四川德昌县铜厂坡铜铁矿地质特征及找矿前景

（四川省核工业地质局二八一大队，四川 西昌615000）

铜厂坡铜铁矿区位于四川省德昌县老碾乡境内，处于冕宁—西昌铁、锡、铜成矿带之会理岔河锡铁铜银矿集区[1]，成矿地质条件较好。该区大规模的岩浆侵入活动，为该区铜、铁矿床的形成提供了丰富的物质来源。

1 区域地质背景

图1 矿区大地构造位置图

铜厂坡铜铁矿区位于扬子准地台西缘，康滇地轴中段，泸定—米易台拱之螺髻山台穹南端(图1)，兴隆背斜南翼,西与米易穹断束相连，东南与江舟断凹相邻[2]。该区地层出露较多，地质构造复杂，岩浆活动频繁。

该区出露地层以前震旦系力马河组(Pt2lm)、震旦系列古六组（Z11g）、观音崖组（Z2g）、灯影组（Z∈d）为主，次为凤山营组(Pt2fs)、三叠系白果湾组（T3bg）及第四系（Q）。含矿岩性主要为力马河组石英片岩、凤山营组大理岩、列古六组长石石英砂岩和观音崖组白云质灰岩。

区域褶皱主要有兴隆背斜、岔河复式背斜等。区域断裂主要有罗家坪子断层、铜厂坡断层，属基底断层，构造线总体呈近东西向展布。其中铜厂坡断层是区域上重要容矿构造。

区域内岩浆岩发育，自晋宁期至印支期均有，基性岩主要有晋宁期兴隆岩体及华力西期大坪子岩体，酸性岩主要为晋宁期摩挲营花岗岩体，岩脉主要为一些时代不明的基性岩脉。岩浆活动为本区成矿物质的主要来源。

本区矿产资源丰富，主要矿产为铜、铁、锡、铅、锌。已发现的矿床(点)有20余处(图2)，主要有兴隆含铜菱铁矿、刘家梁子铜多金属矿、永郎锡石矿、岔河锡矿、会理锌矿等。成因类型主要有接触矽卡岩型钨锡矿、热液石英脉型多金属矿（铜、铅、锌、铁等）、热液型铅锌矿、热液型铁矿几种类型。

2 矿区地质特征

2.1 地层

矿区出露地层主要为前震旦系会理群力马河组二段(Pt2lm2)、力马河组三段(Pt2lm3)及第四系（Q），由老到新简述如下：

1）力马河组二段(Pt2lm2)，岩性主要为褐灰色石英片岩，夹浅灰色中厚层状石英岩、千枚状二云片岩。地层整体北西、北东倾向，倾角变化较大，岩石较破碎。前期工作已发现矿体6个，均产于该地层构造破碎带或层间破碎带。

2）力马河组三段(Pt2lm3)，分布于矿区东南角，岩性为浅灰色绢云千枚岩夹浅褐色石英片岩、石英岩。岩石中矿物颗粒粒度变大而区别于二段岩石，呈倒转状覆盖于二段岩层之上。

3）第四系（Q）,分布于矿区北东部老碾河、大村一带，主要为冲洪积砂砾层、砂土、粘土及残坡积物，厚0～50m。

图2 区域地质矿产简图

2.2 构造

矿区位于兴隆背斜南翼，经历了从晋宁—澄江—加里东—海西—印支—燕山—喜山等一系列构造运动，形成了一系列的断裂构造，主要为近东西向断裂，编号为：F1、F2、F3、F4，简述如下：

F1断层（铜厂坡断层）：位于矿区中部铜厂坡一带，西段断于力马河组地层中，东段被第四系掩盖。走向近东西，倾向近北，倾角64°～74°，与岩层走向近于平行或小角度斜交，断面沿走向及倾斜方向呈缓波状。断层上下盘围岩为褐灰色石英片岩，硅化强烈见绢云母化、绿泥石化。破碎带宽0.5～11.5m，带内见硅化、菱铁矿化、褐铁矿化、黄铁矿化、黄铜矿化。该断层为区内重要的容矿构造，现已发现Ⅱ号矿体。该断层为区域性逆断层，具有明显的扭性特征。由于该断层的影响，致使区内次级构造发育，复杂多变。

