湖北大冶石头嘴铜矿床

一、大地构造单元

石头嘴铜矿床位于扬子准地台下扬子台褶带大冶坳褶断束内，大冶复式向斜中部。

二、矿区地质

（一）地层

矿区内广为第四系覆盖，据工程揭露，主要地层为三叠系下统大冶群。

三叠系碳酸盐岩已变质为大理岩。由于受岩浆侵入影响，大理岩形成两种不同的产出形态，一种是被岩浆分割包围形成舌状体或捕虏体，分布于矿区西部；二是与岩浆岩成反“S”型陡倾斜接触，大面积分布在矿区东北部（图2-115）。从其岩性特征与区域地层对比，以及微量元素锶的变化特点，可基本确定为下三叠统下部灰岩组和上部的白云质灰岩及白云岩组。

灰岩组主要在矿区东北部负520m标高左右，岩性为大理岩、含泥质条带大理岩，厚度约300m左右。

图2-115　石头嘴铜铁矿床水平断面图（A）及9、10、11线剖面图（B）　Fig2-115　Horizontal section（A）and profile of line 9,10,11（B）of Shitouzui copper-iron deposit

1—大理岩；2—夕卡岩（未分）；3—斜长石岩；4—花岗闪长岩；5—矿体编号

白云质灰岩、白云岩组分布较广，其厚度随接触带向深部延伸而变化，最薄者仅数十米，最厚可达500m。岩性自上而下为白云质或白云石大理岩、大理岩、白云质或白云石大理岩。

大理岩或白云质大理岩倾向南西，倾角约47°左右。

（二）构造

矿区位于复式向斜南翼及次一级褶皱鹿耳山倒转背斜的北翼。从岩层产状可认为矿区为一向南倾斜的单斜构造。从岩浆岩的分布形态，可较明显的看出，岩浆岩侵入受到NW57°和NE20°两组构造控制，形成两组接触带。8～9线即是两组构造的交叉部位，形成复杂的接触构造。9线和10线接触构造又截然不同即是一例。

勘探工程中所见主要为破碎带，据观察，可分为成矿前、成矿期、成矿后三次构造运动。前两次构造在时间上不同，在空间上基本上是重合的。尤其是沿接触带发生的破碎带是成矿的最有利部位。部分发生在碳酸盐岩中的成矿前破碎带，也控制单铜矿体的空间分布和产状，形成与主矿体相平行的小铜矿体或铁矿体。

成矿后构造有的沿前两期构造部位发生，尤以接触带部位显著，使矿石结构有所破坏，成为角砾状矿石，但未破坏矿体的完整性。

（三）侵入岩

为阳新侵入体西北端的北缘部分，岩性为花岗闪长岩，呈灰-深灰色，由奥-中长石、钾长石、石英、黑云母、角闪石等组成。岩石具半自形粒状结构。奥-中长石，呈自形粒状，具环带状构造，常被蒙托石、绢云母等轻微交代；角闪石常被碳酸盐、绿高岭石交代；钾长石、石英呈他形充填于上述两矿物颗粒间。副矿物以榍石、磷灰石、磁铁矿为主，偶见锆石。岩石普遍发育钾长石化。部分地段岩石结构也发生变化，形成斑状或似斑状结构，使花岗闪长岩成为花岗闪长斑岩或斑状花岗闪长岩。

按花岗岩类谱系单位划分，矿区侵入体属于铜录山超单元的铜录山单元，为早白垩世的石英二长闪长岩（原定名花岗闪长岩）。

三、矿床地质

矿床内以铜、铁矿体为主。此外，还有单独的铁矿体、铜矿体和钼矿体，但规模甚小。

（一）矿体形态、产状

矿区共探明铜铁矿体有七个。以Ⅰ号矿体为主，其他为分布在主矿体顶、底板的一些小矿体。矿体的空间分布、形态和产状，严格受接触破碎带和破碎带两种构造控制。以前者为主，后者次之。前者又以北570西方向的接触带控制成矿为主，主矿体均分布在此接触带构造线上，倾向北东，倾角4°～85°，而北东向构造线上，只探到一些规模很小的矿体。

I号矿体最主要（图2-115）。探明储量：铜金属量占全区铜总储量的985%，平均品位127%；铁矿石量占全区铁矿总储量的979%，平均品位3273%。矿体东起20线，西至3至1线间，全长900m，其产出形态特征，受两种接触带构造类型所控制。9线以西为舌状体或捕虏体接触构造控制；9线以东为反“S”型主接触带构造控制，矿体产状随接触带产状变异。两种形态特征分述如下：

1舌状体或捕虏体矿体构造形态特征

主要分布于3～9线。以9线为例，碳酸盐岩被岩浆岩分割为上、下两个捕虏体，矿体即产于其中，形成上部矿体和下部矿体。上部矿体位于—170m标高以上，沿捕虏体接触带分布，形似一个正“凹”字型，捕虏体中间部位矿化微弱，只有小的铁矿体分布。下部矿体位于—182～—390m标高间，矿体形态似一个倒放的“凹”字型。

2主接触带构造控制矿体形态特征

分布于10～20线之间。矿体产于反“S”型主接触带上。在10～15线间，是矿区铁铜矿主要分布地段。主矿体由西向东侧伏，其顶端标高从10～15线，由正27m逐渐下降为—15m。矿体在走向上，形似一个两端不对称的“V”字型，在“V”字型的最底部及其两翼上翘部位，矿体规模大，品位富。

综上所述，主矿体基本形态沿走向形似扁豆状、透镜状，沿倾向形似藕节状。

（二）矿床氧化带

矿区内氧化作用强烈，在地表浅部形成含铜铁帽，部分地段铜全被淋失，成为贫铁矿石。石头嘴矿床氧化带具有以下特征：

（1）全区氧化带发育不均一，主要分布在Ⅰ、Ⅳ号矿体中（Ⅳ号全为氧化矿石）。I号矿体氧化带主要发育在7至13线矿体上部，氧化发育深度最大标高达—64m，最浅标高是—15m。

（2）铁帽类型复杂，具有四种类型，包括褐铁矿、赤铁矿、磁铁矿铁帽，含铜褐铁矿铁帽，含铜褐铁矿赤铁矿铁帽及土状褐铁矿铁帽。

（3）有明显的次生富集带，以9线最为显著，氧化带发育较全。

（4）次生氧化矿物组合复杂，铜矿物主要为孔雀石，次有自然铜、辉铜矿、斑铜矿。

（三）矿石特征

1矿石物质成分

本区矿石共有矿物60余种，金属矿物主要有黄铜矿、斑铜矿、黄铁矿、辉铜矿、赤铁矿、磁铁矿、褐铁矿、菱铁矿等；次要的为辉钼矿、白铁矿；脉石矿物主要有方解石、白云石、透辉石、石榴子石、蒙托石、石英等。

2矿石结构构造

（1）常见的矿石结构为交代结构、自形—他形晶粒结构、固溶体分离结构、胶状结构等。

（2）矿区最重要的构造是：浸染状—细脉浸染状、块状、脉状、角砾状和条带状构造等。

3矿石类型及分布

矿区矿石按自然类型分类有铁矿石、铜铁矿石、铜矿石、钼矿石四种。以铜铁矿石为主，其他矿石次之。各类矿石所占储量比例见表2-73。矿石类型，全区可划分为三个不同的矿石分带，即铁矿石带（分布于矿区西段3～5线）、铜铁矿石带（分布于矿区中部5～15线间）、铜矿石带（分布于矿区东部17～20线间）。

表2-73　各类矿石储量所占比例统计表　Table 2-73　Statistic scale showing the reserve ratio of differential ores

4矿石中有益伴生组分

矿石中有益伴生组分有金、银、钴、铼、镓等。

金主要分布在硫化铜铁矿石、硫化铜矿石中，其次在氧化铜铁矿石中。据组合分析资料统计，金在硫化铜铁矿石中最高含量为36×10-6，一般为（030～085）×10-6。

银的分布规律与金相似，铜铁矿石中组合分析含银最高值为（25～55）×10-6，一般为（32～175）×10-6。

（四）接触交代作用与围岩蚀变

1接触交代作用

经矿区主要部位7、10、12等剖面系统取样鉴定，夕卡岩有明显的分带现象。

一般自花岗闪长岩→碳酸盐岩石的分带如下：

内接触带分为：透辉石闪长岩或石英闪长岩（内接触带）；透辉石闪长岩或石英闪长岩；透辉石化斜长石岩；透辉石夕卡岩化斜长石岩（夕卡岩化作用特强时还可以分出：透辉石钙铝—钙铁石榴子石夕卡岩带和透辉石夕卡岩带）；

外接触带分为：透辉石夕卡岩；金云母透辉石夕卡岩（主要含矿带）；金云母夕卡岩；金云母化大理岩或金云母化白云质大理岩；大理岩或白云质（白云石）大理岩。

2围岩蚀变

矿区内近矿体的岩浆岩、夕卡岩、大理岩都有显著的热液蚀变现象，种类较多。当多种蚀变叠加在一起时，对成矿有利。往往是蚀变种类多、范围大者，矿体规模也大。常见的蚀变种类有钾长石化、碳酸盐化、硅化、蛇纹石化、蒙托石化等。

（五）矿床物化探异常特征

石头嘴矿床处于阳新岩体西端北缘，在磁异常图上是正负磁异常过渡地区，由于含铜磁铁矿矿体的存在，形成叠加磁异常。在正值部位经磁性矿体叠加形成2000nT局部高值异常，及500nT呈葫芦状的次级磁异常；在负值部位往往叠加形成矿区东部负100～300nT的局部磁异常区。在勘探过程中，对剩余磁异常的研究和应用磁测井方法，是寻找隐伏矿体的有效方法。

四极对称电测深法，配合地质和磁法对了解侵入接触的分布及有利成矿部位、岩溶发育及分布状态等均有一定效果。在岩浆岩分布区，电阻率为中，A型曲线；矿体分布地段，电阻率为低阻H型曲线；无岩溶大理岩分布区，为高阻G型曲线。

四、成矿作用

根据本矿床矿物的相互关系，岩石的结构构造和围岩蚀变，并与邻近的铜录山矿床类比，对本矿区成矿过程及成矿规律有如下几点初步认识：

（一）成矿过程

矿床形成经历了三个时期6个阶段：

1夕卡岩期

夕卡岩阶段：燕山期花岗闪长岩沿北西西向构造侵入，与三叠系碳酸盐类岩石接触发生重结晶而变质成为大理岩、白云质大理岩、白云石大理岩等，并发生硅、铝、铁、钙、镁等元素的双交代作用，产生了大量透辉石、钙铝-钙铁系列的石榴子石、金云母、硅镁石等夕卡岩。近夕卡岩的碳酸盐岩也已重结晶，有的则有微弱的夕卡岩化及褪色现象；近接触带的岩浆岩发生了同化混染，使原来的中性斜长石变为基性斜长石，角闪石变为透辉石，原生钾长石、石英消失，使原来的花岗闪长岩变成了透辉石斜长石岩。在岩浆基本固结后，残余岩浆中的钾、钠、硅、钛、磷相应的较为富集，形成了大量的普遍分布的钾长石化作用，局部的方柱石化和生成微量的榍石和磷灰石。

气化高温氧化物磁铁矿阶段：在夕卡岩形成之后，因构造的影响，使夕卡岩产生了节理与裂隙，局部有破碎现象。同时含矿溶液大量富集了氧化亚铁，其含矿溶液交代夕卡岩，形成了大量的磁铁矿及微量的赤铁矿，伴随着蛇纹石化。磁铁矿生成后，氢氧离子与硅酸盐较富集，形成角闪石、透闪-阳起石、金云母等矿物呈脉状产出并穿切矿石。

2硫化物期

黄铜矿阶段：磁铁矿形成后，含矿溶液中的硫化物富集起来，溶液沿磁铁矿和夕卡岩的压碎裂隙及颗粒间隙进行交代，形成了黄铜矿、黄铁矿、辉钼矿等浸染状构造，局部也可见块状构造的富集地段。与它伴随的有方解石化、白云母化、硅化、绿泥石化等。它在内接触带以辉钼矿为主，伴生有黄铜矿、黄铁矿；在外接触带的夕卡岩和磁铁矿中则以黄铜矿为主，伴生有辉钼矿及黄铁矿。本阶段处于高—中温的过渡阶段。

