云南易門(mén)獅子山銅礦礦床地質(zhì)特征及找礦標(biāo)志

劉代福，楊 金，郭祖江，余 璨

獅子山銅大地構(gòu)造位置位于元古宙揚(yáng)子地塊邊緣昆陽(yáng)裂谷內(nèi)的武定-易門(mén)-元江裂陷槽中段，北、南分別祿武斷陷盆地、元江斷陷盆地所圍限，東、西兩側(cè)則挾持于易門(mén)及綠汁江，沉積了從震旦系、古生代到中生代的一整套地層，以昆陽(yáng)群地層出露最為廣泛。昆陽(yáng)裂谷大致經(jīng)歷了裂谷早期（因民期）、近EW向拉張斷陷、中晚期（落雪、鵝頭廠期）平靜沉降、晚期（晉寧-澄江期）的擠壓褶皺抬升三個(gè)基本階段，中生代疊加了印支期構(gòu)造變形。因此，區(qū)域具有構(gòu)造發(fā)育且多期構(gòu)造復(fù)合疊加的特征。裂谷演化是重要的成礦作用過(guò)程，昆陽(yáng)裂谷拉張-沉降階段形成了一套火山、陸源碎屑-碳酸鹽建造，并完成了銅、鐵等硫化物的初始富集。褶皺抬升期強(qiáng)烈的擠壓作用，圍巖中成礦物質(zhì)活化轉(zhuǎn)移，進(jìn)一步富化為本區(qū)特有的沉積-改造型銅礦床。自上世紀(jì)50年代發(fā)現(xiàn)以來(lái)，獅子山銅礦經(jīng)過(guò)了多年的開(kāi)采利用，前人亦在礦區(qū)開(kāi)展了大量研究工作，認(rèn)為獅子山礦床是位于昆陽(yáng)裂谷中易門(mén)斷陷帶沉積-改造成因的中等規(guī)模銅礦床，礦體形態(tài)復(fù)雜，成礦后期構(gòu)造發(fā)育，且對(duì)礦體影響較大。為進(jìn)一步探明礦床深部資源情況，本次工作在詳實(shí)野外地質(zhì)工作的基礎(chǔ)上，總結(jié)礦床成礦地質(zhì)條件，厘定礦床控礦因素，為礦山下步開(kāi)發(fā)利用提供科學(xué)依據(jù)。

1 區(qū)域成礦背景

礦區(qū)所屬的易門(mén)銅礦區(qū)北起祿豐、南到峨臘廠，西起綠汁江、東至易門(mén)，南北長(zhǎng)70km，東西寬30km，面積達(dá)2100km2。區(qū)域以北緊鄰祿武斷陷盆地，以南與元江斷陷盆地相鄰，以東為昆明凹陷帶，沉積了從震旦系、古生代到中生代的一整套地層。區(qū)內(nèi)出露地層復(fù)雜，以綠汁江斷裂為界，東西兩側(cè)分別分布昆明凹陷帶及元謀-新平古陸，出露地層為前震旦系中元古界昆陽(yáng)群（Pt2）、三疊系（T）、侏羅系（J）、白堊系（K）、第三系（N～E）及少量第四系（Q），以昆陽(yáng)群綠汁江組（Pt1lz）、鵝頭廠組（Pt2e）、落雪組（Pt2l）、因民組（Pt2y）及美黨組（Pt2m）出露最為廣泛。受東西向擠壓作用力的影響，區(qū)內(nèi)構(gòu)造發(fā)育，由SN向的主干斷裂及NW向、近EW向的次級(jí)斷裂相互交切為復(fù)雜的網(wǎng)格狀構(gòu)造格局，以SN向綠汁江大斷裂和湯郎-易門(mén)大斷裂規(guī)模最大，次一級(jí)構(gòu)造則發(fā)育SN向、NNE向、NNW向及EW向四組斷層，其中：SN向斷裂為綠汁江大斷裂伴生構(gòu)造，由一組緊密排列的背向斜與逆斷層組成；NNE向構(gòu)造則由褶皺組與壓性縱斷層組成；NNW構(gòu)造為一組壓扭性斷層構(gòu)成；EW向構(gòu)造則由走向延伸較短的斷層、褶皺分布于易門(mén)礦區(qū)南部。

