滇中砂岩铜矿伴生银的赋存状态及富集规律初探

董云侠，贾洪波，颜世凯

吉林省第二地质调查所，吉林 吉林市 132013

0 引言

本区位于特提斯—喜马拉雅与滨太平洋两大全球巨型构造域结合部位，扬子准地台西南缘，成矿条件极好，各类矿产资源十分丰富。本文 探讨滇中砂岩铜矿伴生银的特征，为矿床开发提供依据。

1 矿区地质简介

滇中砂岩铜矿矿床与构造关系密切、南北向复式褶皱构造（特别是穹隆背斜）与矿床关系密切，后期断裂构造(尤其是近东西向断裂)与铜及伴生银的后期富集关系密切。

滇中裂谷盆地，面积约29 000多平方公里，基底为前震旦纪结晶杂岩，中生代以后，为内陆河湖交互相的砂泥岩沉积，形成一套陆相红色含铜砂岩建造。

1.1 地层

1.1 上白垩统

江底河组K2j：红色，灰绿色泥岩夹粉砂岩透镜体，含石膏，厚度800 m左右。

马头山组大村段K2md；上部灰绿色钙质泥岩，下部底砾岩—砂岩—钙质泥岩或炭质页岩，是主要含矿层，厚30～50 m。

六苴段K2ll：上部红色砂质泥岩夹粉砂岩和细砂岩扁豆体，局部灰色，厚约80 m。下部红色、灰色中—细粒砂岩。中部含砾石及砾岩透镜体，系主要的含矿层，厚30～50 m。

1.2 下白垩统

普昌河组k1p:红色，暗紫红色砂质泥岩夹粉砂岩及细砂岩扁豆体，厚200～1 000 m。

高峰寺组凹地苴段(K1w)：上部红色砂岩、粉砂岩、泥岩。下部红色—灰色中粗粒砂岩，含薄层砾岩或砾岩透镜体，夹少量薄层泥岩，是主要的含矿层，厚约30～60 m。

者那么段(K1z)：红色砂质泥岩夹灰绿色细砂岩，粉砂岩透镜体，厚约300 m。

美宜坡段(K1m)：红色粉砂岩及砂质泥岩，下部粗—细砂岩，局部黑灰色，含矿，厚20～100 m。

1.3 侏罗系

妥甸组(J3t)：上部紫色、灰绿色泥岩。下部红色泥岩夹少量细砂岩、泥灰岩，厚200～1 100 m。

蛇甸组(J3s)：紫红色细砂岩，由下至上，粒度由细至粗，中部夹泥岩，厚度450～1 793 m。

张河组(J2z)：上部紫红色泥岩夹少量砂岩，下部为成分复杂的砂岩，厚度>1 000 m。

冯党河组(J1f)：紫色泥岩夹粉砂岩，厚度300～1 600 m。

滇中红色盆地分布着矿点近三百处(图1)，矿床明显受层位控制。据主要铜矿床统计，产于白垩系马头山组地层中的铜，品位1.01%～1.83%，储量占全区总储量的86.5%。伴生银品位(16～44)×10-6占93.6%；产于高峰寺组地层中的铜，品位1.11%，储量占13.5%，伴生银品位14.5×10-6，储量占6.4%。

