某铜矿区地质特征及找矿标志

孟兴林 唐天富

(会理县五龙富民矿业有限责任公司 四川凉山 615146)

矿区位于扬子板块，处于川滇南北构造与南岭东西构造的复合带上，主要区域地层组合有：前震旦系、震旦系、寒武系、奥陶系、志留系等。以前震旦系的变质岩系陆相沉积为主，系会理群河口组沉积—火山变质杂岩中部旋回Ptlh4、Ptlh3、Ptlh2。主要含矿岩石为变质的火山凝灰质岩石：黑云（二云）石英片岩、石榴黑云（二云）片岩、变质钠角斑质岩石、石英钠长岩等。经详细分析矿区地质特征及周边成矿与找矿成果资料，得出矿区找矿规律，用以指导今后的找矿工作。

一、区域成矿特点

本矿区位于扬子准地台康滇地轴的中段。按照板块构造运动的观点，属古地质板块构造之一的扬子板块。按岩体力学的观点，属川滇南北构造带与南岭东西构造带的复合。本矿区地质构造主要具有以下特征：

1.在结晶基底康定群形成后，褶皱基底河口群、会理群发育了一套早期为海相优地槽型的远源火山混生沉积（具浊流沉积特征）的岩石建造和晚期冒地槽型的浅—滨海相沉积相的砂泥质岩—碳酸岩建造，通过“晋宁运动”与“会理运动”，结束了本区的构造运动。

2.基底构造为晋宁中期的东西向和晋宁末期的北西向或其叠加形成的构造格架。

3.晋宁运动后，长期隆起。印支期后，才接受沉积。并受到加里东、海西、印支运动的波及和影响，特别是燕山运动的强烈影响，继承和改造了早期构造，形成南北向、北东向构造。

4.区内岩浆活动强烈，主要为晋宁早期的中、酸性的火山喷发活动和晋宁中、晚期的基性侵入最为强烈。

5.在沉积河口群地层时，有四次大规模的中偏基性—中酸性火山喷发活动，表现为远源火山凝灰、碎屑与正常成分的砂泥质、炭质和钙质的混生沉积（具浊流沉积特征）。大规模的火山喷发活动，为本区铜、铁矿床的形成提供了丰富的物质来源。

二、某铜矿区地质简介

1.地层

某铜矿区属于中部火山变质岩段（Pt1h4），主要由三大套变钠角斑岩（变质熔岩）及火山角砾岩、角斑质火山凝灰岩和沉积岩等三个火山—沉积亚旋回组成。各层岩石一般来说都含有数量不同、分布不均匀的星点状黄铁矿、黄铜矿化，但主要有工业价值的铜矿体，较集中地赋存于Pt1h41、Pt1h42、Pt1h43 三个亚旋回中、上部的火山凝灰质岩石中。主要含矿岩石为黑云石英片岩、二云石英片岩、石榴黑云片岩及层纹—条纹状石英钠长岩中。

①下亚旋回（Pt1h41）：下部主要为灰白色厚层状石英钠长岩（变钠角斑岩）；上部主要为角斑质变火山碎屑岩（石榴黑云片岩夹石榴二云片岩）等所组成。为本矿区矿体赋存于本亚旋回的中、上部。片岩中石榴子石变斑晶直径约2 ～5mm，斑晶中有帚状排列的石英包体；云母呈叶片状定向排列，石英镶嵌集合体与云母片理相间排列呈细条痕状。岩石中还合有较多的磁铁矿和少量的白云母。变钠角斑岩中，碳酸盐化、绿泥石化蚀变较强。黄铜矿沿片理呈短条痕或环绕石榴子石产出。

②中亚旋回（Pt1h42）：下、中部主要是块状石英钠长岩；它具变余粗面结构，偶见变余残斑结构；基质中长条状微晶略具定向排列，块状构造，局部见杏仁构造。主要矿物成分为钠长石，次为石英及少属磁铁矿等。经变质作用有新生白云母及钾长石析出。岩石以富钠为特征，原岩为钠角斑岩。

③上亚旋回（Pt1h43）：分布在矿区上部，。主要含矿岩石有：白云石英片岩、石榴黑云片岩、二云石英片岩、黑云石英片岩、变质砂岩、石英大理岩、石英钠长岩、角砾状石英钠长岩、钠长斑岩和花岗斑岩等组成。本层沿倾斜方向被F1 断层所截，出露不全。

