大姚銅礦六苴礦段成礦機理及找礦方向

大姚銅礦六苴礦段成礦機理及找礦方向

李付兵1，王祥邦2

(1.云南省有色地質(zhì)局三一七隊，云南 曲靖655000；2.云南能源職業(yè)技術(shù)學(xué)院，云南 曲靖655000)

摘要：大姚銅礦六苴礦段位是滇中中生代紅 層區(qū)具有代表性的礦床，礦區(qū)含礦地層為上白堊系統(tǒng)馬頭山組 和下白堊統(tǒng)高峰寺組。其工業(yè)礦體是在初始礦源層的基礎(chǔ)上，后經(jīng)喜馬拉雅期構(gòu)造活動控制的熱鹵水疊加改造的產(chǎn)物。

關(guān)鍵詞：砂巖銅礦；沉積 改造礦床；云南大姚六苴

收稿日期：2014-08-21

作者簡介：李付兵(1981~)，男，云南曲靖市人，地質(zhì)工程師，長期從事地質(zhì)礦產(chǎn)勘查工作。

中圖分類號：P618.41文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A

1區(qū)域地質(zhì)背景

大姚銅礦六苴礦段位于滇中中生代紅色盆地中北部，是滇中紅盆砂巖成礦帶具有代表性的礦床，該砂巖型銅礦在全球同類礦床中是一種成礦時代比較新的礦床類型，為五大含銅層最上部含礦層，形成于侏羅紀(jì)至第三紀(jì)數(shù)萬米的沉積地層中，含銅地層16個組、段或亞段，共計313個礦床和礦點，其中有4個中型銅和16個小型銅礦(點)。在滇中紅盆銅主要儲量來源于上白堊統(tǒng)馬頭山組六苴下亞段，馬頭山組大村段，馬頭山組六苴中亞段，下白堊統(tǒng)高峰寺組凹地苴段。分為三個礦化集中區(qū)，即團(tuán)山～大村礦化集中區(qū)，六苴～龍街礦化集中區(qū)和三木～郝家河～石板河礦化集中區(qū)。形成一條北西向的砂(頁)巖成礦帶，即北起團(tuán)山～大村～六苴～石門坎～落及木乍～銅廠箐～郝家河～石板河，成礦帶南北長165Km，東西寬100m～450m。本文主要對六苴礦段進(jìn)行探討。

2礦區(qū)地質(zhì)特征

2.1　地　層

礦區(qū)(圖1)出露地層有侏羅系中統(tǒng)蛇店組(J2s)；侏羅系上統(tǒng)妥甸組紫色泥巖段(J3t1)、妥甸組雜色泥巖段(J3t2)；白堊系下統(tǒng)高峰寺組美宜坡段(K1gm)、高峰寺組者納么段(K1gz)、高峰寺組凹地苴段(K1gw)、普昌河組(K1p)；白堊系上統(tǒng)馬頭山組六苴段(K2ml)、江底河組下雜色泥巖段(K2j1)；第四系(Q)，礦區(qū)綜合地層柱狀見圖2。

大姚銅礦六苴礦段主要含礦地層為馬頭山組六苴下亞段(K2ml1)，馬頭山組六苴中亞段(K2ml2)和六苴上亞段(K2ml3)，在該層探明儲量占礦區(qū)探明儲量的78%；另一含礦層為高峰寺組凹地苴下亞段(K1gw1)，本層中探明儲量占礦區(qū)探明儲量的22%。

圖1　六苴銅礦段礦區(qū)地質(zhì)圖 Fig.1　Orefield Geological Map of Liuju Ore Block

各主要含礦層特征如下：

(1)馬頭山組六苴下亞段(K2ml1)：紫色—灰紫色細(xì)—中粒長石石英砂巖，含礫砂巖透鏡體。分選性差，礫石成份以石英、長石為主，次為燧石、粉砂巖等，礫徑 0.3cm~3cm，半圓狀、次棱角狀?？梢娂?xì)水平層理。為六苴礦段主要含礦層。厚度25m~60m。

(2)馬頭山組六苴中亞段(K2ml2)：為暗紫紅色砂質(zhì)泥巖和粉砂巖、細(xì)砂巖互層，局部夾淺色砂巖透鏡體，為六苴礦段次要含礦層。與下伏巖層漸變接觸。厚度45m~80m。

