云南省昆明市东川区小水井铜矿矿床地质特征及找矿标志

■沈　良　陶永林　杨金富饶　细辉　李仕斌（云南省有色地质局地质地球物理化学勘查院云南昆明65026；2中国地质大学北京北京00083）

云南省昆明市东川区小水井铜矿矿床地质特征及找矿标志

■沈良1,2陶永林1,2杨金富1饶细辉1李仕斌1
（1云南省有色地质局地质地球物理化学勘查院云南昆明650216；2中国地质大学北京北京100083）

云南省昆明市东川区是我国主要的铜产地之一，小水井铜矿属"东川式"铜矿，属碳酸盐岩建造的喷流-热卤水沉积改造型铜矿床。本文对成矿条件、矿床地质特征及找矿标志进行了探讨。

东川小水井铜矿地质特征成矿条件找矿标志沉积-热液改造型

云南省昆明市东川区是我国著名的大型铜矿田，有着“铜都”之称的美誉。东川铜矿的开采可以追溯到汉代，至今已有二千多年历史。系统的地质工作始于建国以后，并在本区开展了区域地质调查、矿产普查、勘探、物探、化探及遥感、科研等工作，累计探明铜金属储量达400万吨。

1　区域地质

小水井铜矿位于东川区北部，属因民—落雪矿带北沿，大地构造位置位于扬子板块西缘康滇地轴云南段北端的南北向小江断裂、普渡河断裂与东西向宝九断裂所夹持的中晚元古代断隆地块内昆阳裂谷系（会理～东川拗拉槽），成矿带上属上扬子（陆块）成矿省之东川易门（基底隆起带）Fe-Cu-Pb-Zn-W-Sn-REE成矿亚带上的东川铜矿田内的落因铜铁矿带。地壳厚度大，地质构造演化历史复杂，成矿条件十分有利。北部与会理昆阳群相连，褶皱构造表现为宽缓的复式向斜与紧密的同斜扇形及倒转背斜。据构造形迹可划分为：落雪～因民复式褶皱带；滥泥坪～汤丹～新塘断裂褶皱带；杉木箐～拖布卡褶皱破碎带；南部盖层构造为上震旦统陡山陀组、灯影组，经晋宁运动后呈缓倾斜不整合覆盖于昆阳群地层之上。

2　矿床地质特征

东川区小水井铜矿位于落因背斜北西段南～南东翼，基多向斜北东翼，区内主体构造线方向呈北西、近东西及北东向弧形展布，区内主干断裂有南北向及东西向两组，控制了矿区的构造格局，使矿区呈断块状展布；北东及北西向的斜交断裂，将矿区切割成网状块段，而出现频率较高的次级横向断裂又进一步将含矿地层分割成不同的块段，并对矿体进行错移和改造。

2.1地层

矿区地层总体呈北西～近东西向展布，总体倾向南西～南。主要出露上昆阳群大营盘组，中昆阳群青龙山组、黑山组、落雪组、因民组，下昆阳群平顶山组等地层，另外还有第四系全新统地层出露，现将主要地层从新到老简述如下：

第四系（Q）：冲积、洪积、坡积物及砂、砾石等，主要分布于沟谷盆地及河流两岸低洼平缓地带，厚度0～15m。

大营盘组（Pt2d）：为一套泥岩、钙质板岩、铁质板岩和硅质岩建造。上部为浅灰～灰黑色炭质板岩、炭质绢云板岩及钙质板岩夹石英砂岩、褐铁矿、薄层赤铁矿及赤铁矿扁豆体；中部为浅灰～灰色、灰黑色薄层绢云板岩、钙质板岩夹粉砂岩、粉砂质板岩、薄层铁质板岩，具浪成斜层理及条带状水平层理构造；下部为黑色炭硅质板岩、红色铁质角砾岩、铁质板岩及贫赤铁矿矿层，含脉状及扁豆状黄铁矿。厚度110～420m不等。与下伏青龙山组呈角度不整合（满银沟运动）接触。

青龙山组（Pt2q）：是一套以碳酸盐岩为主的白云岩、泥质白云岩、炭硅质板岩建造。上部为灰色、红色、玫瑰红色厚层状白云岩，局部夹灰色或灰黑色泥质白云岩、泥晶砂质白云岩夹板岩、白云岩扁豆体、泥质灰岩、钙质板岩；中部为深灰色、灰黑色薄层含炭质板岩、含炭硅质板岩、硅质岩、灰黑色炭质板岩；下部为青灰色～灰白色～深灰色局部呈浅红色厚层至块状含柱状叠层石白云岩夹中至粗晶白云岩、角砾状白云岩。厚度200～500m。与下伏黑山组呈整合接触。

