都龍礦區銅曼礦段圍巖蝕變及礦化衰變特征分析

段敬陶，葉勤富，鄧留心

（云南華聯鋅銦股份有限公司，云南 文山 663000）

0 引言

本文研究區域為都龍礦區銅曼礦段，該區域位于云南省東南部的文山壯族、苗族自治州馬關縣都龍鎮，礦區礦產資源豐富，是一個以銅、錫、鋅為主的超大型多金屬礦床[1]。礦區實施大規?；短扉_采以來，已有多年勘探和開采歷史，并積累了豐富的地質科研成果資料。隨著科學技術飛速發展，選礦工藝及選礦技術不斷提高，礦石入選品位也相應降低，對礦化較弱或化學分析品位未達到現行工業指標邊界品位要求的巖石，也對其進行回收利用，并可產生一定的經濟效益。因此對礦區圍巖類型、圍巖蝕變、礦化衰變等特征的分析總結尤為重要。本文主要借助以往地質勘探科研資料，結合日常礦山地質編錄，并通過觀察巖石礦物物理特征和分析其化學成分，充分總結礦區巖石類型、圍巖蝕變以及礦化衰變規律，目的在于幫助礦區工程技術人員能進一步了解礦區地質特征、礦化信息標志，并提高企業礦產資源利用率，減少資源浪費，增加企業經濟效益。

1 礦區地質概況

根據銅曼礦區資源儲量核實報告（2015 年），礦區地處滇南東巖溶高原南部邊緣，屬六詔山系南緣，區內峰巒起伏，溝谷縱橫，水系發育，地勢北高南低，區域屬中低山地貌單元，區內多以山地、溝谷、斜坡地形為主[2]。區內地層巖性較為復雜，出露的地層有第四系殘坡積層（Q4el+dl）、人工堆積層（Q4ml），白堊系燕山期花崗斑巖（γ53c），晚元古界新寨巖組（Pt3x4、Pt3x3-1）云母石英片巖、大理巖、矽卡巖等變質巖體。礦區構造主要以斷層F1、F0為主。

F1斷層：隱伏于金石坡礦段中深部，縱貫礦區南北，全長8km，發育于新寨巖組下段（∈1x1）含礦層中，斷層上盤以大理巖為主，下盤以片巖為主。是在東西向應力擠壓作用下兩種不同物理性質巖石產生的斷層。斷層產狀變化較大，經地表和鉆孔揭露，斷層產狀受上盤大理巖地質體形態制約，斷層走向NNE－SN－NNW，向西傾斜，一般傾角65°～75°，局部可達80°，地表呈近直線出露，產狀較陡，深部略平緩。斷層向北延至銅街丫口，歸并于馬關-都龍斷裂，向南經辣子寨延至南當廠而消失。F1斷層既是導礦構造，又是儲礦空間，在長達8km 構造破碎帶中，蝕變礦化普遍而強烈，沿構造帶形成的剝離空間，賦存有富厚的工業礦體，并有花崗斑巖脈和長英巖脈侵入。

F0斷層：處于礦區東部，南北展布，全長18km，南至南當廠，向北延至銅街丫口，歸并于馬關-都龍斷裂，斷層上盤巖性以片巖為主，下盤以片麻狀花崗巖為主，是東幫邊坡穩定性控制構造[3]，對東幫邊坡穩定性起著決定性作用。

2 圍巖蝕變及礦化特征

2.1 巖石類型

礦區為矽卡巖型礦床，出露的巖石按其成因主要分為變質巖、巖漿巖。其中，變質巖原巖為碎屑巖、鈣泥質巖、碳酸鹽巖互層的復合巖性，在多期次構造運動疊加過程中，形成多類型的變質巖，常見有片巖類、大理巖類、矽卡巖類、片麻巖類、混合巖類等巖石[4]。區內巖漿巖劃屬于楊子構造巖漿巖帶—個舊構造巖漿巖帶主要為出露酸性侵入巖。

2.1.1 變質巖

（1）片巖類。片巖的特征是具有片狀構造，主要組成礦物為石英、綠泥石、云母、角閃石等，片巖硬度低，且容易風化。礦區出露的片巖以灰-灰白色、粒狀變晶結構、片狀構造、節理裂隙發育等特征較為常見。根據其礦物含量不同，將其劃分為矽卡巖化片巖、石英云母片巖、云母石英片巖、綠泥石化云母石英片巖等。

