都龍銅曼礦段礦體形態、礦石質量變化特征及局部地段礦體富化控制因素研究

楊濤

（云南華聯鋅銦股份有限公司，云南 文山 663700）

1 礦體形態變化規律研究

結合礦區以往地質資料及現場出露礦體跟蹤核實，銅曼礦段礦體走向近南北，傾向西，傾角10°～40°，局部傾角可達60°，并以10°～15°的側伏角自北而南側伏。礦體沿層產出，部分礦體與含礦層有一定交角，在平面圖上呈南北向展布，剖面上呈多層出現，顯示疊瓦狀排列特征。礦體產狀隨含礦層同步褶曲，沿走向和傾向均具波狀起伏。礦段東部的礦體產狀平緩，部分礦體傾角趨近水平；西部的礦體傾角稍陡，一般傾角10°～40°，深部礦體局部傾角可達60°。礦體外形不太規則，具分枝復合，膨脹收縮等變化。大礦體一般為似層狀，小礦體多呈透鏡狀、扁豆體、囊狀。厚大礦體中有夾石存在，往往有大理巖、片巖殘留體，其形態很不規則，呈扁豆狀或囊狀。

礦體形態是指礦體在空間的產出樣式和形狀，研究礦體形態變化規律，首先需要確定礦體形態定量指標。通過查閱以往地質資料及現場跟蹤統計，銅曼礦區礦體主要以似層狀及透鏡狀形態產出，在確定礦體形態后，研究礦體的厚度變化大小則能掌握礦體的形態變化情況，因此把礦體厚度變化系數（Vm）作為礦體形態的定量指標作為研究對象。Vm又稱厚度“變異系數”，它是指礦體厚度一批觀測值m1，m2，…，mn的標準差（Sm又稱均方差）與這批數據的算術平均厚度值（M—）之比值，通常以百分數表示：

按照確定礦體形態定量指標，對銅曼礦區370 個礦體進行厚度變化系數統計計算，對礦體形態的復雜程度進行分級，得出：礦體形態變化很小的礦體個數占比總礦體個數的4.05%；礦體形態變化中等的礦體個數占比總礦體個數的11.35%；礦體形態變化很大的礦體個數占比總礦體個數的47.57%；礦體形態變化極大的礦體個數占比總礦體個數的37.03%，如表1 所示。

表1 銅曼礦段礦體形態變化程度統計簡

從表1 可以看出：礦區的10 個主礦體（規模較大的礦體），厚度變化系數均在5%～30%之間，也就是說，主礦體的礦體形態變化程度是很小的；礦區的298 個小型礦體中僅有5 個礦體屬于礦體形態變化較小的礦體；礦區142 個礦體屬于形態變化中等至極大范圍，而此類礦體均屬于次要礦體及小型礦體。故總結得出：銅曼礦段的礦體形態變化程度與礦體規模大小在一定程度上呈負相關關系，即礦體規模越大，礦體形態變化程度越小，礦體規模越小，礦體形態變化程度越大。

2 礦石質量變化規律研究

在礦山礦石開采過程中，掌握礦區礦石質量變化規律，對礦山生產短、中、長期生產規劃具有重要意義，同時掌握礦區礦石質量特征，也強化了地質技術指導生產。

研究礦石質量變化規律，首先要研究礦石的礦石質量特征，一般是研究礦石的物質組成、礦石結構、礦石構造、金屬礦物的嵌布特征、礦物的生產順序、礦石的化學成分、主要有益及有害成分。結合了礦山生產實際需求，挑選了礦石的化學成分（這里主要指礦石品位）特征作為重點研究對象，研究其在礦區內的空間分布特征。

2.1 在垂直標高上的變化特征

為進一步分析出各區域品位分布情況，現將礦區均分為三個區域，區塊Ⅰ、區塊Ⅱ、區塊Ⅲ。區塊Ⅰ范圍為礦區東部區域，X 坐標為453512～453961，鋅、錫位無明顯變化趨勢，平均品位鋅0.19%、錫0.14%；銅呈上升趨勢，最高品位銅1.15%，峰值區域分布于1290～1350m 標高區域。區塊Ⅱ范圍為礦區中部區域，X 坐標為453027～453512。從高到低（1350～390m 標高），鋅品位呈上升趨勢，最高品位鋅3.24%，峰值區域分布于990～1050m 標高區域；錫、銅位無明顯變化趨勢，平均品位錫0.28%、銅0.14%。區塊Ⅲ范圍為礦區西部區域，X 坐標為452480～453027。高程從高到低（1350～330m 標高），鋅品位呈心率曲線變化趨勢，忽高忽低，最高品位鋅4.94%，峰值區域分布于690～750m 標高區域；錫、銅品位無明顯變化趨勢，平均品位錫0.09%、銅0.19%（圖1）。

