四川省會(huì)理縣紅泥坡銅礦以南深部找礦遠(yuǎn)景分析

申紅濤，沈和明，龔靈明，陳 輝 ，李 新

紅泥坡銅礦藏地處攀西成礦帶拉拉銅鐵礦集區(qū)，地處四川省會(huì)理縣綠水鄉(xiāng)，是繼洛峪大銅、洛東銅礦之后，在其礦區(qū)范圍內(nèi)發(fā)現(xiàn)的另一大銅礦。該區(qū)的大型火山爆發(fā)是該區(qū)銅鐵礦床資源的重要組成部分。

拉拉地區(qū)銅礦礦區(qū)歷經(jīng)一代代地質(zhì)工作者的不懈努力，最終確認(rèn)拉拉地區(qū)的地質(zhì)結(jié)構(gòu)并非單純的一條南北朝的單斜，也不是一組封閉的折疊式，它只是一種沿軸向接近的、西的緩慢的殘留斷層。同時(shí)，證實(shí)本區(qū)內(nèi)天生壩組的主要銅、鐵礦床，其主要礦體在垂直方向呈現(xiàn)鐵、銅、鐵的賦存特征。

經(jīng)過多年的區(qū)域深層勘查，發(fā)現(xiàn)了4 個(gè)銅礦體和8 個(gè)鐵礦體。在這些礦區(qū)，Cu-1 礦體長1440 米，趨勢(shì)400 米。另外還有8個(gè)礦體，包括2 個(gè)富鐵礦和6 個(gè)貧鐵礦。經(jīng)與洛凼銅礦北部3 公里的礦床進(jìn)行了比較，認(rèn)為它是洛凼銅礦的“姊妹礦”。從礦床地質(zhì)背景、地質(zhì)特征、物化探特征和礦床地質(zhì)特征等幾個(gè)角度出發(fā)，對(duì)拉拉銅礦床的礦床進(jìn)行了找礦和找礦的重要作用，為該區(qū)三次大規(guī)模的火山噴發(fā)提供了有益的信息。

紅泥坡銅礦床位于元古代會(huì)理—東川拗拉槽西側(cè)，位于揚(yáng)子準(zhǔn)地臺(tái)康滇地軸中段。地質(zhì)特征主要為前震旦紀(jì)，早期發(fā)育了一套完整的海相優(yōu)地槽火山-沉積組合和晚期淺海-濱海相冒地槽沉積組合。會(huì)理、晉寧兩次運(yùn)動(dòng)結(jié)束了該區(qū)地槽的發(fā)展階段。

1 區(qū)域地質(zhì)概況

1.1 大地構(gòu)造位置

紅泥坡銅礦地處南北向延伸的揚(yáng)子地臺(tái)康滇地軸（Ⅱ1）中段東緣，東西向會(huì)理-東川坳拉槽的北部?？档岬剌S為Ⅱ級(jí)構(gòu)造單元，西、東分別以金河-箐河、小江深大斷裂為界，北起丹巴康定，南過金沙江延入云南，為一南北向古基底隆起帶。

1.2 地層

區(qū)域地層組合有：前震旦系（Pt1、Pt2）、震旦系至志留系（ZS）、二疊系（P）、三疊系至白堊系（T-K）和新生界（N-Q）（據(jù)四川省地質(zhì)局《1 ∶20 萬會(huì)理幅區(qū)域地質(zhì)測(cè)量報(bào)告》1970，云南省地質(zhì)局《1 ∶20 萬永仁幅區(qū)域地質(zhì)報(bào)告書》1966）。其中前震旦系河口群是本區(qū)域的主要銅礦賦礦層位。

1.3 構(gòu)造

紅泥坡銅礦位于拉拉銅礦田南部，處南北走向與東西走向構(gòu)造帶交結(jié)復(fù)合部位，前震旦紀(jì)會(huì)理期、晉寧期以及震旦紀(jì)以來不同時(shí)期、不同性質(zhì)的構(gòu)造運(yùn)動(dòng)互相疊加，復(fù)合構(gòu)成本區(qū)獨(dú)具特色的地質(zhì)構(gòu)造格架。

2 礦區(qū)地質(zhì)

