滇西北羊拉銅礦床3 175 m中段構造特征及找礦預測

岳 言，趙澤源，，李 波，王新富，唐 果，，劉月東，劉 超，孫本占，楊明東

(1.昆明理工大學 國土資源工程學院，昆明 650093；2.中國有色金屬工業昆明勘察設計研究院有限公司，昆明 650051；3.云南迪慶礦業開發有限責任公司，云南 香格里拉 674400)

滇西北羊拉銅礦床為我國西南“三江”地區最為典型的銅礦床之一，因其銅資源儲量大、成礦地質條件優越而吸引了眾多學者的研究興趣[1-5]，在礦床地質特征[3-5]、成礦作用[6-7]、礦床地球化學[8-9]、礦床成因[10-14]及找礦預測[15-16]等方面做了眾多研究工作。近年來，礦山生產實踐證明，羊拉銅礦床的礦體明顯受構造控制[16-18]，且深部礦體有變薄尖滅的趨勢，深部資源的可持續接替成為礦山企業面臨的首要問題，而研究深部中段坑道的構造特征、總結構造控礦規律成為解決這一問題的有效手段。基于此，本文選擇羊拉礦床的3 175 m中段為研究對象，對其構造(斷層、節理)進行詳細觀察和描述，進而指出了找礦預測方向。

1 礦床地質

羊拉銅礦床位于云南省德欽縣羊拉鄉，夾持于金沙江斷裂和羊拉斷裂之間[19-20]，由貝吾、尼呂、江邊、里農、路農、通吉格、加仁7個礦段組成(圖1A)。礦區出露的地層主要有志留系(S)、泥盆系江邊組(D1j)、里農組(D2+3l)和下石炭統貝吾組(C1b)[4-5]，其中泥盆統江邊組(D1j)和里農組(D2+3l)的矽卡巖化絹云砂質板巖、變質石英砂巖為最主要的賦礦巖性(圖1 A)。羊拉礦床構造發育，主要為里農背斜、江邊向斜及斷裂[16-21]；斷裂以近SN向金沙江斷裂、羊拉斷裂最為顯著，其次為NE向F4斷裂，明顯錯段巖體、礦體(圖1 A)；近SN向的層間斷裂帶和次級裂隙廣泛發育，為成礦流體的運移和沉淀提供了良好空間。羊拉礦區巖漿巖分布廣泛，噴出巖主要為安山巖和玄武巖[22-23]；侵入巖主要為印支期花崗閃長巖[24-25]，與銅礦體關系密切[26-27]；另有少量花崗斑巖、輝綠巖出露[28-29]。

2 3 175 m中段地質特征

3 175 m中段坑道位于羊拉銅礦床里農礦段(圖1 B)，該中段出露地層主要為泥盆系上中統里農組(D2+3l)與下統江邊組(D1j)。里農組主要為里農組一段(D2+3l1)矽卡巖化絹云砂質板巖、變質石英砂巖和里農組二段(D2+3l2)厚層狀細—粗晶大理巖；江邊組(D1j)位于該中段的東北角，主要為江邊組三段(D1j3)中厚層狀細—中晶大理巖和江邊組二段(D1j2)絹云砂質板巖、變質石英砂巖(圖1B)。

圖1 羊拉礦床地質簡圖(A)及3 175 m中段坑道平面圖(B)Fig.1 Geological sketch of the Yangla copper deposit(A)and plane of the 3 175 m level tunnel(B)

3 175 m中段坑道所揭露礦體主要為矽卡巖型銅礦體(KT2)，礦體總體走向近南北向，呈層狀、似層狀賦存于里農組一段(D2+3l1)內的層間斷裂內，其次為江邊組三段(D1j3)和江邊組二段(D1j2)的接觸界線處。礦體被NE向斷裂、NW向斷裂破壞，其產出明顯受構造、地層控制(圖1 B)。礦石礦物主要為磁鐵礦、磁黃鐵礦、黃銅礦、黃鐵礦，脈石礦物主要為石英、透輝石、方解石、綠簾石、綠泥石等(圖2)。圍巖蝕變主要為矽卡巖化、碳酸鹽化、硅化等。

a—致密塊狀矽卡巖型銅礦體；b—致密塊狀銅礦石；c—薄層狀絹云砂質板巖；d—黃銅礦、黃鐵礦呈不規則狀分布；e—黃銅礦呈不規則脈狀或星點狀分布；f—黃鐵礦沿脈石礦物的粒間充填交代呈網脈狀分布圖2 羊拉銅礦床3 175 m中段坑道巖礦石的宏觀及微觀照片Fig.2 Macroscopic and microscopic photographs of ore in the 3 175 m level tunnel，Yangla copper deposit