（2）大理巖類。大理巖又稱大理石，因在中國由于云南省大理縣盛產這種巖石而得名。該類巖石由碳酸鹽巖經區域變質作用或接觸變質作用而形成。主要由方解石和白云石組成，此外含有硅灰石、滑石、透閃石、透輝石、斜長石、石英、方鎂石等。具粒狀變晶結構，塊狀（有時為條帶狀）構造，通常白色和灰色大理巖居多。其中，質地均勻、細粒、白色者，又稱漢白玉。礦區大理巖主要分布于F1斷層上盤區域，常成層狀、透鏡狀產出，主要產出于1200～1260m 平臺區域。根據其礦物含量不同，將其劃分為白云石大理巖、方解石大理巖[5]。

（3）矽卡巖。矽卡巖是酸、中性侵入巖與碳酸鹽巖類巖石接觸交帶的產物。常見的造巖礦物主要為輝石類、石榴子石類以及其他硅酸鹽礦物。礦區出露的矽卡巖以綠-深綠色、粒狀變晶結構、塊狀構造等特征較為常見，其礦化極不均勻，同一地質體內，鋅、錫、銅含量差異甚大，有的地段形成富厚工業礦體，有的地段僅有微弱礦化。根據其礦物含量不同，將其劃分為陽起石矽卡巖、綠泥石矽卡巖、透輝石矽卡巖等[5]，如圖1 所示。

圖1 銅曼礦區現場巖石類型

2.1.2 巖漿巖

巖漿巖是位于地幔和地殼深處，以硅酸鹽為主和一部分金屬硫化物、氧化物、水蒸氣及其他揮發物質（CO2、CO、SO2）組成的高溫、高壓熔融體，巖漿冷凝后便形成巖漿巖。礦區出露的巖漿巖主要為花崗巖、花崗斑巖、片麻狀花崗巖，主要出露于礦區東部，F0斷層下盤以及1410m 平臺北幫區域，北幫出露的花崗巖經鉀氬法同位素年齡測定為118.08～79.9Ma，屬燕山晚期白堊紀，其以14～19°傾伏角呈條帶狀向南延伸，隱伏于礦區深部，經勘探鉆孔控制，隱伏深度最低為340m[6]。

2.2 圍巖蝕變

礦區圍巖蝕變種類較多，主要有綠泥石化、碳酸鹽化、矽卡巖化、片巖化、白云母（絹云母）化等。其中，綠泥石化是巖漿期后重要的熱液蝕變，綠泥石呈鱗片狀、放射狀集合體或細脈交代矽卡巖中硅酸鹽礦物，形成綠泥石化矽卡巖，錫石呈細粒星云狀聚集體嵌布于綠泥石解理面中；白云母（絹云母）化是白云母呈片狀、細鱗片狀的集合體或團斑、網脈、條帶與綠泥石相伴或獨立存在，交代硅酸鹽和其他礦物，可見錫石嵌布其中[7]。

2.3 礦化特征

礦區以錫鋅銅多金屬礦化為特點，成礦元素組合復雜多樣。通過生產取樣及鉆孔編錄樣品分析，礦區礦化呈現出明顯的垂向分帶現象，主要成礦元素組合由下而上依次為W（Sn）+Fe→Cu+Mo+Bi（Sn）→Sn+Zn（Cu）。

2.3.1 鎢礦化

主要集中在靠近深部隱伏花崗斑巖之上，以白鎢礦石英碳酸鹽（細）脈和大理巖（及少量片巖）裂隙中較為常見。結合生產取樣，采區近地表鎢礦主要分布于1140～1170 平臺，以139、M67、M81 等號礦體為主，鎢平均品位0.10%。通過夜間現場觀察，經鎢燈照射呈現出鎢礦主要賦存于石英脈中，呈星點狀，少量呈脈狀斷續分布，規模小且含量低。

