都龍礦區(qū)銅曼礦段圍巖蝕變及礦化衰變特征分析

段敬陶，葉勤富，鄧留心

（云南華聯(lián)鋅銦股份有限公司，云南 文山 663000）

0 引言

本文研究區(qū)域為都龍礦區(qū)銅曼礦段，該區(qū)域位于云南省東南部的文山壯族、苗族自治州馬關(guān)縣都龍鎮(zhèn)，礦區(qū)礦產(chǎn)資源豐富，是一個以銅、錫、鋅為主的超大型多金屬礦床[1]。礦區(qū)實施大規(guī)?；短扉_采以來，已有多年勘探和開采歷史，并積累了豐富的地質(zhì)科研成果資料。隨著科學技術(shù)飛速發(fā)展，選礦工藝及選礦技術(shù)不斷提高，礦石入選品位也相應降低，對礦化較弱或化學分析品位未達到現(xiàn)行工業(yè)指標邊界品位要求的巖石，也對其進行回收利用，并可產(chǎn)生一定的經(jīng)濟效益。因此對礦區(qū)圍巖類型、圍巖蝕變、礦化衰變等特征的分析總結(jié)尤為重要。本文主要借助以往地質(zhì)勘探科研資料，結(jié)合日常礦山地質(zhì)編錄，并通過觀察巖石礦物物理特征和分析其化學成分，充分總結(jié)礦區(qū)巖石類型、圍巖蝕變以及礦化衰變規(guī)律，目的在于幫助礦區(qū)工程技術(shù)人員能進一步了解礦區(qū)地質(zhì)特征、礦化信息標志，并提高企業(yè)礦產(chǎn)資源利用率，減少資源浪費，增加企業(yè)經(jīng)濟效益。

1 礦區(qū)地質(zhì)概況

根據(jù)銅曼礦區(qū)資源儲量核實報告（2015 年），礦區(qū)地處滇南東巖溶高原南部邊緣，屬六詔山系南緣，區(qū)內(nèi)峰巒起伏，溝谷縱橫，水系發(fā)育，地勢北高南低，區(qū)域?qū)僦械蜕降孛矄卧?，區(qū)內(nèi)多以山地、溝谷、斜坡地形為主[2]。區(qū)內(nèi)地層巖性較為復雜，出露的地層有第四系殘坡積層（Q4el+dl）、人工堆積層（Q4ml），白堊系燕山期花崗斑巖（γ53c），晚元古界新寨巖組（Pt3x4、Pt3x3-1）云母石英片巖、大理巖、矽卡巖等變質(zhì)巖體。礦區(qū)構(gòu)造主要以斷層F1、F0為主。

F1斷層：隱伏于金石坡礦段中深部，縱貫礦區(qū)南北，全長8km，發(fā)育于新寨巖組下段（∈1x1）含礦層中，斷層上盤以大理巖為主，下盤以片巖為主。是在東西向應力擠壓作用下兩種不同物理性質(zhì)巖石產(chǎn)生的斷層。斷層產(chǎn)狀變化較大，經(jīng)地表和鉆孔揭露，斷層產(chǎn)狀受上盤大理巖地質(zhì)體形態(tài)制約，斷層走向NNE－SN－NNW，向西傾斜，一般傾角65°～75°，局部可達80°，地表呈近直線出露，產(chǎn)狀較陡，深部略平緩。斷層向北延至銅街丫口，歸并于馬關(guān)-都龍斷裂，向南經(jīng)辣子寨延至南當廠而消失。F1斷層既是導礦構(gòu)造，又是儲礦空間，在長達8km 構(gòu)造破碎帶中，蝕變礦化普遍而強烈，沿構(gòu)造帶形成的剝離空間，賦存有富厚的工業(yè)礦體，并有花崗斑巖脈和長英巖脈侵入。

F0斷層：處于礦區(qū)東部，南北展布，全長18km，南至南當廠，向北延至銅街丫口，歸并于馬關(guān)-都龍斷裂，斷層上盤巖性以片巖為主，下盤以片麻狀花崗巖為主，是東幫邊坡穩(wěn)定性控制構(gòu)造[3]，對東幫邊坡穩(wěn)定性起著決定性作用。

