馬關縣銅廠坡銅多金屬礦礦床成因

樊 灝，陳國榮，馬 杰

(云南偉力達地球物理勘測有限公司，云南 昆明 650000)

礦區位于馬關縣城45°方向，平距14.3km，是一個以銅為主富含鉛鋅、錫、鉬的多金屬礦床。該礦床雖位于著名的老君山錫多金屬成礦帶上，但礦床特征及成因卻有所不同，具有一定的研究價值。

1 礦區地質

1.1 地 層

礦區主要出露中寒武統田蓬組(∈2t)地層，按其出露的巖性特征，將田蓬組劃分為兩個巖性段：

田蓬組上段：分布于礦區大部地段。其巖性為大理巖化白云質灰巖，灰—青灰—灰綠色，細粒狀變晶結構，中厚層狀—塊狀構造。巖石礦物成分純凈，由方解石組成，細晶方解石結晶呈半自形—自形粒狀相互鑲嵌，受后期片理化作用，晶粒大部分呈定向分布；褐(磁)鐵礦呈星點狀分布于方解石晶粒間；巖石為受熱熱液作用由灰巖結晶而成；沿后期裂隙見細晶方解石脈貫入巖石中。局部夾薄層的白云母片巖、石英云母片巖、絹云母石英片巖、綠泥石石英片巖等片巖類，細粒鱗片變晶結構，片狀構造，片理、線理發育，均具小條柱之中的細小鱗片狀特征，在斷層附近沿片理有金屬礦物質侵染貫入；厚度145m，為礦區的賦礦層位。

田蓬組下段：分布于礦區北西部，其巖性為：深灰色—褐灰色—灰黑色，細粒鱗片變晶結構，片狀構造，主要有石英二云片巖、綠泥石片巖、絹云石英片巖、二云斜長片巖。局部夾透鏡體的青灰色、薄層—中厚層狀大理巖化灰巖，厚度大于168m，未見底。

1.2 構 造

礦區位于文(山)—麻(栗坡)深大斷裂西側老君山花崗巖復式穹隆構造北西段。地層、巖漿巖均呈東西向延伸，具北東向南東彎曲緩傾斜的單斜構造。區內斷裂、褶皺發育，主要以北西向斷裂和近東西向的次級斷裂為主。

褶曲：中寒武統田彭組片巖夾大理巖化白云質灰巖經多期構造運動作用，遭受到不同構造應力方向的擠壓反復褶曲并伴有沖斷層等現象，在礦區的構造層結構面或片理走向具波狀變化現象，沿傾向則表現出撓曲此起彼伏，片理產狀較為紊亂，但軸向均呈北西西向或北西方向伸展。

斷層：斷裂較為發育，多期次構造的痕跡明顯，而礦體主要賦存于走向北西向成礦期斷裂組中，沿層間破碎帶、片理及裂隙貫入形成細小礦脈也較為常見。成礦期后又發生一組斷裂，對礦體產生斷錯。

(1)成礦期斷裂組

A、F2、F3

該組斷裂呈北西走向290°～325°，傾角60°～74°，長度600m～1300m，斷距20m～50m不等，破碎帶寬窄不均(15m～30m)，同期構造應力作用下形成了一系列銳角<25°的右旋次級旁側構造，其走向多在320°～350°之間，是礦區礦物質運移的通道及部分礦體賦存部位。破碎帶中主要為構造角礫巖、碎裂巖、糜棱巖，基質均發生了重結晶作用，其蝕變作用(硅化、碳酸鹽化)形成的石英、方解石細脈多呈柔腸狀構造且凌亂，反映了先張后扭之特征。

圖1 礦區地質簡圖

B、層間滑移斷裂組

該組斷裂總體呈北西走向306°～334°，傾向36°～44°，傾角21°～45°。該組斷裂破碎帶為礦區主要礦體的賦存部位，破碎帶寬窄不均(3m～15m)，控制了不同礦體的形態。

C、 F1剝離斷裂

分布于礦區東側，走向北北東，傾向北西西，傾角60°～75°，上盤為蓋層田蓬組(∈2t)地層，下盤為結晶基底晚元古代的南撈片麻狀花崗巖。形成時期應在早燕山期，礦體分布于該斷裂的西側。

(2)成礦期后構造斷裂組(F5、F6、F7)

該組斷裂為平移斷裂，走向方位330°～350°，傾角近于陡立75°～85°，分別斜切錯斷F2、F3斷裂，錯距60m ～120m，破碎帶狹窄(寬1m～3m)，并破壞了礦體的連續性。該組斷裂長200m～600m不等，系局部右旋平移斷裂。