2.3.2 磁鐵礦礦化

在礦區分布不均，鉆孔中偶見，該類礦物多呈他形團斑狀分布于碳酸鹽巖中，其賦礦層位多位于石榴石透輝石（干）矽卡巖。

2.3.3 Cu 礦化

礦區Cu 礦化非常復雜，既可在“干矽卡巖”中常呈團斑狀或浸染狀與輝鉬礦共生。黃銅礦常呈他形浸染狀與閃鋅礦共生，分布于綠泥石陽起石矽卡巖中。礦區地表常分布一些近SN 向的黃銅礦石英螢石脈（寬2～5cm），這些黃銅礦富礦脈常穿插層狀矽卡巖及Sn-Zn礦體，如圖2 所示。

圖2 銅曼礦區透輝石矽卡巖中黃銅礦

2.3.4 Sn-Zn 礦化

為礦區最主要礦化類型，常呈巨厚透鏡體或似層狀分布于綠泥石陽起石矽卡巖中。該類矽卡巖中石榴石和透輝石很少或缺失，綠泥石、陽起石等含水礦物較多，屬于濕矽卡巖[7]，其中閃鋅礦常交代陽起石等矽卡巖礦物和磁黃鐵礦，如圖3 所示。

圖3 銅曼礦區陽起石矽卡巖Sn-Zn 礦體分布

3 礦化衰變特征

礦區礦體主要賦存于矽卡巖中，矽卡巖化學成分屬鈣鎂硅酸鹽類巖石。礦石化學成分受矽卡巖種類及金屬礦物組合的制約。由于矽卡巖種類繁多，礦石中金屬和非金屬礦物有30 余種，礦石化學成分十分復雜。本次礦化衰變特征研究，以礦區鋅、錫、銅金屬元素為研究對象。

3.1 礦石化學成分

根據歷年勘探化驗數據，通過統計加權平均所收集的樣品，可看出礦區鋅、錫、銅元素平均含量及各類矽卡巖含鋅、錫、銅元素品位高低。其中，礦區鋅平均品位2.69%，錫平均品位0.25%，銅平均品位0.71%；鋅元素主要富集于含陽起石的綠泥石類矽卡巖，銅元素主要富集于含綠簾、綠泥的透輝石類矽卡巖，錫元素主要富集于綠簾石、綠泥石組合類矽卡巖，如表1 所示。

表1 銅曼礦區各類矽卡巖礦石化學成分

3.2 礦化元素分布規律

3.2.1 錫元素分布

通過鉆孔數據及Surfer 軟件對礦區歷年勘探數據及生產取樣化驗數據分析，呈現出礦體走向南北，在67～107 號勘探線之間，礦體整體較為富集。錫元素主要富集帶為F1斷層上下盤區域，在3～67 號勘探線之間呈現出錫品位峰值狀態，從西往東，礦化逐步衰減。

在礦區中部對其進行東西方向切割，從垂直面分析出，礦區西幫區域錫元素主要富集于礦區100～500m高程，錫品位最高值達到1.30%；礦區中部區域800～100 高程范圍內是貧錫主要區域，錫平均品位0.13%；東幫區域錫元素隨著海拔的升高緩慢升高，至1800m高程范圍呈現出平緩趨勢，錫平均品位0.62%，如圖4所示。

圖4 銅曼礦區錫元素平面分布及等值線

3.2.2 鋅元素分布

通過上述手段、數據分析，礦區鋅元素主要集中于礦區西幫區域，且分布均勻。從礦區主要構造看，鋅元素主要富集帶為F1斷層上盤區域[6]，在49～66 號勘探線之間呈現出鋅品位峰值狀態，從西往東，礦化逐步衰減。

在礦區中部對其進行東西方向切割，從垂直面分析出，礦區西幫區域鋅元素主要富集于礦區100～1000m 高程，鋅品位最高值達到8.25%；東幫區域鋅元素隨著海拔的升高逐步降低，至1800m 高程范圍呈現出最低值，鋅平均品位0.25%，如圖5 所示。

圖5 銅曼礦區鋅元素平面分布及等值線

3.2.3 銅元素分布

通過上述手段、數據分析，礦區銅元素主要集中于礦區東幫區域，分布零散。從礦區主要構造看，鋅元素主要富集帶為F1斷層下盤區域，在11～27 號勘探線之間呈現出銅品位峰值狀態，從西往東，礦化逐步加強。