此外，區(qū)內(nèi)巖漿巖種類相對(duì)單一，主要為輝綠巖和花崗巖。輝綠巖出露點(diǎn)較多，呈大小不等的巖脈產(chǎn)出，多長(zhǎng)100m～1000m、寬1m～30m，主要在晉寧期背斜與斷裂帶中成群出現(xiàn)，與晉寧期構(gòu)造緊密共生，為晉寧期產(chǎn)物。輝綠巖則多與晉寧期構(gòu)造緊密共生，對(duì)早期的沉積型礦（化）體起穿插和改造作用。花崗巖則呈小侵入體少量分布于一六街等地，在晉寧期昆陽(yáng)裂谷回返封閉作用下，部分構(gòu)造中有晉寧期花崗巖侵入，致使Sn、W等元素在侵入接觸部位改造富集。

2 礦區(qū)地質(zhì)特征

2.1 礦區(qū)地層

礦區(qū)內(nèi)出露地層為第四系和中元古界昆陽(yáng)群鵝頭廠組（Pt2e）、落雪組（Pt2l）、因民組（Pt2y）地層。鵝頭廠一段（Pt2e1）是礦區(qū)的含銅層位之一，巖性以灰黑色～黑色碳質(zhì)板巖夾薄～中厚層深灰色白云巖炭泥質(zhì)白云巖透鏡體為主；鵝頭廠二段（Pt2e2）為深灰色～灰綠色板巖，厚度大于200m。落雪組為礦區(qū)主要的含礦層位，自上而下發(fā)育三段巖性，且厚度呈逐漸變薄的演化趨勢(shì)：落雪組三段（Pt2l3）為青灰色厚層狀白云巖、硅紋層硅條白云巖，偶見(jiàn)Cohphyton Gaubitza Krylor疊層石，為含銅礦層，與上行下巖性段均呈整合接觸，厚度20m～200m；落雪組二段（Pt2l2）為淺灰色厚層狀白云巖或硅質(zhì)白云巖，厚度0m～30m，是主要的含礦層位之一；落雪組一段為淺灰色、灰白色、淺肉紅色薄～中層狀泥沙質(zhì)白云巖，厚0m～20m。因民組二段（Pt2y2）為紫灰色薄層狀泥砂質(zhì)白云巖與板巖或白云質(zhì)板巖互層，厚80m～200m；因民組一段（Pt2y1）則為紫灰色、灰紫色板巖與肉紅色粉砂巖互層，中部夾數(shù)層厚約4m～40m的灰白色、米黃色粗～中細(xì)粒長(zhǎng)石石英砂巖，為含銅層位之一，厚30m～80m。

2.2 礦區(qū)構(gòu)造

礦區(qū)地處綠汁江深大斷裂東側(cè)10km處，受長(zhǎng)期構(gòu)造斷裂活動(dòng)及東西向造山擠壓作用，區(qū)內(nèi)地質(zhì)構(gòu)造復(fù)雜多樣，褶皺、斷裂構(gòu)造發(fā)育。礦床總體受控于獅子山背斜，核部為因民組紫紅色凝灰?guī)r、泥巖及白云質(zhì)斑巖，兩翼分別為落雪組白云巖及鵝頭廠組黑色碳質(zhì)板巖。該背斜形態(tài)十分復(fù)雜，北西翼地層走向NE30°～60°，傾向SE，傾角較陡，為65°～80°；南東翼巖層走向NE40°～50°，傾向SE，傾角為65°～80°。

獅子山背斜傾伏端（傾角80°～90°）NW翼形成了一系列同次序的背、向斜與斷裂構(gòu)造，并在褶皺轉(zhuǎn)折端附近分布一系列微型褶曲，這些褶皺的轉(zhuǎn)折端、層間斷裂與配套的節(jié)理裂隙是成礦的有力場(chǎng)所。礦床中1號(hào)、4號(hào)主礦體群均產(chǎn)于倒轉(zhuǎn)背斜鞍部，8號(hào)飄帶礦體群則產(chǎn)于次級(jí)褶皺。