F2断层（罗家坪子断层）：位于矿区北部罗家坪子一带，发育于力马河组地层中。断层走向近东西，倾向北，倾角45°～76°，断层面较平直。断层上下盘为石英片岩，构造特征以碎裂岩化为主，次为擦痕、构造泥。构造角砾岩为石英片岩，呈棱角状～次棱角状，粒径相差较大，一般1～20cm，见片理化、铁染现象；胶结物为原岩岩粉、硅质、泥质，胶结性较差。为一逆断层。

F3断层：位于矿区南部，出露长度0.4km，发育于力马河组地层中，断层走向北西，倾向北东，倾角75°～80°，断层上下盘为浅灰色石英岩。破碎带宽1.5～2m，角砾原岩为石英岩，呈棱角状，胶结物为原岩岩粉、硅质，胶结性较差。带内硅化强烈，呈不规则细脉状、团块状产出，局部见褐铁矿化。为一正断层。

F4断层：位于矿区西南部，发育于力马河组二段地层中，断层走向近东西，倾向近北，倾角42°～70°，断层面较平直。断层上下盘为石英片岩，构造特征以碎裂岩化为主，次为擦痕、构造泥。破碎带宽0.2m～4m，构造角砾原岩为石英片岩，呈棱角状-次棱角状，粒径0.5～10cm，胶结物为硅质、铁质，胶结性较好。破碎带内硅化强烈，石英呈不规则细脉状、网状、团块状产出，见褐铁矿化、黄铜矿化。该断层内已发现Ⅵ号矿体。

2.3 岩浆岩

矿区内分布的岩浆岩主要为晋宁期基性、酸性侵入岩，呈岩株和岩脉状产出，岩脉主要为辉长岩脉及石英脉。

矿区南部见摩挲营岩体出露，约占矿区面积的10%，岩性主要为灰白色中细粒似斑状黑云母花岗岩、浅灰色中粗粒似斑状二长花岗岩，与力马河组地层呈侵入接触关系。岩石呈块状产出，局部见有磁铁矿、钛铁矿、黄铁矿、锡石等。岩体内部节理十分发育。

2.4 变质作用及变质岩

矿区内变质作用主要表现为受区域变质作用影响形成的浅—中变质岩系，主要有前震旦系会理群力马河组的千枚岩、片岩等，属低绿片岩相。另外，由于受动力变质作用、热液交代作用的影响，局部可见千糜岩等。

2.5 地球化学异常特征

根据前人化探测量成果，矿区南部分布有Cu8水系沉积物异常，矿区以东铜厂坡断层东段附近分布有Cu9水系沉积物异常（图2）。通过1∶1万土壤地球化学测量，矿区共圈定土壤地球化学异常区2个，编号为①、②号异常区（图3）。

①号异常：位于矿区东部铜厂坡、尖嘴洞一带，是矿区化探工作的最大发现，该异常呈椭圆状近东西向展布，异常面积约0.65km2，异常主元素为Cu、Fe，Cu异常平均值434×10-6，峰值2210×10-6，衬度2.90，规模1.034；元素组合为Cu、Fe、Ag、Pb、Zn等。Cu、Ag异常具有三级浓度分带，浓集中心明显，虽Pb、Zn异常只有一级浓度分带，但各元素异常浓集中心明显，相互套合性较好，异常强度较大。经地质填图和槽坑探工程揭露，在该异常区内发现了Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ号铜铁矿体,充分说明该异常为矿致异常。

