金沙江構(gòu)造帶羊拉銅礦床F4斷裂特征及控礦規(guī)律

岳 言，李 波，劉月東，，王新富，唐 果，3，劉鳳澤，向佐朋

(1.昆明理工大學(xué) 國土資源工程學(xué)院，昆明 650093；2.云南迪慶礦業(yè)開發(fā)有限責(zé)任公司，云南 香格里拉 674400；3.中國有色金屬工業(yè)昆明勘察設(shè)計研究院有限公司，昆明 650051)

滇西北羊拉銅礦床位于古特提斯構(gòu)造域中段的金沙江構(gòu)造帶內(nèi)，為我國西南“三江”地區(qū)最為典型的銅礦床之一，因其礦產(chǎn)資源豐富，成礦地質(zhì)條件優(yōu)越且成礦作用復(fù)雜而成為了眾多學(xué)者的研究對象[1-5]。迄今為止，在礦床地質(zhì)特征[3-5]、成礦作用[6-7]、礦床地球化學(xué)[8-9]、礦床成因[10-14]及找礦預(yù)測[15-16]等方面開展了眾多科研工作，并取得了矚目成果。近年來，礦山生產(chǎn)實踐表明，羊拉銅礦床的礦體展布與構(gòu)造密切相關(guān)[16-18]，研究礦區(qū)內(nèi)構(gòu)造特征及其控礦規(guī)律可為礦山深邊部找礦勘查提供依據(jù)和方向。而F4作為礦區(qū)內(nèi)規(guī)模最大的斷裂，前人并未對其進行系統(tǒng)研究。基于此，本文選擇羊拉礦床的F4斷裂為研究對象，對其構(gòu)造特征進行詳細觀察和描述，進而總結(jié)其構(gòu)造性質(zhì)及控礦規(guī)律。

1 礦床地質(zhì)

羊拉銅礦床位于云南省德欽縣羊拉鄉(xiāng)，為古特提斯構(gòu)造域金沙江構(gòu)造帶內(nèi)規(guī)模最大的銅礦床，夾持于近南北向的金沙江斷裂和羊拉斷裂之間[19-20]，由貝吾、尼呂、江邊、里農(nóng)、路農(nóng)、通吉格和加仁等7個礦段組成(圖1)。其中富礦體(KT2)主要分布于里農(nóng)礦段，為研究和開采的重要礦段。礦區(qū)出露地層主要有志留系(S)、泥盆統(tǒng)江邊組(D1j)、里農(nóng)組(D2+3l)和下石炭統(tǒng)貝吾組(C1b)，其中泥盆統(tǒng)江邊組(D1j)和里農(nóng)組(D2+3l)為礦區(qū)的重要含礦層位，矽卡巖化絹云砂質(zhì)板巖、變質(zhì)石英砂巖為最主要的賦礦巖性(圖1)。羊拉礦區(qū)褶皺、斷裂十分發(fā)育，褶皺主要有里農(nóng)背斜和江邊向斜，斷裂以近SN向金沙江斷裂、羊拉斷裂最為顯著，其次為NE向F4斷裂；近SN向的層間斷裂帶和次級裂隙廣泛發(fā)育，為成礦流體的運移和沉淀提供了良好空間。羊拉礦區(qū)巖漿巖分布廣泛，火山巖、侵入巖、脈巖均有出露。噴出巖主要為安山巖和玄武巖[22-23]，侵入巖主要為印支期花崗閃長巖[24-25]，與銅礦體關(guān)系密切[26-27]；另有少量花崗斑巖、輝綠巖出露[28-29]。

2 F4斷裂特征

F4斷裂為羊拉礦區(qū)重要的NE向斷裂，是由沿里農(nóng)巖體南緣及路農(nóng)巖體北緣發(fā)育的多條斷層所組成的斷裂帶，長度約6 km，向東與金沙江斷裂帶相交，形成“λ”字型分支斷層[30]，對礦區(qū)礦體的空間展布起重要控制作用(圖1)。沿F4斷裂的走向延長及垂向延深，本文選取了不同中段的20處典型地質(zhì)現(xiàn)象，對其進行詳細觀察和描述(圖2)。

