構造變形巖相形跡學對濫泥坪銅礦隱伏礦體預測研究

曾保成，高永祥，劉文劍，楊鳳軍，張嬌嬌，王同榮

（1.云南金沙礦業股份有限公司，云南昆明654100；2.昆明理工大學國土資源工程學院，云南昆明650093）

構造變形巖相形跡學對濫泥坪銅礦隱伏礦體預測研究

曾保成*1，高永祥1，劉文劍1，楊鳳軍1，張嬌嬌1，王同榮2

（1.云南金沙礦業股份有限公司，云南昆明654100；2.昆明理工大學國土資源工程學院，云南昆明650093）

針對老礦山隱伏礦體難識別、難發現定位預測的難題，通過多年在濫泥坪銅礦深、邊部的找礦研究和實踐，總結提出了構造變形巖相形跡學的研究內容和方法，首先對濫泥坪礦區構造巖相形跡填圖，在此基礎上，采用運動學和動力學研究礦區構造和巖體幾何狀況，恢復成礦構造動力學體制，分析成礦規律、礦體時空結構、巖相特征等，對礦區深部及外圍隱伏礦定位預測及評價，提出重點找礦靶區。通過實踐，認為構造變形巖相形跡學適于老礦山“邊、深、新、空”隱伏礦體大比例預測的實用方法之一。

老礦山；構造變形巖相形跡學；隱伏礦體

1　概述

濫泥坪銅礦為國家“一五”期間建立的礦山，已規模開采50多年，同時，也對區域成礦地質條件、礦床地質特征、礦體形態、產狀和賦存規律、控礦因素、礦床成因、水文地質及開采技術條件均作了深入的研究，提出了“濫泥坪式”銅礦、“東川式”銅礦成礦模式［1-2］。然而，由于礦區山高路陡、老礦井、采空區，以及礦山生產、員工生活的影響，深部的地球物理和地球化學特征，很容易被復雜的背景干擾所掩蓋、扭曲，而且，在多期構造活動、火山巖漿、熱流體的后期改造作用下，礦體賦存狀況變得較為復雜，從而造成深、邊部找礦難度大、成本高、效率低。采用構造變形巖相形跡學的方法，可實現深、邊部隱伏礦大比例尺定位預測，并在濫泥坪銅礦取得了較好的找礦效果。

2　構造變形巖相形跡學的研究內容和方法

構造變形巖相形跡學是由呂古賢（1998）［3］提出“構造變形巖相形跡”概念，是反映構造作用下地殼物質變形及相應巖相蹤跡要素，包括地殼物質結構、組成、物理性質，及其形成時的地質構造和物理化學環境等特征，包括構造和巖體幾何學、運動學和動力學的研究，分析礦體成礦環境、賦存空間、力學、巖性和巖相特征等，適于復雜環境下，老礦山深、邊部隱伏礦體大比例預測的學科。綜合前人的研究成果［4-6］和濫泥坪銅礦深、邊部的勘查工作實踐，構造變形巖相形跡學對隱伏礦體定位預測研究大致可分4個階段（圖1）。

第一階段，巖相形跡野外實測和填圖，斷裂面的特征參數、褶皺的產狀要素、面狀構造、線狀構造等構造變形形跡的發育和展布特征，以及礦物巖石組成成分性質。

第二階段，系統分析，分析構造變形巖相形跡與成礦物質的遷移和聚散之間的關系，為恢復成礦構造動力學體制、構造物理化學場結構，研究成礦時空結構的基礎地質工作。

第三階段，成礦規律研究，分析成礦背景、成礦系列時空分布規律，構造應力場控制下成礦元素的組合、分布特點，成礦流體運移的規律和控礦因素，以及找礦標志。

第四階段，定位預測驗證分析，根據構造、變形巖相形跡，確定成礦流體運移趨勢及其聚散部位，對礦體深部及外圍隱伏礦定位預測及評價，提出重點找礦靶區，通過工程驗證、找礦效果信息反饋，進一步完善構造變形巖相形跡學對隱伏礦定位預測的研究內容和方法。

