都龙铜街—曼家寨矿区地质构造解析及构造控矿作用

根据地质单位对此矿区的勘查与反馈数据可知，截至2015年5月31日，曼家寨矿区中的大中小型矿体赋存数量超过290个，包括小型矿体221个。矿体中的主要金属为锌，次要金属为锡、铜、伴生银、铟、镉等。随着我国矿山开采工艺的逐渐成熟，以经营矿山工程为主的地方企业在近三年内的生产经营效益和社会效益呈现良好状态

。按生产规模360.0万吨/年计算，矿山服务年限17年，矿床潜在净值338.73亿元，静态总利润232.67亿元，年销售收入283980万元，在带动矿山社会发展经济效益提升的同时，国家也可获得巨额利税。综合有关单位在2014年6月1日至2015年5月31日期间，对采空消耗量的计算与统计分析，最终估算铜街、曼家寨矿区具有较高的矿产资源储备量，综合此矿区的历史勘查数据可知，曼家寨矿区的年均产矿量可达到3.0×10

t。经国土资源部重新配号后，铜街、曼家寨矿区采矿许可证号变更为C5300002011013220105994，矿区由16.0个拐点组成，地质结构与采矿环境复杂，已无法按照原有的开采模式进行矿产资源开发，为了确保对赋存矿产资源的延续，下述将对此矿区的地质构造进行解析。

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1 都龙铜街-曼家寨矿区地质概况

为了确保对曼家寨矿区地质构造解析的真实性与可靠性，应在开展相关研究前，调派工程技术人员对矿区进行地质勘查，综合勘查结果与历史数据，进行曼家寨矿区地质概况的分析。具体内容如下：

本文研究的曼家寨矿区，其构造单元隶属华南地区，整体结构中的褶皱系呈“西-南”对接，其中位于滇东南部褶皱带的文山地区，岩层呈现复合状背斜式，由于该地区与杨子地块、三江褶皱地块与印支地块等褶皱呈现交互趋势，多个地块之间存在交界区域

。

由可溶性蛋白的数据可以发现(图3)，极品红油麦、香港速生大叶菠菜和日本全能大叶菠菜、东方2号和东方18青梗菜在各品系的高温高湿处理下，可溶性蛋白含量显著高于其他品种。

因此，交接地区的矿层结构较为丰富，地质演化与迁移历史相对复杂，加之交接区域的地壳运动与燕山运动邻近，使区域地壳变迁的运动趋势与燕山运动趋势较为接近，两者的地质演化特点也基本相同。

加里东区是曼家寨矿区的中心区域，此地区位于海盆边缘，受到地质迁移与地壳变迁等多种因素的影响，地层中沉积大量的岩石碎屑。碎屑与海盆边缘的碳酸盐发生反应后析出大量金属物质，包括金属锌、金属锡等，这些矿物金属的赋存，为曼家寨矿区后续金属矿成矿奠定了较好的物质基础与环境条件。

随着周边环境的变化，在中奥陶世末，宜昌运动的实施，对矿山加里东运动起到了一定的推进作用，加之志留系在地区的缺失，文山-马关逐步隆起形成，形成的矿体在下盆地区与寒武系发生融合。此时，志留纪加里东运动处于强烈阶段，区内地层广泛发生区域变质，更是为曼家寨矿区成矿奠定了构造基础。

在华力西期阶段，矿区在逐步变化中转变成为了弧后类型盆地，盆地中赋存了大量由碳酸盐发展而来的矿岩，此种矿岩与浅海地区的泥质呈现相对赋存的状态

。晚泥盆世末期，文山-麻栗坡大断裂形成，其存在和发展，对后续地层发展起到了较为显著的控制效果。尤其断裂带在发生两侧位置迁移后，两端升降差十分明显，导致地层出现了不对称性沉积。

F4断裂构造的长度约为3.0km，属于“南-北”走向断裂构造，断裂带北部呈现西向倾斜趋势，倾斜角度在65.0°～75.0°范围内，断裂带南部呈现西向倾斜趋势，倾斜角度在75.0°～85.0°范围内。沿着断层的方向存在较为明显的碎石角砾，宽度在1.0m～5.0m范围内，沿断裂带附近区域中的方解石矿化现象显著。其中“东-西”走向的断裂构造发育成熟，倾斜角度较大，走向数米—数十米。

