四川拉拉地區銅成礦規律及找礦潛力

李庭學，李正武，羅麗萍

(1.涼山礦業股份有限公司，四川 西昌 615000；2.四川煤田地質局141地質隊，四川 德陽 618000；3.中國地質科學院礦產綜合利用研究所，四川 成都 610041)

四川拉拉地區是我國西南重要的銅礦產地，產出落凼、老虎山、老羊汗淌溝和石龍等大中型礦床(圖1)，累計探明銅資源量超過100萬t。經過幾十年的開采，礦山資源已面臨枯竭，礦山發生危機，因此，解決礦山資源問題延長礦山壽命已成為當務之急。然而，由于受礦床成因和成礦規律認識的限制，該區地質找礦工作一直沒有突破。

1 區域銅礦床特點

拉拉地區構造上位于揚子地臺西緣川滇南北向構造帶與東西向河口復背斜交匯處，研究區構造以斷裂為主，其方向與區域構造線方向一致，分為NWW向和NNE向兩組，NWW向構造形成較早，與成礦關系密切。研究區地層主要包括古元古代河口群，中元古代會理群、三疊紀白果灣組和第四系，其中河口群自下而上包括大云山組、落凼組和長沖組(圖1)。

該區成礦作用復雜，成礦類型特殊，后期又經歷變質作用改造，導致礦床成因和礦床類型劃分爭議很大。前人認為該區的礦床是噴流-沉積型硫化物礦床[1-2]或火山沉積-變質熱液礦床[3-4]。然而，近年來系統的礦床學和地球化學研究表明，拉拉地區的銅礦床為鐵氧化物銅金礦床(IOCG)[5-8]。

拉拉地區目前已發現該類銅礦床13處，鐵礦床9處。這些礦床均產于古元古河口群變鈉質火山巖系中[9]，具有成群、成帶和多層分布的特點；該類礦床除鐵銅礦種外，還伴生鉬、鈷、金、硫等多種組分可綜合利用(表1)。

表1 拉拉地區主要的銅礦床

1-輝長巖；2-石英鈉長巖；3-角閃鈉長巖；4-花斑巖；5-角礫巖；6-三疊白果灣組；7-礦體；8-古元古河口群大云山組；9-古元古河口群落凼組；10-古元古河口群長沖組；11-第四系

2 銅成礦規律

拉拉地區銅礦床的成因與古元古代河口群火山噴發作用有關。古元古代河口群火山噴發活動，經歷了細碧角斑質火山巖到次火山巖的演化過程，表現為火山噴發至淺成“侵入”的連續活動，其巖漿源同屬上地幔，均為古元古代的產物。成礦作用主要產生于整個火山噴發活動的全過程，巖漿分異作用導致含礦熱液中成礦元素濃度增高，直至富集成礦。成礦作用大致可劃分為兩大階段。

2.1 火山噴發-沉積成礦作用階段

古元古代時期，位于康滇地軸中段的東西向會理-東川裂陷槽發生強烈的裂隙式火山噴發活動，形成數百次具堆積韻律的火山噴發沉積和熔漿的噴溢。較大規模的噴發活動都是多期次間歇性噴發，形成堆積厚度較大的火山碎屑巖及熔巖。小規模的噴發也是多期次的，形成薄層和透鏡狀的火山噴發物。由火山噴發物為主組成的河口群可劃分為三大旋回。

下部火山旋回(大云山組)以裂隙溢流為主，爆發強度較低，次級旋回相對較少，但巖漿成分變化較大。早期為細碧質巖漿噴溢，伴有連續分異的角斑質巖漿，形成細碧巖和角閃角斑巖；中期出現三次角斑質巖漿的火山爆發，形成含鐵角斑質凝灰巖；晚期為三次較大規模富鉀酸性熔巖，在其間隙期內，尚有少量細碧質和角斑質凝灰巖形成。