1.2 矿床特征

储矿岩石以含砾中—细粒砂岩为主。铜矿体产于紫色岩石与浅色岩石交互部位的浅色层一边。

矿床具明显的水平(垂直)矿物分带，即：由紫色、浅色岩石，矿物由辉铜矿、斑铜矿、黄铜矿方铅矿、黄铁矿。

矿床与构造关系密切、褶皱构造（特别是穹隆背斜）与矿床规模有关，后期断裂构造(尤其是近东西向断裂)与铜及伴生银的后期富化有关。

2 矿石物质组分和伴生银的赋存状态

2.1 矿石物质组分

矿石物质组分见表1。

矿石的矿物成分比较简单，铜矿物有辉铜矿、蓝辉铜矿、铜蓝、斑铜矿、黝铜矿、孔雀石、蓝铜矿、黑铜矿及微量自然铜、赤铜矿等。

其它金属硫化矿物有方铝矿、闪锌矿、黄铁矿、白铁矿及微量毒砂等。氧化矿物有赤铁矿、褐铁矿。银矿物有辉银矿、自然银、硫铜银矿—硫砷铜银矿等。

主要矿物特征如下：

辉铜矿：是最重要的铜矿物，按生成顺序明显地可划分为两期：I期为原生辉铜矿，呈散点状充填在陆源碎屑粒间，或沿砂与粉砂、泥质层理接触处断续分布，组成条带矿石。局部见交代胶结物，粒度一般0.005～0.17 mm，计算矿物分子式为Cu2S。Ⅱ期为后生辉铜矿(或称含银辉铜矿)，他形粒状，多数呈斑块状分布在砂岩裂隙或长石碳酸盐石英脉及石英脉中。局部沿矿体底板聚集成块状。这期辉铜矿是由辉铜矿-低辉铜矿-蓝辉铜矿-留色铜蓝等-系列矿物组成的集合体。

斑铜矿：原生斑铜矿呈他形粒状，嵌布在陆源碎屑粒间，常被辉铜矿交代，粒度0.007～0.3 mm，一般0.01～0.12 mm。后期斑铜矿多与Ⅱ期辉铜矿呈固溶体连生，粒度0.03～2 mm，一般0.1～0.5 mm。

黄铜矿：早期形成的黄铜矿呈他形粒状，嵌布在陆源碎屑粒间，部份交代黄铁矿。后期黄铜矿呈脉状，局部穿插辉铜矿、斑铜矿、粒度0.022～0.008 mm。

黄铁矿：散点浸染状，其晶体形态具有明显分带性，从铜矿体到浅色砂岩，依次为五角十二面体，八面体 立方体 雏晶、草莓状及结核状等形态，粒度0.002～0.004 mm。

白铁矿：自形板状，分布在浅色无矿砂岩中，粒度0.002～0.04 mm。

方铅矿：他形粒状为主，次为立方体，主要分布在方解石石英脉中，粒度0.001～0.19 mm。

2.2 伴生银的赋存状态

经镜下鉴定，能谱分析，扫描电镜分析等确认，矿石中的银呈两种状态存在：一是呈类质同象(或银的次显微晶粒)分布在铁铜硫化矿物中这是主要的。

另一类呈银的独立矿物形式产出。银的独立矿物有自然银、辉银矿、硫铜银矿、硫砷铜银矿及少量含银胶体矿物。

自然银：他形粒状、乳滴状分布在陆源碎屑与胶结物接触处，或赋存于辉铜矿、方铅矿、赤铁矿中。偶见串珠状细脉，粒度0.001～0.006 mm。。

辉银矿：在辉铜矿中呈乳滴状产出，粒度0.001～0.004 mm。

硫铜银矿：仅见于Ⅱ期辉铜矿中，呈包体产出，极少数为叶片状连晶，粒度小于0.005 mm。。

硫砷铜银矿：主要与黄铜矿、黝铜矿共生，粒度小于0.005 mm。

各主要载体矿物中的银质量分数如表2。

据显微镜鉴定，单矿物化学分析、扫描电镜分析等，综合计算不同矿石或矿物中呈类质同象(或次显微粒状)状态存在的银及呈矿物状态存在的银质量分数配分比如表2。配分结果表明： I期辉铜矿矿石(相当铜矿床辉铜矿带)中的银，基本呈类质同象存在于辉铜矿中(含少量银矿物微粒包体)；Ⅱ期辉铜矿及矿床混合矿带铜矿石中的银，80%以上呈类质同象或微粒矿物包体存在于铜辉矿、斑铜矿、黄铜矿中。以上两类矿石，在选矿工艺过程中，银主要进入铜精矿，有利于综合回收利用；氧化矿石，石英脉及断层带中的银，78%以上呈银的独立矿物存在，但一般品位较高，应注意回收利用。

