宁夏香山腰岘子铜(银)矿床及其控矿构造研究.pdf

分类号P 5 4 1 0 7 1 0 0 7 2 7 0 3 3 滚步太海 硕士学位论文 宁夏香山腰岘子铜 银 矿床及其控矿构造研究 导师姓名职称 申请学位级别 论文提交日期≯ 学位授予单位 李小东 钱壮志教授 答辩委员会主席 玺盗又 学位论文评阅人至堡塞兰圣堕圈 R e s e a r c ho nY a o x i a n z iC u A g D e p o s i ta n d O r e C o n t r o l l i n gS t r u c t u r eo fX i a n gM o u n t a i n ，N i n g X i a AD i s s e r t a t i o nS u b m i R e df o r t h eD e g r e eo fM a s t e r C a n d i d a t e L iX i a o d o n g S u p e r v i s o r P r o f ．Q i a nZ h u a n g z h i C h a n g ’a nU n i v e r s i t y , X i ’a n ，C h i n a 作所 要贡 未加 论文知识产权权属声明 本人在导师指导下所完成的论文及相关的职务作品，知识产权归属学 校。学校享有以任何方式发表、复制、公开阅览、借阅以及申请专利等权 利。本人离校后发表或使用学位论文或与该论文直接相关的学术论文或成 果时，署名单位仍然为长安大学。 保密的论文在解密后应遵守此规定 论文作者签名种J 、泵 导师签名圾彳冱 叫。年岁月伽日 吵年，月z ．日 摘要 砂岩型铜矿床是分布较广的一类铜矿床，是国内外重要的铜矿之一。我国的砂岩型 铜矿主要分布在南方的中新生代陆相盆地及北祁连加里东地槽褶皱带中。腰岘子砂岩型 铜 银 矿床位于北祁连褶皱系一走廊过渡带之东北端北缘山前凹陷带，香山隆起与卫 宁盆地的临界位置。本文通过对腰岘子铜 银 矿床地质、地球化学及区域地质背景等 方面的研究，主要取得以下认识 1 对腰岘子铜 银 矿矿石矿物、结构构造、岩相古地理以及成矿期、成矿阶 段的系统研究，并与国内外典型砂岩型铜矿进行对比，提出腰岘子铜 银 矿床为陆相 砂岩型铜 银 矿床，沉积一改造成因。 2 研究显示，该矿床伴生组分中A g 、M o 元素相对富集，且银的分布与铜的富集 规律相一致，银可以作为腰岘子矿床的有用伴生矿产。 3 总结了区域构造对矿源层、矿区地层的控制以及褶皱构造对矿体产出和分布 的控制规律，探讨了腰岘子铜 银 矿床的构造控制作用。 4 提出腰岘子铜 银 矿床经历了沉积作用期一成岩作用期一成岩后富集期一 构造改造期一表生改造期五个成矿期。 5 在前人研究的基础上，结合本文工作，总结了腰岘子铜 银 矿床的矿化富 集规律，提出了地层及岩性控矿、构造控矿和岩相古地理控矿三种主要控制因素。 6 初步建立了腰岘子砂岩型铜 银 矿床的成矿模式，提出了宁南香山地区砂 岩型铜矿床的找矿标志，为香山地区找寻类似铜矿床提供了参考。 关键词腰岘子铜 银 矿床；矿床类型；矿床成因；构造控制 A b s t r a c t T h e s a n d s t o n e - t y p ec o p p e rd e p o s i ti sac l a s so fw i d e l yd i s t r i b u t e dc o p p e rd e p o s i t ，w h i c h i sa ni m p o r t a n ta th o m ea n da b r o a d ．T h es a n d s t o n e t y p ec o p p e rd e p o s i t si nC h i n aa r em a i n l y d i s t r i b u t e di nt h eM e s o z o i c ．C e n o z o i cb a s i ni nt h eS o u t ha n dt h eN o r t hQ i l i a nC a l e d o n i a n g e o s y n c l i n a lf o l db u i l d i n g sb e l t ．T h eY a oX i a n z is a n d s t o n e t y p ec o p p e rd e p o s i tl i e si nt h e n o r t hQ i l i a nf o l ds y s t e m ．