云南省寧蒗縣蟬戰(zhàn)河銅礦地質(zhì)特征及成因

陶世旭 張彥峰 張杰 潘杰

摘 要：蟬戰(zhàn)河銅礦區(qū)位于“三江成礦帶”東側(cè)。區(qū)內(nèi)褶皺發(fā)育，礦體主要賦存在北西向萬(wàn)馬場(chǎng)向斜核部三疊系青天堡組淺色砂巖中。文章通過(guò)對(duì)礦區(qū)地質(zhì)特征、礦化體特征及礦石特征分析，探討了蟬戰(zhàn)河銅礦的礦床成因。

關(guān)鍵詞：寧蒗；銅礦；地質(zhì)特征；成因

一、區(qū)域地質(zhì)

本區(qū)處于巨型“三江成礦帶”東側(cè)，瀕臨青藏高原腹地。出露地層由老到新依次有：震旦系上統(tǒng)燈影組，寒武系下統(tǒng)滄浪鋪組，奧陶系中統(tǒng)巧家組，志留系中統(tǒng)稗子田組，志留系上統(tǒng)中槽組，泥盆系上-中統(tǒng)縮頭山組，泥盆系上-中統(tǒng)爛泥箐組，泥盆系上-中統(tǒng)干溝組，石炭系尖山營(yíng)組，二疊系下統(tǒng)陽(yáng)新組，二疊系上統(tǒng)峨眉山玄武巖，三疊系下統(tǒng)青天堡組，三疊系中統(tǒng)北衙組，三疊系上統(tǒng)中窩組，三疊系上統(tǒng)松桂組，三疊系上統(tǒng)白土田組。

青藏高原強(qiáng)烈隆升的喜山期造山運(yùn)動(dòng)，強(qiáng)烈波及本區(qū)，以致區(qū)內(nèi)構(gòu)造作用及巖漿活動(dòng)均有強(qiáng)烈表現(xiàn)。區(qū)域構(gòu)造以褶皺為主，疊加南北向和北北西向斷裂。主要褶皺構(gòu)造有萬(wàn)桃向斜、萬(wàn)馬場(chǎng)向斜，主要的斷裂有北北西向F1和F2斷裂，還有近南北向F3、F4、F5和F6斷裂，這幾個(gè)斷裂在區(qū)域上為控礦構(gòu)造。

晚古生代以來(lái)，本區(qū)經(jīng)歷兩次強(qiáng)烈的構(gòu)造運(yùn)動(dòng)，并伴隨兩次明顯的巖漿活動(dòng)，形成兩期侵入巖，一是華力西期基性火山巖——峨眉山玄武巖，局部厚度達(dá)2000m以上，具多期噴發(fā)特征；二是喜馬拉亞期中酸性侵入巖，主要為二長(zhǎng)斑巖、正長(zhǎng)斑巖和煌斑巖脈。

二、礦區(qū)地質(zhì)特征

礦區(qū)出露地層主要為上古生界二疊系，中生界三疊系，新生界第四系。二疊系上統(tǒng)為峨眉山玄武巖，主要出露在礦區(qū)的北部和東部。劃分為兩個(gè)巖性段：下段為紫紅、紫灰、藍(lán)灰、灰綠、褐黃色等雜色玄武質(zhì)巖屑凝灰?guī)r，主要由高嶺石、巖屑、鐵泥質(zhì)組成。上段為褐黃、灰綠色杏仁狀、氣孔狀凝灰質(zhì)玄武巖，有少量拉斑玄武巖，夾3—4層玄武質(zhì)火山角礫巖及紫紅色、灰綠色薄層狀凝灰?guī)r透鏡體，杏仁成份主要為凝灰質(zhì)、鐵錳質(zhì)礦物及石英，見(jiàn)較多凝灰質(zhì)巖屑，拉斑玄武巖中斑晶主要為鉀長(zhǎng)石、拉長(zhǎng)石，節(jié)理裂隙發(fā)育，常具硅化、褐鐵礦化、綠泥石化，局部見(jiàn)星點(diǎn)狀、細(xì)脈浸染狀黃鐵礦。三疊系下統(tǒng)青天堡組地層主要分布在礦區(qū)的西南部，是區(qū)內(nèi)的主要賦礦層位，巖性主要為紫紅色、灰褐色、灰色和灰綠色中細(xì)粒砂巖、細(xì)粒砂巖、粉砂巖、泥質(zhì)砂巖、頁(yè)巖和砂質(zhì)泥巖，其中淺色巖系灰白色、灰綠色中細(xì)粒砂巖為找礦的最有利層位。第四系分布范圍較廣，在礦區(qū)大部分范圍可見(jiàn)，主要為粉砂質(zhì)亞砂土和砂質(zhì)粘土及殘積、坡積物組成。

