个旧锡矿老厂矿田接触带锡铜矿化特征及成矿预测

李 彬，谢小明，魏 超

(云南锡业股份老厂分公司，云南 个旧 661000)

老厂矿田为个旧锡矿五大矿田之一，该矿田经过数十年大规模的开采，赋存于浅部的矿体已基本告罄，深边部找矿勘查已成当务之急。并且老厂矿田有近百年的建矿历史，矿区历经多次整合，基础地质资料零散，制约着进一步的地质综合分析及找矿研究。本次研究运用Dimine和Surfer软件技术，对老厂矿田积累的接触带钻探数据资料进行系统的全面整理、开发和利用，建立了完整的矿山原始资料数据库，对这些资料进行数字化和数学处理，并对其进行三维可视化建模，建立了锡铜矿化强度模型，对下一步找矿工作具有重要的意义。

1 区域地质概况

个旧锡矿位于扬子克拉通、华南褶皱系、三江特提斯造山带的交汇处，主要受控于滨太平洋构造域与三江特提斯构造域共同作用。该区地层系统主要包括震旦纪主要形成类复理石建造，寒武纪至中奥陶世形成厚层泥砂质和碳酸盐岩建造；晚奥陶世-志留纪因加里东期区域构造活动隆起剥蚀区缺失地层记录；自泥盆纪至早二叠世广泛沉积了陆相碎屑-海相碳酸盐岩建造，晚二叠世至晚三叠世部分地区沉积了巨厚的复理石建造、基性火山-碎屑岩建造和碳酸盐岩建造，晚三叠世末的印支运动使区域褶皱隆起成为剥蚀区而缺失沉积。该区在地质历史中经历了复杂的地质演化过程，印支晚期-燕山早期，古特提斯洋东支(或北支)金沙江-哀牢山-松麻(Song Ma)洋盆及其分支右江巴布洋(或海)盆地闭合，产生南北向挤压褶皱造山作用形成东西向断裂-褶皱系统；燕山早-中期，受全球范围内古太平洋深俯冲作用于欧亚板块之下，形成陆内NW-SE向挤压褶皱造山作用形成老厂矿田内最重要的北东向褶皱-断裂系统；燕山晚期，前期造山作用导致区内加厚下地壳部分熔融形成高分异花岗质岩浆，在滇东南地区形成老君山、薄竹山、个旧等包括老卡岩体在内的大规模的复式花岗岩体，酸性岩浆沿着前期构造有利空间上侵，形成众多不同类型的锡、铜、铅、锌等多金属矿床。新生代以来，经历2次构造活动，早期受北东-南西向挤压，晚期转变为南北向左行挤压走滑作用及衍生东西向伸展断裂作用其中以个旧断裂和甲介山断裂为代表。

2 矿区地质特征

图1 个旧锡铜多金属矿床及邻区区域地质图(据云南有色308队，修编)

1-第四系浮土；2-第三系砂砾岩层；3-鸟格组、火把冲组(石英砂岩、板岩)；4-法郎组(粉砂岩、砂岩)；5-个旧组(灰岩)；6-永宁镇组(泥岩、粉砂岩)；7-飞仙关组(砂页岩、长石石英砂岩)；8-龙潭组(砂岩、泥页岩)；9-哀牢山变质岩；10-印支期辉长岩；11-燕山中晚期花岗岩；12-燕山晚期正长岩；13-二叠纪玄武岩；14-辉绿岩；15-石炭系；16-泥盆系；17-石灰岩；18-断裂；19-个旧锡矿区；20-五子山复式背斜轴；21-贾沙复式向斜轴；22-区域典型矿床(点)(1.畔山铅矿；2.宝山寨铅矿；3.白云山霞石矿；4.牛屎坡锡矿田；5.六方寨铅锡矿；6.贾石龙锡矿；7.檬棕铅矿；8.陡岩锡矿田；9.水塘铅矿；10.新寨锡铅矿)

老厂矿田锡铜多金属矿床成矿与燕山中晚期花岗岩及构造活动存在极为密切的时空和成因联系，不同类型矿床组合整体受控于晚白垩世构造-岩浆-成矿事件。根据控制不同矿床的构造和成矿作用特征，自上而下将矿床划分为六类(表1)：①受控于近东西向、北东向断层带及其派生的羽状裂隙的含锡白云岩矿床；②受控于小裂隙、小节理、层间小褶皱及层间裂隙的细脉带矿(网状矿)矿床；③受断层和地层互层带控制的层间氧化矿矿床；④受控于花岗岩及围岩接触带构造控制的矽卡岩硫化矿矿床；⑤变基性火山岩与个旧组卡房段碳酸盐岩的接触界面及变基性火山岩中的较大裂隙控制的变基性火山岩铜矿床；⑥受花岗岩成岩时热胀冷缩形成的节理、裂隙控制的内蚀变带矿床。

