滇南勐臘南坡銅礦床地質(zhì)特征及找礦方向

趙澤源 堅潤堂 鄒國富 范柱國

(1.昆明理工大學(xué)國土資源工程學(xué)院，云南 昆明 650093；2.中國有色金屬工業(yè)昆明勘察設(shè)計研究院，云南 昆明 650051)

·地質(zhì)與測量·

滇南勐臘南坡銅礦床地質(zhì)特征及找礦方向

趙澤源1堅潤堂2鄒國富2范柱國1

(1.昆明理工大學(xué)國土資源工程學(xué)院，云南 昆明 650093；2.中國有色金屬工業(yè)昆明勘察設(shè)計研究院，云南 昆明 650051)

成礦地質(zhì)條件 成礦物質(zhì)來源 成礦規(guī)律 礦床成因 控礦因素 找礦遠景 找礦靶區(qū)

南坡銅礦位于云南省西雙版納傣族自治州勐臘縣東南部，距老撾10 km，是位于三江成礦帶上蘭坪—思茅盆地內(nèi)典型的砂巖型銅礦[1-2]。自20世紀60年代開展地質(zhì)勘探工作以來，先后在區(qū)內(nèi)進行了 1∶10萬和1∶20萬的地質(zhì)測量工作，并由西南有色地質(zhì)勘查局309隊對該區(qū)進行了以銅為主的礦產(chǎn)資源調(diào)查，目前已核實礦區(qū)保有經(jīng)濟基礎(chǔ)儲量(2M21)銅礦石量66 086 t，金屬量539 t。呂曉宏等[3]通過分析南坡銅礦床成礦條件，認為該礦床是在原生沉積銅礦的基礎(chǔ)上經(jīng)地下水作用次生富集作用而成；范昆琨等[4]通過研究成礦物質(zhì)來源，提出南坡銅礦床為典型的沉積—成巖—改造成因的砂巖型銅礦床；此外，部分學(xué)者[5-6]則通過分析礦床地質(zhì)特征，認為南坡銅礦化受地層、構(gòu)造及蝕變的控制。據(jù)此可知，盡管學(xué)者們對南坡銅礦床進行了大量研究，但并未對礦床成因等進行系統(tǒng)、深入的剖析。本研究通過對礦區(qū)地層、構(gòu)造、巖性等進行分析，結(jié)合穩(wěn)定同位素研究成果及物化探異常特征，探討南坡銅礦的控礦因素、礦床成因及找礦潛力，為礦區(qū)后續(xù)地質(zhì)找礦工作提供依據(jù)。

1 成礦地質(zhì)背景

南坡銅礦床位于滇藏地槽褶皺系橫斷山地槽的蘭坪—思茅富凹陷盆地的最南端，大地構(gòu)造位置上隸屬于蘭坪—思茅褶皺系中景谷—勐臘褶皺束的南部，夾持于瀾滄斷裂帶與金沙江—哀牢山斷裂帶之間，成礦帶屬于思茅—新山銅、鉛、鋅成礦帶南段。區(qū)內(nèi)主要出露中、新生界地層，僅在蘭坪—思茅盆地邊緣出露古生界。蘭坪—思茅地區(qū)內(nèi)褶皺構(gòu)造十分發(fā)育，褶皺軸向穩(wěn)定，多呈近SN向展布，背、向斜相間排列，多為正常褶皺，偶在斷裂附近見倒轉(zhuǎn)褶皺[7-9]。區(qū)內(nèi)斷裂構(gòu)造異常發(fā)育，可追索的深大斷裂有紅河斷裂、哀牢山斷裂、阿墨江—李仙江斷裂、瀾滄江斷裂及盆地中軸斷裂等，其次發(fā)育酒房、鳳山—普文、白莽山—大沖等大斷裂，該類斷裂規(guī)模和密度較大、切割深，對區(qū)內(nèi)成礦有重要的控制作用。此外，區(qū)內(nèi)巖漿活動劇烈，對早期沉積型層狀礦床的疊加和改造有重要意義，形成了鉛鋅、銅、銀、金等多個礦床(點)組成的重要銅多金屬成礦區(qū)[10]。

