滇南勐腊南坡铜矿床地质特征及找矿方向

赵泽源 坚润堂 邹国富 范柱国

(1.昆明理工大学国土资源工程学院，云南 昆明 650093；2.中国有色金属工业昆明勘察设计研究院，云南 昆明 650051)

·地质与测量·

滇南勐腊南坡铜矿床地质特征及找矿方向

赵泽源1坚润堂2邹国富2范柱国1

(1.昆明理工大学国土资源工程学院，云南 昆明 650093；2.中国有色金属工业昆明勘察设计研究院，云南 昆明 650051)

成矿地质条件 成矿物质来源 成矿规律 矿床成因 控矿因素 找矿远景 找矿靶区

南坡铜矿位于云南省西双版纳傣族自治州勐腊县东南部，距老挝10 km，是位于三江成矿带上兰坪—思茅盆地内典型的砂岩型铜矿[1-2]。自20世纪60年代开展地质勘探工作以来，先后在区内进行了 1∶10万和1∶20万的地质测量工作，并由西南有色地质勘查局309队对该区进行了以铜为主的矿产资源调查，目前已核实矿区保有经济基础储量(2M21)铜矿石量66 086 t，金属量539 t。吕晓宏等[3]通过分析南坡铜矿床成矿条件，认为该矿床是在原生沉积铜矿的基础上经地下水作用次生富集作用而成；范昆琨等[4]通过研究成矿物质来源，提出南坡铜矿床为典型的沉积—成岩—改造成因的砂岩型铜矿床；此外，部分学者[5-6]则通过分析矿床地质特征，认为南坡铜矿化受地层、构造及蚀变的控制。据此可知，尽管学者们对南坡铜矿床进行了大量研究，但并未对矿床成因等进行系统、深入的剖析。本研究通过对矿区地层、构造、岩性等进行分析，结合稳定同位素研究成果及物化探异常特征，探讨南坡铜矿的控矿因素、矿床成因及找矿潜力，为矿区后续地质找矿工作提供依据。

1 成矿地质背景

南坡铜矿床位于滇藏地槽褶皱系横断山地槽的兰坪—思茅富凹陷盆地的最南端，大地构造位置上隶属于兰坪—思茅褶皱系中景谷—勐腊褶皱束的南部，夹持于澜沧断裂带与金沙江—哀牢山断裂带之间，成矿带属于思茅—新山铜、铅、锌成矿带南段。区内主要出露中、新生界地层，仅在兰坪—思茅盆地边缘出露古生界。兰坪—思茅地区内褶皱构造十分发育，褶皱轴向稳定，多呈近SN向展布，背、向斜相间排列，多为正常褶皱，偶在断裂附近见倒转褶皱[7-9]。区内断裂构造异常发育，可追索的深大断裂有红河断裂、哀牢山断裂、阿墨江—李仙江断裂、澜沧江断裂及盆地中轴断裂等，其次发育酒房、凤山—普文、白莽山—大冲等大断裂，该类断裂规模和密度较大、切割深，对区内成矿有重要的控制作用。此外，区内岩浆活动剧烈，对早期沉积型层状矿床的叠加和改造有重要意义，形成了铅锌、铜、银、金等多个矿床(点)组成的重要铜多金属成矿区[10]。

2 矿床地质特征

2.1 矿区地层

矿区主要出露地层为中生界白垩系上统曼宽河组(K2m)、下第三系古新统勐野井组(E1m)及第四系(Q)，其中第四系(Q)地层风化强烈，形成较厚的残积、坡积层，广泛分布于南坡河两岸阶地。勐野井组(E1m)主要分布于矿区北西侧及北侧一带，岩性为一套紫红色中—厚层状钙质泥岩、泥质粉砂岩，夹厚层状长石砂岩，局部发育少量薄层状石膏，与下覆地层曼宽河组(K2m)呈断层接触，总体上勐野井组(E1m)地层相对下降。曼宽河组(K2m)广泛分布于南坡河两岸，贯穿整个矿区，按其岩性组合可分为：①曼宽河组第一段(K2m1)，为一套紫红色条带状-中层状泥质粉砂岩、粉砂质泥岩与灰紫色中层状长石石英细砂岩互层，中上部夹长石石英砂岩，层位较稳定，厚度大于950 m；②曼宽河组第二段(K2m2)，是矿区内最主要的含矿层，主要为中—厚层状浅紫色长石石英砂岩夹条带状-中层状紫红色泥质粉砂岩，该段为Ⅲ#、Ⅳ#、Ⅴ#矿体的产出层位，分别对应Ⅲ#、Ⅳ#、Ⅴ#等3个含矿层，顶板为Ⅲ#含矿层顶部边界，底板为Ⅴ#含矿层底部边界，总厚度约170 m；③曼宽河组第三段(K2m3)，为一套紫红色薄—中层状含钙质泥质粉沙岩夹浅灰紫色中—厚层状细粒长石石英砂岩，砂岩中常见紫红色泥质岩屑，受断裂构造影响，区内出露不完整，厚度大于200 m。