(3)馬頭山組六苴上亞段(K2ml3)：紫紅色厚層狀泥巖，頂部常變?yōu)闇\灰及灰綠色砂質(zhì)泥巖，局部含銅。厚度20m~30m。

(4)高峰寺組凹地苴下亞段K1gw1：該層主要為鉆孔揭露，巖性為紫紅色、淺灰色砂質(zhì)泥巖，為六苴礦段的次要含礦層。

圖2　礦區(qū)地層柱狀圖 Fig.2　Stratigraphic Column of Orefield

2.2　構(gòu)　造

2.2.1斷裂

(1)SN向斷層，與主構(gòu)造方向一致，是一組壓扭性斷裂，其產(chǎn)狀常與大雪山背斜軸向平行或與地層產(chǎn)狀小角度斜交，斷層面常見擦痕、斷層泥，以逆斷層為主。為主應(yīng)力派生的剪切應(yīng)力形成。

(2)EW向斷層，其產(chǎn)狀常與大雪山背斜軸向近于垂直，是一組張扭性斷層，在礦區(qū)內(nèi)較為發(fā)育。有時在該組斷層兩側(cè)斷續(xù)出露有煌斑巖脈，本組斷層破碎帶明顯，為主應(yīng)力派生的張應(yīng)力形成。

2.2.2褶皺

大雪山背斜縱貫整個礦區(qū)，組成骨架構(gòu)造，其軸向由北西向南逐漸轉(zhuǎn)為南北—北西向，南端傾沒于界牌附近。兩翼產(chǎn)狀西緩東陡：西翼傾角10°~30°，東翼傾角55°。與其相應(yīng)產(chǎn)生的次級褶皺構(gòu)造有簸箕背斜、落及木乍向斜、巖子口向斜、火箭山穹窿、獨家村向斜及一系列產(chǎn)于大雪山復(fù)式背斜翼部的更次一級的舒緩波狀撓曲。它們軸向多為北西向或南北向，總體與主背斜軸一致。主背斜控制礦床的分布，礦床沿背斜轉(zhuǎn)折端及傾沒端西翼呈環(huán)帶狀分布。次級褶皺及撓曲控制礦體的露頭及礦體形態(tài)。

3礦床成因探討

3.1　銅物質(zhì)來源及控礦地質(zhì)條件

據(jù)盆地1 500個背景值分析資料，銅在紅層中的平均含量為140×10-6，其中砂巖平均含Cu137×10-6，泥巖平均含Cu185×10-6，高出同類巖石背景值的4.6~5.3倍。因此，銅成礦物質(zhì)主要來自紅層。

礦區(qū)銅礦化(體)均賦存在孔隙度較好的淺色中—細(xì)粒砂巖、粗砂巖、砂礫巖粒間膠結(jié)物中，六苴下亞段層位穩(wěn)定、厚度大，巖石礦物顆粒分選好、礦化強，礦體規(guī)模大、形態(tài)簡單，礦石含銅品位高，且含礦層上覆、下伏地層均以弱透水或不透水的泥質(zhì)巖石，形成一個含礦層上、下封閉的有利于礦質(zhì)運移、改造成礦的場所。淺紫交互帶或礦化帶(體)呈膨脹—收縮—膨脹的帶狀分布，六苴礦床、小河—石門坎礦帶長7 000m，一般寬100m~450m。并且淺紫交互帶中的淺色巖石、紫色巖石、碎屑礦物無明顯變化，但紫色巖石中三氧化二鐵(Fe3+)含量高，淺色巖中，三價鐵被還原成二價鐵，三氧化二鐵含量低，硫化鐵(黃鐵礦)含量高，并且淺色層中膠結(jié)物CaO、MgO、K2O、Na2O含量高于紫色層，有機炭在含礦巖石為0.015ω%~0.075ω%，遠(yuǎn)高于紫色層有機炭的含量(0.01ω%1~0.022ω%)。

根據(jù)礦床氣液包裹體特征，認(rèn)為成礦溶液以低溫地下熱液(熱鹵水)為主、大氣降水參與，局部高溫對礦體具有后期改造作用。

根據(jù)上述地質(zhì)、物化探特征，推測礦床的生成受多種因素控制和制約，相互影響，歸納起來可概括為銅的物質(zhì)來源、銅的搬運沉積、初始礦源層的形成、鹵水改造形成工業(yè)礦體。

3.2　礦床成因

該礦床應(yīng)屬層控型疊加改造礦床。1988年盧今才先生根據(jù)成礦條件和成礦特征，對成礦物質(zhì)來源及成礦作用過程作了理論上的解釋。

(1)三疊系上統(tǒng)—下第三系地層，中紅層為含銅建造，該套地層是成礦的物質(zhì)基礎(chǔ)。

(2)楚雄裂谷盆地的深大斷裂多期活動，特別是喜馬拉雅期的構(gòu)造巖漿活動帶，使盆地出現(xiàn)溫壓梯度，為成礦物質(zhì)的活化轉(zhuǎn)移提供了通道和能源，以及物質(zhì)傳遞的重要條件。

