西南三江成矿带脚基坪铜矿床成矿地质特征及控矿因素分析

刘 超，吴德成

(巴彦淖尔西部铜业有限公司，内蒙古 巴彦淖尔 015000)

0 引言

脚基坪铜矿床位于西南三江成矿带的雅江成矿亚带上，为该区近年来新发现的重要铜矿床。经过近几年的地质勘查工作，投入大量工程控制，勘查工作程度达到详查，探获资源量规模接近大型铜矿。该区基础地质方面研究程度相对较高[1-4]，发现矿床以剪切带型金矿和斑岩型铜矿为主。本矿床研究程度很低，因此，本文根据近年地质勘查成果，通过研究总结矿床地层、构造、岩浆岩、围岩蚀变、矿体、矿石等成矿地质特征，分析控矿因素、找矿标志和找矿潜力，对本区以及外围铜资源找矿具有现实的指导和借鉴意义。

1 区域地质背景

脚基坪矿区位于扬子板块西南缘(图1)，康滇地轴中段西缘，西南三江成矿带的雅江成矿亚带上；构造单元属盐源—丽江台缘坳陷(Ⅱ)、金河拱褶断束(Ⅲ)；处于盐源盆地帚状构造收敛区、燕麦地—巴折韧性剪切带内，是锦屏山走滑逆冲推覆带的后缘主冲断带、木里—盐源推覆构造前缘冲断带的内带。剪切带中主要发育有绿片岩型金矿，如茶铺子金矿[5-6]、金窝子金矿[7]、马丝螺沟金矿[8]、菜子地金矿[9]；浅变质岩系中破碎蚀变型铜多金属矿，如代石沟铜矿[10]、桃子铜矿[11]、菜园子铜金矿[12]；斑岩型铜矿，如模范村铜矿[13]、西范坪铜矿[14-15]，另有硅石、石灰石、钾盐[16]等非金属矿产。表明在此韧性剪切带中存在较好的铜金多金属矿找矿前景。

2 矿床地质特征

2.1 地层

矿区出露地层主要为三叠系的白山组及下博大组，次为二叠系的乐平组及峨眉山玄武岩以及沿沟谷少量分布的第四系(图1)，由老至新：峨眉山玄武岩(P2β)：在矿区的中部有较大面积的出露，出露面积约为4.7 km2。是本区主要赋矿层位。峨眉山玄武岩下段(P2β1)主要为深灰色—暗灰绿色致密块状、斑状、杏仁状或菊花状玄武岩，偶夹灰岩；峨眉山玄武岩上段(P2β2)主要由灰绿色致密块状玄武岩夹灰岩、紫红色凝灰质砂岩、页岩组成。玄武岩具斑状、气孔状、杏仁状或菊花状构造。

图1 脚基坪铜矿床地质简图Fig.1 Geological sketch map of Jiaojiping copper deposit1—第四系砂砾石及泥砂 2—下博大组灰岩及砂岩 3—白山组灰岩、白云质大理岩 4—乐平组砂岩、页岩夹灰岩 5—峨眉山玄武岩 6—地质界线 7—实、推测断裂带及编号 8—矿体及编号 9—勘探线及编号 10—联合剖面基线

中二叠统乐平组(P2l)：在矿区的中部有出露，出露面积约为1.2 km2。岩性为砂岩、粉砂岩、碳质页岩、偶夹灰岩，含煤和赤铁矿。

中三叠统白山组(T2b)：在矿区的中部和东西两侧都有大面积的出露，出露面积约为8.1 km2。岩性为灰岩、白云质大理岩。是本区次要赋矿层位。

中三叠统下博大组(T3xb)：只在矿区的北部有少量的出露，出露面积约为0.2 km2。岩性为泥灰岩、硅质结核灰岩、砂岩、粉砂岩。

第四系全新统(Qh)：区内第四系主要分布矿区中南部新蔑丝箩一带，出露面积约为0.4 km2。为全新统冲洪积层，具有双层结构，上部岩性为泥土、泥砂土，下部为砂砾石等，厚3～10 m。