F401地質(zhì)點位于3 150 m中段(圖2A)，該處揭露F4斷裂的上裂面，上裂面產(chǎn)狀為NE60°∠78°NW，與上盤地層產(chǎn)狀相似。裂面平直，沿斷裂面可見5～10 cm黃褐色斷層泥。斷裂內(nèi)為灰白色碎塊狀碎裂巖、碎粉巖，其原巖為大理巖，靠近裂面為泥質(zhì)、硅質(zhì)膠結(jié)物，發(fā)育黃褐色褐鐵礦化、弱綠泥石化蝕變，硅化較強烈。斷裂上盤圍巖為灰白色塊狀大理巖，發(fā)育強黃褐色褐鐵礦化、硅化蝕變。大理巖內(nèi)產(chǎn)出不規(guī)則團塊狀石英。力學(xué)性質(zhì)分析顯示，該斷裂面受到了NW-SE向的主壓應(yīng)力，根據(jù)帶內(nèi)填充物、擦痕及裂面形態(tài)推測該斷裂為壓扭性正斷層。

F402地質(zhì)點位于3 276 m中段(圖2B)，為F4斷裂上裂面，裂面平直，局部彎曲，產(chǎn)狀為NE40°∠54°NW。斷裂帶寬為40～50 cm，帶內(nèi)充填物為土黃色構(gòu)造碎裂巖夾斷層泥，具黃褐色褐鐵礦化。斷裂內(nèi)產(chǎn)出不規(guī)則團塊狀、脈狀石英，方解石呈細脈狀產(chǎn)出。斷裂上盤為灰色-深灰色塊狀大理巖，具黃褐色褐鐵礦化。下盤為灰色-深灰色塊狀花崗閃長巖，具強烈褐鐵礦化蝕變。力學(xué)性質(zhì)分析顯示，該斷裂面受到了NW-SE向的主壓應(yīng)力，根據(jù)帶內(nèi)填充物、擦痕及裂面形態(tài)，判斷其為壓扭性正斷層。

F403地質(zhì)點位于3 362 m中段(圖2C)，該處揭露了F4斷裂的上盤，帶寬未知，上裂面呈微波狀，產(chǎn)狀為NE60°∠45°NW。帶內(nèi)充填物為土黃色構(gòu)造碎裂巖，靠近裂面處發(fā)育斷層泥，帶內(nèi)具黃褐色褐鐵礦化。斷裂上盤為強矽卡巖化、硅化銅礦體，發(fā)育大量浸染狀、細脈狀金屬硫化物，目估銅品位1.00%。力學(xué)性質(zhì)分析顯示，該斷裂面受到了NW-SE向的主壓應(yīng)力，根據(jù)帶內(nèi)填充物、擦痕及裂面形態(tài)，判斷其為壓-壓扭性正斷層。

F404地質(zhì)點位于3 390 m中段45#穿脈(圖2D)。該處揭露F4斷裂帶寬約8 m，帶內(nèi)充填物為構(gòu)造碎裂巖夾構(gòu)造透鏡體，其原巖為大理巖，發(fā)育片理化、硅化、褐鐵礦化等蝕變。裂面呈微波狀，產(chǎn)狀為NE75°∠54°NW。圍巖為灰白色塊狀大理巖，沿裂面發(fā)育褐鐵礦化。力學(xué)性質(zhì)分析顯示，該斷裂面受到了NW-SE向的主壓應(yīng)力，根據(jù)裂面擦痕及片理化與主裂面相交夾角，推斷F4斷裂為壓扭性正斷層，可能經(jīng)歷了多期次活動。

F405地質(zhì)點位于3 450 m中段(圖2E)，裂面呈微波狀，斷裂產(chǎn)狀為NE60°∠55°NW。帶內(nèi)充填物為構(gòu)造碎裂巖，夾構(gòu)造透鏡體及斷層泥，碎裂巖原巖為大理巖，發(fā)育矽卡巖化、褐鐵礦化。斷裂上盤為灰白色塊狀大理巖，發(fā)育矽卡巖化、褐鐵礦化，斷裂下盤為土黃色構(gòu)造碎裂巖，其原巖為褐鐵礦化大理巖。力學(xué)性質(zhì)分析顯示，該斷裂面受到了NW-SE向的主壓應(yīng)力。

