宋學(xué)齊,尹煥菊
(云南省地質(zhì)工程勘察總公司,云南 昆明650051)
云南維西縣山加銅礦大地構(gòu)造位于唐古拉—蘭坪—思茅褶皺系(即三江褶皺系)中段(Ⅳ),屬蘭坪—思茅褶皺帶(Ⅳ1)(即蘭坪—思茅凹陷)的云龍—江城褶皺束(Ⅳ12)的西北端東緣部位。
區(qū)域內(nèi)出露最早地層為下元古界片巖、片麻巖,構(gòu)成本區(qū)結(jié)晶基底,早二疊世灰?guī)r夾粘板巖和假整合其上的晚二疊世以粘板巖為主加有細(xì)碧質(zhì)火山熔巖和沉凝灰?guī)r的類復(fù)理石建造。上三疊統(tǒng)催依比組為海相酸性至基性噴出巖加火山角礫巖。中侏羅統(tǒng)花開左組及其上的上侏羅統(tǒng)壩注路組、白堊統(tǒng)景星組為一套海陸交替相過渡為陸相的以碎屑巖為主的紅色巖層,不整合于三疊系巖層之上。
區(qū)域構(gòu)造線走向為北北西向至近南北向。史普力深斷裂及雪龍山深斷裂為此區(qū)域控制性構(gòu)造,其最早形成可能在加里東期,在隨后的華力西、印支、燕山及喜山期都有活動,區(qū)域內(nèi)晚二疊世類復(fù)理石沉積、晚三疊世基性—酸性火山噴發(fā)、吉岔輝長巖體的侵入、中生代紅色巖層系的沉積及喜山期發(fā)生巖層褶皺都受此斷裂活動的控制。
區(qū)域內(nèi)巖漿活動有三種形式:一是晚二疊世的海相基性噴出活動,形成細(xì)碧質(zhì)火山角礫巖及與之相關(guān)的沉凝灰?guī)r;晚三疊世的基性至酸性噴出活動,形成的細(xì)碧巖、玄武巖、石英斑巖夾流紋巖夾火山角礫巖;二是印支晚期基性侵入巖即呈巖株狀產(chǎn)出的吉岔輝長巖體,吉岔巖體內(nèi)有少量喜山期超基性巖巖株侵入;三是晚期脈巖,有鈉長巖脈、細(xì)晶巖脈、石英脈、輝長巖脈及輝綠巖脈。
區(qū)域內(nèi)的變質(zhì)作用,有區(qū)域變質(zhì)作用和動力變質(zhì)作用兩類,以區(qū)域變質(zhì)作用為主。區(qū)域內(nèi)出露最老二疊系和三疊系地層為區(qū)域熱流變質(zhì)作用,圍巖受巖漿高溫的影響,組分發(fā)生重結(jié)晶和變質(zhì)結(jié)晶作用形成板巖和大理巖。其它區(qū)域巖層及侵入巖都經(jīng)受了區(qū)域動力變質(zhì)作用,但變質(zhì)輕微,原巖成分、結(jié)構(gòu)、構(gòu)造基本保留,新生礦物主要有絹云母、綠泥石、綠簾石、鈉長石及石英。侵入巖普遍呈壓碎結(jié)構(gòu),在斷裂帶受構(gòu)造運動所產(chǎn)生的定向壓力。原巖及其所組成礦物發(fā)生變形、破碎的變質(zhì)作用形成構(gòu)造角礫巖和碎裂巖。沉積巖普遍具板理化,部分巖石定向構(gòu)造明顯,劈理較發(fā)育,部分?jǐn)嗔褞?nèi)發(fā)育片理構(gòu)造。
礦區(qū)出露的地層有侏羅系中統(tǒng)花開左組第一段第二亞段(J2h1-2)、花開左組第二段第一亞段(J2h2-1)、花開左組第二段第二亞段(J2h2-2)、侏羅系上統(tǒng)壩注路組(J3b)和白堊系下統(tǒng)景星組第一段(K1j1)地層(圖1)。由老至新敘述如下:
(1)侏羅系中統(tǒng)花開左組第-段第二亞段(J2h1-2):分布在礦區(qū)東南角。巖性主要為紫紅、淺灰、淺灰綠色薄—中層狀泥巖、粉砂巖夾鈣質(zhì)泥巖、泥質(zhì)灰?guī)r、泥質(zhì)石英砂巖。KT3銅礦體產(chǎn)于該亞段斷裂破碎帶中。
