云南永平廠街彌勒山銅鈷礦礦床地質特征、礦床成因及找礦標志

■何志芳 張燁 雷陽艾

（云南省有色地質局三一〇隊 云南大理 671000）

云南永平廠街彌勒山銅鈷礦礦床地質特征、礦床成因及找礦標志

■何志芳 張燁 雷陽艾

（云南省有色地質局三一〇隊 云南大理 671000）

廠街銅鈷礦床賦存于侏羅系地層中下部，為淺源熱液銅鈷礦床。文章詳細研究了銅鈷礦床地質特征，較系統的分析了礦體特征、礦石質量特征，從而總結了礦區礦床成因、找礦標志等，為區域地質找礦提供依據。

銅鈷礦床地質特征礦床成因找礦標志云南永平

1 區域地質概況

礦區位于滇藏地槽二級構造單元瀾滄江變質帶與蘭坪思茅凹陷帶的過度帶上，成礦與北西向構造有密切關系，礦化富集與北東向構造有關。區內出露地層有三迭系、侏羅系、第三系及第四系，其中以侏羅系分布最廣，也是區域重要的含礦層位；地質構造復雜，主要構造運動發生于燕山期，使侏羅系及其以前地層產生強烈褶皺和斷裂，形成以北北西向為主的構造線；巖漿活動不強烈，僅見零星的基性巖脈和煌斑巖脈(見圖1)。

圖1 永平廠街彌勒山銅鈷礦區域地質及構造綱要簡圖

2 礦床地質特征

2.1 礦區地質概況

礦區地層簡單，均屬侏羅系（Jn），按巖性不同共分五層：第一層（Jn1）為暗紅色、紫紅色砂質泥巖、泥巖夾砂巖；第二層（Jn2）為灰綠色、灰色薄層至中厚層狀泥巖，砂質泥巖，鈣質泥巖，間夾泥灰巖，細粒長石石英砂巖透鏡體，下部多見紫色夾層，上部以鈣質泥巖為主，含碗足類、腹足類化石，厚80—280M。第三層（Jn3）為紫色、紫紅色砂質泥巖，泥巖夾薄層粉砂巖，細砂巖。底部見小規模水下沖刷痕跡及小型斜層理。由于構造破碎、蝕變、礦化強烈是彌勒山礦段的主要含礦圍巖。厚約300M。第四層為灰黑色、灰綠色、紫紅色、灰白色粉砂巖、砂質泥巖、砂質泥巖、鈣質泥巖夾粉砂巖、

細砂巖透鏡體、中粒長石石英砂巖，普遍見黃鐵礦結核、褐鐵礦細脈；第五段（Jn5）為紫紅色細至中粒長石石英砂巖，砂質泥巖，是象山—獅山礦段賦礦圍巖。

礦區處于咱咧—廠街—北熱水塘向斜南西翼。褶皺簡單，主要為傾向北東的單斜層。但斷裂發育，區域性的F 9、F111斷層通過全區，根據F9與F111斷層的切割情況，大致可分三部份：F9斷層以東，基本保持原單斜構造形態。F9與F111斷層之間，形成地塹式構造，地層產狀較陡，傾向一致，亦屬單斜構造，又稱象山—獅山單斜層。F111斷層以西Jn2—Jn3地層的泥質巖石多受塑性變形、并經斷層切割，形成殘缺不全的波狀起伏，通稱彌勒山撓曲。(見圖2)。

礦區褶皺主要有和尚山扇形背斜、象鼻子向斜、象山—獅山單斜、彌勒山撓曲。

斷裂分為北西組和北東組，其中前者對成礦有密切關系，廠街礦區大多數礦體直接充填于該組斷裂之中，如F111斷層為區域性斷層，從彌勒山山腳通過，使Jn2與Jn4-3地層、或Jn3與Jn5-1地層直接接觸，推測斷距達2000M以上，經彌勒山1號大坑揭露，斷層走向北30°—40°西，傾向北東，傾角60°—72°，屬正斷層。其破碎帶寬約50M，有較強的蝕變，并見有砷黝銅礦細昧沿裂隙充填，但未發現工業礦體。彌勒山銅礦體就賦有于該斷裂下盤的次級斷裂或層間破碎帶中。F9斷層為區域性斷裂，從礦區東部通過。使Jn3與Jn5-2直接接觸，斷距在2000M以上。斷層走向北35°西，傾向南西，傾角70°，其破碎帶寬約40M。鉆孔中見強烈的黃鐵礦化和弱銅礦化。象山—獅山礦段各礦體即賦存于該