礦區(qū)構(gòu)造以褶皺為主，主要構(gòu)造為軸向北西的萬(wàn)馬場(chǎng)向斜。向斜核部地層為三疊系青天堡組紫紅色和灰綠色泥質(zhì)粉砂巖、砂巖，兩翼為二疊系上統(tǒng)峨眉山玄武巖，軸向?yàn)楸蔽飨颉１睎|翼地層傾向230～60°，傾角15～25°；南西翼地層傾向10～70°，傾角16～25°。斷裂構(gòu)造不發(fā)育，僅在礦區(qū)東部邊界見(jiàn)一條斷層F1，為斷層面向北東傾斜的逆掩斷層，見(jiàn)斷層角礫巖，次級(jí)斜歪褶曲發(fā)育。

礦區(qū)巖漿巖以華力西期基性噴出熔巖為主，巖性為玄武巖，厚度達(dá)2000m以上，在礦區(qū)大面積出露，為二疊系上統(tǒng)峨眉山玄武巖，具多期噴發(fā)特征。另外，局部可見(jiàn)到少量的堿性煌斑巖巖脈和少量基性輝綠巖出露。

主要圍巖蝕變有硅化、碳酸鹽化、綠泥石化、綠簾石化等，蝕變多沿層間構(gòu)造帶分布。

三、礦化體特征

通過(guò)對(duì)該區(qū)勘查工作，發(fā)現(xiàn)工作區(qū)內(nèi)銅礦類(lèi)型有四種：砂巖型銅礦、構(gòu)造裂隙型銅礦、玄武巖型銅礦和石英脈型銅礦。

（一）礦化體特征。本次以砂巖型銅礦作為主要對(duì)象，共圈定砂巖型銅礦體2個(gè)，分別編號(hào)KT1和KT2。從整體上看，礦體主要賦存在灰綠、淡灰色含植物化石粗粒砂巖、細(xì)砂巖和頁(yè)巖層位中，在空間展布上，礦體形態(tài)有分枝、尖滅再現(xiàn)等現(xiàn)象，礦體底板巖性為紫紅色、灰白色中薄層狀泥質(zhì)砂巖、粉砂巖，頂板巖性為灰白色中粗粒砂巖。礦體傾角較平緩，呈薄層狀、似層狀或透鏡狀，礦體厚度0.36～4.00m，單工程平均品位0.22～13.52%。厚度不穩(wěn)定，礦石品位變化較大，礦體內(nèi)部結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單；見(jiàn)極少量夾石，達(dá)到剔除要求。其中KT1露頭位于萬(wàn)馬場(chǎng)村莊東北部350m，在灰綠、淡灰色含植物化石細(xì)砂巖和砂頁(yè)巖層位中，沿走向上控制礦體長(zhǎng)度870m，傾向上控制礦體延伸370m。礦體呈似層狀沿層產(chǎn)出，傾向190°，傾角10～16°。銅品位0.81～13.52%，平均品位7.06%，品位變化系數(shù)106.53%，屬于有用組分分布較均勻類(lèi)型；礦體鉛垂厚度0.60～1.23m，平均鉛垂厚度0.83m，礦體平均真厚度0.77m，厚度變化系數(shù)31.11%，屬穩(wěn)定型。KT2露頭位于萬(wàn)馬場(chǎng)村莊西南部500m，在灰綠含植物化石砂巖、砂頁(yè)巖層位中，沿走向上控制礦體長(zhǎng)度1800m。礦體呈似層狀產(chǎn)出，傾向55～210°，傾角14～18°。礦體鉛垂厚度0.51～3.35m，平均鉛垂厚度1.67m，平均真厚度1.23m，厚度變化系數(shù)58.88%，屬穩(wěn)定型；銅品位0.22～4.76%，平均品位1.01%，品位變化系數(shù)109.15%，屬有用組分分布較均勻型。