3 構造特征

羊拉銅礦床3 175 m中段的構造主要為斷裂(含層間破碎帶)及節理，斷裂對礦體有明顯控制作用，根據斷裂走向可分為北東向、北西向、近南北向、近東西向四組(圖3、圖4)，不同方向的典型斷裂特征描述見下文。

3.1 斷裂

3.1.1 NE向斷裂

3175-d2地質點(圖3A)：該處為一切層斷裂，斷裂寬約1 m，斷裂帶內為黃褐色構造碎裂巖夾大理巖碎塊，原巖成分為絹云砂質板巖、變質石英砂巖。斷裂上盤為灰色—灰綠色的弱黃鐵礦化矽卡巖，發育切層方解石、石英脈。斷裂下盤為黃褐色—灰白色絹云砂質板巖、變質石英砂巖夾大理巖，局部具弱矽卡巖化。下裂面形態平直，上裂面不清，未見明顯擦痕，上、下盤巖石均較破碎。斷層產狀NE68°∠62°SE，推測該斷層為左行壓扭性正斷層，主壓應力為NW—SE向。

3175-d21地質點(圖3B)：該處發育兩條切層斷裂，早期斷裂(f1)寬約為1～3 cm，產狀NE70°∠60°SE，斷裂帶內為黃褐色斷層泥及順層石英脈。晚期斷裂(f2)寬15～20 cm，為切層斷裂，產狀NW76°∠47°NE，帶內為褐鐵礦化、孔雀石化構造碎裂巖，發育順層石英脈，石英脈局部可見黃鐵礦化；f2錯斷f1距離約20 cm。圍巖為絹云砂質板巖，產狀NW55°∠13°SW，發育節理及石英脈，局部可見黃鐵礦化。

3175-d25地質點(圖3C)：該處為切層斷裂，產狀NE45°∠73°NW，斷裂寬約1.5～2 m；裂面平直，沿裂面發育灰黑色斷層泥；斷裂帶內為絹云砂質板巖及構造斷層泥，揉皺發育。斷裂上盤為絹云砂質板巖，產狀NW34°∠38°SW，發育節理及細脈狀方解石脈。斷裂下盤為絹云砂質板巖，巖石較為破碎，產狀為NW54°∠23°SW。根據旁側次級斷裂、帶內充填物及裂面形態判斷該斷裂為壓扭性斷層。

3175-d54地質點(圖3D)：該處為切層斷裂，產狀NE18°∠52°NW，斷裂寬20～30 cm，裂面呈波狀起伏，沿裂面發育灰色—灰黑色構造斷層泥。斷裂帶內為絹云砂質板巖及構造碎裂巖，發育石英、方解石脈及黃褐色構造斷層泥。斷裂兩盤均為絹云砂質板巖，發育節理及方解石脈。斷裂上盤巖層較破碎，下盤局部見褐鐵礦化，地層產狀NW40°∠ 15°SW。根據旁側次級斷裂、帶內充填物及裂面形態判斷該斷裂為壓扭性正斷層。

A—3175-d2地質點：①矽卡巖，②黃褐色構造碎裂巖夾大理巖碎塊，③絹云砂質板巖、變質石英砂巖夾大理巖。B—3175-d21地質點：①斷層泥、石英脈，②構造碎裂巖，③絹云砂質板巖。C—3175-d25地質點：①絹云砂質板巖，②斷層泥。D—3175-d54地質點：①絹云砂質板巖，②構造碎裂巖、斷層泥。E—3175-d76地質點：①構造碎裂巖、斷層泥，②絹云砂質板巖。F—3175-d97地質點：①矽卡巖化絹云砂質板巖，②石英脈，③破碎狀絹云砂質板巖與方解石脈。G—3175-d113：①矽卡巖化絹云砂質板巖，②構造碎裂巖，③大理巖 圖3 羊拉銅礦床3 175 m中段北東向斷裂素描圖Fig.3 Geologic drawing of the NE trending fault in the 3 175 m level tunnel，Yangla copper deposit