斷裂亡盤之次級斷裂中。F138斷層：為F 9派生的次級斷裂，走向北70°西，傾向南西，傾角70°，延長800一l000M，與F9相交成“入”字型構造，銳角指向南東。破碎帶寬度20M左右，根據破碎程度可分：（1）糜棱巖帶：沿斷層面分布，一般寬0.5—2M，為黑色，灰黑色的斷層泥，含少量角礫，礫徑0.2Cm左右，角礫一般呈歡園狀。（2）角礫巖帶：緊接糜棱巖帶向外，寬度2—4M，角礫為砂巖，礫徑0.5—3cm。（3）構造破碎帶：角礫巖帶之外，破碎程度比前兩者為差，但原巖構造已遭破壞，寬度一般10M左右，最寬可達20M，破碎巖塊度10—20Cm，愈向外塊度愈大。（4）弱破碎帶：基本保持原巖構造，一般寬20—50M。以上各帶中裂隙及破碎巖石已被緊密膠結與充填，膠結物一般為鐵質、泥砂質。充填物有菱鐵礦、砷黝銅礦、石英、重晶石、黃鐵礦，黃銅礦等，呈粗脈、網脈、細脈。在弱破碎帶中有時見鏡鐵礦。F138斷層形成的同時產生了與之呈“入”字形相交的次級斷裂，根據其銳角指向，斷層上盤應向南東下移，故屬壓扭性正斷層，F138斷層破碎帶是良好的容礦場所，賦存有象山—獅山礦段主要礦體。F44逆斷層：分布于彌勒山北部，為隱伏斷層，走向北北西，傾向北東，頃角30°—50°，由于斷層的影響，在2 8線及1線見Jn2地層超復Jn3地層之上。其破碎帶寬10—20M，深部鉆孔見有V44、V53、V47等礦體充填于本斷裂或與之平行產出的次級斷裂中。F60斷層：分布于彌勒山北部，斷層走向北西，傾向南西，傾角30°—40°，沿斷裂見寬度20—30M的蝕變帶向深部隨破碎帶變窄，蝕變亦趨減弱，礦化可達中等，V60礦體賦存于其中。后者即北東組斷裂為成礦后斷裂，但亦見蝕變現象，如F101正斷層，西起馬面阱，經天寶洞，廠街至象山—獅山以東延出圖外。斷層走向北東東，傾向南西，傾角東陡西緩，彌勒山1號大坑所見為72°-85°，而西部天寶洞山T1301坑為52°，山T55坑又變至38°，在天宅硐于斷層兩側見Jn1-4地層與Jn1-6，或Jn2地層直接接觸，顯示出上盤下降的正斷層性質，斷距約100M，在彌勒山沿斷裂帶見蝕變及礦化現象。

礦區內火成巖極少見，零星出現云斜煌斑巖巖脈。

2.2 礦體地質特征

礦區礦段分為象山—獅山礦段和彌勒山礦段兩部分。

（1）象山—獅山礦段位于彌勒山以東，含礦巖性為Jn5中厚層石英砂巖，礦體受F138及F139組成的“入”字型構造形式控制，主干斷裂F138走向N76°W，傾向SW，傾角70°，分支斷裂F139走向N62°W，傾向NE，傾角 50-70°，含礦節理以平行主干斷裂組最為發育，在F138斷裂面上，有一層厚0.6米的黑色泥含砷黝銅礦較富，平均品位銅2.41%，鈷0.051%，與其旁側的網脈狀，致密塊狀礦石一起組成富礦層，逐漸為侵染之細脈及細點狀貧礦。所以，就含礦情況來說，由斷層面向外可分為，黑色泥—角礫帶—侵染帶—退色帶。

