云南牟定縣高家銅礦地質(zhì)特征及找礦標(biāo)志

任運(yùn)華

(云南省有色地質(zhì)局三〇六隊(duì)，云南 昆明 650217)

云南省牟定縣高家銅礦位于牟定縣城115°方向，直距13.2km，地處牟定縣江坡鎮(zhèn)境內(nèi)，礦床大地構(gòu)造單元地處揚(yáng)子準(zhǔn)地臺(tái)之川滇臺(tái)緣中的滇中中臺(tái)陷之南東緣部位。出露地層均為中生代紅色地層，有上白堊統(tǒng)馬頭山組，下統(tǒng)普昌河組，構(gòu)造以南北向、北西向的構(gòu)造為主，北東向及東西向構(gòu)造次之，總的來(lái)說(shuō)礦床內(nèi)的褶皺比較簡(jiǎn)單，斷層比較發(fā)育。

1 礦床地質(zhì)

礦區(qū)出露地層有上白堊統(tǒng)馬頭山組和下統(tǒng)普昌河組，其中馬頭山組分為清水河段和郝家河段，銅礦體主要賦存于郝家河段中，現(xiàn)分述如下：

(1)上白堊統(tǒng)馬頭山組清水河段(K2mc)

第四亞段(K2mc4)：上部為紫色和黃色泥巖互層，下部以紫色泥巖為主夾黃色泥巖，與下伏地層整合接觸，厚400m。

第三亞段(K2mc3)：為紫色細(xì)砂巖、粉砂巖夾薄層泥巖，砂巖具不等粒結(jié)構(gòu)，與下伏地層整合接觸，厚22m。

第二亞段(K2mc2)：為紫紅色塊狀砂質(zhì)泥巖，下部夾多層細(xì)砂巖及黃綠色泥巖透鏡體，具水平層理及波痕，局部淺色泥巖中見(jiàn)孔雀石礦化，與下伏地層整合接觸，厚145m。

第一亞段(K2mc1)：以紫色中至厚層狀，中、細(xì)粒，具大型單向斜層理的長(zhǎng)石石英或石英長(zhǎng)石砂巖為主，上部夾薄層泥巖，底部一般含復(fù)礦細(xì)礫石。本層在橫剖面上向北西方向泥巖夾層增多，厚度變薄，向南東方向泥巖夾層減少，厚度增大，與下伏地層整合接觸，厚16m～63m。

(2)上白堊統(tǒng)馬頭山組郝家河段(K2mx)

第三亞段(K2mx3)：為紫色、灰色粉砂巖與砂質(zhì)泥巖互層，一般由四層泥巖與三層粉砂巖或細(xì)砂巖組成，具線狀、微波狀水平層理，與下伏地層整合接觸，厚14m～71m。

第二亞段(K2mx2)：為礦床第二含礦層，Ⅲ1主礦體即賦存于此亞段中。巖性以紫色、灰色中至厚層狀細(xì)粒長(zhǎng)石石英砂巖為主，夾1～3層薄層泥巖及含同色泥礫的細(xì)砂巖，具透鏡狀層理、水平層理及斜層理。本層以粒度細(xì)、分選良好、韻律很不發(fā)育、不含復(fù)礦礫石為其鑒別標(biāo)志，與下伏地層整合接觸，厚36m～121m。

第一亞段(K2mx1)：為區(qū)內(nèi)主要含礦層，Ⅰ1、Ⅰ11、Ⅰ13等主礦體即賦存于此亞段中。巖性以灰色、紫色厚層狀細(xì)至中粒長(zhǎng)石石英砂巖為主，夾2～6層含復(fù)礦礫石的砂巖，均呈不連續(xù)的扁豆?fàn)町a(chǎn)出。底部具1m～5m厚的復(fù)礦底礫巖或含礫至礫石質(zhì)砂巖。礫石成分為泥巖、粉砂巖、灰?guī)r、白云巖、石英、石英

巖、千枚巖、板巖、花崗巖等。本亞段以不完全的正向沉積韻律發(fā)育、粒度較粗、分選性不好、含復(fù)礦礫石等特征區(qū)別于第二亞段，與下伏普昌河組為假整合接觸，厚42m～96m。

(3)下白堊統(tǒng)普昌河組(K1p)