[例4]Their life together becomes full of phrases,and symbols.“Mrs.Brown means his patients and her women who ask for help.”“Your literary lunches,”is his phrase for her infidelities,used sometimes humorously,sometimes seriously.（1972：195）

断裂构造展布于新寨-南捞-花石头-曼家寨-南当厂一线，属于田蓬组片岩、大理岩与冲庄组片麻岩之间的环形剥离断层系，具有重要的控矿意义。都龙、新寨、马卡等众多矿床均赋存于上盘的绿片岩相变质岩中，该断裂系形成于印支期，并在燕山期活化。矿区内主要的控矿构造F0～F4为其组成部分。下述将对F0～F4主要断裂特征进行分析。

2 都龙铜街-曼家寨矿区地质构造解析

2.1 老君山复式背斜构造

F1断层既是导矿构造，又是储矿空间，在长达8km构造破碎带中，蚀变、矿化普遍而强烈，沿构造带形成的剥离空间，赋存有工业矿体，并有花岗斑岩脉和长英岩脉侵入断层中。

背斜构造区域中的矿产资源以花岗岩为主，沉积在其中的岩体呈现复合结构，属于马关隆起结构中的核心构成。其中花岗岩体的外围岩层依次对应混合式岩层、变质岩层，复合式背斜构造在地区以“南-北”方向展布，地层的两侧不对称，其中南部以东区域属于统冲庄组，南部以西区域属于统田蓬组。综合矿区整体地形分析，可以认为复式背斜构造的两翼倾斜角度变化较为平缓，角度变化范围为8.0°～20.0°，在背斜的两端存在倾斜角倾斜趋势。

此区域背斜构造在形成的过程中，受到地层岩浆上升、牵引、活动等行为的作用，发生背斜构造变化同步的现象。例如，田坝心倾没背斜、小麻栗坡短轴向斜等地的背斜构造均经历了这一变化。在此种系列作用下生成的构造属于次级褶皱结构域，也是构成老君山复合式背斜构造的关键，因此，可以认为此部分构造可以对矿区中不同类型矿床的变化起到控制作用，并在一定程度上抑制了矿区内矿产资源的空间分布形式。

近年来流行病学和遗传学的研究显示， 生物钟节律是广泛存在于生物体中重要的内源性调节机制，其对糖、脂肪等代谢的调控是调节能量代谢的重要途径，同时也使能量代谢变化呈现出重要的特征——节律性以来适应生理功能的需要[11]。更重要的是，时钟基因震荡节律的异常与糖代谢以及心血管疾病密切相关[12-13]。有研究发现，生物钟昼夜节律紊乱可导致糖代谢障碍、胰岛素抵抗和代谢综合征等[14],同时生物钟节律紊乱也可能是糖尿病产生和进展的重要促发因素[15]。如前所述，积极探索糖尿病对心肌时钟基因Bmal1/Per2的影响及具体形式可能为防治糖尿病心肌病提供新的治疗方向。

2.2 褶皱构造

褶皱构造是大部分矿区的主要构造结构，也是对区域成矿起到决定性因素的构造。在都龙铜街-曼家寨矿区内，其中褶皱构造的长度在160.0m～800.0m范围内，在区域内呈现“南向北”分布方式，轴线包括“N-E轴线”、“S-E轴线”。基于地层宏观角度分析，褶皱构造具有“S形状”弯曲特征，并在剖面上存在起伏。整体构造应力较为集中，其中的剥离空间属于矿区内锌锡矿体的主要赋存场所，此区域为都龙铜街-曼家寨矿区内矿产资源的大量赋存创造了良好的地质条件，并为矿产资源的沉积提供了一个相对有利的空间。

2.3 断裂构造

都龙铜街-曼家寨矿区中的断裂构造主要分布在文山的“南向西侧”与“北向东侧”，属于矿区内控矿作用较为明显的区域，矿区内几乎所有的矽卡岩石分布在断裂构造中。

最后的演变时期为喜山期，在此阶段中，曼家寨矿区大部分地质活动为断块活动，所有发生断裂的矿带、矿群与小型矿区沿着“北向东”的方向迁移，最终在矿区东部形成一个小型盆地，盆地中包括入侵岩石与基性岩石，沉积在盆地中的矿石呈现强酸性或强碱性。