t h en o r t h e a s tc o r d d o rb e l to ft r a n s i t i o n ，w h i c hi si nt h en o r t hm a r g i n f o r e l a n dg e o t e c t o g e n e ，t h ec r i t i c a ls i t u a t i o no fX i a n gM o u n t a i nu p l i f ta n dW e i n i n gb a s i n ． B a s e do ng e o l o g y , g e o c h e m i s t r ya n dr e g i o n a lg e o l o g yb a c k g r o u n dr e s e a r c ho ft h eY a oX i a n z i C u A g d e p o s i t ，m a i n l y t oo b t a i nt h ef o l l o w i n gu n d e r s t a n d i n g 1 S y s t e m a t i c a l l yr e s e a r c ho nt h eo r em i n e r a l ，t h et e x t u r ea n ds t r u c t u r e ，1 i t h o f a c i e sa n d p a l e o g e o g r a p h ya n dm i n e r a l i z a t i o ne p o c h ，m i n e r a l i z a t i o ns t a g es y s t e mo ft h e Y a oX i a n z i s a n d s t o n e ．t y p ec o p p e rm i n e r a ld e p o s i t ，a n dw i t hd o m e s t i ca n di n t e r n a t i o n a lc o m p a r i s o no f t y p i c a ls a n d s t o n e t y p ec o p p e r ，r a i s e d t h eY a oX i a n z iC u A g m i n e r a ld e p o s i tf o rt h e c o n t i n e n t a ld e p o s i tf a c i e ss a n d s t o n eC u A g d e p o s i t ，d e p o s i t i n g - r e w o r k i n go r i g i n ． 2 S t u d i e sh a v es h o w nt h a tc o m p o n e n t so ft h ed e p o s i ta s s o c i a t e de l e m e n tA g ，M oa r e r e l a t i v e l ye n r i c h e d ，t h ed i s t r i b u t i o no fs i l v e ra n dt h ee n r i c h m e n tr u l eo fc o p p e ra r ec o n s i s t e n t ， a n dt h es i l v e rc a nb eu s e da sY a oX i a n z is u b ．s i l v e rd e p o s i to fu s e f u lc o m p o n e n ta s s o c i a t e d ． 3 S u m m a r i z e dt h er e g i o n a ls t r u c t u r eh o wc o n t r o lt h es o u r c eb e d ，m i n i n ga r e as t r a t u m a n dt h ef o l dh o wc o n t r o lt h ed i s t r i b u t i o no fo r e b o d y , d i s c u s s i n gt h es t r u c t u r ec o n t r o le f f e c tt o t h eY a oX i a n z iC u A g m i n e r a ld e p o s i t ． 4 P r o p o s e d t h eY a oX i a n z iC u A g m i n e r a ld e p o s i te x p e r i e n c e df i v eo r e f o r m i n gs t a g e s e d i m e n t a t i o n s t a g e - - - } d i a g e n s i ss t a g e - * e n r i c h m e n ts t a g e a f t e rd i a g e n e s i s - - - - ’．