②号异常：位于矿区南部，异常呈不规则椭圆状近东西向展布，异常面积约0.25km2，异常主元素为Cu，异常值一般为150×10-6～648×10-6，异常平均值310.9×10-6，峰值1226×10-6，衬度2.07，规模0.306；异常特征元素组合为Cu、Ag、Mo等。Cu、Mo元素具有三级浓度分带，异常浓集中心明显，虽Ag元素只有二级浓度分带，但各元素异常浓集中心明显，相互套合性较好。通过地质填图，在该异常区内发现了Ⅵ号铜铁矿体,说明该异常为矿致异常。

矿区内分布的异常总体形态与近东西向断裂走向基本一致，异常区岩性主要为褐灰色、浅灰色石英片岩断裂及层间破碎带发育，岩石较破碎为含矿热液运移和富集提供了有利的空间，构造破碎带中多见菱铁矿化褐铁矿化、黄铁矿化、黄铜矿化，裂隙面可见孔雀石。异常区是下一步寻找高品位铜铁矿体的有利地段。

图3 铜厂坡铜铁矿区地质略图

3 矿床地质特征

3.1 矿体特征

矿区共圈定了铜铁矿体6个，编号为Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ、Ⅵ（图3）。矿体均产于前震旦系会理群力马河组二段石英片岩中，形态较简单，呈似层状、透镜状产出，受断层及层间破碎带控制。简述如下：

1）Ⅰ号矿体:位于F1断层北部，矿体赋存于前震旦系会理群力马河组二段浅灰色石英片岩层间破碎带中，呈似层状产出，产状325°∠50°，地表出露长度72m，厚0.5m～2.5m。矿体地表为褐铁矿，深部为菱铁矿，菱铁矿中见黄铜矿、斑铜矿。取样分析TFe品位30.29%，Cu品位为0.36%。

2）Ⅱ号矿体:为本区主矿体，位于矿区东部铜厂坡一带，矿体赋存于前震旦系会理群力马河组二段褐灰色石英片岩构造破碎带中，呈似层状产出，产状320°～2°∠39°～63°，平均345°∠50°，与控矿构造产状一致。矿体上部及地表氧化为褐铁矿，下部为菱铁矿。菱铁矿中含不规则粒状的黄铜矿、斑铜矿和呈皮壳状的孔雀石、蓝铜矿。经槽、坑探工程揭露，矿体长度大于660m，厚度0.5～9m，取样分析TFe品位一般为27.53%～57.55%，平均36.67%;Cu品位一般为0.16%～3.34%，平均0.39%。

3）Ⅲ号矿体:位于F1断层以南，现场见一采坑。矿体赋存于前震旦系会理群力马河组二段浅灰色石英片岩中，受构造破碎带控制，呈似层状、透镜状产出，产状不明，为褐铁矿体，地表断续出露长度为160m，厚0.5m～1.5m，取样分析TFe品位39.87%。

4）Ⅳ号矿体:位于矿区东部老碾河西侧，矿体赋存于前震旦系会理群力马河组二段浅灰色石英片岩中，受层间破碎带控制，呈似层状产出，产状340°∠76°，出露长度大于45m，厚0.6～1.2m。地表所见为褐铁矿，见薄膜状孔雀石，推测深部为含铜菱铁矿。取样分析TFe品位一般为38.44%～46.98%，平均43.39%；Cu品位一般为0.13%～0.46%，平均0.25%。

5）Ⅴ号矿体:位于矿区东部尖嘴洞，现场见一老硐。矿体赋存于前震旦系会理群力马河组二段浅灰色石英片岩构造破碎带中，呈似层状产出，产状303°～348°∠31°～53°，为褐铁矿体，地表断续出露长度为195m，厚1m～2m，隐晶质结构，蜂窝状、块状构造，局部见孔雀石、蓝铜矿。取样分析TFe品位43.07%，Cu品位0.38%。