2.2 构造

矿区位于康滇地轴中段西缘，木里—盐源推覆构造的冲断带上，即金河帚状构造带的北东端收敛部位。区内的构造线主要为近SN走向。

2.2.1 褶皱

区内褶皱构造为一个由老巴折乡至北部黄土地的近SN走向的背斜构造。背斜西翼倾向西，倾角40°～60°；背斜东翼倾向东，倾角40°～75°。背斜的核部为二叠系的峨眉山玄武岩，两翼为二叠系乐平组，Ⅰ号构造矿化带即存在于此背斜中，本次所发现的隐伏铜矿体(I-4号矿体)即赋存于背斜核部的灰岩层中，呈鞍状产出。个别坑道中还出现有小的褶皱。

2.2.2 断裂

矿区内断裂构造较发育，地表已发现多条断裂破碎带，坑道中和钻孔中也经常见到构造破碎带。区内较明显的断层有5条(图1)，分述如下：

F1断层：位于矿区中东部，呈近SN向穿过整个矿区，断层西盘为二叠系峨眉山玄武岩及二叠系乐平组、下博大组，东盘为二叠系乐平组、三叠系下博大组和白山组，断层产状90°∠60°～70°，构造破碎带宽2～3 m，破碎带内蚀变较强，主要为褐铁矿化、碳酸盐化和硅化。成矿前—成矿期形成，控制Ⅰ-1号矿体，断层性质不明。

F2断层：位于矿区中部，呈近NE—SW向穿越矿区，地表沿长约1.7 km，断层西盘为二叠系峨眉山玄武岩、二叠系乐平组，断层的东盘则为二叠系峨眉山玄武岩、二叠系乐平组，断层产状90°∠60°～70°，断层挤压破碎带宽2～3 m，断层带中岩石被揉皱挤压形成的劈理，砂岩中长石颗粒被定向压扁拉长。成矿前—成矿期形成，控制Ⅰ-2号矿体，断层性质推测为逆断层。

F3断层：位于矿区中部，近SN向产出，地表延长约1 km，断层东西盘圴为二叠系玄武岩，断层产状270°∠55°～60°，断层挤压破碎带宽1～1.5 m，成矿前—成矿期形成，控制Ⅰ-3号矿体，断层性质推测为逆断层。

F4断层：位于矿区北西部，近NW—SE向产出，矿区内长约2 km，断层两盘均为三叠系白山组。断层产状240°～260°∠55°～60°，成矿前—成矿期形成，断层性质不明。

F5断层：位于矿区南西部，NW—SE向，为一陡倾逆断层，产状232°∠70°，矿区内长约2 km，断层挤压破碎带宽1～2 m，向南东延出矿区，断层两盘主要为二叠系玄武岩，而断层的南西盘则以三叠系白山组为主。成矿前—成矿期形成。

F6断层：位于矿区中部，近SN向，为一深部实推测陡倾逆冲断层，产状270°∠65°～85°，矿区内长约3 km，断层挤压破碎带宽1～60 m，向南东延出矿区，断层西盘为二叠系玄武岩，而断层的东盘则以二叠系乐平组为主。成矿前—成矿期形成。

2.3 岩浆岩

本区未见侵入岩。除上述喷出岩外，在矿区南部及外围有少量基性辉绿岩脉分布，最高侵位于三叠系上统下博大组。

2.4 变质作用及围岩蚀变

矿区变质岩主要为区域变质岩，接触变质岩较少，零星分布于岩体外接触带及断层带上。区域变质岩的岩石类型主要有板岩、绢云千枚岩、大理岩化微晶粉晶灰岩、含碳质板岩、含碳质绢云千枚岩、变细粒长石石英杂砂岩、方解绿泥片岩、铁铜矿化长英质碎裂岩、变含砂屑砂质泥岩等。