2 礦床地質(zhì)特征

2.1 礦區(qū)地層

礦區(qū)主要出露地層為中生界白堊系上統(tǒng)曼寬河組(K2m)、下第三系古新統(tǒng)勐野井組(E1m)及第四系(Q)，其中第四系(Q)地層風(fēng)化強烈，形成較厚的殘積、坡積層，廣泛分布于南坡河兩岸階地。勐野井組(E1m)主要分布于礦區(qū)北西側(cè)及北側(cè)一帶，巖性為一套紫紅色中—厚層狀鈣質(zhì)泥巖、泥質(zhì)粉砂巖，夾厚層狀長石砂巖，局部發(fā)育少量薄層狀石膏，與下覆地層曼寬河組(K2m)呈斷層接觸，總體上勐野井組(E1m)地層相對下降。曼寬河組(K2m)廣泛分布于南坡河兩岸，貫穿整個礦區(qū)，按其巖性組合可分為：①曼寬河組第一段(K2m1)，為一套紫紅色條帶狀-中層狀泥質(zhì)粉砂巖、粉砂質(zhì)泥巖與灰紫色中層狀長石石英細砂巖互層，中上部夾長石石英砂巖，層位較穩(wěn)定，厚度大于950 m；②曼寬河組第二段(K2m2)，是礦區(qū)內(nèi)最主要的含礦層，主要為中—厚層狀淺紫色長石石英砂巖夾條帶狀-中層狀紫紅色泥質(zhì)粉砂巖，該段為Ⅲ#、Ⅳ#、Ⅴ#礦體的產(chǎn)出層位，分別對應(yīng)Ⅲ#、Ⅳ#、Ⅴ#等3個含礦層，頂板為Ⅲ#含礦層頂部邊界，底板為Ⅴ#含礦層底部邊界，總厚度約170 m；③曼寬河組第三段(K2m3)，為一套紫紅色薄—中層狀含鈣質(zhì)泥質(zhì)粉沙巖夾淺灰紫色中—厚層狀細粒長石石英砂巖，砂巖中常見紫紅色泥質(zhì)巖屑，受斷裂構(gòu)造影響，區(qū)內(nèi)出露不完整，厚度大于200 m。

2.2 礦區(qū)構(gòu)造

礦區(qū)位于SN走向的金廠河—尚勇背斜東南端，該背斜總體走向為NW10°，由2個走向大體一致的脊形背斜組成，北起金廠河，南至尚勇。南坡銅礦處于該背斜一側(cè)，為單斜構(gòu)造，受多條SN，NW向構(gòu)造錯斷，呈斷塊狀產(chǎn)出。地層在礦區(qū)發(fā)生轉(zhuǎn)折，呈弧形展布，在礦區(qū)內(nèi)地層走向一般為N(30°～50°)，傾向NW，傾角50°～70°，在礦區(qū)北延區(qū)塊的交接部位地層發(fā)生轉(zhuǎn)折，走向一般為N(50°～70°)，傾向NW，傾角40°～60°。

礦區(qū)內(nèi)斷裂構(gòu)造極其發(fā)育，可分為NE，NW，近EW，SN向4組，其中近EW，SN向斷裂為礦區(qū)內(nèi)主要斷裂構(gòu)造，NE，NW向斷裂為次級斷裂構(gòu)造。①NE向斷裂組，錯斷主要含礦層(K2m2)，但錯距總體不大，對礦體的破壞性較小，為成礦后構(gòu)造，主要包括Fn0、Fn01、Fn5、F2、F5等斷層。該組斷裂主要經(jīng)歷了2期構(gòu)造活動：早期是由南坡—茅草山背斜褶皺擠壓形成的平移斷層，總體錯距不大，多穿切礦體；晚期則是由褶皺后期應(yīng)力釋放形成的張性正斷層，斷距規(guī)模較大。②NW向斷裂組，主要發(fā)育Fn3、F3、F7、F8等斷層，其中Fn3斷層規(guī)模最大，為成礦后構(gòu)造，與銅礦(化)體的空間產(chǎn)出位置關(guān)系密切，其下盤為富厚銅礦體(V#)的主要賦存位置，靠近斷層處礦體變富(厚)的趨勢明顯，隨著與斷裂距離的增大而厚度變薄、品位降低，充分說明Fn3斷層對礦體具有改造疊加作用。近EW，SN向斷裂在區(qū)內(nèi)發(fā)育較多，但規(guī)模較小，多為成礦后構(gòu)造，常穿切、錯斷礦體。