圖2 永平廠街彌勒山銅鈷礦礦區地質及構造綱要簡圖

（2）彌勒山礦段位于礦區西部，F111斷層之西。礦（化）體賦存于Jn3、Jn2地層中，含礦巖石為砂質泥巖，鈣質泥巖、粉砂巖。計有礦體50多個，其中5個礦體規模較大。按其規模分為三類：①主要礦體銅儲量在萬噸以上，僅有V11礦體。②中等礦體銅儲量在500噸至數千噸，有V44、V58、V60、V63號礦體，呈透鏡狀，脈狀，延長100～180m，寬40～60m，厚度1～5m，平均厚度3m左右。③小礦體銅儲量在500噸以下共有近30個礦體，呈扁豆狀、串珠狀，囊狀，一般延長40～80m，寬20～50m，厚1～3m，單一礦體，價值不大，僅在開采l、2類礦體時才有工業價值。其中V11號礦體是彌勒山礦段主要礦體，占有銅儲量的69%、鈷儲量的66%，該礦體特征如下：

彌勒山V11礦體：位于F101斷層以南，為一盲礦體，通過鉆孔揭露，礦體產于Jn3地層砂質泥巖中，嚴格受F11號破碎帶控制，其展布方向與破碎帶方向一致，礦體走向北55°西，產狀各段略有不同,在32勘探線以北，西部微向北東傾,東部微向南西傾,呈一凹形，傾角0°～30°，到32號線，礦體產狀近水平，由此往南，傾角由緩變陡，到36線以南，礦體傾角變陡達50°,從產狀變化看，顯示出V11號礦體向南18°西方向傾伏，傾伏角50°。產出標高一般在1650m，最高點1696m，最低點1560m。礦體長560m，寬300m，厚度一般2～5m，最厚達36 m，最薄僅0.66m，平均厚度5.54m，礦體北段，由于構造復雜，為多組構造復合部位，礦體厚大，其厚度變化亦大，變化系數為104。而30號線以南，成礦構造較簡單，礦體形態亦簡單，厚度變化較小，變化系數為95。由于南北兩段厚度相差顯著，使整個礦體厚度變化系數達127。最高品位Cu:11.76%；Co:0.796%，一般品位Cu:l～2%；Co：0.05～0.08%。平均品位Cu:1.37%；Co：0.08%，品位一般較穩定，其變化與厚度變化方向相反，即北厚而較貧，南薄而較富，品位V11礦體中心等高線圖變化系數銅為80，鈷98。鈷礦在32線以南較富，品位多在0.l%以上；礦石均為硫化礦，金屬礦物以砷黝銅礦、黃銅礦、黃鐵礦、含鈷黃鐵礦為主；其次為鈷黃鐵礦、毒砂、含鈷毒砂、鐵硫砷鈷礦、輝砷鎳鈷礦，輝鈷礦等。脈石礦物有石英、伊利石、菱鐵礦、鐵白云石、白云石、方解石等。礦石中礦物呈致密塊狀、脈狀、網脈狀、浸染狀、疏松粉狀產出。圍巖蝕變有退色、硅化、菱鐵礦化、黃鐵礦化。

2.3 礦石質量特征

2.3.1 礦物種類及特征

該礦床的礦物成份，經光、薄片鑒定，電子探針，單礦物分析查實，金屬礦物有：砷黝銅礦、黃銅礦、黃鐵礦、白鐵礦、含鈷黃鐵礦、毒砂、含鈷毒砂、鈷黃鐵礦，鈷毒砂、鐵硫砷鈷礦、輝砷鎳鈷礦、輝鈷礦等。脈石礦物有石英、白云石、菱鐵礦、鐵白云石、長石、絹云母等。次生礦物有孔雀石、銅蘭、臭蔥石、褐鐵礦。其主要礦物基本特征分述如下：

