铜绿山铜矿关键勘查技术总结

D 试题分析：本题主要考查学生运用所学知识解决问题的能力。题干的核心信息是“战国铜矿遗址出土的采掘工具共14件，其中铁制工具13件”，即考古发现战国时期的采掘工具主要为铁器,因此选择D。选项A史实错误，青铜时代东周继续发展，但到晚期逐渐衰落；秦后青铜时代走向灭亡，西汉中期正式结束。选项B不符合题意；影响精耕细作的因素包括生产工具、生产技术、水利工程、组织形式等，从题干提供的材料不能得出选项C的结论。

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　Fig.2-110　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　Fig.2-111　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 2.31%；铁矿石储量占矿床25%，平均品位51.23%。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39.37%，平均品位1.71%；铁矿储量占矿床铁储量的38.31%，平均品位TFeO 39.78%。
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1.5%；铁矿石储量占矿床铁储量的24%，平均品位36.46%。
（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1.15×10-6;Ag平均品位11.73×10-6;Co平均品位0.0154%。
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76.66%，铁占总量的85.17%，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（0.2～1.0）×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0.6×10-5m/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0.75，矿中为0.75～0.50，矿下小于0.50。
四、成矿条件
（一）稳定同位素
矿体内硫化物δ34S变化范围为—4.9‰～＋12.8‰，平均为＋2.42‰。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　Fig.2-112　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。

纵观铜绿山铜铁矿60余年的找矿历程，在勘查过程中采用了地质测量、槽探、坑探、钻探、重力测量、磁法测量、直流电法、电磁法、土壤地球化学测量、岩石地球化学测量、钻孔原生晕等各种勘查技术方法，成功发现和评价了一个大型的矽卡岩型铜铁矿。

铜绿山铜铁矿矿体主要赋存于石英二长闪长玢岩与中下三叠统大冶组、嘉陵江组碳酸盐岩侵入接触断裂复合带中的矽卡岩中，围岩蚀变发育，从石英二长闪长玢岩到围岩，划分出钾化带、类青磐岩化带、内矽卡岩化带、矽卡岩带、外矽卡岩化带、泥化带等7个带。矿体主要赋存于接触带矽卡岩中，矿石建造主要为含铜磁(赤)铁矿石、含铜矽卡岩、含铜大理岩、含磁(赤)铁矿大理岩和含铜黄铁矿矿石等。岩矿石物性差异明显，为物探方法技术的开展提供了重要的前提条件。

石英二长闪长玢岩密度在2.60～2.62g/cm³之间，磁化率κ(10^-64πSI)一般在10³数量级，视电阻率在4000Ω·m左右。

接触带附近岩体蚀变带，表现为中低阻高极化率，ρ_s为1～300Ω·m，η_s＞20%；大理岩密度为2.68×10³g/cm³，无磁性，视电阻率为700～41700Ω·m，接触带大理岩为中高阻、低极化，ρ_s为n·10²～n·10³Ω·m，η_s在2%左右；矿石密度在3.3×10³～4.09×10³g/cm³之间，磁性矿体磁化率κ(10^-64πSI)一般在10⁴～10⁵数量级，视电阻率＜1000Ω·m。

矿区地表形成各元素异常浓度分带明显，矿体剖面中元素异常沿断裂接触复合带展布，矿体上中下指示元素分布规律性强，轴向上由浅到深，元素由低温逐渐向高温转变。

在实际找矿实践中，上述关键技术方法在找矿中起到了至关重要的作用，各技术方法表现为不同的特征。

重力：矿体主要位于重力梯级带中局部重力高异常(幅值约1.0×10～1.0×5m/s²)，ΔG、ΔG_zz异常均偏向矿体东南侧，与矿体倾向一致，赋矿大理岩密度较高，剩余密度达0.38g/cm³。

磁法：中酸性岩体中等强度磁异常，多为500～1000nT，大理岩基本无磁性，矿体为高磁异常，异常多高于2000nT，矿体处为明显正负伴生高值异常，地磁ΔZ最大值达16000nT；磁异常化极处理后极大值与浅表矿体十分对应，深部矿体则表现为较平缓的大范围正负伴生高磁异常。

常规电法：联剖低阻正交点；电测深H型或KH型曲线；断面低阻或凹陷中相对高阻凸起。

可控源音频大地电磁：供电电流大，分辨率高，对深部电性体差异反应明显，与其他方法组合，对地质找矿有较好的指示作用。

岩石地球化学特征为以下4方面

(1)矿区地表异常：各指示元素均出现异常，沿北北东向构造带呈浓度分级明显的宽带状展布。

(2)矿体剖面异常：异常沿断裂接触复合带展布，矿体上方Cu、Au、Ag、Mo、Fe、Zn、Co、Sn、Bi、As、F、B、Ba、Pb 异常；矿体中 Cu、Au、Ag、Fe、Zn、Co、Sn、Bi异常，Mo、W异常偏向岩体一侧，也在矿体部位出现。

(3)指示元素：矿上Ag、(As、F、B、Ba)、Au、Pb、(Mo)，矿中Cu、Au、Ag、Zn、Mn、Fe，矿下Mo(W)、Ni、Sn、Co、(Zn、Bi)。

比值：Cu×50/Fe矿上＞3、矿中1～3、矿下＜1；Ag×1000/Cu矿上＞0.75、矿中0.5～0.75、矿下＜0.5。

(4)轴向分带：As—Ag—Cu—Mn—Zn—Co—Mo—W。

在找矿过程中，以磁法为主圈定出有利成矿的隐伏“半岛状”接触构造，配合电剖面及电测深，大致确定接触界面倾向及其陡缓，根据电测深曲线类型，进一步圈定有利的成矿构造部位，为普查钻探提供目的层；以磁、重为主提供见矿最好部位，磁、重与孔内充电结合发现隐伏铜矿体，并大致确定矿体产状和延伸(深)；根据普查钻孔原生晕资料，建立矿床原生晕模式，利用原生晕的分布规律预测找矿方向及找矿潜力。

运用综合勘探方法分析研究成矿机制，总结成矿规律，建立矿床模式和地质—地球物理—地球化学综合找矿模式，发现矽卡型铜铁矿床(体)通常对应“高磁—高重力异常—视电阻率过渡带—地质综合研究”模式。运用这一找矿模式，先后找到石头嘴、鲤泥湖、鸡冠嘴、桃花嘴等一批中小型铜铁矿床、大中型铜金矿床。