該區(qū)位于軸向近東西的紅泥坡古老復(fù)向斜北部，出露主要地層巖石為下元古代河口群（Pt1）鈉質(zhì)火山巖。由于區(qū)內(nèi)火山活動(dòng)強(qiáng)烈，具多期次、多旋回噴發(fā)，形成礦區(qū)復(fù)雜的地質(zhì)情況。

2.1 地層

區(qū)內(nèi)出露地層有第四系（Q）、三疊系上統(tǒng)白果灣（T3bg）、中元古界昆陽群（Pt2）、早元古代河口群天生壩組（Pt1t），深部有早元古代河口群新橋組（Pt1s）、早元古代河口群落凼組（Pt1n）等。其中，早元古代河口群天生壩組、落凼組是區(qū)內(nèi)重要的含銅地層。地層由新至老敘述如下：

（1）第四系（Q）：由殘坡積、沖洪積層和冰水沉積層組成。

（2）三疊系上統(tǒng)白果灣（T3bg）:分布于礦區(qū)南東部，由下至上巖性主要為底礫巖、灰黑色頁巖、長石石英砂巖。角度不整合覆于河口群地層之上。

（3）中元古界昆陽群（Pt2）：主要分布于F13斷層以西，與下元古界河口群呈斷層接觸。

（4）早元古代河口群天生壩組（Pt1t）

地表出露多為天生壩組，其產(chǎn)狀變化大，總體走向近南北，地表出露巖石白云石英片巖、磁鐵石英鈉長巖了、石英鈉長巖，局部夾炭質(zhì)板巖及大理巖，為該區(qū)主要的含銅層位。

（5）早元古代河口群新橋組（Pt1s）

地表在天生壩鐵礦局部有出露，以石榴子石白云母片巖、白云母石英片巖為主，次為石榴子石角閃石黑云母片巖、角閃石黑云母鈉長巖及少量白云母石英片巖。厚度120 ～180m。

（6）早元古代河口群落凼組（Pt1n）

該套地層在本區(qū)地表基本未出露，根據(jù)收集已有鉆孔控制巖石特征對(duì)比，大致確定巖層走向近南北，主要巖性為磁鐵石英鈉長巖、白云母石英鈉長片巖、石英鈉長巖、二云石英鈉長片巖、炭質(zhì)板巖等。該地層是本區(qū)的重要含銅層位。

2.2 構(gòu)造

該區(qū)處于紅泥坡向斜中心部位。紅泥坡向斜是一個(gè)寬緩的，軸向近東西的古老復(fù)向斜，由于后期南北向構(gòu)造疊加，紅泥坡東部石龍一帶落凼組揚(yáng)起而類似盆地。因后期構(gòu)造破壞造成復(fù)向斜在東西方向很不完整，但南（黎洪）北（拉拉）均出露了落凼組地層，并相向傾斜，說明紅泥坡向斜是軸線呈北北東—南南西向展布，向北西西小角度傾斜。地層總體向南西緩傾。

受東F27和西F13斷層的擠壓影響，紅泥坡地層?xùn)|西呈舒緩波狀，致使紅泥坡向斜總體形態(tài)貌似“船”型，區(qū)內(nèi)寬緩波狀褶皺發(fā)育，波長300 米左右，波峰10 米左右。紅泥坡向斜實(shí)際上是一個(gè)受控于近南北向F13、F27斷裂帶和南部近東西向斷層的殘存部分。分布面積40 平方千米。

2.3 巖漿巖

該區(qū)巖漿活動(dòng)強(qiáng)烈，具多期次、多旋回、分布廣泛，但主要是晉寧早期和晉寧中期的巖漿活動(dòng)尤為強(qiáng)烈。主要分布于天生壩組及落凼組的中、上部。輝長巖呈暗灰綠色，輝長結(jié)構(gòu)、纖柱狀結(jié)構(gòu)、輝綠輝長結(jié)構(gòu)，塊狀構(gòu)造，巖石多已強(qiáng)烈蝕變，斜長石大多已鈉簾石化，輝石等暗色礦物蝕變成陽起石、綠泥石、綠簾石，除上述蝕變礦物外，含少許黑云母、碳酸鹽、磁鐵礦。在蝕變不深的情況下，可見斜長石及輝石的殘余。輝長巖多呈巖脈、巖床狀產(chǎn)出，有順層貫入的趨勢(shì)，主要分布于磁鐵石英鈉長巖中，對(duì)礦體有破壞和捕虜作用，但破壞性不大。在輝長巖體邊緣的圍巖中，常有同化混染現(xiàn)象。少量為晉寧末期的產(chǎn)物。主要為煌斑巖脈、輝綠巖脈、輝綠輝長巖脈，而以黃斑巖脈為主。巖脈長一般為幾十厘米至幾米，呈脈狀產(chǎn)出，斜交地層層理，穿插輝長巖體。