3　應用實例

3.1濫泥坪銅礦地質背景

濫泥坪銅礦位于東川銅礦南部，東川銅礦大地構造位置為昆陽裂谷內會理—東川裂陷槽東端的一個梯形斷陷盆地內。礦區構造位置處于黃草嶺弧形褶斷帶西段，屬馬鞍橋背斜的西延部分，其北東端和南西端分別被南北向的白錫臘斷層，吊水井斷層所切。白錫臘背斜軸向北75°東，向北西傾斜，背斜核部輝長巖侵入體，其內分布有銅鐵礦體，其兩翼為因民組、落雪組及黑山組，白錫臘礦床礦體主要賦存于落雪組白云巖中，屬“東川式”銅礦床，地表出露有中老龍部份礦段（倒轉翼）和大窩塘（正常翼）部分礦段。南西部均被上震旦系的陡山沱組、燈影組覆蓋，在陡山沱組底部有賦存在昆陽群不整合面上的“濫泥坪式”銅礦床。區內與成礦有關的斷層主要有2組，即北30°～50°東的縱向斷層和北20°～30°西的橫斷層，見圖2。在兩斷層交匯處，往往礦體厚度增大，礦化層數（或礦體數）增多，形成礦化富集中心。

圖1　構造變形巖相形跡學深、邊部隱伏礦定位預測框圖

3.2濫泥坪銅礦構造巖相形跡特征與成礦規律分析

本文在1∶2000地質圖基礎上，對濫泥坪銅礦區內開展了構造變形巖相形跡實測填圖，把斷層、線理、劈理等作為主要填圖對象。采用斷層錯動機制解［7］，結合巖漿巖同位素年齡［1］和斷裂石英—方解石脈ESR測年結果［8］，對礦區構造體系進行分析，見圖2，可知晉寧運動主應力方位NW55°～75°，澄江運動轉為主應力方位SW28°～SE55°，是形成濫泥坪銅礦區構造格局的主要運動，而燕山、喜山運動也只是繼承前期的構造運動特點并加以改造，同時伴隨區域的整體抬升。在構造體制的轉換過程中，礦體沉積、火成巖的侵入和后期改造，形成了濫泥坪銅礦“東川式”銅礦床、“濫泥坪式”銅礦床和銅鐵裂隙礦。

3.3構造變形巖相形跡學對隱伏礦體預測分析

經過對濫泥坪銅礦區前期探礦工程構造巖相形跡填圖，結合東川礦區不同演化階段的火山—沉積建造相對應地形成的“四樓一梯”的銅鐵成礦系列模式［9］，采用構造巖相形跡學的方法，對濫泥坪銅礦區白錫臘礦段隱伏礦體進行大比例尺預測分析，如179線穿脈構造巖相形跡圖，見圖3。

由圖3可知，火山巖、火山噴氣巖、熱水沉積巖與銅礦體空間關系密切，主要礦體賦存于次火山侵入—隱爆角礫相中，包括堿性閃長斑巖亞相、閃長巖亞相和正長斑巖亞3個亞相，在堿性雜巖墻邊部形成含礦隱爆角礫巖筒，角礫成分復雜，除白云巖、板巖碎塊外，尚見有輝長巖、熔巖、磁鐵礦等角礫，膠結物以綠泥石、黑云母等火山物質為主，礦物組分主要以銅硫化礦物和鐵氧化礦物為主，而且在侵入過程中形成堿性蝕變相，常見鈉長石化、鉀長石化、黑云母化、伊利石化、綠泥石黑云母化蝕變巖、黑云母蝕變巖等。

次要礦體賦存于侵入巖內部脆—韌性構造變形巖相和周邊沉積火山熱水沉積巖相裂隙中，硫化物以斑銅礦、黃銅礦為主，少量輝銅礦，氧化物主要為孔雀石、黑銅礦，少量硅孔雀石、藍銅礦，脈石為石英、方解石等。

這2類礦體是后期含礦熱液沿后期斷層、構造裂隙、節理、劈理充填交代的產物，而經構造巖相形跡填圖，至少經歷了2次以上構造活動，形成囊狀、串珠狀礦體，同時，落雪一段由于侵入巖穿插，可能在前期探礦工程中缺失，由此推測，在侵入巖北西部巖體邊部和接觸帶構造發育的部位，可能存在鐵銅礦體，在因民組上部可能存在“東川式”銅礦，據此布置了侵入巖北西部后期探礦工程，探獲了火山凝灰巖相中鐵銅礦體和“東川式”銅礦，下一步探礦靶區是因民組中的“稀礦山式”銅鐵礦體，有可能取得新的突破。