s t r u c t u r a l t r a n s f o r m a t i o ns t a g e - e p i g e n e s i st r a n s f o r m a t i o ns t a g e ． 5 B a s e do np r e v i o u ss t u d i e s ，c o m b i n e dw i t ht h i ss t u d y , s u m m e du pt h eY a oX i a n z i C u A g d e p o s i t ，m i n e r a l i z a t i o na n de n r i c h m e n ti nt h el a w , p r o p o s e d3 m a i nc o n t r o l l i n g f a c t o r s s t r a t aa n dl i t h o l o g yo r e c o n t r o l l i n g ，s t r u c t u r e so r e c o n t r o l l i n ga n dl i t h o f a c i e sa n d p a l e o g e o g r a p h yo r e - c o n t r o l l i n g ． 6 I n i t i a l l ye s t a b l i s h e dt h eY a oX i a n z is a n d s t o n e t y p eC u A 曲m e t a l l o g e n i cm o d e l ，a n d f u r t h e rp r o p o s e dt h e p r o s p e c t i n gc r i t e r i ao ft h eX i a n gM o u n t a i ns a n d s t o n e ’t y p eC u A g d e p o s i tf o rt h eX i a n gM o u n t a i na r e at of i n dt h es i m i l a rr e f e r e n c ec o p p e rd e p o s i t s ． K e y w o r d s Y a oX i a n z iC u A g d e p o s i t ，t y p eo fd e p o s i t ，g e n e s i s ，s t r u c t u r a lc o n t r o l 第一章 1 ．1 1 ．2 1 ．3 1 ．4 1 ．5 第二章区域地质背景⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯7 2 ．1 研究区大地构造位置⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯7 2 ．2 区域地层及其展布⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯9 2 ．2 ．1 奥陶系中上统香山群⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．9 2 ．2 ．2 泥盆系上统老君山组⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯l0 2 ．2 ．3 石炭系下统前黑山组⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯1 2 2 ．2 ．4 石炭系上统羊虎沟组⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯l2 2 ．2 ．5 石炭系一二叠系太原组⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯1 2 2 ．2 ．6 二叠系中上统大黄沟组⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯1 2 2 ．2 ．7 二叠系上统红泉组⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯1 3 2 ．2 ．8 三叠系五佛寺组⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯1 3 2 ．2 ．