大冶铜绿山建筑工程

1. 大冶铜绿山古矿遗址为什么没有申遗成功

大冶铜绿山古矿遗来址位于大冶自市城区西南约4km的金湖街道办，发掘出自西周（约公元前9世纪）至西汉末（公元1世纪）的采矿井、巷360多条（个），古代冶铜炉7座。它发现于1973年，是迄今为止我国保存最好、最完整、采掘时间最早、冶炼水平最高、规模最大、保存最完整的一处古铜矿遗址，国内外许多专家学者观后赞叹不已，并被誉为“这是中国继秦始皇兵马俑后一奇迹”，“可与中国的长城、埃及的金字塔相媲美。”铜绿山古铜矿遗址1982年被列为全国重点文物保护单位，1987年由国务院申报有关联合国教科文组织列为国际遗产。
成功了。

2. 湖北大冶铜绿山铜(铁、金)矿床

铜绿山矿区位于湖北省大冶县境内，大冶县城西南3km。是一个以铁、铜、金为主伴有钼、钴等多种有益组分的大型矽卡岩矿床。铜矿和金矿均为大型，铁矿是中型。

(一)区域地质背景

矿区位于东西向大冶复向斜轴部，阳新中生代侵入杂岩西北端，受阳新侵入体西北端岛链状大理岩捕虏体与燕山期早期石英闪长岩类接触构造的控制。

大冶复向斜是由中—上三叠统蒲圻群、下—中侏罗统构成的宽缓向斜，由大冶向斜及其南翼次一级的洋湖背斜、柯益凤向斜、张文桥背斜组成轴向约280°的向形褶皱，褶皱群在平面上具有向西撒开，向东收敛的趋势，形成西宽东窄的喇叭状。向斜东段没入大冶湖中，向西被白垩纪陆相火山岩覆盖。

阳新岩体呈东南－北西向展布，长约40km，宽12km，出露面积约230km²，分布于大冶县之南，铜绿山—大箕山一带，它由燕山期早期第一次侵入的角闪石英二长闪长岩(原定角闪石英闪长岩)，第二次侵入的粗斑石英闪长斑岩，第三次侵入的细斑石英闪长斑岩构成。阳新岩体周边部，尤其在阳新岩体的西北部蕴藏着丰富的铁铜资源。著名的有铜绿山、鲤泥湖、石头咀、冯家山、下四房等矿床。组成呈北西西向延长的鲤泥湖－石头咀子、铜绿山－冯家山接触交代型铜铁矿田。

阳新岩体形成于燕山期早期，K－Ar同位素年龄为137～150Ma。岩体与围岩均呈侵入接触，在岩体的西北部与二叠系、三叠系碳酸盐类岩石接触带，以及岩体顶盖的大理岩捕虏体中，发育广泛的矽卡岩化。特别是岩体呈港湾状凹入，以及接触面由陡变缓处，矽卡岩尤为肥厚，这种部位是铁、铜矿体赋存的主要部位。

(二)矿床地质

1)矿床构造:铜绿山矿床位于鄂东南北北东向鄂城－大磨山铁铜成矿带上，产于大冶复向斜南翼马叫－铜绿山北北东向背斜之北端。区内，印支期奠定了北西西—东西向构造的基本骨架，主要由一系列北西西—近东西褶皱和断裂构成，燕山期在区域北西西向构造背景上，叠加有北北东向构造，形成次级褶皱，即铜绿山－马叫横跨背斜，伴随马叫－铜绿山褶皱产生一系列与背斜轴向一致或大致平行的纵断裂，并与侵入体接触构造复合，控制着矿体的空间定位。铜绿山矿床即产于北北东向褶皱与断裂的复合构造中。

铜绿山矿床由大小不等的12个矿体组成，分布于南北长约200m，东西宽600m的范围内，矿体在空间上总体受北东向的构造控制，呈两个方向展布(图15－1)。一为北北东向矿带:沿北20°东方向延伸，长2100m，宽300～350m，矿带由北东方向斜列的矿体群组成，构成铜绿山矿床之主体。矿体最大厚度为140m，长800m。二为北东向矿带，它沿北东68°方向延伸，长约1850m，宽100m，矿体多呈似层状、透镜状，规模小，分布零星。