斑铜矿辉铜矿阶段：当黄铜矿形成后也受到构造的影响，产生了裂隙，局部变为角砾状，同时含矿溶液中铁离子大量减少，温度也在下降，形成斑铜矿、辉铜矿，并见有白铁矿、黄铜矿、闪锌矿、黄铁矿、胶状黄铜矿、胶状黄铁矿、砷黝铜矿及石英-玉髓、碳酸盐等。磁铁矿氧化为赤铁矿，碳酸盐交代改造磁铁矿与赤铁矿而形成菱铁矿、铁白云石、含铁白云石等。在本阶段内见有三种共生组合，即①本阶段开始的斑铜矿-辉铜矿共生组合；②本阶段后期变为辉铜矿-黄铁矿共生组合；③局部为白铁矿-胶状黄铜矿共生组合。整个阶段是在中温条件下进行的。

碳酸盐与硫酸盐阶段：金属硫化物沉淀后，硫酸根离子和二氧化碳相对富集与围岩中的钙、镁、锶、钡作用，生成了大量方解石、白云石和部分重晶石、天青石、硬石膏及游离二氧化硅-石英玉髓等。

3表生期

氧化淋滤次生富集阶段：表生作用的结果，使上部近地表的矿体发生强烈的氧化作用，磁铁矿被氧化成赤铁矿、褐铁矿；硫化物被溶解、迁移，生成孔雀石、硅孔雀石、赤铜矿、蓝铜矿、自然铜、戴氏赤铜矿及粘土矿物、石英-玉髓等。使原生硫化物矿石变成氧化矿石和混合矿石。

（二）矿床成因

石头嘴矿床无论是岩体与成矿的空间关系，还是硫同位素特征（黄铁矿、黄铜矿15个样品，δ34S 08‰～36‰，平均δ34S 197‰）均与岩浆侵入作用和深源物质关系密切。矿体赋存于接触带，是交代作用过程中的产物，是典型的接触交代矿床。因此，本矿床的成因是岩浆期后气化-高温热液接触交代型铜铁矿床，也可称之为铜录山式矿床，即典型的夕卡岩型铜铁矿床。其所在区域的成矿模式请参考铜录山矿床。

唐志高　郑可志　庞善荣　彭和锋　黄少政　潘忆

（广西壮族自治区三一〇核地质大队，广西　灵川　541213）

[摘要]广西沙子江－张天堂铀矿床大地构造位置处于扬子陆块桂北隆起越城岭断裂褶皱带苗儿山岩体中段西侧的豆乍山花岗岩体西部，面积约88km2。矿区地质勘查工作始于1965年，1975年提交《3101矿区储量报告》，矿床达到中型规模，矿床类型为花岗岩型。2006～2012年在沙子江铀矿床的沙子江外围地段、张天堂地段再次开展普查工作，矿床得到进一步扩大。矿床矿体形态较为复杂，主要呈透镜状和脉状；矿区地史上热液活动频繁，成矿条件良好，铀源丰富；经过多年勘查，大矿体在深部仍有继续向下延伸的趋势。矿山开发实践证明，矿床开发利用在技术、经济上可行。随着经济发展、开采技术的提高以及铀资源需求不断增大，矿床开发具有很好的经济意义。

[关键词]沙子江－张天堂；花岗岩型；铀矿床

1　发现及勘探过程

三一〇核地质大队从1965年开始在广西资源县豆乍山地区开展铀矿勘查工作，在1:25000地面伽马测量和顺便地质填图过程中，发现大量伽马异常点、带，圈定了沙子江异常区，之后主要在沙子江矿床约30km2 的范围内对F800、F801、F802、F803、F805等断裂带进行了地表及浅部钻、硐探揭露，圈定（C +D）级储量达中型规模，1975年提交了《3101矿区储量报告》。期间，对矿床外围F704、F900、F1000等含矿带进行了揭露，发现了大坪里矿点（F1000）、张天堂矿点（F704）、沙子岗矿化点（F900）。

2006～2012年，在沙子江矿床深部及外围至张天堂地段再次开展普查工作，对F800带组和F700带组进行钻探揭露，并投入少量工作量对F600带组进行揭露探索，共完成钻探工作量58654m，矿床有了较大扩展。

矿床矿体形态较为复杂，主要呈透镜状和脉状，沙子江地段主要矿体按50m×50m的工程间距控制，对分散的矿体的控制程度大部分达到了100 m×100 m；张天堂地段，大部分矿体为单工程控制。矿体的最高控制标高为1650m（F800），最低控制标高为720m（F709）。矿床规模为中型，矿床类型为花岗岩型，矿床技术经济评价显示矿床开发利用在技术、经济上可行。

2　矿床基本特征

矿区在大地构造位置处于扬子陆块桂北隆起越城岭断裂褶皱带苗儿山岩体中段西侧的豆乍山花岗岩体西部（图1）。

图1 豆乍山地区区域地质略图

1—白垩系；2—石炭系；3—泥盆系；4—奥陶系；5—寒武系；6—震旦系；7—南华系；8—丹州群；9—燕山期早期花岗岩；10—印支期花岗岩；11—加里东期花岗岩；12—正断层；13—大型铀矿床；14—中型铀矿床、小型铀矿床

矿床位于以加里东期花岗岩为主体的苗儿山复式岩体中段、印支期香草坪花岗岩体与燕山早期第二阶段豆乍山花岗岩体（西南侧）的接触部位附近。在构造位置上则位于区域一级新（宁）－资（源）断裂带上盘，区域二级天金断裂带、香草坪断裂带的西侧，直接受控于区域三级断裂构造F800、F700、F600断裂带组。

区内含铀地层分布广，含铀量高，花岗岩体面积大、期次多，有利铀成矿的构造发育、铀矿床、矿点、矿化点多，成矿条件非常好。

矿区水文地质、工程地质条件简单，环境地质条件较复杂，矿山的环境质量综合评价为第三类。

矿石为易浸出型矿石，便于工业利用，矿石中有益组分仅为铀，目前未发现共（伴）生有益组分，有害组分含量极低。

矿床浅部已经由核工业金原铀业有限公司桂林分公司开发，开发利用在经济技术上是可行的。

21　地层

区域上出露的地层有丹州群、南华系、震旦系、寒武系、奥陶系、泥盆系、石炭系、二叠系、白垩系及第四系，其中震旦系的陡山沱组、寒武系的清溪组、泥盆系的信都组、东村组和石炭系的寺门组均属区域性含铀层位。矿区内除有部分第四系冲积物堆积外，无其他地层出露。

22　岩浆岩

区域上岩浆活动频繁，以酸性侵入岩为主，主体为苗儿山岩体，侵入于下古生代地层，呈大岩基产出，为陆壳改造型成因，属多期多阶段侵入的复式花岗岩体，主体为加里东期，出露面积1633km2，伴随有印支期、燕山早期、燕山晚期的花岗岩补体侵入。

矿床范围内出露的岩浆岩主要是印支期香草坪岩体 、燕山早期第二阶段豆乍山岩体 ，局部见燕山早期第三阶段 细粒花岗岩，偶尔见晚期的小岩脉。

印支期香草坪岩体 分布在矿区西、南部，岩性为灰白色中粒斑状黑云母花岗岩。燕山早期第二阶段豆乍山岩体 分布在矿区中北部，岩性为灰白色中细粒似斑状黑云母花岗岩，致密坚硬，与印支期香草坪岩体 呈侵入接触，局部地段为断层接触关系。燕山早期第三阶段 细粒二云母花岗岩仅见于矿床中东部，与 呈侵入接触。

23　构造

区域上经历了多期次构造运动，以加里东运动、印支运动和燕山运动最为显著。加里东运动形成以北北东向为主的紧密线状褶皱构造（越城岭复背斜）和初期的同生断裂；印支运动是强烈的褶皱造山运动，并伴随基底断裂构造的复活；燕山运动以块断拉伸运动为特征，造成基底断裂再次复活，同时产生了以北北东向为主导的断裂构造，另有北东向、北西向、近南北向、近东西向断裂构造与之配套。

矿区断裂构造发育，按展布方向分为北北东向、北东向、南北向、北西西向4组，其中直接含矿的构造主要为北北东向的 F800、F700、F600等构造带组。

231　北北东向断裂构造带组

2311　F800断裂带组

F800断裂带位于矿床中部，为F800断裂带组的主带，走向15°～35°，倾向南东，倾角为65°～80°，全长＞5000m，主带宽01～10m，上、下盘蚀变带一般宽3～10m，最宽达30m。破碎带内岩石破碎程度高，上、下盘次级带密集发育。核心为构造角砾岩、白色石英脉、强硅化碎斑花岗岩、赤铁矿（黄铁矿）化硅化碎斑花岗岩，两侧基本对称分布有蚀变碎裂花岗岩、蚀变轻碎花岗岩，往深部延伸稳定。岩石蚀变主要有硅化、赤铁矿化、黄铁矿化、钾长石化、水云母化、碳酸盐化、高岭土化等，上、下盘蚀变范围近于对称发育，发育有明显的挤压片理及大量的水平擦痕，力学性质属压扭性质。

F800上盘平行分布有 F801、F802、F803、F804断裂带，下盘平行分布有 F805，其基本特征与F800大致相同，有着相似的成矿环境，断裂带的规模及构造岩的破碎程度次于F800带，上、下盘次级带发育，其成矿期脉体活动及热液蚀变强度和矿化均不及F800。单条带连续性较差，长度＞1000m，倾向南东，倾角65°～84°，破碎带一般宽3～7m，最宽达15m，核心部位岩性一般为碎斑花岗岩、构造角砾岩、硅质脉（一般宽005～030m），F805核心部位为5～30cm厚的红色构造泥；两侧岩性由内向外依次为赤铁矿化钾长石化碎裂花岗岩、肉红色—紫红色高岭土化钾长石化碎裂花岗岩、蚀变轻碎花岗岩，蚀变以硅化、赤铁矿化、水云母化、黄铁矿化、碳酸盐化、钾长石化、高岭土化等为主。其上、下盘还发育有更次一级的破碎带。

2312 F700断裂带组

F700断裂带位于矿区中东部，从南至北沿北东向延伸后转为近南北向延伸出图，破碎带长数千米，一般宽05～15m，走向30°±，倾向南东，倾角72°±，分支复合、膨胀收缩明显。破碎带中心为烟灰色硅质脉岩、硅化碎斑花岗岩，赤铁矿化、黄铁矿化碎斑花岗岩，局部有构造角砾岩；两侧为蚀变的碎裂花岗岩。蚀变以赤铁矿化、高岭土化、钾长石化为主，上、下盘次级带发育。

F700上盘次级带有 F702、F703、F705、F707断裂带，下盘次级带有 F704、F709、F710断裂带，与F700近于平行分布，走向延伸长度大于1000m，宽05～10m，倾向南东，倾角62°～78°，破碎带中心为硅化碎斑花岗岩、赤铁矿化碎斑花岗岩，局部有角砾岩，两侧为蚀变的碎裂花岗岩，蚀变以赤铁矿化、高岭土化、钾长石化为主，上、下盘次级带发育，尖灭再现、分支复合、膨胀收缩明显。

2313 F600断裂带组

F600带组位于矿区的东部，是 F700断裂带组上盘的平行带，主要有 F601、F600、F602、F604F608等断裂构造，总体走向北北东，延伸长500～3000m，倾向南东，倾角72°±，构造岩为角砾岩、硅化碎斑花岗岩、赤铁矿化钾长石化碎裂花岗岩、蚀变轻碎花岗岩等，蚀变以赤铁矿化、硅化、钾长石化、高岭土化、水云母化、绿泥石化为主，其上、下盘次级带也比较发育。

232　北西向裂隙群带

北西向裂隙群带是北北东向主含矿断裂的配套构造，走向280°～300°，倾向北东或南西，倾角陡，一般为78°～85°，由多条密集发育的细小裂隙组成，以雁列式或尖灭再现形式产出。在矿区及外围，依据物化探晕圈大致推测有5组北西向裂隙群带近等间距分布（图2），矿床各矿化段沿走向呈200～400m韵律分布可能与该组裂隙群带有关。它不直接含矿，但与北北东向构造相交所形成的多个构造“结”，往往是矿体群平行分布的有利场所。如西部的大坪里，东部的张天堂，都在一条北西向裂隙群带上。

