滇南勐臘南坡銅礦床地質特征及找礦方向

趙澤源 堅潤堂 鄒國富 范柱國

(1.昆明理工大學國土資源工程學院，云南 昆明 650093；2.中國有色金屬工業昆明勘察設計研究院，云南 昆明 650051)

·地質與測量·

滇南勐臘南坡銅礦床地質特征及找礦方向

趙澤源1堅潤堂2鄒國富2范柱國1

(1.昆明理工大學國土資源工程學院，云南 昆明 650093；2.中國有色金屬工業昆明勘察設計研究院，云南 昆明 650051)

成礦地質條件 成礦物質來源 成礦規律 礦床成因 控礦因素 找礦遠景 找礦靶區

南坡銅礦位于云南省西雙版納傣族自治州勐臘縣東南部，距老撾10 km，是位于三江成礦帶上蘭坪—思茅盆地內典型的砂巖型銅礦[1-2]。自20世紀60年代開展地質勘探工作以來，先后在區內進行了 1∶10萬和1∶20萬的地質測量工作，并由西南有色地質勘查局309隊對該區進行了以銅為主的礦產資源調查，目前已核實礦區保有經濟基礎儲量(2M21)銅礦石量66 086 t，金屬量539 t。呂曉宏等[3]通過分析南坡銅礦床成礦條件，認為該礦床是在原生沉積銅礦的基礎上經地下水作用次生富集作用而成；范昆琨等[4]通過研究成礦物質來源，提出南坡銅礦床為典型的沉積—成巖—改造成因的砂巖型銅礦床；此外，部分學者[5-6]則通過分析礦床地質特征，認為南坡銅礦化受地層、構造及蝕變的控制。據此可知，盡管學者們對南坡銅礦床進行了大量研究，但并未對礦床成因等進行系統、深入的剖析。本研究通過對礦區地層、構造、巖性等進行分析，結合穩定同位素研究成果及物化探異常特征，探討南坡銅礦的控礦因素、礦床成因及找礦潛力，為礦區后續地質找礦工作提供依據。

1 成礦地質背景

南坡銅礦床位于滇藏地槽褶皺系橫斷山地槽的蘭坪—思茅富凹陷盆地的最南端，大地構造位置上隸屬于蘭坪—思茅褶皺系中景谷—勐臘褶皺束的南部，夾持于瀾滄斷裂帶與金沙江—哀牢山斷裂帶之間，成礦帶屬于思茅—新山銅、鉛、鋅成礦帶南段。區內主要出露中、新生界地層，僅在蘭坪—思茅盆地邊緣出露古生界。蘭坪—思茅地區內褶皺構造十分發育，褶皺軸向穩定，多呈近SN向展布，背、向斜相間排列，多為正常褶皺，偶在斷裂附近見倒轉褶皺[7-9]。區內斷裂構造異常發育，可追索的深大斷裂有紅河斷裂、哀牢山斷裂、阿墨江—李仙江斷裂、瀾滄江斷裂及盆地中軸斷裂等，其次發育酒房、鳳山—普文、白莽山—大沖等大斷裂，該類斷裂規模和密度較大、切割深，對區內成礦有重要的控制作用。此外，區內巖漿活動劇烈，對早期沉積型層狀礦床的疊加和改造有重要意義，形成了鉛鋅、銅、銀、金等多個礦床(點)組成的重要銅多金屬成礦區[10]。

2 礦床地質特征

2.1 礦區地層

礦區主要出露地層為中生界白堊系上統曼寬河組(K2m)、下第三系古新統勐野井組(E1m)及第四系(Q)，其中第四系(Q)地層風化強烈，形成較厚的殘積、坡積層，廣泛分布于南坡河兩岸階地。勐野井組(E1m)主要分布于礦區北西側及北側一帶，巖性為一套紫紅色中—厚層狀鈣質泥巖、泥質粉砂巖，夾厚層狀長石砂巖，局部發育少量薄層狀石膏，與下覆地層曼寬河組(K2m)呈斷層接觸，總體上勐野井組(E1m)地層相對下降。曼寬河組(K2m)廣泛分布于南坡河兩岸，貫穿整個礦區，按其巖性組合可分為：①曼寬河組第一段(K2m1)，為一套紫紅色條帶狀-中層狀泥質粉砂巖、粉砂質泥巖與灰紫色中層狀長石石英細砂巖互層，中上部夾長石石英砂巖，層位較穩定，厚度大于950 m；②曼寬河組第二段(K2m2)，是礦區內最主要的含礦層，主要為中—厚層狀淺紫色長石石英砂巖夾條帶狀-中層狀紫紅色泥質粉砂巖，該段為Ⅲ#、Ⅳ#、Ⅴ#礦體的產出層位，分別對應Ⅲ#、Ⅳ#、Ⅴ#等3個含礦層，頂板為Ⅲ#含礦層頂部邊界，底板為Ⅴ#含礦層底部邊界，總厚度約170 m；③曼寬河組第三段(K2m3)，為一套紫紅色薄—中層狀含鈣質泥質粉沙巖夾淺灰紫色中—厚層狀細粒長石石英砂巖，砂巖中常見紫紅色泥質巖屑，受斷裂構造影響，區內出露不完整，厚度大于200 m。