F406地質(zhì)點位于路農(nóng)礦段露采場(圖2F)，為一復(fù)合構(gòu)造點。早期為巖漿侵入接觸構(gòu)造，點SW側(cè)為灰白色蝕變花崗閃長巖，點NE側(cè)為破碎絹云砂質(zhì)板巖、變質(zhì)石英砂巖，兩者呈侵入接觸關(guān)系。晚期為斷層，此處揭露了F4斷裂帶的下裂面，沿早期形成的巖漿侵入接觸帶部位發(fā)育而成，斷裂帶寬30～50 m，產(chǎn)狀NE78°∠57°NW。斷面平直光滑，帶內(nèi)充填灰白-黃褐色構(gòu)造碎粒巖、碎裂巖，原巖成分為花崗閃長巖、矽卡巖、變質(zhì)石英砂巖、絹云砂質(zhì)板巖等，靠近裂面為灰黑色斷層泥。裂面發(fā)育擦痕，判斷該斷層早期為壓扭性逆斷層、晚期轉(zhuǎn)變?yōu)閺埿杂倚姓龜鄬印ＡW(xué)性質(zhì)分析顯示，該斷裂面受到了NW-SE向的主壓應(yīng)力。

F407地質(zhì)點位于路農(nóng)礦段露天采場的東側(cè)(圖2G)，為F4斷裂的下裂面，裂面呈微波狀，產(chǎn)狀為NE65°∠55°NW。下裂面寬約20 cm，帶內(nèi)為深灰-灰黑色斷層泥，具強烈褐鐵礦化，但無明顯孔雀石化。斷裂上盤為土黃色構(gòu)造碎裂巖，其原巖為花崗閃長巖及大理巖；斷裂下盤為灰—深灰色塊狀強蝕變花崗閃長巖，具矽卡巖化、黃褐色褐鐵礦化及薄膜狀孔雀石化，但孔雀石化整體不均勻且風(fēng)化程度高。

整體而言，F(xiàn)4斷裂自東向西縱貫羊拉礦區(qū)，總體產(chǎn)狀：NE40°～75°∠30°～78°NW，明顯切斷巖體、礦體。礦區(qū)東部，F(xiàn)4斷裂走向NE；礦區(qū)中西部，F(xiàn)4斷裂走向NEE—近EW向。斷裂寬1～80 m不等，多處發(fā)育明顯上、下裂面及擦痕和階步，地貌上多形成溝谷及負地形。斷裂帶內(nèi)為碎裂狀絹云砂質(zhì)板巖、變質(zhì)石英砂巖及花崗閃長巖，多處包裹透鏡體狀、囊狀矽卡巖礦體。靠近上、下裂面發(fā)育黃褐—黑褐色斷層泥及細脈狀金屬硫化物。

3 F4斷裂控礦規(guī)律

3.1 F4斷裂的空間分帶

多個坑道工程揭露，羊拉礦床F4斷裂明顯具空間分帶特征；以3 225 m中段坑道為例，自S向N，F(xiàn)4斷裂及其上、下盤圍巖依次出現(xiàn)如下“巖性-蝕變”分帶(圖3)：

1—大理巖；2—方解石脈；3—黃鐵礦；4—斷裂；5—構(gòu)造破碎巖、斷層泥；6—標(biāo)本及編號；7—照片編號；8—斷裂產(chǎn)狀；9—礦化—巖性蝕變分帶及編號.A—為斷裂，上下盤均為灰白色粗晶大理巖；B—F4斷層下裂面，發(fā)育薄層狀斷層泥，下盤為灰白色粗晶大理巖，具褐鐵礦化；C—F4斷層內(nèi)部，為灰白色構(gòu)造碎粒巖、碎粉巖；D—F4斷層內(nèi)部，為灰白色—黃褐色構(gòu)造碎粒巖及斷層泥；E—F4斷層上裂面，帶內(nèi)為黃褐色斷層泥，上盤為灰白色粗晶大理巖夾絹云砂質(zhì)板巖；F—層間斷裂，帶內(nèi)為黃褐色褐鐵礦化斷層泥及大理巖角礫。圖3 羊拉銅礦床3 225 m中段F4斷裂素描圖Fig.3 Sketch map of F4 fault in the 3 225 m level tunnel，Yangla copper deposit