2.3 礦體特征

南坡銅礦Ⅲ#、Ⅳ#、Ⅴ#礦體嚴格受層位、巖性控制，分別產(chǎn)出于上白堊統(tǒng)曼寬河組第二段(K2m2)頂部、中部、下部。礦體走向NE(20°～70°)，傾向NW，傾角40°～70°，總體產(chǎn)狀與地層一致；賦存標(biāo)高825～500 m，控制深度約385 m；Cu品位0.44%～1.05%，厚2.5～4.35 m。礦體與圍巖界線清楚，礦體頂板為淺灰白色含銅砂巖，頂板為紫紅色石英砂巖、泥質(zhì)粉砂巖，底板則為紫紅色鈣質(zhì)、粉砂質(zhì)泥巖。礦體形態(tài)簡單，主要呈層狀、似層狀、透鏡狀產(chǎn)出，由于受斷裂構(gòu)造的影響，常呈斷續(xù)狀產(chǎn)出。

2.4 礦石組構(gòu)特征

南坡銅礦床礦石構(gòu)造簡單，發(fā)育典型沉積型礦石構(gòu)造：①紋層-條帶狀構(gòu)造，可見微細粒的輝銅礦密集分布于0.5～1.0 mm寬的細小條紋(帶)中，多集中于淺色巖屑石英砂巖的順層劈理中；②侵染狀構(gòu)造，有微細粒—細粒的輝銅礦、黃銅礦呈星點狀分布于砂巖中，為礦區(qū)內(nèi)最普遍的礦石構(gòu)造；③脈狀構(gòu)造，為后期成礦的典型構(gòu)造，可見孔雀石、蘭銅礦等呈填隙狀分布于砂屑中，與巖石片理化關(guān)系密切；④塊狀構(gòu)造，由輝銅礦、黃銅礦和黃鐵礦呈團塊狀構(gòu)成，為高品位富礦構(gòu)造，是構(gòu)造活動對原礦石進行改造富集的證據(jù)。

南坡銅礦床礦石結(jié)構(gòu)簡單，以粒狀結(jié)構(gòu)、填隙結(jié)構(gòu)及交代結(jié)構(gòu)為主。粒狀結(jié)構(gòu)出現(xiàn)于成巖后生階段，填隙結(jié)構(gòu)為礦床內(nèi)最典型的礦石結(jié)構(gòu)，由輝銅礦、藍銅礦和孔雀石等呈微細脈沿層間劈理面充填，構(gòu)成上述的紋層-條帶狀構(gòu)造，局部空間較大的劈理面形成輝銅礦透鏡體，該結(jié)構(gòu)由后期構(gòu)造-熱液活動疊加改造形成，偶見內(nèi)部解理結(jié)構(gòu)和包含結(jié)構(gòu)。

3 成礦物質(zhì)來源

3.1 S同位素

對6件輝銅礦樣品中的S同位素[11]進行了測定，認為南坡銅礦床的硫化物以虧損重硫為特征：輝銅礦δ34S值為-36.8‰ ～ -14.8‰，平均為-25.83‰，總體上表現(xiàn)出輕S同位素富集的特征，其S同位素組成明顯區(qū)別于幔源硫(δ34S值約0‰)和硫酸鹽硫(δ34S值約15‰)。鑒于沉積硫化物礦床的δ34S值一般為負值，因而南坡銅礦床的硫源應(yīng)為地層生物硫。

3.2 Pb同位素

南坡銅礦床輝銅礦的w(206Pb)/w(204Pb)、w(207Pb)/w(204Pb)、w(208Pb)/w(204Pb)值分別為18.570～18.631 6、15.253～15.992 2、38.340～39.012，平均值分別為18.599、15.612、38.692，可見，w(207Pb)/w(204Pb)值的變化區(qū)間相對較大。通常認為μ(w(238U)/w(204Pb)值的變化能提供地質(zhì)體經(jīng)歷地質(zhì)作用的信息、反映鉛的來源，地幔原始鉛的μ值為7.3～8.0，來自下地殼或上地幔鉛的μ值一般小于9.58，上地殼來源的鉛則μ值較高。南坡銅礦床μ值為8.78～10.22，反映部分為上地殼鉛的μ值特征，部分為下地殼或上地幔鉛的μ值特征，綜合分析可知，該礦床Pb同位素顯示鉛以殼源為主，同時有少量地幔鉛的混入。

