦區(qū)kp7勘查線剖面圖

KⅠ銅礦體：地表由8個見礦工程控制長約310m，呈似層狀，走向為120°，傾向南，傾角21°～35°，厚度在1.30m～1.70m。銅品位在0.64%～2.17%，平均為1.26%。中深部由3個見礦工程控制厚度在0.6m～3.87m。銅品位在0.5%～1.17%，平均為0.86%。礦體頂板為中厚層細(xì)粒長石石英砂巖；底板為中厚層粉砂巖。

KⅢ銅礦體：地表由2個工程控制長約146m，呈似層狀，傾向為220°，傾角21°～24°，厚度1.24m～1.53m。銅品位在0.53%～0.64%，平均0.58%。礦體基本不含夾石。礦體頂板為紫紅中厚層細(xì)粒長石石英砂巖；底板為灰白色中厚層粉砂巖。

2.2 礦石質(zhì)量

礦石結(jié)構(gòu)以細(xì)粒砂狀結(jié)構(gòu)為主，次為粉砂結(jié)構(gòu)、砂礫、碎裂結(jié)構(gòu)等；礦石構(gòu)造以層狀構(gòu)造為主,部分為細(xì)脈狀、細(xì)脈似浸染狀、角礫狀構(gòu)造等。

主要銅金屬礦物為孔雀石，次為黃銅礦、輝銅礦、銅蘭等。

脈石礦物主要有石英、長石、方解石，此外尚有重晶石等。

礦石中有用化學(xué)組分為Cu，尚伴生有Pb、Zn、Mn、Co、Ni、S等。主礦體中伴生有用組分均達(dá)不到綜合利用的要求。

2.3 礦石類型

根據(jù)礦石的物質(zhì)成分、品位、物理性質(zhì)、結(jié)構(gòu)、構(gòu)造或氧化程度等不同因素等，將銅礦石自然類型劃分為氧化礦石，礦石類型主要有以下幾類：

（1）孔雀石化長石石英細(xì)砂巖：為主要礦石類型之一，各礦體中均有分布。多呈灰綠色，具細(xì)粒砂狀結(jié)構(gòu)，中-薄層狀構(gòu)造等。礦石礦物以孔雀石為主；脈石礦物主要為石英、長石、方解石等。礦物主要沿裂隙面發(fā)育。銅品位在0.33%～2.01%之間。

（2）孔雀石化粗砂巖：為主要礦石類型之一。多呈灰綠色，具粗粒結(jié)構(gòu)，中-薄層狀構(gòu)造等。礦石礦物以孔雀石為主；脈石礦物主要為石英、長石、粉砂質(zhì)等，礦物主要沿孔隙內(nèi)發(fā)育，銅品位在0.5%左右。

（3）孔雀石化泥巖：為主要礦石類型之一，KⅠ礦體中有分布。多呈灰綠色，具碎裂狀結(jié)構(gòu)，中-薄層狀構(gòu)造等。礦石礦物以孔雀石為主；脈石礦物主要為泥質(zhì)等。礦物主要沿裂隙面發(fā)育，銅品位在0.64%～2.01%。

（4）孔雀石化構(gòu)造角礫巖：為次要礦石類型之一，僅在KⅢ礦體中有分布。多呈灰綠色。礦石礦物以孔雀石為主；脈石礦物主要長石、石英、褐鐵礦等。礦物主要沿裂隙面發(fā)育。

2.4 圍巖蝕變

礦區(qū)內(nèi)主要的圍巖蝕變有：絹云母化、硅化、重晶石化、褐鐵礦化充填裂隙。

絹云母化：呈灰白色，鱗片變晶結(jié)構(gòu)，常以浸染狀、脈狀沿長石、石英顆粒間隙充填，同時交代斜長石，分布較為普遍。

硅化：主要表現(xiàn)為細(xì)石英脈，多呈灰白色，粒狀變晶結(jié)構(gòu)，以不規(guī)則脈狀沿裂隙充填。

褐鐵礦化：呈黑褐色，以團(tuán)塊狀、斑點狀、浸染狀、脈狀沿裂隙面分布，分布不均勻，但蝕變較強部位，銅礦化也較強。

重晶石化：主要為重晶石脈，呈黃褐色，以不規(guī)則脈狀沿裂隙充填，多具碎裂狀構(gòu)造。脈中常見包裹石英脈，形成比石英脈晚，含銅礦化。

3 礦床成因分析

3.1 區(qū)域成礦條件

礦區(qū)區(qū)域地處秦祁昆成礦域（Ⅰ-2），阿爾金-祁連成礦?。á?5），南祁連Pb-Zn-Au-Cu-Ni-Cr成礦帶（Ⅲ-23）。

區(qū)域出露地層主要有古生界奧陶系中上統(tǒng)、泥盆系上統(tǒng)、石炭系下統(tǒng)、石炭系上統(tǒng)、二疊系下統(tǒng)地層；中生代有侏羅系上統(tǒng)、白堊系下統(tǒng)地層；新生界的古近系漸新統(tǒng)、新近系中新統(tǒng)及第四系風(fēng)積、沖洪積層。