9 侏罗系延安组⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯1 3 2 ．2 ．1 0 白垩系和尚铺组⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．．1 3 2 ．1 ．1 l 古近系一新近系⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．．1 3 2 ．2 ．1 2 第四系⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯1 4 2 ．3 区域构造⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯1 5 2 ．4 变质岩及变质作用⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯18 2 ．5 区域地球物理、地球化学特征概述⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．18 2 ．5 ．1 区域地球物理特征⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯l8 2 ．5 ．2 区域地球化学特征⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯19 2 ．6 区域矿产⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．2 1 第三章矿床地质特征与矿床地球化学⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯2 3 3 ．1 矿区地层⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．2 3 I I I 3 ．1 ．1 泥盆系老君山组第二岩段 D 1 2 ⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．．2 3 3 ．1 ．2 石炭系下统前黑山组 C q ⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯。2 4 3 ．2 矿区构造⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯2 5 3 ．2 ．1 褶皱⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．2 5 3 ．2 ．2 断裂构造⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯2 5 3 ．3 矿体产状与特征⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯2 6 3 ．4 矿石特征⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．2 9 3 ．4 ．1 矿石类型⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯2 9 3 ．4 ．2 矿石矿物成分及其特征⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯3l 3 ．4 ．3 矿石结构、构造⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯3 4 3 ．4 ．4 伴生有用组分 A g ⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．3 5 3 ．4 ．5 围岩蚀变与夹石⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯3 6 3 ．5 矿床地球化学特征⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯3 7 3 ．5 ．1 稀土元素地球化学特征⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯3 7 3 ．5 ．2 微量元素地球化学特征⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯3 8 3 ．5 ．