233　　北东向构造带

该组构造见于矿床中部和矿床40～66线，中部者充填细晶岩，40～66线者充填物则与北北东向构造的充填物类似，平均走向约38°～50°，倾向南东，倾角与F800基本一至，走向长500～1000余米，倾向延伸与F800若即若离，特别相交部位与构造融为一体。其作用是与北北东向构造一起构成N 字形交汇部位，使构造空间增大，矿液运移通畅，有利于铀富集沉淀。

图2 豆乍山地区北西向裂隙带组分布示意图

1—第四系；2—丹州群；3—燕山早期花岗岩；4—印支期花岗岩；5—加里东期花岗岩；6—花岗斑岩脉；7—细粒花岗岩脉；8—硅化断裂构造带及编号；9—矿床、矿点；10—伽马异常点；11—钋异常点；12—伽马总量相对等值场；13—210 Po相对等值场；14—北西裂隙带组

234　南北向构造带

该组构造规模小，但分布普遍，一般都具明显的赤铁矿化，易于发现，充填物多为赤铁矿化轻碎花岗岩，对矿化及其他方向构造的影响较小。

24　放射性地球物理、地球化学特征

241　地球物理特征

各地质单元伽马总量背景值由老到新（ 除外）呈下降趋势， 均方差为1020×10-6，大于本区其他岩体。伽马总量测量数据呈单峰正态分布，除γ3外，都呈不同程度正偏，尤以 较明显。离散度也以 最大（大于20%）。伽马能谱测量铀背景值以 最高，Th/U值为340，低于本区其他岩体，说明豆乍山岩体为富铀岩体。

其放射性地球物理场、地球化学晕的分布规律表现为：异常场直接反映地表铀矿化，高场、偏高场多与含矿构造断裂带有关。如F600带组，虽然地表铀异常点、带少，但是，地表地质物探综合剖面测量结果显示，氧浓度偏高场及异常点都不同程度地反映了隐伏构造及其蚀变带的分布位置，在各构造带及其上、下盘普遍存在氡浓度偏高场、高场，氡浓度偏高场、高场等的特征与已知矿区特征比较吻合，显示其深部可能存在较好的铀矿化。

242　地球化学特征

各地质单元地球化学参数背景值由老到新，除210 Po在 出现低值外，总的呈下降趋势。210 Po测量数据分布曲线均呈明显的单峰正态分布类型，除y3岩体外，都呈不同程度的正偏。岩石微量铀以 最高， 最低，变化范围在（7～10）×10-6之间。

豆乍山岩体 是含铀、富铀岩体。香草坪岩体 铀活性大，铀迁出率高，是铀源体，在有利的地质构造部位能富集成矿。γ3岩体铀背景值最高，但活化铀比例小，对铀的富集成矿不利，是本区的古铀源区。 出露面积小，铀含量相对较低，岩体内构造不发育。

放射性水文地球化学特征：不同期花岗岩地下水中，铀含量以对数正态分布， 、 、 铀平均含量为（73～74）×10-8，相差较小，但高于γ3。水中铀含量与岩石中的铀丰度无明显相关性，而与岩石铀的浸出率有关，花岗岩地下水中氧浓度值反映构造发育，岩石松散破碎，射气性能较好。

243　物理参数特征

本区铀镭平衡系数（Kp）在不同品位矿石中差异较大，随着矿石品位变高，铀镭平衡系数变低。铀镭平衡系数（Kp）在深度体现为地表浅部偏镭，氧化带铀大量流失；标高1360～1460m略偏镭，氧化还原带部分铀流失，标高1360m以下略偏铀，还原带有铀的迁入。

钍含量在正常岩石中为00033%，随着矿石品位变高，钍含量相对变低。钾含量稳定，在不同品位矿石中变化不大。正常岩石Th/U 为380，低品位矿石Th/U 在005～020之间，高品位矿石Th/U在001～005之间。

25　脉体活动及围岩蚀变

由于多期多阶段岩浆－构造活动，导致区内热液脉体和热液蚀变广泛发育。热液脉体的种类主要有块状石英、细晶石英、杂色微晶石英、玉髓、紫黑色萤石、方解石、辉沸石等，根据热液蚀变作用与铀矿化的时间关系，分为成矿前、成矿期和成矿后3期热液脉体活动，各期均伴随有相应的脉体充填。

与铀矿化有关的脉体主要有烟灰（杂）色微晶石英－黄铁矿－沥青铀矿脉、灰黑色玉髓－赤铁矿－沥青铀矿脉、紫黑色萤石－沥青铀矿脉。

近矿围岩蚀变的种类主要有硅化、黄铁矿化、赤铁矿化、钾长石化、水云母化、绿泥石化、紫黑色萤石化、碳酸盐化、高岭土化、蒙脱石化等。与铀矿化关系较为密切的是中度硅化、赤铁矿化、黄铁矿化、钾长石化、紫黑色萤石化、绿泥石化等。

26　矿体地质

矿床含矿构造带主要是北北东向 F800、F700、F600带组，F800带组工作程度相对较高，F700、F600带组及F805工作程度较低。

261　矿体空间分布特征

沙子江矿床沙子江地段有矿体115个，张天堂地段有矿体33个，现矿床共有矿体148个。所有矿体均分布在南起37线、北至84线长4400m、东西宽约2000m、面积约为88km2 的范围内，它们分别赋存于F800、F700、F600等含矿构造带组中。

矿体赋存的最高标高为1595m（PT0-32），最低标高为710m（Kt79-2），矿化垂幅达885m，有一个矿体出露地表，其余均为隐伏矿体。一般埋深18～212m，最大埋深达710～800m（Kt79-2）。

矿床中部F800带组是矿床内主要含矿构造，矿体主要赋存于F800主带及其次级带F801、F802、F803、F804中，并集中在构造带组的南段产出，其南段有大小矿体达76个，占矿床矿体总个数的514%。矿体呈近平行、似等标高沿北北东向分布，其倾向长度远大于走向长度。含矿岩性主要为赤铁矿化钾长石化碎裂花岗岩，发育有钾长石化、赤铁矿化、绢云母化等。

矿床东部即张天堂地段，对应于F800含矿带组南段，走向长度约10km，主要的含矿构造有 F700主带及其次级带 F702、F703、F702、F707、F709, F600构造带的次级带 F602、F604、F608发现矿体33个。含矿岩性主要为赤铁矿化、硅化碎裂花岗岩、构造角砾岩，发育有钾长石化、赤铁矿化、硅化、绢云母化等蚀变。

矿床西部F805对应于F800含矿带组中段，走向长度约16km，主要含矿构造为F805及上盘次级带，发现矿体有13个。矿体产于F805含矿带及其上盘次级带中，含矿岩性主要为黄铁矿化赤铁矿化钾长石化碎裂花岗岩，发育有钾长石化、黄铁矿化、赤铁矿化、硅化、绢云母化、高岭土化等蚀变。

262　矿体规模、形态、产状

矿床有10个矿体达中型规模，其余均为小型；较大矿体呈脉状，小矿体呈扁豆状、透镜状；产状与赋存构造带产状基本一致。矿体沿北北东向与含矿带走向基本平行，平均走向15°～35°，平均倾角713°。

263　矿体变化特征

矿床上已知矿体的空间分布组合具有如下特征：矿体沿走向分段成群出现，形成矿段韵律。含矿段与非含矿段长度相当（80～300m间），分段界线明显，近垂直，矿段倾向深度大于走向长度。

单矿带中矿体沿倾向并不连续，具有尖灭再现和尖灭向下盘侧现的特点。在一系列的平行矿带中，矿体往往在相近的高程，同时出现在不同的含矿带上，并略向下盘带侧伏。

矿床矿体的最大厚度变化系数是PT2-2（1332%），最小值是PT0-51（263%），一般都在118%～37%之间，平均为742%。最大品位变化系数是PT3-2（2449%），最小值为PT0-51（184%），一般都在40%～120%之间，平均为874%，属较均匀型铀矿床。

264　矿石质量

2641　矿石岩性特征

含矿石岩性主要为赤铁矿化硅化构造角砾岩矿石、强硅化碎斑花岗岩矿石、硅化碎斑花岗岩矿石、含黄铁矿微晶石英脉矿石、黄铁矿化赤铁矿化钾长石化碎裂花岗岩矿石等。矿石中见沥青铀矿、铀黑、脂铅铀矿、硅钙铀矿、铜铀云母等，还见少量后生方解石呈小细脉状存在。

尽管钻孔见矿化异常的最大深度达980m（标高445m），但在氧化分带上仍处于构造氧化带或混合带（氧化－还原带）部位。矿石氧化特征明显，以红色、紫红色赤铁矿为主，普遍见次生铀矿物充填在裂隙或孔洞中（孔洞中充填的多为铀次生矿晶簇），黄铁矿仅见于抗风化能力强的微晶石英脉或硅化碎斑花岗岩中。

2642　矿石物质成分

矿石中金属矿物有赤铁矿、黄铁矿、磁黄铁矿和少量白铁矿。非金属矿物有石英、长石、云母、绿泥石、绿帘石、高岭土、方解石、萤石、红（黑）色玉髓等。矿石矿物以铀的次生矿物为主（钙铀云母、铜铀云母、硅钙铀矿、脂铅铀矿……），少量沥青铀矿、铀黑。

不同品级矿石间及其与无矿构造岩常量元素化学成分相比，仅表现在含矿蚀变岩石中SiO2含量明显增高，Na20+K20含量降低，其他无明显差别。

2643　矿石类型和品级

矿石的自然类型以赤铁矿化硅化碎斑花岗岩矿石为主，其次为赤铁矿化硅化角砾岩和微晶石英脉矿石，目前见者多为氧化矿石。

矿石的工业类型为特征性矿物含量低的含铀高硅酸盐铀矿石。

品位大于0300%的矿量约占矿床储量的38%，为经济效益高的富矿石品级。其余矿石品级以中等品位（普通）矿石为主，在中薄或大矿体边部有部分低品位（贫）矿石。

265　矿体围岩和夹石特征

近矿体围岩和矿体中的夹石主要为构造岩，岩性以弱硅化、水云母化、赤铁矿化碎斑花岗岩、碎裂花岗岩为主，向外渐变为轻碎花岗岩、正常花岗岩。

266　矿床共（伴）生元素综合评价

沙子江矿床为单铀型矿床，开发利用过程中未发现其他可供综合利用的共（伴）元素，也未发现对矿床开采利用的有害元素。

豆乍山地区已探明的铀矿有沙子江、双滑江、白毛冲、孟公界等4个铀矿床，还有一大批矿点、矿化点等待升级。其他矿产有双滑江大型萤石矿床、孟公界钨矿点、鸭头水钨矿、苦李水钨矿、田洞里高岭土矿点、横水头钒矿、沙洲头钒钼矿等。

27　成矿远景分析

矿床内铀矿体主要产于豆乍山岩体 与香草坪岩体 接触部位附近，并赋存于北北东向断裂带中，矿体的形态、规模、产状等均严格受北北东向断裂构造控制，在构造变异地段更有利于铀的富集成矿。矿化与赤铁矿化、钾长石化关系密切，赤铁矿化、钾长石化强及岩石破碎程度高容易发育富矿化。此外，铀矿化还与高岭土化、绿泥石化、碳酸盐化等蚀变有较密切的关系。

本区有富铀岩体——豆乍山岩体 出露，有多组不同方向不同级别的断裂构造交汇分布，尤其是北北东向断裂带，其主带上、下盘次级带密布且基本都有铀矿化产出，同时，北西向裂隙群带组对铀成矿也起着不可忽视的作用。岩石受构造作用破碎，热液脉动强烈、围岩蚀变发育，特别是与铀矿化关系密切的赤铁矿化、钾长石化、高岭土化、绿泥石化及碳酸盐化等。总体上，这一地区具有良好的铀成矿地质环境，成矿地质条件对铀成矿极为有利。经新一轮的铀矿地质勘查，矿床外围地区新发现了数个矿床，显示这一地区有着较好的发展远景；矿床的深部及其周边附近新增了较多的资源量，同时，也还存在较大的找矿空间；就铀矿找矿而言，沙子江地区具有良好的成矿远景。

