大姚铜矿六苴矿段成矿机理及找矿方向

大姚铜矿六苴矿段成矿机理及找矿方向

李付兵1，王祥邦2

(1.云南省有色地质局三一七队，云南 曲靖655000；2.云南能源职业技术学院，云南 曲靖655000)

摘要：大姚铜矿六苴矿段位是滇中中生代红 层区具有代表性的矿床，矿区含矿地层为上白垩系统马头山组 和下白垩统高峰寺组。其工业矿体是在初始矿源层的基础上，后经喜马拉雅期构造活动控制的热卤水叠加改造的产物。

关键词：砂岩铜矿；沉积 改造矿床；云南大姚六苴

收稿日期：2014-08-21

作者简介：李付兵(1981~)，男，云南曲靖市人，地质工程师，长期从事地质矿产勘查工作。

中图分类号：P618.41文献标识码：A

1区域地质背景

大姚铜矿六苴矿段位于滇中中生代红色盆地中北部，是滇中红盆砂岩成矿带具有代表性的矿床，该砂岩型铜矿在全球同类矿床中是一种成矿时代比较新的矿床类型，为五大含铜层最上部含矿层，形成于侏罗纪至第三纪数万米的沉积地层中，含铜地层16个组、段或亚段，共计313个矿床和矿点，其中有4个中型铜和16个小型铜矿(点)。在滇中红盆铜主要储量来源于上白垩统马头山组六苴下亚段，马头山组大村段，马头山组六苴中亚段，下白垩统高峰寺组凹地苴段。分为三个矿化集中区，即团山～大村矿化集中区，六苴～龙街矿化集中区和三木～郝家河～石板河矿化集中区。形成一条北西向的砂(页)岩成矿带，即北起团山～大村～六苴～石门坎～落及木乍～铜厂箐～郝家河～石板河，成矿带南北长165Km，东西宽100m～450m。本文主要对六苴矿段进行探讨。

2矿区地质特征

2.1　地　层

矿区(图1)出露地层有侏罗系中统蛇店组(J2s)；侏罗系上统妥甸组紫色泥岩段(J3t1)、妥甸组杂色泥岩段(J3t2)；白垩系下统高峰寺组美宜坡段(K1gm)、高峰寺组者纳么段(K1gz)、高峰寺组凹地苴段(K1gw)、普昌河组(K1p)；白垩系上统马头山组六苴段(K2ml)、江底河组下杂色泥岩段(K2j1)；第四系(Q)，矿区综合地层柱状见图2。

大姚铜矿六苴矿段主要含矿地层为马头山组六苴下亚段(K2ml1)，马头山组六苴中亚段(K2ml2)和六苴上亚段(K2ml3)，在该层探明储量占矿区探明储量的78%；另一含矿层为高峰寺组凹地苴下亚段(K1gw1)，本层中探明储量占矿区探明储量的22%。

图1　六苴铜矿段矿区地质图 Fig.1　Orefield Geological Map of Liuju Ore Block

各主要含矿层特征如下：

(1)马头山组六苴下亚段(K2ml1)：紫色—灰紫色细—中粒长石石英砂岩，含砾砂岩透镜体。分选性差，砾石成份以石英、长石为主，次为燧石、粉砂岩等，砾径 0.3cm~3cm，半圆状、次棱角状。可见细水平层理。为六苴矿段主要含矿层。厚度25m~60m。

(2)马头山组六苴中亚段(K2ml2)：为暗紫红色砂质泥岩和粉砂岩、细砂岩互层，局部夹浅色砂岩透镜体，为六苴矿段次要含矿层。与下伏岩层渐变接触。厚度45m~80m。

(3)马头山组六苴上亚段(K2ml3)：紫红色厚层状泥岩，顶部常变为浅灰及灰绿色砂质泥岩，局部含铜。厚度20m~30m。

(4)高峰寺组凹地苴下亚段K1gw1：该层主要为钻孔揭露，岩性为紫红色、浅灰色砂质泥岩，为六苴矿段的次要含矿层。

图2　矿区地层柱状图 Fig.2　Stratigraphic Column of Orefield

2.2　构　造

2.2.1断裂

(1)SN向断层，与主构造方向一致，是一组压扭性断裂，其产状常与大雪山背斜轴向平行或与地层产状小角度斜交，断层面常见擦痕、断层泥，以逆断层为主。为主应力派生的剪切应力形成。

(2)EW向断层，其产状常与大雪山背斜轴向近于垂直，是一组张扭性断层，在矿区内较为发育。有时在该组断层两侧断续出露有煌斑岩脉，本组断层破碎带明显，为主应力派生的张应力形成。

2.2.2褶皱

大雪山背斜纵贯整个矿区，组成骨架构造，其轴向由北西向南逐渐转为南北—北西向，南端倾没于界牌附近。两翼产状西缓东陡：西翼倾角10°~30°，东翼倾角55°。与其相应产生的次级褶皱构造有簸箕背斜、落及木乍向斜、岩子口向斜、火箭山穹窿、独家村向斜及一系列产于大雪山复式背斜翼部的更次一级的舒缓波状挠曲。它们轴向多为北西向或南北向，总体与主背斜轴一致。主背斜控制矿床的分布，矿床沿背斜转折端及倾没端西翼呈环带状分布。次级褶皱及挠曲控制矿体的露头及矿体形态。

3矿床成因探讨

3.1　铜物质来源及控矿地质条件

据盆地1 500个背景值分析资料，铜在红层中的平均含量为140×10-6，其中砂岩平均含Cu137×10-6，泥岩平均含Cu185×10-6，高出同类岩石背景值的4.6~5.3倍。因此，铜成矿物质主要来自红层。

