马关县铜厂坡铜多金属矿矿床成因

樊 灏，陈国荣，马 杰

(云南伟力达地球物理勘测有限公司，云南 昆明 650000)

矿区位于马关县城45°方向，平距14.3km，是一个以铜为主富含铅锌、锡、钼的多金属矿床。该矿床虽位于著名的老君山锡多金属成矿带上，但矿床特征及成因却有所不同，具有一定的研究价值。

1 矿区地质

1.1 地 层

矿区主要出露中寒武统田蓬组(∈2t)地层，按其出露的岩性特征，将田蓬组划分为两个岩性段：

田蓬组上段：分布于矿区大部地段。其岩性为大理岩化白云质灰岩，灰—青灰—灰绿色，细粒状变晶结构，中厚层状—块状构造。岩石矿物成分纯净，由方解石组成，细晶方解石结晶呈半自形—自形粒状相互镶嵌，受后期片理化作用，晶粒大部分呈定向分布；褐(磁)铁矿呈星点状分布于方解石晶粒间；岩石为受热热液作用由灰岩结晶而成；沿后期裂隙见细晶方解石脉贯入岩石中。局部夹薄层的白云母片岩、石英云母片岩、绢云母石英片岩、绿泥石石英片岩等片岩类，细粒鳞片变晶结构，片状构造，片理、线理发育，均具小条柱之中的细小鳞片状特征，在断层附近沿片理有金属矿物质侵染贯入；厚度145m，为矿区的赋矿层位。

田蓬组下段：分布于矿区北西部，其岩性为：深灰色—褐灰色—灰黑色，细粒鳞片变晶结构，片状构造，主要有石英二云片岩、绿泥石片岩、绢云石英片岩、二云斜长片岩。局部夹透镜体的青灰色、薄层—中厚层状大理岩化灰岩，厚度大于168m，未见底。

1.2 构 造

矿区位于文(山)—麻(栗坡)深大断裂西侧老君山花岗岩复式穹隆构造北西段。地层、岩浆岩均呈东西向延伸，具北东向南东弯曲缓倾斜的单斜构造。区内断裂、褶皱发育，主要以北西向断裂和近东西向的次级断裂为主。

褶曲：中寒武统田彭组片岩夹大理岩化白云质灰岩经多期构造运动作用，遭受到不同构造应力方向的挤压反复褶曲并伴有冲断层等现象，在矿区的构造层结构面或片理走向具波状变化现象，沿倾向则表现出挠曲此起彼伏，片理产状较为紊乱，但轴向均呈北西西向或北西方向伸展。

断层：断裂较为发育，多期次构造的痕迹明显，而矿体主要赋存于走向北西向成矿期断裂组中，沿层间破碎带、片理及裂隙贯入形成细小矿脉也较为常见。成矿期后又发生一组断裂，对矿体产生断错。

(1)成矿期断裂组

A、F2、F3

该组断裂呈北西走向290°～325°，倾角60°～74°，长度600m～1300m，断距20m～50m不等，破碎带宽窄不均(15m～30m)，同期构造应力作用下形成了一系列锐角<25°的右旋次级旁侧构造，其走向多在320°～350°之间，是矿区矿物质运移的通道及部分矿体赋存部位。破碎带中主要为构造角砾岩、碎裂岩、糜棱岩，基质均发生了重结晶作用，其蚀变作用(硅化、碳酸盐化)形成的石英、方解石细脉多呈柔肠状构造且凌乱，反映了先张后扭之特征。

图1 矿区地质简图

B、层间滑移断裂组

该组断裂总体呈北西走向306°～334°，倾向36°～44°，倾角21°～45°。该组断裂破碎带为矿区主要矿体的赋存部位，破碎带宽窄不均(3m～15m)，控制了不同矿体的形态。

C、 F1剥离断裂

分布于矿区东侧，走向北北东，倾向北西西，倾角60°～75°，上盘为盖层田蓬组(∈2t)地层，下盘为结晶基底晚元古代的南捞片麻状花岗岩。形成时期应在早燕山期，矿体分布于该断裂的西侧。

(2)成矿期后构造断裂组(F5、F6、F7)

该组断裂为平移断裂，走向方位330°～350°，倾角近于陡立75°～85°，分别斜切错断F2、F3断裂，错距60m ～120m，破碎带狭窄(宽1m～3m)，并破坏了矿体的连续性。该组断裂长200m～600m不等，系局部右旋平移断裂。