3　主要成果和创新点

31　主要成果

1）2006～2012年的勘查工作，矿床得到进一步扩大。

2）进一步查明矿床、矿体多产于与香草坪岩体接触部位附近的豆乍山岩体 内，新一轮勘查成果表明远离接触带的香草坪岩体 内只要有北西向断裂群带与北北东向构造复合就会有工业铀矿体赋存。

3）勘查过程中，钻探揭露在矿床内地表埋深700m以下仍发现有富大矿体，大大拓展了这一地区的找矿空间。

4）对矿床内基本近等间距分布的北西西向（290°±）裂隙带组控（含）矿性有了初步的新的认识。

32　新的地质认识

1）地表物化探晕圈与主要的裂隙带组对应关系明显，北西西向裂隙带组与北北东向主含矿带的复合部位正是北北东向主含矿带内矿体群的赋矿地段；北北东向含矿断裂带与北西向裂隙群带的交接处成为成矿有利部位。

2）已知矿体在北北东向主含矿带内沿走向成韵律性分段成群分布，间距200～250m，矿体的空间定位与北西西向的裂隙带组的分布密切相关。与已知矿体平行的北北东向断裂带在相近高程上见矿的几率高，矿床内有较多的矿体位于相同高程而产于不同带内的所谓“串”矿，起“串”矿作用的应是北西向裂隙群带。

3）矿体沿含矿带倾向并不连续，具尖灭再现或尖灭侧现的特点，后者在平行带间也常见。矿体及矿体集中段的走向长度均小于倾向长度，矿体的长度与北西向裂隙郡带的发育宽度有关，而倾向长度可能与北西向裂隙带组发育的深度有关。

4　开发利用状况

沙子江矿床自1975年提交《3101矿区储量报告》后，中核集团金原铀业公司已于2001年6月申办了《711矿（广西资源）沙子江矿》开采证并投产开采，在矿区建立了小型开采堆浸矿山，至今已连续十多年达标生产。矿山开发利用过程中验证了以往铀矿勘查工作，并形成了系统的采选冶技术经济参数，同时也推动了其周边矿床的开发利用。目前，沙子江矿床的东面与之相距几千米的双滑江矿床的开发利用工作正在建设之中。

5　结束语

沙子江矿床的铀矿地质勘查工作自1965年开始，至1975年提交矿区储量报告期间进行了近十年的勘查工作，投入钻探工作量6万余米；2006年南方新一轮铀矿地质勘查启动至今，在矿床及其外围地区又开展了8年的铀矿地质勘查工作，投入钻探工作量10万余米。通过上述铀矿地质勘查工作，对于矿床及其外围地区的地质构造条件、成矿地质环境、铀矿化成矿规律及特征等有了一定的认识，但也还存在一些认识上的不足，主要有以下几个方面：

1）断裂构造的控矿作用问题。区域上及矿床范围内断裂构造主要有北北东向、北东向、北西向、近南北向及近东西向几组，但控矿及含矿以北北东向构造为主。矿床及其外围地区其他方向构造，特别是北西及近东西向构造或裂隙组对铀矿化的控制作用还需更深入的研究。

2）深部矿化的分布规律问题。经钻探揭露显示，矿床内在埋深700m以下仍发现有厚20m以上的富大矿体，但矿体在走向及倾向上的连续性较差，矿石中除有原生铀矿产出外，还有大量的次生铀矿产出，ZK5-15孔揭露发现次生铀矿产出最大深度达980m（标高445m），矿床深部铀矿化的分布规律及矿床氧化带深度值得进一步探索研究。

3）豆乍山 与香草坪 两岩体接触带成矿问题。在矿床东南面外围上述两岩体接触界面附近深部有富厚矿体产出，但因投入的工作量有限，其及成矿作用、矿化分布等特征尚未完全查明，两种不同岩性接触界面的成矿作用还待深入探索。

矿床经前后十几年的勘查，控制并提交了一定的铀矿资源量。特别是经过新一轮的铀矿地质勘查工作，矿床的深部及外围的资源量得到了扩大。矿山建成运行十几年来，形成了一整套成熟可行的工艺技术支撑，同时也有较为充足的资源保障。因此，沙子江矿床及其周边地区的铀矿勘查开发有着良好的发展前景。

参考文献（略）

我国铀矿勘查的重大进展和突破进-—入新世纪以来新发现和探明的铀矿床实例

[作者简介]唐志高，男，1964年生，高级工程师。1984年毕业于华东地质学院地质系，同年8月分配至原核工业中南地勘局三一〇大队工作，历任分队技术负责、分队长、地质科长等职。2009年起任广西壮族自治区三一〇核地质大队副大队长，2011～2013年兼任总工程师。获部级科技进步三等奖1项。近年负责“桂北越城岭东侧铀多金属成矿规律与找矿方向研究”、“广西苗儿山铀矿田铀矿整装勘查区找矿预测与方法研究”等项目。

英文矿物学名称为Arsenopyrite，矿物缩写为Apy。

化学成分为FeAsS，晶体结构为白铁矿型的衍生结构。晶体多为柱状，晶体属单斜或三斜晶系的硫化物矿物。含砷量达4601%,是制取砷和各种砷化物的主要矿物原料。

中国旧称白砒石，从中制取砒霜(As2O3)的历史悠久。

晶系和空间群：单斜晶系，空间群C2h—P21/C，或三斜晶系，空间群Ci—P1；沿c轴延伸,较少沿b轴延伸,有时呈短柱状常见单形:n{101}、m{110}、e{012}等。晶面常有条纹柱面条纹平行c轴,{101}面上条纹平行(101)和(012)的交棱以及(101)和(110)的交棱。双晶(100)和(001)形成假斜方形态;依(101)形成接触和穿插双晶,依(012)形成十字双晶和星状三连晶 。

晶 胞 参 数：（单斜晶系）a0=953，b0=566，c0=643或（三斜晶系）a0=574，b0=5675，c0=578；

颜色：锡白色至钢灰色条痕：灰黑色

透明度：不透明

光泽：金属光泽。

摩斯硬度：55～6。

比重：59-63g/cm3

解理：平行{101}和{010}不完全

断口：不平坦

用锤击打时，发出蒜臭味。灼烧后有磁性

一般呈柱状晶体或成粒状和致密块状集合体产于高温或中温热液矿床中。金矿床中所产的毒砂常含金；钴矿床中所产的毒砂常含钴,当钴的含量达3～12%时，称作钴毒砂(danaite)。毒砂在地表易风化成臭葱石(FeAsO4·2H2O)。

研究区金属矿产分布范围较广，大部分矿床（点）的研究程度较低，对矿床类型的认识也不统一。根据对现有资料的初步分析，东准噶尔地区优势金属矿产主要有以下7种类型。

1511 斑岩型铜（金）矿

斑岩型铜（金）矿主要分布于研究区北部及东部地区，典型矿床（点）包括蒙西铜钼矿床、哈腊苏铜矿床、玉勒肯哈腊苏铜矿床、卡拉先格尔铜矿床、喀腊萨依金铜矿点、老山口铜矿点、和尔赛铜矿点和铜花岭铜矿点等。铜矿化主要产于古生代岛弧带中，中酸性浅成岩体是重要的控矿地质体，赋矿岩石类型有闪长玢岩、斜长花岗斑岩、花岗斑岩、花岗闪长斑岩、英安斑岩、二长斑岩及长英质爆破角砾岩等，成矿斑岩体为多期次、高侵位的小岩体。矿石建造以Cu-Mo组合为主，也有Cu-S型和Cu-Au型等。围岩蚀变强烈，具分带性，从高温到低温，早期的钾硅酸盐交代形成钾长石化和黑云母化带，以及钾质角岩及少量镁钙矽卡岩；中期生成绢云母带-黄铁绢英岩带及青磐岩带；晚期低温蚀变包括泥化带、浊沸石-硫酸盐化带。其成矿往往与多种成因类型铜矿化伴生，常见有相对深部的矽卡岩型铜矿化、浅部脉状铜矿化、斑岩体附近围岩中的火山-沉积型层状铜矿化等，形成多位一体的矿床成矿系列。

1512 岩浆型铜镍矿

岩浆型铜镍矿以喀拉通克铜镍矿为代表，产于显生宙新陆壳固结后的弛张性深断裂带内。杂岩体为一些小而高分异的凸镜状、漏斗状侵入体，与围岩呈热侵入接触，界线清楚。围岩有角岩化、绿泥石化、透闪石化，内接触带有同化混染。主矿体产于苏长岩和橄榄苏长岩带内。矿化主要以就地熔离为主，形成稠密浸染状-稀疏浸染状-海绵陨铁状矿化，有时以矿浆贯入形式产出。主要成矿元素为Cu、Co、Ni、Au、Ag、Pt、Pd、Se等。

1513 矽卡岩型铜、铁矿

矽卡岩型铜、铁矿以索尔库都克铜钼矿、宝山铁矿为代表。构造环境主要是汇聚板块边缘造山带的古生代岛弧带。矿化产于中酸性侵入岩与围岩接触带上，与矽卡岩铜矿有关的侵入岩主要为钙碱性系列岩石，岩石系列组合为花岗岩-斜长花岗岩-花岗闪长岩-闪长岩，岩石成因多为同熔型。矿体多为透镜状和不规则状。矿石金属矿物主要有黄铜矿、黄铁矿、斑铜矿、辉铜矿、磁铁矿、方铅矿、辉钼矿、闪锌矿和毒砂等，脉石矿物有石榴子石、透辉石、绿帘石、石英、阳起石、角闪石、绿泥石和方解石等。近矿围岩蚀变主要为矽卡岩化。其成矿时代主要为海西中、晚期。索尔库都克铜钼矿矿区地层为中泥盆统北塔山组中—基性火山岩，与成矿有关的岩体则为海西中期辉石闪长岩。

1514 浅变质碎屑岩型金矿（穆龙套型）

浅变质碎屑岩型金矿以萨尔布拉克金矿为代表，含矿岩系产于陆缘海或深海的缺氧环境，金矿床常定位于渗透性片理化带中，受层位与构造双重控制。含矿岩系为富含炭质和硫化物的含炭质粉砂岩、岩屑凝灰岩及条带状沉凝灰岩等，遭受浅变质或动力变质作用，为石英岩-板岩或千枚岩或片岩组合。矿体呈似层状或板状，兼有透镜状及脉状者，矿石结构呈他形—自形晶粒或碎裂、糜棱结构，矿石构造多为细脉、网脉浸染状、团块状及角砾状。矿石物质成分一般较简单，载金矿物主要是黄铁矿和毒砂。含金矿物主要是自然金与银金矿。围岩蚀变不强，一般可划分出硅化、绢云母化和碳酸盐化等带。

1515 石英脉-云英岩型锡矿

石英脉-云英岩型锡矿主要分布于谢米斯台-库兰卡孜干古生代复合岛弧带中，代表性矿床有卡姆斯特锡矿、贝勒库都克锡矿、萨若什克锡矿等。矿化与海西中晚期中—酸性侵入岩有关，产于岩体内及接触带附近，岩体主要为高碱的钾质花岗岩、正长花岗岩、二长花岗岩和碱长花岗岩等，SiO2含量高，在73%以上，碱质含量高，多为S型或A型花岗岩。有石英脉型和云英岩型两类。前者含锡石英脉一般成群分布于花岗岩体节理或裂隙中，长数十米至百余米，宽1～4m，锡石颗粒大，晶型好，呈浸染状或细脉状分布；后者云英岩发育于岩体的顶部或边缘内外接触带，在其下部往往有较强的钾化和钠化等自变质作用，云英岩在岩体内接触带多沿其边部呈不规则的面状或团块状出现，形态复杂，在外接触带则多呈脉状成群出现，与云英岩化伴生的有电气石化、黄玉化、萤石化和白云母化等。矿石矿物主要为锡石，其次有黑钨矿、辉钼矿、黄铜矿及方铅矿等，脉石矿物有石英和长石等。