图15－1 铜绿山矿区地质图(据湖北省第一地质大队，1977)

铜绿山矿区岩浆岩广泛分布，沉积岩仅零星出露有三叠统大冶群上部(T₁dy⁴—T₁dy⁷)四至七段的大理岩、白云质大理岩。矿区南部零星分布有中—上三叠统蒲圻群粉砂岩、粉砂质页岩。沿大理岩、白云质大理岩与火成岩接触带广泛发育矽卡岩化，伴有大规模的铜、铁矿体产出。特别是由白云质大理岩形成的钙镁质矽卡岩对成矿最为有利，当大理岩的接触带形成钙矽卡岩时，矿化规模往往较小。

2)岩浆岩:燕山期早期角闪石英二长闪长岩构成铜绿山矿区侵入岩主体。随研究工作的进展，岩石几易其名:花岗闪长岩、石英闪长岩、角闪石英二长闪长岩等。依据岩石中矿物成分的定量统计，在国际地质深成岩分类命名的Q－A－P三角图中，位于石英二长闪长岩区。它产于阳新岩体的西北端，在平面上由东南－西北发生规律的岩相变化，由角闪二长闪长岩向角闪石英二长闪长岩－斑状角闪石英二长闪长岩－角闪石英二长闪长斑岩(原定花岗闪长斑岩)过渡。在铜绿山矿区范围内，岩浆岩由北至南可划分上、中、下3个岩相带:上带(浅成相)为角闪石英闪长斑岩，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(图15－2)。铜绿山矿区的铁铜矿化与岩浆岩深度关系甚为密切: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。图15－2指出铜绿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。

图15－2 铜绿山矿区岩浆岩分带与矿化位置纵剖面示意图(据湖北省第一地质队，1973)

出露于矿区附近的角闪石英二长闪长斑岩具斑状结构，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(An_32～35)，常发育有环带构造，正长石多呈斑晶产出，粒径5～20mm。

岩石化学参数与同类岩石相比明显反映出富碱(尤其富钾)而贫铁镁的特点，岩石总基度指标ΔZ_600K为0.38～0.71，平均0.495。碱度率AR平均值2.07，分异指数DI=69.48(平均值)，李特曼δ值介于2.8～3.4之间，这些指数特征与我国矽卡岩型铜矿有关岩浆岩特征相一致。

岩体与大理岩接触带发生强烈的接触交代作用，形成透辉石－斜长石交代岩。斜长石由中－更长石变为培－拉长石，角闪石被透辉石交代，与此同时也造成榍石、磷灰石的局部富集。

3)接触构造对矿体的控制作用，及其矿体形态:铜绿山矿区由于岩浆岩之广泛发育，与围岩接触处发育多种类型的接触构造，控制着矿体的产状、形态和规模。

图15－3 铜绿山矿区3线地质剖面(据湖北第一地质队，转引自湖北地质局，1980)

①楔状接触:大理岩呈楔状被岩浆岩包围，形成上宽下窄的楔形矿体;②叠瓦状接触:大理岩的悬垂体在岩浆岩中呈叠瓦状排布，大理岩捕虏体上、下接触带形成一系列相互平行叠瓦状排布的矿体;③岛链状接触:大理岩的捕虏体在火成岩中呈岛链状排布，于此捕虏体的上、下接触带形成链状或边幕状的矿体群，大理岩下接触带矿体规模最大，尤其是在接触面由缓倾变为陡倾斜处，矿化更为有利(图15－3);④捕虏体:产于岩浆岩中单个捕虏体，在其上、下接触带形成交代型矿体，其规模与捕虏体的形态、大小有关，一般规模较小;⑤平缓接触:岩体与大理岩接触面平缓，此种接触形式多以接触变质为主，交代作用不发育，矿体规模通常较小;⑥穿插构造:岩浆岩岩枝沿裂隙或大理岩的层间侵入，形成交错穿插的接触构造形式，控制着矿质的聚集。矿区内各种接触构造均很发育，矿体产于不同形态的上下接触带内，但以大理岩下接触带对成矿更为有利。