上部以黃綠、灰綠、紫色砂質(zhì)泥巖及泥質(zhì)粉砂巖為主，夾多層淺色細(xì)砂巖及含復(fù)礦礫石的細(xì)至中粒砂巖；中部為灰綠色、紫色泥巖夾薄層粉砂巖；下部以黃褐色、紫色細(xì)粒砂巖為主夾多層復(fù)礦礫巖，厚>100m。

圖1 高家銅礦地質(zhì)簡(jiǎn)圖

2 礦體特征

Ⅰ號(hào)礦體：為盲礦體，位于F3斷層以東，賦存于郝家河下亞段中部中至細(xì)粒長(zhǎng)石石英砂巖中，局部在含復(fù)礦礫石的砂巖中含礦。長(zhǎng)960m，寬54～213m、平均141m，厚0.40m～24.32m、平均5. 37m。礦體產(chǎn)狀與圍巖產(chǎn)狀基本一致，走向N45°～68°E，傾向NW，傾角9°～19°，為一緩傾斜之條帶狀礦體。礦石Cu品位0.36ω%～1.54ω%，平均0.85ω%，Cu金屬儲(chǔ)量10000多t，為區(qū)內(nèi)最大的礦體。

Ⅱ號(hào)礦體：為盲礦體，位于F3斷層以西，賦存于郝家河中亞段中下部紅層之上的灰色細(xì)粒長(zhǎng)石石英砂巖中。礦體SW部分寬度較大，埋藏深，均為硫化礦石；NE部分寬度較小，埋藏淺，均為氧化礦石。礦體呈南北向?qū)挘瑬|西方向窄的條帶狀展布，F(xiàn)3斷層下盤礦體走向60°～65°，傾向SW，傾角7°～22°，F(xiàn)3斷層上盤礦體走向65°～70°，傾向SE，傾角10°～19°。礦體全長(zhǎng)950m，寬45m～415m、平均157m，厚0.44m～8.31m、平均3. 92m，Cu品位0.42ω%～2.86ω%、平均0.84ω%，該礦體Cu金屬儲(chǔ)量8 000多t，為本區(qū)規(guī)模第二礦體。

3 礦石質(zhì)量

3.1 礦石礦物成分

礦石中的金屬硫化銅礦物以輝銅礦、斑銅礦、黃銅礦為主，次為銅藍(lán)，其它金屬硫化物以黃鐵礦為主，次為方鉛礦、閃鋅礦及微量輝鉬礦、銳鈦礦等。

金屬氧化銅礦物以孔雀石為主，少量的矽孔雀石、藍(lán)銅礦，微量赤銅礦，個(gè)別重砂樣品中見(jiàn)有自然銅。其它氧化礦物為褐鐵礦、赤鐵礦、磁鐵礦、白鈦石等。

銅礦物：銅礦物除有少量的孔雀石，藍(lán)銅礦呈薄膜狀產(chǎn)于巖石節(jié)理、裂隙表面及自然銅呈樹(shù)枝狀產(chǎn)出之外，其余礦物主要呈它形粒狀散點(diǎn)分布于砂粒間，粒度細(xì)者常呈浸染狀分布于砂巖膠結(jié)物中。

其它金屬礦物：黃鐵礦粒度粗者呈它形粒狀，部份呈自形、半自形的立方體、八面體、十二面體散點(diǎn)分布于砂粒間，粒度細(xì)者一般呈浸染狀分布于砂巖膠結(jié)物中；褐鐵礦、赤鐵礦、白鈦石一般呈不規(guī)則粒狀分布于砂粒間，少數(shù)褐鐵礦呈立方體、八面體、十二面體產(chǎn)出或呈薄膜狀產(chǎn)于巖石節(jié)理、裂隙面上。方鉛礦、閃鋅礦均呈它形粒狀分布于砂粒間；輝鉬礦呈極細(xì)的鱗片狀聚集體分布于砂巖膠結(jié)物中；銳鈦礦呈良好的自形晶粒狀產(chǎn)出，主要金屬礦物粒度、含量見(jiàn)表1。

表1 主要金屬礦物粒度、含量統(tǒng)計(jì)表

3.2 脈石礦物

脈石礦物以石英為主，含量42～69%；其次為長(zhǎng)石，含量8～31%，以及少量的巖屑。

石英：為主要脈石礦物之一，含量42～69%。磨圓度與粒度有關(guān)，粒度細(xì)，磨圓度差，粒度愈粗磨圓度愈好。鏡下常見(jiàn)部份石英被膠結(jié)物呈不同程度的溶蝕交代，使石英顆粒由于重結(jié)晶而次生加大。個(gè)別顆粒常含磷灰石、榍石、電氣石、鋯石、金紅石、白云母等礦物包裹體。