Ⅰ帶：灰白色弱黃鐵礦化粗晶大理巖帶，巖石破碎，局部發(fā)育不規(guī)則團塊狀黃鐵礦。2.6 m處發(fā)育一斷裂，產(chǎn)狀NW33°∠68°NE，斷裂寬約1 cm，沿裂面發(fā)育薄層狀方解石脈，在坑道頂被NE向斷裂切斷。

Ⅱ帶：灰白色構(gòu)造碎粒巖帶，夾少量黃褐色斷層泥，處于F4斷裂的下部。10 m處為F4斷裂的下裂面，產(chǎn)狀：NE62°∠51°NW，裂面平直，發(fā)育薄層狀斷層泥。斷裂下盤為灰白色粗晶大理巖。

Ⅲ帶：灰白色構(gòu)造碎粉巖—碎粒巖帶，為F4斷裂的中部，未見斷層泥出露。

Ⅳ帶：灰白-黃褐色構(gòu)造碎粒巖及斷層泥帶，處于F4斷裂的上部。24 m處為F4斷裂的上裂面，產(chǎn)狀：NE70°∠66°NW，裂面平直，帶寬約10 cm，帶內(nèi)為黃褐色斷層泥；沿裂面發(fā)育擦痕，顯示為左行壓扭性逆斷層。

Ⅴ帶：強褐鐵礦化粗晶大理巖帶，夾薄層狀絹云砂質(zhì)板巖，巖石破碎，發(fā)育較強褐鐵礦化。沿層間斷層及裂隙發(fā)育網(wǎng)脈狀方解石脈。26 m處，發(fā)育一層間斷裂，產(chǎn)狀：NE20°∠26°SE，裂面光滑平直，延伸較長。斷裂寬約5 cm，帶內(nèi)為黃褐色褐鐵礦化斷層泥及大理巖角礫，大理巖角礫棱角明顯，位于斷層泥下部。斷面無明顯擦痕，被F4斷裂切斷。該斷裂經(jīng)歷了兩期活動，早期為壓扭性質(zhì)，后期由于受F4斷裂的影響而顯示張性。

3.2 F4斷裂元素變化規(guī)律

本文主要對羊拉銅礦床3 225 m中段F4斷裂帶不同部位進行了相關(guān)巖礦石樣品的采集，本次共采集樣品10件。其中，挑選圍巖2件、F4斷裂構(gòu)造巖6件、NE向?qū)娱g斷裂構(gòu)造巖2件進行Cu、Pb、Zn等微量元素測試(表1)，并繪制了地球化學(xué)剖面圖(圖4)。構(gòu)造巖及圍巖微量元素測試在有色金屬西北礦產(chǎn)地質(zhì)測試中心完成，分析儀器為電感耦合等離子體質(zhì)譜儀(ICP-MS)，分析精度優(yōu)于5%，詳細分析方法和流程見文獻[31]。

圖4 羊拉銅礦床3 225 m中段F4斷裂地球化學(xué)剖面圖Fig.4 Geochemical profile of F4 fault in 3 225 m level tunnel，Yangla copper deposit

表1 羊拉銅礦床3 225 m中段F4斷裂帶內(nèi)元素含量Table 1 Element contents(×10-6)of F4 fault in the 3225 m level tunnel，Yangla copper deposit /10-6

根據(jù)各元素在剖面上的變化規(guī)律，可以得出，靠近F4斷裂與圍巖接觸處的灰白色構(gòu)造碎粒巖帶、灰白-黃褐色構(gòu)造碎粒巖及斷層泥帶中，成礦元素較富集，具有明顯的高異常(圖4)，Cu：(82～123)×10-6、Pb：(40～58)×10-6、Zn：(74～467)×10-6；其次為F4斷裂內(nèi)的灰白色構(gòu)造碎粉巖-碎粒巖帶，Cu：(11～28)×10-6、Pb：(20～29)×10-6、Zn：(40～51)×10-6；灰白色弱黃鐵礦化粗晶大理巖帶內(nèi)元素含量最少，Cu為6.9×10-6、Pb為10×10-6、Zn為16×10-6。分析結(jié)果顯示，F(xiàn)4斷裂帶及斷裂內(nèi)部的成礦元素顯著富集，遠離F4斷裂的圍巖中，成礦元素含量明顯降低，說明F4斷裂與成礦關(guān)系密切。