2.构造

某铜矿区位于河口复式背斜南翼的次一级双狮拜象背斜南端西侧。矿区总体构造形态为一单斜构造。沿走向和倾斜有一些舒缓的波状小褶曲，它控制着矿体的产出形态。

（1）褶皱

矿区基本构造形态为一走向近南北，倾向南西，倾角14 ～33°的单斜构造。在单斜构造层面上的次一级平缓波状起伏小褶曲发育，构成似箱形褶皱形态。

（2）断层

在地质勘查工作区内主要有2 条断层。东西向组（如F1）形成时期最早，稍后生成北北东向组（如F13），并切割破坏早期断层。

断层构造，尤以F13 等为矿区主要断层，现将其特征分述如下：

①F13：位于矿区西部老鸦田—一碗水一带，是构成矿区西部边界的横向断层，也是河口组与通安组地层之间的接触界线。在矿区南西部（矿体延伸部位）断层向西倾斜，到矿区北西部于堆土沟逐渐转为北东20 ～22°。向东陡倾，倾角60 ～80°。破碎带宽10 ～15m。挤压和炭化现象明显，带中走向北东30°的构造片理发育和一系列轴向同片理一致的小褶皱成群出现。挤压透镜体和水平擦痕屡见不鲜，断层两侧派生构造发育，沿断裂带均有泉水出露。该断层为区域性具平移性质的逆断层。断层具明显的多期活动特征，沿走向、倾向呈舒缓波状变化，在不同的部位显示不同的性质，并具明显的扭性特征。

3.岩浆岩

矿区分布的岩浆岩主要为侵入岩类型。该类岩石形成于晋宁期，以辉长岩为主，次为基性脉岩和侵入角砾岩。

（1）辉长岩：矿区内广泛出露，其分布受构造断裂或层位控制，常构成大小不等的岩盆、岩盖、岩床状侵入体，对矿体其破坏作用。其为灰黑色，结构为中粗至粗粒，最典型的是辉长岩具有辉长结构。主要矿物成分为基性斜长石和单斜辉石，次要矿物有黑云母、绿泥石以及副矿物磁铁矿、榍石、磷灰石、钛铁矿和锐钛矿等。岩石为柱粒结构或变余辉绿结构，钠长石呈半自形柱粒或不规则柱粒相互嵌生；半自形柱状角闪石置于相互嵌生的钠长石之上。

（2）侵入角砾岩：矿区内侵入角砾岩是由基质与破碎块重新组合而成的一种混合岩石，它主要存在于矿体与围岩的接触带和构造破碎带中，其角砾颗粒大小不等，具有不规则的棱角。其成分主要有主要是细碧—角斑质熔岩、火山碎屑岩以及沉积变质岩类—白云石英片岩、炭质板岩和大理岩等。

（3）脉岩：矿区脉岩属于后期侵入，由于构造运动和岩浆活动，脉岩在矿区种类多，分布广，且受断裂构造、节理和裂隙构造的影响。岩性有以煌斑岩脉为主，有云母煌斑岩、角闪煌斑岩及辉石煌斑岩等。

三、 矿体地质特征

1.矿体特征

（1）概述

①矿体赋存部位及矿体数量： Cu-1、Cu-2 号矿体分布在Pt1h41 中，Cu-3 分布在Pt1h43 中。其中Cu-1 号矿体深部延伸较好，矿体连续，工程控制程度较高，工业价值较高，Cu-2 号矿体属于Cu-3 号矿体，规模极小，属次要矿体，其它细小矿脉、矿条零乱分布在Pt1h42、Pt1h43 地层中仅有单工程控制。

②矿体的空间分布特征及形态：Cu-1 号矿体位于Pt1h41 层之下部，Cu-2 号矿体位于Cu-1 之上，Cu-3分布在Pt1h43，地层中，其余矿条、矿脉，零星产出。矿体总体呈层状，产状基本保持一致，矿岩分界明显，易于后期开采工作。矿体总体走向近东西或南北，倾向南或南西，倾角14 ～33°，一般15 ～26°。

③控矿条件：矿体受层位、岩性的严格控制。主矿体分布在细碧或角斑质的火山碎屑岩中,矿体几乎都有往边缘逐渐变薄变贫的趋势。矿体在黑云母石英片岩与石英钠长岩交替频繁部位，连续性较好。但在越靠近南部地段的钻孔见矿效果极差。