2.4 地球物理特征

2.4.1 磁異常特征

縱觀區(qū)域磁場(chǎng)特征發(fā)現(xiàn)，區(qū)內(nèi)平緩負(fù)磁場(chǎng)應(yīng)是弱磁性基底及沉積蓋層的綜合反映，強(qiáng)磁性弧形、串珠狀及雜亂面狀磁異常為基性火山巖的反映，部分形態(tài)較規(guī)則強(qiáng)磁異常為基性、中基性侵入巖的反映。

該區(qū)域磁異常多為正異常，數(shù)量多，規(guī)模大小不等，異常值變化大，分布廣，異?？傮w走向?yàn)楸睎|-南西向。拉拉銅礦田內(nèi)共圈定8 處異常，位于紅泥坡外圍南東方向的磁異常有3 處，其中，甲2 類異常1 處、乙1 異常2 處，分布范圍50km2，與已知銅礦床進(jìn)行對(duì)比研究，具有較好的找礦遠(yuǎn)景。

2.4.2 音頻大地電磁測(cè)深（AMT）異常特征

根據(jù)收集的AMT 剖面測(cè)量資料及鉆探驗(yàn)證結(jié)果，總結(jié)主要成果如下：

AMT 剖面視電阻率二維反演斷面總體顯示出：地下電性在縱向上具有明顯的垂直分層，表現(xiàn)為相對(duì)的高阻、低阻、高阻的“三明治”式電性結(jié)構(gòu)。其中，南北向AMT 剖面視電阻率二維反演斷面顯示有明顯的中間坳陷，兩邊翹起的向斜構(gòu)造特征；東西向AMT 剖面視電阻率二維反演斷面總體顯示出則相對(duì)平緩，局部視電阻率等值線高低值錯(cuò)動(dòng)、上臺(tái)、下降，主要受構(gòu)造、侵入體的影響，為本區(qū)的深部找礦提供了較好的依據(jù)。

在近幾年根據(jù)AMT 異常驗(yàn)證的鉆孔，在電阻率中低值異常帶內(nèi)依然見到工業(yè)銅礦體，銅礦體產(chǎn)于河口群天生壩組和落凼組石英鈉長巖內(nèi)，異常區(qū)內(nèi)電阻率等值線形態(tài)連續(xù)，反映覆蓋層以下的構(gòu)造形態(tài)與含礦層位置與驗(yàn)證結(jié)果基本一致，對(duì)深部找礦起到了較好的指導(dǎo)作用。

2.5 地球化學(xué)特征

收集該區(qū)深部鉆孔中各類巖性采集792 件巖石原生暈樣品，分別對(duì)TFe、K2O、Na2O、P2O5、Mn、Cu、Pb、Zn、Co、Mo、Ag、Au 等12 種元素進(jìn)行分析，分析結(jié)果表明：有用元素除主金屬銅、鐵外，還有錳、鈷、鉬等元素可供綜合回收利用，從各鉆孔中元素的相關(guān)性看，銅與金、銀的相關(guān)性較好。對(duì)12 種元素用SPSS軟件統(tǒng)計(jì)得出各元素見相關(guān)系數(shù)，F(xiàn)e 和P2O5、Mn、Co，相關(guān)系數(shù)分別為0.33、0.44、0.63，說明這些元素可作為Fe 富集方向的指示元素；Cu 和Mo 相關(guān)性較好，為0.25，其次為Au、Co，說明Mo、Au、Co 可作為Cu 富集方向的指示元素。其他元素除Co 和Mn，Pb 和K2O、Zn 相關(guān)系數(shù)較高（相關(guān)系數(shù)為0.47、0.30、0.41）外，其他元素相關(guān)系數(shù)均較小。

