构造变形岩相形迹学对滥泥坪铜矿隐伏矿体预测研究

曾保成，高永祥，刘文剑，杨凤军，张娇娇，王同荣

（1.云南金沙矿业股份有限公司，云南昆明654100；2.昆明理工大学国土资源工程学院，云南昆明650093）

构造变形岩相形迹学对滥泥坪铜矿隐伏矿体预测研究

曾保成*1，高永祥1，刘文剑1，杨凤军1，张娇娇1，王同荣2

（1.云南金沙矿业股份有限公司，云南昆明654100；2.昆明理工大学国土资源工程学院，云南昆明650093）

针对老矿山隐伏矿体难识别、难发现定位预测的难题，通过多年在滥泥坪铜矿深、边部的找矿研究和实践，总结提出了构造变形岩相形迹学的研究内容和方法，首先对滥泥坪矿区构造岩相形迹填图，在此基础上，采用运动学和动力学研究矿区构造和岩体几何状况，恢复成矿构造动力学体制，分析成矿规律、矿体时空结构、岩相特征等，对矿区深部及外围隐伏矿定位预测及评价，提出重点找矿靶区。通过实践，认为构造变形岩相形迹学适于老矿山“边、深、新、空”隐伏矿体大比例预测的实用方法之一。

老矿山；构造变形岩相形迹学；隐伏矿体

1　概述

滥泥坪铜矿为国家“一五”期间建立的矿山，已规模开采50多年，同时，也对区域成矿地质条件、矿床地质特征、矿体形态、产状和赋存规律、控矿因素、矿床成因、水文地质及开采技术条件均作了深入的研究，提出了“滥泥坪式”铜矿、“东川式”铜矿成矿模式［1-2］。然而，由于矿区山高路陡、老矿井、采空区，以及矿山生产、员工生活的影响，深部的地球物理和地球化学特征，很容易被复杂的背景干扰所掩盖、扭曲，而且，在多期构造活动、火山岩浆、热流体的后期改造作用下，矿体赋存状况变得较为复杂，从而造成深、边部找矿难度大、成本高、效率低。采用构造变形岩相形迹学的方法，可实现深、边部隐伏矿大比例尺定位预测，并在滥泥坪铜矿取得了较好的找矿效果。

2　构造变形岩相形迹学的研究内容和方法

构造变形岩相形迹学是由吕古贤（1998）［3］提出“构造变形岩相形迹”概念，是反映构造作用下地壳物质变形及相应岩相踪迹要素，包括地壳物质结构、组成、物理性质，及其形成时的地质构造和物理化学环境等特征，包括构造和岩体几何学、运动学和动力学的研究，分析矿体成矿环境、赋存空间、力学、岩性和岩相特征等，适于复杂环境下，老矿山深、边部隐伏矿体大比例预测的学科。综合前人的研究成果［4-6］和滥泥坪铜矿深、边部的勘查工作实践，构造变形岩相形迹学对隐伏矿体定位预测研究大致可分4个阶段（图1）。

第一阶段，岩相形迹野外实测和填图，断裂面的特征参数、褶皱的产状要素、面状构造、线状构造等构造变形形迹的发育和展布特征，以及矿物岩石组成成分性质。

第二阶段，系统分析，分析构造变形岩相形迹与成矿物质的迁移和聚散之间的关系，为恢复成矿构造动力学体制、构造物理化学场结构，研究成矿时空结构的基础地质工作。

第三阶段，成矿规律研究，分析成矿背景、成矿系列时空分布规律，构造应力场控制下成矿元素的组合、分布特点，成矿流体运移的规律和控矿因素，以及找矿标志。

第四阶段，定位预测验证分析，根据构造、变形岩相形迹，确定成矿流体运移趋势及其聚散部位，对矿体深部及外围隐伏矿定位预测及评价，提出重点找矿靶区，通过工程验证、找矿效果信息反馈，进一步完善构造变形岩相形迹学对隐伏矿定位预测的研究内容和方法。

