浅析刁泉银铜矿地质特征及成因

王波涛，史 林，雷 鹏，马建忠，李 阳

（中国冶金地质总局三局，山西 太原 030000）

刁泉银铜矿床位于山西省灵丘县柳科乡刁泉村，为一伴生金的大型矽卡岩型铜银矿床。本文对刁泉矿区历年生产勘探及危机矿山、老矿山接替资源勘查项目资料系统整理，分析刁泉矿区地质背景、成矿围岩、控矿构造、矿床特征等。

1 区域地质特征

本区位于燕山断块西端广灵-蔚县块坳的西南部，以唐河断裂为界与燕山断块内的涞源块隆相接[1]。矿区内出露地层自东南向西北依序为新元古界青白口系紫红色薄层状燧石角砾石英砂岩、铁质砂岩，古生界寒武系-奥陶系夹少量砂砾岩的碳酸盐岩类，中生界上侏罗统白旗组中-中酸性火山岩夹细碎屑岩和张家口组酸性火山岩等。刁泉银铜矿位于塔地火山盆地的东南边缘，发育NW、NE向两组断裂并构成菱形网状格局，此外又有两条近南北向断裂，使该区成为岩浆活动和成矿的有利部位。断裂多为成矿前的，多为陡倾斜的张扭性或压扭性断裂[2]。主要侵入岩有刁泉岩体和小彦-枪头岭两个燕山期次火山复合岩体。

2 矿区地质特征

区内出露主要为中元古界蓟县系、青白口系，古生界寒武系、奥陶系，中生界侏罗系及新生界第四系地层。侏罗系地层角度不整合于奥陶系、寒武系地层之上。

矿区处于区域枪头岭-大梁山-白北堡较深断裂带NE盘NE向断裂发育地段，由此导致了刁泉杂岩体的侵入，形成了与中生代岩浆活动有关的刁泉矿田。目前在矿区范围内地表可见一条NE向断裂斜切刁泉岩体的东部，它可能在岩浆侵入前形成在成矿后又有活动，从而对岩体和矿带有轻微的错断。

刁泉岩体出露面积0.7km2，地貌上呈一环状马蹄形洼地，中心部位为一小的凸起。平面上呈似圆状，垂向上呈筒状，往深部稍微膨大。接触面在上部向岩体相对倾斜，到下部转为向围岩相背倾斜，倾角40°～80°。岩性由石英斑岩、花岗斑岩、黑云母石英二长岩和细粒辉长岩组成。

发育于岩体及其接触带附近的NNE、NNW、NW、NEE及NWW向的几组裂隙，组成与次火山活动有关的放射状裂隙系统，常被矿脉充填，是有利的容矿构造。刁泉岩体的环形接触带，在垂向上呈筒状，往深部稍有膨胀变大，接触面凹凸不平，形态复杂，是本区银铜矿的主要储矿构造。

矿体的围岩蚀变可分为两个类型：一是与热变质有关的大理岩化和角岩化；二是与热液交代有关的绢云母化、钠长石化、钾长石化、硅化、矽卡岩化和碳酸盐化等。由岩体向围岩的蚀变分带为以下内容。

内蚀变带：岩体不同程度地发生绢云母化、钠长石化、钾长石化、硅化、绿泥石化、矽卡岩化和碳酸盐化，蚀变带宽度0m～20m。

矽卡岩带：主要由透辉石-钙铁榴石矽卡岩、绿帘石矽卡岩、钙铝榴石矽卡岩组成。带宽2m～60m不等。银、铜矿体主要赋存在此带。

外蚀变带：包括内侧的透辉石化、钙铁榴石化、钙铝榴石化大理岩带和外侧的大理岩-角岩带，前者宽0m～50m，局部赋存银、铜矿体，后者宽100m～500m[2]。

3 矿床特征

刁泉矿带环绕刁泉岩体接触带分布，周长3000m，直径约900m，刁泉银铜矿主要赋存于该环状断裂带中，并在环状断裂与放射状断裂交叉部位形成厚达矿体。主矿体25号矿体赋存于1610m标高以上的第一个岩体与围岩接触带，分布范围波及整个环带；2009年-2017年危机矿山及老矿山接替资源勘查在1610m标高以下发现了赋存于岩体第二个“凹兜”的矽卡岩接触带内的50号银铜矿体[3]。现分述如下内容。