曼寬河組(K2m)地層中成礦元素Cu明顯富集，且自灰白色巖屑石英砂巖→淺灰紫色巖屑石英砂巖→紫紅色巖屑石英砂巖，隨著巖石顏色的加深，成礦元素(Sn、Ni、Cu、Ga、Ge、V)的平均含量具有規(guī)律性遞增的趨勢，可見，紫色層為礦區(qū)重要的礦源層，即成礦金屬元素均來自賦礦圍巖。

4 成礦規(guī)律

4.1 礦源層與成礦的關(guān)系

白堊紀紫色碎屑巖建造是南坡銅礦最重要的礦源層，主要依據(jù)：①礦區(qū)外圍紫色層中平均w(Cu)為28×10-6，局部地段w(Cu)達87×10-6，但礦體直接圍巖的紫色層銅含量明顯低于淺色層，說明Cu等金屬元素是從紫色層向淺色層遷移的；②礦體均被紫色層包圍，如Ⅲ#礦體的頂板為紫色層，Ⅴ#礦體的底板為紫色砂泥巖，Ⅳ#礦體位于淺紫交互靠淺色層的部位；③取樣分析結(jié)果表明，礦體靠紫色層的一端銅含量比靠近淺色層更富，表明銅是由紫色層進入淺色層的。此外，礦區(qū)紫色巖和淺色巖以及上述礦石礦物同位素等特征一致，表明成礦物質(zhì)主要來源于圍巖地層。

4.2 地層層位與成礦的關(guān)系

南坡銅礦嚴格受地層層位的控制，雖然含礦層位較多，但所有礦(化)體均局限于曼寬河組第二段(K2m2)內(nèi)，未見穿層或其他地層含礦情況，該特征與滇中砂巖銅礦類似。就南坡銅礦區(qū)而言，砂巖常常構(gòu)成區(qū)內(nèi)重要的礦化圍巖，而泥質(zhì)砂巖則多為礦體頂、底板圍巖。

4.3 地層巖性與成礦的關(guān)系

礦床除受一定的層位控制外，礦體的定位受巖性的控制尤為明顯，絕大部分賦礦部位為淺紫交互過渡帶的淺(暗)色巖性段。淺(暗)紫交互帶巖性控礦的實質(zhì)是地球化學(xué)場的改變。礦區(qū)灰白(綠)巖層中有機碳含量較高(±3%)。有機質(zhì)在成礦過程中的作用：①同生沉積階段，水盆地中呈懸浮態(tài)的有機質(zhì)能吸附或絡(luò)合含量未飽和的微量元素，促進沉積物中成礦元素的初始沉積富集；②成巖階段，有機質(zhì)被細菌分解而產(chǎn)生H2S，能使高價鐵(Fe3+)還原為低價鐵(Fe2+)，造成巖層退色化，并進一步吸附金屬陽離子；③后生階段，有機質(zhì)被熱降解產(chǎn)生的烴和H2S、CH4、CO2等可使高價鐵(Fe3+)還原為低價鐵(Fe2+)，當(dāng)其進入熱液后，還利于成礦元素(Cu、Pb、Zn等)活化、遷移。因此，在漫長的成礦過程中，有機質(zhì)既有助于熱液中溶解度較低的成礦物質(zhì)源源不斷地被攜帶到地球化學(xué)障壁處，又有助于吸附成礦元素，使之聚集沉淀。背斜軸部附近是良好的構(gòu)造圈閉帶，有利于礦液聚集，當(dāng)其中存在富含碳、硫的巖層時，常處于還原環(huán)境，形成有利于礦質(zhì)析出的地球化學(xué)場。此外，南坡銅礦床以輝銅礦、黃銅礦及斑銅礦為主，少見黃鐵礦的礦物組合特征，亦顯示含銅溶液是從紫色層向淺色層一方運動的，從而佐證了銅主要來源于直接圍巖(紫色砂巖)。