6）Ⅵ号矿体:位于矿区西南部，矿体赋存于前震旦系会理群力马河组二段石英片岩中，受F4断层控制，呈似层状产出，出露长度约320m，宽度1～4m不等，产状310°～340°∠42°～70°，平均320°∠56°。矿石为含铜褐铁矿化碎裂石英片岩，主要为褐铁矿，次为黄铜矿、孔雀石。取样分析TFe品位一般为26.26%～53.83%，平均44.91%；Cu品位一般为0.163%～1.62%，平均0.466%，矿化不均匀。

拟治理河段高程1600～2300m，河床内有长40km、宽100～600m、厚度大于4.0m的混合土卵石，储量190.68万m3，砾石磨圆好，呈浑圆状，分选性差，场地较开阔。

3.2 矿石类型

矿区矿石按自然类型分为氧化矿石、原生矿石两大类。氧化矿主要为褐铁矿,原生矿主要为菱铁矿,普遍含铜。

3.3 矿石质量

1）矿物组分

根据野外观察和室内鉴定，矿石矿物主要为菱铁矿、褐铁矿、黄铜矿，次为黄铁矿、斑铜矿、孔雀石、蓝铜矿，及少量白铁矿、自然铜；脉石矿物主要为石英、绢云母，次为绿泥石、黑云母等。主要矿石矿物特征为：

菱铁矿：褐灰色，呈半自形-它形菱面体、板柱状无规则相间分布，粒径为0.1～7.8mm，其空隙被黄铜矿、白铁矿等金属矿物充填胶结(图4)，部分菱铁矿变晶内包裹细微晶菱铁矿或包裹尘点状铁质及金属矿物，部分铁质沿菱铁矿解理或边缘分布。

褐铁矿：黄褐色，为<0.01mm的微晶、隐晶质呈无规则相间分布，部分相聚成不规则团块状不均匀分布，部分呈网脉状分布或填隙状分布于脉石矿物粒间，部分褐铁矿呈黄铁矿外形假象产出。

黄铜矿：铜黄色，呈它形柱粒状不均匀分布并被辉铜矿沿周边或其内部不均匀交代或交代包裹（图5），粒径为<0.01～0.6mm，部分黄铜矿沿菱铁矿粒间空隙成细脉状分布，部分黄铜矿被菱铁矿不均匀交代。

2）矿石的结构构造：矿石具半自形-它形柱粒状结构、微晶-隐晶质结构、海绵陨铁结构、碎裂变余鳞片柱粒状变晶结构；构造主要为块状构造、网脉状-稠密浸染状构造、蜂窝状构造、片状及粉状构造。

图4 含铜菱铁矿石

图5 含铜褐铁矿石

从矿石化学分析结果看，矿石中主要有益组分为Fe、Cu，可综合利用；主要有害组分为S、P，但含量低，对矿石质量无影响。一般矿石化学成分为TFe 26.26%～57.55%，Cu0.13%～3.34%，S含量在0.08%～0.42%之间，平均0.24%，P含量在0.02%～0.43%之间，平均0.12%，均为低硫低磷的需选铜铁矿石。

3.4 围岩蚀变

矿区内矿化蚀变现象普遍，局部表现比较强烈，主要蚀变类型有硅化、绢云母化、黄铁矿化和绿泥石化等。特别是硅化、黄铁矿化与铜铁矿化关系密切。

4 矿床成因及找矿标志

4.1 控矿因素浅析

1）地层：矿区铜铁矿均呈似层状或透镜状充填于前震旦系会理群力马河组二段褐灰色石英片岩构造破碎带或层间破碎带中，层位稳定。在构造运动过程中产生的构造破碎带或层间破碎带是良好的储矿层位。

2）构造：矿区内断裂构造比较发育，主要以铜厂坡断层等近东西向断裂为主，与矿体走向一致，是主要的成矿控制因素，Ⅰ～Ⅵ号矿体均产于构造破碎带中，受构造控制明显。前震旦纪末的晋宁运动，形成了东西向构造体系，后期基性、酸性岩浆活动，带进了锡、铜、铁、金等成矿物质。近东西向断裂构造及层间破碎带为含矿热液活动提供了良好的通道和容矿空间。

