馬關(guān)縣銅廠坡銅多金屬礦礦床成因

樊 灝，陳國榮，馬 杰

(云南偉力達(dá)地球物理勘測(cè)有限公司，云南 昆明 650000)

礦區(qū)位于馬關(guān)縣城45°方向，平距14.3km，是一個(gè)以銅為主富含鉛鋅、錫、鉬的多金屬礦床。該礦床雖位于著名的老君山錫多金屬成礦帶上，但礦床特征及成因卻有所不同，具有一定的研究?jī)r(jià)值。

1 礦區(qū)地質(zhì)

1.1 地 層

礦區(qū)主要出露中寒武統(tǒng)田蓬組(∈2t)地層，按其出露的巖性特征，將田蓬組劃分為兩個(gè)巖性段：

田蓬組上段：分布于礦區(qū)大部地段。其巖性為大理巖化白云質(zhì)灰?guī)r，灰—青灰—灰綠色，細(xì)粒狀變晶結(jié)構(gòu)，中厚層狀—塊狀構(gòu)造。巖石礦物成分純凈，由方解石組成，細(xì)晶方解石結(jié)晶呈半自形—自形粒狀相互鑲嵌，受后期片理化作用，晶粒大部分呈定向分布；褐(磁)鐵礦呈星點(diǎn)狀分布于方解石晶粒間；巖石為受熱熱液作用由灰?guī)r結(jié)晶而成；沿后期裂隙見細(xì)晶方解石脈貫入巖石中。局部夾薄層的白云母片巖、石英云母片巖、絹云母石英片巖、綠泥石石英片巖等片巖類，細(xì)粒鱗片變晶結(jié)構(gòu)，片狀構(gòu)造，片理、線理發(fā)育，均具小條柱之中的細(xì)小鱗片狀特征，在斷層附近沿片理有金屬礦物質(zhì)侵染貫入；厚度145m，為礦區(qū)的賦礦層位。

田蓬組下段：分布于礦區(qū)北西部，其巖性為：深灰色—褐灰色—灰黑色，細(xì)粒鱗片變晶結(jié)構(gòu)，片狀構(gòu)造，主要有石英二云片巖、綠泥石片巖、絹云石英片巖、二云斜長(zhǎng)片巖。局部夾透鏡體的青灰色、薄層—中厚層狀大理巖化灰?guī)r，厚度大于168m，未見底。

1.2 構(gòu) 造

礦區(qū)位于文(山)—麻(栗坡)深大斷裂西側(cè)老君山花崗巖復(fù)式穹隆構(gòu)造北西段。地層、巖漿巖均呈東西向延伸，具北東向南東彎曲緩傾斜的單斜構(gòu)造。區(qū)內(nèi)斷裂、褶皺發(fā)育，主要以北西向斷裂和近東西向的次級(jí)斷裂為主。

褶曲：中寒武統(tǒng)田彭組片巖夾大理巖化白云質(zhì)灰?guī)r經(jīng)多期構(gòu)造運(yùn)動(dòng)作用，遭受到不同構(gòu)造應(yīng)力方向的擠壓反復(fù)褶曲并伴有沖斷層等現(xiàn)象，在礦區(qū)的構(gòu)造層結(jié)構(gòu)面或片理走向具波狀變化現(xiàn)象，沿傾向則表現(xiàn)出撓曲此起彼伏，片理產(chǎn)狀較為紊亂，但軸向均呈北西西向或北西方向伸展。

斷層：斷裂較為發(fā)育，多期次構(gòu)造的痕跡明顯，而礦體主要賦存于走向北西向成礦期斷裂組中，沿層間破碎帶、片理及裂隙貫入形成細(xì)小礦脈也較為常見。成礦期后又發(fā)生一組斷裂，對(duì)礦體產(chǎn)生斷錯(cuò)。

(1)成礦期斷裂組

A、F2、F3

該組斷裂呈北西走向290°～325°，傾角60°～74°，長(zhǎng)度600m～1300m，斷距20m～50m不等，破碎帶寬窄不均(15m～30m)，同期構(gòu)造應(yīng)力作用下形成了一系列銳角<25°的右旋次級(jí)旁側(cè)構(gòu)造，其走向多在320°～350°之間，是礦區(qū)礦物質(zhì)運(yùn)移的通道及部分礦體賦存部位。破碎帶中主要為構(gòu)造角礫巖、碎裂巖、糜棱巖，基質(zhì)均發(fā)生了重結(jié)晶作用，其蝕變作用(硅化、碳酸鹽化)形成的石英、方解石細(xì)脈多呈柔腸狀構(gòu)造且凌亂，反映了先張后扭之特征。