強褐鐵礦化粗晶大理巖帶內(nèi)的NE向斷裂附近也明顯富集成礦元素，Cu：(262～283)×10-6；Pb：(27～68)×10-6；Zn：(178～202)×10-6。成礦元素含量比F4斷裂內(nèi)更高。NE向次級斷裂與F4斷裂具有聯(lián)通性，且規(guī)模較小、封閉性較好，可為含礦熱液提供運移和沉淀空間，是主要的容礦構(gòu)造。

W、Bi、Mo等高溫元素變化規(guī)律與Cu、Pb、Zn等成礦元素變化具有相似性，均受斷裂控制(圖4)。由F4斷裂附近的C8樣品向NE向斷裂中的C9、C10樣品，W、Bi、Mo等高溫元素下降明顯，Cu、Pb、Zn等成礦元素有上升趨勢。

稀土元素變化規(guī)律與Cu、Pb、Zn等成礦元素變化具有相似性，F(xiàn)4斷裂稀土總量(89.7～139.0)×10-6，明顯高于圍巖的稀土含量總數(shù)(17.6～21.2)×10-6，高于旁側(cè)次級斷裂內(nèi)的稀土總量(28.4～33.8)×10-6。F4斷裂內(nèi)輕稀土(LREE)含量(66.4～100.2)×10-6，重稀土(LREE)含量(25.6～38.8)×10-6，F(xiàn)4斷裂輕重稀土分異明顯。而圍巖內(nèi)輕稀土(LREE)含量(5.4～9.7)×10-6，重稀土(LREE)含量(11.6～12.2)×10-6。旁側(cè)次級斷裂內(nèi)輕稀土(LREE)含量(15.3～19.8)×10-6，重稀土(LREE)含量(13.1～14.0)×10-6。輕重稀土分異相對較弱，也反映了F4斷裂的熱液活動。

綜上所述，成礦元素含量主要受斷裂控制，F(xiàn)4斷裂以及NE向次級斷裂為導(dǎo)礦、容礦構(gòu)造，均顯著富集成礦元素。

3.3 F4斷裂控礦規(guī)律

F4斷裂為多期活動性的復(fù)合斷裂，早期為壓扭性逆斷層，晚期為右行張性正斷層。F4斷裂帶內(nèi)的矽卡巖礦體，在礦石特征、礦物成分及結(jié)構(gòu)構(gòu)造等方面，與里農(nóng)礦段的矽卡巖型礦體均一致，推測原為同一礦體。后期F4斷裂活動造成了礦體的現(xiàn)今空間定位，因而F4斷裂明顯為成礦后的破礦構(gòu)造。同時，多個坑道亦揭露到F4斷裂內(nèi)的細脈狀金屬硫化物和方解石脈，顯著區(qū)別于矽卡巖型礦體，推測為F4斷裂活動時帶來的少量熱液流體形成。因此F4斷裂本身也是導(dǎo)礦構(gòu)造和容礦構(gòu)造。

4 結(jié)論

F4斷裂自東向西縱貫羊拉礦區(qū)，經(jīng)歷了多期活動，早期為壓扭性逆斷層，晚期為右行張性正斷層。就矽卡巖型礦體而言，F(xiàn)4斷裂明顯為成礦后的破礦構(gòu)造；就構(gòu)造熱液型礦體而言，F(xiàn)4斷裂則為導(dǎo)礦構(gòu)造和容礦構(gòu)造。

F4斷裂帶明顯可劃分為灰白色弱黃鐵礦化粗晶大理巖帶、灰白色構(gòu)造碎粒巖帶、灰白色構(gòu)造碎粉巖-碎粒巖帶、灰白-黃褐色構(gòu)造碎粒巖及斷層泥帶、強褐鐵礦化粗晶大理巖帶等5個巖性-蝕變帶，其中灰白色構(gòu)造碎粒巖帶、灰白-黃褐色構(gòu)造碎粒巖及斷層泥帶以及強褐鐵礦化粗晶大理巖帶內(nèi)成礦元素含量較高，而灰白色構(gòu)造碎粉巖-碎粒巖帶內(nèi)元素含量略低，但高于灰白色弱黃鐵礦化粗晶大理巖帶。成礦元素含量主要受構(gòu)造控制，F(xiàn)4斷裂上、下裂面以及NE向?qū)娱g斷裂均富集成礦元素。