3175-d76地質點(圖3E)：該處發育一切層斷裂，產狀NE36°∠57°NW，斷裂寬約15 cm，裂面平直，沿裂面發育黃褐色斷層泥，帶內為構造碎裂巖、方解石、黃褐色斷層泥及少量絹云砂質板巖碎塊，局部可見褐鐵礦化。斷裂上、下兩盤均為絹云砂質板巖，發育節理和方解石脈，并可見石英透鏡體，局部具黃鐵礦化、黃銅礦化、褐鐵礦化。根據帶內充填物及裂面形態，判斷該斷裂為壓性斷層。

3175-d97地質點(圖3 F)：該點為構造點，斷裂產狀NE40°∠68°SW，寬2～5 cm，帶內為方解石脈及破碎狀絹云砂質板巖。上、下盤巖性均為矽卡巖化絹云砂質板巖、變質石英砂巖，圍巖中均可見被錯斷的石英脈，脈寬5～10 cm，據石英脈的相對錯動關系判斷該斷裂為正斷層。

3175-d113地質點(圖3 G)：該處發育一切層斷裂，產狀NE30°∠62°NW，斷裂寬5～10 cm，帶內為構造碎裂巖，沿裂面發育斷層泥。斷裂上盤為矽卡巖化絹云砂質板巖、變質石英砂巖，下盤為灰白—白色粗晶大理巖。依據帶內充填物及裂面形態，判斷該斷裂為壓性斷層。

3.1.2 NW向斷裂

3175-d9地質點：該點處發育兩條斷裂。早期斷裂(f1)寬2～10 cm，產狀NW58°∠54°NE；裂面平直，沿裂面發育黃褐色斷層泥，斷裂帶內為灰白色構造碎裂巖和石英脈；通過巖層錯動關系，判斷該斷層為壓扭性正斷層。晚期斷裂(f2)寬10～20 cm，產狀NE48°∠81°NW；斷裂面平直，發育擦痕，沿裂面發育黃褐—黑褐色斷層泥，斷裂帶內為灰白色構造碎裂巖和石英脈，局部可見透鏡體狀絹云砂質板巖；擦痕顯示f2為右行壓扭性逆斷層。圍巖為灰色—灰綠色絹云砂質板巖，發育節理和切層石英脈，具弱矽卡巖化、黃鐵礦化，局部可見輝鉬礦。

3175-d16地質點(圖4A)：該處發育兩期斷裂，早期斷裂(f1)為層間斷裂，寬3～10 cm，產狀NW16°∠32°SW，斷裂帶內為黃褐色絹云砂質板巖，局部具褐鐵礦化；依據旁側次級斷裂、帶內充填物及裂面形態，判斷該斷裂為壓性斷層。晚期斷裂(f2)寬約20 cm，為切層斷裂，產狀NE23°∠59°NW，帶內為灰白色構造碎裂巖，發育方解石脈和黃鐵礦化，f2斷裂為右行壓性正斷層。圍巖為絹云砂質板巖，產狀NW30°∠26°SW，發育節理和石英脈，局部可見輝鉬礦化和黃鐵礦化。

3175-d48地質點(圖4 B)：該處發育一層間斷裂，斷裂寬約1.4 m，產狀NW51°∠58°NE；裂面平直，沿裂面發育黑色—黃褐色斷層泥及擦痕；帶內為構造碎裂巖及方解石、石英脈，并發育次級斷裂及揉皺。斷裂上、下盤均為絹云砂質板巖，發育節理和方解石、石英脈。斷裂下盤局部可見弱矽卡巖化、黃鐵礦化、斑銅礦化。根據旁側次級斷裂、帶內充填物及裂面形態，判斷該斷裂為壓扭性正斷層。