黑山组（Pt2h）：上部为深灰～灰黑色炭质板岩，具沿层分布的黄铁矿细点及薄夹层；中部为灰色、深灰色薄至中层状泥灰岩、泥质白云岩夹深灰至黑色炭质板岩；下部为黑色炭质板岩夹灰绿、灰黄色粘土质板岩；底部黑色炭质板岩普遍含沿层细点状、结核状少数莓球状、饼状的黄铁矿。厚度720～3200m。与下伏落雪组呈整合接触。

落雪组（Pt2l）：为主要含铜层位，是一套以白云岩为主的不纯镁碳酸盐岩，其下部为“东川式”铜矿的赋矿层位，矿区内呈东西向分布，自东至西厚度逐渐变薄，泥质成分递增，具有明显的沉积尖灭趋势。

上段（Pt2l2）：本段岩石因其上、中、下部岩性及颜色不同，将区内的落雪组上段地层按岩性划分为3个小岩性段，自上而下为：

①上岩性段（Pt2l2-3）：属青灰色带，岩性为青灰色厚层至块状白云岩夹硅质条带及团块，局部有不规则之蚀变现象，叠层石不发育，常有二组石英脉穿插，一组呈北西西方向沿层面，一组则呈北北东方向垂直层理，均含铜矿物，以黄铜矿为主，斑铜矿、黑铜矿、孔雀石次之，富集时也可以形成具有工业价值之铜矿体。厚度15～500m。

②中岩性段（Pt2l2-2）：属浅灰色带，为灰白色与青灰色带过渡的弱蚀变带，岩性主要为浅灰、灰白色、浅灰白色薄至中厚层含藻白云岩、微细晶白云岩、硅化细晶白云岩、泥砂质白云岩局部夹灰黄色泥质条带和灰色厚层状细晶白云岩，该段靠底下部有一层70～120cm浅灰黄色、浅米黄色薄至中层含白云质泥质硅质岩、泥质硅质白云岩。以含柱状叠层石为特征，叠层石柱体高数十厘米至4m，一般1～2m。为主要赋矿层位，铜矿物以黄铜矿为主，局部含少量斑铜矿；靠近断裂裂隙及地表氧化带附近则主要为孔雀石，其次为黄铜矿、蓝铜矿、黑铜矿等具散点、星点、斑点、细脉—网脉状等构造。厚度7～70m。

③下岩性段（Pt2l2-1）：属黄白色蚀变带，岩性为浅灰白色、瓷白色、浅灰黄色、浅肉红色薄至中厚层状、块状及波纹状叠层石白云岩、藻白云岩、泥质白云岩及烟灰色燧石团斑、燧石条带硅质白云岩，岩石硅化较强，沿层面局部见灰黄色—褐黄色泥质薄膜，波痕发育。含铜矿物不甚均匀，以黄铜矿为主，靠近断裂裂隙及地表氧化带附近则主要为孔雀石薄膜，其次为黄铜矿、蓝铜矿、黑铜矿等。厚度1.2～120m。

下段（Pt2l1）：属过渡层，岩性为浅肉红色、浅灰色、浅灰黄色互层夹浅灰紫色薄层泥质微细晶白云岩、硅化蚀变白云岩、泥质粉砂质白云岩，偶含黄铜矿散点。厚度0～40m。该组地层与下伏因民组呈整合接触。

因民组（Pt2y）：可分为两段。上段（Pt2y2）：即过去习称的“因民紫色层”，主要为薄～中厚层状紫色、紫灰色砂质白云岩夹白云质板岩，层理清晰。厚度26～175m。下段（Pt2y1）：简称因民角砾岩段或火山角砾岩段，系动力作用而产生的破碎岩石，经火成岩浆侵入和热液作用胶结而成，大致沿层呈东西向分布，厚度极不整齐，从零到几十千米不一，角砾成分复杂，多呈次棱角状至次圆状。该地层与下伏平顶山组呈断层接触。

平顶山组（Pt2p）：灰绿～紫黑色绢云母千枚状板岩、粉砂质绢云母千枚状板岩。

2.2构造

小水井矿区属区域二级褶皱基多向斜的北东翼，落因背斜北西段南—南东翼，区内岩层褶皱强烈，断层、节理发育。断层以近东西向、北东向、近南北向、北西向为主。前者主要有四棵树—因民骨架断层（区域上属杨合伍—因民逆断层东段—因民断层），为矿区限制含矿地层、控制矿体和岩体空间分布的北部边界断层；北东、近南北向、北西向断层主要为成矿后之平移横断层，错移含矿层位，破坏了矿体的完整性。

2.3岩浆岩

东川地区岩浆活动频繁，具有多期次特点，侵入活动以基性岩浆为主，侵入时代从晋宁期到喜山期均有。矿区内主要出露以岩脉、岩墙产出的基性岩，主要是辉绿岩、辉绿辉长岩，它们大都沿断裂及破碎带产出，分布较广泛，边界不规则，受构造控制，矿物成分由普通辉石、角闪石、绿泥石、斜长石、黑云母、方解石、镜铁矿等组成。围岩蚀变发育，与铜矿化的关系密切，局部地段富集形成工业矿体。