F0断层主要分布在矿区“南-东”部，为南当厂-五口硐-辣子寨-曼家寨-铜街剥离断裂，在铜街一带交汇于马关-都龙发生断裂，断裂带长度从数米到数十米不等。对应的断裂带在沿线地区发生断层与挤压，地层挤压后出现了大量断裂面，断裂面中存在大量碎石。大多碎石为云母石英片岩、大理岩碎屑角砾，并有后期花岗斑岩脉、长英岩脉侵入。断裂构造中矿岩的赋存形式如下图1所示：

图1中，A、B、C、D、E、F、G区域中的矿岩分别为云母石英片岩、花岗斑岩、长英岩角砾、大岩角砾、变粒岩、长英岩脉、长片麻岩。

在燕山时期，曼家寨矿区中的基底断裂带发生构造活动，其中潜伏在地层中的矿群发生大规模迁移，部分断裂带的继承现象越发显著。以老君山为中心的矿带在此过程中发生了交错变化，此时混合岩层之间的岩化反应更加剧烈，重熔岩石发生侵位，形成了多金属矿床。

F1断层在矿区中完全贯穿“南-北”方向，整体长度约为8.0km，不同断层在矿区内的间隔约为250.0m，断裂区域内花岗岩石作为填充材料，岩层整体的厚度从数米到数十米不等，区域内矿产资源的形成与其底部隐伏矿体的联系性较为紧密。两个邻近的断裂带在矿区北部呈现贯通的趋势，地质结构较为复杂，整体呈现网状与脉络状，沿断裂带附近区域中的岩体矿化现象显著。在钻孔取芯过程中的岩性标志较弱。

F1断层产状变化较大，经坑道和钻孔揭露，断层产状受上盘大理岩形态制约，走向NNE-SN-NNW，地表呈弧形弯曲出露，倾向西，一般倾角15°～30°，局部可达75°，断层向北延伸至铜街丫口，归并于F0断裂，向南经辣子寨延至南当厂而消失。

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曼家寨矿区中最为显著的地质构造为老君山复式背斜构造，研究区域位于文山南部，经过矿区地质层的多次构造活动，区域中形成了以“米字型”构造为主的背斜带，其中“北向西”、“东向西”与“北向东”方向的构造带发育较为成熟。

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F2与F3断层在矿区呈现地表出露状态，走向长约4.0km，属于“南-北”走向断裂构造，整体呈现西部倾斜，倾斜角度在60.0°～70.0°范围内，断层呈现相互平行的趋势。

随着断裂带的进一步变化，在印支阶段，曼家寨矿区发生了数次较为强烈的断裂迁移活动，受到此类活动的影响，“西-北”方向的断裂带出现缺失。同时，在区域恶劣环境与温度的干预下，地区早期形成的地层构造进一步发生了变质，部分地层结构稳定性较差的区域发生了局部岩化反应，初步形成了一个具有半原地性质的花岗岩矿群。

3 矿区地质构造控矿作用

综合上文对曼家寨矿区地质构造特征的分析可知，区域地质控矿效果显著，且地区成矿与曼家寨矿区地质环境、地质条件具有较为直接的联系。尤其是矿区内的矽卡岩，可直接受到矿区内硫化物矿床的影响，矿区地质构造控矿作用显著，所有沉积或赋存在区域内的矿石均属于多阶段、多原因生成的复生矿体。

曼家寨矿区内的矿体形成大多经历了长期演化，可将此过程划分为三个阶段，分别为：矿源沉积阶段→岩石变质阶段（矿区内含有金属物质的矿石发生聚类）→热岩浆叠加阶段（矿产资源或矿石富集）。矿区内价值资源的有效利用范围在-1.5%～21.0%范围内，大部分资源属于正值，支持矿区地质构造控矿推论。因此，下述将从三个方面，对地质构造控矿作用展开分析与论述。