3 构造环境判别⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯4 0 第四章控矿构造与矿床成因分析⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯4 2 4 ．1 腰岘子铜 银 矿床成矿区域构造背景⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．4 2 4 ．2 与国内外典型砂岩型铜矿床对比研究⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯4 4 4 ．2 ．1 与北祁连天鹿砂岩型铜矿对比⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯。4 4 4 ．2 ．2 与国内南方典型砂岩型铜矿对比⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯4 4 4 ．2 ．3 与国外典型砂岩型铜矿对比⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯4 5 4 ．2 ．4 小结⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．j ．．4 7 4 ．3 腰岘子铜 银 矿床的构造控制作用⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．4 8 4 ．3 ．1 山前凹陷带对矿源层的控制⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯4 8 4 ．3 ．2 区域构造对含矿地层展布的控制⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯4 9 4 ．3 ．3 褶皱构造对矿体的形成和展布的控制⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯4 9 4 ．4 腰岘子铜 银 矿床成因、矿化富集规律及成矿模式探讨⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．．5 0 4 ．4 ．1 成矿物质来源⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯5 0 4 ． 4 ． 4 ． 4 ．5 宁 结论⋯． 参考文献⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯～5 9 攻读学位期间研究成果⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯一6 4 致谢⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．．6 5 V 长安大学硕士学位论文 1 ．1 研究区自然地理概况 第一章绪论 腰岘子铜 银 矿床位于宁夏西部、中卫市香山北麓腰岘子沟，属常乐镇管辖，研 究区所在地理坐标为东经1 0 5 。2 0 ’，北纬3 7 。2 87 ，距中卫市约1 4 公里，交通较为 便利 图1 ．1 ，汽车可畅行于常乐镇、镇罗、中卫、中宁和同心各地。 研究区气候为大陆性季风气候，夏季干燥、炎热、少雨，冬季寒冷，多风沙，气温 一日三变，年平均气温在8 ．5 ℃，最低温度出现在一月份，平均为一1 0 “ 2 ，最高温度在 七月份，平均为2 3 ℃，年最高温度为3 5 ℃，最低为一2 5 ℃。 研究区属南山山系东北支脉的香山山脉，山势起伏，海拔高度2 0 0 0 m 左右，上下相 对高差3 0 0 - - - 6 0 0 m ，大部分为浮土覆盖。 图1 ．1 研究区交通位置图 区内人烟稀少，少数居民点均分布在靠近黄河岸边的洼地一带，居民绝大部分为回 族，劳动力较为匮乏。在经济上，主要为以农业和畜牧业为主，近黄河低地，谷物丰盛， 主要有小麦、大米、黄米、荞麦、高粱等；山区以牧羊为主。区内有几处小型煤矿，为 本区的主要燃料供给。 l 第一章绪论 1 ．2 选题依据及依托项目 1 ．2 ．1 选题依据 1 、砂岩型铜矿研究现状 砂岩型铜矿床是分布较广的一类铜矿床，是国内外重要的铜矿之一，是以砂岩、页 岩等典型沉积岩为容矿岩石的层状和层控矿床，由于铜矿体主要产于红层中的浅色夹层 内，一般又称为“红层铜矿床“ 。砂岩型铜矿床是世界上铜矿的主要工业类型之一，据 统计，砂岩型铜矿占世界铜金属储量的2 4 ％左右，经济价值巨大。 砂岩型铜矿一般分为海相砂岩型铜矿床和陆相砂岩型铜矿床两类。海相砂岩型铜矿 床一般品位高、规模大，其成矿时代主要是元古宙和晚古生代。