河北省兴隆县寿王坟矿床，它以产于镁矽卡岩中的铜矿而驰名全国，在112km2的范围内，围绕燕山期寿王坟中—酸性侵入杂岩体分布有不同类型的铁、铜、钼、铅、锌矿化，主要分布于北湾子—小北沟、三岔口、朝梁子、碾盘沟—下店子、富将沟等地，构成广义的寿王坟矿区。其中位于侵入杂岩西南部之北湾子—小北沟地段，产于镁矽卡岩中的铁、铜矿化尤为主要。由西向东它包括北湾子、火神庙、半截沟、龙潭沟、古洞沟及小北沟等矿段，全长3.5km，称为狭义的寿王坟矿区(图15－6)。
图15－6 寿王坟矿区地质略图(据冶金514队1965年资料缩编)
(一)成矿区域地质背景
寿王坟矿区位于燕山沉降带中段北部的兴隆台凹内，区域南、北两部均以大断裂为界，北部以张家口－北票深大断裂濒临于内蒙古地轴，南部经喜峰口－凌源深断裂与遵化台凸接壤，西抵密怀隆起，东临北票内陆断陷。
区内太古宙中深变质—深变质富角闪质的片岩、片麻岩构成结晶基底，上覆有元古宙—中生代的沉积盖层。中新元古界出露有长城系、蓟县系和青白口系。下部以碎屑岩为主体，上部为碳酸盐类沉积，大部近东西向分布，出露面积达670km2，为本区主要的赋矿层位。
长城系底部为石英岩、石英砂岩、长石石英砂岩，中部为页岩、板岩、石英岩、燧石白云岩，上部以燧石白云岩、硅质片岩为主，分黄崖关组、串岭沟组、大洪峪组、高于庄组。
蓟县系以雾迷山组最为主要，为一套燧石白云岩地层，一般含MgO可达20%，局部夹泥灰岩、页岩。矽卡岩型铜矿即赋存于本组与燕山期中—酸性侵入杂岩接触带及其附近。
青白口系仅出露于区域北部，呈东西向带状展布，岩性为页岩、碳质页岩及薄层灰岩。区内寒武系—二叠系主要分布于寿王坟矿区的南部。
中生界分布广泛，但主要集中于矿区之南部的中生代凹陷地带内，中侏罗统以凝灰岩、火山碎屑岩及内陆湖泊相的砂页岩为主，上侏罗统主要是安山岩、安山集块岩。
区内褶皱构造十分发育，褶皱轴多呈东西向或北东东向展布，这些褶皱构造控制着本区沉积盖层的空间分布及在一定程度上制约着侵入岩体的形态特征。
本区中生代岩浆活动比较强烈，形成闪长岩－花岗闪长岩－花岗岩的侵入杂岩，而以寿王坟岩体规模最大，岩相变化显著、岩性多样，在其周边形成铜、铁、铅、锌、钼等金属矿化。
1.地层
矿区内大部分地段为寿王坟侵入杂岩所占据，岩体周围分布有中、新元古界—中生界。寿王坟铜矿(狭义的寿王坟矿区)即产于杂岩体西南部与元古宇雾迷山组燧石白云岩接触带中，其他各矿点分别赋存于岩体与周围的早古生代或中生代地层的接触带或围岩中。
中、新元古界包括长城系大红峪组石英岩，高于庄组燧石质及硅泥质板状白云岩、蓟县系雾迷山组燧石白云岩、洪水庄组页岩、铁岭组白云质灰岩等。雾迷山组是本区重要含矿围岩，分布于矿区南部寿王坟、三岔口一带，岩性为厚层含燧石条带白云岩、结状白云岩夹大小不等的页岩或泥质白云岩透镜体，近岩体部分经热力变质，由泥质白云岩，泥岩、泥质灰岩形成各类角岩:黑云母角岩、黑云母红柱石角岩，绢云母角岩及红柱石角岩。在与侵入岩的接触带发生强烈的矽卡岩化，形成岩浆期及岩浆期后镁矽卡岩，赋存有铁、铜矿体。
中生界以侏罗系最为发育，岩性为碎屑岩、火山岩、火山碎屑岩，局部见有裂隙型铜矿化。
2.矿区构造
矿区位于兴隆台凹寿王坟断折凹陷之西南部，寿王坟复式倒转背斜奠定了矿区构造的总体轮廓，背斜轴向近于东西，轴面北倾，倾角60°～70°，背斜轴部出露有大红峪组石英岩，南北两翼分布有高于庄组下部的硅质白云岩和泥质白云岩，其北翼经高于庄组上部的燧石白云岩与潘家店复向斜相衔，向斜内展布有洪水庄组、铁岭组及寒武系。复背斜之南翼大部为中生代地层所覆盖，在寿王坟、三岔口等地则出露有雾迷山组白云岩(图15－6)。