2.2 矿区构造

矿区位于SN走向的金厂河—尚勇背斜东南端，该背斜总体走向为NW10°，由2个走向大体一致的脊形背斜组成，北起金厂河，南至尚勇。南坡铜矿处于该背斜一侧，为单斜构造，受多条SN，NW向构造错断，呈断块状产出。地层在矿区发生转折，呈弧形展布，在矿区内地层走向一般为N(30°～50°)，倾向NW，倾角50°～70°，在矿区北延区块的交接部位地层发生转折，走向一般为N(50°～70°)，倾向NW，倾角40°～60°。

矿区内断裂构造极其发育，可分为NE，NW，近EW，SN向4组，其中近EW，SN向断裂为矿区内主要断裂构造，NE，NW向断裂为次级断裂构造。①NE向断裂组，错断主要含矿层(K2m2)，但错距总体不大，对矿体的破坏性较小，为成矿后构造，主要包括Fn0、Fn01、Fn5、F2、F5等断层。该组断裂主要经历了2期构造活动：早期是由南坡—茅草山背斜褶皱挤压形成的平移断层，总体错距不大，多穿切矿体；晚期则是由褶皱后期应力释放形成的张性正断层，断距规模较大。②NW向断裂组，主要发育Fn3、F3、F7、F8等断层，其中Fn3断层规模最大，为成矿后构造，与铜矿(化)体的空间产出位置关系密切，其下盘为富厚铜矿体(V#)的主要赋存位置，靠近断层处矿体变富(厚)的趋势明显，随着与断裂距离的增大而厚度变薄、品位降低，充分说明Fn3断层对矿体具有改造叠加作用。近EW，SN向断裂在区内发育较多，但规模较小，多为成矿后构造，常穿切、错断矿体。

2.3 矿体特征

南坡铜矿Ⅲ#、Ⅳ#、Ⅴ#矿体严格受层位、岩性控制，分别产出于上白垩统曼宽河组第二段(K2m2)顶部、中部、下部。矿体走向NE(20°～70°)，倾向NW，倾角40°～70°，总体产状与地层一致；赋存标高825～500 m，控制深度约385 m；Cu品位0.44%～1.05%，厚2.5～4.35 m。矿体与围岩界线清楚，矿体顶板为浅灰白色含铜砂岩，顶板为紫红色石英砂岩、泥质粉砂岩，底板则为紫红色钙质、粉砂质泥岩。矿体形态简单，主要呈层状、似层状、透镜状产出，由于受断裂构造的影响，常呈断续状产出。

2.4 矿石组构特征

南坡铜矿床矿石构造简单，发育典型沉积型矿石构造：①纹层-条带状构造，可见微细粒的辉铜矿密集分布于0.5～1.0 mm宽的细小条纹(带)中，多集中于浅色岩屑石英砂岩的顺层劈理中；②侵染状构造，有微细粒—细粒的辉铜矿、黄铜矿呈星点状分布于砂岩中，为矿区内最普遍的矿石构造；③脉状构造，为后期成矿的典型构造，可见孔雀石、兰铜矿等呈填隙状分布于砂屑中，与岩石片理化关系密切；④块状构造，由辉铜矿、黄铜矿和黄铁矿呈团块状构成，为高品位富矿构造，是构造活动对原矿石进行改造富集的证据。

南坡铜矿床矿石结构简单，以粒状结构、填隙结构及交代结构为主。粒状结构出现于成岩后生阶段，填隙结构为矿床内最典型的矿石结构，由辉铜矿、蓝铜矿和孔雀石等呈微细脉沿层间劈理面充填，构成上述的纹层-条带状构造，局部空间较大的劈理面形成辉铜矿透镜体，该结构由后期构造-热液活动叠加改造形成，偶见内部解理结构和包含结构。

