云南東川天生堂銅礦地質(zhì)特征及成因

林迎潔，徐 強(qiáng)，林芝奎，趙海俊，程增濤

（1.江蘇省有色金屬華東地質(zhì)勘查局，江蘇 南京 210007；2.云南金山礦業(yè)有限公司，云南 昆明 654100）

天生堂銅礦床隸屬于云南省東川區(qū)銅多金屬礦集區(qū)播卡礦田，區(qū)域上位于康滇地軸中段東川塊狀隆起區(qū)；區(qū)內(nèi)構(gòu)造環(huán)境隸屬揚(yáng)子古大陸邊緣裂谷－昆陽裂谷帶（鞠昌榮，2013），礦區(qū)東側(cè)的超殼斷裂即甘洛-小江斷裂南北延伸總長度達(dá)800公里，并具有形成較早、長期活動特點(diǎn)；礦區(qū)內(nèi)次級皺褶、斷裂極其發(fā)育。播卡礦田主要出露中元古界中昆陽群因民組、落雪組、黑山組及青龍山組地層。地層提供成礦物質(zhì)，后期構(gòu)造、巖漿活動為本區(qū)含礦熱液的遷移、沉淀、富集提供了理想場所和熱源，最終形成豐富的銅等礦產(chǎn)資源（陳剛等，2014）。

1 礦區(qū)地質(zhì)特征

1.1 地層

礦區(qū)出露的地層主要為中元古界中昆陽群黑山組下段（Pt2kn2h1）（下伏含礦層位因民組、落雪組在礦區(qū)范圍內(nèi)地表未出露）。黑山組厚度大于559m，巖性主要為含炭質(zhì)板巖、泥質(zhì)板巖，組內(nèi)發(fā)育含角礫白云巖、泥砂質(zhì)白云巖。與區(qū)域內(nèi)上覆黑山組中段整合接觸，主要特征如下：

（1）含炭質(zhì)板巖、泥質(zhì)板巖：出露于礦區(qū)中部至北東部。顏色呈黑色-灰色，變余泥晶結(jié)構(gòu)或隱晶質(zhì)結(jié)構(gòu)，板狀構(gòu)造。主要成分為泥質(zhì)，含少量炭質(zhì)。巖層總體向西南傾斜，傾角多在70°～80°之間。

（2）含角礫白云巖：自礦區(qū)南東至北西方向帶狀分布，出露長約800m，厚度約150m。巖性為含角礫白云巖，該套巖層穿插于板巖中，整體巖層走向為南東-北西向，傾向南西，傾角約50°。該層位為本區(qū)重要含礦部位。

（3）泥砂質(zhì)白云巖：分布于礦區(qū)東北部，出露長度約800m，厚度約300m。巖性為泥砂質(zhì)白云巖，巖層總體向南西傾斜，傾角變化為40°～65°。

1.2 構(gòu)造

1.2.1 褶皺構(gòu)造

礦區(qū)內(nèi)及臨近區(qū)域發(fā)育2個褶皺構(gòu)造，西北側(cè)為火麻箐倒向斜，東南側(cè)為天生堂倒轉(zhuǎn)背斜。其中青龍山組（測區(qū)外）地層為向斜的核部，黑山組地層分布于向斜的東翼、背斜的西翼。褶皺軸面近直立，總體向東南側(cè)伏，其東西兩翼傾角在70°～88°之間。

1.2.2 斷裂構(gòu)造

礦區(qū)內(nèi)有對礦體影響較大斷裂是東西走向的F1和北東向的F2及北西走向的斷裂破碎帶F3，其主要特征如下。

F1：整體呈東西走向，局部為北東至南西向，穿越整個礦區(qū)，為礦區(qū)規(guī)模較大的斷裂，在礦區(qū)延伸長度約800m，寬度約1m～5m不等，斷層充填物主要為斷層泥，礦區(qū)地層均被錯動，錯動位移約20m，該斷層性質(zhì)為一右行平移斷層，傾向南東，傾角70°～85°，在斷層面上可見明顯的擦痕和斷層泥。F1在礦區(qū)內(nèi)屬破礦斷裂。