区内岩石蚀变较为发育，多见于矿体直接围岩中，如由变质热液蚀变作用形成的透闪岩、蛇纹岩等。在矿体近旁和破碎带中常见有绿泥石化、阳起石化和碳酸盐化。另外，区内还见有黄铁矿化、硅化、绢云母化等。

3 矿体特征

矿区内有两条构造矿化带，分别为Ⅰ号构造矿化带和Ⅱ号构造矿化带，共发现11条铜矿体(图2)。其中Ⅰ号构造矿化带内7条，编号为Ⅰ-1～Ⅰ-7；Ⅱ号构造矿化带内4条，编号为Ⅱ-1～Ⅱ-4。其中Ⅰ-4号矿体是本矿区的主矿体。各矿体呈脉状产出，形态较复杂。其产出倾角较陡，一般在60°～85°之间变化。

3.1 矿体产状、规模及矿化

脚基坪铜矿床矿体及矿石特征见图3。

Ⅰ-1号矿体(图3a)：位于矿区的最东部，为背斜的东翼，地表断延长约500 m，平均厚1～5 m，产状90°∠70°，Cu的平均品位为0.80%。赋矿围岩为页岩及玄武岩。

Ⅰ-2号矿体：位于矿区的中部，为背斜的东翼，地表延长约100 m，平均厚2 m，产状90°∠80°，Cu的平均品位0.50%。赋矿围岩为页岩。

Ⅰ-3号矿体(图3b)：位于矿区的中部，为背斜的西翼，地表断续沿长约400 m，平均厚2～4 m，产状270°∠70°，Cu的平均品位为1.20%。赋矿围岩为玄武岩。

Ⅰ-4号矿体(群)：位于矿区的中部，为深部隐伏矿体，是本区的主矿体，产于背斜构造的核部及两翼，走向近SN，倾向E和W，倾角一般为60°～85°，总体上有向南侧伏趋势(图2)。该矿体(群)自下而上又分了4条矿体，编号为Ⅰ-4-1、Ⅰ-4-2、Ⅰ-4-3、Ⅰ-4-4，垂向上间距30～200 m，大致呈叠瓦状平行产出。赋矿围岩为灰岩、页岩及少部分玄武岩。①Ⅰ-4-1号矿体：矿体延长2170 m，最大延深573 m，真厚度为13.05 m，Cu的平均品位为1.00%；Ag的平均品位为4.09×10-6。②Ⅰ-4-2号矿体：矿体延长1166 m，最大延深512 m，真厚度为6.91 m，Cu的平均品位为1.01%；Ag的平均品位为5.84×10-6。③Ⅰ-4-3号矿体：矿体延长1420 m，最大延深190 m，真厚度为6.35 m，Cu的平均品位为1.11%；Ag的平均品位为4.51×10-6。④Ⅰ-4-4号矿体：矿体断续延长638 m，最大延深190 m，真厚度为9.33 m，Cu的平均品位为1.58%；Ag的平均品位为4.4×10-6。

Ⅰ-5号矿体：位于矿区的北部黄土地一带，地表断续沿长约300 m，平均厚2～3 m，产状90°∠85°，Cu的平均品位为1.45%。赋矿围岩为灰岩、页岩及少部分玄武岩。

图2 脚基坪铜矿床勘探线联合剖面图Fig.2 Joint cross-section of the exploration line in Jiaojiping copper deposit