長(zhǎng)石：為主要脈石礦物之一，含量8～31%，以斜長(zhǎng)石為主，鉀長(zhǎng)石次之，大部份呈風(fēng)化至半風(fēng)化狀態(tài)。未風(fēng)化者部份有被膠結(jié)物呈不同程度的溶蝕交代現(xiàn)象，少數(shù)顆粒因重結(jié)晶而次生加大，個(gè)別顆粒具有良好的卡氏雙晶。長(zhǎng)石磨圓度一般比石英好。

巖屑：作為礫石成份的有石英、石英巖、石英片巖、石英云母片巖、板巖、千枚巖、白云巖、花崗巖等遠(yuǎn)地來(lái)源的變質(zhì)巖、火成巖礫石；及砂巖、粉砂巖、泥巖、泥灰?guī)r等近地沉積的礫石。小于1mm的砂屑有石英、鋯石、電氣石、金紅石、榍石、磷灰石等重砂礦物及白云母、黑云母、海綠石等。

3.3 礦石結(jié)構(gòu)構(gòu)造

根據(jù)礦物特征可知，礦石主要呈它形不規(guī)則粒狀結(jié)構(gòu)，不等粒砂狀結(jié)構(gòu)，具塊狀構(gòu)造。

3.4 礦石化學(xué)成分

礦石經(jīng)光譜分析(表2)和組合分析(表3)表明，該區(qū)除銅含量較高外，銀、鉬含量也比較高，達(dá)到伴生礦物工業(yè)指標(biāo)。其它有害組份鉛含量0.003ω%～0.57ω%，平均0.06ω%，鋅0～0.28ω%，平均0.025ω%，砷0～1.73ω%，平均0.14ω%，氧化鎂0.04ω%～2.29ω%，平均0.71ω%，對(duì)礦石選冶流程沒(méi)有影響。

表2 組合分析結(jié)果

表3 光譜分析結(jié)果(ω%)

4 礦床成因及找礦標(biāo)志

4.1 礦床成因

對(duì)砂巖銅礦的礦床成因眾說(shuō)紛紜，綜合本區(qū)地質(zhì)資料，用“古風(fēng)化殼蝕解疊生成礦論”解釋其礦床成因比較恰當(dāng)，它既解釋了含銅砂巖礦床既受層位控制又受淺紫交互界面的特約，造成礦體與圍巖整合或準(zhǔn)整合式產(chǎn)出的特征；解釋了銅質(zhì)來(lái)源能在地史上較短時(shí)間內(nèi)集中供給的問(wèn)題。至于成巖期后的表生作用，地下水的沉積作用，以及構(gòu)造作用在區(qū)內(nèi)雖有局部的疊加現(xiàn)象，但作為工業(yè)礦體的生成并不起主導(dǎo)作用。

在普昌河層沉積期炎熱干旱的環(huán)境之下，本區(qū)北部的元謀古陸逐漸發(fā)育干旱型的風(fēng)化殼，在各種廣泛分布的含銅背景值較高的基～超基性巖、花崗巖、變質(zhì)火山巖的風(fēng)化為古風(fēng)化殼提供了豐富的銅質(zhì)來(lái)源，使古風(fēng)化殼成了一個(gè)銅質(zhì)的先期富集倉(cāng)庫(kù)。

普昌河沉積末期，燕山運(yùn)動(dòng)使元謀山地和滇中湖盆的分異更加明顯，郝家河層沉積期的氣候由普昌河層沉積期的炎熱干燥轉(zhuǎn)變?yōu)檠谉釢駶?rùn)，降雨量多，山區(qū)河流發(fā)育，元謀山地的古風(fēng)化殼遭到迅速蝕解，其中豐富的銅質(zhì)呈懸浮物狀態(tài)或真溶液、膠體溶液的形式被山區(qū)河流搬運(yùn)至河口的三角洲地帶，呈碎屑物質(zhì)呈高濃度的分散狀態(tài)沉積下來(lái)，形成了郝家河段這一礦源層。