F2：位于礦區(qū)南西部，整體呈北東至南西，延伸200m～250m，傾向Se，傾角75°～85°。礦區(qū)東南部角礫巖與板巖被該斷層錯動，錯動位移約50m ,該斷層為一左行平移斷層。

F3：北西走向的斷裂破碎帶，與地層走向斜切。該破碎帶近地表陡傾、傾向南西；深部轉(zhuǎn)折向北東東傾，傾角介于60°～70°之間，為礦區(qū)內(nèi)容礦構(gòu)造。深部由于暫未施工探礦工程，向下具體延伸特征未知。

1.3 巖漿巖

區(qū)內(nèi)巖漿巖主要有黑云鈉長巖、鈉長巖，多數(shù)以小巖體產(chǎn)出，規(guī)模較小，在白云巖及板巖中均有發(fā)育。

2 礦床地質(zhì)特征

2.1 礦體特征

天生堂礦區(qū)銅礦體規(guī)模較小，主要賦存于中昆陽群黑山組下段含角礫白云巖中（圖1），共圈定12條礦體，其中6條工業(yè)礦體（M1～M6），6條低品位礦體（M7～M9、M1′、M4′、M5′）。其中M1及M1′礦體為天生堂礦區(qū)主礦體，其他礦體均為小型礦體。銅礦體整體呈似層狀、脈狀發(fā)育于黑山組下段的含角礫白云巖中，走向北西向，傾向南西向。下面以M1礦體為例簡述之（圖2）。

圖1 天生堂地質(zhì)簡圖

圖2 天生堂銅礦區(qū)典型剖面圖

M1礦體：產(chǎn)出于黑山組下段的含角礫白云巖中，呈似層狀、薄板狀、透鏡狀產(chǎn)出，礦體走向總體近NW，傾角介于50°～65°。礦體在地表走向延伸大約82m，礦體厚度變化范圍為1m～29.6m，厚度變化系數(shù)為81.05%，礦體平均厚度約2.63m，夾石平均厚度約2.2m。銅礦石品位變化范圍0.2%～6.2%，平均品位0.79%，品位變化系數(shù)110.31%，屬于較均勻型。

但因深部斷裂明顯增多，對礦體走向和傾向延伸影響逐漸加大，礦體在深部分布情況尚不明確，還需工程進(jìn)一步揭露。

2.2 礦石類型

根據(jù)礦石的工業(yè)選礦性能，本區(qū)礦石類型可劃分為氧化礦和原生礦。劃分標(biāo)準(zhǔn)原則上一般采用氧化率，即氧化率（%）≥30%為氧化礦石，10%～30%為混合礦，＜10%為原生礦石。

礦石工業(yè)類型主要為斑銅礦-黃銅礦-黃鐵礦型、孔雀石-黃銅礦-斑銅礦型。

2.3 圍巖蝕變

礦區(qū)圍巖蝕變較為廣泛，主要包括硅化、碳酸鹽化、大理巖化、綠簾石化、綠泥石化以及青灰色白云巖因熱變質(zhì)烘烤發(fā)生褪色現(xiàn)象。

3 礦床成因及找礦標(biāo)志

3.1 礦床成因

天生堂銅礦體主要產(chǎn)于北西向破碎帶，北西向破碎帶是銅礦體的導(dǎo)礦、容礦構(gòu)造。賦礦巖石為含角礫白云巖，被同類巖粉和金屬硫化物膠結(jié)。綜合角礫巖角礫成分、結(jié)構(gòu)構(gòu)造、膠結(jié)類型、礦化蝕變以及圍巖巖性等信息分析，初步認(rèn)為該礦床為變質(zhì)疊加熱液交代型礦床。初始礦源層為黑山組第一巖性段或其下伏含礦層，晉寧運(yùn)動晚期發(fā)生構(gòu)造-巖漿活動，基性侵入巖（鈉長巖）體多分布在銅礦帶附近，根據(jù)康滇地區(qū)此類銅礦產(chǎn)出特征，推斷本區(qū)侵位時期多旋回性，基性巖漿熱液參與了脈礦的成礦作用。圍巖中發(fā)生大致順層破裂而形成角礫巖帶，類似于滇中昆陽群銅礦的一個重要類型-刺穿體控礦礦床，推測形成于擠壓體制，時限為晉寧期（李志偉等，2002），即所謂的“再生礦床”；由于巖漿的侵入，富銅的流體交代黑山組或其下伏含礦層的初始礦源層角礫，這類含角礫礦體與區(qū)域內(nèi)礦體產(chǎn)出特征相似，往往產(chǎn)在“火成巖體邊緣”。巖漿侵入不僅帶來成礦物質(zhì)，而且提供礦質(zhì)遷徙的礦化劑與熱力和構(gòu)造動力，促使水溶液對流并萃取含礦物質(zhì)和有利層位的成礦組份，然后沿構(gòu)造通道到達(dá)黑山組含角礫白云巖內(nèi)層間破碎帶或斷裂破碎帶中。同期或后期再經(jīng)熱液的進(jìn)一步交代與疊加，使礦石銅品位變富，最終成為銅的工業(yè)礦體。