矿区内断裂构造甚为发育，其走向多为东西或北东东，而于矿区东北部之李家店—六道沟一带之断层则呈北西向延伸。在寿王坟本区的复式倒转背斜轴部断裂往往成群出现，规模较大，逆断层尤为发育，断层面均向北倾，倾角多在30°～60°，中部被寿王坟侵入杂岩所吞食，此组断裂对本区的成岩成矿具有重要意义。
3.岩浆岩
寿王坟矿区出露的岩浆岩为燕山期闪长岩－二长闪长岩、石英二长闪长岩－花岗闪长岩三度侵入的复合岩体，岩体长轴长约11km，呈南北向延伸，短轴长4～9km，出露面积约72km2，呈岩株状产出，该侵入杂岩侵入到上侏罗统的安山集块岩中，形成时代应为侏罗世末—白垩世初，依据各岩体的接触关系，可以判明其侵入顺序为闪长岩→二长闪长岩、石英二长闪长岩→花岗闪长岩，这3类岩石依其产出地质条件、结构构造特征可分别划分出内部相及边缘相，各岩相的空间分布见于图15－6。
应当说明，二长闪长岩、石英二长闪长岩原名为二长岩，但岩石中碱性长石含量不仅不与斜长石含量相仿佛，而且也低于标准二长岩中碱性长石含量，在国际岩石分类命名Q－A－P图解中，它位于二长闪长岩及石英二长闪长岩区。寿王坟杂岩体在岩石化学上突出地反映出相对富碱的特点，尤其是早期、中期侵入的闪长岩体和石英二长闪长岩体，并且由早期岩体至晚期岩体岩石酸度依次增高。
4.围岩蚀变
寿王坟矿区沿燕山期侵入杂岩的周边发生强烈的蚀变和矿化现象，蚀变种类主要有矽卡岩化、绿泥石化、绢云母化、硅化、滑石化、蛇纹石化，而以矽卡岩化最为发育，并伴有Fe，Cu，Mo等金属矿化。矽卡岩中以镁矽卡岩矿物镁橄榄石、透辉石、粒硅镁石广泛发育为特征。镁矽卡岩的形成经历了岩浆期镁矽卡岩阶段，此时主要形成镁橄榄石、尖晶石等。在岩浆期后镁矽卡岩阶段，镁橄榄石多蚀变为粒硅镁石并有金云母、磁铁矿的生成，构成粒硅镁石磁铁矿矿体。在内接触带的花岗闪长岩及部分外接触带中形成方柱石、透辉石、石榴子石、符山石、绿帘石等钙矽卡岩矿物组合。在热液阶段透辉石广泛被阳起石、透闪石等矿物交代，嗣后叠加有绿泥石化、绢云母化，伴有大规模金属硫化物沉积，它们多形成于磁铁矿体的边缘，组成绿泥石化、绢云母化含磁铁矿、黄铜矿的透闪石－阳起石透辉石矽卡岩和含磁铁矿、黄铜矿的粒硅镁石、镁橄榄石矽卡岩。
透辉石、硅镁石族矿物是本区普遍存在的矽卡岩矿物，透辉石以高度富镁为特征，透辉石端员含量均在90%以上，硅镁石族矿物多为粒硅镁石和斜硅镁石。
本区的矽卡岩自花岗闪长岩至白云岩具明显的交代分带现象，但由于矽卡岩产出部位、地质环境不同，其分带也不尽相同。其综合分带为:
00 花岗闪长岩
1 碱性长石化、方柱石化花岗闪长岩
2 透辉石矽卡岩，宽2～15m，主要由透辉石组成，叠加有透闪－阳起石化、绢云母化、绿泥石化，滑石化、硅化及金属矿化
3 透辉石镁橄榄石矽卡岩，宽5～20m，镁橄榄石大部蚀变为粒硅镁石、金云母。并有透闪石－阳起石化、绿泥石化、蛇纹石化、滑石化叠加。此带中往往出现粒硅镁石磁铁矿含铜矿带，蛇纹石磁铁矿带和含铜透闪石阳起石粒硅镁石带
4 粒硅镁石镁橄榄石白云质大理岩带，宽2～7m，此带中蛇纹石化强烈
0 白云质大理岩带
中低温热液蚀变有绿泥石化、绢云母化、硅化、蛇纹石化、碳酸盐化。绿泥石化、绢云母化主要发生于外接触带，多交代透辉石，蛇纹石主要交代粒硅镁石和金云母，硅化则主要见于外接触带之大理岩中。
岩浆期镁矽卡岩叠加岩浆期后镁矽卡岩热液蚀变的强度、广度是本区铁、铜矿化直接找矿标志。