圖1 礦區(qū)地質(zhì)簡(jiǎn)圖

B、層間滑移斷裂組

該組斷裂總體呈北西走向306°～334°，傾向36°～44°，傾角21°～45°。該組斷裂破碎帶為礦區(qū)主要礦體的賦存部位，破碎帶寬窄不均(3m～15m)，控制了不同礦體的形態(tài)。

C、 F1剝離斷裂

分布于礦區(qū)東側(cè)，走向北北東，傾向北西西，傾角60°～75°，上盤為蓋層田蓬組(∈2t)地層，下盤為結(jié)晶基底晚元古代的南撈片麻狀花崗巖。形成時(shí)期應(yīng)在早燕山期，礦體分布于該斷裂的西側(cè)。

(2)成礦期后構(gòu)造斷裂組(F5、F6、F7)

該組斷裂為平移斷裂，走向方位330°～350°，傾角近于陡立75°～85°，分別斜切錯(cuò)斷F2、F3斷裂，錯(cuò)距60m ～120m，破碎帶狹窄(寬1m～3m)，并破壞了礦體的連續(xù)性。該組斷裂長(zhǎng)200m～600m不等，系局部右旋平移斷裂。

1.3 巖漿巖

礦區(qū)內(nèi)廣泛分布著石英巖巖脈，巖脈呈北西—南東向延伸的分布，脈長(zhǎng)60m～200m，脈寬1m～4m不等，為乳白色、白色微晶—細(xì)晶結(jié)構(gòu)，見絹云母等礦物。為燕山期中酸性殘余巖漿及期后氣成熱液沿構(gòu)造裂隙貫入，形成石英巖、石英脈，表現(xiàn)為巖石中次生石英增多，產(chǎn)出形態(tài)為粒狀集合體或團(tuán)塊狀，不均勻狀分布于基質(zhì)中，部分交代長(zhǎng)石，大量貫入時(shí)呈脈狀，不規(guī)則交切巖石，邊界規(guī)則清楚，脈寬1～3mm，由它形不等細(xì)粒石英組成，粒間含黃鐵礦，黃鐵礦為硅化作用所形成。

巖漿巖侵入大致分為兩個(gè)階段，早期侵入形成以微晶、細(xì)晶石英為特征的巖體，與銅多金屬礦化最為密切，硅化強(qiáng)的地段，多金屬礦物較富集。在巖脈發(fā)育的構(gòu)造裂隙中可見有礦化體及礦體出現(xiàn)，表現(xiàn)為多次充填交代作用行成。

晚期侵入主要形成粗晶石英為特征，與銅多金屬礦化無關(guān)。

1.4 變質(zhì)作用

(1)區(qū)域變質(zhì)作用

礦區(qū)的區(qū)域性變質(zhì)作用具有多期性，主要為華力西期、印支期、燕山期區(qū)域動(dòng)力熱流變質(zhì)作用，中寒武統(tǒng)地層普遍形成片巖、大理巖化白云質(zhì)灰?guī)r、細(xì)晶大理巖、片麻狀花崗巖等變質(zhì)巖石。

(2)動(dòng)力變質(zhì)作用

沿F2、F3、F4斷層線型分布構(gòu)造角礫巖、碎裂巖、糜棱巖等，基質(zhì)均發(fā)生了重結(jié)晶作用，物質(zhì)成分復(fù)雜，其硅化、碳酸鹽化形成交變石英，石英、方解石細(xì)脈多呈柔腸狀，局部呈團(tuán)斑狀構(gòu)造，反映了多期活動(dòng)之特點(diǎn)。

(3)熱液交代變質(zhì)作用

受燕山晚期黑云母花崗巖、二云母花崗巖的影響，在中寒武統(tǒng)田蓬組(∈2t2)上段與大理巖化白云質(zhì)灰?guī)r沿?cái)嗔选⒘严?、片理發(fā)生熱液交代變質(zhì)作用，巖石常具黃鐵礦化、大理巖化、云英巖化、綠泥石化、絹云母化、礦化等。

2 礦床(體)地質(zhì)特征

2.1 礦體與構(gòu)造特征

銅廠坡礦區(qū)內(nèi)共圈定3個(gè)礦體群，這些礦體均以似層狀、脈狀、囊狀、透鏡狀等不規(guī)則形態(tài)產(chǎn)出于北西向斷裂組(F2、F3、F4)破碎帶及其次級(jí)斷裂、密集裂隙、疊瓦式隱伏層間破碎帶中，總體表現(xiàn)為疊瓦式隱伏、復(fù)脈狀式工業(yè)礦體群(圖2)。