1516 晚期岩浆高铬低铝型铬铁矿

晚期岩浆高铬低铝型铬铁矿主要分布于阿尔曼太蛇绿岩带、卡拉麦里蛇绿岩带，代表性矿床（点）有平顶山、扎河坝、兔子泉及臭水泉等。

含矿岩体岩石建造属含铬橄榄岩建造中的纯橄榄岩-斜辉辉橄岩亚建造。一般岩体岩浆分异性差，岩相分带性不明显。矿体多呈似脉状、凸镜状或条带状产出，其直接围岩为纯橄榄岩，二者间的接触关系多呈渐变接触关系，也有呈截然清楚的突变接触关系。矿体个体小而数量多，常呈矿体群出现，一个矿床中往往有几十个至数百个矿体。单个矿体一般长几米，厚几十厘米，有时长达50m左右，厚约5m，最大矿体规模亦不超过1×104t。矿石类型主要为中度或稠密浸染状构造类型，其次还有致密块状、团块状、斑杂状、条带状及少量网环状、豆状等类型。矿石矿物成分，除铬尖晶石外，金属矿物还有少量的磁铁矿、黄铁矿、镍黄铁矿、针镍矿和褐铁矿。脉石矿物主要以纤维蛇纹石和淡斜绿泥石为主，其次为橄榄石、铬绿泥石、菱镁矿、滑石、水镁石和钙铬榴石等。矿石中铬尖晶石以镁质富铁铬铁矿、镁质铬铁矿和富铁铬铁矿等富铬低铝的铬尖晶石为主，个别矿床中也见有铝铬铁矿类型的铬尖晶石。矿石主要化学组分明显地反映出铬高、铝低，铬铁比值大的特点。矿石多呈半自形—自形晶的中—粗粒结构，或半自形—他形晶的粗—伟晶结构。

1517 火山岩型金矿

火山岩型金矿主要指火山岩作为赋矿岩系的金矿，包括海相和陆相火山岩型金矿两类，前者以清水48号金矿为代表，分布于卡拉麦里、库兰卡孜干等古生代沟弧带中；后者以金山沟金矿为代表，主要分布于东准噶尔晚古生代陆缘盆地内。

海相火山岩型金矿主要控矿地层为中泥盆统中基性火山岩-火山碎屑岩建造及下石炭统陆缘碎屑岩-火山碎屑岩建造。金矿体主要产于含金石英脉及破碎蚀变带中，石英脉以单脉为主，部分地段为细脉和树枝状复脉。矿石结构主要有粒状结构、压碎结构、鳞片变晶结构等，构造主要是碎裂构造、浸染状构造和条带状构造等。矿石类型有含金石英脉型和破碎蚀变型两类。矿石矿物主要为黄铁矿、黄铜矿、磁铁矿、白铁矿、辰砂、毒砂、方铅矿、白钨矿及自然金等。矿化受大断裂旁侧次断裂控制，含金破碎带常位于中基性火山岩与碎屑岩的交界处。

陆相火山岩型金矿主要控矿地层为上石炭统陆相中酸性火山熔岩-火山碎屑岩建造。金矿化受火山机构控制，产出形式有火山颈相、火山喷溢相及放射状、环状裂隙。热液蚀变较强，主要为次生石英岩化和黄铁绢英岩化。矿石矿物主要为黄铁矿、闪锌矿、方铅矿、黄铜矿及自然金等。矿化类型主要为含金石英脉，含金品位偏低，并见有多金属矿化，含银较高。属浅成低温热液型金矿。

沉积岩的颜色主要与沉积物中的矿物质和水的化学作用有关。

例如，含有氧化铁的沉积物会呈现出红色或橙色，因为铁在氧化条件下会形成氧化铁。在这种情况下，岩石会呈现出红色或橙色，如红砂岩或橙色页岩。

另一方面，含有有机物质的沉积物会呈现出黑色或深色，因为有机物质在分解时会产生有机酸，这些酸会与岩石中的矿物质发生反应，形成黑色或深色的物质，如黑色页岩或深色石灰岩。

因此，岩石呈现出红色或黑色，取决于沉积物中的矿物质和水的化学作用，以及有机物质的分解过程。

一、大地构造单元

铜录山铜矿床位于扬子准地台下扬子台褶带，为一向南突出的似弧形断裂坳陷带的西端。

二、矿区地质

（一）地层（表2-66）

表2-66　铜录山地区含矿地层表　Table 2-66　Ore-bearing stratigraphic scale in Tonglushan Area

矿体主要赋存于大冶群各岩性段与石英二长闪长玢岩接触带上。

（二）构造

矿区构造格架受区域构造和矿田构造制约，不同方向、不同时期、不同规模构造形迹普遍发育，尤其是褶皱变形和褶皱叠加的作用明显，断裂具有多期活动的特征。印支运动期形成的北西西向构造形迹奠定了本区构造格架的基础，燕山运动以来的北北东向构造（NNE向断裂、褶皱和伴生的NEE、NW向断裂）叠置于早期构造之上，它们彼此复合交织，构成矿区复杂而有规律的典型的新华夏应变图像。矿床矿体主要受北北东向断裂-接触破碎带控制。

1褶皱构造

轴向N22°E的倒转背斜，轴部为白色大理岩，两翼为白云质大理岩，其东翼岩层产状较陡。这个由中、下三叠统构成的褶皱，因中酸性岩浆岩侵入体的强烈破坏、切穿，仅于矿区南段有较完整的残存（Ⅰ矿体即产出于此倒转背斜轴部），其北仅存倾向南东的单斜构造（即背斜的东翼）。

2断裂构造

矿区内断裂构造的特点：

（1）主要发育于岩浆岩与大理岩的接触带、背斜轴部，其次为大理岩的层间；

（2）断裂破碎带产状与接触带相一致，仅个别斜交；

图2-110　湖北大冶铜录山铜铁矿床基岩地质图　Fig2-110　Geological map of Tonglushan copper-iron deposit in Hubei province（据薛迪康，1997）（after Xue Dikang,1997）

1—安山质凝灰角砾岩；2—灰质白云石大理岩；3—大理岩；4—白云石大理岩；5—钠长斑岩；6—石英二长闪长玢岩；7—石榴子石透辉石夕卡岩；8—金云母透辉石夕卡岩；9—石榴子石夕卡岩；10—斜长石岩；11—构造破碎带；12—铜矿体；13—铁矿体；14—铜铁矿体；15—钴矿体；16—正断层；17—逆断层；18—平推断层；19—性质不明推测断层；20—地层分段界线及产状

（3）断裂中心部位，破碎强烈，沿走向或倾斜向两端逐渐变弱，有时则由破碎角砾过渡为强烈片理化；

（4）破碎带断距一般较小，角砾为附近岩石或矿石的角砾；

（5）此外，破碎带的规模，似与目前所见的大理岩块的规模有一定联系，即岩体内残存的大理岩块较大者，其破碎带规模亦较大，且赋存有较大的矿体。

Ⅰ-Ⅵ及Ⅺ等矿体为N22°E向构造线所控制，Ⅶ-Ⅹ矿体为N68°E向构造线控制（图2-110）。矿区内的断裂构造可分为成矿前、成矿期和成矿后三期，成矿后的构造，多继承早期断裂而发育，致使矿体破碎，但断距较小，对矿体破坏程度不大。

（三）侵入岩

铜录山石英二长闪长玢岩体为燕山早期第三次岩浆侵入形成（Rr-Sr等时线法年龄127Ma），呈不规则短轴椭圆状，出露面积约11km2，为一向南超覆向南东倾斜的偏心蘑菇状岩株，属中浅成相，剥蚀深度极浅。岩体分异良好，由南至北可划分为上、中、下三个岩相带：上带（浅成相）为角闪石英二长闪长玢岩，中带（中-浅成相）斑状角闪石英二长闪长岩，下带（中深成相）为角闪石英二长闪长岩。铜录山矿区的铁铜矿化与岩体深度关系甚为密切：浅成相的岩石与碳酸盐类岩石接触带发生广泛接触交代作用，随着向中深成相的岩石过渡，交代作用减弱，同化作用增强。铜录山矿区所有工业矿体都局限于岩体的上部和中部带中。与角闪石英二长闪长岩的中浅-浅成相具有密切的空间关系。

出露于矿区附近的角闪石英二长闪长玢岩具斑状结构，斑晶为斜长石、角闪石，基质为石英、正长石、少量斜长石。斜长石以中长石为主（An32—An35），常发育有环带构造，正长石多呈斑晶产出，粒径5～20mm。

石英二长闪长玢岩化学成分以相对富钾、酸度较大、铁镁质较低为特点。微量元素特征：亲铁元素Mo偏高，Co接近、Ni低于维氏平均值；亲铜元素Cu、Ag偏高，铜平均含量67×10-6，较维氏值高2倍，Pb、Zn分别接近和低于维氏平均值；亲石元素Sr、Ba、Ti、V、Cr等含量均低于维氏平均值。矿区各主要岩类化学成分见表2-67。

表2-67　铜录山矿区侵入体主要岩类化学成分表　Table 2-67　Chemical composition of main type of intrusive rocks in Tonglushan ore district

三、矿床地质

矿床由12个大小不等的矿体（群）组成（图2-110），矿体在空间上的展布明显呈三个矿带。

NNE向矿带（主矿带）沿N22°E方向延伸。由Ⅰ、Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ、Ⅵ、Ⅺ、Ⅻ号七个矿体组成。矿带南起28线，北至59线，矿带长约2100m，宽约300～350m。主矿带矿体在平面上为一组出露深度不同的平行脉，具有尖灭再现现象。单脉呈狭长透镜状，具舒缓波状；在剖面上各矿体（群）大都以主矿体为中心，两侧伴有大致平行斜列状排列的多个矿体构成（图2-111），矿体倾向SE，倾角50°～80°不等。各矿体在地表互不连接，其间隔几米至百余米，在—125m标高以下，Ⅲ、Ⅳ号矿体相连。此矿带以富矿体为主，埋深较大，南部Ⅰ、Ⅱ号矿体赋存于—250m标高以上，Ⅲ号矿体埋深可达—700m标高，Ⅳ号矿体在—800m以下仍未尖灭，Ⅵ、Ⅶ号矿体赋存于—250m以上，形成南北浅中间深，并以Ⅲ号矿体为中心的厚大矿体群。

NEE向矿带沿NE60°方向展布，由X、Ⅷ、Ⅶ、Ⅸ四个矿体组成。矿带南西起破钟山，经大、小阴山至螺丝塘，长1850m，宽约100m。矿体呈不规则透镜状，倾向南东，倾角60°～70°。本矿带内矿体规模小，分布零星，连续性较差。

图2-111　大冶铜录山铜铁矿床12线、7线综合剖面图　Fig2-111　Integrated section of exploratory line 12 and exploratory line 7（据薛迪康，1997）（after Xue Dikang,1997）

1—白云石大理岩；2—大理岩；3—白云质大理岩；4—大理岩夹白云石大理岩；5—含泥质条带薄层状大理岩；6—白云质大理岩；7—石英二长闪长玢岩；8—斜长石岩化石英二长闪长玢岩；9—斑状石英二长闪长岩；10—石英二长闪长岩；11—钠长斑岩；12—斜长石岩；13—夕卡岩；14—铁矿体；15—铜铁矿体；16—铜矿体；17—钼矿体；18—构造角砾岩；19—溶崩角砾岩；20—断层及运动方向

（一）矿体特征

在诸矿体中以Ⅰ、Ⅲ、Ⅳ号矿体的规模最大，其形态、产状如下：

Ⅰ号（仙人座）矿体：位于矿区南部26～10线之间，矿体主要赋存于接触-断裂构造破碎带中。矿体的顶板主要为斜长石岩化石英正长闪长玢岩，矿体的底板为三叠系下统大冶群第五、第六岩性段条带状白云石大理岩、中厚层大理岩。由上部和下部两层矿体组成。上部矿体是I号矿体的主体部分，矿体长400m，最大延深320m，一般向下延伸32～270m，厚40～60m。在平面上（原地表）呈葫芦形，剖面上呈透镜状，矿体走向NE25°，倾向SE，倾角70°～80°。各剖面上的宽度与延伸长度不一致，呈钝角形尖灭。矿石类型主要为铜铁矿石，矿体上部的铜已淋失，变为富铁矿石，下部为铜铁矿石。由于氧化程度不同，在22～16线间全部为氧化矿石，在14～10线间可以划出氧化带和混合带。矿体规模比较大，探明铜金属储量占整个矿床的24%，平均品位Cu 231%；铁矿石储量占矿床25%，平均品位5123%。下部矿体见于12～14线间主矿体下部，为一隐伏矿体，似层状，主要为铜铁矿石，次为铜矿石。矿体规模较小。