3 成矿物质来源

3.1 S同位素

对6件辉铜矿样品中的S同位素[11]进行了测定，认为南坡铜矿床的硫化物以亏损重硫为特征：辉铜矿δ34S值为-36.8‰ ～ -14.8‰，平均为-25.83‰，总体上表现出轻S同位素富集的特征，其S同位素组成明显区别于幔源硫(δ34S值约0‰)和硫酸盐硫(δ34S值约15‰)。鉴于沉积硫化物矿床的δ34S值一般为负值，因而南坡铜矿床的硫源应为地层生物硫。

3.2 Pb同位素

南坡铜矿床辉铜矿的w(206Pb)/w(204Pb)、w(207Pb)/w(204Pb)、w(208Pb)/w(204Pb)值分别为18.570～18.631 6、15.253～15.992 2、38.340～39.012，平均值分别为18.599、15.612、38.692，可见，w(207Pb)/w(204Pb)值的变化区间相对较大。通常认为μ(w(238U)/w(204Pb)值的变化能提供地质体经历地质作用的信息、反映铅的来源，地幔原始铅的μ值为7.3～8.0，来自下地壳或上地幔铅的μ值一般小于9.58，上地壳来源的铅则μ值较高。南坡铜矿床μ值为8.78～10.22，反映部分为上地壳铅的μ值特征，部分为下地壳或上地幔铅的μ值特征，综合分析可知，该矿床Pb同位素显示铅以壳源为主，同时有少量地幔铅的混入。

曼宽河组(K2m)地层中成矿元素Cu明显富集，且自灰白色岩屑石英砂岩→浅灰紫色岩屑石英砂岩→紫红色岩屑石英砂岩，随着岩石颜色的加深，成矿元素(Sn、Ni、Cu、Ga、Ge、V)的平均含量具有规律性递增的趋势，可见，紫色层为矿区重要的矿源层，即成矿金属元素均来自赋矿围岩。

4 成矿规律

4.1 矿源层与成矿的关系

白垩纪紫色碎屑岩建造是南坡铜矿最重要的矿源层，主要依据：①矿区外围紫色层中平均w(Cu)为28×10-6，局部地段w(Cu)达87×10-6，但矿体直接围岩的紫色层铜含量明显低于浅色层，说明Cu等金属元素是从紫色层向浅色层迁移的；②矿体均被紫色层包围，如Ⅲ#矿体的顶板为紫色层，Ⅴ#矿体的底板为紫色砂泥岩，Ⅳ#矿体位于浅紫交互靠浅色层的部位；③取样分析结果表明，矿体靠紫色层的一端铜含量比靠近浅色层更富，表明铜是由紫色层进入浅色层的。此外，矿区紫色岩和浅色岩以及上述矿石矿物同位素等特征一致，表明成矿物质主要来源于围岩地层。

4.2 地层层位与成矿的关系

南坡铜矿严格受地层层位的控制，虽然含矿层位较多，但所有矿(化)体均局限于曼宽河组第二段(K2m2)内，未见穿层或其他地层含矿情况，该特征与滇中砂岩铜矿类似。就南坡铜矿区而言，砂岩常常构成区内重要的矿化围岩，而泥质砂岩则多为矿体顶、底板围岩。

4.3 地层岩性与成矿的关系

矿床除受一定的层位控制外，矿体的定位受岩性的控制尤为明显，绝大部分赋矿部位为浅紫交互过渡带的浅(暗)色岩性段。浅(暗)紫交互带岩性控矿的实质是地球化学场的改变。矿区灰白(绿)岩层中有机碳含量较高(±3%)。有机质在成矿过程中的作用：①同生沉积阶段，水盆地中呈悬浮态的有机质能吸附或络合含量未饱和的微量元素，促进沉积物中成矿元素的初始沉积富集；②成岩阶段，有机质被细菌分解而产生H2S，能使高价铁(Fe3+)还原为低价铁(Fe2+)，造成岩层退色化，并进一步吸附金属阳离子；③后生阶段，有机质被热降解产生的烃和H2S、CH4、CO2等可使高价铁(Fe3+)还原为低价铁(Fe2+)，当其进入热液后，还利于成矿元素(Cu、Pb、Zn等)活化、迁移。因此，在漫长的成矿过程中，有机质既有助于热液中溶解度较低的成矿物质源源不断地被携带到地球化学障壁处，又有助于吸附成矿元素，使之聚集沉淀。背斜轴部附近是良好的构造圈闭带，有利于矿液聚集，当其中存在富含碳、硫的岩层时，常处于还原环境，形成有利于矿质析出的地球化学场。此外，南坡铜矿床以辉铜矿、黄铜矿及斑铜矿为主，少见黄铁矿的矿物组合特征，亦显示含铜溶液是从紫色层向浅色层一方运动的，从而佐证了铜主要来源于直接围岩(紫色砂岩)。