公路沥青路面基层的施工过程中，当水泥、石头以及砂等材料的运输至现场后，会受到降雨冲刷问题的影响，进而造成路面结构的作用质量下降。如：在雨季气候环境，铺筑完路面施工材料后会受到雨水问题的危害，进而导致路面结构出现松软问题，严重影响了结构作用的强度硬度效果。

第一阶段为矿源沉积阶段，在此阶段中，背斜构造中的沉积物发生迁移，田蓬组中每平方米地层中，平均含有41.0ppm的金属锡、211.0ppm的金属锌、19.0ppm的金属钨。外围控矿元素的含量＞数十倍正常沉积区控矿元素的含量，锡、锌、等金属元素以微粒状态赋存在空间中，对矿区地球化学异常起到了较为显著的控制效果，通过此种方式，可以实现对矿区花岗岩的形成提供物质基础与优越条件作为支撑。

第二阶段为岩石变质阶段，在此阶段中，矿区内含有金属物质的矿石发生聚类，褶皱构造的控矿作用显著。随着褶皱带的迁移，成矿地层温度发生变化，与此同时，矿层中的钠、硅等成矿元素发生活化转移反应，在此种反应条件下，地层中产生大量发生变质的岩浆热液。在高温梯度场的干预下，控矿元素发生迁移，金属元素与硅酸盐中的物质发生交换，大量赋存在地层结构中的水锡石出现，对应矿层中的锌金属含量也进一步富集。简单矽卡岩一般含锡为0.05%～0.20%，为矽卡岩型锡石硫化物矿床的演化和形成创造了条件。

第三阶段为热岩浆叠加阶段，成矿流体以F0及F1等断层为通道向层间剥离破碎带、褶皱虚脱部位等低压空间运移，与绿片岩相带内的简单矽卡岩广泛交代，在矿区内形成结构较为复杂的矽卡岩（一般含锡0.1%～0.3%）。随着蚀变矿化加剧和锡质不断增补，原有分散的水锡石和锡石逐渐聚集析出，水锡石脱水转化为锡石，使锡物相发生了变化，且粒度增大。随着岩化反应的不断发生，成矿空间中较为封闭的体系开始呈现一种开放性状态，与此同时，矿岩中可挥发成分越来越低，矿液稳定性逐步下降，锌、锡等构造层中的控矿元素大量赋存，从而形成一个相对完成的矿体。

镍是能够满足循环经济理念的金属之一。不锈钢或镍理论上来说都是百分之百不会降解并且可回收的，废不锈钢和废镍不会因为回收而导致品质下降，回收回炉后的镍金属也可以作为非常好的原材料再次使用。据了解，在全球很多国家和地区，82%的镍金属都可实现回收再利用。现阶段全球每年的镍开采量在190万 t，而全球的镍使用量约为2 500万 t。地表镍储藏量大概有1亿 t，加上次表层可以开采的镍约有2亿 t，共计3亿 t。不难看出，这样高的镍回收利用率以及丰富的资源储量，完全可以满足所有国家工业的高度发展需要和对镍的增量需求，达到可持续发展的要求。

4 结语

通过本文对都龙铜街-曼家寨矿区地质构造的解析可知，矿区及其周围地质环境条件复杂，工程多、规模大、分布范围广，矿业活动诱发的次生环境地质问题突出，易发生地质灾害，引发环境安全问题。建议建立健全矿区水文地质、工程地质及环境地质监测体系，及时掌握开采中的安全隐患和周围水土污染情况，系统拟定地质环境防治规划，以便采取有效措施，确保矿山安全建设和运营、环境安全。同时，为了确保矿产资源的赋存，应当在后续的工作中，重视和加强矿区地质环境保护、监测和治理恢复，及时处理边坡变形破坏，妥善处置矿山废水、采矿废石，加固排土场、尾矿库，避免引发次生地质灾害，避免由于外界环境干扰造成的矿产资源质量不良问题。

[1] 宋丹辉,韩润生,王峰,等.黔西北青山铅锌矿床构造控矿机理及其对深部找矿的启示[J/OL].中国地质：1-29.

[2] 孔志岗,张斌臣,吴越,等.四川大梁子富锗铅锌矿床的控矿构造样式及成矿机制研究[J/OL].地学前缘：1-21.

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