砂巖型銅礦成礦機(jī)制分析

劉恩法LIU En-fa；李書文LI Shu-wen；劉向陽LIU Xiang-yang

（河南省地礦局第四地質(zhì)勘查院，鄭州 465001）

（The Fourth Geological Exploration Institute of Henan Geology and Mineral Bureau，Zhengzhou 465001，China）

0 引言

云南省寧蒗縣砂巖型銅礦區(qū)位于泛華夏大陸群云南三江地區(qū)右特提斯構(gòu)造或揚(yáng)子板塊西南活動(dòng)邊緣。揚(yáng)子準(zhǔn)地臺(tái)（Ⅰ級(jí)）西緣的大理-麗江臺(tái)緣過渡帶（Ⅱ級(jí)）的北東側(cè)，東南邊以箐河斷裂與康滇地軸分界，西北邊鄰區(qū)為松潘-甘孜褶皺系（Ⅰ級(jí)）的中甸-德欽褶皺帶（Ⅱ級(jí)）。本區(qū)處于兩個(gè)槽臺(tái)一級(jí)構(gòu)造單元的結(jié)合部位，屬揚(yáng)子地臺(tái)西南邊緣的臺(tái)槽過渡帶。

本區(qū)處于巨型“三江成礦帶”東側(cè)，瀕臨青藏高原腹地。青藏高原強(qiáng)烈隆升的喜山期造山運(yùn)動(dòng)，強(qiáng)烈波及本區(qū)，以致區(qū)內(nèi)構(gòu)造作用及巖漿活動(dòng)均有強(qiáng)烈表現(xiàn)。處在麗江-木里隱伏大斷裂與程海-賓川大斷裂夾持帶內(nèi)，褶皺構(gòu)造較多。

上古生代以來，本區(qū)經(jīng)歷了兩次強(qiáng)烈的構(gòu)造運(yùn)動(dòng)，并伴隨兩次明顯的巖漿活動(dòng)，形成兩期侵入巖。其一是華力西期基性火山巖——峨眉山玄武巖，在本區(qū)西北部為海相噴發(fā)，詳查區(qū)內(nèi)則以陸相噴發(fā)為主，玄武巖中間夾多層凝灰?guī)r；其二是喜馬拉亞期中酸性侵入巖。

1 區(qū)內(nèi)地層

其中三疊系下統(tǒng)青天堡組（T1q）灰紫紅色、灰色、土黃色、灰綠色砂巖，粉砂巖，是砂巖型銅礦的主要含礦地層。

青天堡組地層巖性主要為中細(xì)粒砂巖、細(xì)粒砂巖粉砂巖、泥質(zhì)砂巖、頁巖和砂質(zhì)泥巖，顏色有紫紅色、灰褐色、土黃色、灰色和灰綠色。

2 區(qū)內(nèi)構(gòu)造

區(qū)內(nèi)褶皺較發(fā)育，礦體位于向斜上。向斜軸向以北西向?yàn)橹鳎~礦體主要產(chǎn)于三疊系下統(tǒng)青天堡組（T1q）灰綠色砂巖、泥質(zhì)砂巖和頁巖中。

區(qū)內(nèi)以北西向斷裂為主。還有多個(gè)層間小斷裂出現(xiàn)，寬度約1.0m，斷距不明，見順層破碎和層間角礫巖，并伴有黃銅礦和自然銅呈星點(diǎn)狀分布。為區(qū)內(nèi)成礦提供了通道。

3 巖漿巖

以華力西期基性噴出熔巖為主，巖性為玄武巖，厚度達(dá)2000m 以上，在礦區(qū)大面積出露，為二疊系上統(tǒng)峨眉山玄武巖（Pe），具多期噴發(fā)特征。

另外，喜馬期的巖漿及熱液活動(dòng)也較發(fā)育，可見到堿性巖脈煌斑巖和中酸性巖體二長斑巖在區(qū)內(nèi)出露。

4 礦石礦物成分

砂頁巖型銅礦石：主要碎屑成分是石英（50%）、長石（35%），次要碎屑成分為巖屑（10%），含銅礦物（5%）。膠結(jié)物為硅質(zhì)和碳酸鹽；膠結(jié)物主要是與碎屑同時(shí)沉積的顆粒更細(xì)的黏土。