而陆相砂岩型铜矿床往 往规模较小、品位低到较高，这类矿床主要形成于中新生代内陆碎屑盆地的红色沉积岩 系中。 我国的砂岩型铜矿主要分布在南方的中新生代陆相盆地及北祁连加里东地槽褶皱 带中。目前，国内典型的砂岩型铜矿床主要有云南滇中盆地大姚六苴铜矿、甘肃天鹿砂 岩型铜矿、四川会理鹿厂铜矿等，研究程度较高。 砂岩型铜矿床是外生浅层成矿的代表，对于砂岩型铜矿的成因一直是个研究的重 点，通过近二十年来大量详细的地质地球化学研究，目前比较强调沉积成岩作用和后生 作用。R e n f r o 1 9 7 4 和S m i t h 1 9 7 6 提出了“萨布哈 S a b k h a ”假说，受到了重视 并得到矿床学家的肯定。“萨布哈“ 是阿拉伯语，是指中东地区那种荒芜的不利生物生 存的盐滩地，这种地方气候极端炎热干燥，随着海侵和海退作用的不断变化，在多方面 因素的影响下，并可能出现受氧化和还原作用条件控制的金属分带；S m i t h 还提出了受 断裂控制的后生成矿作用模式和受扩散作用控制的后生成矿模式。B r o w n 1 9 8 1 、 G u s t a f s o n 1 9 8 1 、H a y n e s 1 9 8 6 等通过对世界各地一些典型的砂岩型铜 银 矿床 的研究，认为砂岩型铜矿床主要形成于成岩期，与硫酸盐的细菌还原作用有关。 在我国，上世纪六十年代，认为砂岩型铜矿产于陆相湖盆边缘，以沉积作用为主导， 成岩期后改造叠加而成矿，矿体的形成与浅湖微低洼地带有密切的关系。上世纪七八十 年代，刘宝君认为砂岩型铜矿床的形成，是在矿源层沉积以后，由于含铜层位之下的煤 系地层中分解出还原性气体，它们沿着地层的断裂和缝隙上升后，聚集在背斜轴部，造 就了一个还原环境，地下水溶液带来的铜质，在适合于铜质沉淀的弱还原弱氧化条件中 富集而成工业矿体。而涂光炽 1 9 8 9 认为，层控铜矿床受层位、岩性和构造三者控制， 2 长安大学硕士学位论文 并提出了层控铜矿的沉积一改造成因。冉崇英 1 9 8 9 等后来又提出了沉积一成岩一改 造成矿模式。王克彬 1 9 8 9 、李朝阳 1 9 9 3 又进一步提出了热水沉积成矿的新观点。 2 、腰岘子砂岩型铜 银 矿研究现状 腰岘子砂岩型铜 银 矿床研究程度较低。在建国前有翁文灏 1 9 2 1 、李士林 1 9 4 4 等人在香山地区做过路线地质及煤、铁等矿产的零星调查工作；而全面系统的地质测量 ‘ 和矿产调查、地质勘查及地质科研工作是在宁夏回族自治区成立之后。1 9 5 8 - - 1 9 6 2 年原 宁西地质队曾对腰岘子矿区进行了勘查，并对腰岘子矿区的部分地段进行了详查工作，． 取得了较丰富的地质成果。上世纪八十年代宁夏有色金属地质勘查院在矿区开 展过预查工作。1 9 9 3 M 1 9 9 7 年宁夏有色金属地质勘查院在腰岘子铜银矿区开展以找 铜为主的预、普查地质工作，基本确立矿区划分南北两个矿 化 带。2 0 0 2 - - 2 0 0 5 年宁 夏有色金属地质勘查院在腰岘子铜银矿区开展详查工作，对腰岘子铜银矿区的地质特 征、矿产分布及资源量有了更近一步的认识，并且对腰岘子铜 银 矿床的矿床成因、 成矿条件和找矿标志等进行了一定程度的阐述说明，认为腰岘子铜 银 矿床兹古湖盆．．。 沉积砂岩型铜 银 矿床，成矿经历了同生沉积和成岩富集两个阶段。．研究区以往地质；。 工作程度见表 1 ．1 。．．‘．．⋯．． j -． 序号T 作时间T 作单位- T 作性质地区范闻 11 9 5 8 1 9 6 2宁夏地质局宁西地质队铜矿地质评价中卫县腰岘子一带 ● 甘肃、宁麦警内蒙’ 21 9 6 8 地质部航空物探大队9 0 3 队航空磁测 ● 古自治区 宁夏综合地质大队水文地质 3 1 9 6 9 一1 9 71 水文地质供水勘查‘。中卫、．中宁地区 及工程地质队 宁夏计委地质局1 ／2 0 万区域地质测J 一4 8 一X X l I 中卫 4 1 9 7 3 一1 9 7 5 区域地质测量队量幅 J - 4 8 - X X I I 中卫 51 9 8 1 宁夏地质局第一水文地质队区域水文地质普查 幅 1 ／5 万区域地质测J - 4 8 E 0 1 6 0 1 4 常乐 6 1 9 8 4 1 9 9 0 宁夏地矿局区域地质调查队 量幅 ． 71 9 8 4 1 9 8 9 宁夏冶金地质队概查工作中卫县腰岘子一带 西北有色金属地质勘查局宁 以找铜为主的预普 81 9 9 3 1 9 9 7 查地质丁作和堆浸腰岘子铜银矿区 夏总队 试验 宁夏中卫香山地区 92 0 0 2 - 2 0 0 5 宁夏有色金属地质勘查院腰岘子铜银矿区 腰岘子铜银矿详查 3 第一章绪论 1 ．2 ．2 依托项目 本文依托宁夏国土资源厅“宁南弧形构造带演化与找矿前景研究”项目，项目编号 N X I T C C 0 7 8 1 7 ／一标段 起止年限为2 0 0 7 - - 2 0 0 9 。