3175-d66地質點：該點發育一層間斷裂，產狀NW70°∠52°NE，斷裂寬2～3 m；裂面呈波狀起伏，沿裂面發育灰白—黃褐色構造斷層泥及石英脈；帶內為構造碎裂巖及黃褐色斷層泥，極為破碎。帶內可見方解石脈、石英團塊、褐鐵礦化及孔雀石化。斷裂上、下兩盤均為絹云砂質板巖，發育節理和方解石脈，可見石英透鏡體，局部可見褐鐵礦化、孔雀石化。

3175-d105地質點：該點發育一層間斷裂，總體產狀NW83°∠74°NE，帶寬0.3～0.5 m；由3條裂面組成，裂面平直，帶內為黃褐色構造碎裂巖、斷層泥及碎裂狀絹云砂質板巖、變質石英砂巖，局部見構造透鏡體，沿裂面見少量方解石細脈。上、下盤為矽卡巖化絹云砂質板巖、變質石英砂巖。根據旁側次級斷裂、帶內充填物及裂面形態，判斷該斷裂為壓性斷層，斷裂。

3.1.3 近SN向斷裂

3175-d78地質點(圖4C)：該處為層間斷裂，產狀NE10°∠46°NW，斷裂寬約50 cm，裂面波狀起伏，沿裂面發育灰黃色斷層泥，帶內為構造碎裂巖、灰黃—黃褐色斷層泥及方解石脈，可見褐鐵礦化、孔雀石化。斷層可見被擠壓發生揉皺。斷裂上、下兩盤均為弱矽卡巖化、黃鐵礦化、黃銅礦化絹云砂質板巖，發育節理和方解石脈，并見石英透鏡體。

3175-d24地質點(圖4D)：該處為層間斷裂，產狀NE8°∠36°NW，斷裂帶寬5～10 cm，裂面平直光滑，帶內為灰白色斷層泥，旁側發育次級構造，斷裂上、下盤均為絹云砂質板巖，揉皺彎曲明顯；根據旁側次級斷裂、帶內充填物及裂面形態，判斷該斷裂為壓性逆斷層，力學性質分析顯示該斷裂受到了近EW向的主壓應力。

3175-d47地質點：該處發育一切層斷裂，產狀NE10°∠80°SE，斷裂寬5～10 cm；裂面平直，沿裂面發育黑色斷層泥，帶內為灰色—黃褐色構造斷層泥及方解石、石英脈。斷裂兩盤均為絹云砂質板巖，下盤巖層較破碎，發育節理、揉皺及方解石、石英脈，上盤發育切層方解石脈。根據旁側次級斷裂、帶內充填物及裂面形態，判斷該斷裂為壓性。

3175-d17地質點(圖4E)：該處發育兩期斷裂，早期斷裂(f1)為層間斷裂，產狀NE16°∠31°NW，斷裂帶寬10～20 cm，帶內為灰白色絹云砂質板巖、石英脈，局部具褐鐵礦化；根據裂面形態及擦痕，判斷該斷裂為壓性正斷層。晚期斷裂(f2)為切層斷裂，產狀NW80°∠64°NE，斷裂帶寬2～5 cm，帶內發育石英透鏡體，具黃鐵礦化；根據裂面形態及帶內物質及擦痕，判斷該斷裂為右行壓扭性。圍巖為黃鐵礦化絹云砂質板巖。

A—3175-d16地質點：①絹云砂質板巖，②斷層泥，③構造碎裂巖。B—3175-d48地質點：①絹云砂質板巖，②斷層泥、構造碎裂巖。C—3175-d8地質點：①斷層泥、絹云砂質板巖，②絹云砂質板巖，③石英脈。D—3175-d17地質點：①絹云砂質板巖，②破碎狀絹云砂質板巖、石英透鏡體，③破碎狀絹云砂質板巖、石英透鏡體。E—3175-d78地質點：①絹云砂質板巖，②斷層泥，夾絹云砂質板巖碎塊圖4 羊拉銅礦床3 175 m中段NW向及近SN斷裂素描圖Fig.4 Geologic drawing of the NW and near SN trending fault in the 3 175 m level tunnel，Yangla copper deposit