(2)侏羅系中統(tǒng)花開左組第二段第一亞段(J2h2-1):分布在礦區(qū)東南部。巖性主要為紫紅、淺紫灰色中-厚層狀泥質(zhì)石英砂巖、泥質(zhì)粉砂巖、泥巖;底部為礫巖夾含礫石英砂巖。
(3)侏羅系中統(tǒng)花開左組第二段第二亞段(J2h2-2):分布在礦區(qū)東部。上部主要為灰色、深灰色中厚層狀泥質(zhì)灰?guī)r、灰?guī)r夾泥巖、泥質(zhì)粉砂巖;下部主要為淺灰綠、淺灰、紫紅色薄—中層狀泥巖、粉砂質(zhì)泥巖、泥質(zhì)石英砂巖夾鈣質(zhì)泥巖。該層為礦區(qū)賦礦層位,KT2富銅礦體就產(chǎn)于該亞段斷裂破碎帶中。
(4)侏羅系上統(tǒng)壩注路組(J3b):主要分布在礦區(qū)中部。主要為紫紅色薄—中厚層狀石英砂巖、雜砂巖夾紫紅色砂礫巖、泥質(zhì)粉砂巖及少量泥巖。與下伏地層花開左組第二段第二亞段(J2h2-2)為整合接觸。
(5)白堊系下統(tǒng)景星組第一段(K1j1):分布在礦區(qū)西部。主要為紫紅、灰白色中—厚層狀石英砂巖、粉砂巖夾紫紅色泥質(zhì)粉砂巖、泥巖,具微細(xì)水平層理。與下伏地層侏羅系上統(tǒng)壩注路組(J3b)為平行不整合接觸,KT4銅礦體產(chǎn)于該段F3斷裂破碎帶中。
圖1 維西縣山加銅礦區(qū)地質(zhì)簡圖
礦區(qū)內(nèi)構(gòu)造發(fā)育,以斷裂為主,次為褶皺??傮w構(gòu)造與區(qū)域構(gòu)造線方向一致,為北北西-南南東走向。
2.2.1 斷層
礦區(qū)內(nèi)主要有3條斷層,其中F1和F3為區(qū)內(nèi)主要控礦構(gòu)造。
(1)F1斷層:貫穿礦區(qū)東部,為新保礦段的控礦容礦構(gòu)造。呈北北西-南南東走向,傾向南西西,傾角50~70°,為一正斷層。礦區(qū)內(nèi)長1.3km,南南東方向延伸出區(qū)外。斷層兩側(cè)均為侏羅系中統(tǒng)花開左組(J2h),西側(cè)花開左組第二段第一亞段(J2h2-1)巖層被錯南移平距100m~160m。斷層破碎帶寬20m~50m不等。礦區(qū)KT1銅礦體產(chǎn)于F1斷裂破碎帶中,KT2和KT3礦體產(chǎn)于F1旁側(cè)的次級斷裂破碎帶中。
(2)F2斷層:位于礦區(qū)東南部,走向310°~130°,傾向南西,傾角45°,為一逆斷層。斷層構(gòu)造破碎帶寬5m左右,區(qū)內(nèi)長約0.6km,東南端延伸出區(qū)外,為臨近礦區(qū)魯咱多金屬礦控礦構(gòu)造。
(3)F3斷層:位于礦區(qū)西部,為新良礦段控礦容礦構(gòu)造。斷裂走向北西60°,傾向南西,傾角45°~60°,為一正斷層。礦區(qū)內(nèi)斷層長約1km,斷層兩側(cè)均為白堊系下統(tǒng)景星組第一段巖層。斷層破碎帶寬4m~12m。KT4銅礦體就產(chǎn)于該斷裂破碎帶中。
2.2.2 褶皺
礦區(qū)位于北甸向斜核部偏東翼,為一向北開闊的向斜構(gòu)造,向斜軸近南北走向。向斜核部為白堊系下統(tǒng)景星組(K1j)地層,向斜東翼地層出露相對完整,由核部向東依次出露地層為侏羅系上統(tǒng)壩注路組(J3b)、侏羅系中統(tǒng)花開左組第二段第二亞段(J2h2-2)、花開左組第二段第一亞段(J2h2-1)及花開左組第一段第二亞段(J2h1-2),巖層傾向北西西向,傾角30°~50°,向斜西翼受斷層影響,地層只出露侏羅系上統(tǒng)壩注路組(J3b)下部巖層,巖層傾向均為北東東向,傾角45°左右。