5.矿化特征
寿王坟本区主要矿体均为隐伏矿体，寓存于花岗闪长岩与白云岩接触带，大小矿体达40余个，它们都集中于寿王坟杂岩体西南部花岗闪长岩的凹入部位，在此凹部尚有更小的凸凹现象，凹入部位往往具有强烈的矽卡岩化，赋存有较大的矿体，在岩体凸部及接触面平直部位矽卡岩化轻微，矿体规模亦小。单一矿体走向延长300～500m，垂直延伸100～500m，厚5～10m，最大厚度可达40m，此外尚有规模更小长仅30～50m之矿体，此类矿体虽数目众多，但储量甚微。矿体多呈不规则透镜状、扁豆状。产状与接触面产状基本一致，走向250°～300°，南西倾斜，倾角60°～70°(图15－7)。矿体主要由磁铁矿矿体及黄铜矿矿体构成，黄铜矿矿体常呈不完整的外壳状包围于磁铁矿矿体外部，尤其在矿体两端更为富集，或以大小不同的扁豆状赋存于磁铁矿矿体内部或切穿磁铁矿矿体。
图15－7 寿王坟矿床46线地质剖面图(据514地质队资料简缩)
矿石中金属矿物为黄铜矿、辉钼矿、黄铁矿、磁黄铁矿、磁铁矿、赤铁矿，非金属矿物为透辉石、镁橄榄石、粒硅镁石、金云母、透闪－阳起石、绢云母、绿泥石、石英、蛇纹石、方解石、石榴子石、绿帘石等。黄铜矿常呈条带状、浸染状、脉状产于磁铁矿矿体及矽卡岩中并交代磁铁矿、黄铁矿和磁黄铁矿。辉钼矿主要以星点状分布于蚀变花岗闪长岩、透辉石矽卡岩中，或沿白云岩层面展布。磁铁矿是分布广泛的矿物，常呈致密块状、条带状、脉状、斑点状产出，与黄铜矿、黄铁矿、磁黄铁矿相伴生，与磁铁矿伴生的脉石矿物为粒硅镁石、透闪－阳起石、透辉石、镁橄榄石、蛇纹石。矿石中发育有自形—半自形粒状结构、他形粒状结构、骸晶结构、乳滴状结构、胶状结构及碎裂结构等，而以交代结构最为发育。矽卡岩中常见白云岩残留，晚期矽卡岩矿物交代早期矽卡岩矿物普遍，金属矿物除交代矽卡岩矿物外，金属矿物之间也广存各种交代现象，由此佐证了交代作用对金属矿物的形成具有重要意义。矿石中多见块状构造、浸染状构造、斑点状构造，块状构造发育于磁铁矿、黄铁矿、黄铜矿矿石、黄铁矿－铜黄矿矿石中。矽卡岩及矽卡岩化白云岩中有的磁铁矿、黄铁矿、黄铜矿呈浸染状产出。脉状构造系指黄铜矿、磁铁矿在矽卡岩化白云岩中呈脉状产出及磁铁矿体中的黄铜矿矿脉。在粒硅镁石磁铁矿矿体中，磁铁矿与粒硅镁石相间排列组成特征的条带构造，条带构造尚见于黄铁矿黄铜矿矿石、黄铜矿磁铁矿矿石中。矿石铜的平均品位为0.64%。
依据矿石矿物的不同组合和矿石的结构构造特征，将本区原生矿石划分为磁铁矿矿石、含铜铁矿石、含铁铜矿石、含黄铁矿铜矿石、脉状铜矿石等。
6.矿床成因
寿王坟铜矿为典型的矽卡岩型矿床早为地质界所熟知，矿床产于花岗闪长岩与白云岩接触带，受接触构造的控制，绝大多数矿体寓存于矽卡岩中，成矿作用经历了岩浆期镁矽卡岩阶段→岩浆期后镁矽卡岩阶段，钙矽卡岩阶段→金属硫化物阶段→碳酸盐阶段。矽卡岩化与矿化具循序演化特点，磁铁矿开始形成于岩浆期镁矽卡岩阶段，并且都分布于透辉石镁橄榄石矽卡岩中，磁铁矿的大量沉积发生于岩浆期后镁矽卡岩阶段中，具有稳定的硅镁石磁铁矿组合，黄铜矿等金属硫化物形成于中低温热液阶段，它们广泛交代磁铁矿和矽卡岩矿物，特别是透辉石矽卡岩。矿床内各类交代结构非常发育，具有镁矽卡岩矿床典型共生组合和各交代建造的时空演化关系，交代分带明显，这些都佐证了寿王玟铜矿是与燕山期中—酸性岩浆侵入活动有关的镁矽卡岩型铜矿床。
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