（2）含矿层（带）特征

①矿层特征：矿区Pt1h41、Pt1h42、Pt1h43 三个含矿层位。主要的铜矿体集中分布于Pt1h41 含矿层中。Pt1h41 含矿层位岩性由三部分组成，上部为是黑云（二云）英片岩，中部是石英钠长岩，下部石榴黑云（二云）片岩和石英钠长岩。

②含矿岩石的主要特征为：①片岩类：K2O 大于Na2O（K2O 为4.25%，Na2O 为1.07%），Fe2O3 和P2O5 含量大于石英钠长岩类岩石（Fe2O3 为8.27%， P2O5 为0.70%），在片岩类矿岩的含量比较均匀和稳定；②石英钠长岩类：Na2O 大于 K2O（Na2O 3.30%，K2O 2.34%），石英钠长岩类铜的含量不稳定。两类岩石氧化镁的含量均小于氧化钙的含量。

（3）矿体分述

①Cu-1 号矿体：Cu-1 号矿体是矿区的较大的矿体，为主要工业矿体。赋存于中部火山-沉积变质岩段（Pt1h41）下部，含矿岩石为黑云（二云）石英片岩、石榴黑云（二云）片岩和石英钠长岩，片岩为主要含矿岩石，部分地段渐变过渡为石英钠长岩。矿体的直接顶底板多为石英钠长岩。

②Cu-2 号矿体：Cu-2 号矿体分布在Pt1h41 上部或中部，矿体沿倾斜面长510m，矿体平均厚度3.25m，矿体平均品位0.51%。其余各线分布不连续 。

③Cu-3 号矿体：Cu-3 号矿体分布在Pt1h43, 矿体沿倾斜面长174m，矿体平均厚度3.51m，矿体平均品位0.72%，其余各线均为单工程控制，规模较小、连续性差。

④矿体呈圆弧状展布，中间部位逐渐向南变薄。其品位跟厚度、地层、岩性层关系较大。矿体跟地层形态基本一致，矿体呈舒缓波状。

本次在详查范围内, 对部分钻孔资料进行了TFe、mFe 的 分 析，TFe 最 高25.49%，最 低6.62,；mFe 最高11.74%，最低0.1%。

2.矿石特征

（1）矿石结构构造

①矿石结构

该矿区矿石主要为黄铜矿、磁铁矿物，其中含有少量的伴生金、银、钴、钼元素。其结构主要结构为他形粒状，次要为自形～半自形粒状、交代残余、破碎机构等。

变晶结构和它形粒状变晶结构等。

②矿石构造：矿区的矿石以稠密浸染状和条带状为主，次为星散浸染状、斑点状、角砾构造等。

（2）矿石矿物成分及化学成分

通过组合分析，矿石中有用元素除Cu 主要金属外，尚有钼、钴、金、硫、铁等。可综合回收利用。

本次勘查采样分析，矿石中有用组分含量：Cu品 位 在0.82 ～0.40% 之 间，Co 为0.01 ～0.03%，TFe 为10.39 ～16.37%，S 为2.99 ～0.64%；矿石的矿床平均品位：Cu 为0.57%，Co 为0.02%，TFe 为12.67%。

矿石中有害组分含量：砷0.028，锌<0.05%，镁（氧化镁）3.02 ～1.30%。砷、锌、镁含量均微，对铜的冶炼无影响。由于氟主要赋存于磷灰石中，而磷灰石在选矿过程中已进入尾矿，据单矿物分析，磷灰石中含氟达1%，故在尾矿中可作为单矿物回收利用，因此，在冶炼铜时影响极微。

（3）矿石的矿物成分：矿石的矿物成分较多，经过标本鉴定、岩石全分析等验方法，初步确定主要金属矿物有黄铜矿、黄铁矿、磁铁矿、赤铁矿，主要非金属矿物有石英、钠长石、黑云母、白云母、白云石。

（4）主要矿石矿物特征：据矿石光片鉴定，金属矿物呈不规则形状集合体或浸染状不均匀分布。矿物共生组合主要有：磁铁矿—黄铁矿—黄铜矿；磁铁矿—黄铜矿；磁铁矿—黄铁矿；黄铁矿—闪锌矿、磁黄铁矿、黄铜矿。金属矿物生产顺序：磁铁矿—黄铁矿—黄铜矿。