Ⅲ号（蛇山头）矿体：由两部分组成，上部出露地表，大部分已被侵蚀掉，下部为完整的大型隐伏矿体，两者一般相距35～64m。矿体主要赋存于接触-断裂构造破碎带大理岩残留体和捕虏体内。顶底板围岩为蚀变斜长石岩。

Ⅲ号上部矿体：南起2线，北止于11线，长约375m，宽4～54m，整个矿体都位于Om标高以上，走向NE25°，倾向NE，倾角50°～600。矿体形态在平面上呈透镜状，剖面上呈楔形，向下延伸24～76m。为低品位的结合式铜矿与氧化铜铁矿石组成，矿体规模较小。

Ⅲ号下部矿体：位于矿区中部0～13线间，为隐伏矿体，长350～400m，矿体走向NE20°～30°，倾向SE，倾角60°～70°。呈透镜状、似层状。矿体在7线剖面规模最大，中心垂厚达110m，向下延伸达815m，尾部边界仍未圈定。矿石类型在5～13线剖面间主要为铜铁矿石，0～3线剖面间则以浸染状铜矿石为主。Ⅲ号矿体下部矿体为矿床中规模最大的一个矿体，探明铜金属量占矿床铜储量的3937%，平均品位171%；铁矿储量占矿床铁储量的3831%，平均品位TFeO 3978%。

Ⅳ号（蛇山头西）矿体：位于矿区北部，南起13线北，北止39线，矿体由三部分组成，上部矿体为隐伏矿体，赋存于大理岩捕虏体的上接触带；中部矿体出露地表，主要赋存于接触-断裂构造带（大理岩捕虏体的下接触带）和大理岩的层间；下部矿体主要赋存于深部大理岩捕虏体上接触带。

中部矿体是Ⅳ号矿体的主要部分，15～19线剖面是矿体的主体部分，厚度大，向下延伸深。走向NE19°，倾向NE，倾角65°～75°。矿石类型以铜铁矿石为主，一般在铜铁矿体上盘见有浸染状铜矿石，19线以南以铜铁矿石为主，19线以北以铜矿石为主。矿石的氧化程度比较深，一般氧化深度达—5m标高，最深达到—105m标高，地表浅部铜大多流失，变为铁矿石。Ⅳ号矿体的规模仅次于Ⅲ号矿体，与I号矿体相当。探明铜金属储量占矿床铜储量的24%，平均品位15%；铁矿石储量占矿床铁储量的24%，平均品位3646%。

（二）矿石类型及矿石矿物成分

本矿床矿石类型及矿物组分复杂，可划分为5个工业类型、10个自然类型、14个矿石建造。矿石的矿物种类已知达130种以上，其中可被工业利用的矿石矿物有49种，常见的仅有19种，脉石矿物81种。铜录山铜铁矿床除主要伴生组分金、银、钴具工业价值外，还有硫、铟、碲、铼也具有综合利用价值。Au平均品位115×10-6;Ag平均品位1173×10-6;Co平均品位00154%。

主要的金属矿物有：黄铜矿、斑铜矿、黄铁矿、磁铁矿、赤铁矿、孔雀石。次要的金属矿物有：辉铜矿、辉钼矿、白铁矿、闪锌矿、含钴黄铁矿、胶状黄铁矿、褐铁矿、蓝铜矿、赤铜矿、菱铁矿、自然铜、假孔雀石、磁赤铁矿。主要的脉石矿物是：方解石、白云石、石英、玉髓、透辉石、次透辉石、钙铝榴石、铁铝榴石、金云母。

（三）矿床蚀变矿化分带（内带—外带）

（1）钾硅化斜长石岩化石英二长闪长玢岩——辉钼矿化带；

（2）斜长石岩——（辉钼矿-黄铁矿）钼矿石带；

（3）夕卡岩化斜长石岩——（黄铜矿、黄铁矿）铜矿石带；

（4）含金云母透辉石夕卡岩——（黄铜矿、斑铜矿、磁铁矿）铜铁矿石带。该带铜占总量7666%，铁占总量的8517%，为最主要的矿石带；

（5）夕卡岩化大理岩——（黄铜矿、斑铜矿、辉铜矿）铜矿石带。

（四）矿石的结构构造

矿石结构常见的主要为他形至自形晶粒结构及熔蚀交代结构，次要的为固溶体分解结构及胶状再结晶结构。主要的矿石构造特征如下：

致密块状构造：金属物含量大于75%，以磁铁矿矿石及铜铁复合矿石为主，磁铁矿达75%以上，并含有少量赤铁矿、黄铁矿、黄铜矿、斑铜矿等。局部亦见致密块状黄铜矿矿石和赤铁矿矿石。

浸染状构造：为含矿热液交代各类夕卡岩、大理岩及斜长石岩或交代早期晶出的金属矿物而成。包括稀疏浸染状中等浸染状和稠密浸染状。

脉状构造：金属矿物呈脉状交代夕卡岩、斜长石岩、大理岩或早期矿石。

角砾状构造：矿石被破碎呈角砾状，以磁铁矿及含铜磁铁矿矿石角砾多见，其胶结物为玉髓、方解石、白云石等。

粉末状、砂状构造：前者主要由矿体氧化带—混合带的矿石中磁铁矿、赤铁矿经风化作用而成。后者由矿体内强烈破碎而成。

（五）接触交代作用及围岩蚀变

夕卡岩分带明显，按与岩浆岩接触交代的碳酸盐地层原岩性质不同，可划分为两种分带类型：即石英二长闪长玢岩与灰岩接触形成以钙夕卡岩类为主的分带，由岩体向外是：石英正长闪长玢岩—斜长石岩化石英正长闪长玢岩—斜长石岩—石榴子石夕卡岩—透辉石石榴子石夕卡岩—石榴子石夕卡岩—石榴子石化大理岩—大理岩。石英二长闪长玢岩与白云岩接触形成以镁夕卡岩类为主的分带，其分带从岩体向外是：石英正长闪长玢岩—斜长石岩化石英正长闪长玢岩—斜长石岩—石榴子石透辉石夕卡岩—金云母夕卡岩—金云母透辉石夕卡岩—透辉石夕卡岩—金云母化透辉石化白云石大理岩—白云石大理岩（或大理岩）。

主要的热液蚀变与矿化关系是：早期铁矿化是透辉石化、金云母化、钠长石化、钠质角闪石化、绿帘石化、蛇纹石化；早期钼矿化是硅化、钾长石化；中期铜矿化是钾长石化、硅化、菱铁矿化、硬石膏化、重晶石化、金云母化、绿泥石化；晚期铜矿化是碳酸盐化、硅化、高岭石化、沸石化。

（六）矿床物化探异常（图2-111）

1地球物理异常

铜铁矿体，具高磁、高重、高极化和低阻的“三高一低”特点；赋矿于大理岩捕虏体和夕卡岩，具高重、高阻、弱磁、弱极化的“两高两低”特点；成矿母岩——石英二长闪长玢岩，为低—中密度、中等磁性、中等电阻、微极化的物性特征。

地球物理异常特征按矿床所处构造部位不同分为两类：

（1）产于岩体内大理岩捕虏体中（图2-111），其特征为强度大于500nT的形态规则与成矿构造带一致的航磁异常；磁异常串球状叠置在北东向隐伏大理岩引起的低或负磁场背景上，单个异常形态规则，强度一般大于2000nT，梯度陡。地表矿与隐伏斜列矿叠加时，高值尖峰异常旁侧出现次级异常；重力异常呈北东向梯度带，矿体部位形成封闭状或舌状重力高，相对幅度（02～10）×10-5m/s2与磁异常吻合；有强度大于10%的形态规则的激电异常，极大值与背景值之比大于2；电测深曲线在矿体部位呈H型或KH型，无矿岩体呈A型，断面上呈中高值背景的低阻凹陷或低阻中的相对高隆起。矿体多赋存中低阻凹陷和高低阻过渡带上。

（2）产于岩体北缘接触带。该类矿床的航磁异常呈负磁场背景上局部抬高，相对幅度大于50nT，形态规则，与控矿断裂接触带复合构造带一致；浅部矿体表现为梯度带上异常叠置，呈封闭的高磁异常和局部重力高，形态规则，磁场强度大于2000nT，梯度陡，外接触带大理岩有明显负极小值，重力相对幅度为06×10-5m/s2；深部矿体表现为梯度带上低缓重磁异常，磁等值线向岩体北侧膨胀外凸，强度大于100nT，重力等值线局部扭曲或舌状重力高，剖面上呈台阶；当矿体埋深大于500m，矿异常将被掩盖，若进行化极处理强化异常，则可出现弱异常；梯度带上相对低阻异常，电测深H型曲线和断面上的低阻凹陷，矿体多产于低阻凹陷带中，联剖曲线低阻正交点和激电低异常。

2矿床遥感特征

影像特征表明该类型矿床处于北北东向与北西向—近东西向及北东向三组线性构造交汇点上及其附近，同时受大型包容式环形构造控制，即大环内部包容许多小型环形构造。矿体大部分分布于大环内部或小环中心部位，属“三组交切型”构造。在彩色外航片上，矿床体位于内圈的中心。

3地球化学异常

矿床的元素组合为Cu、Au、Ag、Fe、Zn、Co、Ni、Bi、Mo、Pb、As、B、Mn、F、Cl、W、Sn、Sr、Ba等，形成规模、强度不等的地球化学异常，并具较高的衬值和原始衬度。Cu、Au、Ag、Bi的原始衬度可高达20倍以上，As、F、Co、Zn、Mo等在5～15倍，其他元素在1～3倍。地表铜草非常繁盛。

基岩地球化学异常具定向性，在不同矿床上或沿NNE、NE向或NW向呈带状展布，均与断裂-捕虏体复合构造带有关。在多组控矿断裂交汇部位，异常呈面状展布。浓度分级明显，强度高，规模大。一般Cu内带异常，Mo、Ag、Zn中带异常指示矿体赋存部位。矿床指示元素具明显横向水平分带，即从岩体→接触带（矿体）→大理岩，元素分带为Mo、W、Co、Bi、Sn、Mn、Zn→Cu、Ag、Au→B、As、F、Pb、Ba。钻孔原生晕特征：矿床的异常场以控矿构造和矿体为中心向两侧减弱，呈浓度分级明显的同心椭圆状分布。其中Cu、Ag、Au、Mo晕以矿体为浓集中心，中、外带异常矿上、矿下均发育。Zn、Mn、Bi、Co、Sn晕与矿体关系密切，其范围略大，包裹着矿体。As、Ba、F、Cl（Pb）晕主要分布于矿前缘和矿头部，与控矿构造关系密切，F、Cl晕范围大于As、Ba（Pb）。矿床原生晕垂向分带序列为（自上而下）：F—As—Au—Cu—Mn—Zn—Co—W（Mo）。

运用50w（Cu）/w（Fe）和103w（Ag）/w（Cu）两个组合标志可大致估计所处的矿体部位。50w（Cu）/w（Fe）值：矿上大于3，矿中为1～3，矿下小于1;103w（Ag）/w（Cu）值：矿上大于075，矿中为075～050，矿下小于050。

四、成矿条件

（一）稳定同位素

矿体内硫化物δ34S变化范围为—49‰～＋128‰，平均为＋242‰。频率图呈塔型，而其平均值与陨石硫同位素组成较为接近。同时，其δ34S变异特征与国外典型的斑岩铜矿床和国内接触交代型铜铁矿床硫同位素的组成亦近似，显然不同于变异范围大、频率图呈波状分布的沉积铜矿床、沉积变质铜矿床。这些充分说明铜录山铜铁床矿与我国斑岩铜矿床、接触交代型铜铁床具有相同的硫源，它们应主要来自岩浆分离体，推测成矿物质来自地壳下部或源自上地幔，成矿流体在向上运移过程中同化混染了含水的地壳上部成分。

根据矿物稳定同位素δ18O、δ13C测定值，经有关矿物-水平衡公式计算结果（表2-68）表明，铜录山矿床矿化水溶液主要来自混合岩浆水，成矿作用晚期阶段有部分雨水加入。