1.3 岩浆岩

矿区内广泛分布着石英岩岩脉，岩脉呈北西—南东向延伸的分布，脉长60m～200m，脉宽1m～4m不等，为乳白色、白色微晶—细晶结构，见绢云母等矿物。为燕山期中酸性残余岩浆及期后气成热液沿构造裂隙贯入，形成石英岩、石英脉，表现为岩石中次生石英增多，产出形态为粒状集合体或团块状，不均匀状分布于基质中，部分交代长石，大量贯入时呈脉状，不规则交切岩石，边界规则清楚，脉宽1～3mm，由它形不等细粒石英组成，粒间含黄铁矿，黄铁矿为硅化作用所形成。

岩浆岩侵入大致分为两个阶段，早期侵入形成以微晶、细晶石英为特征的岩体，与铜多金属矿化最为密切，硅化强的地段，多金属矿物较富集。在岩脉发育的构造裂隙中可见有矿化体及矿体出现，表现为多次充填交代作用行成。

晚期侵入主要形成粗晶石英为特征，与铜多金属矿化无关。

1.4 变质作用

(1)区域变质作用

矿区的区域性变质作用具有多期性，主要为华力西期、印支期、燕山期区域动力热流变质作用，中寒武统地层普遍形成片岩、大理岩化白云质灰岩、细晶大理岩、片麻状花岗岩等变质岩石。

(2)动力变质作用

沿F2、F3、F4断层线型分布构造角砾岩、碎裂岩、糜棱岩等，基质均发生了重结晶作用，物质成分复杂，其硅化、碳酸盐化形成交变石英，石英、方解石细脉多呈柔肠状，局部呈团斑状构造，反映了多期活动之特点。

(3)热液交代变质作用

受燕山晚期黑云母花岗岩、二云母花岗岩的影响，在中寒武统田蓬组(∈2t2)上段与大理岩化白云质灰岩沿断裂、裂隙、片理发生热液交代变质作用，岩石常具黄铁矿化、大理岩化、云英岩化、绿泥石化、绢云母化、矿化等。

2 矿床(体)地质特征

2.1 矿体与构造特征

铜厂坡矿区内共圈定3个矿体群，这些矿体均以似层状、脉状、囊状、透镜状等不规则形态产出于北西向断裂组(F2、F3、F4)破碎带及其次级断裂、密集裂隙、叠瓦式隐伏层间破碎带中，总体表现为叠瓦式隐伏、复脉状式工业矿体群(图2)。

其中F2断裂上盘大理岩化白云质灰岩夹绢云石英片岩、绿泥石片岩及二云石英片岩中的层间滑移断裂破碎带、裂隙中赋存有矿体群。其余矿体群均赋存于F3的上盘、F2下盘的大理岩化白云质灰岩夹绢云石英片岩、绿泥石片岩及二云石英片岩中的层间滑移断裂破碎带、裂隙中。

矿体顶、底板均为片理化的大理岩化白云质灰岩夹片岩，并具破碎带之破碎岩—准糜棱岩的特征。矿体中见有夹石，有用矿物质呈侵染状分布于碎裂岩化交变(硅化)石英岩中构成矿体。矿体与围岩界线为渐变关系，且蚀变强烈，以硅化、碳酸盐化为主。围岩的岩石破碎，蚀变特征明显，主要为碳酸岩化、硅化、黄铁矿化、绢云母化、绿泥石化。夹石的特征与围岩相同。亦有少量的矿物质沿变质围岩的层理侵染贯入，但不构成具有工业价值的矿脉。铜厂坡铜多金属矿含矿母岩为大理岩化白云质灰岩夹绢云母石英片岩，产于黄铁云英岩化带的构造角砾岩、碎裂岩、糜棱岩中。

矿区矿化范围走向延伸长达860m，倾向延深516m，面积近0.295km2。矿化强弱与岩石节理、裂隙次级断裂发育程度围岩蚀变的硅化、绿泥石化、萤石化、碳酸盐化、黄铁矿化强度成正相关，当节理、裂隙次级断裂发育时，铜多金属矿物呈致密块状、团斑状、条带状、浸染状复脉式产出。

图2 勘查剖面及矿体特征示意图

2.2 矿石质量特征

主要的矿石矿物为：孔雀石、兰铜矿、辉铜矿、黄铜矿、方黄铜矿、闪锌矿、方铅矿、白钨矿等。脉石矿物主要有：石英、绿泥石、白云母、萤石、褐铁矿、黄铁矿、磁黄铁矿、磁铁矿、毒砂等。

在通过岩矿鉴定，对矿床成矿期、成矿阶段、矿物生成顺序进行了研究分析(见表1)。矿床形成时期大致可分为：热液成矿期(燕山晚期)和表生氧化期。

热液成矿期：(1)氧化物阶段(形成磁铁矿—白钨矿—石英—白云母组合，系高温热液矿物组合)；(2)硫化物—石英阶段(形成黄铁矿—磁黄铁矿—方黄铜矿—黄铜矿—辉铜矿—绿泥石—石英组合，系中温热液矿物组合)；(3)硫化物—碳酸酸盐岩阶段(形成绿泥石—石英—萤石—闪锌矿—方铅矿组合，系中低温热液矿物组合；(4)中、粗晶方解石—粗晶石英组合，系低温热液矿物组合)。表生氧化成矿期形成了孔雀石—蓝铜矿—褐铁矿—绿泥石—白云母—石英组合。