4.4 构造与成矿的关系

矿区内发育脉状铜矿体，其矿石矿物简单，但未见围岩蚀变，因此认为断裂构造并未对矿体构成破坏，反而是铜矿体次生运移、富集的有利通道，具体过程表现为：①地表的含铜氧化物经由系列作用形成硫酸铜，与碳酸盐岩或钙质发生次生交代作用，部分形成孔雀石；②其余硫酸铜随地下水被迁移至具有还原性质的灰白色砂岩中的节理裂隙或其他有利空间后，富集、沉积形成铜矿体。值得注意的是，该类受构造断裂影响的脉状铜矿并不属于热液脉状铜矿，而是在原先沉积—成岩型铜矿的基础上经次生富集作用形成的富矿体。

4.5 浅紫交互带与成矿的关系

南坡铜矿区广泛发育紫红色砂岩，铜矿体均分布于紫色砂岩中的浅色层内，特别是浅紫交界处。铜矿体均赋存于红色岩系中浅紫交互带靠浅色层一侧，矿体紧靠浅紫交互带界线产出，矿体两侧分别尖灭于紫色岩石和浅色岩石，表明矿化与交互带的浅色层有密切的依存关系。容矿浅色岩层(石)在整个红色岩系中仅占很小的比例，尽管并非所有浅色岩石和浅紫交互带(岩石)出露的部位均有铜的工业矿化，但砂岩型铜矿赋存于浅紫交互带靠浅色层一侧，表明对于浅紫岩石的产出类型、特征及成因的研究，是目前寻找砂岩型铜矿的关键环节之一。

5 物化探异常及找矿方向

5.1 岩(矿)石物性特征

南坡铜矿岩(矿)石电性参数见表1。由表1可知：硫化铜矿石表现为高极化、中阻的特征，紫红色粉砂岩表现为中极化、中阻的特征，紫红色粉砂质泥岩表现为低极化、低阻的特征，紫红色砂岩表现为低极化、高阻的特征，灰白色砂岩表现为中极化、中阻的特征。总体上看，矿区内出露的岩(矿)石中，紫红色粉砂质泥岩及灰白色砂岩的物性特征相对接近，均为中阻/中极化体，紫红色粉砂质泥岩与紫红色砂岩则均表现为低极化特征，但电阻率差异较大，硫化铜矿石的高极化特征与矿区出露的其他类型岩石区别明显。

表1 南坡铜矿岩(矿)石电性参数Table 1 Electrical parameters of the rock(ore)stone in Nanpo copper deposit

5.2 激电中梯异常

5.3 地球化学异常

5.4 物化探综合异常

6 结 语

在对南坡铜矿区成矿地质条件分析的基础上，着重讨论了矿床成矿规律以及矿区物化探异常特征，并对找矿方向进行了剖析，对于区内找矿工作具有一定的参考价值。

[1] 陈根文，夏 斌，王国强.楚雄盆地砂岩铜矿床构造控矿分析[J].大地构造与成矿学，2002，26(2)：167-171. Chen Genwen,Xia Bin,Wang Guoqiang.Analysis on structural control for sandstone-type copper deposits in Chuxiong Basin [J].Geotectonic et Metallogenia,2002,26(2):167-171.

[2] 陈根文，夏 斌，吴延之，等.沉积岩对楚雄盆地砂岩铜矿成矿的控制[J].矿物岩石，2002，89(3)：24-28. Chen Genwen,Xia Bin,Wu Yanzhi,et al.Control of sedmentary rock on sand stone-hosted copper deposits in Chuxiong Basin[J].Journal of Mineralogy and Petrology,2002,89(3):24-28.

[3] 吕晓宏，张 弢，周仕雄，等.滇南南坡铜矿成矿条件及矿床成因[J].云南地质，2011，30(4)：411-414. Lu Xiaohong,Zhang Tao,Zhou Shixiong,et al.The metallogentic conditions and genesis of Nanpo copper deposit in South Yunnan Province[J].Yunnan Geology,2011,30(4):411-414.