2 圍巖蝕變及礦化特征

2.1 巖石類型

礦區(qū)為矽卡巖型礦床，出露的巖石按其成因主要分為變質(zhì)巖、巖漿巖。其中，變質(zhì)巖原巖為碎屑巖、鈣泥質(zhì)巖、碳酸鹽巖互層的復合巖性，在多期次構(gòu)造運動疊加過程中，形成多類型的變質(zhì)巖，常見有片巖類、大理巖類、矽卡巖類、片麻巖類、混合巖類等巖石[4]。區(qū)內(nèi)巖漿巖劃屬于楊子構(gòu)造巖漿巖帶—個舊構(gòu)造巖漿巖帶主要為出露酸性侵入巖。

2.1.1 變質(zhì)巖

（1）片巖類。片巖的特征是具有片狀構(gòu)造，主要組成礦物為石英、綠泥石、云母、角閃石等，片巖硬度低，且容易風化。礦區(qū)出露的片巖以灰-灰白色、粒狀變晶結(jié)構(gòu)、片狀構(gòu)造、節(jié)理裂隙發(fā)育等特征較為常見。根據(jù)其礦物含量不同，將其劃分為矽卡巖化片巖、石英云母片巖、云母石英片巖、綠泥石化云母石英片巖等。

（2）大理巖類。大理巖又稱大理石，因在中國由于云南省大理縣盛產(chǎn)這種巖石而得名。該類巖石由碳酸鹽巖經(jīng)區(qū)域變質(zhì)作用或接觸變質(zhì)作用而形成。主要由方解石和白云石組成，此外含有硅灰石、滑石、透閃石、透輝石、斜長石、石英、方鎂石等。具粒狀變晶結(jié)構(gòu)，塊狀（有時為條帶狀）構(gòu)造，通常白色和灰色大理巖居多。其中，質(zhì)地均勻、細粒、白色者，又稱漢白玉。礦區(qū)大理巖主要分布于F1斷層上盤區(qū)域，常成層狀、透鏡狀產(chǎn)出，主要產(chǎn)出于1200～1260m 平臺區(qū)域。根據(jù)其礦物含量不同，將其劃分為白云石大理巖、方解石大理巖[5]。

（3）矽卡巖。矽卡巖是酸、中性侵入巖與碳酸鹽巖類巖石接觸交帶的產(chǎn)物。常見的造巖礦物主要為輝石類、石榴子石類以及其他硅酸鹽礦物。礦區(qū)出露的矽卡巖以綠-深綠色、粒狀變晶結(jié)構(gòu)、塊狀構(gòu)造等特征較為常見，其礦化極不均勻，同一地質(zhì)體內(nèi)，鋅、錫、銅含量差異甚大，有的地段形成富厚工業(yè)礦體，有的地段僅有微弱礦化。根據(jù)其礦物含量不同，將其劃分為陽起石矽卡巖、綠泥石矽卡巖、透輝石矽卡巖等[5]，如圖1 所示。

圖1 銅曼礦區(qū)現(xiàn)場巖石類型

2.1.2 巖漿巖

巖漿巖是位于地幔和地殼深處，以硅酸鹽為主和一部分金屬硫化物、氧化物、水蒸氣及其他揮發(fā)物質(zhì)（CO2、CO、SO2）組成的高溫、高壓熔融體，巖漿冷凝后便形成巖漿巖。礦區(qū)出露的巖漿巖主要為花崗巖、花崗斑巖、片麻狀花崗巖，主要出露于礦區(qū)東部，F(xiàn)0斷層下盤以及1410m 平臺北幫區(qū)域，北幫出露的花崗巖經(jīng)鉀氬法同位素年齡測定為118.08～79.9Ma，屬燕山晚期白堊紀，其以14～19°傾伏角呈條帶狀向南延伸，隱伏于礦區(qū)深部，經(jīng)勘探鉆孔控制，隱伏深度最低為340m[6]。