3）岩浆活动：区内岩浆活动非常强烈，从晋宁期至印支期均有，基性、酸性岩浆活动与本区成矿的关系十分明显，岩浆活动提供成矿热液和硅质溶液，带出大量的铜、铁等元素，充填于断裂构造及层间破碎带中成矿，同时硅质溶液充填于岩石裂隙中，使岩石发生硅化，局部地段形成硅质条带或石英脉。后期岩浆活动带出的含矿热液对矿体进行热液叠加富集改造，形成现在的铜铁矿体。

4.2 矿床成因探讨

根据矿床地质特征及控矿因素分析，可看出铜厂坡铜铁矿床成矿具有以下特征：

1）铜铁矿体产于前震旦系会理群力马河组二段褐灰色石英片岩构造破碎带或层间破碎带中，严格受层位、构造控制。

2）发育于前震旦系会理群力马河组二段褐灰色石英片岩中的东西向断裂构造及层间破碎带为成矿提供了导矿空间和容矿空间，控制了矿体的形成。

3）基性、酸性岩浆活动，为成矿提供了重要的矿物质来源。基性、酸性岩浆活动带出的含铜、铁等元素的成矿热液，沿断裂构造及层间破碎带充填成矿。成矿具多期性特征。4）围岩蚀变较强，主要为硅化、绢云母化、黄铁矿化和绿泥石化，多出现在矿体两侧及附近。综上所述，初步认为该矿床的成因类型为构造热液型矿床。

4.3 找矿标志

根据矿区的情况，提出以下几点找矿标志：

1）地层与岩性标志:前震旦系会理群力马河组二段石英片岩是有利的赋矿层位。

2）构造标志：矿体严格受构造控制，特别是铜厂坡断层及次级构造、层间破碎带是成矿的有利部位。

3）铁帽标志：矿体出露地表部分已氧化成褐铁矿，是最为重要的找矿标志。

4）矿化蚀变标志：主要有硅化、褐铁矿化、黄铁矿化及发育于裂隙面的绿泥石化。

5）地球化学标志：地球化学异常具有一定规模，是本区铜矿的重要找矿标志。

6）采矿遗迹标志。如老硐、民采坑等。

5 找矿前景及建议

5.1 找矿前景

目前对铜厂坡矿区东部①号化探异常区开展的槽坑探工作，达不到对深部铜铁矿体进行圈定的目的，还需从走向上和倾向上开展进一步的地质工作。

在铜厂坡矿区西南部②号化探异常区内，发现了Ⅵ号铜铁矿体，地表见褐铁矿化碎裂石英片岩出露，取样分析，TFe含量一般在26.26%～53.83%之间，Cu含量一般在0.163%～1.62%之间，局部已达到工业品位，且这一化探异常较好，整个异常长1.05Km,平均宽0.26Km，面积0.25Km2。异常主元素为Cu，异常值一般为150×10-6～648×10-6，异常平均值310.9×10-6，峰值1226×10-6。说明找矿潜力很大，有进一步勘查的必要。

5.2 找矿建议

通过对铜厂坡矿区地质、化探等资料的综合研究，有必要对矿区开展进一步的地质工作：

1）对前期圈定的①、②号土壤地球化学异常区开展激电联合剖面测量工作，揭露异常体埋深及空间展布特征。

2）对矿区Ⅱ号矿体施工的探矿工程数量有限，还需从走向上和倾向上开展较系统的坑探或钻探工作，详细查明矿体深部延伸情况，揭露、追索和控制矿体，扩大矿床规模。工程布置时，应尽量兼顾对Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ号矿体的揭露和控制，做到经济合理。

3）在对矿区南部Ⅵ号矿体开展系统的槽探工作的基础上，结合激电测量成果，开展钻探工作，详细查明矿体深部延伸情况。