2.3.1.1 砷黝銅礦

在礦石中的平均含量為l.42%，肉眼鑒定為黑色，反射色灰微帶藍。單體粒度0.01～1.5mm不等，小于0.053mm的占76%，呈它形粒狀或集合體產出者生成稍早，亦有少量細脈狀生成較晚，磨光性好，絕對硬度值H：350～360kg/mm2。常與黃銅礦、黃鐵礦成連生體，部份包有毒砂，經常見交代早成礦物的現象。單礦物分析含鈷為0.032～0.068%(由包裹的細小鈷礦物引起)。

2.3.1.2 黃銅礦

在礦石中的平均百分含量為0.64%，反射色為明顯的黃色，多呈它形粒狀產出，亦見脈狀。單體粒度0.008～0.6mm不等，小于0.053mm的占71.5%、弱非均質性，絕對硬度值H：206kg/mm2。常包裹交代早成礦物毒砂，黃鐵礦等。電子探針分析含鈷為0.0026～0.0236%(由包裹細小含鈷礦物所引起)。

2.3.1.3 含鈷黃鐵礦(包括一般黃鐵礦)

兩種黃鐵礦肉眼不易區分，只是二者的含鈷量不同。電子探針分析結果，黃鐵礦含鈷0.022～0.24%，含鈷黃鐵礦含鈷為0.57～0.99%，二者均呈它形粒狀，單體粒度0.01～0.5mm不等。以0.053mm為主，占86%。絕對硬度值H：1100kg/mm2。多與砷黝銅礦，黃銅礦及其它鈷礦物呈連生體，并被它們溶蝕交代。

2.3.1.4 白鐵礦

在礦石中微量，粒度小于0.053mm。呈細條狀，產于含鈷黃鐵礦中；電子探針分析含鈷為0.13%。

2.3.1.5 毒砂

呈自形晶產出，切面多為菱形。粒度較細，但均勻。小于0.053mm的占97%以上。電子探針分析含鈷為0.16～1.35%。單礦物分析含鈷為0.27～2.16%。多與黃鐵礦連生。常被砷黝銅礦、黃銅礦包裹交代。

2.3.1.6 含鈷毒砂

除含鈷量比毒砂高外，其它特征與毒砂同。電子探針分析結果，含鈷5.5～7.98%。

2.3.1.7 鈷黃鐵礦

以晶形及結構等明顯區別于黃鐵礦及含鈷黃鐵礦，其晶形為良好自形晶，切面呈五角十二面體，高倍鏡下具明顯的環帶結構，環帶由發玫瑰色條紋(輝鈷礦)及黃白色條帶(黃鐵礦)相間組成，邊緣常有輝砷鎳鈷礦環繞，形成周邊結構，電子探針分析結果，含鈷量大于2.6～2.94%，單礦物分析含鈷1.88%，含鎳0～0.07%。X射線粉晶分析線譜為2.69(10)、2.42(10)、2.20(5)、1.92(5)、1.64(8)、1.008(4)、0.990 (3)、1.034(8)個別晶體呈浸染狀產出。

2.3.1.8 鈷毒砂

晶形、粒度與毒砂相同，明顯區別在于鈷毒砂，具有標準的環帶結構，其環帶由玫瑰色(輝鈷礦)，白色(毒砂)、白發淺蘭(鐵硫砷鈷礦)的條帶相間組成，常靠近黃銅礦呈密集集合體產出，少數為散點。X射線粉晶分析線譜為2.68(10)、2.42(10)、1.82(8)、l.34(2)。

2.3.1.9 鐵硫砷鈷礦

晶形良好的與鈷毒砂特征類似，僅反射色略發淺蘭，而產于黃鐵礦中的鐵硫砷鈷礦，呈不規則狀，具明顯的淺蘭色調及弱的玫瑰色調。電子探針分析含鈷為18.22%，含鎳0.03%。

2.3.1.10 輝砷鎳鈷礦

磨光性好，反射色白色(微帶玫瑰色)。主要環繞自形程度較高的五角十二面體鈷黃鐵礦周邊生成，形成周邊結構。電子探針分析含鈷22.32%，鎳11.17%，鐵7.01%，硫砷含量與一般毒砂相近,而鈷鎳含量變化較大。