2.2 圍巖蝕變

礦區(qū)圍巖蝕變種類較多，主要有綠泥石化、碳酸鹽化、矽卡巖化、片巖化、白云母（絹云母）化等。其中，綠泥石化是巖漿期后重要的熱液蝕變，綠泥石呈鱗片狀、放射狀集合體或細脈交代矽卡巖中硅酸鹽礦物，形成綠泥石化矽卡巖，錫石呈細粒星云狀聚集體嵌布于綠泥石解理面中；白云母（絹云母）化是白云母呈片狀、細鱗片狀的集合體或團斑、網(wǎng)脈、條帶與綠泥石相伴或獨立存在，交代硅酸鹽和其他礦物，可見錫石嵌布其中[7]。

2.3 礦化特征

礦區(qū)以錫鋅銅多金屬礦化為特點，成礦元素組合復雜多樣。通過生產(chǎn)取樣及鉆孔編錄樣品分析，礦區(qū)礦化呈現(xiàn)出明顯的垂向分帶現(xiàn)象，主要成礦元素組合由下而上依次為W（Sn）+Fe→Cu+Mo+Bi（Sn）→Sn+Zn（Cu）。

2.3.1 鎢礦化

主要集中在靠近深部隱伏花崗斑巖之上，以白鎢礦石英碳酸鹽（細）脈和大理巖（及少量片巖）裂隙中較為常見。結(jié)合生產(chǎn)取樣，采區(qū)近地表鎢礦主要分布于1140～1170 平臺，以139、M67、M81 等號礦體為主，鎢平均品位0.10%。通過夜間現(xiàn)場觀察，經(jīng)鎢燈照射呈現(xiàn)出鎢礦主要賦存于石英脈中，呈星點狀，少量呈脈狀斷續(xù)分布，規(guī)模小且含量低。

2.3.2 磁鐵礦礦化

在礦區(qū)分布不均，鉆孔中偶見，該類礦物多呈他形團斑狀分布于碳酸鹽巖中，其賦礦層位多位于石榴石透輝石（干）矽卡巖。

2.3.3 Cu 礦化

礦區(qū)Cu 礦化非常復雜，既可在“干矽卡巖”中常呈團斑狀或浸染狀與輝鉬礦共生。黃銅礦常呈他形浸染狀與閃鋅礦共生，分布于綠泥石陽起石矽卡巖中。礦區(qū)地表常分布一些近SN 向的黃銅礦石英螢石脈（寬2～5cm），這些黃銅礦富礦脈常穿插層狀矽卡巖及Sn-Zn礦體，如圖2 所示。

圖2 銅曼礦區(qū)透輝石矽卡巖中黃銅礦

2.3.4 Sn-Zn 礦化

為礦區(qū)最主要礦化類型，常呈巨厚透鏡體或似層狀分布于綠泥石陽起石矽卡巖中。該類矽卡巖中石榴石和透輝石很少或缺失，綠泥石、陽起石等含水礦物較多，屬于濕矽卡巖[7]，其中閃鋅礦常交代陽起石等矽卡巖礦物和磁黃鐵礦，如圖3 所示。

圖3 銅曼礦區(qū)陽起石矽卡巖Sn-Zn 礦體分布

3 礦化衰變特征

礦區(qū)礦體主要賦存于矽卡巖中，矽卡巖化學成分屬鈣鎂硅酸鹽類巖石。礦石化學成分受矽卡巖種類及金屬礦物組合的制約。由于矽卡巖種類繁多，礦石中金屬和非金屬礦物有30 余種，礦石化學成分十分復雜。本次礦化衰變特征研究，以礦區(qū)鋅、錫、銅金屬元素為研究對象。