礦區(qū)斷層集中于獅子山背斜的傾伏側(cè)，按性質(zhì)可分為四組：①北東向縱斷層包含F(xiàn)l1、Fl3、Fl4三條斷層，F(xiàn)l1地處獅子山背斜西翼的首個(gè)次級(jí)背斜與首個(gè)次級(jí)向斜之間走向NE，與褶皺核部延伸方向一致，傾向SE，傾角75°，走向延長(zhǎng)約500m，破碎帶貫入輝綠巖脈，局部發(fā)育銅礦化；Fl3位于第三個(gè)向斜的核部落雪白云巖與鵝頭廠板巖的接觸線上，走向NE，傾向SE，傾角80°～80°，產(chǎn)狀與地層一致，板巖受斷層影響而成角礫狀與壓碎狀，礦（化）體沿?cái)鄬悠扑閹нM(jìn)一步富化；FL4是礦區(qū)內(nèi)規(guī)模最大的斷層，走向上被F5、F6、F7所錯(cuò)移動(dòng)，沿?cái)鄬用娑嗵庁炄胼x綠巖脈，該斷層是獅子山背斜軸部因民組與落雪組、鵝頭廠組地層的分界線，與橫向斷層組交匯部位礦化顯著富集，控制著礦床內(nèi)1號(hào)主礦體和鵝頭廠底部3、4號(hào)礦體的展布；②NW向橫斷層組發(fā)育較多，主要為分布于獅子山背斜傾伏端橫切主礦體的F3、F5、F6以及分布于杉老嶺的F14～F16斷層，向或SN傾斜，均為水平位移，錯(cuò)距在10m～40m之間，展布于獅子山背斜傾伏端，切割和破壞了NE向縱向斷層；③F4、F6則為層間滑動(dòng)斷層，F(xiàn)4斷層位于3號(hào)背斜頂端落雪白云巖與鵝頭廠板巖接觸線，屬背斜形成時(shí)的層間滑動(dòng)斷層，F(xiàn)6斷層后期有對(duì)NW向橫斷層順時(shí)針扭動(dòng)的疊加，錯(cuò)斷Fl4斷層和礦體，對(duì)礦體有著顯著的改造作用；④Fy2為規(guī)模最大的隱伏亞扭性斷層，切錯(cuò)了礦區(qū)鵝頭廠組、落雪組和因民組地層，破壞了礦體的空間連續(xù)性。

2.3 巖漿巖

礦區(qū)巖漿活動(dòng)較強(qiáng)，主要表現(xiàn)為輝綠輝長(zhǎng)巖脈侵入獅子山背斜核部、兩翼及頂端，多沿NE向縱斷層、SN向橫斷層及層間破碎帶福貫入呈巖墻和巖柱，厚度1.5m～30m。巖體礦物成分為輝石、斜長(zhǎng)石、黑云母及少量角閃石，偶見(jiàn)脈體邊沿發(fā)育星點(diǎn)狀黃銅礦化，整體對(duì)礦體有破壞改造作用。

2.4 圍巖蝕變

礦區(qū)內(nèi)圍巖蝕變整體較弱，以碳酸鹽化、硅化、綠泥石化等中-低溫蝕變作用為主。碳酸鹽化由白色～灰白色方解石、白云石晶體組成，多與石英共生，呈團(tuán)塊狀、脈狀及網(wǎng)脈狀嵌布于礦化蝕變帶礦體周圍及構(gòu)造帶中，蝕變帶中見(jiàn)黃銅礦、斑銅礦呈星散狀、細(xì)脈狀不均勻分布。硅化主要呈團(tuán)塊狀、網(wǎng)脈狀或脈狀沿裂隙充填，其蝕變強(qiáng)度與礦化作用呈顯著的正相關(guān)。綠泥石化則主要見(jiàn)于落雪組一段、二段地層中，因民組地層及斷層破碎帶偶有發(fā)育。

3 礦床地質(zhì)