中部火山旋回(落凼組)以爆發活動為主，巖漿成分有變化。早期屬規模不大的細碧質巖漿噴發，形成細碧質凝灰巖；中期出現多次強烈噴發，形成角斑質-石英角斑質凝灰巖和沉凝灰巖、火山角礫巖及熔巖；晚期噴發活動較弱，形成角斑質凝灰巖及熔巖。總體屬由細碧質巖漿演化為角斑質石英角斑質巖漿的過程。中期形成的這套火山巖富含Cu、Co、Mo等成礦物質，是主要的賦礦層位，落凼、石龍、老羊汗灘等鐵銅礦床都賦存在該旋回火山巖中。

上部火山旋回(長沖組)以爆發活動為主。早期屬細碧質巖漿噴發，形成細碧質凝灰巖；中期和晚期是角斑質巖漿噴發，形成了角斑質和石英角斑質火山角礫巖、凝灰巖及熔巖。

區內的主要銅礦和鐵礦均賦存在中火山旋回。海底火山噴發作用帶來了大量的成礦物質。火山噴發時帶出的氣、液體富含各種酸類，化學性不穩定的銅、鉬、鈷等以鹵化物的絡合物形式隨化學性質穩定的呈單礦物或碎屑狀態的物質與火山物質(碎屑、凝灰)一起搬運，在低壓不混溶環境形成礦床。此時會理-東川坳拉槽拉拉地區南深北淺，由南而北的海進，帶來大量砂泥質、炭質及少量鈣與火山物質交互混生沉積。火山活動間歇期，海水性質改變為堿性弱還原，使含銅的金屬絡合物迅速分解并沉淀下來，形成礦源層，并在部分成礦有利地段形成火山沉積銅礦層。

2.2 后期改造成礦作用階段

新元古代相當羅迪尼亞造山期，晉寧造山運動使已形成的礦源層和銅礦層發生局部后期改造作用，出現了與變質作用有關的變質熱液活動。礦源層中的成礦物質經過活化轉移，可局部富集成礦。整個變質熱液改造作用大致可劃分為三個階段。

早期階段：區域熱動力變質作用為低中壓和低中溫綠片巖-綠簾角閃巖相的變質環境。在巖石變質的同時，原巖中的水分、火山巖中富含的揮發組分(如CO2、S、O、F、P等)以及鉀、鈉等堿金屬，構成了變質熱液。

中期階段：變質熱液使分散在巖石中的成礦元素銅、鈷、鉬、鐵、金、銀和稀有、稀土等元素發生遷移，并對原巖進行改造，在適當的場所，特別是巖性復雜、孔隙度大的鈉長巖和凝灰巖中形成礦體和礦化。區域變質作用同時使火山氣液礦床和火山-沉積礦床的形態、產狀、組構局部發生變形。

晚期階段：主要為構造變形作用，除了對已形成的礦體或礦源層造成破壞外，所產生的褶皺和斷裂，還制約了礦體的形狀和產狀。

3 找礦標志

落凼銅礦為海相火山巖型銅礦，受火山機構控制。因此，鈉質火山巖層位、控制火山噴發的構造、火山-次火山巖石組合以及有關的圍巖蝕變和物化探異常均是重要找礦標志。

3.1 層位標志

礦區含銅層位主要為中部火山旋回，這些層位都含有海相鈉質火山巖，并與沉積巖伴生，是找礦目的層。

3.2 巖石標志

礦區鈉質火山建造是一個較大范圍的找礦標志，特別是爆發強度高、厚度大、在地層中呈封閉狀的火山碎屑堆積透鏡體，往往是火山口位置，是成礦的有利地段。本區的大、中型銅礦床均分布于此類透鏡體中。

根據礦區采礦資料，巖性變化大的地段往往銅礦相對富集。礦區部分礦體產于中部火山旋回的變質火山凝灰巖中，主要巖性為黑云母片巖類和石英鈉長巖類。含礦巖性變化迅速，大多數巖性呈漸變過渡關系，無論是相鄰工程或相鄰剖面間，在生產探礦和穿爆過程中巖性變化，均顯現突出。此外，緊隨巖性變化，礦化程度和礦石質量差異亦很懸殊。含礦地段巖性變化大，相反無礦地段巖性比較單一，變化小。