區(qū)域內(nèi)不同期次的褶皺、斷裂及其伴生的裂隙均很發(fā)育。主要表現(xiàn)為呈近東西向展布相間排列的背斜和向斜，以及一系列與褶皺軸向近一致的斷裂和層間滑動斷裂。其次還發(fā)育南北向褶皺、斷裂及北西向斷裂及褶皺。區(qū)域內(nèi)巖漿活動不發(fā)育，未見巖漿巖出露。

區(qū)域內(nèi)金屬礦產(chǎn)多屬華力西期構(gòu)造熱液礦床，主要有鐵、銅、金等，礦化多受東西向斷裂及北西向斷裂構(gòu)造控制。

3.2 礦床控制因素

3.2.1 成礦物質(zhì)來源

礦區(qū)內(nèi)主要賦礦地層為泥盆系上統(tǒng)中寧組第二巖段（D3Z）。礦（化）體多位于第二巖段中部灰白色砂巖、灰綠色砂泥巖層中，與層位有一定關(guān)系，具有“層控礦床的特點”。礦化特征為孔雀石沿巖砂泥巖裂隙呈薄膜狀、片狀充填，少數(shù)呈砂巖空隙充填特征。通過鉆探驗證，深部巖芯未見原生銅礦化現(xiàn)象。因此認(rèn)為銅的來源主要是異地水溶液搬運帶入。

3.2.2 控礦構(gòu)造

礦區(qū)內(nèi)礦（化）體賦存于雙圈背斜南翼，受灰綠色砂泥巖層控制。礦化特征為孔雀石沿巖砂泥巖裂隙呈薄膜狀、片狀充填，少數(shù)呈砂巖空隙充填特征。從地表及鉆探工作總結(jié)，巖石越破碎，礦化越明顯。根據(jù)地質(zhì)填圖總結(jié)，本區(qū)主要受一期近南北向應(yīng)力擠壓，形成軸向近東西向的背斜構(gòu)造，并伴生了一系列與主構(gòu)造線走向一致的逆斷層和與主構(gòu)造線走向斜交的平滑斷層，斷層所處的位置是成礦的有利地段。

3.3 礦床成因分析

從區(qū)域地質(zhì)資料可得知，在礦區(qū)西南一帶存在多個中低溫?zé)嵋恒~礦床及礦化點（如礦區(qū)西南3km處的銅鐵溝銅礦床，礦石類型有黃銅礦、藍(lán)銅礦、輝銅礦），原生的黃銅礦等被氧化，形成硫酸銅。如下化學(xué)反應(yīng)式：CuFeS2+4O2→CuSO4+FeSO4。氧化形成的硫酸銅因其溶解度大會隨水流被淋失而搬運。

通過對與銅礦化體同層的完整綠色砂泥巖鑒定，與稀鹽酸反應(yīng)強烈，證實起初沉積巖為鈣質(zhì)膠結(jié)的砂巖、泥灰?guī)r。

雙圈銅礦化體所分布的區(qū)域主要位于礦區(qū)南部F9斷裂位置，該斷層為一逆沖大斷層，受其擠壓，斷層帶附近巖層較破碎，裂隙發(fā)育，且斷層的形成在地貌上勢必會產(chǎn)生地勢低洼的溝谷地帶，為水的匯集奠定了基礎(chǔ)。因此，異地的硫酸銅隨水的帶入?yún)R聚，巖裂隙、空隙滲入，與巖石中的CaCO3反應(yīng)，形成穩(wěn)定的Cu2(CO3)(OH)2。同時，其他離子間相互組合，形成石膏、重晶石等亦巖裂隙充填，如下化學(xué)反應(yīng)式：

基于以上認(rèn)識，確定本礦成因類型為淋積型銅礦床類型。

4 找礦標(biāo)志

（1）地層標(biāo)志：礦體多賦存于上統(tǒng)中寧組第二巖性段中部的灰綠色砂巖、粗砂巖、泥巖中，與沉積巖相關(guān)系密切。

（2）構(gòu)造標(biāo)志：礦體或礦化點均處于巖石破碎的地段，與斷層息息相關(guān)，巖石愈破碎，銅礦化愈強。

（3）蝕變標(biāo)志：巖石和構(gòu)造破碎帶中普遍發(fā)育的硅化、黃鐵礦化、褐鐵礦化、重晶石化是間接的找礦標(biāo)志，孔雀石化是直接的找礦標(biāo)志。

（4）前人采礦遺跡標(biāo)志：礦區(qū)存在部分前人采礦老硐及采礦遺跡，采礦老硐及碎渣，是直接的找礦標(biāo)志。