宁南弧形构造带贯穿宁夏中南部，属 于北祁连加里东构造带的前陆地区，黄汲清先生 1 9 9 2 将此称为“走廊过渡带”。宁 南弧形构造带属于走廊过渡带的东部地区，东邻鄂尔多斯西缘逆冲构造带，构造形态较 为复杂。受地理及经济条件的制约，地质工作程度较低。该项目旨在全面收集并综合整 理宁南弧形构造区的地质、物探、化探及矿产资源评价项目、科研成果和资料，全面掌 握区内地质工作程度，查清宁南弧形构造带的空间展布及其构造样式，探讨其活动期次 与形成机制，建立构造时空演化模型，查清推覆构造与成矿作用的关系；查清主要断裂、 岩体 包括隐伏岩体 、岩脉特征及其控矿作用，建立构造一岩浆一热液时空演化序列， 主攻内生金属矿的成矿规律；研究前陆盆地内的盐类矿产和其它外生矿产的分布规律和 成矿条件，探讨推覆体构造下的煤、油气资源的寻找方向；通过地质调查、矿点检查和 前人各种地质资料综合研究，指出进一步工作方向，确定成矿有利地段，圈定找矿靶区。 项目实施以来，笔者参与了项目的野外调研、室内资料整理及报告编写等工作，对 研究区内的地质概况、矿产分布等有一定程度的了解，并选取了“腰岘子铜 银 矿床“ 作为本次论文的主要研究对象。砂 页 岩型铜矿床是分布较广的一类铜矿床，中国和 世界都有重要的砂 页 岩型铜矿产地，其中不乏达到大型、超大型规模的矿床，而砂 页 岩型铜矿从超大型矿床数目和世界铜资源总储量的比例来看，仅次于斑岩型铜矿 而位居第二。同时，铜是我国急需的有色金属资源之一，宁夏的铜资源又较为稀缺，因 此，对于腰岘子铜 银 矿床的研究、开发和利用，不仅可以缓解宁夏铜资源稀缺的局 面，对当地的经济发展也会产生一定的促进作用。 本文在搜集并总结前人研究成果的基础上，对腰岘子铜 银 矿床进行详细的地质 特征等基础研究工作，阐明了矿床与构造的关系、矿化富集规律等，重点研究构造对成 矿的控制作用，综合地质、地球化学等相关成果，提出了腰岘子矿床成因类型并建立成 矿模式，并在此次研究的基础上，提出了宁夏香山地区砂岩型铜矿床的找矿标志，以期 为腰岘子铜 银 矿床的基础地质研究、香山地区找寻相似类型的铜 银 矿床以及矿 产勘查开发提供一定的参考。 4 1 ．3 研究 1 、通 子铜 银 件提供参考。 2 、在上述基础上，结合野外地质调研成果，重点研究宁夏香山地区逆冲推覆构造 环境下腰岘子铜 银 矿床的成矿特征、成矿构造背景，以及构造对成矿的控制作用等 方面，研究该矿床的形成机理。 3 、通过对研究区已有的物探、化探等资料的利用，结合地质研究认识，进行综合 分析，并与国内外典型砂岩型铜矿床进行对比研究。其中，重点与甘肃天鹿砂岩型铜矿 进行对比，从而确定该矿床成因，并初步建立成矿模式。 1 ．4 样品测试 稀土、微量元素在长安大学西部矿产资源与地质工程教育部重点实验室采用美国 X 一7 型I C P ．M S 测定。制样方法①将样品置于烘箱中，于1 0 5 度烘干2 小时。②从烘箱 中取出样品，称取样品5 0 m g 左右于高压密闭T e f l o n 溶样器中，缓慢加入1 ．0 m l 的高纯 硝酸，0 ．7 5 m l 高纯氢氟酸。③在电热板上1 5 0 ℃将样品蒸至小体积，缓慢加入1 ．5 m l 的 高纯硝酸，1 ．0 m l 的高纯氢氟酸，加盖并装入溶样钢套中旋紧。④将装有样品的溶样器 放入烘箱中，于1 9 0 。C 保温加热4 8 小时。⑤待溶样器冷后，开盖，将T e f l o n 溶样器取 出放在电热板上于1 5 0 ℃将溶液蒸至湿盐状，然后缓慢加入1 ．0 m l 的高纯硝酸继续蒸至 湿盐状，再次加入0 ．5 m l 的高纯硝酸后蒸干溶液。⑥缓慢加入2 ．5 m l4 0 ％的高纯硝酸， 再次装入钢套中置于烘箱中1 4 0 “ C1 2 小时。⑦待溶样器冷后，取出将溶样用2 ％的硝酸 稀释于清洗干净的P E T 聚酯 瓶中 稀释因子为1 1 5 0 0 密闭保存，待上机测定。仪器工 作参数及试剂采用T h e r m o ．X 7 电感耦合等离子体质谱仪进行样品测定，仪器工作参 数P o w e r 12 0 0 w ，N e b u l i z e rg a s O ．6 4L ／m i n ，A u x i l i a r yg a s 0 ．8 0L ／m i n ，P l a s m ag a s 13 L ／m i n 。分析所有试剂硝酸和氢氟酸均为由优级纯酸经亚沸蒸馏装置制得的高纯试剂， 水为M i l l i p o r e 制得的1 8 m W 的高纯水。 矿物成分在长安大学西部矿产资源与地质工程教育部重点实验室采用J X I ．8 1 0 0 型 电子探针分析，电压1 5 K v ，电流1 ．0 1 0 ‘8A ，束斑l p m 。 5 第一章绪论 1 ．