2.2 礦區構造

礦區位于SN走向的金廠河—尚勇背斜東南端，該背斜總體走向為NW10°，由2個走向大體一致的脊形背斜組成，北起金廠河，南至尚勇。南坡銅礦處于該背斜一側，為單斜構造，受多條SN，NW向構造錯斷，呈斷塊狀產出。地層在礦區發生轉折，呈弧形展布，在礦區內地層走向一般為N(30°～50°)，傾向NW，傾角50°～70°，在礦區北延區塊的交接部位地層發生轉折，走向一般為N(50°～70°)，傾向NW，傾角40°～60°。

礦區內斷裂構造極其發育，可分為NE，NW，近EW，SN向4組，其中近EW，SN向斷裂為礦區內主要斷裂構造，NE，NW向斷裂為次級斷裂構造。①NE向斷裂組，錯斷主要含礦層(K2m2)，但錯距總體不大，對礦體的破壞性較小，為成礦后構造，主要包括Fn0、Fn01、Fn5、F2、F5等斷層。該組斷裂主要經歷了2期構造活動：早期是由南坡—茅草山背斜褶皺擠壓形成的平移斷層，總體錯距不大，多穿切礦體；晚期則是由褶皺后期應力釋放形成的張性正斷層，斷距規模較大。②NW向斷裂組，主要發育Fn3、F3、F7、F8等斷層，其中Fn3斷層規模最大，為成礦后構造，與銅礦(化)體的空間產出位置關系密切，其下盤為富厚銅礦體(V#)的主要賦存位置，靠近斷層處礦體變富(厚)的趨勢明顯，隨著與斷裂距離的增大而厚度變薄、品位降低，充分說明Fn3斷層對礦體具有改造疊加作用。近EW，SN向斷裂在區內發育較多，但規模較小，多為成礦后構造，常穿切、錯斷礦體。

2.3 礦體特征

南坡銅礦Ⅲ#、Ⅳ#、Ⅴ#礦體嚴格受層位、巖性控制，分別產出于上白堊統曼寬河組第二段(K2m2)頂部、中部、下部。礦體走向NE(20°～70°)，傾向NW，傾角40°～70°，總體產狀與地層一致；賦存標高825～500 m，控制深度約385 m；Cu品位0.44%～1.05%，厚2.5～4.35 m。礦體與圍巖界線清楚，礦體頂板為淺灰白色含銅砂巖，頂板為紫紅色石英砂巖、泥質粉砂巖，底板則為紫紅色鈣質、粉砂質泥巖。礦體形態簡單，主要呈層狀、似層狀、透鏡狀產出，由于受斷裂構造的影響，常呈斷續狀產出。

2.4 礦石組構特征

南坡銅礦床礦石構造簡單，發育典型沉積型礦石構造：①紋層-條帶狀構造，可見微細粒的輝銅礦密集分布于0.5～1.0 mm寬的細小條紋(帶)中，多集中于淺色巖屑石英砂巖的順層劈理中；②侵染狀構造，有微細粒—細粒的輝銅礦、黃銅礦呈星點狀分布于砂巖中，為礦區內最普遍的礦石構造；③脈狀構造，為后期成礦的典型構造，可見孔雀石、蘭銅礦等呈填隙狀分布于砂屑中，與巖石片理化關系密切；④塊狀構造，由輝銅礦、黃銅礦和黃鐵礦呈團塊狀構成，為高品位富礦構造，是構造活動對原礦石進行改造富集的證據。

南坡銅礦床礦石結構簡單，以粒狀結構、填隙結構及交代結構為主。粒狀結構出現于成巖后生階段，填隙結構為礦床內最典型的礦石結構，由輝銅礦、藍銅礦和孔雀石等呈微細脈沿層間劈理面充填，構成上述的紋層-條帶狀構造，局部空間較大的劈理面形成輝銅礦透鏡體，該結構由后期構造-熱液活動疊加改造形成，偶見內部解理結構和包含結構。