2.4矿体特征

矿体多呈层状、似层状赋存在落雪组藻白云岩、微细晶白云岩、硅化细晶白云岩、泥砂质白云岩中部灰色蚀变带中和下部灰黄白色蚀变带泥质白云岩、藻白云岩、硅质微细晶白云岩，黄白色带蚀变强烈，灰色带蚀变较弱，蚀变带均匀完整；矿体走向北西—北西西，倾向南西，倾角47°～82°，变化较大，铜平均品位0.58～1.33%。

2.5矿石特征

矿石中金属硫化物主要有黄铜矿、黄铁矿，其次为斑铜矿等；氧化矿物有孔雀石、黑铜矿，偶见蓝铜矿、铜蓝。脉石矿物主要有白云石，其次为石英、方解石等。

①黄铜矿：黄色、反射光下为铜黄色，易磨光。它形微细粒状、粒度0.005～0.8mm，主要呈散点状、星散浸染状、斑点—斑杂状、团斑状、细脉—网脉状集合体不均匀充填于白云石、方解石、石英等脉石矿物间或岩石层理、裂隙内，局部富矿部分呈次块状～块状结合体产出，在矿石中一般含量约1～5%。

②黄铁矿：浅黄色，半自形～自形微细粒状，常呈立方体，粒径0.005～1.50mm。在矿石中主要呈不均匀散点状、星点状、细脉状、浸染状伴黄铜矿共生产出，多被黄铜矿集合体包裹。含量一般小于1～3%。

矿区矿石结构主要为不规则微细粒状集合体结构；其次为半自形、它形微细晶结构，交代、固溶体分解结构等。

矿石构造主要有：网脉状、斑点—斑杂状、层纹状、星散浸染状，次为细脉状、条带状、团斑状、团块等。在叠层石发育部位见有铜矿物沿叠层石层纹线分布而呈细线状典型的“马尾丝”构造铜矿石。

矿石化学成分：根据光谱分析和矿石全分析结果显示：矿石中含SiO2为14.93～31.67%，平均含量达到19.51%；CaO17.94～23.55%，平均22.55%；MgO 15.33～16.23%，平均15.75%、Al2O31.84～4.08%，平均2.68%，TFe2O32.62～3.20%，平均2.79%。矿石中富CaO、SiO2、MgO，Fe2O3、Al2O3。

3　矿床成因及找矿标志

3.1矿床成因

小水井铜矿属于落雪组碳酸盐岩建造中的喷流-热卤水沉积改造型铜矿床。据有关科研资料，此类型矿床产生在裂谷坳陷阶段的初期，位于坳陷盆地的边部。此时火山活动已接近尾声，但由于同生断层的存在及火山活动的热作用而形成热液循环体系，向深部渗透的海水不断被加热并萃取下伏地层及火山岩系中的成矿物质成为含矿热液，它与深源热液混合后经同生断层系喷流出海底，沿同生断裂带喷出的含矿溶液分布很广，通过物理-化学作用及生物作用而淀出在碳酸盐台地的不同岩相带中，密度大的部分沿一定坡度注入凹地成为热卤水池形成结核状、条带状矿石，细分散的颗粒被藻粘液质捕获成为马尾丝铜矿，较粗的颗粒与白云石、石英碎屑一起堆积在喷口附近。在潮上带的萨布哈环境中，强烈的蒸发可使海水浓缩并淀出铜矿物，这些物质被潮汐回流带到海盆地中也可形成层状铜矿。反映出潮坪、热卤水池、藻席、藻礁、蒸发泥坪等各种成矿环境。层状矿形成后的改造作用可分同层改造及叠加改造两种，前者只是层内物质的再分配而出现贫富变化，其总量并没有增加；后者带来了新的矿源使层状矿进一步增富，并形成脉状富矿。

3.2找矿标志

①地层：中昆阳群落雪组上段中下部含藻白云岩、微细晶白云岩、硅化细晶白云岩，为直接找矿标志。

②构造：与中昆阳群落雪组白云岩的同生断裂带。

③蚀变：具硅化、白云石化、重晶石化及浅灰色及黄白色蚀变带等部位。

④异常：各异常中心部位及异常高值点附近。

[1]云南省地质矿产局，王义昭等，1990，云南省区域地质志[M].地质出版社.

[2]莫向云等，云南东川昆阳群地层[M]，云南科技出版社，2013年.

[3]冉从英，康滇地轴东川式层状铜矿的沉积环境与成岩成矿作用[J]，地球化学，1981年，第2期，114-119.

[4]薛步高，2011，昆阳群.矿床地质论文集[M]，云南科技出版社.

P62[文献码]B

1000-405X（2016）-1-81-2

沈良（1982～），男，在读工程硕士，地质工程师，研究方向为地质矿勘查及找矿。