2.4.1 變質(zhì)作用
礦區(qū)的變質(zhì)作用,主要有區(qū)域變質(zhì)作用和動力變質(zhì)作用兩類。區(qū)域變質(zhì)作用較微弱,其溫度、壓力、應(yīng)力和溶液等物理化學(xué)因素的變化都比較簡單,僅分布少量由含白云質(zhì)水云母泥質(zhì)板巖、石英砂巖等輕微變質(zhì)作用形成的板巖及具變余結(jié)構(gòu)之變質(zhì)石英砂巖。動力變質(zhì)作用為本區(qū)的主要變質(zhì)作用類型,主要表現(xiàn)在斷裂形成的破碎帶,在構(gòu)造作用產(chǎn)生的強應(yīng)力作用影響下,使原來巖石及組成礦物發(fā)生變形,碎裂而形成的構(gòu)造角礫巖、碎裂巖、斷層泥等。在破碎帶內(nèi)巖石的重結(jié)晶作用及壓碎結(jié)構(gòu)極為明顯。
2.4.2 圍巖蝕變
礦區(qū)內(nèi)圍巖蝕變主要有白云石化、重晶石化、硅化、黃鐵礦化,其次有褐鐵礦化、方解石化等,其中以白云石化、重晶石化、黃鐵礦化與成礦關(guān)系較密切。成礦圍巖主要有泥巖和石英砂巖,次為粉砂質(zhì)泥巖,成礦圍巖不同,其蝕變及褪色現(xiàn)象亦有差異。
白云石化:區(qū)內(nèi)較普遍,它形粒狀、粒度大小不均勻,被鐵泥質(zhì)不均勻浸染,和少部分重晶石集合體、重晶石及少部分白云石集合體相間呈條帶狀產(chǎn)出,個別呈自形-半自形菱面體狀,不均勻分布,大部分聚集分布在巖石一側(cè)邊緣,呈脈狀產(chǎn)出。
重晶石化:柱狀、它形粒狀,粒度大小不均勻,不均勻分布,和少部分白云石集合體、白云石及少部分重晶石集合體相間呈條帶狀產(chǎn)出,少數(shù)沿裂隙充填。
硅化:棱角狀、次棱角狀,普遍具重結(jié)晶,含多晶石英和玉髓,局部可見次生加大邊。
黃鐵礦化:它形粒狀、少數(shù)呈自形-半自形粒狀,粒度大小不均勻,不均勻分布,部分與黝銅礦聚集呈脈狀、斑塊狀產(chǎn)出,少數(shù)被褐鐵礦不同程度交代。
褐鐵礦化:膠狀,包裹少部分黃鐵礦在其中,局部交代黃鐵礦,不均勻分布。
方解石化:它形粒狀,少部分方解石被石英選擇性交代,大部分平行層理不均勻充填,部分方解石呈拉長片狀垂直層理平行產(chǎn)出,其余沿近垂直層理裂隙充填。
礦區(qū)內(nèi)銅礦體主要沿斷裂F1和F3產(chǎn)出,部分小而富的礦體產(chǎn)出于F1次級斷裂破碎帶中。礦體呈層狀、似層狀或脈狀產(chǎn)出。含礦地層主要為侏羅系中統(tǒng)花開左組(J2h)和白堊系下統(tǒng)景星組(K1j),含礦巖石為構(gòu)造角礫巖,銅礦化表現(xiàn)連續(xù)性較好,礦化較均勻,局部地段成礦元素富集,礦化強。根據(jù)礦區(qū)的含礦地層(巖性)、斷裂分布情況及礦化特征,進(jìn)一步劃分為兩個礦化帶,主要特征如下:
KH1礦化蝕變破碎帶:位于礦區(qū)北東部新保礦段,為礦區(qū)重要含礦部位。礦化蝕變破碎帶呈近南北向展布。礦化破碎帶頂、底板巖石主要為侏羅系中統(tǒng)花開左組(J2h)泥巖、泥質(zhì)粉砂巖、長石石英砂巖、泥質(zhì)灰?guī)r,含礦巖石主要為構(gòu)造角礫巖。KT1、KT2和KT3礦體賦存于該礦化蝕變破碎帶中。