（5）主要金属矿物特征: ①黄铜矿：是矿石中的主要铜矿物。呈不规则粒状或它形晶粒状集合体，黄铜黄色，具有金属光泽，硬度小于黄铁矿，一般在3.0 ～4.0。粒径一般为0.02 ～0.3mm，与黄铁矿伴生，多分布于磁铁矿和脉石矿物粒间。根据组合分析，Cu：0.41% ～0.82%，平均0.58%。②黄铁矿：与黄铜矿极其相似，在矿区易于混淆，其与之最大的区别在于黄铁矿浅黄铜黄色，硬度大，一般在6 ～6.5。其粒径一般为0.05 ～0.5mm。据组合分析：含TFe10.49% ～16.37%。③磁铁矿：铁黑色，半金属光泽，不透明，硬度在5.5 ～6.5 之间，具有强磁性。粒径为0.05 ～0.50mm，最大可达2mm。据组合分析：含TFe10.49%～16.37%。

（6）矿石中的有害元素：有砷、锌、镁等，根据某区的选矿试验，砷、锌、镁在铜精矿中含量均微，对铜冶炼无影响。

3.围岩蚀变

矿区含矿岩石的种类较多，与矿化有关的围岩蚀变比较复杂。与围岩蚀变有关的热液来源问题，持不同的矿床成因论有不同的认识。从火山—沉积变质矿床的观点出发，认为蚀变作用的热液就是在区域变质过程中含矿建造或矿源层中产生的变质热液。这种变质热液以H2O 为主要组分，并含有碱金属和多种易挥发的组分如：CO2、S、O、F、P 等。许多成矿元素随着变质热液一起发生活化转移。它们可以是液态，也可以气态，这主要决定于组成变质热液的组分和变质作用的温度及压力条件。它们具有高渗透性。为了达到热力学的平衡，在变质热液的作用下，不但使原岩发生重结晶作用，同时对围岩进行交代作用。在它的影响下，有用组分经过活化、迁移、富集，在适当的条件和部位中沉淀形成各种矿石。因此，所谓矿区的围岩蚀变就是在变质热液的作用下，与有用组分关系密切的特征元素在有用组分富集成的矿床中或其周围形成环状分布的分散晕和浸染体的一种地质作用。同样，研究火山—沉积变质矿床的围岩蚀变，对了解成矿物质的迁移富集规律，指导找矿也具有十分重要的实际意义。

某铜矿区主要的围岩蚀变种类有：黑云母化、硅化、碳酸盐化、绿泥石化以及钠长石化等。其中以黑云母化、硅化和碳酸盐化分布广泛，与矿化关系密切。

（1）黑云母化：黑云母化分布广泛，与矿化关系密切。当蚀变达到一定强度（黑云母含量在10 ～30%）时，对成矿最为有利。

（2）硅化：按其产出状态可分为两种：①在变质热液交代作用过程中，在其它矿物受改造的同时，Si02 重熔结晶，形成齿状变晶镶嵌聚合体。②呈细脉状产出的脉石英。

（3）碳酸盐化：碳酸盐化包括镁菱铁矿化、含铁白云石化和方解石化三种。

（4）绿泥石化：矿区绿泥石化普遍而广泛，是变质热液后期低温的产物或是退变质作用和风化作用的产物，与矿化关系不大。

四、矿床成因

1.矿床成因

矿体沿Pt1h41 层中石榴黑云片岩、黑云片岩分布。在块状岩石和片状岩石交替频繁部位，铜品位相对较高；另在次火山岩附近铜矿化亦相对富集。某铜矿的物质来源于晋宁初期的海相火山岩。在火山爆发过程中，含铜的火山物质喷出地壳，因海水的作用达到初步富集，在喷发后期或间隙期产生环境变化，随沉积物沉淀形成铜矿体。因后期区域变质作用，使部分铜质迁移富集，对已形成的铜矿体产生变质热液再度富化而形成现在的铜矿体。因此在全面地分析综合前人工作成果的基础上，和对拉拉铜矿落凼矿区的对比。认为某铜矿床的成因类型应属火山～沉积变质矿床。