3 成礦物質來源

3.1 S同位素

對6件輝銅礦樣品中的S同位素[11]進行了測定，認為南坡銅礦床的硫化物以虧損重硫為特征：輝銅礦δ34S值為-36.8‰ ～ -14.8‰，平均為-25.83‰，總體上表現出輕S同位素富集的特征，其S同位素組成明顯區別于幔源硫(δ34S值約0‰)和硫酸鹽硫(δ34S值約15‰)。鑒于沉積硫化物礦床的δ34S值一般為負值，因而南坡銅礦床的硫源應為地層生物硫。

3.2 Pb同位素

南坡銅礦床輝銅礦的w(206Pb)/w(204Pb)、w(207Pb)/w(204Pb)、w(208Pb)/w(204Pb)值分別為18.570～18.631 6、15.253～15.992 2、38.340～39.012，平均值分別為18.599、15.612、38.692，可見，w(207Pb)/w(204Pb)值的變化區間相對較大。通常認為μ(w(238U)/w(204Pb)值的變化能提供地質體經歷地質作用的信息、反映鉛的來源，地幔原始鉛的μ值為7.3～8.0，來自下地殼或上地幔鉛的μ值一般小于9.58，上地殼來源的鉛則μ值較高。南坡銅礦床μ值為8.78～10.22，反映部分為上地殼鉛的μ值特征，部分為下地殼或上地幔鉛的μ值特征，綜合分析可知，該礦床Pb同位素顯示鉛以殼源為主，同時有少量地幔鉛的混入。

曼寬河組(K2m)地層中成礦元素Cu明顯富集，且自灰白色巖屑石英砂巖→淺灰紫色巖屑石英砂巖→紫紅色巖屑石英砂巖，隨著巖石顏色的加深，成礦元素(Sn、Ni、Cu、Ga、Ge、V)的平均含量具有規律性遞增的趨勢，可見，紫色層為礦區重要的礦源層，即成礦金屬元素均來自賦礦圍巖。

4 成礦規律

4.1 礦源層與成礦的關系

白堊紀紫色碎屑巖建造是南坡銅礦最重要的礦源層，主要依據：①礦區外圍紫色層中平均w(Cu)為28×10-6，局部地段w(Cu)達87×10-6，但礦體直接圍巖的紫色層銅含量明顯低于淺色層，說明Cu等金屬元素是從紫色層向淺色層遷移的；②礦體均被紫色層包圍，如Ⅲ#礦體的頂板為紫色層，Ⅴ#礦體的底板為紫色砂泥巖，Ⅳ#礦體位于淺紫交互靠淺色層的部位；③取樣分析結果表明，礦體靠紫色層的一端銅含量比靠近淺色層更富，表明銅是由紫色層進入淺色層的。此外，礦區紫色巖和淺色巖以及上述礦石礦物同位素等特征一致，表明成礦物質主要來源于圍巖地層。

4.2 地層層位與成礦的關系

南坡銅礦嚴格受地層層位的控制，雖然含礦層位較多，但所有礦(化)體均局限于曼寬河組第二段(K2m2)內，未見穿層或其他地層含礦情況，該特征與滇中砂巖銅礦類似。就南坡銅礦區而言，砂巖常常構成區內重要的礦化圍巖，而泥質砂巖則多為礦體頂、底板圍巖。

4.3 地層巖性與成礦的關系

礦床除受一定的層位控制外，礦體的定位受巖性的控制尤為明顯，絕大部分賦礦部位為淺紫交互過渡帶的淺(暗)色巖性段。淺(暗)紫交互帶巖性控礦的實質是地球化學場的改變。礦區灰白(綠)巖層中有機碳含量較高(±3%)。有機質在成礦過程中的作用：①同生沉積階段，水盆地中呈懸浮態的有機質能吸附或絡合含量未飽和的微量元素，促進沉積物中成礦元素的初始沉積富集；②成巖階段，有機質被細菌分解而產生H2S，能使高價鐵(Fe3+)還原為低價鐵(Fe2+)，造成巖層退色化，并進一步吸附金屬陽離子；③后生階段，有機質被熱降解產生的烴和H2S、CH4、CO2等可使高價鐵(Fe3+)還原為低價鐵(Fe2+)，當其進入熱液后，還利于成礦元素(Cu、Pb、Zn等)活化、遷移。因此，在漫長的成礦過程中，有機質既有助于熱液中溶解度較低的成礦物質源源不斷地被攜帶到地球化學障壁處，又有助于吸附成礦元素，使之聚集沉淀。背斜軸部附近是良好的構造圈閉帶，有利于礦液聚集，當其中存在富含碳、硫的巖層時，常處于還原環境，形成有利于礦質析出的地球化學場。此外，南坡銅礦床以輝銅礦、黃銅礦及斑銅礦為主，少見黃鐵礦的礦物組合特征，亦顯示含銅溶液是從紫色層向淺色層一方運動的，從而佐證了銅主要來源于直接圍巖(紫色砂巖)。