3.1 礦石化學成分

根據(jù)歷年勘探化驗數(shù)據(jù)，通過統(tǒng)計加權(quán)平均所收集的樣品，可看出礦區(qū)鋅、錫、銅元素平均含量及各類矽卡巖含鋅、錫、銅元素品位高低。其中，礦區(qū)鋅平均品位2.69%，錫平均品位0.25%，銅平均品位0.71%；鋅元素主要富集于含陽起石的綠泥石類矽卡巖，銅元素主要富集于含綠簾、綠泥的透輝石類矽卡巖，錫元素主要富集于綠簾石、綠泥石組合類矽卡巖，如表1 所示。

表1 銅曼礦區(qū)各類矽卡巖礦石化學成分

3.2 礦化元素分布規(guī)律

3.2.1 錫元素分布

通過鉆孔數(shù)據(jù)及Surfer 軟件對礦區(qū)歷年勘探數(shù)據(jù)及生產(chǎn)取樣化驗數(shù)據(jù)分析，呈現(xiàn)出礦體走向南北，在67～107 號勘探線之間，礦體整體較為富集。錫元素主要富集帶為F1斷層上下盤區(qū)域，在3～67 號勘探線之間呈現(xiàn)出錫品位峰值狀態(tài)，從西往東，礦化逐步衰減。

在礦區(qū)中部對其進行東西方向切割，從垂直面分析出，礦區(qū)西幫區(qū)域錫元素主要富集于礦區(qū)100～500m高程，錫品位最高值達到1.30%；礦區(qū)中部區(qū)域800～100 高程范圍內(nèi)是貧錫主要區(qū)域，錫平均品位0.13%；東幫區(qū)域錫元素隨著海拔的升高緩慢升高，至1800m高程范圍呈現(xiàn)出平緩趨勢，錫平均品位0.62%，如圖4所示。

圖4 銅曼礦區(qū)錫元素平面分布及等值線

3.2.2 鋅元素分布

通過上述手段、數(shù)據(jù)分析，礦區(qū)鋅元素主要集中于礦區(qū)西幫區(qū)域，且分布均勻。從礦區(qū)主要構(gòu)造看，鋅元素主要富集帶為F1斷層上盤區(qū)域[6]，在49～66 號勘探線之間呈現(xiàn)出鋅品位峰值狀態(tài)，從西往東，礦化逐步衰減。

在礦區(qū)中部對其進行東西方向切割，從垂直面分析出，礦區(qū)西幫區(qū)域鋅元素主要富集于礦區(qū)100～1000m 高程，鋅品位最高值達到8.25%；東幫區(qū)域鋅元素隨著海拔的升高逐步降低，至1800m 高程范圍呈現(xiàn)出最低值，鋅平均品位0.25%，如圖5 所示。

圖5 銅曼礦區(qū)鋅元素平面分布及等值線

3.2.3 銅元素分布

通過上述手段、數(shù)據(jù)分析，礦區(qū)銅元素主要集中于礦區(qū)東幫區(qū)域，分布零散。從礦區(qū)主要構(gòu)造看，鋅元素主要富集帶為F1斷層下盤區(qū)域，在11～27 號勘探線之間呈現(xiàn)出銅品位峰值狀態(tài)，從西往東，礦化逐步加強。

在礦區(qū)中部對其進行東西方向切割，從垂直面分析出，礦區(qū)東幫區(qū)域通過元素主要富集于礦區(qū)1000～1600m 高程，銅品位最高值達到0.95%；西幫區(qū)域銅元素隨著海拔的升高逐步降低，至600m 高程范圍呈現(xiàn)出最低值，銅平均品位0.13%，如圖6 所示。

圖6 銅曼礦區(qū)銅元素平面分布及等值線

3.3 礦化衰變系數(shù)

為進一步分析出礦區(qū)礦化衰變特征及衰變系數(shù)，本次分析以礦區(qū)24、29 號主要礦體為研究對象，通過查閱以往勘探鉆探資料、現(xiàn)場對礦體及圍巖進行取樣分析等手段進行分析礦化衰變特征。