矿床中Ⅰ，Ⅲ，Ⅳ号矿体规模较大，Ⅱ，Ⅴ号矿体次之，它们在平面上呈北20°东方向延伸，在剖面上矿体沿大理岩接触带斜列分布，其中Ⅲ号矿体规模最大，探明的铜储量占矿床的44%，单个矿体往往呈透镜状产出。Ⅲ号矿体长约370余米，倾向南东，倾角50°～70°。

4)矿石成分、结构构造及其伴生组分:组成各类矿石的矿物组成较为复杂，多达130余种。金属矿物主要为黄铜矿、斑铜矿、磁铁矿、赤铁矿、孔雀石，其次为辉铜矿、蓝铜矿、赤铜矿、辉铜矿、辉钼矿、闪锌矿、硬锰矿、黝铜矿、褐铁矿、镜铁矿、针铁矿、自然金等。脉石矿物为方解石、白云石、石英，玉髓、金云母、透辉石、石榴子石、蛇纹石，透闪－阳起石、斜长石。其次为高岭石、蒙脱石、绿泥石、绢云母、角闪石、菱铁矿、铁白云石等。

矿石结构可概略分为5种主要类型:晶粒状结构、固熔体分解结构、交代熔蚀结构、压碎结构及胶状结构。矿石具致密块状、角砾状、浸染状、细脉浸染状、砾状、土状、毛发状、皮壳状构造。近地表部分胶状构造、皮壳状构造、毛发状构造十分发育。

矿石可分为铁矿石、铁铜矿石和铜金矿石3类，依矿石的氧化程度可分为氧化矿石及原生硫化物型矿石。原生铁矿石由磁铁矿、赤铁矿和少量菱铁矿组成，脉石矿物为方解石、石英、玉髓、蛇纹石等，分布于l号矿体的下部，Ⅱ₂号矿体的顶部和X号矿体的个别地段。氧化矿石多分布于Ⅳ，Ⅳ，Ⅺ号矿体的近地表部分。铜铁型矿石构成本区矿石之主体，铁、铜矿物主要交代金云母透辉石矽卡岩。原生硫化矿石由黄铜矿、斑铜矿组成，其次为磁铁矿、白铁矿、闪锌矿，非金属矿物为透辉石、石榴子石、方解石、白云石、金云母、石英等。此类矿石广泛分布于Ⅱ，Ⅳ，Ⅴ，Ⅵ，Ⅶ号矿体中。铜矿石主要分布于铁铜矿体的边缘，沿走向或倾斜与铜铁型矿石呈过渡渐变关系，矿体与围岩无明显界线。按含矿岩石的种类不同分为:①含铜大理岩，矿石由辉铜矿、黄铁矿、黄铜矿、斑铜矿组成，呈浸染状、细脉状分布于硅化大理岩中，主要见于Ⅹ，Ⅵ号矿体;②含铜矽卡岩，矿石由黄铜矿、斑铜矿、磁铁矿组成，呈浸染状、细脉状交代透辉石石榴子石矽卡岩，主要分布于Ⅲ₂号矿体之南部;③含铜闪长岩，见于铜铁矿体及矽卡岩之外缘，由黄铜矿、黄铁矿、闪锌矿、辉铜矿组成，呈浸染状、条带状产出，见于Ⅺ和Ⅲ号矿体内。

矿石中除Fe，Cu外，尚伴有Co，Au，Ag，In等有益组分，Co主要以类质同像状态赋存于黄铜矿、黄铁矿、斑铜矿内，一般含Co0.03%～0.1%，黄铁矿中Co含量最高达0.84%。Au，Ag在各矿体中均有分布，但含量不均。常在矿体中心部位较富。在铁铜型矿体中有Au，Ag富集，部分赋存于铜矿体中。In在矿石中含量低，铜精矿中In的含量较高，可达工业要求。矿石平均品位为:Cu1.98%，TFe46.16%，Au1.15×10^－6。

