云南大紅山歇牛場銅礦地質(zhì)特征及成因

董江濤，李建飛

（中國有色金屬工業(yè)昆明勘察設(shè)計研究院有限公司，云南 昆明 650051）

大紅山地區(qū)是云南銅、鐵礦的重要礦集區(qū)之一，區(qū)內(nèi)成礦條件優(yōu)越，分布大紅山式銅鐵礦床，該礦床由一個大型富鐵礦和一個大型富銅礦組成[1，2]。在東部富鐵礦段地表進行基建剝離的過程，在歇牛場一帶發(fā)現(xiàn)有多個氧化銅礦點出露，本文依據(jù)已有區(qū)域地質(zhì)資料和野外地質(zhì)調(diào)查，對歇牛場銅礦地質(zhì)特征進行總結(jié)，在此基礎(chǔ)上分析礦床成因，希望為今后相關(guān)工作提供參考。

1 區(qū)域地質(zhì)背景

大紅山礦區(qū)處于揚子準地臺內(nèi)川滇臺背斜南西部滇中中臺坳南段楚雄凹陷的南端，位于滇中中臺坳與哀牢山構(gòu)造帶的交匯部位、紅河斷裂與綠汁江斷裂夾持的三角形地段，居于紅河斷裂的北東側(cè)[3]（圖1）。

圖1 大紅山礦區(qū)區(qū)域構(gòu)造略圖（據(jù)云南地質(zhì)調(diào)查院）

大紅山礦區(qū)及附近一帶地層以紅河深大斷裂為界，分屬兩大不同的構(gòu)造單元和兩套完全不同的地層建造。斷裂南西側(cè)為變質(zhì)程度深、混合巖化作用較強的哀牢山深變質(zhì)巖系；北東側(cè)為中生界上三疊統(tǒng)、侏羅系及中元古界昆陽群。其中的中生界主要分布于綠汁江斷裂以西，為一套以砂、頁巖為主的海陸交互相陸源碎屑巖沉積建造；昆陽群主要分布于綠汁江斷裂以東，為以含微古生物化石和疊層石為特征的淺變質(zhì)巖系。

早元古界大紅山群呈“構(gòu)造窗”形式出露于紅河斷裂北東側(cè)的中生界蓋層中，為由淺～中等變質(zhì)、富含細碧-角斑巖、綠片巖及不純大理巖等所構(gòu)成的海相火山噴發(fā)-沉積巖系。大紅山礦區(qū)褶皺、斷裂構(gòu)造均較發(fā)育，褶皺構(gòu)造以東西向為主，主要有底巴都背斜、大紅山向斜、肥味河向斜，斷裂構(gòu)造以EW向和NW向為主。礦區(qū)及附近一帶巖漿活動頻繁，具多期、多旋回特點，重要的巖漿活動主要有古元古代中基性富鈉巖漿噴發(fā)、震旦紀酸性巖漿及晉寧期、燕山期超基性、基性巖漿侵入，其中古元古代中基性富鈉巖漿噴發(fā)活動與大紅山式鐵、銅礦形成有著直接關(guān)系[4，5]。

2 礦區(qū)地質(zhì)特征

2.1 地層

大紅山銅鐵礦區(qū)發(fā)育基底和蓋層?；子商糯Ю紊饺旱装投冀M（Ard）和早元古代大紅山群老廠河組(Pt1dl)、曼崗河組(Pt1dm)、紅山組(Pt1dh)、肥味河組(Pt1df)、坡頭組(Pt1dp)組成，出露于老廠河、曼崗河、肥味河河谷及其兩岸山坡地帶；蓋層為上三疊統(tǒng)干海子組（T3g）及舍資組(T3s)。大紅出群是“大紅山式”銅鐵礦的含礦地層。研究區(qū)內(nèi)主要出露地層有新生界第四系紫紅色殘坡積粘土、砂及礫石，中生界上三疊統(tǒng)干海子組黃褐色薄至中層狀泥巖和早元古界大紅山群紅山組第三段（Pt1dh3）強風化的角閃變鈉質(zhì)熔巖、云母片巖少量角閃白云石大理巖。

圖2 干海子組與紅山組接觸關(guān)系及古風化殼

紅山組(Pt1dh)與上覆中生界上三疊統(tǒng)干海子組（T3g）呈角度不整合接觸，在不整合接觸面下發(fā)育有一層古風化殼（見圖2），古風化殼厚0.69～35.56m，風化強烈，呈深褐色、灰白色、灰綠色等雜色，原巖有角閃變鈉質(zhì)熔巖、云母片巖、白云石大理巖、輝長輝綠巖、白云石鈉長巖等，其間可見變鈉質(zhì)熔巖、云母片巖等原巖角礫和孔雀石、藍銅礦等金屬礦物。古風化殼為區(qū)內(nèi)氧化銅礦的主要賦礦層位。

2.2 構(gòu)造

研究位于底巴都背斜南翼（曼崗河）寬緩部位，為一單斜構(gòu)造，地層總體走向NE，傾向NW，傾角平緩，局部地段傾角較陡。

研究區(qū)區(qū)一帶的斷層可分為東西和北東向兩組，其中東西向斷層有F2，早期為逆斷層，晚期為正斷層。走向近東西，傾向南，傾角80°，延長1100m，斷距50～600m，沿斷層帶有大量輝長輝綠巖和白云石鈉長巖貫入；北東向斷層有F21，為逆斷層，傾向245°，傾角80°，延長約60m，上盤為輝長輝綠巖，下盤為紅山組角閃變鈉質(zhì)熔巖。