Ⅰ-6号矿体：位于矿区的中部18号勘探线一带，地表断续沿长约100 m，平均厚1～2 m。赋矿围岩为大理岩。

Ⅰ-7号矿体：位于矿区的南部，地表断续沿长约100 m，平均厚1～2 m，产状240°∠58°，Cu的平均品位为1.20%。赋矿围岩为玄武岩。

Ⅱ-1号矿体：位于矿区的西部脚基坪一带，地表断续沿长约300 m，平均厚2 m，产状260°∠45°，Cu的平均品位为2.04%。赋矿围岩为玄武岩。

Ⅱ-2号矿体：位于矿区的中西部一带，地表断续沿长约150 m，平均厚2 m，产状235°∠69°，Cu的平均品位为0.79%。赋矿围岩为灰岩和玄武岩。

Ⅱ-3号矿体位：于矿区的中西部一带，地表断续沿长约250 m，平均厚1～2 m，产状270°∠60°。赋矿围岩为玄武岩。

Ⅱ-4号矿体：位于矿区的南部，地表断续沿长约300 m，平均厚1～2 m，产状320°∠70°。赋矿围岩为灰岩。

3.2 矿石物质组分及其特征

3.2.1 矿石的矿物成分

矿石矿物主要为黄铜矿(图3d)，次为斑铜矿、黝铜矿、辉铜矿，少量孔雀石(图3c)、蓝铜矿、黄铁矿以及磁铁矿等。脉石矿物主要为绿泥石、钠长石、碳酸盐类及石英等。

黄铜矿呈他形粒状或粒状集合体不均匀分布，部分相聚成不规则团块状不均匀分布，粒径为0.01～3 mm，部分黄铜矿不均匀交代或交代包裹黄铁矿，黄铁矿呈半自形—他形粒状不均匀分布，部分被黄铜矿不均匀交代，粒径为0.01～0.6 mm，钛铁矿呈半自形—他形柱粒状或柱粒状集合体不均匀分布，粒径为0.01～0.05 mm。见图3e、图3f。

矿石中矿石矿物与脉石矿物不均匀相混分布，矿石矿物呈半自形—他形柱粒状稀疏浸染状产出，部分相聚成不规则团块状或细脉浸染状不均匀分布，部分呈填隙状产出或被脉石矿物包裹，粒径为0.01～3 mm，成分有黄铜矿、钛铁矿、黄铁矿等。

3.2.2 矿石的化学成分

从基本分析、光谱半定量分析(表1)、全分析(表2)及组合分析来看，矿石中主要有益元素为Cu，伴生有益组分为Ag，达到综合利用指标，其他伴生有益组分含量均未达综合利用指标。

3.3 矿石结构构造

矿石结构：半自形—他形柱粒状结构、柱粒状变晶结构(图3e、图3f)、碎裂结构。

矿石构造：细脉浸染状—稀疏浸染状构造(图3e)、条纹条带状构造、星散侵染状构造(图3f)、块状构造。

图3 脚基坪铜矿床矿体及矿石特征图Fig.3 Orebody and ore characteristics of Jiaojiping copper deposit(a) I-1号矿体破碎带； (b)I-3号矿体背斜核部产出； (c)地表民窿中氧化矿石； (d)ZK18-5孔I-4-1号矿体团块状黄铜矿(939.20 m处)； (e)柱粒状结构、细脉侵染状-稀疏侵染状构造； (f)柱粒状结构、星散侵染状构造。Cp—黄铜矿 Il—钛铁矿

以浸染状、密集浸染状的块状矿石类型为主，少量的脉状石英-黄铜矿及钠长石-黄铜矿。矿石矿物含量占比5%～8%，脉石矿物含量占比92%～95%。

3.4 矿石类型

自然类型：矿区内裸露地表的铜矿体规模较小，以孔雀石为主，为氧化矿石(图3c)；深部盲矿体，以黄铜矿为主，为硫化矿石。

工业类型：区内矿体只有一种工业类型矿石，即脉状铜矿床类型。

4 控矿因素分析

1)深断裂—缝合带的存在，为三江地区的金属元素组合成矿造就了基础[17]。矿区地处盐源—丽江推覆构造前缘，冕宁—盐源地区韧性剪切带内。韧性剪切带自东向西由窄变宽，其性质由以脆性为主转变为以韧性为主，动力变质程度由浅→深，变质温度由低温→中低温，变形变质由韧脆性→脆韧性→韧性。剪切带以位错蠕变、压溶作用为主导变形机制，形成深度大于10 km，为一大型强变形变质带。沿此韧性剪切带分布有数个小—中型铜、金矿床，本区矿床区域上受此韧性剪切带控制。