其中F2斷裂上盤大理巖化白云質(zhì)灰?guī)r夾絹云石英片巖、綠泥石片巖及二云石英片巖中的層間滑移斷裂破碎帶、裂隙中賦存有礦體群。其余礦體群均賦存于F3的上盤、F2下盤的大理巖化白云質(zhì)灰?guī)r夾絹云石英片巖、綠泥石片巖及二云石英片巖中的層間滑移斷裂破碎帶、裂隙中。

礦體頂、底板均為片理化的大理巖化白云質(zhì)灰?guī)r夾片巖，并具破碎帶之破碎巖—準(zhǔn)糜棱巖的特征。礦體中見有夾石，有用礦物質(zhì)呈侵染狀分布于碎裂巖化交變(硅化)石英巖中構(gòu)成礦體。礦體與圍巖界線為漸變關(guān)系，且蝕變強(qiáng)烈，以硅化、碳酸鹽化為主。圍巖的巖石破碎，蝕變特征明顯，主要為碳酸巖化、硅化、黃鐵礦化、絹云母化、綠泥石化。夾石的特征與圍巖相同。亦有少量的礦物質(zhì)沿變質(zhì)圍巖的層理侵染貫入，但不構(gòu)成具有工業(yè)價(jià)值的礦脈。銅廠坡銅多金屬礦含礦母巖為大理巖化白云質(zhì)灰?guī)r夾絹云母石英片巖，產(chǎn)于黃鐵云英巖化帶的構(gòu)造角礫巖、碎裂巖、糜棱巖中。

礦區(qū)礦化范圍走向延伸長(zhǎng)達(dá)860m，傾向延深516m，面積近0.295km2。礦化強(qiáng)弱與巖石節(jié)理、裂隙次級(jí)斷裂發(fā)育程度圍巖蝕變的硅化、綠泥石化、螢石化、碳酸鹽化、黃鐵礦化強(qiáng)度成正相關(guān)，當(dāng)節(jié)理、裂隙次級(jí)斷裂發(fā)育時(shí)，銅多金屬礦物呈致密塊狀、團(tuán)斑狀、條帶狀、浸染狀復(fù)脈式產(chǎn)出。

圖2 勘查剖面及礦體特征示意圖

2.2 礦石質(zhì)量特征

主要的礦石礦物為：孔雀石、蘭銅礦、輝銅礦、黃銅礦、方黃銅礦、閃鋅礦、方鉛礦、白鎢礦等。脈石礦物主要有：石英、綠泥石、白云母、螢石、褐鐵礦、黃鐵礦、磁黃鐵礦、磁鐵礦、毒砂等。

在通過巖礦鑒定，對(duì)礦床成礦期、成礦階段、礦物生成順序進(jìn)行了研究分析(見表1)。礦床形成時(shí)期大致可分為：熱液成礦期(燕山晚期)和表生氧化期。

熱液成礦期：(1)氧化物階段(形成磁鐵礦—白鎢礦—石英—白云母組合，系高溫?zé)嵋旱V物組合)；(2)硫化物—石英階段(形成黃鐵礦—磁黃鐵礦—方黃銅礦—黃銅礦—輝銅礦—綠泥石—石英組合，系中溫?zé)嵋旱V物組合)；(3)硫化物—碳酸酸鹽巖階段(形成綠泥石—石英—螢石—閃鋅礦—方鉛礦組合，系中低溫?zé)嵋旱V物組合；(4)中、粗晶方解石—粗晶石英組合，系低溫?zé)嵋旱V物組合)。表生氧化成礦期形成了孔雀石—藍(lán)銅礦—褐鐵礦—綠泥石—白云母—石英組合。

礦石的造巖組分主要為SiO2、Fe2O3、CaO、MgO 、Al2O3；其中以SiO2、Fe2O3含量較高。有用金屬元素以銅鉛鋅(鎢)為主，伴生銀、鉬。有用共生元素為：Cu含量0.32ω%～9.73ω%，平均2.02ω%；Pb含量1.02ω%～22.56ω%，平均4.44ω%；Zn含量0.84ω%～20.45ω%，平均5.30ω%；Ag含量6.38～92.64 g/t、平均37.24 g/t。WO30.048ω%～1.677ω%、平均0.419ω%；Mo 0.024ω%～0.522ω% 、平均0.153ω%。