圖1 銅曼礦段品位分布情況區域劃分及各標高品位趨勢

綜上所述，銅街、曼家寨礦區錫、鋅、銅元素品位分布呈現出南北向排列分布，錫、鋅元素主要集中賦存與礦區中部F1斷層下盤區域，賦存標高為900～1050m 區間；銅元素主要集中分布于礦區東幫區域，賦存標高為800～1000m 區間。

2.2 沿礦區南北向上的變化特征

通過3Dmine 體報告顯示，13 號礦體平均品位，鋅品位3.31%，錫品位0.47%，銅品位0.13%。其中，銅品位分布較均勻，錫品位延125-3 線呈增長趨勢，125-57 線錫品位相對于55-3 線錫品位低，高品位錫主要集中在55 線7 線之間，鋅品位呈現增長趨勢，峰值集中在73-11 線，最高鋅品位4.61，為41-43 塊段之間。

通過3Dmine 塊體報告顯示，1 號礦體平均品位，鋅品位2.75%，錫品位0.33%，銅品位0.13%。其中，銅錫、品位分布較均勻，鋅品呈心率曲線變化趨勢，忽高忽低，峰值集中在131-129線，最高錫品位3.81，為41-43 塊段之間，其中123-109 線之間，鋅品位相對較低，小于2.0%（圖2）。

圖2 銅曼礦段13 號礦體、1 號礦體塊段品位趨勢

綜上所述，銅街、曼家寨礦區主礦體，13 號礦體延南北走向南礦體錫、鋅品位均呈現增長趨勢，61 線以南礦體錫、鋅品位相對較高，銅品位相對穩定。1 號礦體錫、銅分布相對穩定，鋅品位整體波動較大，其中礦體109-123 線鋅品位相對較低，高品位鋅主要集中在礦體北部131-125 線之間。

3 局部地段礦體富化的控制因素研究

通過查閱以往地質資料及現場資料收集，銅曼礦區地層成礦背景值較高，其新寨巖組有著礦源層的特點，銅街—曼家寨礦區的形成是花崗巖、構造和地層等多種因素耦合的結果，燕山晚期老君山花崗巖及其熱液作用是成礦的關鍵因素，構造體系是成礦元素卸載的主要空間，新寨巖組（Pt3x、∈1x）地層為成礦元素的富集提供了有利的物理—化學環境。

礦體富化，顧名思義就是礦體中礦物元素較為集中，即礦體品位較高。研究局部地段礦體富化的控制因素，首先需要找出礦體的富化特征。接下來就可以通過分析礦區礦石主元素（Zn、Sn、Cu）的分帶特征及礦石品位與地層、圍巖、構造、花崗巖的關系，對礦體富化的控制因素進行總結。

3.1 元素分帶情況

成礦元素在含礦層內的分配和富集顯示垂直特點，由隱伏花崗巖頂部至新寨巖組（Pt3x）頂部，元素分帶由中高溫→中低溫分布，自下而上為：W、Sn→Sn、Zn、Cu→Zn、Cu、Pb→Zn、Pb、Ag；Cu均具有多期次成礦特征，常穿插在各礦體中，且與隱伏花崗巖、花崗斑巖關系密切，往往距隱伏花崗巖體、花崗斑巖體一定距離Cu 較為富集。即：新寨巖組上段（Pt3x2）中上部具Zn、Pb、Ag 礦化，下部富集Zn、Cu、Pb 工業礦體；新寨巖組下段（Pt3x1）上部富集Zn、Cu、Pb 工業礦體，中下部富集Sn、Zn、Cu 富厚工業礦體；隱伏花崗巖體頂部硅化殼富集W、Sn 礦體。礦區內以Zn 元素為主的礦體礦石量占比最大，以SnZn 元素為主的礦體次之，含鎢礦體占比最小。

成礦元素在含礦層內的分配和富集顯示水平特點，自采場西幫至東部，元素（礦種）分帶主要為：Zn、Cu→Zn、ZnCu→Sn、SnZn→Sn、Cu；即：采場的最西幫富集Zn、Cu 工業礦體，中部主要富集中Zn、Sn 工業礦體，采場西幫主要富集Sn、Cu 工業礦體。W礦主要富集在采場的西北幫及采場東邦，Sn 與W 礦富及的空間與大致相同，均位于采場西幫，SnZn 礦位于采場中部及東邦的過渡帶。