2.成矿控制因素及矿化富集规律

（1）前震旦纪优地槽型海相细碧—角斑岩系的火山岩建造是寻找该类矿床的先决条件。古老深大断裂和古海盆地（坳陷）是形成细碧—角斑岩建造的具体环境。

（2）矿带、矿层、矿体受火山—沉积旋回的控制。基本上是一个旋回一个矿体，旋回越多，矿层、矿体也就越多。每个旋回的火山碎屑物越发育，矿体厚度也就越大。

（3）矿体受岩性的严格控制。主要具工业价值的矿体，多分布在细碧质或角斑质的火山碎屑岩中。矿体一般以层位控制为主，岩性控制为辅。若有层位又有这一套含矿岩性存在，一般都能见到矿体或矿化带。

（4）由于矿区沉积时为浅海盆地，在地槽回返褶皱时，形成波状起伏的平缓的背向斜，矿体（层、带）也随着构造形态起伏变化。

（5）主要的围岩蚀变有黑云母化，其次是磁铁矿、硅化、铁白云石化等。矿体多赋存在具这些蚀变的岩石中，萤石化代表矿体较富的地段。

五、找矿标志及扩大远景的方向

1.找矿标志

(1)地层：前震旦纪优地槽型海相细碧—角斑岩系的火山岩建造是本区成矿的母岩和围岩，由黑云石英片岩、二云石英片岩、石榴黑云石英片岩及含云母、含磁铁矿的条纹—条带状构造的石英钠长岩等组成的含矿带（层），是本区内找矿的重要标志。

(2)岩石标志：钠质火山岩建造是成矿的有利地段，该类岩石在区内分布范围较广、爆发强度高、厚度大，在地层中成封闭的火山碎屑岩透镜体。区内大、中型铜矿均分布在此类透镜体中。

(3)构造：本区受构造控矿，根据拉拉向斜是矿床的区域地质构造条件，可以推断矿体主要富集在轴部和次级褶皱构造中。断层多形成于成矿后，或在成矿后复合、破坏矿体，但动力热量对矿体的后期富集起着重要作用。落凼、老羊汗滩、石龙等矿床都位于F1断层的两侧千米范围内。

(4)火成岩标志：基性岩对矿体的作用与断层相似，即破坏矿床又因热力改造而使矿体富集。基性岩发育地段呈岩床、岩被状覆于Pt1h4 含矿层之上者，常有较富得铜矿分布。

(5)蚀变：某铜矿区内普遍存在黑云（二云）母化、绿泥石化、铁白云石化、硅化以及石英钠长石化等矿化蚀变带，在地表呈色带，是找矿的醒目标志。

(6)地貌标志：矿体（层）在地表上的出露，一般是山梁鞍部或山沟，因矿层中的片岩极易风化，故往往形成负地形。

(7)地表的直接标志：在矿区内出现了前人探矿的老钻孔、地表探槽等遗迹可作为找矿的有利线索。此外，由于原生铜矿物、含铜蚀变岩石易于氧化形成铁帽、孔雀石、黄铜色氧化带等，可作为找矿铜矿的直接标志。

(8)植物：在矿体或含矿层的风化露头和老硐废矿堆中，常见有一种马尾丝铜草和海州香薷铜草。一般含铜愈高，生长愈茂盛。

(9)矿体的追索以层位为主，并结合蚀变特征（以黑云母化为主）如果有含矿层位在，又有黑云母化，不管是地表或深部一般都有矿体或矿化存在。

2.扩大远景的方向

根据本类型矿床以层控为主，岩性为辅的控矿因素，结合拉拉铜矿田的地质构造特征及火山—沉积旋回的分布情况，寻找该类型铜矿的远景方向是：(1)Ptlh41 含矿层。以往评价和勘探的矿点不少，应注意深部和这些矿点的点间关系。(2) 在拉拉铜矿落凼矿区Pt1h42 地层。新发现33 号矿体，应注意深部沿走向的追索控制。(3) 在拉拉铜矿落凼矿区的Pt1h35 中有矿体（条）产出，应加强综合研究，寻找其成矿规律。(4)Pt1h2 为下部火山变质岩段，目前已有一些矿点和零星矿化地段。地表、深部的评价工作都很少。这套火山岩以含钾为主，但其凝灰岩类，如黑云石英片岩，石榴黑云片岩、二云及白云片岩、也与落凼及石龙矿区相似。不少地段经地表取样，铜品位有的可达0.3 ～0.5%，应加强评价工作。(5)除火山岩类型外，本区尚有含铜石英白云石大理岩和辉长岩中的一些铜矿，应注意研究其在本区的成矿远景。

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