矿区中氧化带十分发育，在地表形成铁帽及次生铜矿物(孔雀石、蓝铜矿等)，氧化带深一般40～60m，最深233m。在垂直方向上形成淋滤亚带、淋滤过渡亚带、次生富集亚带，次生富集亚带具有辉铜矿、赤铜矿、自然铜。铜的含量是淋失亚带的几十倍至百倍。

(三)矽卡岩及有关交代岩特征

铜绿山矿区广泛发育有各类交代作用，矽卡岩化尤为显著，其次为硅化、钾长石化、高岭石化、蒙脱石化、碳酸盐化。绝大多数矿体赋存于矽卡岩中，金属矿物广泛交代矽卡岩矿物而富集成矿。

1.交代矿物特征

组成矽卡岩的主要矿物为透辉石、钙铝石榴子石、透闪－阳起石、金云母、韭闪石等。尖晶石、符山石、方柱石等矿物少见。

透辉石:本区的单斜辉石属透辉石－钙铁辉石系列的辉石，含钙铁辉石分子4%～38%，多数钙铁辉石分子少于22%，随辉石产出的地质部位的不同，辉石的成分发生规律性变化，总的看来，由内带向外带过渡，辉石中钙铁辉石分子含量依次增高。产于内接触带的透辉石为淡绿色，含钙铁辉石分子2%～7%。产于内接触带，部分产于外接触带无矿或轻矿化透辉石矽卡岩中的透辉石，以淡绿色为主，有时为黄绿色，含钙铁辉石分子多为7%～15%。铜铁矿体中石榴子石透辉石矽卡岩中的透辉石，含钙铁辉石分子18%～22%，此类辉石含FeO一般为1.5%～2.5%，伴有磁铁矿、黄铁矿、金云母、碳酸盐等矿物。产于外接触带与金云母、韭闪石、碳酸盐等矿物共存的辉石为绿色—深绿色，辉石中含钙铁辉石分子为30%～38%。

石榴子石是本区广泛分布的矿物，经单矿物化学分析获知属钙铝－钙铁石榴子石系列。(Mn，Mg，Fe)₃Al₂Si₃O₁₂分子不超过13%，一般为1%～4%。钙铁石榴子石分子为27%～60%，沿交代剖面由内带向外带过渡，钙铁石榴子石分子含量增高。内带以钙铝榴石为主，含钙铁榴石分子通常为30%～40%，而外带多为钙铁榴石(And_60～70)。

金云母的大量出现是本区矽卡岩的重要特征，尤其见于外带交代白云质大理岩、白云岩而成的矽卡岩中，金云母呈绿色，自形片状，片径多为2～4mm，大者达5～6cm，其镁度(Mg/(Mg+Fe+Mn+Ti))介于0.92～0.95之间。金云母主要产于外带及铜铁矿体中，与透辉石、韭闪石、碳酸盐、蛇纹石共存。有时在接触带附近见到金云母单矿物岩。金云母形成于矽卡岩之后，常见交代透辉石，但本身又被磁铁矿、黄铜矿交代。矽卡岩及矿体中金云母脉发育，脉宽数厘米至十几厘米不等，此种金云母形成于金属矿物之后。

矿区内，在铜矿物中，黄铜矿多被斑铜矿所交代，后者又被赤铁矿或胶黄铁矿交代。辉铜矿呈粉末状分布于铁帽中的铁染的碳酸盐或褐铁矿内。

2.交代分带

视围岩性质不同，铜绿山矿区基本存在两种矽卡岩分带形式:

中酸性火成岩与大理岩接触带的交代分带:

中国矽卡岩矿床

中酸性火成岩与白云质大理岩接触带的交代分带，由内带至外带为:

00 角闪石英二长闪长岩:主要矿物为斜长石、钾长石、角闪石、石英。斜长石为中长石(An_30～35)