3.2 礦石品位與圍巖關系研究

銅曼礦段屬巖漿熱液-矽卡巖型礦床，是多期次、多階段成礦的產物，不同成礦階段伴隨有不同種類的圍巖蝕變，因此在礦體富集中過程中，礦體的品位在一定程度上受到圍巖的影響。通過查閱以往地質資料及現場資料收集發現，針對采場中部及西幫以Zn、SnZn 為主的礦體，當礦體上下盤的一盤或者兩盤為大理巖時，此時的礦石品位往往較礦體圍巖為片巖高，由于礦區大理巖主要分布于礦區中部Fm斷裂帶內，故礦區的高品位礦石也更多集中于此。同時在生產開采過程中發現，脈狀礦體品位往往較厚大礦體品位高，同時脈狀礦體也主要以充填的方式富集在大理巖裂隙中。

3.3 礦石品位與構造的關系研究

研究礦區礦石品位與構造的關系，主要是研究礦區礦石品位與構造發育程度的關系，研究高礦石品位主要受礦區那幾條斷裂控制等。銅曼礦區南北向斷層（斷裂）主要分布有F0斷層、F1斷裂、銅街—南當廠斷裂破碎蝕變礦化帶Fm（包含Fm-1、Fm-2、Fm-3、Fm-4、Fm-5等）、F2斷層、F3斷層、F5斷層。該類南北向斷層（斷裂）破碎帶角礫多呈次棱角-半磨圓狀，斷裂東盤表現出揉皺，巖層傾角局部變陡，反應出該南北向斷層（斷裂）性質以壓性為主。通過選取礦區礦石Zn 品位大于5%、Zn 品位大于10%及Zn 品位大于15%的礦體，并做出不同品級礦石分布與礦區構造的平面圖（圖3）來研究兩者關系。

圖3 銅曼礦段Zn、SnZn 礦體品位變化與構造關系

通過研究發現：銅曼礦段礦體的富化受到構造控制，隨著礦石品位的升高，高品位礦石也在向礦區中部構造較為發育的地段匯集；礦區構造發育地段不一定有礦體分布或高品位礦體分布，但高品質礦體絕大多是分布于構造較為發育的地段；礦區東邦局部地段構造較為發育，但該區域礦體富化并不明顯。因此，銅曼礦段礦體的富化一定程度受到構造及構造發育程度影響，主要在礦區西幫及中部集中表現。

3.4 礦石品位與花崗巖的距離關系研究

花崗巖體的控礦作用主要包括：①提供熱能。②提供成礦流體。③提供成礦金屬。花崗巖以大量熱能加熱地下水，促進地下熱水循環，使礦源層中的成礦元素活化轉移，參與成礦。同時，對區域變質時期形成的簡單矽卡巖進行改造，形成復雜矽卡巖。巖漿熱液汲取了巖漿及地層中大量成礦物質，沿不同巖性界面、切割較深的縱向導礦斷裂等有利地質部位運移，與有利巖性簡單矽卡巖發生置換交代。隨著成礦環境的不斷變更，成礦溶液不斷釋放、溫度、壓力、酸堿度、氧逸度、硫逸度的變化，揮發組分不斷減少，由堿性溶液轉入中至弱堿性，溶液內部穩定性下降，成礦元素卸載富集形成矽卡巖型鋅錫多金屬礦床。銅街、曼家寨礦段隱伏花崗巖脊狀隆起的空間位置，與主礦體賦存空間平面投影位置基本重合，均呈南北向條形展布，是巖體控礦的有力佐證。

礦區隱伏花崗巖脊狀隆起上方是礦體賦存的主要位置，那么形成的礦體礦石品位是否于花崗巖的距離有關？通過選取礦區13 號、24 號主礦體，統計13 號礦體沿礦體走向上礦體底部花崗巖頂板的不同距離時，對應的Sn、Zn 礦石品位，并對比礦體品位與花崗巖垂直距離（表2）。通過對照研究，發現礦體品位與花崗巖的距離無明顯規律關系。

表2 13、24 號礦體品位與花崗頂板巖垂直距離

4 結語

都龍礦區地質條件較為復雜，在對礦區礦體形態、礦石質量變化規律的分析研究時，主要從礦體的總體形態特征、礦體的厚度變化系數、礦體規模、礦體品位的空間分布特征等方面進行研究分析，通過研究發現：礦體形態變化程度與礦體規模大小在一定程度上呈負相關關系，礦區西幫及中部標高900～1050m 區間是鋅錫元素的主要賦存位置；銅元素主要集中分布于礦區東幫區域，賦存標高為800～1000m 區間。在實際生產過程中，往往會發現都龍礦區局部地段礦體品位較高，通過現場實際數據收集及理論研究發現：礦體的富化主要受到礦體的礦體分布區域、圍巖類別、構造發育程度及花崗巖分布的共同影響。