（1）25号矿体。

主要赋存于燕山期花岗斑岩与寒武系石灰岩的外接触带的矽卡岩中，分布在29-61线间，走向延长1700m，最大延深达280m，厚1m～100m，埋深9m～322m，赋存标高1560m～1850m。沿接触带61-55线近0°方向，55-47线30°方向，47-41线86°方向，41-33线140°方向，33-29线方向180°呈弧形展布。矿体在50-55线间分枝现象明显。

（2）50号矿体。

赋存在53-61线间1610m标高以下的第二个“凹兜”内接触带，走向与岩体和围岩接触带的走向一致。矿体经工程揭露，从53线-61线延伸长度450m，倾向延深最大340m(61线)，最小延深(53线)53m，平均延深158.2m。矿体赋存标高为1393.4m～1693.6m，矿体埋深214.3m～466.2m。矿体在剖面上呈月牙状或互层状，平面上呈透镜状、条带状。矿体厚度也随接触带形态而变化，一般围岩凸向岩体的部位厚度最大，接触带的上下两端矿体厚度最小，矿体在剖面上分支复合、膨胀、收缩现象明显。矿体见矿厚度最大为79.20m(59线)，最小为4.30m(61线)，平均见矿厚度32.38m，厚度变化系数143.42%，属较稳定，矿体在59、57线厚度较大，向南西61线明显变薄。矿体Ag工程平均品位29.45g/t～50.43g/t，平均39.49g/t，Cu工程平均品位0.33%～0.91%，平均0.67%。

4 矿床成因

中生代晋东北地区被卷入濒太平洋活动大陆边缘区，以深断裂为边界的陆块相对升降、逆掩（冲）推覆、拉张陷落并伴随花岗岩类岩浆喷发和侵入是这一阶段构造-岩浆活动的特征。区域总体应力特征是挤压，形成以若干NE向和NE向贯通性区域深断裂为主干的网状断裂系统，这些主断裂均具有相当的广度和深度，为后期中生代深源岩浆的导岩构造，控制了银、铜、金多金属成矿物质的深源岩浆岩来源[2，5]。

燕山期中酸性岩浆沿这些断裂分期次侵入，并与围岩（碳酸盐岩）在热接触变质作用的基础上和高温气化热液影响下，经接触交代作用形成矽卡岩[2，4]。由于岩浆进一步冷凝分异出含矿汽水溶液，并于矽卡岩发生充填交代、扩散交代作用，金属矿物在矽卡岩中发生沉淀，形成了典型的接触交代(矽卡岩)型银铜矿床。

从刁泉银铜矿地球化学特征可认为：本矿床是与刁泉复式岩体有关的矽卡岩型银铜矿为主的多金属矿床。其Cu、Au同时成矿外，尚表现出与花岗斑岩的亲源性，并使之叠加于Cu、Au之上，使Ag更富集，矿体规模更大[6]。

根据刁泉银铜矿地质及地球化学特征，矿床形成过程主要经历俩个阶段：

（1）侏罗纪火山活动期，刁泉破火山口被黑云母花岗岩、辉长岩、花岗斑岩、石英斑岩先后充填，形成火山颈相的刁泉超单元岩体，与寒武系中、上统及奥陶系下统灰岩沿接触带产出双交代作用，形成矽卡岩的部分氧化矿物堆积。

（2）沿接触带构造薄弱带和矽卡岩带富含成矿物质的岩浆期后热液与晚期交代岩伴生叠加于矽卡岩之上成矿，形成Cu、Ag、Au矿床。当花岗斑岩晚期侵入时，成矿作用二次叠加，使银铜矿体更加富集，组成矿物更加复杂[7]。在深部侵入体热液驱动下，由壳幔混源的岩浆期后热液和天水热液循环所淋滤地层中的成矿物质，在矽卡岩接触带成矿。

5 找矿标志

（1）构造标志：NW和NE向断裂的交汇部位是成矿的有利部位。

（2）地层岩性标志：寒武系碳酸盐岩易与燕山期中酸性岩浆岩进行双交代，形成矽卡岩，利于矿质沉淀；青白口系长龙山-井儿峪组砾岩有储矿空间，为矿质沉淀的有利场所。

（3）蚀变标志：与成矿有关的蚀变为矽卡岩化、硅化、角岩化、黄铁矿化等。

（4）地球化学找矿指示元素：Ag、Au、Cu、Pb、Zn、As、F、Ni、Cr、Ba。

（5）地球物理标志：利用岩体和围岩的物性差异，利用重磁联合勘探来圈定岩体及接触带的范围和形态，利用抗干扰激电测深方法在推测的接触带上寻找低阻体[8]。