3.2 找礦標(biāo)志

（1）賦礦圍巖標(biāo)志：該礦床賦礦圍巖主要為含角礫白云巖（局部呈肉紅色），角礫和白云巖中均可見銅礦化，尤其是在天生堂民采老硐內(nèi)見到的紫紅色含角礫白云巖中礦體品位較高，因此，孔雀石化的含角礫白云巖在該區(qū)成為找礦最重要的標(biāo)志之一。

（2）巖漿巖標(biāo)志：根據(jù)坑探工程揭露，礦體附近均可見鈉長巖體發(fā)育，且距巖體較接近位置礦體品位相對較富，鈉長巖體與礦（化）體之間的關(guān)系屬于“不在其中，不離其蹤”，因此鈉長巖體可作為本區(qū)找礦的一個重要標(biāo)志。

（3）構(gòu)造標(biāo)志：區(qū)內(nèi)發(fā)育天生堂倒轉(zhuǎn)背斜，背斜的軸部及傾伏端、背斜的縱斷層或順層破碎帶等次級構(gòu)造均是礦脈產(chǎn)出的有利部位，因此北西走向破碎蝕變帶也是一個重要的找礦標(biāo)志。

（4）圍巖蝕變標(biāo)志：靠近礦體的圍巖蝕變較強(qiáng)，主要有黃鐵礦化、黃銅礦化（局部斑銅礦化較強(qiáng)）、硅化、鈉長石化、碳酸巖化及綠泥石化等，因此本區(qū)蝕變種類齊全并且蝕變強(qiáng)列的部位，可作為有利的蝕變找礦標(biāo)志。

4 結(jié)論

（1）依據(jù)東川銅礦志及東川銅礦區(qū)區(qū)域地層礦化特征，認(rèn)為天生堂銅礦區(qū)初始礦源層形成于黑山組第一巖性段或其下伏含礦層，晉寧運(yùn)動晚期在礦區(qū)發(fā)生基性巖漿沿北西走向構(gòu)造裂隙侵入，使圍巖發(fā)生破碎而形成含角礫白云巖，同時富銅的流體交代或萃取黑山組或下伏含礦層的初始礦源層中的礦質(zhì)，同時還提供熱力和構(gòu)造動力，然后沿構(gòu)造通道到達(dá)黑山組破碎帶內(nèi)成礦。后期再經(jīng)更晚期次的構(gòu)造和熱液的進(jìn)一步交代與疊加，使礦層增富，成為銅的工業(yè)礦體。初步認(rèn)為該礦床為變質(zhì)疊加熱液交代型礦床。

（2）根據(jù)康滇地軸“剌穿體”控礦與成礦特征，推斷此類礦體形態(tài)復(fù)雜，一般沿走向延伸不大，僅數(shù)十米，但礦體厚度大，沿軸向延深大；大量“剌穿體”控礦統(tǒng)計規(guī)律認(rèn)為，此類構(gòu)造成礦的特征為走向延長:傾向延深之比值=1：4或1：15（李志偉等，2002），結(jié)合天生堂勘查隨著深度的增加銅礦體在品位、延長、厚度上出現(xiàn)遞增的趨勢，預(yù)測深部具有較好的找礦前景。