1.3 巖漿巖

礦區內廣泛分布著石英巖巖脈，巖脈呈北西—南東向延伸的分布，脈長60m～200m，脈寬1m～4m不等，為乳白色、白色微晶—細晶結構，見絹云母等礦物。為燕山期中酸性殘余巖漿及期后氣成熱液沿構造裂隙貫入，形成石英巖、石英脈，表現為巖石中次生石英增多，產出形態為粒狀集合體或團塊狀，不均勻狀分布于基質中，部分交代長石，大量貫入時呈脈狀，不規則交切巖石，邊界規則清楚，脈寬1～3mm，由它形不等細粒石英組成，粒間含黃鐵礦，黃鐵礦為硅化作用所形成。

巖漿巖侵入大致分為兩個階段，早期侵入形成以微晶、細晶石英為特征的巖體，與銅多金屬礦化最為密切，硅化強的地段，多金屬礦物較富集。在巖脈發育的構造裂隙中可見有礦化體及礦體出現，表現為多次充填交代作用行成。

晚期侵入主要形成粗晶石英為特征，與銅多金屬礦化無關。

1.4 變質作用

(1)區域變質作用

礦區的區域性變質作用具有多期性，主要為華力西期、印支期、燕山期區域動力熱流變質作用，中寒武統地層普遍形成片巖、大理巖化白云質灰巖、細晶大理巖、片麻狀花崗巖等變質巖石。

(2)動力變質作用

沿F2、F3、F4斷層線型分布構造角礫巖、碎裂巖、糜棱巖等，基質均發生了重結晶作用，物質成分復雜，其硅化、碳酸鹽化形成交變石英，石英、方解石細脈多呈柔腸狀，局部呈團斑狀構造，反映了多期活動之特點。

(3)熱液交代變質作用

受燕山晚期黑云母花崗巖、二云母花崗巖的影響，在中寒武統田蓬組(∈2t2)上段與大理巖化白云質灰巖沿斷裂、裂隙、片理發生熱液交代變質作用，巖石常具黃鐵礦化、大理巖化、云英巖化、綠泥石化、絹云母化、礦化等。

2 礦床(體)地質特征

2.1 礦體與構造特征

銅廠坡礦區內共圈定3個礦體群，這些礦體均以似層狀、脈狀、囊狀、透鏡狀等不規則形態產出于北西向斷裂組(F2、F3、F4)破碎帶及其次級斷裂、密集裂隙、疊瓦式隱伏層間破碎帶中，總體表現為疊瓦式隱伏、復脈狀式工業礦體群(圖2)。

其中F2斷裂上盤大理巖化白云質灰巖夾絹云石英片巖、綠泥石片巖及二云石英片巖中的層間滑移斷裂破碎帶、裂隙中賦存有礦體群。其余礦體群均賦存于F3的上盤、F2下盤的大理巖化白云質灰巖夾絹云石英片巖、綠泥石片巖及二云石英片巖中的層間滑移斷裂破碎帶、裂隙中。

礦體頂、底板均為片理化的大理巖化白云質灰巖夾片巖，并具破碎帶之破碎巖—準糜棱巖的特征。礦體中見有夾石，有用礦物質呈侵染狀分布于碎裂巖化交變(硅化)石英巖中構成礦體。礦體與圍巖界線為漸變關系，且蝕變強烈，以硅化、碳酸鹽化為主。圍巖的巖石破碎，蝕變特征明顯，主要為碳酸巖化、硅化、黃鐵礦化、絹云母化、綠泥石化。夾石的特征與圍巖相同。亦有少量的礦物質沿變質圍巖的層理侵染貫入，但不構成具有工業價值的礦脈。銅廠坡銅多金屬礦含礦母巖為大理巖化白云質灰巖夾絹云母石英片巖，產于黃鐵云英巖化帶的構造角礫巖、碎裂巖、糜棱巖中。

礦區礦化范圍走向延伸長達860m，傾向延深516m，面積近0.295km2。礦化強弱與巖石節理、裂隙次級斷裂發育程度圍巖蝕變的硅化、綠泥石化、螢石化、碳酸鹽化、黃鐵礦化強度成正相關，當節理、裂隙次級斷裂發育時，銅多金屬礦物呈致密塊狀、團斑狀、條帶狀、浸染狀復脈式產出。

圖2 勘查剖面及礦體特征示意圖

2.2 礦石質量特征

主要的礦石礦物為：孔雀石、蘭銅礦、輝銅礦、黃銅礦、方黃銅礦、閃鋅礦、方鉛礦、白鎢礦等。脈石礦物主要有：石英、綠泥石、白云母、螢石、褐鐵礦、黃鐵礦、磁黃鐵礦、磁鐵礦、毒砂等。