在成巖階段，隨著溫度、壓力的迅速改變，礦源層的物理化學(xué)條件產(chǎn)生了急劇的變化，沉積區(qū)的豐富銅質(zhì)，在地質(zhì)、物理、化學(xué)、生物及有機(jī)質(zhì)等的綜合因素作用下，在適宜的環(huán)境中形成了現(xiàn)在的工業(yè)礦體。

成礦作用明顯受水界質(zhì)的酸堿度、氧化還原電位及礦化濃度的控制。成巖時(shí)期，有機(jī)質(zhì)的分散使水界質(zhì)由氧化逐漸變?yōu)檫€原條件，S2-還原劑的生成使黃鐵礦先期生成。成巖晚期，壓力與溫度升高，巖石中的礦化水發(fā)生了遷移，與先期生成的黃鐵礦相遇發(fā)生交代，依礦化水濃度的差別及地球化學(xué)條件的差異，形成了銅、鐵硫化物的礦物分帶。

必須指出，成巖階段的構(gòu)造運(yùn)動(dòng)，對(duì)成礦作用的控制亦是很明顯的，區(qū)域構(gòu)造的發(fā)展對(duì)滇中砂巖銅礦的沉積建造，巖相古地理有著明顯的控制作用。沉積時(shí)的有利古地形是長(zhǎng)期構(gòu)造運(yùn)動(dòng)的產(chǎn)物，這種半封閉或封閉的環(huán)境無(wú)疑是成巖階段礦化水成礦的有利環(huán)境。

4.2 找礦標(biāo)志

(1)層位：砂巖銅礦明顯受地層層位控制，因此對(duì)已知含礦層進(jìn)行追索對(duì)比，是找礦的明顯標(biāo)志。

(2)淺紫交互帶：在已知含礦層中，找尋淺紫交互是尋找含銅砂巖礦床最有效的標(biāo)志。砂巖銅礦都產(chǎn)于含礦層內(nèi)紫色巖石與淺色巖石空間上交替的地帶的淺色巖石中，淺紫交互區(qū)帶的變化、形式復(fù)雜程度與礦化的強(qiáng)度、規(guī)模、形態(tài)直接相關(guān)。因此，淺紫交互帶的存在是找礦的前提，而淺紫交互帶的變化及穩(wěn)定性的研究分析是礦床評(píng)價(jià)勘探過(guò)程中指導(dǎo)工程部署、搞清礦體產(chǎn)狀、形態(tài)、規(guī)模的直接標(biāo)志。

(3)古地理環(huán)境：礦床賦礦部位及礦床中主要礦體的賦存部位與沉積地形的低凹部份有很大關(guān)系，因此在尋找含礦層及淺紫交互帶的基礎(chǔ)上，運(yùn)用含礦層的厚度對(duì)比，分析封閉至半封閉低凹地形的存在部位，可以指導(dǎo)找礦工程的布置；隨著工程的進(jìn)展，在礦床范圍內(nèi)進(jìn)一步分析次級(jí)的低凹部位，作為尋找主礦體的對(duì)象。

(4)礦物的分帶性：砂巖銅礦床中，原生礦物具明顯的分帶性，在找礦評(píng)價(jià)工作中，掌握分帶的變化規(guī)律，對(duì)礦體賦存部位進(jìn)行預(yù)測(cè)，以提高找礦勘探工作的效果，具有重要的實(shí)際意義。

(5)構(gòu)造標(biāo)志：目前尚未掌握某一具體的構(gòu)造形態(tài)對(duì)砂巖銅礦的生成特別有利，但區(qū)域構(gòu)造的發(fā)展控制了沉積建造及巖相古地理，進(jìn)而控制了含銅砂巖礦床的分布規(guī)律，對(duì)區(qū)域構(gòu)造及其發(fā)展的深入研究將有助于指明找礦方向及區(qū)域。滇中湖盆次級(jí)隆起的邊緣洼地，如：背斜的傾伏部位、大的沉積間斷面、構(gòu)造較為發(fā)育的地區(qū)仍不失為今后找礦中的一種間接標(biāo)志。

參 考 文 獻(xiàn)

[1]西南冶金地質(zhì)勘查公司三〇九隊(duì). 云南省牟定縣格依乍銅礦床地質(zhì)勘探報(bào)告書 [R].1979.

[2]張可清、熊鵬飛. 滇中砂巖銅礦成礦作用和成礦模式 [J].地球科學(xué)，1995(2).

[3]陳根文等. 楚雄盆地砂巖銅礦成礦機(jī)理研究[J].中國(guó)科學(xué)，2000(12).