2.3 巖漿巖

區(qū)內(nèi)侵入巖和噴出巖均有出露，其中侵入巖主要有輝長輝綠巖、白云石鈉長石巖等，噴出巖以變鈉質(zhì)熔巖為主。

3 礦體地質(zhì)特征

3.1 礦體特征

在強風化的變鈉質(zhì)熔巖、云母片巖、輝長輝綠巖、白云石鈉長巖以及弱風化的白云石大理巖中共圈出16個礦體四個礦群，其中7個為工業(yè)礦，9個為低品位礦。礦體均賦存于風化帶（殼）內(nèi)，Ⅰ、Ⅲ、Ⅳ號礦群的礦體全為土狀，Ⅱ號礦群的礦體以塊狀為主。礦體總體規(guī)模小，沿風化殼展布，礦體呈似層狀或透鏡狀，Ⅰ-1號和Ⅱ-1號為區(qū)內(nèi)主要銅礦體。

Ⅰ-1號礦體賦存于早元古界大紅山群紅山組第三段（Pt1dh3），賦礦巖性主要為強風化變鈉質(zhì)熔巖、云母片巖（風化殼），礦體最長約100m，平均厚度5.84m，平均品位1.22%。Ⅱ-1號工業(yè)礦體賦存于早元古界大紅山群紅山組第三段（Pt1dh3），賦礦巖性為殘留于風化殼中尚未完全風化的白云石大理巖。礦體呈似層狀，走向長約80m，傾向約60m，平均厚度5.82m，平均品位1.35%。

3.2 礦石特征

區(qū)內(nèi)銅礦物以孔雀石、藍銅礦等氧化礦為主，黃銅礦、斑銅礦、輝銅銅等硫化礦物含量低，其中強風化土狀礦全為氧化礦，弱風化的白云石大理巖中含有少量硫化礦物(圖3)。

圖3 礦區(qū)礦石照片

礦石礦物主要為孔雀石、藍銅礦、褐鐵礦、磁鐵礦，其次為黃銅礦、斑銅礦、黃鐵礦及少量輝銅礦；脈石礦物主要為鈉長石、角閃石、白云石、黑云母、絹云母、石英，其次為石榴石、綠泥石等。

區(qū)內(nèi)黃銅礦、斑銅礦、黃鐵礦為散點狀、團塊狀、條紋條帶狀構(gòu)造，藍銅礦主要為團塊狀構(gòu)造，褐鐵礦呈稀疏蜂窩狀構(gòu)造，氧化后的孔雀石為薄膜狀、膠狀構(gòu)造。

金屬礦物的結(jié)構(gòu)主要有自形、半自形粒狀結(jié)構(gòu)（黃銅礦、黃鐵礦）、薄膜狀結(jié)構(gòu)（孔雀石）、膠狀結(jié)構(gòu)（孔雀石）、反應(yīng)邊結(jié)構(gòu)（斑銅礦）、殘余結(jié)構(gòu)。

4 礦床成因

4.1 礦化富集規(guī)律

歇牛場礦區(qū)氧化銅礦賦存于強風化的風化殼內(nèi)，賦礦巖性以強風化變鈉質(zhì)熔巖、云母片巖和弱風化的白云石大理巖為主。賦礦巖性風化越強烈，礦石氧化程度越高，礦化程度也較高。

4.2 礦床成因類型

分析認為礦區(qū)內(nèi)含黃銅礦的白云石大理巖為風化殼銅礦床的形成奠定了物質(zhì)基礎(chǔ)。當白云石大理巖強烈風化時，銅以不規(guī)則碎屑和細粒存在于風化殼內(nèi)。含銅白云石大理巖在風化過程中，化學(xué)性質(zhì)較為活潑的Ca、Mg等造巖元素大部分轉(zhuǎn)移，活動性較弱的SiO2、Fe、Al等在PH值低的酸性環(huán)境下成膠體溶液沉淀形成氫氧化物；銅元素不成獨立礦物而以離子吸附方式被吸附在褐鐵礦一褐錳礦等的混雜礦物集合體并相對富集，從而形成礦體，此類礦床多處于以硫化礦為主的原生礦風化后形成的氧化帶或次生富集帶[6-8]。綜上所述，歇牛場銅礦屬風化殼土狀銅礦床，礦床成因類型為風化殘積礦床。

5 結(jié)論

（1）歇牛場銅礦礦體賦存于風化帶（殼）內(nèi)，主要含礦巖性為變鈉質(zhì)熔巖、云母片巖中，礦體呈似層狀、透鏡狀，礦石礦物以孔雀石、藍銅礦、褐鐵礦等氧化礦為主。

（2）含黃銅礦的白云石大理巖為風化殼銅礦床的形成奠定了物質(zhì)基礎(chǔ)，在已存在的銅硫化物礦床的地表及近地表的礦體頂部風化殼層，硫化銅礦物已氧化形孔雀石、藍銅礦等氧化礦物，經(jīng)過風化淋濾作用形成氧化帶或次生富集帶，礦床成因類型為風化殘積型礦床。