4.4 構(gòu)造與成礦的關(guān)系

礦區(qū)內(nèi)發(fā)育脈狀銅礦體，其礦石礦物簡單，但未見圍巖蝕變，因此認為斷裂構(gòu)造并未對礦體構(gòu)成破壞，反而是銅礦體次生運移、富集的有利通道，具體過程表現(xiàn)為：①地表的含銅氧化物經(jīng)由系列作用形成硫酸銅，與碳酸鹽巖或鈣質(zhì)發(fā)生次生交代作用，部分形成孔雀石；②其余硫酸銅隨地下水被遷移至具有還原性質(zhì)的灰白色砂巖中的節(jié)理裂隙或其他有利空間后，富集、沉積形成銅礦體。值得注意的是，該類受構(gòu)造斷裂影響的脈狀銅礦并不屬于熱液脈狀銅礦，而是在原先沉積—成巖型銅礦的基礎(chǔ)上經(jīng)次生富集作用形成的富礦體。

4.5 淺紫交互帶與成礦的關(guān)系

南坡銅礦區(qū)廣泛發(fā)育紫紅色砂巖，銅礦體均分布于紫色砂巖中的淺色層內(nèi)，特別是淺紫交界處。銅礦體均賦存于紅色巖系中淺紫交互帶靠淺色層一側(cè)，礦體緊靠淺紫交互帶界線產(chǎn)出，礦體兩側(cè)分別尖滅于紫色巖石和淺色巖石，表明礦化與交互帶的淺色層有密切的依存關(guān)系。容礦淺色巖層(石)在整個紅色巖系中僅占很小的比例，盡管并非所有淺色巖石和淺紫交互帶(巖石)出露的部位均有銅的工業(yè)礦化，但砂巖型銅礦賦存于淺紫交互帶靠淺色層一側(cè)，表明對于淺紫巖石的產(chǎn)出類型、特征及成因的研究，是目前尋找砂巖型銅礦的關(guān)鍵環(huán)節(jié)之一。

5 物化探異常及找礦方向

5.1 巖(礦)石物性特征

南坡銅礦巖(礦)石電性參數(shù)見表1。由表1可知：硫化銅礦石表現(xiàn)為高極化、中阻的特征，紫紅色粉砂巖表現(xiàn)為中極化、中阻的特征，紫紅色粉砂質(zhì)泥巖表現(xiàn)為低極化、低阻的特征，紫紅色砂巖表現(xiàn)為低極化、高阻的特征，灰白色砂巖表現(xiàn)為中極化、中阻的特征?？傮w上看，礦區(qū)內(nèi)出露的巖(礦)石中，紫紅色粉砂質(zhì)泥巖及灰白色砂巖的物性特征相對接近，均為中阻/中極化體，紫紅色粉砂質(zhì)泥巖與紫紅色砂巖則均表現(xiàn)為低極化特征，但電阻率差異較大，硫化銅礦石的高極化特征與礦區(qū)出露的其他類型巖石區(qū)別明顯。

表1 南坡銅礦巖(礦)石電性參數(shù)Table 1 Electrical parameters of the rock(ore)stone in Nanpo copper deposit

5.2 激電中梯異常

5.3 地球化學(xué)異常

5.4 物化探綜合異常

6 結(jié) 語

在對南坡銅礦區(qū)成礦地質(zhì)條件分析的基礎(chǔ)上，著重討論了礦床成礦規(guī)律以及礦區(qū)物化探異常特征，并對找礦方向進行了剖析，對于區(qū)內(nèi)找礦工作具有一定的參考價值。

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(責(zé)任編輯 王小兵)

Geological Characteristics and Prospecting Orientation of theNanpo Copper Deposit in Mengla County，Southern Yunnan Province

Zhao Zeyuan1Jian Runtang2Zou Guofu2Fan Zhuguo1

(1.DepartmentofLandResourcesEngineering，KunmingUniversityofScienceandTechnology,Kunming650093，China;2.KunmingInstituteofExploration&Design，ChinaNonferrousIndustryCompanyLtd.，Kunming650051，China)

Ore-forming geological conditons,Ore-forming materials source,Ore-forming regularity,Genesis of mineral deposit,Ore-controlling factors,Prospecting Prospective,Prospecting target area

2015-09-16

省院省?？萍己献骰痦椖?編號：20141B001)，科技創(chuàng)新人才計劃項目(編號：2014HC024)。

趙澤源(1990—)男，碩士研究生。

P612

A

1001-1250(2015)-11-099-05