表 1 矿石化学成分表Table 1 Ores chemical compositions×10-6

表 2 矿石中类质同象银与矿物状态银质量分数配分表Table 2 Average content of main carrier mineral silver×10-6

3 伴生银富集规律

（1）滇中砂岩铜矿普遍伴生银。所有铁铜硫化物中均含银，其中以Ⅱ期辉铜矿含银最高、斑铜矿、黄铜矿次之。因沉积矿床中铜银有相同的地球化学性质，即在低温条件下，由于Eh-pH值的变化及氯化络合物的作用，在氧化环境中迁出，在还原环境中集中,使银、铜一起富集。

当伴生银品位小于50×10-6，银质量分数的高低主要受浅紫交互矿物分带的控制，紫色无矿带含银小于18×10-6，以原生辉铜矿为主的辉铜矿带，银质量分数一般小于10 ×10-6， 矿带铜银相关系数计算结果：铜平均品位1.502%，银平均品位4.6×10-6，相关系数0.366，Cu:Ag=3 000:l。混合矿带银的载体矿物复杂，含银较高的Ⅱ期辉铜矿、斑铜矿、黄铜矿都在此带中出现，故含银量一般为（20～40）×10-6，该矿带铜银相关系数计算结果：铜平均品位1.11%，银平均品位30.2 ×10-6，相关系数0.722，Cu:Ag=368:1。黄铜矿黄铁矿带，银载体矿物有黄铜矿、黄铁矿，银质量分数一般为10×10-6左右，高者可达20×10-6黄铁矿带含银（1～ 4）×10-6。

（2）伴生银品位大于50×10-6及100×10-6的富银矿段或单银矿体，受三个条件的综合控制。

第一是主要受后期构造控制，特别是近东西向（包括大于N60°E、N60°W及正EW)断层(表3)。郝家河矿床构造与铜银关系计结果：近东西向构造含银量高，铜银比例降低，反映了银的富集与构造密切相关。

六苴矿床，近东西向构造，呈120～150 m等间距分布，控制了富银矿体的展布。断层破碎带为银的转移提供了通道和富集空间(图2)。

第二是富矿部位无一例外地含有大量的硫化物石英脉，碳酸盐石英脉。

第三是受矿物分带的控制。混合矿带或黄铜矿黄铁矿带及其接触部位富含银。

（3）铜矿体下部一般比上部富银，如郝家河矿床1 600中段的矿体底板出现了1～5 cm厚度的块状富矿，含银为1 000×10-6以上。

4 结论

（1）滇中砂岩铜矿床普遍伴生银，品位一般大于10×10-6，最高44×10-6，储量达大型规模，推算铜银储量之比为400:l。

（2）伴生银主要呈类质同象赋存于铁铜硫化物及方铅矿中，占总银储量80%以上，有利于选矿回收。

（3）高品位的富银矿段或单银矿体，一般受三个条件控制，①构造发育，特别是近东西向断裂破碎带，②混合矿带与黄铜矿黄铁矿带，载体矿物多而种类复杂；③石英脉等后生脉体发育。今后应进一步开展铜矿床中富银部位和单银矿体找寻工作，特别是那些目前尚未被开采利用的矿床、矿点，这样才有可能达到“一矿变两矿”，“死矿变活矿”的目的。

表 3 郝家河矿床构造与铜银关系统计表Table 3 The relationship between structure of Haojiahe deposit and copper-silver

图 2 六苴铜矿银成矿规律图Fig.2 The silver metallogenic regularities of Liuju copper mine1.地表地层界线；2.矿体地表露头；3.浅色与紫色砂岩分界线；4.矿物分带线；5.辉钼矿斑铜矿带；6.黄铜矿黄铁矿带；7.黄铁矿带；8.辉铜矿带；9.断层线及产状；10.剖面位置；11.100×10-6银圈定范围；12.50×10-6银圈定范围

（4）有关银的富集规律及铜银关系，可作为重要的找矿标志。

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