1 石榴子石化透辉石斜长岩:斜长石为培长石(An₈₀)，辉石中含钙铁辉石分子13%～15%，石榴子石中含钙铁榴石分子30%～35%

2 透辉石石榴子石矽卡岩:辉石含钙铁辉石分子13%～15%，石榴子石含钙铁榴石分子30%～35%

3 石榴子石矽卡岩:辉石为透辉石(Hed_13～15)，石榴子石以含钙铁榴石分子30%～35%为主，部分含钙铁榴石为40%～75%;外带

4 石榴子石矽卡岩、辉石含钙铁辉石分子13%～15%，石榴子石为钙铁榴石(And40～75)，部分为含钙铁榴石30%～35%

5 以金云母、透辉石(Hed_18～25)为主，含少量石榴子石、碳酸盐及闪石族矿物

6 金云母透辉石白云质大理岩:交代矿物为金云母，透辉石及闪石族矿物

0 白云质大理岩

自内带到外带，岩石化学成分发生明显的变化，由角闪石英二长闪长岩形成透辉石石榴子石矽卡岩，SiO₂，Al₂O₃，Na₂O，K₂O被带出，而Fe₂O₃，FeO，MnO，MgO，CaO等大量带入，从而形成富Ca，Mg，Fe的硅酸盐矿物组合。外带由白云质大理岩形成透辉石矽卡岩及金云母单矿物岩，SiO₂被大量带入。透辉石带和金云母带的显著不同在于前者相对富钙，而后者富镁，当形成金云母岩时，有大量的MgO带入，Na₂O，K₂O于外带矽卡岩中有较少带入。

纵观本区矽卡岩交代剖面各化学元素的变化(结合CK64孔交代柱的情况)特别突出地表现出下述特征:①SiO₂，Al₂O₃均由内带向外带迁移，但SiO₂迁移范围较Al₂O₃为大，在内、外带的矽卡岩间有较大的Al₂O₃梯度;②MgO，CaO自外带向内带迁移，但MgO更多的赋存于金云母带或金云母、透辉石带中，CaO相对集中于透辉石矽卡岩、透辉石石榴子石矽卡岩中，CaO的迁移范围大于MgO的迁移范围。这种组分差异活动规律是矽卡岩带形成的重要因素;③形成矽卡岩及磁铁矿的铁质可能部分来源自岩浆热液。

不同矽卡岩带有其特征的矿物共生组合，自内矽卡岩带向外矽卡岩带过渡，Ca的活度增强，Al的活度较小，乃至外带可形成白云石、方解石、石榴子石的组合。Fe，Mg的组分由蚀变的火成岩向石榴子石透辉石斜长岩方向增高，而在透辉石金云母矽卡岩中，则主要表现镁的含量增加。

矿化分带与矽卡岩分带有一定的依存关系，自内接触带向外，金属矿化与矽卡岩化的综合分带总的表现为:①钾长石化(石榴子石矽卡岩化、硅化)角闪石英二长闪长岩铜钼矿化带;②钾化、硅化斜长岩辉钼矿化带;③斜长岩辉钼矿化带(黄铜矿、黄铁矿);④矽卡岩化斜长岩铜矿化带(黄铜矿、黄铁矿);⑤金云母(或方柱石)透辉石矽卡岩铜、铁矿化带(黄铜矿、斑铜矿、磁铁矿)，是铜铁矿体之主体;⑥矽卡岩化白云质大理岩铜矿化带(黄铜矿、斑铜矿、辉铜矿等)。铜主要寓存于透辉石矽卡岩中，其次为白云质大理岩及钾长石化角闪石英二长闪长岩中。铁主要交代金云母透辉石矽卡岩。