3.1.4 近EW向斷裂

3175-d10地質點：該處發育一切層壓扭性斷裂，產狀NE76°∠67°SE，斷裂寬5～10 cm，裂面呈波狀起伏，沿裂面可見明顯擦痕，斷裂帶內為構造碎裂巖和石英，見里農組一段，斷裂上、下盤均為灰色—灰綠色黃鐵礦化絹云砂質板巖，局部具矽卡巖化，發育細脈狀、團塊狀石英，石英內可見脈狀輝鉬礦，地層產狀NE10°∠9°NW。

3175-d11地質點：該處發育一切層壓扭性斷裂，產狀NW76°∠58°NE，斷裂寬2～5 cm，裂面平直，沿裂面發育明顯擦痕，斷裂帶內為灰白色構造碎裂巖，發育石英脈，石英脈中可見輝鉬礦。斷裂上、下盤為灰色—灰綠色矽卡巖化絹云砂質板巖，發育節理和石英脈，石英脈內發育浸染狀輝鉬礦和黃鐵礦。

3175-d13地質點：該處發育一切層張性斷裂，產狀NE78°∠66°NW，斷裂寬2～5 cm，裂面呈波狀起伏，沿裂面發育方解石脈，斷裂帶內為絹云砂質板巖。斷裂上、下盤為灰色—灰綠色矽卡巖化絹云砂質板巖，發育節理和切層石英脈，地層產狀NE10°∠9°NW。

3175-d14地質點：該處發育一切層壓扭性斷裂，總體產狀EW∠67°N，斷裂帶由四組近平行斷裂組成，寬約60 cm，裂面平直，斷裂內由方解石脈充填，斷裂帶為碎裂狀絹云砂質板巖。斷裂上、下盤為灰色—灰綠色強矽卡巖化絹云砂質板巖，發育節理和石英脈，地層產狀為NE10°∠11°NW。

3.2 節理

羊拉礦床節理發育，泥盆系里農組—江邊組的絹云砂質板巖、變質石英砂巖、大理巖以及花崗閃長巖中均發育節理裂隙，為含礦熱液的運移和沉淀提供了有利空間。為查明節理的空間變化規律，本文選擇了3 175 m中段坑道的北部(J80)、中部(J81)、南部(J82)分別進行節理統計(每處測量節理產狀約90個)。羊拉銅礦床節理裂隙走向主要為近NS向、NE向、NW向，傾向優勢方位為NW、SE、E/W及SW，共軛節理分析顯示(圖5)，主壓應力存在近EW向、NW—SE向、NE—SW向(表1)。

3175-J80點，圍巖為里農組一段絹云砂質板巖、變質石英砂巖，巖石中發育6組節理J1(NW56°∠73°NE)、J2(NE60°∠50°SE)、J3(NW73°∠87°NE)、J4(NE10°∠79°SW)、J5(NE10°∠79°NW)、J6(NE75°∠75°NW)。J1-J2、J3-J4、J5-J6為共軛節理，通過吳氏網下半球投影得出其形成的主壓應力σ1分別為NE3°∠44°NW、NE58°∠21°NW、NW46°∠10°SW(圖5)，即主壓應力為近EW向、NW—SE向、NE—SW向，對應形成時間可能為海西期、印支期—燕山期、喜馬拉雅期。

表1 羊拉銅礦床3 175 m中段的共軛節理產狀和主應力軸產狀

3175-J81點，圍巖為絹云砂質板巖、變質石英砂巖，巖石中發育6組節理J1(NE59°∠60°SE)、J2(NW54°∠76°SW)、J3(NW85°∠82°SW)、J4(NE2°∠85°NW)、J5(NW11°∠68°NE)、J6(NE48°∠64°NW)。J1-J2、J3-J4、J5-J6為共軛節理，通過吳氏網下半球投影得出其形成的主壓應力σ1為NE5°∠17°NW、NE48°∠6°NW、NW72°∠74°SW，即主壓應力為近EW向、NW—SE向、NE—SW向，對應形成時間可能為海西期、印支期—燕山期、喜馬拉雅期。