表1 礦床成礦期、成礦階段、礦物生成順序表

續(xù) 表

2.3 礦體圍巖及夾石

礦體頂、底板均為片理化的大理巖化白云質(zhì)灰?guī)r夾片巖，并具破碎帶之破碎巖—準(zhǔn)糜棱巖的特征。礦體中見有夾石，有用礦物質(zhì)呈侵染狀分布于碎裂巖化交變(硅化)石英巖中構(gòu)成礦體。礦體與圍巖界線為漸變關(guān)系，且蝕變強(qiáng)烈，以硅化、碳酸鹽化為主。圍巖的巖石破碎，蝕變特征明顯，主要為碳酸巖化、硅化、黃鐵礦化、絹云母化、綠泥石化。夾石的特征與圍巖相同。

2.4 圍巖蝕變

礦區(qū)巖石蝕變強(qiáng)烈。主要蝕變有硅化、綠泥石化、螢石化、碳酸鹽化、絹云母化、黃鐵礦化、褐鐵礦化、硫化物化等。

3 礦床成因的初步認(rèn)識(shí)

礦床的產(chǎn)出與圍巖巖性、構(gòu)造、巖漿活動(dòng)等關(guān)系密切。中寒武統(tǒng)田蓬組上段的大理巖化白云質(zhì)灰?guī)r夾片巖為賦礦層位。礦區(qū)的斷裂、節(jié)理、裂隙、片理發(fā)育，F(xiàn)2、F3、F4、層間滑移斷裂是礦區(qū)主要導(dǎo)礦容礦構(gòu)造。燕山晚期的中酸性巖體及其期后熱液富含有用組分及其成礦所需熱源。

礦區(qū)的成礦規(guī)律、控礦因素、礦體地質(zhì)特征反映出以下方面的特點(diǎn)：

(1)礦源：具有較深部礦源(燕山期中酸性巖體)和較淺部礦源(中寒武統(tǒng)田蓬組上段的大理巖化白云質(zhì)灰?guī)r夾云母石英片巖，其Cu、Pb、Zn、Ag、W、Mo背景值較高)。

(2)轉(zhuǎn)移與集中：多期、多階段巖漿活動(dòng)中，含礦熱液經(jīng)過不斷的萃取圍巖中有用組分，沿?cái)嗔?、?jié)理、裂隙、片理等構(gòu)造運(yùn)移，含礦熱液有用組分富集達(dá)到過飽和狀態(tài)，并在容礦空間的物理—化學(xué)環(huán)境下沉淀成礦。

(3)保存條件：含礦氣液從殘余巖漿中分離，隨溫度降低轉(zhuǎn)為含礦熱液，成礦于碳酸鹽化、綠泥石化交代(硅化)的熱液硫化物階段，出現(xiàn)于巖體頂部突起部位，尤其是巖枝、巖舌等與圍巖—碳酸鹽巖更為廣泛接觸的地帶，尤以其上不遠(yuǎn)處沿?cái)鄬印獙娱g破碎帶發(fā)育的碳酸鹽化、綠泥石化交代、(硅化)石英碎裂巖中。隱伏巖體或剝蝕不深的巖體的存在與影響是主要的保存條件。

礦床經(jīng)歷了熱液成礦期和表生氧化期，呈多期次、多方式交疊成礦，在沉積，變質(zhì)、巖漿巖侵入及構(gòu)造熱液流動(dòng)的各項(xiàng)地質(zhì)活動(dòng)中，不斷疊加富集，再經(jīng)后期的氧化作用，形成了銅廠坡銅多金屬礦床。

通過上述分析，初步認(rèn)為：銅廠坡銅多金屬礦的礦床成因類型以熱液重填交代型銅鉛鋅礦為主，次為外接觸交代型磁鐵礦—白鎢礦。應(yīng)屬似矽卡巖型銅多金屬礦床。

參 考 文 獻(xiàn)

[1]云南省地質(zhì)局第二區(qū)測(cè)大隊(duì).1∶20萬馬關(guān)幅區(qū)域地質(zhì)、礦產(chǎn)調(diào)查報(bào)告[R].1976.

[2]馬關(guān)縣海豐采選廠.云南省馬關(guān)縣馬白鎮(zhèn)銅廠坡銅礦點(diǎn)地質(zhì)簡(jiǎn)測(cè)說明書[R].2000.

[3]文山地礦工程勘察有限公司.云南省馬關(guān)縣馬白鎮(zhèn)銅廠坡銅礦資源儲(chǔ)量核實(shí)報(bào)告[R].2006.

[4]云南省地質(zhì)礦產(chǎn)局.云南省區(qū)域礦產(chǎn)總結(jié)[R].1993.

[5]云南地礦局第二地質(zhì)大隊(duì).1∶5萬八寨、馬關(guān)幅區(qū)調(diào)報(bào)告[R].2001.

[6]云南地礦局區(qū)域地質(zhì)調(diào)查大隊(duì).1∶5萬都龍幅區(qū)調(diào)報(bào)告[R].1999.