礦體頂、底板圍巖主要有為紫紅色砂質(zhì)泥巖、泥質(zhì)砂巖和中細(xì)粒砂巖。巖石松軟，穩(wěn)固性相對(duì)較差。

（二）礦石特征。礦石結(jié)構(gòu)主要有兩種：

1.砂質(zhì)結(jié)構(gòu)：原生銅礦物與砂巖中的砂屑及膠結(jié)物同時(shí)沉積形成。

2.充填結(jié)構(gòu)：自然銅、黃銅礦、輝銅礦等充填在石英裂隙中。

礦石構(gòu)造以塊狀構(gòu)造為主，也可見(jiàn)少量的浸染狀構(gòu)造，細(xì)脈狀構(gòu)造，層狀構(gòu)造。

砂巖型銅礦石：主要碎屑成分是石英（50%）、長(zhǎng)石（35%），次要碎屑成分為巖屑（10%），含銅礦物（5%）。膠結(jié)物為硅質(zhì)和碳酸鹽。

礦石中金屬礦物主要為孔雀石、自然銅、黃銅礦，少量的輝銅礦；脈石礦物主要為長(zhǎng)石、石英，其次是方解石。

四、成因

蟬戰(zhàn)河銅礦在區(qū)域上位于沉積凹陷盆地中，為礦體的形成提供了容礦環(huán)境。

經(jīng)野外地質(zhì)調(diào)查以及淺表工程揭露表明，區(qū)內(nèi)沉積型銅礦床礦體產(chǎn)出具有以下規(guī)律：含銅礦層受特定的地層層位控制，層位穩(wěn)定，呈層狀、似層狀產(chǎn)于陸內(nèi)湖盆邊緣地帶的三疊系下統(tǒng)青天堡組灰綠色、灰白色的淺色砂巖地層中，距下伏峨眉山玄武巖相對(duì)較近的部位。

礦體主要分布在含鈣質(zhì)砂巖中，鈣質(zhì)砂巖由于其孔隙度和滲透性較好，對(duì)礦液的運(yùn)移和沉淀、富集有重要影響。另外鈣質(zhì)砂巖的頂?shù)子心鄮r，泥巖具有良好額定隔擋功能，對(duì)礦液的富集起了較大作用。礦體的分布與鈣質(zhì)砂巖的展布方向基本一致。該巖性為重要的控礦因素。

砂巖型銅礦床在表生條件下，銅一般呈CuSO4溶液從風(fēng)化殼中被搬運(yùn)出去，當(dāng)其匯聚到盆地中的還原環(huán)境中時(shí)，銅易發(fā)生沉淀和集中，由這種方式沉淀的礦質(zhì)多與砂、泥質(zhì)物伴生，成巖后為含銅砂巖型銅礦床。

總之，華力西期峨眉山玄武巖的大規(guī)模噴發(fā)，是銅礦物富集的前提和保障；后期的造山運(yùn)動(dòng)為銅礦床的形成提供了有利的地形條件，當(dāng)含銅的硫酸鹽溶液被搬運(yùn)至適宜的地區(qū)聚集并沉淀下來(lái)，而形成礦床或含礦層位。后經(jīng)喜山期的巖漿活動(dòng)影響，使砂巖中的銅礦進(jìn)一步富集，形成銅礦體。

五、礦床形成機(jī)制

（一）古構(gòu)造、古地理環(huán)境對(duì)礦床形成的制約作用。遙感圖像解譯和野外大比例尺填圖查明，區(qū)內(nèi)沉積型銅礦的形成明顯受到峨眉山玄武巖噴溢形成的古地理和古構(gòu)造環(huán)境的控制。晚二疊世峨眉山玄武巖的噴發(fā)形成了起伏不平的古地形，之后的風(fēng)化剝蝕、搬運(yùn)和沉積作用使得火山凹地形成湖泊沼澤環(huán)境，此環(huán)境中接受了源自峨眉山玄武巖的含銅細(xì)碎屑沉積物，形成下三疊統(tǒng)青天堡組含銅沉積巖系，構(gòu)成沉積型銅礦的重要物質(zhì)基礎(chǔ)。沉積過(guò)程中，來(lái)自于峨眉山玄武巖組火山高地的含銅沉積物隨著沉積環(huán)境的變化發(fā)生了明顯的分異，使深處淤泥和淺部含粉砂泥質(zhì)沉積物中的銅含量有明顯的差異，并導(dǎo)致其成礦差異。

（二）成礦過(guò)程。初步研究表明，沉積成巖成礦過(guò)程的熱動(dòng)力條件可能與峨眉山玄武巖噴溢期后的火山熱泉活動(dòng)有關(guān)，區(qū)內(nèi)沉積型銅礦的形成過(guò)程可能從沉積成巖階段一直延續(xù)到成巖期后，具有同生沉積+后生熱液改造富集的特征。

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