3.1 礦體（層）特征

礦床主要揭露1號(hào)、4號(hào)、5號(hào)、8號(hào)、9號(hào)共5個(gè)礦體群，其中1、4號(hào)礦體群屬賦存于背斜鞍部落雪組青灰色白云巖中的硅質(zhì)白云巖型銅礦體，5號(hào)礦體群為板巖型礦（化）體，8號(hào)礦體群為賦存于落雪組過(guò)渡層泥砂質(zhì)白云巖與灰白色白云巖中的飄帶礦，9號(hào)礦體群為因民組紫色砂、板巖互層的淺色中厚層長(zhǎng)石石英砂巖中的砂巖型礦體。

①號(hào)礦體為1號(hào)礦體群的主要礦體，分支、復(fù)合現(xiàn)象顯著，形似珊瑚，礦體沿傾向有尖滅趨勢(shì)，品位逐漸降低，被NW向的Fy2斷層所圍限。⑤號(hào)礦體賦存于鵝頭廠組碳質(zhì)板巖與灰色白云巖互層中，呈斷續(xù)狀展布。8號(hào)礦體群包含⑧、⑧-1～⑧-4共5個(gè)工業(yè)礦體，礦體主要賦存于落雪組灰白色白云巖和青灰色白云巖中，層位穩(wěn)定且分布連續(xù)，礦（化）體規(guī)模較大，受褶皺應(yīng)力作用而呈褶曲板狀，形似飄帶，走向斷續(xù)延伸長(zhǎng)大于190m，礦體走向NE20°～50°，傾向SE，傾角78°～87°，礦體平均品位0.36%，品位變化系數(shù)47.37%，厚度1.0m～12.48m，平均厚度7.45m。9號(hào)礦體群共揭露工業(yè)礦和低品位礦各1支，礦（化）體規(guī)模相對(duì)小，多見(jiàn)黃銅礦呈細(xì)脈狀、斑點(diǎn)狀沿層或刺穿層分布。

3.2 礦石礦物特征

礦床內(nèi)礦石礦物成分復(fù)雜，金屬礦物可細(xì)分為金屬硫化物及金屬氧化物兩大類，其中：金屬硫化物以黃鐵礦、黃銅礦、斑銅礦為主，含少量輝砷鈷礦、輝銅礦及微量砷黝銅礦、閃鋅礦；金屬氧化物包含藍(lán)銅礦、赤鐵礦、褐鐵礦及孔雀石、金紅石等，脈石礦物主要為白云石、方解石、石英。

在輝綠巖、硅化白云巖及細(xì)晶白云裂隙中均有石英-方解石脈發(fā)育，沿層理發(fā)育斑銅礦化，裂隙旁側(cè)見(jiàn)星點(diǎn)狀黃銅礦、斑銅礦。此外，還觀察到石英細(xì)脈呈X型充填于輝綠巖中，亦或見(jiàn)強(qiáng)硅化、方解石化白云巖中方解石呈港灣狀交代于石英中，方解石中可見(jiàn)完全節(jié)理。礦石結(jié)構(gòu)主要為自形～半自形粒狀結(jié)構(gòu)、他形晶粒狀結(jié)構(gòu)、固熔體分類結(jié)構(gòu)、核晶結(jié)構(gòu)、交代結(jié)構(gòu)、包含結(jié)構(gòu)及破碎膠結(jié)結(jié)構(gòu)，礦石結(jié)構(gòu)則主要為紋層狀結(jié)構(gòu)、脈狀結(jié)構(gòu)、浸染狀結(jié)構(gòu)，偶見(jiàn)團(tuán)塊狀構(gòu)造、角礫狀構(gòu)造。

綜合礦物組成及礦石組構(gòu)特征，礦床內(nèi)主要礦物的結(jié)晶順序?yàn)辄S銅礦+輝砷鈷礦→黃銅礦+閃鋅礦+方鉛礦→斑銅礦→輝銅礦+藍(lán)輝銅礦→銅藍(lán)+孔雀石+褐鐵礦。

3.3 礦石化學(xué)成分

根據(jù)獅子山銅大樣化學(xué)全分析及多元素分析結(jié)果：礦石化學(xué)成分具有高Ca、Mg的特征，CaO平均含量22.9%，MgO平均含量17.23%，大樣中主要元素Cu含量0.97%，伴生有益組分S（1.44%）、Co（0.004%），Ag（1.2g/t～1.68g/t）、Au（0.007g/t），其中S、Ag達(dá)到伴生有用組分要求，其余元素含量均較低，難以加以利用。