表2-68　铜录山铜铁矿床矿物-水同位素分馏平衡计算结果表　Table 2-68　Calculating results of mineral-water isotopic fractionation equilibrium

（二）包裹体成分

根据矿物包裹体成分的研究、交代后形成的矿物分析资料，铜录山铜铁矿床气液的成分主要为碱（Na+K）的氧化物和CO2的水溶液，它的主导组分除H2O、H+、OH外，还有Cl-、Na+、K+、CO2，其次为F-、B-、 、H2S、 、Ca2+等，此外尚有微量的Mg2+、Pb2+、Zn2+等金属元素。成矿溶液本质上是富含氯的卤水。

（三）成矿条件分析

根据矿床矿物共生关系和矿物包裹体资料，说明矿床是在长时间和较大温度变化范围，以及多次气化-热液活动条件下形成的。成岩成矿作用比较复杂，具有多期多阶段的特点。成矿作用的过程可划分为3个成矿期、5个成矿阶段。

1夕卡岩期

（1）夕卡岩阶段：形成早期夕卡岩矿物石榴子石（740～590℃）、透辉石-次透辉石（695～502℃）及内接触带斜长石岩（717～515℃）。随着温度下降，接触带附近高温含矿气液大量聚集，继而形成金云母（450～426℃）、阳起石（470℃）、富镁铁闪石、符山石、方柱石等，并伴有少量磁铁矿与金云母、透辉石，呈共生结状，局部构成海绵陨铁结构。

（2）气化高温氧化物-磁铁矿阶段：由于夕卡岩早期无水硅酸盐阶段晶出石榴子石、透辉石，至晚期含水硅酸盐阶段晶出金云母、阳起石、富镁钠铁闪石。K、Na参与矿物晶格，指示环境由弱酸—弱碱性介质渐变为弱碱—碱性介质，这时大量的铁呈Fe2+、Fe3+的络合物存在于高温气液聚集体中，随缓慢降温含矿气液逐渐富集，并向铁亲和力强的铁镁钙质中粗粒状夕卡岩体渗透迁移。待温度降到磁铁矿临界点以下，就造成高温富铁气液大规模交代透辉石、金云母、石榴子石。随着氧化作用增强，赤铁矿晶出，并不断交代磁铁矿，使之形成磁铁矿-赤铁矿（420～360℃）矿石。在磁铁矿交代沉淀过程中伴随广泛钠化即蛇纹石化，钠长石及钠质角闪石的晶出加速铁的络阴离子和络化物在碱性氧化介质中的沉淀交代，指示碱性条件晶出的绿帘石化密切与磁铁矿伴生。上述表明，磁铁矿是继承夕卡岩形成后在碱质氧化介质中大规模连续而缓慢地交代夕卡岩（以透辉石为主）时形成的。氧化-磁铁矿阶段属继承型钠-铁系铁的成矿作用。

2石英-硫化物期

（1）高中温石英-硫化物阶段：磁铁矿成矿作用后，温度继续下降，SiO2呈大量的石英（玉髓）晶出和硫化物大规模沉淀。磁铁矿沉淀后，含矿气液变为酸性，残余在含矿热液中的铁与硫结合组成高温含镍黄铁矿、磁黄铁矿及黄铁矿（爆裂测温350～360℃），随着含矿气液中钾质析出，有辉钼矿晶出。随后部分铁与铜、锌、硫结合分别形成（方）黄铜矿-铁闪锌矿（黄铜矿爆裂法测温290～260℃）及晚期两个世代的黄铁矿、黄铜矿（250～240℃）的晶出。铜矿化主要沿早期形成的铁矿体的裂隙及磁铁矿颗粒间呈细脉-浸染状、团块-块状交代充填，构成叠加于铁矿之上的铜铁复合矿体，并在铁矿体两侧夕卡岩化大理岩及斜长石岩裂隙中，交代形成细脉-浸染状单铜矿体。继黄铜矿、斑铜矿之后依次晶出的有辉铜矿、蓝辉铜矿、铜蓝、菱铁矿等，矿化过程中伴随广泛钾长石化、硅化、绿泥石化、碳酸盐化等热液蚀变。总之，石英-硫化物阶段是在弱酸-酸性还原条件下产生，铜矿化晚于磁铁矿并叠加于磁铁矿之上。

（2）中低温碳酸盐硫酸盐阶段：硫化物成矿作用后温度下降，气液中未用完的硫呈 与Ca2+、Mg2+、Ba2+、Sr2+等结合形成硬石膏、重晶石、天青石；F-与Ca2+结合形成萤石，大量的 与Ca2+、Mg2+、Fe2+形成白云石、方解石、铁白云石、菱铁矿，并伴有石英（玉髓）晶出，此阶段仅有微量黄铁矿呈星点状晶出。

3表生作用

（1）氧化淋滤次生富集阶段：浅部矿体长期氧化淋滤作用，磁铁矿氧化成赤铁矿或褐铁矿，硫化物分解成硫酸铜、碳酸铜，在次生富带中常见自然铜、赤铜矿、黑铜矿、辉铜矿聚集。

经K-Ar、Rb-Sr同位素年龄测定：不同产状的金云母有不同的同位素年龄值。铁矿体附近的团块状金云母年龄值为151Ma（K-Ar法测定）；铁铜矿体中之金云母为142Ma、131Ma（Rb-Sr法）；晚期脉状金云母为115Ma（Rb-Sr法测定）、117Ma（K-Ar法测定）。可见夕卡岩化及金属矿化的年龄与阳新角闪石英二长闪长岩年龄值（127～150Ma）十分接近，从而佐证了成矿作用与本区中酸性侵入岩的侵入活动具成因联系，并且反映出矿化的多阶段性与长期性。

综上所述，无论是从地质时代、岩体与成矿的空间关系、岩体与成矿元素丰度、稳定同位素（S、O、C）等方面资料，均说明铜录山石英二长闪长玢岩与铜录山铁铜矿床关系非常密切。矿体主要赋存在接触带，矿床的形成是蚀变交代作用一定阶段特定环境的产物。矿石具典型交代结构、矿石的物质成分、化学组分具有一定继承关系，矿石单矿物化学成分和微量标型元素均不同于其他成因类型，而具接触交代型矿床特征。所以，本矿床成因类型为岩浆期后气化-高温热液接触交代型铜铁矿床，即狭义的典型的夕卡岩型铜铁矿床。

五、成矿模式和找矿标志

（一）成矿模式

铜录山矿床位于鄂东南成矿区的中部。鄂东南中部的区域成矿模式表明（图2-112）：在下地壳20～25km深度内有闪长岩浆熔融带，上地壳10～15km内有中酸性岩浆房存在。由于燕山期NWW向与NE或NNE向深断裂活动，岩浆大量侵位于地壳浅部，与奥陶系—三叠系接触，发生接触交代成矿作用，形成各种不同的夕卡岩型矿床。

图2-112　鄂东南中区Fe-Cu-Au-Ph-Mo矿床亚系列成矿模式图　Fig2-112　Metallogenic model of Fe-Cu-Au-Pb-Mo deposit subsystem in the middle areas in Southeast Hubei province（据薛迪康，1997）（after Xue Dikang,1997）

1—铁矿；2—铜铁矿；3—铜（钨钼）矿；4—钴矿；5—铅锌银矿；6—金矿；7—中细粒闪长岩；8—石英闪长岩；9—二长闪岩；10—细粒石英二闪岩；11—中粒石英二长闪长岩；12—石英二闪长岩玢岩；13—正闪长玢岩；14—花岗闪长岩；15—花岗闪长斑岩；16—隐爆角砾岩；①张福山式铁矿；②刘家畈式铁矿；③铜录山式铜铁矿；④鸡冠嘴式铜金矿；⑤叶花香式铜矿；⑥铜山口式铜（钴）矿；⑦白云山式铜矿；⑧龙角山-付家山式铜钨（钼）矿；⑨金井嘴斑岩金矿；⑩陈子山金矿；（11）王豹山铁矿；（12）猴头山铜矿；（13）银山银铅锌矿。K1l—灵乡组；T2p—蒲圻组；T2l—陆水河组；Tl—大冶组；P—二叠系；C—石炭系；S—志留系；∈—O寒武—奥陶系；Pt2-3—中新元古代。～～构造滑脱面↑岩浆运移方向； 断裂；……单元界线

（二）找矿标志

1地质标志

矿体产在石英二长闪长玢岩与下三叠统大冶群（T1dy1—T1dy7）碳酸盐岩的捕虏体组成的北北东向横跨背斜与叠加其上的同方向断裂构造上盘的次级断裂-接触带复合构造中。控矿构造为NNE向断裂接触带和层间破碎带构造。围岩蚀变发育，且分带现象明显，相应伴有矿化分带。矿石矿物组合较复杂。矿床组分以铜、铁矿为主，伴有金、钼、钴、硒、碲、铟、镓、硫、银等多种有用组分。矿床氧化带发育。在地表淋滤带铁帽之下，常有次生富集带的氧化铜富集段的存在。

2地球物理标志

表2-69　铜录山式铜铁矿床综合找矿标志　Table 2-69　Comprehensive ore-hunting indicator for Tonglushan-type copper-iron deposit

矿床对应形态规则、范围大的航磁异常。重磁异常呈北北东向梯度带，反映矿体延伸范围。矿体上方出现高的重磁异常，梯度陡，伴有明显的负磁异常和充电异常。断面上，点测深曲线呈H型或KH型，无矿地段呈A型。矿体多处于低阻凹陷带和高低阻过渡带。

3地球化学标志

矿体的各类（水系沉积物、土壤、岩石等）地球化学异常规模大，形态规则，浓度分级明显，沿北北东向控矿断裂构造呈宽带状展布。Cu、Au、Ag内带异常指示矿体赋存部位。

该矿床综合找矿标志详见表2-69。

贵州省贞丰县水银洞金矿床位于贞丰县城北西直距20km处，地理坐标：东经105°30′00″～105°33′38″；北纬25°31′00″～25°33′28″，属贞丰县小屯乡，矿区西端小部分属兴仁县回龙镇，矿区面积28km2。20世纪80年代初对灰家堡背斜汞矿调查时，于水银洞矿区雄黄岩发现了含金矿化，开启了灰家堡背斜的找金历史。在1982～1983年间，断续开展了水银洞地区找矿，仅发现由断裂控制的地表氧化矿体，一度认为区内无进一步找金价值。1983年于灰家堡背斜西段的紫木凼地区发现了紫木凼和太平洞大型金矿床，1993年完成了紫木凼金矿床的勘探，建立了“两层楼”找矿模式，1994年开展了灰家堡背斜的大比例尺成矿预测工作，选定水银洞地区为A类找矿靶区，产于龙潭组地层中的“楼下矿”为探寻对象，预测资源量50 t。1995年施钻验证发现了水银洞层控盲金矿床。仅2004年6月完成的中矿段勘探即获得平均品位1095×10-6的资源量/储量5462 t，使水银洞金矿成为滇黔桂“金三角”继烂泥沟之后的又一个特大型金矿床。近年勘查新增数10 t资源，水银洞金矿有望成为超大型矿床。

1 地质背景

水银洞金矿产于黔西南卡林型金矿矿集区北部，区域上与烂泥沟金矿、紫木凼、太平洞、戈塘、板其和丫他等一大批金矿床共同组成了黔西南金矿集中区，成为滇黔桂“金三角”的主体。滇黔桂“金三角”大地构造位置处于扬子地台西南缘右江褶皱带及其结合部位，属于欧亚板块、印度板块和太平洋的复合部位（韩至钧等，1999）。

区内出露地层以泥盆系、石炭系、二叠系及三叠系为主，分布广泛，寒武系只零星于南部边缘（广西境内）地区，侏罗系缺失，白垩系—第三系（古—新近系）仅零星散布于广南、罗平一线西南侧，主要为山间断陷盆地红色砂、泥岩和砾岩，第四系为类型繁多的陆相沉积，包括冲积、残—坡积、湖沼沉积及洞穴堆积等各种成因的砾石、砂和粘土等。