2.3.1.11 輝鈷礦

有兩種形態，與含鈷黃鐵礦連生的呈細小粒狀和條狀。而自形晶者多交代鈷毒砂，鈷黃鐵礦，并保持被交代礦物的晶形。粒度小于0.053mm，具明顯的玫瑰色與其它礦物易區別。電子探針分析結果：鈷24.79～31.63%，砷42.48%，硫24.41%，鎳0～0.53%，鐵1.98%，X射線粉晶分析線譜為2.79(10)、2.52(10)、2.30(5)、1.70(8)、1.072(3)。

2.3.2 礦石類型

根據礦石的礦物成份和結構構造，可分為以下幾種類型：

（1）松散粉狀黃鐵礦、黃銅礦，砷黝銅礦礦石，出現在構造破碎帶中，是一種伴隨斷層泥產出的原生礦石。為灰黑色至黑色，呈疏松粉末，分布于絕大多數大、中，小礦體中。金屬礦物有黃鐵礦(包括含鈷黃鐵礦，鈷黃鐵礦，以下同)，黃銅礦，砷黝銅礦。脈石礦物為黑色泥質粘土，破碎狀菱鐵礦、石英、方解石。為主要類型，占本礦床90%以上。

（2）致密塊狀黃鐵礦、黃銅礦、砷黝銅礦礦石：為灰黑色、黃灰色、致密塊狀。主要金屬礦物有黃鐵礦、黃銅礦、砷黝銅礦、少量毒砂（包括鈷毒砂），脈石礦物有菱鐵礦、鐵白云石、石英。

（3）細脈狀、網脈狀、黃鐵礦、黃銅礦、砷黝銅礦、石英、菱鐵礦礦石：此類礦石的顏色視砷黝銅礦的含量而定，一般為黃灰色，呈細密塊狀。此類礦石一般生成較晚，經溫度測定，成礦溫度比其它類型的相同礦物低約100℃左右。

（4）浸染狀黃鐵礦、砷黝銅礦礦石：分布不廣，占的比例很小。

2.3.3 礦石結構構造

2.3.3.1 礦石構造

（1）致密塊狀構造：黃鐵礦，黃銅礦呈集合體組成，其中有少量石英，菱鐵礦等呈不規則狀分布。（2）網脈狀構造：砷黝銅礦、黃銅礦、鈷毒砂，呈細脈，網脈充填于巖石破碎裂隙間，或者是石英，菱鐵礦脈互相切穿形成網脈狀構造。（3）浸染狀構造：黃鐵礦、砷黝銅礦、黃銅礦及含鈷礦物顆粒呈星點狀分布于脈石礦物和圍巖中。（4）角礫狀構造：金屬礦物和脈石礦物受擠壓成角礫狀，后被褐鐵礦，泥質等膠結而成。

2.3.3.2 礦石結構

（1）自形晶結構：含鈷黃鐵礦，鈷黃鐵礦呈良好的五角十二面體，鈷毒砂呈菱形及柱狀晶體，輝鈷礦呈菱形及板狀晶體。

（2）半自形晶結構：發育不全的黃鐵礦、毒砂、呈半自形晶產出。

（3）交代結構：砷黝銅礦，黃銅礦交代含鈷毒砂，輝鈷礦使之成為破片狀，破葉狀。

（4）交代殘余結構：砷黝銅礦，黃銅礦交代黃鐵礦，使之呈交代殘余結構。

（5）溶蝕結構：砷黝銅礦溶蝕黃鐵礦，二者呈連生體，連生邊為鋸齒狀。

（6）環帶結構：自形晶之五角十二面體的鈷黃鐵礦、具明顯的環帶結構，環帶由輝鈷礦、鐵硫砷鈷礦，黃鐵礦相間組成。鈷毒砂亦有類似現象。

（7）周邊結構：輝砷鎳鈷礦，沿具有環帶結構的五角十二面體鈷黃鐵礦邊緣生長。

（8）壓碎結構：早期形成的鈷黃鐵礦，含鈷黃鐵礦被擠壓碎裂而成。

3 礦床成因及找礦標志

3.1 成礦控制因素

永平銅鈷礦床的成礦控制因素中起主導作用的是構造控礦,從區域上來看,礦化點和礦體主要分布F9、F101大斷裂帶附近的次級構造中，另外礦體都賦存于一定的標高,如象獅子山礦段礦體的分布標高不超1400m～1610m的標高范圍內，而彌勒山礦段的礦體主要分布于1560m～1700m之間。