2)区域性大断裂——小高山断层，从中部SN向穿过整个矿区。该断裂附近不同时期、不同规模、不同性质的韧性剪切带和构造发育，为成矿物质的活化、迁移、富集提供了充分的条件，成为本区矿床良好的导矿构造。

3)矿区广泛分布的玄武岩成矿元素Cu含量本底值高，尤其是杏仁状玄武岩，与本区成矿关系密切，是主要含矿层位和矿源层。灰岩和碳质页岩化学活动性强，容易接受交代成矿，是本区次要含矿地层。

4)矿体总体上受近SN向的背斜构造及断裂构造控制，多产于玄武岩与灰岩及炭质页岩的接触带界线部位。由于岩性能干性差异，构造活动过程中容易在此部位形成层间剥离和层间破碎构造，以及晚期构造伸展剪切变形作用形成的层内折叠构造、层间滑脱带，控制矿体形成就位。

表1 铜矿石光谱半定量分析结果Table 1 List of semi-quantitative spectra analysis data of copper ores

表2 铜矿石化学成分全分析结果Table 1 List of total analysis data of chemical composition of copper ores

5)主要围岩蚀变为硅化和碳酸盐化，近矿围岩蚀变为绿泥石化、阳起石化、碳酸盐化、绢云母化和黄铁矿化。

5 矿床成因与找矿标志

5.1 矿床成因

矿床产于玄武岩、灰岩及炭质页岩的接触界面上，总体上受近SN向的背斜构造及断裂构造控制，矿化与绿泥石化、阳起石化和碳酸盐化关系密切。

晚二叠早期，由于峨眉山地幔柱间歇性上涌，造成大规模、多期次陆相裂隙式溢出的基性岩流，不整合于茅口组灰岩之上，形成大面积分布的玄武岩。岩浆喷发形成的玄武岩往往具较高的含铜背景。在后期构造作用下，经地下热卤水循环，萃取区内广泛分布的玄武岩中的铜金属元素，经多期热液蚀变作用，含矿热液沿构造裂隙上行，经充填交代作用，在有利部位成矿，形成热液充填交代型矿床。

5.2 找矿标志

1)近SN向的背斜构造及断裂构造是主要找矿标志。地表出露及浅部矿体主要受近SN向的断裂构造控制，深部隐伏矿体主要受褶皱构造控制。盲矿体呈鞍状产出，北高南低，由北向南呈侧伏趋势，背斜轴部是有利含矿部位，往往形成厚大富矿包(图2)。

2)玄武岩、炭质页岩及碳酸盐岩是有利赋矿围岩及层位，矿体主要产出于玄武岩与炭质页岩及碳酸盐岩的界面部位。

3)标志性有用矿物主要为硫化物黄铜矿及氧化物孔雀石。

4)典型矿化围岩蚀变为绿泥石化、阳起石化、碳酸盐化和黄铁矿化。

5)化探土壤测量Cu、Au、Zn、Ag、Pb元素组合异常与物探激电中梯及激电测深中低组高极化率异常相套合部位。

6 找矿潜力分析

1)Ⅰ号构造矿化带向北只控制到0号勘探线，还有将近500 m尚未控制，矿体由北向南呈侧伏态势，北高南低，南面的部分勘探线延深还没有封闭。所以南面继续围绕背斜两翼控制矿体延深，向北围绕背斜轴部按勘探线继续追索，控制到该矿体最低见矿高程，这些都将是本区以后找矿工作的重点方向，矿床规模有望达到大型以上。

2)矿区西部的Ⅱ号构造矿化带，长约1.7 km，宽5～10 m，物探异常和化探异常均套合的比较好。但是由于地形陡峻以及占林占地等原因，目前的工作程度较低，只进行了部分探槽的施工。如果克服各方面困难与阻力，投入工作量，加大勘探力度，定会取得较好的地质找矿成果。