在礦區中部對其進行東西方向切割，從垂直面分析出，礦區東幫區域通過元素主要富集于礦區1000～1600m 高程，銅品位最高值達到0.95%；西幫區域銅元素隨著海拔的升高逐步降低，至600m 高程范圍呈現出最低值，銅平均品位0.13%，如圖6 所示。

圖6 銅曼礦區銅元素平面分布及等值線

3.3 礦化衰變系數

為進一步分析出礦區礦化衰變特征及衰變系數，本次分析以礦區24、29 號主要礦體為研究對象，通過查閱以往勘探鉆探資料、現場對礦體及圍巖進行取樣分析等手段進行分析礦化衰變特征。

3.3.1 24 號礦體衰變分析

礦區24 號礦體賦存標高1097～1300m，走向長318m，平均寬度252m，平均厚度5.66m。厚度變化系數28.18%。礦體與圍巖產狀基本一致，形態為似層狀，般傾角20°～40°。礦體以含鋅銅較富，含錫較貧，磁鐵礦含量少為特征。單工程最高鋅品位14.03%，最低鋅品位2.33%；最高錫品位1.00%，最低錫品位0.21%；單工程最高銅品位1.13%，最低銅品位0.53%。礦體平均錫品位0.21%，鋅7.35%，銅0.98%。鋅品位變化較均勻，品位變化系數85.46%，錫品位變化較均勻，品位變化系數98.24%，銅品位變化較均勻，品位變化系數68.24%，如圖7 所示。

圖7 銅曼礦區1070～1080m 平臺24 號礦體編錄取樣圖

本次現場編錄的區域為1070～1080m 平臺24 號礦體，共進行礦體及圍巖取樣15 件。礦體上盤巖性為大理巖，取樣2 件，礦體下盤巖性為片巖，共取樣6 件，取樣間距2m。通過化驗分析得出，該礦體在5#、6#樣位置，鋅、錫、銅元素含量達到峰值，礦化現象由6 號樣品位置向東西方向逐步衰變，通過元素品位測算，平均礦化衰變系數為1.05，平均衰變間距為2m，如圖8 所示。

圖8 銅曼礦區1070～1080m 平臺24 號礦體礦化衰變系數測算

3.3.2 29 號礦體衰變分析

礦區29 號礦體賦存標高903～1092m，走向長1056m，平均寬162m，平均厚度20.63m，厚度變化系數27.17%。礦體頂板為大理巖，底板為片巖，大致沿層產出。單工程最高鋅品位11.89%，最低鋅品位1.69%，礦體平均鋅品位4.38%，鋅品位變化較均勻，品位變化系數82.40%。單工程最高錫品位2.05%，最低錫品位0.20%，礦體平均錫品位0.61%，錫品位變化不均勻，品位變化系數124.92%，如圖9 所示。

圖9 銅曼礦區1230～1245m 平臺29 號礦體編錄取樣圖

本次現場編錄的區域為1230～1245m 平臺29 號礦體，共進行礦體及圍巖取樣13 件。礦體上盤巖性為大理巖，取樣4 件，礦體下盤巖性為大理巖，共取樣4 件。通過化驗分析得出，該礦體在7#樣位置，鋅、錫、銅元素含量達到峰值，礦化現象由7 號樣品位置向東西方向逐步衰變，通過元素品位測算，平均礦化衰變系數為1.74，平均衰變間距為2m，如圖10 所示。

圖10 銅曼礦區1230～1245m 平臺29 號礦體礦化衰變系數測算

4 結語

本文通過收集分析以往地質勘探所獲地質資料，同時結合礦區生產取樣化驗資料，分析得出礦區巖性主要以變質巖為主；圍巖蝕變以矽卡巖化較為常見；礦化主要表現出鎢礦化、銅礦化、錫鋅礦化等；礦區錫鋅元素主要分布于主要構造F1上下盤區域，并呈現出典型的構造控礦特征；通過原始地質編錄取樣分析，礦化衰變表現出由礦體核心向外緣逐步衰減，衰變系數1.05～1.74，平均衰變間距為2m。通過本次研究，希望能幫助地質工程技術人員能進一步了解礦床、礦體地質特征、礦化信息標志，以及礦體賦存空間、貧富礦巖性、富礦與貧礦變化趨勢等，為后期地質勘探工作、生產勘探工程合理布置、以及礦區深部邊部尋找隱伏礦體提供科學依據。