3.3 構造標志

落凼背斜是銅礦床賦存的構造條件，也是火山口的隆起部位，較完整的保存了銅礦體。礦體主要富集于背斜軸部和次級褶皺構造中[10]。落凼、老羊汗灘、石龍等礦床都位于F1斷層兩側千米范圍內。F1斷裂具有長期存在多次活動的特點，是火山噴發的通道，深部找礦潛力大。

3.4 侵入巖標志

礦區大量分布的輝長巖是繼火山噴發活動的次火山巖[11]。在輝長巖發育并呈巖床、巖被覆于含礦層之上的地段，常有較富礦體分布。如落凼礦區3～8勘探線都是在大片輝長巖之下，發現了較好的銅礦體。輝長巖是指示火山口的重要標志，銅礦體都分布在火山口周邊，近火山口(F1)礦體多而厚大，遠火山口礦體少而薄。

通過對區域地質路線調查，發現銅礦還與煌斑巖脈密切相關。野外調查表明，煌斑巖脈愈發育的地區，銅礦化愈強列，規模亦愈大，含量亦相對較高。如落凼礦區、老虎山礦區、紅泥坡礦區等都有這一特點。煌斑巖脈不發育的地區，銅礦亦不發育。因此，煌斑巖脈發育程度是重要找礦標志之一。

3.5 圍巖蝕變標志

礦床圍巖蝕變種類較多，與成礦關系密切的主要有黑云母化、螢石化和碳酸鹽化，其次有磷灰石化和陽起石化。

4 找礦潛力

根據區內銅礦床的成礦規律和控礦特征的分析、論述，提出了兩個找礦遠景區。

4.1 礦區F1斷層以北遠景區

位于拉拉銅礦落凼礦區北側，預測區范圍包括烏龍箐、老虎山一帶，落凼礦區深部尚有含礦層位值得進一步勘查，有望擴大銅礦資源量。含礦層位由北東部向南西延伸到落凼礦區深部，埋深約1300～1500m，具有找礦潛力。此外，落凼礦區目前的勘探深度只有200～400m，深部含礦層尚未揭穿，具有發現新礦體的找礦遠景。

礦區外圍河口組下部的鈉質火山巖系廣泛分布，找礦潛力大，具有發現新礦床的遠景。

落凼礦區外圍分布的老羊汗灘、石龍、老虎山等銅礦區，勘探深度都較淺，一般只有300～400m，含礦層位普遍沒有揭穿，深部仍有找礦潛力。各個點之間相距數百米到幾千米，找礦空間亦很大，需進一步工作發現新礦床。

4.2 礦區F1斷層以南遠景區

位于礦區已知礦體賦存范圍以南，F1斷裂南盤。F1南側分布有磁鐵石英鈉長巖，含磁鐵礦亦較多，可聚成5～20cm寬的小礦條。其上為石英白云片巖，并有鐵礦即賦存于其中，石英白云片巖中云母片亦較大，直徑約1mm左右。表明F1南側亦分布有含礦層位，有找礦遠景。結合紅泥坡銅礦近幾年來的勘查成果，F1以南穩定存在落凼組含銅層位，并已達詳查，礦體平均埋深在400～800m，所控制礦體向四周均未尖滅。故F1斷層南側深部有望在落凼組層位中發現新的銅礦體，繼續擴大紅泥坡一帶資源規模。

5 結論

1)拉拉地區銅礦的成因與古元古代火山噴發作用有關。古元古代河口組火山噴發活動，經歷了細碧角斑質火山巖→輝長巖、鈉長巖次火山巖的演化過程，表現為火山噴發至淺成的連續活動，其巖漿源同屬上地幔，均為古元古代的產物。成礦作用主要產生于整個火山噴發活動的全過程，巖漿分異作用導致含礦熱液中成礦元素濃度增高，直至富集成礦。

2)成礦作用大致可劃分為兩大階段：火山噴發-沉積成礦作用階段和后期變質改造成礦作用階段。礦床成因類型為海相火山巖型銅礦床。

3)拉拉地區區域斷裂控制著礦化的區域分布、次級斷裂及斷裂的分枝復合部控制礦體的具體分布，與沉積巖伴生的海相鈉質火山巖是銅礦床的賦礦層位，銅礦化具有層控特征。

4)確定了拉拉銅礦區F1斷層以北和以南均具有較好的找礦潛力。

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