3175-J82點，圍巖亦為絹云砂質板巖、變質石英砂巖，巖石中發育兩組節理J1(NW70°∠79°SW)、J2(NE51°∠73°NW)，及旁側花崗質巖體中發育J3(NW23°∠76°NE)、J4(NE68°∠74°SE)。J1-J2、J3-J4為共軛節理，通過吳氏網下半球投影得出其形成的主壓應力σ1為NW5°∠28°NE、NE22°∠26°NW，即主壓應力為近EW向、NW—SE向，對應形成時間可能為海西期、印支期—燕山期。

圖5 羊拉銅礦床3 175 m中段節理玫瑰花圖(A)、等密圖(B)、主應力軸圖解(C)Fig.5 The rose diagram of joint(A)，isodensity map(B)and the graphic of the major maximum stress(C)in the 3 175 m level tunnel，the Yangla copper deposit

通過以上3個測點16組共軛節理的力學性質分析(圖5)，結合羊拉礦區的構造演化[30-32]，本文認為近EW向主應力對應海西期金沙江洋盆裂解—擴張—俯沖，NW—SE向主應力對應印支—燕山期弧陸碰撞—擠壓—抬升，NE—SW向主應力對應喜馬拉雅期印度板塊—歐亞板塊陸陸碰撞，主壓應力演化序次為近EW向→NW—SE向→NE—SW向，與斷裂力學性質分析結果一致。

3.3 構造體系

通過對羊拉礦床3 175 m中段坑道的100處斷裂、節理的野外詳細觀察和結構面力學性質分析，結合前人研究成果[16-19]，本文認為羊拉礦床存在三種斷裂構造體系，即南北構造帶、北東構造帶(早—晚)、北西構造帶，經歷了四期構造運動：近南北向構造帶→早北東向構造帶→晚北東向構造帶→北西向構造帶，分別對應海西期、印支期、燕山期、喜馬拉雅期。成礦構造為印支期早北東向構造帶。

4 找礦預測

通過對羊拉礦床3 175 m中段坑道的構造調查研究，依據成礦地質條件和構造控巖控礦規律，本文在3 175 m中段提出了三個找礦預測靶區(圖1 B)。找礦靶區Ⅰ位于3 175 m中段的北部，28#勘探線北西側；主要地質依據為：①已知礦體在此處尖滅，但出現一明顯的NE向左行斷裂構造，推測礦體被錯斷至NW側；②該處出露地層為里農組一段，為有利的賦礦層位。找礦靶區Ⅱ位于3 175 m中段的中部，10#勘探線西側；主要地質依據為：兩側礦體在此處突然厚度變薄至尖滅，且該處斷裂構造發育，推測該處的礦體被構造錯斷至更低中段；故該處深部為重要的找礦方向。找礦靶區Ⅲ位于3 175 m中段的南部，11#勘探線西側；主要地質依據為：①此處雖未揭露到礦體，但根據已知礦體的產狀，推測礦體位于該處深部；②該處出露地層為里農組一段，為有利的賦礦層位；③已有探礦工程揭露到該處SE發育花崗閃長巖體，具備形成礦體的巖漿巖條件；④該處位于地層產狀轉折部位，為形成矽卡巖礦體的有利構造部位。

5 結論

羊拉礦床3 175 m中段坑道的斷裂、節理的野外調查和力學性質分析顯示，羊拉礦床經歷了四期構造運動：近南北向構造帶→早北東向構造帶→晚北東向構造帶→北西向構造帶，分別對應海西期、印支期、燕山期、喜馬拉雅期。成礦構造為印支期早北東向構造帶。據成礦地質條件和構造控巖控礦規律，本文提出了三個找礦預測靶區：找礦靶區Ⅰ位于3 175 m中段北部、28#勘探線北西側；找礦靶區Ⅱ位于3 175 m中段中部、10#勘探線西側；找礦靶區Ⅲ位于3 175 m中段南部、11#勘探線西側。

致謝：在野外工作中得到了云南迪慶礦業開發有限責任公司劉小青、李在早、劉鳳澤等工程師，及中國有色金屬工業昆明勘察設計研究院沈忠義、雷剛等工程師的指導和幫助，在此一并表示感謝！