5 本次论文完成的实物工作量 论文工作从2 0 0 9 年4 月开始，到2 0 1 0 年5 月完成，历时1 3 个月。其中，野外调 研2 个多月，野外工作主要内容有1 、实测地质剖面、地质构造和矿化点观测、路线 地质调查；2 、岩、矿样品等的采集；3 、探槽编录等。主要室内工作1 、研究区、区 域地质资料搜集和整理；2 、岩石薄片鉴定；3 、探槽图等相关地质图件的绘制；4 、电 子探针分析；4 、稀土及微量元素分析。完成的主要工作量见表 1 ．2 。 表1 ．2 完成工作量一览表 序号工作项目实物l 作量 l 野外地质调研6 5 天 2 路线地质调查 约6 0 k i n 3 实测地质剖面 ’ 3 0 m 4 矿点检查2 个 5 典型矿床研究 ‘ 1 个 6 l 1 0 0 大比例尺探槽编录 2 0 0 m 5 7 电子探针8 件 8 化学分析样 4 6 件 、 ． 9岩石薄片6 0 件 1 0 野外及显微照相 1 3 8 张 1 l 1 1 0 0 探槽图绘制及计算机成图4 张 6 长安大学硕士学位论文 第二章区域地质背景 2 ．1 研究区大地构造位置 研究区位于宁夏中南部香山一天景山构造带，是宁南弧形构造带的重要组成部分。 宁南弧形构造带 走廊过渡带东部地区 和鄂尔多斯西缘逆冲构造带是连接我国北方西 部与东部不同大地构造单元的枢纽地区 马宗晋，1 9 9 0 ，是我国地层、构造、地貌以 及各种地球物理场的重要分界区域。该构造带由于所处的重要构造环境以及良好的油 气、煤炭等资源前景，长期以来就引起了广泛的关注。宁南弧形构造带北起贺兰山南段 三关口 、牛首山、经六盘山向南直到陕西宝鸡附近，全长约5 0 0 k m 。构造带东面是 稳定鄂尔多斯地块，西北侧为阿拉善地块，西南与北祁连加里东造山带相邻 图2 ．1 。 “走廊过渡带“ 一词最早由黄汲清先生 1 9 9 2 提出，其本意是该地区的古生代沉 积属于“祁连地槽“ 与阿拉善地块之间的过渡类型，而中、新生代陆相沉积则属于祁连 山前坳陷型。宁南弧形构造带展布于走廊过渡带的东部地区，即鄂尔多斯西缘的中卫、 中宁到宁夏南部的同心、海原一带。由于该地区处于几个不同时代构造单元的衔接部位， 因此这也就决定了该地区尤其是南部复杂的演化历史。按其构造属性来看．宁南弧形槐_ 弘 造带 走廊过渡带东部地区 属于北祁连加里东造山带的前陆地区，因此该构造带的变 ‘ 形及演化与北祁连造山作用以及新生代祁连山再生造山作用息息相关。左国朝 1 9 8 5 、 冯益民等 1 9 9 6 ，1 9 9 7 、夏林圻等 1 9 9 5 ，2 0 0 0 、葛肖虹等 1 9 9 9 ，2 0 0 0 ，2 0 0 1 、 张旗等 2 0 0 0 、孙肇才 2 0 0 0 ；S e n g o r 1 9 8 4 、S e n g o r e ta l 1 9 9 6 、A l a nD ．S m i t he t a 1 ． 2 0 0 0 a ，2 0 0 0 b 与C h t m n - - - H s i u n gC h u n ge ta l 2 0 0 0 均对北祁连造山带进行了一 定程度的研究。 根据前人研究成果，运用板块学理论以及被不同性质区域大断裂限制的地质体属性 对区内构造单元进行划分，划分出4 个一级构造单元、4 个二级构造单元和1 7 个三级构 造单元 表2 ．1 ，据张家声、李天斌等，2 0 0 4 修改 。其中一级构造单元包括周缘地区 的结晶地块和造山带，以及鄂尔多斯西缘两个独立的逆冲推覆构造系统，二级以下构造 单元仅对宁南弧形构造带进行了划分，包括由推覆体、冲断组合、褶冲带、盖层冲断席 以及联冲构造带和隆褶带组成的冲断层构造单元，由坳陷盆地、断陷盆地、前陆盆地和 后展盆地组成的沉降构造单元，以及反映构造复合叠加的冲断复合域和褶冲带等。不同 的单元命名主要体现个别的地体和构造属性，同时包含有时间或形成阶段的含义。从总 7 图2 ．1 鄂尔多斯西缘构造纲要图 据李天斌，2 0 ∞ I 一鄂尔多斯地块；I I 一阿拉善地块；I I I 一北祁连造山带；Ⅳ一宁南弧形构造带 红框区域为研究大区 8 长安大学硕士学位论文 体上看，宁南弧形构造带形成早、发育历史长。 表2 ．1 宁南弧形构造带区域构造单元划分一览表 一级二级三级 I V l 。海原一同心冲断席 I V i 北祁连推覆体 第1 期 I V l b 大台子岳甘水堡隆褶带 I V l 。卫宁前陆盆地 l V 2 。双铺树台冲断席 I V 2 I v 2 b 香山一天景山冲断席 双铺一马家滩冲断体 I V 2 。韦州青龙山褶冲带 第2 、3 期 l V I V 2 d 惠安堡一马家滩褶冲带 宁南弧形构造带 I V 2 。同心一固原前陆盆地 I V 3 。西华山一六盘山冲断席 I V 3 b 同心冲断席 I V 3 海原一罗山 l V