礦石中金屬礦物：主要孔雀石、自然銅、黃銅礦，少量的輝銅礦；脈石礦物：主要是長石、石英，其次是方解石。

①孔雀石：分布極不均勻，綠色，絲絹光澤，塊狀、皮殼狀、結(jié)核狀，呈浸染狀和細(xì)脈狀產(chǎn)出。礦石中見到孔雀石時(shí)，銅礦品位高達(dá)4.76%±。②黃銅礦：分布極不均勻，僅局部出現(xiàn)。銅黃色，中細(xì)粒，半自形—它形，呈團(tuán)塊狀、細(xì)脈狀和散點(diǎn)狀，多與黃鐵礦伴生，一般礦石中較少見。③自然銅：在礦石中少量分布，顏色為淺黃銅色，金屬光澤，呈片狀、散點(diǎn)狀分布在礦石中。④輝銅礦：在礦石中少量分布，新鮮面鉛灰色，風(fēng)化表面黑色，常帶錆色，呈散點(diǎn)狀、團(tuán)塊狀分布。

5 礦石的化學(xué)成分

通過對(duì)砂巖型銅礦石作為化學(xué)全分析樣品，分析礦石中化學(xué)成分含量，見表1。

表1 砂巖型銅礦石化學(xué)成分一覽表

礦石的巖石化學(xué)成分如表1 所示，從表中可以看出，砂巖型銅礦石SiO2含量43.48～55.88%，K2O＜Na2O，CaO＜MgO，（K2O＋Na2O）含量2.98～3.58%，說明礦石中低鉀；FeO含量2.26～5.82%，不含F(xiàn)e2O3，說明銅礦形成時(shí)所處的沉積環(huán)境是還原環(huán)境，由此可見低鉀、還原性的地球化學(xué)環(huán)境有利于銅的富集。

6 礦石的結(jié)構(gòu)構(gòu)造

6.1 礦石結(jié)構(gòu) 礦石結(jié)構(gòu)主要是砂狀結(jié)構(gòu)。

6.2 礦石構(gòu)造 ①塊狀構(gòu)造：是區(qū)內(nèi)較為普遍的一種構(gòu)造類型，其特征為：礦石的物質(zhì)組成部分其成分、結(jié)構(gòu)相對(duì)均一，礦物組分排列具有無序性和不定向性。內(nèi)各探礦工程中所見銅礦石多為塊狀構(gòu)造。②浸染狀構(gòu)造：部分黃銅礦、輝銅礦和自然銅呈中細(xì)粒自形-它形晶粒，散點(diǎn)狀，疏密不等地分布在砂巖中。③細(xì)脈狀構(gòu)造：自然銅、黃銅礦及輝銅礦，呈細(xì)脈狀穿插在砂巖的裂隙中。④層狀構(gòu)造：孔雀石、自然銅、黃銅礦及輝銅礦順層理有規(guī)律地分布在砂頁巖的層理面上。

7 圍巖蝕變

主要為：硅化、碳酸鹽化、綠泥石化、綠簾石化等，蝕變多沿層間構(gòu)造帶分布。硅化、綠簾石化強(qiáng)烈的巖石礦化明顯，是銅礦化的重要標(biāo)志。

8 礦床成因

砂巖型銅礦床在表生條件下，銅一般呈CuSO4溶液從風(fēng)化殼中被搬運(yùn)出去，當(dāng)其匯聚到盆地中的還原環(huán)境中時(shí)，銅易發(fā)生沉淀和集中，由這種方式沉淀的礦質(zhì)多與砂、泥質(zhì)物伴生，成巖后為含銅砂頁巖礦床或砂頁巖型銅礦床。這類礦床的含礦巖層一般含有較多的有機(jī)質(zhì)和植物殘骸以及黃鐵礦微粒，有機(jī)質(zhì)等的存在也說明了還原環(huán)境的存在，一般情況下，有機(jī)質(zhì)含量越多，說明環(huán)境的氧化位勢越低，還原性越強(qiáng)。因此，在植物碎屑多時(shí)則礦化強(qiáng)度高，銅礦物越富集。

華力西期峨眉山玄武巖的大規(guī)模噴發(fā)，是銅礦物富集的前提和保障，提供成礦物質(zhì)來源；后期的造山運(yùn)動(dòng)為銅礦床的形成提供了有利的地形條件，當(dāng)含銅的硫酸鹽溶液被搬運(yùn)至適宜的地區(qū)（即還原環(huán)境沉積條件下的內(nèi)陸湖盆地中）聚集并沉淀下來，而形成礦床或含礦層位。后來，受喜馬拉亞期構(gòu)造、巖漿熱液影響，并使砂頁巖中Cu 進(jìn)一步富集，形成礦體。

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