由此可以看出，元素主要形成兩個(gè)元素組合：第一個(gè)元素組合為Au、Fe、Co、Mn、P2O5、Na2O，其相似水平為0.1 左右；第二個(gè)元素組合為Ag、Mo、Cu、K2O、Zn、Pb，其相似水平為0.06 左右。Fe、Co 相似水平為0.634 左右組合，這是一個(gè)比較穩(wěn)定的組合；Cu、Mo 關(guān)系比較密切，相似水平在0.23 左右；Pb、Zn 相關(guān)性較好，相似水平在0.41 左右，將Mo 作為Cu 的指示元素是比較合理的。

2.6 變質(zhì)作用

變質(zhì)作用主要有區(qū)域變質(zhì)作用、接觸變質(zhì)作用和氣水熱液變質(zhì)作用。

3 礦體特征

3.1 礦體特征

紅泥坡銅礦首次在河口群上部天生壩組中發(fā)現(xiàn)大型銅礦體。共圈定5 個(gè)銅礦體，分別編號(hào)為Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ。其中，Ⅰ號(hào)礦體以工業(yè)級(jí)原生硫化物礦石為主，分布天生壩組火山沉積變質(zhì)巖層底部，分布范圍幾乎涵蓋整個(gè)勘查區(qū)范圍；Ⅱ號(hào)礦體以低品位級(jí)原生硫化物礦石為主、少量工業(yè)級(jí)原生硫化物礦石，產(chǎn)于落凼組火山沉積變質(zhì)巖層頂部，分布范圍僅限于勘查區(qū)中部；Ⅲ號(hào)礦體全部為低品位級(jí)原生硫化物礦石，位于緊鄰Ⅱ號(hào)礦體之下落凼組火山沉積變質(zhì)巖層上部，分布范圍也僅限于勘查區(qū)中部；Ⅳ號(hào)礦體為工業(yè)級(jí)原生硫化物礦石，產(chǎn)于落凼組火山沉積變質(zhì)巖層中上部，分布范圍僅限于勘查區(qū)北部；Ⅴ號(hào)礦體全部為低品位級(jí)原生硫化物礦石，位于與Ⅱ號(hào)礦體層位相當(dāng)?shù)穆溘式M火山沉積變質(zhì)巖層上部，分布范圍僅限于勘查區(qū)南東部。

本次圈定的5 個(gè)礦體，厚度0.81 ～44.08m，分布范圍北自清水海子、南止大田梁子以北（探礦權(quán)南邊界）、東起長沖溝、西至李家墳鐵礦，走向方向展布長度2.9km，傾向方向展布寬度2.6km，分布標(biāo)高自1185m 至1825m，礦體最小埋深58m、最大埋深763m。

3.2 礦床成因

關(guān)于礦床成因，前人從礦床地質(zhì)、礦床地球化學(xué)、成巖成礦時(shí)代、成礦流體、成礦物質(zhì)來源等方面對(duì)紅泥坡-拉拉銅礦開展了大量研究，積累了較為豐富的資料。通過本次野外調(diào)查工作，在參考前人研究工作成果基礎(chǔ)上，開展礦床成因綜合研究認(rèn)為：①礦體均賦存巖性、成礦結(jié)構(gòu)面控礦條件，②礦體產(chǎn)狀與地層層理一致，典型層控特征、③斷裂多數(shù)為成礦后構(gòu)造，切穿紋層狀礦體，④礦石礦物以硫化物為主；⑤蝕變較弱，以中低溫蝕變?yōu)橹鞯戎匾卣?。根?jù)其圍巖類型、金屬礦物組合及大地構(gòu)造背景確定紅泥坡銅礦的礦床主要有兩個(gè)成礦其次，第一期次以火山沉積變質(zhì)成因?yàn)橹?，形成了層紋狀-塊狀黃銅-黃鐵礦石；第二期次以熱液疊加改造富集成因?yàn)橹?，形成了網(wǎng)脈狀斑銅-黃銅-黃鐵礦石；銅物質(zhì)來源于第一期成礦，第二期僅對(duì)銅品位形成加富作用。