3.3.1 24 號礦體衰變分析

礦區(qū)24 號礦體賦存標高1097～1300m，走向長318m，平均寬度252m，平均厚度5.66m。厚度變化系數(shù)28.18%。礦體與圍巖產(chǎn)狀基本一致，形態(tài)為似層狀，般傾角20°～40°。礦體以含鋅銅較富，含錫較貧，磁鐵礦含量少為特征。單工程最高鋅品位14.03%，最低鋅品位2.33%；最高錫品位1.00%，最低錫品位0.21%；單工程最高銅品位1.13%，最低銅品位0.53%。礦體平均錫品位0.21%，鋅7.35%，銅0.98%。鋅品位變化較均勻，品位變化系數(shù)85.46%，錫品位變化較均勻，品位變化系數(shù)98.24%，銅品位變化較均勻，品位變化系數(shù)68.24%，如圖7 所示。

圖7 銅曼礦區(qū)1070～1080m 平臺24 號礦體編錄取樣圖

本次現(xiàn)場編錄的區(qū)域為1070～1080m 平臺24 號礦體，共進行礦體及圍巖取樣15 件。礦體上盤巖性為大理巖，取樣2 件，礦體下盤巖性為片巖，共取樣6 件，取樣間距2m。通過化驗分析得出，該礦體在5#、6#樣位置，鋅、錫、銅元素含量達到峰值，礦化現(xiàn)象由6 號樣品位置向東西方向逐步衰變，通過元素品位測算，平均礦化衰變系數(shù)為1.05，平均衰變間距為2m，如圖8 所示。

圖8 銅曼礦區(qū)1070～1080m 平臺24 號礦體礦化衰變系數(shù)測算

3.3.2 29 號礦體衰變分析

礦區(qū)29 號礦體賦存標高903～1092m，走向長1056m，平均寬162m，平均厚度20.63m，厚度變化系數(shù)27.17%。礦體頂板為大理巖，底板為片巖，大致沿層產(chǎn)出。單工程最高鋅品位11.89%，最低鋅品位1.69%，礦體平均鋅品位4.38%，鋅品位變化較均勻，品位變化系數(shù)82.40%。單工程最高錫品位2.05%，最低錫品位0.20%，礦體平均錫品位0.61%，錫品位變化不均勻，品位變化系數(shù)124.92%，如圖9 所示。

圖9 銅曼礦區(qū)1230～1245m 平臺29 號礦體編錄取樣圖

本次現(xiàn)場編錄的區(qū)域為1230～1245m 平臺29 號礦體，共進行礦體及圍巖取樣13 件。礦體上盤巖性為大理巖，取樣4 件，礦體下盤巖性為大理巖，共取樣4 件。通過化驗分析得出，該礦體在7#樣位置，鋅、錫、銅元素含量達到峰值，礦化現(xiàn)象由7 號樣品位置向東西方向逐步衰變，通過元素品位測算，平均礦化衰變系數(shù)為1.74，平均衰變間距為2m，如圖10 所示。

圖10 銅曼礦區(qū)1230～1245m 平臺29 號礦體礦化衰變系數(shù)測算

4 結(jié)語

本文通過收集分析以往地質(zhì)勘探所獲地質(zhì)資料，同時結(jié)合礦區(qū)生產(chǎn)取樣化驗資料，分析得出礦區(qū)巖性主要以變質(zhì)巖為主；圍巖蝕變以矽卡巖化較為常見；礦化主要表現(xiàn)出鎢礦化、銅礦化、錫鋅礦化等；礦區(qū)錫鋅元素主要分布于主要構(gòu)造F1上下盤區(qū)域，并呈現(xiàn)出典型的構(gòu)造控礦特征；通過原始地質(zhì)編錄取樣分析，礦化衰變表現(xiàn)出由礦體核心向外緣逐步衰減，衰變系數(shù)1.05～1.74，平均衰變間距為2m。通過本次研究，希望能幫助地質(zhì)工程技術(shù)人員能進一步了解礦床、礦體地質(zhì)特征、礦化信息標志，以及礦體賦存空間、貧富礦巖性、富礦與貧礦變化趨勢等，為后期地質(zhì)勘探工作、生產(chǎn)勘探工程合理布置、以及礦區(qū)深部邊部尋找隱伏礦體提供科學依據(jù)。