3.4 礦體圍巖

8號(hào)礦體群上盤(pán)為因民組紫色泥質(zhì)白云巖，下盤(pán)圍巖及礦體夾石為落雪組青灰色白云巖和灰白色白云巖，金礦圍巖礦物成分主要為白云石、方解石、石英，少量長(zhǎng)石、黝簾石等，有用有益元素為Cu、S。以矽化、碳酸鹽化（白云石化、方解石化）、硅化等為代表特征，圍巖與礦體呈整合接觸。

4 礦床成因

獅子山礦床為典型的熱鹵水沉積型東川式層型礦床，在昆陽(yáng)裂谷背景下經(jīng)同生沉積和二次富集作用而成，經(jīng)歷了同生階段、成巖階段和后生階段。主礦體形成于同生沉積階段，并在褶皺和斷層的改造作用下發(fā)生富化和褶曲變形，在后生階段因外來(lái)物質(zhì)的侵入而發(fā)生交代和風(fēng)化作用。礦床內(nèi)銅礦（化）體賦存于落雪組白云巖、鵝頭廠組黑色碳質(zhì)板巖、因民組紫色砂板巖和長(zhǎng)石石英砂巖，順層分布，受褶皺和斷層的控制、改造作用而發(fā)生變形、位移和富化。

5 找礦標(biāo)志

5.1 地層巖性標(biāo)志

前已述及，獅子山礦床為典型的層控型礦床，具有多層成礦的特征，礦化在因民組、落雪組及鵝頭廠組地層中均有發(fā)育，不同層位對(duì)應(yīng)著不同的礦化類型：因民組下部砂板巖互層中的淺色厚層長(zhǎng)石石英砂巖中賦存砂巖型銅礦；因民組中上部鐵質(zhì)凝灰質(zhì)板巖賦存“稀礦山式”含銅磁鐵礦；落雪組中下段灰黃色～灰白色含泥硅質(zhì)白云巖中賦存“飄帶礦”；落雪組上段青灰色硅質(zhì)白云巖中賦存獅子山主礦體；鵝頭廠底部灰黑色～黑色碳質(zhì)板巖夾薄層～中厚層白云巖透鏡體中賦存板巖型銅礦。

各類型礦（化）體顏色、類型均有所不同，但“稀礦山式”含銅磁鐵礦并沒(méi)有向礦床深部進(jìn)一步延伸的趨勢(shì)，深部?jī)H發(fā)育主礦體和“飄帶礦”，主礦體主要賦存于落雪組白云巖中，其他地層中未發(fā)育銅礦體。因此，落雪組地層是深部找礦的重要找礦標(biāo)志。

5.2 控礦構(gòu)造標(biāo)志

前已述及，礦床主要賦存于獅子山復(fù)背斜核部，嚴(yán)格受地層和構(gòu)造的控制，銅礦體主要沿地層分布，并受褶皺、斷層控制和構(gòu)造作用而進(jìn)一步變形、富化。獅子山背斜轉(zhuǎn)折端、NW向斷裂與NE向斷裂的交匯部位是尋找富礦的有利部位。

5.3 地球化學(xué)-地球物理標(biāo)志

礦床的規(guī)模、強(qiáng)度、延伸方向及元素組合分帶直接反映出深部礦體的產(chǎn)出部位、規(guī)模，Cu-Mo-Ag-Bi元素組合是探尋深部礦床的重要地球化學(xué)找礦標(biāo)志。兼之地表礦化露頭及次生暈Cu異常，故同時(shí)具備Cu-Mo-Ag-Bi元素組合及低電阻率高極化率的地段，深部可能存在隱伏原生銅礦體。

5.4 圍巖蝕變

礦床經(jīng)歷了多期次的構(gòu)造作用及巖漿熱液作用，巖石發(fā)生不同程度的圍巖蝕變，已碳酸鹽化、硅化、綠泥石化等，自礦化中心往外蝕變逐漸減弱，圍巖蝕變的強(qiáng)弱程度可直接指示成礦部位，故圍巖蝕變發(fā)育程度高可作為存在礦（化）體的找礦標(biāo)志。