3.3 成礦作用特征及找礦標(biāo)志

3.3.1 礦石類型、結(jié)構(gòu)構(gòu)造

礦石構(gòu)造：可分為條紋條帶狀礦石和浸染狀、塊狀礦石。其中條紋、條帶狀礦石是由黃鐵礦、黃銅礦與黑云母密集成條紋、條帶，相間分布于鈉長巖中；浸染狀、塊狀礦石，又可分為稀疏浸染狀、稠密浸染狀和塊狀三種，金屬礦物呈單體或粒狀集合體不均勻嵌布于非金屬礦物之間。

結(jié)構(gòu)構(gòu)造：自形-半自形粒狀變晶結(jié)構(gòu)、它形粒狀變晶結(jié)構(gòu)、交代殘余結(jié)構(gòu)、包含結(jié)構(gòu)、壓碎結(jié)構(gòu)。

3.4 圍巖蝕變

該區(qū)內(nèi)主要的圍巖蝕變有：綠泥石化、碳酸鹽化、硅化、鈉長石化、黑云母化、炭化等，與黃銅礦化密切相關(guān)的圍巖蝕變?yōu)椋汗杌?、碳酸鹽化。

3.5 成礦流體特征及成礦物質(zhì)來源

本次參與了前人研究成果，初步顯示早期紋層狀礦化階段的成礦流體以海水為主，溫度為中溫，鹽度為低鹽度，流體混合可能是礦質(zhì)沉淀的重要機(jī)制。而脈狀礦化階段的流體復(fù)雜，有大量含子晶的三相包裹體，子晶成分也很復(fù)雜有石鹽、KCl 及碳酸鹽子晶，顯示出復(fù)雜的Na-Ga-K 的多元體系，因此，其成礦流體的來源很可能有多個(gè)來源，可能是盆地流體、巖漿流體及地表水的混合。

拉拉銅礦礦體中金屬硫化物δ34S 值介于-5.9 ～6.9‰之間，并集中分布在-1 ～4‰范圍內(nèi)。其中黃銅礦δ34S 值介于-5.9 ～6.9‰，平均值為1.5‰；黃鐵礦樣品δ34S 值介于-1.4 ～4.9‰之間，平均值為1.76‰。前人測(cè)定的結(jié)果均顯示出礦床金屬硫化物δ34S 組成范圍有一定變化，但均接近0 值的特征，在硫化物δ34S 值直方圖中呈塔式分布。在硫化物沉淀過程中，成礦流體中總硫（ΣS）的δ34S 值與沉淀硫化物δ34S 值二者的關(guān)系與溫度和氧逸度（f O2）有關(guān)。拉拉銅礦絕大部分金屬硫化物S 同位素的組成特征與幔源中的硫類似，基本可以說明其成礦流體中硫元素來自地幔。礦體中金屬硫化物富集重硫的特點(diǎn)表明硫元素最終來源于海水中的硫酸鹽，說明成礦的硫原始來源可能有少量來自于海水硫酸鹽。這與硫化物δ34S 值雖然接近0，但有一定變化范圍的特征相吻合。因此，黃銅礦、黃鐵礦等金屬硫化物中的S 同位素特征說明與成礦相關(guān)的硫元素主要來自地幔，少量的海水硫酸鹽在成果過程中可能有加入。

3.6 成礦年齡

康滇地區(qū)構(gòu)造復(fù)雜，其位于揚(yáng)子板塊西緣，前期諸多專家、教授對(duì)落凼銅礦中的礦石礦物進(jìn)行了成礦年齡等研究，認(rèn)為其可能存在兩期礦化，第一期為1669±110 Ma，對(duì)應(yīng)于早期的紋層狀礦化，而第二期為1053±75 Ma，可能對(duì)應(yīng)于后期的脈狀礦化階段。本次參考了前人測(cè)齡報(bào)告及文章，也開展成礦年代學(xué)的研究工作，對(duì)紅泥坡銅礦紋層狀礦化階段的黃鐵礦開展Rb-Sr 同位素測(cè)年，得到了1552±80 Ma，而對(duì)脈狀成礦期的黃銅礦開展Rb-Sr 同位素測(cè)年，得到了891±6 Ma 的年齡。因此，與Chen et al. (2018)得到的年齡一致，本區(qū)存在顯著的兩期成礦事件，分別對(duì)應(yīng)于兩期超大陸裂解事件，與地質(zhì)事實(shí)相符。