3.1.1 構造控制作用

礦體嚴格受北北西～北西向構造控制，一般構造破碎帶越發育，對成礦越有利

3.1.1.1 斷裂構造

礦體主要賦存于大斷裂帶的次級構造中。大斷裂是礦液運移的通道，次級斷裂是成礦的場所。如F9斷層是“通道”可普遍同見到礦液通過之痕跡，如礦化、蝕變等。F138斷層是成礦場所，形成了象山—獅山礦段的V3礦體，當幾組斷裂和破碎帶交織時，可以形成較富厚礦體，如彌勒山礦段V44，礦體在CK220最富厚是由F44斷層與東部層間破碎帶在該處相交。又如V11礦體在2～30線富厚是由于若干破碎帶交織的結果。

3.1.1.2 褶皺構造

次級褶皺強烈，往往產生較大規模的層間破碎帶和層間滑動，亦可形成較大礦體。如彌勒山的V11礦體。

3.1.2 巖性的控制作用

從整個永平礦帶來看礦化無巖性選擇，已知礦化點中礦化圍巖是多種多樣的有泥巖，粉砂巖、細砂巖、泥灰巖等。但是由于巖石的機械性影響著構造的發育程度間接地對礦化有一定影響。如斷裂構造通過脆性巖石時易破碎對成礦有利。在褶皺構造發育時塑性巖石易產生剝離破碎亦可形成較大的破碎帶。

3.2 關于礦床成因問題

現根據礦床的地質特點和礦化特征歸納以下幾點：

（1）礦體嚴格受構造控制，礦化點沿區域性大斷裂成帶分布。礦體直接充填于構造破碎帶之中。呈脈狀、透鏡狀，扁豆狀，似層狀。

（2）礦體賦存于破碎帶中，圍巖蝕變強烈地段有退色、硅化、黃鐵礦化、菱鐵礦化等。

（3）金屬礦物組合有砷黝銅礦、黃銅礦、黃鐵礦，含鈷黃鐵礦、鈷黃鐵礦，毒砂、含鈷毒砂、鈷毒砂，輝鈷礦、輝砷鎳鈷礦，以及少量的方鉛礦、閃鋅礦，輝銻礦，辰砂等。脈石礦物有石英，菱鐵礦、重晶石等。

（4）礦石的物質成份，除銅外，鈷普遍含量較高，可以達到工業品位。

（5）礦物的生成溫度150°C～370°C。

（6）區內除見零星之煌斑巖類火成巖脈外,未見較大之火成巖體。

根據以上特征，認為本礦床成因類型應為淺源熱液銅鈷礦床。即攜帶成礦物質的地下熱水不斷循環，在有利之環境下而形成有價值的工業礦體。礦物質來源于溶液通過之沉積巖層，而不是深部巖漿。

3.3 找礦標志

（1）北西向的褶皺斷裂帶，褶皺斷裂越發育，對成礦越有利。

（2）在構造破碎帶內，找蝕變退色帶，進一步在退色帶中找菱鐵礦化、重晶石化、黃鐵礦化地段。

（3）找風化帶內之細脈、網脈狀褐鐵礦。

[1]《永平銅礦中間報告》，云南省地質廳14地質隊，1961年7月.

[2]《云南省永平縣廠街銅鈷礦勘探地質報告》，西南有色地質勘查局三一0隊，1975年3月.

[3]史清琴.云南前寒武系銅礦資源現狀及找礦建議 [J].云南地質,1993,12(1):136-138.

[4]羅君烈.滇中中元古代早期銅鐵礦床的成礦類型 [J].云南地質,1995,14(4):291-303.

[5]羅君烈.云南元古代與火山活動有關的鐵銅礦床成礦模式 [J].云南地質,1995,14 (4):281-290.

P611[文獻碼]B

1000-405X（2015）-10-91-4

何志芳（1974～），男，本科，工程師，研究方向為地質礦產勘查。