[4] 范昆琨，肖 彬，李近元.云南南坡铜矿床控矿因素及成因探讨[J].有色金属：矿山部分，2012，64(1)：20-24. Fan Kunkun,Xiao Bin,Li Jinyuan.Ore-controlling factors and genesis of Nanpo copper deposit,Yunnan Province[J].Nonferrous Metals:Mine Section,2012,64(1):20-24.

[5] 肖 彬，范柱国，范昆琨，等.云南南坡铜矿床地质特征及找矿标志[J].有色金属：矿山部分，2010，62(6)：19-22. Xiao Bin,Fan Zhuguo,Fan Kunkun,et al.Geological characteristics and prospecting indication of the Nanpo copper deposit,Yunnan Province[J].Nonferrous Metals:Mine Section,2012,62(6):19-22.

[6] 涂光帜.中国层控矿床地球化学[M].北京：科学出版社，1984. Tu Guangzhi.Geochemistry of Strata-bound Deposits in China[J].Beijing:Science Press,1984.

[7] 李 峰，汝姗姗，吴 静.兰坪—思茅盆地区域构造及铜多金属成矿演化[J].云南大学学报：自然科学版，2012(S)：134-142. Li Feng,Ru Shanshan,Wu Jing.Regional tectonic and Cu-polymetallic metallogenic evolution in Lanping-Simao Basin[J].Journal of Yunnan University:Natural Science Edition,2012(S):134-142.

[8] 冯彩霞，毕献武，胡瑞忠，等.兰坪盆地白秧坪Cu-Pb-Zn-Ag多金属矿集区元素共生分异机制及物质来源[J].岩石学报，2011，27(9)：2609-2624. Feng Caixia,Bi Xianwu,Hu Ruizhong,et al.Study on paragenesis-separation mechanism and source of ore-forming element in Baiyangping Cu-Pb-Zn-Ag polymetallic ore deposit,Lanping Basin,Southwestern China[J].Acta Petrologica Sinica,2011,27(9):2609-2624.

[9] 刘家军，李朝阳，潘家永，等.兰坪—思茅盆地砂页岩中铜矿床成矿物质来源研究[J].地质与勘探，2000，36(4)：16-18. Liu Jiajun,Li Chaoyang,Pan Jiayong,et al.Ore-forming material sources of the copper deposits from sandstone and shale in Lanping-Simao Basin,Western Yunnan Province and their genetic implications[J].Geology and Prospecting,2000,36(4):16-18.

[10] 李志朋，刘家军，秦建中，等.滇西兰坪盆地多金属矿床碳、氧、氢同位素组成及其地质意义[J].吉林大学学报：地球科学版，2004，34(3)：360-366. Li Zhipeng,Liu Jiajun,Qin Jianzhong,et al.C,O and H isotopic compositions of polymetallic deposits in Lanping Basin,Western Yunnan Province and their geological significance[J].Journal of Jilin University:Earth Science Edition,2004,34(3):360-366.

[11] 刘清泉，陈昕梦，李 冰，等.河南姚冲钼床S、Pb同位素组成及地质意义[J].金属矿山，2014(5)：114-117. Liu Qingquan,Chen Xinmeng,Li Bing,et al.S and Pb isotope compositions and their geological implications of Yaochong Mo deposit in Henan Province[J].Metal Mine,2014(5):114-117.

[12] 杨 梧，戴塔根，成 涵.广西东桥锑矿地质特征及找矿远景[J].金属矿山，2015(3)：123-127. Yang Wu,Dai Tagen,Cheng Han.Geological characteristics and ore-prospecting vision in Dongqiao antimony deposit,Guangxi Province[J].Metal Mine,2015(3):123-127.

(责任编辑 王小兵)

Geological Characteristics and Prospecting Orientation of theNanpo Copper Deposit in Mengla County，Southern Yunnan Province

Zhao Zeyuan1Jian Runtang2Zou Guofu2Fan Zhuguo1

(1.DepartmentofLandResourcesEngineering，KunmingUniversityofScienceandTechnology,Kunming650093，China;2.KunmingInstituteofExploration&Design，ChinaNonferrousIndustryCompanyLtd.，Kunming650051，China)

Ore-forming geological conditons,Ore-forming materials source,Ore-forming regularity,Genesis of mineral deposit,Ore-controlling factors,Prospecting Prospective,Prospecting target area

2015-09-16

省院省校科技合作基金项目(编号：20141B001)，科技创新人才计划项目(编号：2014HC024)。

赵泽源(1990—)男，硕士研究生。

P612

A

1001-1250(2015)-11-099-05