3　应用实例

3.1滥泥坪铜矿地质背景

滥泥坪铜矿位于东川铜矿南部，东川铜矿大地构造位置为昆阳裂谷内会理—东川裂陷槽东端的一个梯形断陷盆地内。矿区构造位置处于黄草岭弧形褶断带西段，属马鞍桥背斜的西延部分，其北东端和南西端分别被南北向的白锡腊断层，吊水井断层所切。白锡腊背斜轴向北75°东，向北西倾斜，背斜核部辉长岩侵入体，其内分布有铜铁矿体，其两翼为因民组、落雪组及黑山组，白锡腊矿床矿体主要赋存于落雪组白云岩中，属“东川式”铜矿床，地表出露有中老龙部份矿段（倒转翼）和大窝塘（正常翼）部分矿段。南西部均被上震旦系的陡山沱组、灯影组覆盖，在陡山沱组底部有赋存在昆阳群不整合面上的“滥泥坪式”铜矿床。区内与成矿有关的断层主要有2组，即北30°～50°东的纵向断层和北20°～30°西的横断层，见图2。在两断层交汇处，往往矿体厚度增大，矿化层数（或矿体数）增多，形成矿化富集中心。

图1　构造变形岩相形迹学深、边部隐伏矿定位预测框图

3.2滥泥坪铜矿构造岩相形迹特征与成矿规律分析

本文在1∶2000地质图基础上，对滥泥坪铜矿区内开展了构造变形岩相形迹实测填图，把断层、线理、劈理等作为主要填图对象。采用断层错动机制解［7］，结合岩浆岩同位素年龄［1］和断裂石英—方解石脉ESR测年结果［8］，对矿区构造体系进行分析，见图2，可知晋宁运动主应力方位NW55°～75°，澄江运动转为主应力方位SW28°～SE55°，是形成滥泥坪铜矿区构造格局的主要运动，而燕山、喜山运动也只是继承前期的构造运动特点并加以改造，同时伴随区域的整体抬升。在构造体制的转换过程中，矿体沉积、火成岩的侵入和后期改造，形成了滥泥坪铜矿“东川式”铜矿床、“滥泥坪式”铜矿床和铜铁裂隙矿。

3.3构造变形岩相形迹学对隐伏矿体预测分析

经过对滥泥坪铜矿区前期探矿工程构造岩相形迹填图，结合东川矿区不同演化阶段的火山—沉积建造相对应地形成的“四楼一梯”的铜铁成矿系列模式［9］，采用构造岩相形迹学的方法，对滥泥坪铜矿区白锡腊矿段隐伏矿体进行大比例尺预测分析，如179线穿脉构造岩相形迹图，见图3。

由图3可知，火山岩、火山喷气岩、热水沉积岩与铜矿体空间关系密切，主要矿体赋存于次火山侵入—隐爆角砾相中，包括碱性闪长斑岩亚相、闪长岩亚相和正长斑岩亚3个亚相，在碱性杂岩墙边部形成含矿隐爆角砾岩筒，角砾成分复杂，除白云岩、板岩碎块外，尚见有辉长岩、熔岩、磁铁矿等角砾，胶结物以绿泥石、黑云母等火山物质为主，矿物组分主要以铜硫化矿物和铁氧化矿物为主，而且在侵入过程中形成碱性蚀变相，常见钠长石化、钾长石化、黑云母化、伊利石化、绿泥石黑云母化蚀变岩、黑云母蚀变岩等。

次要矿体赋存于侵入岩内部脆—韧性构造变形岩相和周边沉积火山热水沉积岩相裂隙中，硫化物以斑铜矿、黄铜矿为主，少量辉铜矿，氧化物主要为孔雀石、黑铜矿，少量硅孔雀石、蓝铜矿，脉石为石英、方解石等。

这2类矿体是后期含矿热液沿后期断层、构造裂隙、节理、劈理充填交代的产物，而经构造岩相形迹填图，至少经历了2次以上构造活动，形成囊状、串珠状矿体，同时，落雪一段由于侵入岩穿插，可能在前期探矿工程中缺失，由此推测，在侵入岩北西部岩体边部和接触带构造发育的部位，可能存在铁铜矿体，在因民组上部可能存在“东川式”铜矿，据此布置了侵入岩北西部后期探矿工程，探获了火山凝灰岩相中铁铜矿体和“东川式”铜矿，下一步探矿靶区是因民组中的“稀矿山式”铜铁矿体，有可能取得新的突破。