4　討論與結論

在濫泥坪銅礦區深邊部隱伏礦體探礦中，有2個主要指導方向：一個是已知礦區（帶）深部找礦預測方向，另一個是“邊、深、新、空”方向。已知礦區（帶）找礦是本區找礦工作的重點，根據濫泥坪銅礦己知的銅礦類型、規模和側伏規律，預測礦區深部仍然具有較大找礦潛力，并通過了工程驗證。而“邊、深、新、空”方向，“邊”是指現在開采、詳查礦區的邊部或較遠地區，這些地區有一定的成礦條件，已有工程揭露礦化信息，如大窩塘礦段（正常翼）北西部隱伏礦；“深”是指埋藏在地下深處隱伏礦；“新”是指新的含礦層位、新的礦床類型等；“空”是指已做了探礦工程，暫沒有找礦礦的空白區。其中，“深、新、空”方向更需要對原有的勘探工程、礦體認識進行甄別，如在前期探礦過程中，將硅質白云巖誤認為落雪一段，將裂隙銅礦誤認為層狀銅礦，將侵入巖中角礫巖誤認為是因民組中的角礫巖，將裂隙鐵銅礦誤認為是層狀鐵銅礦體，因此，需對己有工程進行詳細的構造變形巖相形跡填圖，才能從空間幾何形態上，從時間演化序列、構造控礦上，認識礦帶、礦床、礦脈各個層次上的時空控礦規律，在此基礎上，才能突破固定思維，實施大比例尺隱伏礦體的定位，實施風險探礦工程，找礦才有可能突破。

［1］龔琳，何毅特.云南東川元古宙裂谷型銅礦［M］.北京：冶金工業出版社,1995.

［2］劉繼順,吳延之，等.東川銅礦田噴流沉積成礦機制［J］.中南大學學報,1996,27（1）：8-11.

［3］呂古賢,鄧軍,郭濤,等.玲瓏—焦家式金礦構造變形巖相形跡大比例尺填圖與構造成礦研究［J］.地球學報,1998,19（2）：177-186.

［4］ W.P.Laing.Tension Vein Arrays in Progressive Strain：complexBut Predictable Architecture,and Major Hosts of Ore Deposits ［J］.Journal of Structural Geology,2004（26）：1303-1315.

［5］John McL.Miller,Christopher J.L.Wilson.Structural Analysis of Faults Related to a Heterogeneous Stress History：Reconstruction of a Dismembered Gold Deposit,Stawell,Western Lachlan Fold Bolt,Australia［J］.Journal of Structural Geology,2004（26）：1231-1256.

［6］彭省臨,邵擁軍,張建東.金屬礦山隱伏礦找礦預測理論與方法［J］.地質通報,2011,30（4）：538-543.

［7］王士天,張倬元,王蘭生,等.斷層錯動機制和構造應力場的赤平投影解及其在區域穩定研究中的應用［J］.水文地質工程地質,1979（5）：31-44,75.

［8］衣成利.云南東川銅礦構造演化與輝長巖地球化學特征［R］.昆明理工大學碩士學位論文,2010：48-51.

［9］冉崇英,張智筠,張衛華,等.康滇裂谷旋回與銅礦層樓結構及其地球化學演化［J］.中國科學（B輯）,1994,23（3）：325-330.

Study on the Prediction of Concealed Ores Body by Structural Deformation Lithofacies Traces Theory in Lanniping Copper Mine

ZENG Bao-cheng1，GAO yong-xiang1，LIU Wen-jian1，YANG

Feng-jun1，Zhang jiao-jiao1，WANG Tong-rong2
（1.Yunnan Jinsha Mining Co.，Ltd.，Kunming，Yunnan 654100，China；2.Faculty of Land Resource Engineering，Kunming University of Science and Technology，Kunming Yunnan 650093，China）

Aiming at the prediction problem that concealed ore-bodies is difficult to identify，difficult to find in old mines，through many years prospecting research and practices at deep edge part of Lanniping copper Mine，the research contents and methods of tectono-deformation-petrofacies-traces theory are put forward.First of all is mapping by geologic structures and lithofacies traces around Lanniping copper Mine，on this basis，mining area structures and rock mass geometric conditions are researched by kinematics and dynamics，so as to restore metallogenic tectonic dynamic mechanism，and analyze metallogenic regularities and ore body spacetime structure，lithofacies characteristics，etc，key prospecting target areas are proposed by orientation prediction and evaluation of concealed ores in the deep and periphery of mining area.By practice，it is considered that tectono-deformation petrofacies-traces theory is one of practical methods suitable for large scale prediction of concealed ores in the"side，deep，new，empty"of old mines.

old mines；tectono-deformation-petrofacies-traces theory；concealed ore-body

P618.41

A

1004-5716（2016）01-0103-04

2015-01-08

2015-01-21

項目來源：國家科技部轉制科研院專項資金項目《鐵氧化物銅金型礦床元素賦存狀態及巖相構造學填圖技術研發》（編號：2011EG115022）。

曾保成（1966-），男（漢族），湖南雙峰人，高級工程師，現從事金屬礦床和地質調查的研究工作。