表1 个旧锡矿老厂矿田矿床类型及特征

3 矿化特征

3.1 矿化与地层岩性关系

图2 个旧锡矿老厂矿田166线地质剖面示意图

3.2 矿化与构造关系

通过对老厂矿田锡铜矿化和构造特征分析可知，锡、铜矿化(特别是氧化矿体)严格受北东向断裂控制，矿化沿着北东向展布，尤其是东西向断裂与北东向断裂的夹持部位矿化强度大，矿液较集中，尤其是在花岗岩侵入与断裂交汇部位(断裂扎根)常形成品质较好的接触带矿体(图3)，含矿热液沿着成矿前(东西向和北东向)断裂运移，在灰岩与白云岩互层带的层间滑脱带、剥离带、破碎带和有利层位层间等构造中，通过成矿热液充填交代作用形成陡状和缓状层间氧化矿。构造裂隙为该区花岗岩侵入和含矿热液运移、沉淀提供良好运移通道条件。并且在构造应力作用下，极易形成层间滑脱、剥离和层间破碎，在花岗岩主动侵入(底拱作用)下，在花岗岩顶部地层极易形成层间剥离、隐伏小裂隙和凹兜构造，有利于含矿热液在接触带发生运移和交代作用，最终形成厚大的接触带矿体。因此，成矿前构造是该区成矿一个重要的因素。

图3 个旧锡矿老厂矿田D9线地质剖面断裂-地层氧化矿示意图

3.3 矿化与花岗岩关系

通过对老厂矿田锡铜矿化和花岗岩形态特征分析可知，矿体与花岗岩体产出的顶板形态关系密切，矿体主要产于花岗岩体突起的顶部及其次级凹陷构造内。本次收集到花岗岩体顶部的10345个钻孔矿化特征和品位数据资料，应用三维软件迪迈技术建立了花岗岩体顶板等值线图及与硫化矿矿体相关性模型(图4)，从图中可以看出，总体花岗岩体顶板形态为南高北低，中间高两边低。在中间部分形成了多个花岗岩突起，突起及周围次级凹陷往往形成多个矿化集中区，形态受花岗岩控制，在突起周围是有利寻找接触带矿体部位。因此，老厂矿田花岗岩主动侵入(底拱作用)为该区成矿提供了热源和物源，并且底拱作用导致上覆岩层发生变形，在突起顶部形成层间剥离和隐伏小裂隙，形成一个封闭、半封闭的场所形成厚度接触带矽卡岩硫化矿及层间氧化矿矿体。

图4 个旧锡矿老厂矿田硫化矿与花岗岩空间关系图

3.4 矿床成因

老厂矿田矿化活动与燕山晚期的中细粒花岗岩有密切的成因关系，岩浆岩是成矿母岩。燕山晚期岩浆(85.8～77.4 Ma)在内应力的作用下，沿着五子山复式背斜的核部的薄软带侵位于三叠系个旧组碳酸盐岩及火山岩夹层，碳酸盐岩及火山岩夹层发生接触交代和热变质，接触带附近形成矽卡岩化，外带普遍大理岩化，成矿前构造空间形成岩浆热液蚀变，地表形成定向裂隙褐铁矿-赤铁矿-方解石化等低温热液蚀变。因此，老厂锡、铜矿田总体形成于燕山晚期岩浆在上侵过程中，主体岩浆在背斜核部冷凝，在其边部形成了一系列小突起，这些小突起聚集了主体岩浆的大量含矿气水热液，含矿气水热液与围岩发生交代作用，局部因含矿气水热液压力过大，发生爆裂作用，在近矿体围岩中形成一系列不规则裂隙，热液沿着围岩裂隙交代围岩形成接触带硫化矿体或在突起顶部形成氧化矿。在断裂扎根部位，含矿热液沿成矿期或成矿前断裂上升流动，在个旧组白云岩与灰岩互层带的层间滑动或破碎带充填交代形成层间氧化矿床。