(3)穿越紅層的還原性氣液流體沿斷裂向上運移，側(cè)向沿滲透性好，有利于壓應(yīng)力的釋放的礦巖層進(jìn)行還原改造，使紅層轉(zhuǎn)變?yōu)楹S鐵礦的淺色砂巖。淺色砂巖的改造作用，在成巖早期，為成礦準(zhǔn)備了有利的環(huán)境。

(4)喜馬拉雅期早期，沉積盆地大部分上升為剝蝕區(qū)，出現(xiàn)強烈的斷裂褶皺構(gòu)造。大氣降水沿斷裂下滲，溶解鹽類礦物形成鹵水，并混合有地層水。由于構(gòu)造作用，使其在紅層中滲濾環(huán)流，萃取銅質(zhì)，形成含銅鹵水。當(dāng)含銅溶液滲入含黃鐵礦和有機質(zhì)的淺色砂巖，由于有銅質(zhì)捕收劑、控制PH、EH值的地球化學(xué)障及成礦空間存在，銅質(zhì)發(fā)生沉淀形成含銅礦化物。如此不斷滲濾對流，使銅礦物富集形成礦床。

(5)后期構(gòu)造熱液疊加改造，局部富集形成高品位的脈狀銅礦。

4找礦標(biāo)志

總結(jié)滇中砂巖銅礦成礦地質(zhì)條件及成礦規(guī)律，盆地內(nèi)銅礦的控礦地質(zhì)條件是：盆地周邊長期基底隆起提供銅質(zhì)來源，斷塊的升降運動、古氣候、古地理環(huán)境、河湖三角洲帶控制含銅古風(fēng)化殼的形成、剝蝕、搬運，形成初始礦源層，喜馬拉雅運動控制含礦熱鹵水的形成，遷移到有利的構(gòu)造部位富集成礦。主要找礦標(biāo)志：

(1)地層標(biāo)志：白堊系上統(tǒng)馬頭山組六苴段是該礦段主要含礦層；

(2)構(gòu)造標(biāo)志：構(gòu)造的有利部位即背、向斜的轉(zhuǎn)折端、傾沒部位及穹隆的頂部；

(3)河湖三角洲相標(biāo)志：穩(wěn)定的河湖三角洲相及砂巖層的韻律旋洄；

(4)淺色巖石標(biāo)志：受鹵水改造的淺色巖石含礦；

(5)顏色交互帶標(biāo)志：淺紫交互帶是礦體的賦存部位；

(6)礦物分帶標(biāo)志：金屬礦物分帶可以指示礦體的位置；

(7)膠結(jié)物含量標(biāo)志：碳酸鹽膠結(jié)物含量變化可以預(yù)示礦體的賦存方向。

5結(jié)束語

大姚銅礦六苴礦段銅礦床是在具有區(qū)域成礦地質(zhì)條件、成礦物質(zhì)基礎(chǔ)上，加之后期的構(gòu)造運動及賦礦層位中的物理、化學(xué)作用下富集形成的沉積型層控礦床，經(jīng)過多期疊加改造。區(qū)域構(gòu)造對其起著一定的控制作用，它控制著礦床的形成、規(guī)模及總體產(chǎn)出形態(tài)，為一典型的沉積型疊加改造礦床。

參考文獻(xiàn)

[1]郭遠(yuǎn)生，羅榮生等.滇中砂巖銅礦地質(zhì)[M].昆明：云南科技出版社，2008.

[2]云南有色地質(zhì)勘探公司三○四隊.大姚銅礦區(qū)六苴礦床補充勘探報告[R].1974.

[3]黃崇軻，白冶，朱裕生等.中國銅礦床—下冊[M].北京：地質(zhì)出版社，2001.

THE METALLOGENESIS MECHANISM AND

PROSPECTING DIRECTION OF LIUJU

ORE BLOCK IN DAYAO CU DEPOSIT

LI Fu-bing1，WANG Xiang-bang2

(1.GeologicalTeam317，YunnanBureauofNonferrousGeology，Qujing655000；

2.YunnanProfessionalInstituteofEnergySource，Qujing655000)

Abstract：Liuju ore block of Dayao Cu deposit is a representative ore deposit in Mesozoic red rock bed area of Central Yunnan.The ore-bearing beds in this orefield are Upper Cretaceous Matoushan Formation and Lower Cretaceous Gaofengsi Formation.The Commercial Ore body has been reformed and superimposed by hot brine controlled by Himalayan tectonics on the basis of primitive ore source bed..

Key Words：Sandstone Cu Deposit；Sedimentation-Reformation Ore Deposit；Liuju，Dayao，Yunnan