4　讨论与结论

在滥泥坪铜矿区深边部隐伏矿体探矿中，有2个主要指导方向：一个是已知矿区（带）深部找矿预测方向，另一个是“边、深、新、空”方向。已知矿区（带）找矿是本区找矿工作的重点，根据滥泥坪铜矿己知的铜矿类型、规模和侧伏规律，预测矿区深部仍然具有较大找矿潜力，并通过了工程验证。而“边、深、新、空”方向，“边”是指现在开采、详查矿区的边部或较远地区，这些地区有一定的成矿条件，已有工程揭露矿化信息，如大窝塘矿段（正常翼）北西部隐伏矿；“深”是指埋藏在地下深处隐伏矿；“新”是指新的含矿层位、新的矿床类型等；“空”是指已做了探矿工程，暂没有找矿矿的空白区。其中，“深、新、空”方向更需要对原有的勘探工程、矿体认识进行甄别，如在前期探矿过程中，将硅质白云岩误认为落雪一段，将裂隙铜矿误认为层状铜矿，将侵入岩中角砾岩误认为是因民组中的角砾岩，将裂隙铁铜矿误认为是层状铁铜矿体，因此，需对己有工程进行详细的构造变形岩相形迹填图，才能从空间几何形态上，从时间演化序列、构造控矿上，认识矿带、矿床、矿脉各个层次上的时空控矿规律，在此基础上，才能突破固定思维，实施大比例尺隐伏矿体的定位，实施风险探矿工程，找矿才有可能突破。

［1］龚琳，何毅特.云南东川元古宙裂谷型铜矿［M］.北京：冶金工业出版社,1995.

［2］刘继顺,吴延之，等.东川铜矿田喷流沉积成矿机制［J］.中南大学学报,1996,27（1）：8-11.

［3］吕古贤,邓军,郭涛,等.玲珑—焦家式金矿构造变形岩相形迹大比例尺填图与构造成矿研究［J］.地球学报,1998,19（2）：177-186.

［4］ W.P.Laing.Tension Vein Arrays in Progressive Strain：complexBut Predictable Architecture,and Major Hosts of Ore Deposits ［J］.Journal of Structural Geology,2004（26）：1303-1315.

［5］John McL.Miller,Christopher J.L.Wilson.Structural Analysis of Faults Related to a Heterogeneous Stress History：Reconstruction of a Dismembered Gold Deposit,Stawell,Western Lachlan Fold Bolt,Australia［J］.Journal of Structural Geology,2004（26）：1231-1256.

［6］彭省临,邵拥军,张建东.金属矿山隐伏矿找矿预测理论与方法［J］.地质通报,2011,30（4）：538-543.

［7］王士天,张倬元,王兰生,等.断层错动机制和构造应力场的赤平投影解及其在区域稳定研究中的应用［J］.水文地质工程地质,1979（5）：31-44,75.

［8］衣成利.云南东川铜矿构造演化与辉长岩地球化学特征［R］.昆明理工大学硕士学位论文,2010：48-51.

［9］冉崇英,张智筠,张卫华,等.康滇裂谷旋回与铜矿层楼结构及其地球化学演化［J］.中国科学（B辑）,1994,23（3）：325-330.

Study on the Prediction of Concealed Ores Body by Structural Deformation Lithofacies Traces Theory in Lanniping Copper Mine

ZENG Bao-cheng1，GAO yong-xiang1，LIU Wen-jian1，YANG

Feng-jun1，Zhang jiao-jiao1，WANG Tong-rong2
（1.Yunnan Jinsha Mining Co.，Ltd.，Kunming，Yunnan 654100，China；2.Faculty of Land Resource Engineering，Kunming University of Science and Technology，Kunming Yunnan 650093，China）

Aiming at the prediction problem that concealed ore-bodies is difficult to identify，difficult to find in old mines，through many years prospecting research and practices at deep edge part of Lanniping copper Mine，the research contents and methods of tectono-deformation-petrofacies-traces theory are put forward.First of all is mapping by geologic structures and lithofacies traces around Lanniping copper Mine，on this basis，mining area structures and rock mass geometric conditions are researched by kinematics and dynamics，so as to restore metallogenic tectonic dynamic mechanism，and analyze metallogenic regularities and ore body spacetime structure，lithofacies characteristics，etc，key prospecting target areas are proposed by orientation prediction and evaluation of concealed ores in the deep and periphery of mining area.By practice，it is considered that tectono-deformation petrofacies-traces theory is one of practical methods suitable for large scale prediction of concealed ores in the"side，deep，new，empty"of old mines.

old mines；tectono-deformation-petrofacies-traces theory；concealed ore-body

P618.41

A

1004-5716（2016）01-0103-04

2015-01-08

2015-01-21

项目来源：国家科技部转制科研院专项资金项目《铁氧化物铜金型矿床元素赋存状态及岩相构造学填图技术研发》（编号：2011EG115022）。

曾保成（1966-），男（汉族），湖南双峰人，高级工程师，现从事金属矿床和地质调查的研究工作。