4 矿田矿化特征再提取

老厂矿田作为老矿山，数据资料整理不太完整，并且成矿地质条件比较复杂，成矿类型较多，找矿难度大。本次利用上述收集的矿化数据库和锡铜矿化强度模型，对花岗岩体顶板形态，锡、铜矿化强度模型及控矿特征，成矿规律等方面的研究，从接触带矿化富集强度的角度提出老厂矿田的找矿方向。

4.1 矿山原始资料数据处理方法

由于老厂矿田有近百年的建矿历史，矿区历经多次整合，基础地质资料零散。本次研究全面收集整理了矿田的所有探矿工程矿化蚀变资料和完整的钻孔原始地球化学品位资料数，利用迪迈软件(DIMINE)统一整理生成原始资料数据库并建立了完整的钻孔原始地球化学品位资料数据库。该系统可在在WIN10环境下实现的，它能方便地实现数值、文字、图形、图像等多媒体数据的存储和管理。数据库由4个窗体组成，工程孔口信息输入、查询、报表窗体；工程测斜信息输入、查询、报表窗体；工程岩性信息、查询、报表窗口；工程化验信息、查询、报表输入窗体，再通过建立好的钻孔数据库就能生成钻孔模型。应用数据库中原始数据，分别计算了每个钻孔工程锡、铜线金属量(取样长度乘平均品位)，在此基础上应用Surfer软件技术建立了锡铜及单一矿化强度模型(线金属量二维空间分布模型)。

4.2 锡、铜矿化特征

从锡、铜矿化强度模型(图5)可以看出，锡铜矿化最大正值区集中主要分布与老卡岩体突起顶部，整体呈北东向展布，说明矿化的展布与矿区的构造展布一致。矿化有三个集中区带，兰蛇硐与坳头山断裂之间、坳头山与黄泥洞断裂之间、黄泥洞断裂扎根地带，锡矿化与铜矿化密切相关，锡矿化与铜矿化相伴出现，锡矿化向东呈现弱化的趋势，铜向东呈现矿化单一性，说明铜的来源具有多源性。

从锡矿化强度模型可以看出，锡矿化等值线的正值区呈多个不规则的豆荚状，总体呈北东向展布，其中锡矿化强度最大的正值区花岗岩突起顶部，锡矿化在坳头山断与黄泥洞断裂之间最为集中，锡矿化向东呈现弱化趋势，北东向断裂与东西向断裂的夹持部位，矿化强度最大。

从铜矿化强度模型可以看出，铜矿化正值区分布比较广泛。其中铜矿化强度最大正值区分布于北东向断裂两侧，明显沿着北东向展布，尤其是在东西向与北东向断裂的夹持部位铜矿化正值区最强，铜矿化在老厂东部玄武岩区域也较发育。

图5 个旧锡矿老厂矿田锡、铜矿化强度等值线图

5 成矿预测

5.1 综合找矿模型

5.2 找矿的方向及重点区域

根据现阶段探矿取得的成果，在背阴山断裂与坳头山断裂的夹持部位，寻找到了品质较好中型矿体(3-11-5E)，在坳头山断裂扎根部位具有寻找接触带矿体的良好条件，在该地段花岗岩形态较复杂，存在多条花岗岩脉，在坳头山断裂附近和岩脉顶部也揭露到层间氧化矿的信息，沿着坳头山断裂也具有寻找层间氧化矿的条件。在花岗岩主动侵入(高峰山，兰蛇洞)突起顶部寻找层间氧化矿的良好条件，现已有工程揭露高峰山突起顶部有层间氧化矿的信息，这些地段都是今后老厂矿田找矿的重点区域。

表2 个旧老厂矿田锡铜多金属矿综合找矿模型

6 结论

(1)花岗岩等值线图显示个旧老厂矿田隐伏花岗岩体具有南高北低，中间高东西两边低特征，在矿田中间地区形成了多个花岗岩突起(1021、05、4033、4141、菊花山、兰蛇硐等)突起周围，矿体成群成带产出。

(2)锡、铜矿化强度等值线图显示锡铜矿化最大正值区集中主要分布与老卡岩体突起顶部，整体呈北东向展布，说明矿化的展布与矿区的成矿前构造展布一致。矿化有三个集中区带，兰蛇硐与坳头山断裂之间、坳头山与黄泥洞断裂之间、黄泥洞断裂扎根地带，锡矿化与铜矿化密切相关，锡矿化与铜矿化相伴出现，锡矿化向东呈现弱化的趋势，铜向东呈现矿化单一性，说明铜的来源具有多源性。