4.4 構造與成礦的關系

礦區內發育脈狀銅礦體，其礦石礦物簡單，但未見圍巖蝕變，因此認為斷裂構造并未對礦體構成破壞，反而是銅礦體次生運移、富集的有利通道，具體過程表現為：①地表的含銅氧化物經由系列作用形成硫酸銅，與碳酸鹽巖或鈣質發生次生交代作用，部分形成孔雀石；②其余硫酸銅隨地下水被遷移至具有還原性質的灰白色砂巖中的節理裂隙或其他有利空間后，富集、沉積形成銅礦體。值得注意的是，該類受構造斷裂影響的脈狀銅礦并不屬于熱液脈狀銅礦，而是在原先沉積—成巖型銅礦的基礎上經次生富集作用形成的富礦體。

4.5 淺紫交互帶與成礦的關系

南坡銅礦區廣泛發育紫紅色砂巖，銅礦體均分布于紫色砂巖中的淺色層內，特別是淺紫交界處。銅礦體均賦存于紅色巖系中淺紫交互帶靠淺色層一側，礦體緊靠淺紫交互帶界線產出，礦體兩側分別尖滅于紫色巖石和淺色巖石，表明礦化與交互帶的淺色層有密切的依存關系。容礦淺色巖層(石)在整個紅色巖系中僅占很小的比例，盡管并非所有淺色巖石和淺紫交互帶(巖石)出露的部位均有銅的工業礦化，但砂巖型銅礦賦存于淺紫交互帶靠淺色層一側，表明對于淺紫巖石的產出類型、特征及成因的研究，是目前尋找砂巖型銅礦的關鍵環節之一。

5 物化探異常及找礦方向

5.1 巖(礦)石物性特征

南坡銅礦巖(礦)石電性參數見表1。由表1可知：硫化銅礦石表現為高極化、中阻的特征，紫紅色粉砂巖表現為中極化、中阻的特征，紫紅色粉砂質泥巖表現為低極化、低阻的特征，紫紅色砂巖表現為低極化、高阻的特征，灰白色砂巖表現為中極化、中阻的特征。總體上看，礦區內出露的巖(礦)石中，紫紅色粉砂質泥巖及灰白色砂巖的物性特征相對接近，均為中阻/中極化體，紫紅色粉砂質泥巖與紫紅色砂巖則均表現為低極化特征，但電阻率差異較大，硫化銅礦石的高極化特征與礦區出露的其他類型巖石區別明顯。

表1 南坡銅礦巖(礦)石電性參數Table 1 Electrical parameters of the rock(ore)stone in Nanpo copper deposit

5.2 激電中梯異常

5.3 地球化學異常

5.4 物化探綜合異常

6 結 語

在對南坡銅礦區成礦地質條件分析的基礎上，著重討論了礦床成礦規律以及礦區物化探異常特征，并對找礦方向進行了剖析，對于區內找礦工作具有一定的參考價值。

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(責任編輯 王小兵)

Geological Characteristics and Prospecting Orientation of theNanpo Copper Deposit in Mengla County，Southern Yunnan Province

Zhao Zeyuan1Jian Runtang2Zou Guofu2Fan Zhuguo1

(1.DepartmentofLandResourcesEngineering，KunmingUniversityofScienceandTechnology,Kunming650093，China;2.KunmingInstituteofExploration&Design，ChinaNonferrousIndustryCompanyLtd.，Kunming650051，China)

Ore-forming geological conditons,Ore-forming materials source,Ore-forming regularity,Genesis of mineral deposit,Ore-controlling factors,Prospecting Prospective,Prospecting target area

2015-09-16

省院省校科技合作基金項目(編號：20141B001)，科技創新人才計劃項目(編號：2014HC024)。

趙澤源(1990—)男，碩士研究生。

P612

A

1001-1250(2015)-11-099-05