该区出露地表的火成岩共包括大陆溢流拉斑玄武岩及岩墙状辉绿岩、偏碱性辉绿岩和偏碱性超基性岩3个组合（表1）。

表1 黔西南地区火成岩组合

2 矿区地质特征

矿区位于兴仁安龙金矿带之灰家堡金矿田。空间上与紫木幽和太平洞大型金矿床、滥木厂大型汞—铂矿床、大坝田中型汞矿床及若干金、汞矿点，构成了近EW向、长约20km的灰家堡金-汞铊矿田（图1）。

矿田构造主要为一近EW向的灰家堡短轴背斜，长约20km，宽约6km。以背斜中部的回龙断层（F18）为界，西段地层较缓，倾角5°～20°，两翼基本对称；东段地层稍陡，呈北翼陡、南翼缓的不对称形态。西段为紫木凼金矿区，含紫木凼、太平洞2个大型金矿床，东段为三岔河金矿区，有水银洞特大型金矿床及雄黄岩、赵家坪、普子垄和皂凡山等金矿点。背斜明显受后期NE和近SN向构造叠加，见有NE向次级背斜，发育有EW，NE，SN向3组断裂和层间断层（层间滑动）。EW向断层发育于近背斜轴部，与背斜轴部基本平行，多为低角度逆断层，浅部稍陡而深部平缓。水银洞金矿区出露的F105断层在深部逐渐消失于龙潭组（P3l）中。EW向断层为含矿断层，并与背斜一同被后期断裂错断。层间构造主要发育于背斜轴部及近轴部，且主要见于大厂层和龙潭组地层中，是水银洞、太平洞和紫木凼金矿床的重要控矿构造。

图1 水银洞金矿区域地质简图

（据郭振春，2002）

T1yn—永宁镇组；T1y—夜郎组；P3c＋d—长兴组＋大隆组；P3l—龙潭组；1—背斜；2—正断层；3—逆断层；4—性质不明断层；5—金矿床（点）；6—汞矿床（点）；7—铊矿床；8—砷矿点

3 矿床（体）地质特征

水银洞金矿床为赋存于二叠系龙潭组中，矿体以层控型为主、断裂型为辅的复合型隐伏矿床。层控型矿体主要有Ⅲc，Ⅲb，Ⅲa，Ⅱf和Ⅰa（表2），产出于灰家堡背斜轴两侧近30m范围内，呈层状、似层状产出，产状与岩层一致，具厚度薄、品位富，走向上具波状起伏向东倾没，空间上具有多个矿体上下重叠的特点。断裂型矿体产出于背斜近轴部的断距很小的缓倾斜逆断层中，严格受断层破碎带控制。

表2 层控型矿体特征

断裂型矿体由F105控制的“楼上矿”和龙潭组地层中由F162，F163，F164和F165等隐伏盲断层控制的矿体部分组成。“楼上矿”产出于F105破碎带及其上盘牵引背斜核部虚脱空间，倾向S，矿体呈透镜状、似层状，矿体分散零星，仅获得部分资源量。

F162，F163，F164和F165控制的矿体呈透镜状产出于断层破碎带中，倾向SE，倾角20°～45°，矿体具膨大收缩现象，断层切错碳酸盐岩地段，其破碎带变宽，矿体厚大，而切错粘土岩地段，则破碎带变窄，矿体薄甚至局部不可采。

31 控矿构造

水银洞金矿区内构造较发育，主要由近EW向灰家堡背斜及大致沿该背斜轴部展布的纵向逆断层组成，次为NE、近SN向断层及不整合面构造。

灰家堡背斜是区域性构造，局部叠加有一些小背斜（赵家坪背斜，走向EW，区内长约15km），为一近EW向之宽缓短轴背斜，局部因后期改造而转为NW或NNW向。区内背斜长约53km，核部地层近于水平，两翼岩层倾角10°～200°，轴面近于直立。水银洞金矿位于灰家堡背斜东段中部，矿体主要分布在距背斜轴300m的范围内。NE向褶皱展布于矿区西南部，规模较小，共发育4个背斜和3个向斜，地表轴迹近于平行展布，长一般060～090km，比较著名的有滥木厂背斜。

EW向断层发育于近背斜轴部，与背斜轴部基本平行，多为低角度逆断层，浅部稍陡而深部平缓。EW向断层为含矿断层，并与背斜一同被后期断裂错断。在矿区内见有F101和F105断层。F101控制普子垅、皂凡山金矿点的产出；F105为水银洞金矿床“楼上矿”之控矿断层，向东控制了雄黄岩金矿点的产出。

NE向断裂在矿区西南部发育一系列大致平行展布的倾向NW的高角度张扭性断层，在灰家堡背斜轴部附近还发育了一系列倾向SE、倾角28°～45°的隐伏逆断层，并控制了水银洞金矿断裂型矿体的产出。

水银洞矿区中二叠统茅口组与上二叠统之间存在平行不整合面，沿不整合面及其附近形成层间断裂，控制着矿区深部构造蚀变体中似层状、透镜状平缓型金矿体的产出。

32 矿石特征

热液期形成的金属矿物有黄铁矿、毒砂、白铁矿、雄黄、雌黄、辉锑矿和辰砂。以黄铁矿为主，毒砂常与黄铁矿共生，辉锑矿、辰砂、雄黄和雌黄以细脉状分布，仅见于Ia矿体和断裂型矿体中。非金属矿物主要是石英、白云石和方解石，见有萤石、玉髓和粘土矿物等。这些矿物常形成如下共生组合：石英-白云石、石英-细粒黄铁矿-毒砂、石英-方解石-雄黄-雌黄-辉锑矿-辰砂和粗粒黄铁矿-白铁矿等。矿石的主要构造有纹层状、生物遗迹、浸染状、团块状和细脉状；结构以自形粒状、草莓、生物假象和交代为主。

矿石物相分析结果见表3。

表3 矿石物相分析结果 w（Au）/10-6

注：表中数据为贵州105地质大队实验室分析，HYX-3A型荧光分析仪测试。

黄铁矿是金的主要载体，可以分为沉积期黄铁矿和热液期黄铁矿，前者黄铁矿多呈草莓状或自形立方体和五角十二面体晶，粒度较大，多呈条带（纹）状产出；热液期黄铁矿颗粒细小，呈浸染状产出。不同形貌和结构构造特征的4种黄铁矿：草莓状、生物碎屑状、粗粒自形和细粒自形。

33 围岩蚀变和矿物生成顺序

围岩蚀变主要有硅化、白云石化和黄铁矿化，其次有毒砂化、雄（雌）黄化、粘土化和萤石化等热液蚀变。其中，硅化、白云石化、黄铁矿化（伴有毒砂化）与金矿关系极为密切，凡金矿产出部位皆有这3种蚀变特征。金矿（化）常赋存于蚀变强烈、多种蚀变叠加部位，没有蚀变或蚀变单一的岩石不含金或含金低。

金矿热液成矿作用划分为3个阶段，其相应的矿物组合和生成顺序列于表4。

表4 水银洞金矿床矿物生成顺序

4 地球化学特征

41 常量元素

水银洞金矿的矿石分为3类。碳酸盐岩型（不纯灰岩）、硅质角砾岩型（角砾状粘土岩、角砾状粉砂岩及角砾状灰岩）和钙质砂岩型（钙质砂岩及钙质粉砂岩）。其中，以碳酸盐岩型矿石为主，角砾岩型矿石次之，钙质砂岩型矿石只是产于P3l1的小矿体中。碳酸盐岩型矿石主要化学成分见表5。不同矿体的矿石成分分析见表6。

42 微量元素

水银洞金矿赋矿岩系主要岩石类型包括灰岩、泥灰岩、泥岩、泥质粉砂岩和硅质岩等，普遍具有非常高的As，Sb，Cu和Tl含量，其值远远高于在正常的同类岩石中的含量水平，其中As高于同类岩石中含量数百倍。As，Sb，Cu和Tl等是水银洞金矿金成矿作用的特征指示元素。

表5 碳酸盐岩型矿石主要化学成分 w（B）/%

注：数据由中国科学院矿床地球化学重点实验室分析测试，化学全分析法。

Au，As，Cu，Sb和Tl在各类岩石中的原始含量（以未蚀变样品为参考）相差并不大，其变化远远低于矿化蚀变作用所造成的差异，Au，As，Cu，Sb，Tl在矿化岩石各类岩石平均值与同类未蚀变岩石的比值高达数十倍到上百倍。其中，Au，As，Tl最高。含矿岩系中Au，As，Cu，Sb，Tl，Pb相对同类未蚀变岩石有显著增加，Ti，Sc，Nb，Ta，Zr，Hf，V，Cr，Co及Sn，Ga，Ge，Cd，Rb，Cs，Ba，Mn，Zn，Th，REE变化不大。

表6 矿石组合样成分分析结果

注：数据由中国科学院矿床地球化学重点实验室分析测试；化学全分析和等离子质谱法。

43 稀土元素

矿体稀土元素含量介于108×10-6～370×10-6，平均218×10-6。δEu值在088～120之间，平均103，除个别样品具弱负异常外，均无Eu异常或正异常。围岩ΣREE平均2419×10-6，δEu值平均100，无异常。与矿体同层位的无矿段岩石，ΣREE比平均481×10-6，δEu值平均081，具弱负异常。灰岩的ΣREE平均959×10-6，δEu平均065，具负异常（表7）。

表7 水银洞金矿石稀土元素分析结果及特征参数 w（B）/10-6

注：Ⅲc-4，Ⅲc-5为硅质岩型矿石，其余均为凝灰质生物碎屑灰岩型；围岩以6件平均，岩性以粘土岩、粉砂岩为主，少量灰岩；无矿段2件平均，岩性均为含凝灰质较多的灰岩。据沈文杰等，2005。

44 同位素

水银洞金矿硫同位素分析结果见表8。矿石中热液黄铁矿铅同位素组成及有关参数见表9。

表8 水银洞金矿硫同位素分析结果

（据刘建中，2006b）

表9 水银洞金矿矿石中热液黄铁矿铅同位素组成及有关参数

注：Δβ ＝（β-βm）/βm×1000；Δγ ＝（γ-γm）/γm×1000；β ＝样品的207Pb/204Pb；γ ＝样品的208Pb/204Pb；βm ＝ 地幔的207 Pb/204Pb＝1533；γm＝地幔的208Pb/204Pb＝3747；测试单位为宜昌地质矿产研究所同位素研究室。据刘建中，2006b。

45 包裹体特征

包裹体形态呈孤立状、不规则状分布，负晶形为其特征，一般直径5～60 μm，多数为10～50 μm。包裹体类型及物质组成按室温（25℃）下包裹体的相态特征以及冷冻过程中相的变化，可划分为液态 ，气相 ，气液相VCH4＋N2＋CO2＋H2O，富CO2流体包裹体4大类。

包裹体测温及压力结果对近200个流体包裹体显微测温结果表明，主成矿期流体包裹体的均一温度为200～220℃，盐度5%～6%。成矿流体压力为1000×105～2000×105，显示了超压流体的性质。具中—低温超高压热液成矿的特点。

参考文献

郭振春2002黔西南灰家堡金矿田“两层楼”模式及找矿意义黄金地质，8（4）：18～23

韩韦钧，王砚耕，冯济舟等1999黔西南金矿地质与勘探贵阳：贵州科技出版社

刘建中，刘川勤2005贵州省贞丰县水银洞金矿床稀土元素地球化学特征矿物岩石地球化学通报，21（2）：135～139

刘建中，邓一明，刘川勤等2006a贵州省贞丰县水银洞层控特大型金矿成矿条件与成矿模式中国地质，33（1）：169～177

刘建中，邓一明，刘川勤等2006b水银洞金矿床包裹体和同位素地球化学研究贵州地质，23（1）：51～56

沈文杰，张竹如，周永章等2005贵州贞丰水银洞金矿含矿岩系元素地球化学特征地球化学，34（1）：88～95

（李杰美、王美娟编写）

黄铁矿制备硫酸体现强氧化性。根据黄铁矿的强氧化性，产生硫单质，与氧气反应生成二氧化硫，二氧化硫与氧气反应生成三氧化硫，三氧化硫与水反应制出硫酸。黄铁矿(FeS2)，浅黄铜色、明亮的金属光泽，成分中含钴、镍和硒，具有NaCl型晶体结构。成分相同，属于正交(斜方)晶系的称为白铁矿。成分中存在微量的钴、镍、铜、金、硒等元素，含量较高时在提取硫的过程中综合回收和利用。