矿区铜矿化(体)均赋存在孔隙度较好的浅色中—细粒砂岩、粗砂岩、砂砾岩粒间胶结物中，六苴下亚段层位稳定、厚度大，岩石矿物颗粒分选好、矿化强，矿体规模大、形态简单，矿石含铜品位高，且含矿层上覆、下伏地层均以弱透水或不透水的泥质岩石，形成一个含矿层上、下封闭的有利于矿质运移、改造成矿的场所。浅紫交互带或矿化带(体)呈膨胀—收缩—膨胀的带状分布，六苴矿床、小河—石门坎矿带长7 000m，一般宽100m~450m。并且浅紫交互带中的浅色岩石、紫色岩石、碎屑矿物无明显变化，但紫色岩石中三氧化二铁(Fe3+)含量高，浅色岩中，三价铁被还原成二价铁，三氧化二铁含量低，硫化铁(黄铁矿)含量高，并且浅色层中胶结物CaO、MgO、K2O、Na2O含量高于紫色层，有机炭在含矿岩石为0.015ω%~0.075ω%，远高于紫色层有机炭的含量(0.01ω%1~0.022ω%)。

根据矿床气液包裹体特征，认为成矿溶液以低温地下热液(热卤水)为主、大气降水参与，局部高温对矿体具有后期改造作用。

根据上述地质、物化探特征，推测矿床的生成受多种因素控制和制约，相互影响，归纳起来可概括为铜的物质来源、铜的搬运沉积、初始矿源层的形成、卤水改造形成工业矿体。

3.2　矿床成因

该矿床应属层控型叠加改造矿床。1988年卢今才先生根据成矿条件和成矿特征，对成矿物质来源及成矿作用过程作了理论上的解释。

(1)三叠系上统—下第三系地层，中红层为含铜建造，该套地层是成矿的物质基础。

(2)楚雄裂谷盆地的深大断裂多期活动，特别是喜马拉雅期的构造岩浆活动带，使盆地出现温压梯度，为成矿物质的活化转移提供了通道和能源，以及物质传递的重要条件。

(3)穿越红层的还原性气液流体沿断裂向上运移，侧向沿渗透性好，有利于压应力的释放的矿岩层进行还原改造，使红层转变为含黄铁矿的浅色砂岩。浅色砂岩的改造作用，在成岩早期，为成矿准备了有利的环境。

(4)喜马拉雅期早期，沉积盆地大部分上升为剥蚀区，出现强烈的断裂褶皱构造。大气降水沿断裂下渗，溶解盐类矿物形成卤水，并混合有地层水。由于构造作用，使其在红层中渗滤环流，萃取铜质，形成含铜卤水。当含铜溶液渗入含黄铁矿和有机质的浅色砂岩，由于有铜质捕收剂、控制PH、EH值的地球化学障及成矿空间存在，铜质发生沉淀形成含铜矿化物。如此不断渗滤对流，使铜矿物富集形成矿床。

(5)后期构造热液叠加改造，局部富集形成高品位的脉状铜矿。

4找矿标志

总结滇中砂岩铜矿成矿地质条件及成矿规律，盆地内铜矿的控矿地质条件是：盆地周边长期基底隆起提供铜质来源，断块的升降运动、古气候、古地理环境、河湖三角洲带控制含铜古风化壳的形成、剥蚀、搬运，形成初始矿源层，喜马拉雅运动控制含矿热卤水的形成，迁移到有利的构造部位富集成矿。主要找矿标志：

(1)地层标志：白垩系上统马头山组六苴段是该矿段主要含矿层；

(2)构造标志：构造的有利部位即背、向斜的转折端、倾没部位及穹隆的顶部；

(3)河湖三角洲相标志：稳定的河湖三角洲相及砂岩层的韵律旋洄；

(4)浅色岩石标志：受卤水改造的浅色岩石含矿；

(5)颜色交互带标志：浅紫交互带是矿体的赋存部位；

(6)矿物分带标志：金属矿物分带可以指示矿体的位置；

(7)胶结物含量标志：碳酸盐胶结物含量变化可以预示矿体的赋存方向。

5结束语

大姚铜矿六苴矿段铜矿床是在具有区域成矿地质条件、成矿物质基础上，加之后期的构造运动及赋矿层位中的物理、化学作用下富集形成的沉积型层控矿床，经过多期叠加改造。区域构造对其起着一定的控制作用，它控制着矿床的形成、规模及总体产出形态，为一典型的沉积型叠加改造矿床。

参考文献

[1]郭远生，罗荣生等.滇中砂岩铜矿地质[M].昆明：云南科技出版社，2008.

[2]云南有色地质勘探公司三○四队.大姚铜矿区六苴矿床补充勘探报告[R].1974.

[3]黄崇轲，白冶，朱裕生等.中国铜矿床—下册[M].北京：地质出版社，2001.

THE METALLOGENESIS MECHANISM AND

PROSPECTING DIRECTION OF LIUJU

ORE BLOCK IN DAYAO CU DEPOSIT

LI Fu-bing1，WANG Xiang-bang2

(1.GeologicalTeam317，YunnanBureauofNonferrousGeology，Qujing655000；

2.YunnanProfessionalInstituteofEnergySource，Qujing655000)

Abstract：Liuju ore block of Dayao Cu deposit is a representative ore deposit in Mesozoic red rock bed area of Central Yunnan.The ore-bearing beds in this orefield are Upper Cretaceous Matoushan Formation and Lower Cretaceous Gaofengsi Formation.The Commercial Ore body has been reformed and superimposed by hot brine controlled by Himalayan tectonics on the basis of primitive ore source bed..

Key Words：Sandstone Cu Deposit；Sedimentation-Reformation Ore Deposit；Liuju，Dayao，Yunnan