上述金属矿化与蚀变分带的相互关系仅能反映出总体趋势。实际上，就每个矿体而言，矿体各部位的不同类型矿化的空间分布与矽卡岩的分带不尽完全吻合，常有交代重叠现象。

继矽卡岩阶段之后，叠加有强烈的后期蚀变，主要为钾化、钠化、硅化、透闪－阳起石化、碳酸盐化、沸石化、绿帘石化。角闪石英二长闪长岩中高岭石化、蒙脱石化普遍。伴随热液蚀变有铁、铜、钼等矿化活动，其蚀变矿化序列为钠长石、镁铁闪石化(基性斜长石发生钠长石化)→钠长石、绿帘石、磁铁矿化→石英、钾长石、辉钼矿化→石英、钾长石(伴有碳酸盐、绿泥石)化→黄铁矿、黄铜矿化→绢云母、碳酸盐化(伴有硬石膏)。近接触带蚀变种类增多，强度增大，一般矽卡岩带愈宽，后期蚀变范围也大，当蚀变范围大，且有多种蚀变叠加时，则可出现规模较大的铜、铁矿体。

上述交代作用特征、蚀变矿化序列，说明本区的内生成矿作用包括了矽卡岩阶段、磁铁矿化阶段、石英硫化物阶段和碳酸盐阶段。

矽卡岩阶段形成温度为426～740℃，透辉石形成温度主要为500～600℃，石榴子石为多阶段的产物，早期形成富铝的钙铝榴石，其温度高于550℃，稍后，形成外带富铁石榴子石其温度为450～600℃，晚期脉状石榴子石为356～400℃。磁铁矿之爆裂温度为340～506℃，金属硫化物的爆裂温度240～360℃，其中黄铁矿可能经历了两期成矿作用。碳酸盐矿物之均一温度介于150～250℃之间。

矿床中金属硫化物δ³⁴S值介于8.7～4.9之间，呈塔式分布，平均值为2.51。通过氧同位素研究(鄂东南地质大队，1983)认为:早期成矿溶液主要是岩浆水，而晚期成矿溶液中有天水加入。

经K－Ar，Rb－Sr同位素年龄测定获知: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)。可见矽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(137～150Ma)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。

迄今为止，铜绿山矿床公认为典型的岩浆期后接触交代矿床。近年有人在承认上述成因为主导的情况下，提出了少部分板状富矿体存在有岩浆型矿体之可能(鄂东南地质大队)。

3. 大冶铜绿山古矿遗址的考古发现

铜录山又名“铜绿山”， 据载，铜录山“山顶高平，巨石对峙，每骤雨过，时有铜绿如雪版花小豆点缀权土石之上，故名。”
铜绿山古铜矿遗址，是一座从商代晚期一直延续到汉代开采和冶炼的古铜矿遗址，遗址年代约为公元前9世纪—公元1世纪， 总面积约8平方公里，地表积存了约40万吨古代炼铜渣，是一处规模庞大，保存完好，埋藏丰富，延续时间长的古代矿冶基地。遗址内已清理出各种采矿井巷数百条，生产、生活用具上千件，还有多种形式的炼铜炉，并发现有春秋时期的炼铜炉8座。经考古发掘表明，此处遗址当时的开采技术已成功地采用竖井、平巷、斜巷的联合开采方法，将矿井开采到地表以下60余米，低于当地潜水位23米，随同出土的生产工具和生活用具上千件，其中有大型铜斧、铜锛、石钻、木铲、木耙、木槌、铜铸、铁锄、铁錾、船形木斗和辘轳等采矿工具。还有春秋早期残存的鼓风竖炉10多座。这充分证明早在二、三千年前我国就创造了完整的采矿炼铜技术。

4. 铜绿山古矿冶遗址的遭受严重破坏

然而铜绿山抄并未因此而走向全国和世界。这块稀世瑰宝，还来不及发出耀眼的光芒，就蒙上了厚厚的灰尘。由于长期不合理开采和乱采滥挖，遗址所在的铜绿山地质环境遭到了严重破坏。2006年8月，这一国宝级活化石，突然出现了错位、下沉和开裂的险情，遗址面临滑坡、垮塌的危险。紧邻遗址的三号公路也出现了大面积塌陷。2006年12月，大冶铜绿山古矿冶遗址从候选了10年的《世界文化遗产》预备清单中撤了下来。2007年6月，因各种因素影响，古铜矿遗址博物馆闭馆。