在通過巖礦鑒定，對礦床成礦期、成礦階段、礦物生成順序進行了研究分析(見表1)。礦床形成時期大致可分為：熱液成礦期(燕山晚期)和表生氧化期。

熱液成礦期：(1)氧化物階段(形成磁鐵礦—白鎢礦—石英—白云母組合，系高溫熱液礦物組合)；(2)硫化物—石英階段(形成黃鐵礦—磁黃鐵礦—方黃銅礦—黃銅礦—輝銅礦—綠泥石—石英組合，系中溫熱液礦物組合)；(3)硫化物—碳酸酸鹽巖階段(形成綠泥石—石英—螢石—閃鋅礦—方鉛礦組合，系中低溫熱液礦物組合；(4)中、粗晶方解石—粗晶石英組合，系低溫熱液礦物組合)。表生氧化成礦期形成了孔雀石—藍銅礦—褐鐵礦—綠泥石—白云母—石英組合。

礦石的造巖組分主要為SiO2、Fe2O3、CaO、MgO 、Al2O3；其中以SiO2、Fe2O3含量較高。有用金屬元素以銅鉛鋅(鎢)為主，伴生銀、鉬。有用共生元素為：Cu含量0.32ω%～9.73ω%，平均2.02ω%；Pb含量1.02ω%～22.56ω%，平均4.44ω%；Zn含量0.84ω%～20.45ω%，平均5.30ω%；Ag含量6.38～92.64 g/t、平均37.24 g/t。WO30.048ω%～1.677ω%、平均0.419ω%；Mo 0.024ω%～0.522ω% 、平均0.153ω%。

表1 礦床成礦期、成礦階段、礦物生成順序表

續 表

2.3 礦體圍巖及夾石

礦體頂、底板均為片理化的大理巖化白云質灰巖夾片巖，并具破碎帶之破碎巖—準糜棱巖的特征。礦體中見有夾石，有用礦物質呈侵染狀分布于碎裂巖化交變(硅化)石英巖中構成礦體。礦體與圍巖界線為漸變關系，且蝕變強烈，以硅化、碳酸鹽化為主。圍巖的巖石破碎，蝕變特征明顯，主要為碳酸巖化、硅化、黃鐵礦化、絹云母化、綠泥石化。夾石的特征與圍巖相同。

2.4 圍巖蝕變

礦區巖石蝕變強烈。主要蝕變有硅化、綠泥石化、螢石化、碳酸鹽化、絹云母化、黃鐵礦化、褐鐵礦化、硫化物化等。

3 礦床成因的初步認識

礦床的產出與圍巖巖性、構造、巖漿活動等關系密切。中寒武統田蓬組上段的大理巖化白云質灰巖夾片巖為賦礦層位。礦區的斷裂、節理、裂隙、片理發育，F2、F3、F4、層間滑移斷裂是礦區主要導礦容礦構造。燕山晚期的中酸性巖體及其期后熱液富含有用組分及其成礦所需熱源。

礦區的成礦規律、控礦因素、礦體地質特征反映出以下方面的特點：

(1)礦源：具有較深部礦源(燕山期中酸性巖體)和較淺部礦源(中寒武統田蓬組上段的大理巖化白云質灰巖夾云母石英片巖，其Cu、Pb、Zn、Ag、W、Mo背景值較高)。

(2)轉移與集中：多期、多階段巖漿活動中，含礦熱液經過不斷的萃取圍巖中有用組分，沿斷裂、節理、裂隙、片理等構造運移，含礦熱液有用組分富集達到過飽和狀態，并在容礦空間的物理—化學環境下沉淀成礦。

(3)保存條件：含礦氣液從殘余巖漿中分離，隨溫度降低轉為含礦熱液，成礦于碳酸鹽化、綠泥石化交代(硅化)的熱液硫化物階段，出現于巖體頂部突起部位，尤其是巖枝、巖舌等與圍巖—碳酸鹽巖更為廣泛接觸的地帶，尤以其上不遠處沿斷層—層間破碎帶發育的碳酸鹽化、綠泥石化交代、(硅化)石英碎裂巖中。隱伏巖體或剝蝕不深的巖體的存在與影響是主要的保存條件。

礦床經歷了熱液成礦期和表生氧化期，呈多期次、多方式交疊成礦，在沉積，變質、巖漿巖侵入及構造熱液流動的各項地質活動中，不斷疊加富集，再經后期的氧化作用，形成了銅廠坡銅多金屬礦床。

通過上述分析，初步認為：銅廠坡銅多金屬礦的礦床成因類型以熱液重填交代型銅鉛鋅礦為主，次為外接觸交代型磁鐵礦—白鎢礦。應屬似矽卡巖型銅多金屬礦床。

參 考 文 獻

[1]云南省地質局第二區測大隊.1∶20萬馬關幅區域地質、礦產調查報告[R].1976.

[2]馬關縣海豐采選廠.云南省馬關縣馬白鎮銅廠坡銅礦點地質簡測說明書[R].2000.

[3]文山地礦工程勘察有限公司.云南省馬關縣馬白鎮銅廠坡銅礦資源儲量核實報告[R].2006.

[4]云南省地質礦產局.云南省區域礦產總結[R].1993.

[5]云南地礦局第二地質大隊.1∶5萬八寨、馬關幅區調報告[R].2001.

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