矿石的造岩组分主要为SiO2、Fe2O3、CaO、MgO 、Al2O3；其中以SiO2、Fe2O3含量较高。有用金属元素以铜铅锌(钨)为主，伴生银、钼。有用共生元素为：Cu含量0.32ω%～9.73ω%，平均2.02ω%；Pb含量1.02ω%～22.56ω%，平均4.44ω%；Zn含量0.84ω%～20.45ω%，平均5.30ω%；Ag含量6.38～92.64 g/t、平均37.24 g/t。WO30.048ω%～1.677ω%、平均0.419ω%；Mo 0.024ω%～0.522ω% 、平均0.153ω%。

表1 矿床成矿期、成矿阶段、矿物生成顺序表

续 表

2.3 矿体围岩及夹石

矿体顶、底板均为片理化的大理岩化白云质灰岩夹片岩，并具破碎带之破碎岩—准糜棱岩的特征。矿体中见有夹石，有用矿物质呈侵染状分布于碎裂岩化交变(硅化)石英岩中构成矿体。矿体与围岩界线为渐变关系，且蚀变强烈，以硅化、碳酸盐化为主。围岩的岩石破碎，蚀变特征明显，主要为碳酸岩化、硅化、黄铁矿化、绢云母化、绿泥石化。夹石的特征与围岩相同。

2.4 围岩蚀变

矿区岩石蚀变强烈。主要蚀变有硅化、绿泥石化、萤石化、碳酸盐化、绢云母化、黄铁矿化、褐铁矿化、硫化物化等。

3 矿床成因的初步认识

矿床的产出与围岩岩性、构造、岩浆活动等关系密切。中寒武统田蓬组上段的大理岩化白云质灰岩夹片岩为赋矿层位。矿区的断裂、节理、裂隙、片理发育，F2、F3、F4、层间滑移断裂是矿区主要导矿容矿构造。燕山晚期的中酸性岩体及其期后热液富含有用组分及其成矿所需热源。

矿区的成矿规律、控矿因素、矿体地质特征反映出以下方面的特点：

(1)矿源：具有较深部矿源(燕山期中酸性岩体)和较浅部矿源(中寒武统田蓬组上段的大理岩化白云质灰岩夹云母石英片岩，其Cu、Pb、Zn、Ag、W、Mo背景值较高)。

(2)转移与集中：多期、多阶段岩浆活动中，含矿热液经过不断的萃取围岩中有用组分，沿断裂、节理、裂隙、片理等构造运移，含矿热液有用组分富集达到过饱和状态，并在容矿空间的物理—化学环境下沉淀成矿。

(3)保存条件：含矿气液从残余岩浆中分离，随温度降低转为含矿热液，成矿于碳酸盐化、绿泥石化交代(硅化)的热液硫化物阶段，出现于岩体顶部突起部位，尤其是岩枝、岩舌等与围岩—碳酸盐岩更为广泛接触的地带，尤以其上不远处沿断层—层间破碎带发育的碳酸盐化、绿泥石化交代、(硅化)石英碎裂岩中。隐伏岩体或剥蚀不深的岩体的存在与影响是主要的保存条件。

矿床经历了热液成矿期和表生氧化期，呈多期次、多方式交叠成矿，在沉积，变质、岩浆岩侵入及构造热液流动的各项地质活动中，不断叠加富集，再经后期的氧化作用，形成了铜厂坡铜多金属矿床。

通过上述分析，初步认为：铜厂坡铜多金属矿的矿床成因类型以热液重填交代型铜铅锌矿为主，次为外接触交代型磁铁矿—白钨矿。应属似矽卡岩型铜多金属矿床。

参 考 文 献

[1]云南省地质局第二区测大队.1∶20万马关幅区域地质、矿产调查报告[R].1976.

[2]马关县海丰采选厂.云南省马关县马白镇铜厂坡铜矿点地质简测说明书[R].2000.

[3]文山地矿工程勘察有限公司.云南省马关县马白镇铜厂坡铜矿资源储量核实报告[R].2006.

[4]云南省地质矿产局.云南省区域矿产总结[R].1993.

[5]云南地矿局第二地质大队.1∶5万八寨、马关幅区调报告[R].2001.

[6]云南地矿局区域地质调查大队.1∶5万都龙幅区调报告[R].1999.