3.7 找礦標(biāo)志

根據(jù)本類型礦床的特征，尋找該類礦床主要有以下標(biāo)志：

①地層標(biāo)志：嚴(yán)格受層位控制。主要含礦層位為天生壩組（Pt1t）和落凼組（Pt1n）；②巖體標(biāo)志：與基性巖漿活動(dòng)有關(guān)；③圍巖蝕變標(biāo)志：與黃銅礦化密切相關(guān)的圍巖蝕變主要為：硅化、碳酸鹽化，次有：鈉長石化、黑云母化；④物探異常標(biāo)志：地磁異常測(cè)量的強(qiáng)磁異常區(qū)及音頻大地電磁測(cè)深（AMT）視電阻率低值帶分布區(qū)。

3.8 找礦遠(yuǎn)景預(yù)測(cè)

3.8.1 找礦預(yù)測(cè)模型

收集綜合研究前人科研成果，落凼銅礦、紅泥坡銅礦的礦床成因?qū)賄MS 型銅礦，第一期次以火山沉積變質(zhì)成因?yàn)橹?，形成了層紋狀-塊狀黃銅-黃鐵礦石；第二期次以熱液疊加改造富集成因?yàn)橹?，形成了網(wǎng)脈狀斑銅-黃銅-黃鐵礦石；銅物質(zhì)來源于第一期成礦，第二期僅對(duì)銅品位形成加富作用。因此，拉拉地區(qū)的成礦地質(zhì)體可能有兩類，早期的VMS 期的成礦地質(zhì)體為基性巖席，由于受到了后期的變質(zhì)作用影響，已變質(zhì)為鈉長巖類；而疊加期的成礦地質(zhì)目前仍存在爭(zhēng)議，可能為基性輝綠巖體、或深部隱伏中酸性巖體、甚至盆地邊緣鹵水，仍需開展相關(guān)研究工作確定。因此，本次的成礦地質(zhì)體研究工作主要針對(duì)火山-沉積巖地層的演化、巖相古地理的恢復(fù)等，以期為模型構(gòu)建和下一步找礦提供信息。

區(qū)內(nèi)成礦作用較為繁雜，成礦階段基本可以劃分為早期的火山噴流沉積階段和后期的熱液疊加改造富集階段。由此初步構(gòu)建了拉拉地區(qū)的找礦預(yù)測(cè)地質(zhì)模型。

3.8.2 遠(yuǎn)景分析

結(jié)合近幾年在紅泥坡銅礦外圍少量的深部工程控制及已有成果資料的綜合研究，通過深部鉆探工程驗(yàn)證AMT 物探異常，在河口群天生壩組揭露到多層銅礦體①號(hào)為主礦體，落凼巖組揭露多層銅礦體②③④號(hào)為主礦體。與紅泥坡銅礦床天生壩組①號(hào)礦體、落凼組②、③、④號(hào)礦體對(duì)比連接，為紅泥坡銅礦床已知礦體向南東方向的外延部分，根據(jù)少量工程控制為背斜一翼，整體向南東傾角10 ～40°，綜合已有物探測(cè)深成果與深部（化）體的對(duì)比，南東方向?yàn)橄蛐焙瞬?，成礦前景較好。

4 結(jié)論

拉拉銅礦地區(qū)幾十年各位專家、教授、學(xué)者、地質(zhì)隊(duì)等工作者對(duì)已知大型銅礦床，拉拉銅礦、紅泥坡銅礦的含礦層位、巖性、成礦結(jié)構(gòu)、成礦構(gòu)造、成礦流體、成礦年齡等工作的研究。本次對(duì)前人資料的利用及二次綜合研究，運(yùn)用河口群第三火山旋回天生壩組的找礦預(yù)測(cè)地質(zhì)模型，對(duì)紅泥坡外圍河口群天生壩組、落凼組含礦層位進(jìn)行地、物、化、鉆探等工作手段，加強(qiáng)勘查和研究工作，可發(fā)現(xiàn)大型銅礦床。