KH2礦化蝕變破碎帶:位于礦區(qū)西部新良礦段,呈近北西-南東向展布,控制礦化蝕變破碎帶走向長約105m,寬約4m~12m。破碎帶頂、底板巖石為白堊系下統(tǒng)景星組下段(K1j1)石英砂巖、泥巖、粉砂巖、泥質(zhì)粉砂巖,含礦巖石主要為構(gòu)造角礫巖。KT4礦體賦存于F3斷裂構(gòu)造破碎帶中。
沿礦化破碎帶,共有4條礦體分布,其中1條礦體為盲礦體,地表無出露(圖2)。
(1)KT1銅礦體:分布于礦區(qū)東部新保礦段,為區(qū)內(nèi)主要銅礦體,礦體產(chǎn)于中侏羅統(tǒng)花開左組(J2h)地層的F1斷裂破碎帶中。礦體呈層狀、似層狀產(chǎn)出,無分支復(fù)合現(xiàn)象,沿走向和傾向有波狀彎曲現(xiàn)象,沿傾向有收縮膨脹現(xiàn)象,但變化不大。礦體總體走向北西10°,傾向南西,傾角36°~79°,礦體控制走向長720m,最大斜深350m。單工程控制礦體一般厚1.70m~3.90m,最厚10.98m,平均3.05m,厚度變化系數(shù)52.11%,屬厚度穩(wěn)定、形態(tài)較規(guī)則礦體;單工程Cu品位一般0.59ω%~4.69ω%,最高7.85ω%,平均3.26ω%,品位變化系數(shù)66.87%,屬于有用組分分布較均勻的礦體。單工程Ag品位10.81~202.51×10-6,最低0.15×10-6,硫化礦石共生銀平均品位81.5×10-6,伴生銀平均品位26.26×10-6。礦體連續(xù)性和完整性較好,礦體內(nèi)未見巖脈穿插和后期構(gòu)造破壞現(xiàn)象。該礦體地表至地表以下5m~90m為氧化銅礦石,下部為硫化銅礦石。
(2)KT2銅銀礦體:分布于礦區(qū)北東部新保礦段,為一條銅銀共生的富銅礦體。地表無出露,為隱伏礦體。礦體產(chǎn)于中侏羅統(tǒng)花開左組第二段第二亞段(J2h2-2)下部巖層的F1次級斷裂破碎帶中。礦體呈脈狀產(chǎn)出,礦體形態(tài)單一。礦體總體走向北東20°,傾向北西,傾角44°~59°。控制礦體走向延伸95m,最大斜深112m。礦體厚度1.03m~1.90m,平均1.44m,厚度變化系數(shù)17.67%,屬厚度穩(wěn)定、形態(tài)較規(guī)則礦體;單工程Cu品位7.59ω%~16.93ω%,最低5.50ω%,最高31.7ω%,平均品位13.4%,品位變化系數(shù)55.36%,屬于有用組分分布均勻的礦體。共生Ag品位一般149~353×10-6,最低122×10-6,最高565×10-6,平均261.62×10-6。單工程Ag品位122~565×10-6,平均品位266.21×10-6。礦體連續(xù)性和完整性均較好。
圖2 山加銅礦區(qū)A-A′地質(zhì)剖面圖
(3)KT3銅礦體:分布于礦區(qū)南東部新保礦段,礦體產(chǎn)于中侏羅統(tǒng)花開左組一段二亞段(J2h1-2)上部巖層的F1斷裂次級斷裂破碎帶中。礦體呈脈狀產(chǎn)出,礦體形態(tài)單一。礦體總體走向北西6°,傾向西,傾角52°~69°??刂频V體走向長96m,控制傾向最大斜深94m。單工程礦體真厚度1.23m~3.10m,平均2.22m,厚度變化系數(shù)29.11%,礦體厚度穩(wěn)定程度為穩(wěn)定、形態(tài)較規(guī)則礦體;單工程Cu品位0.76ω%~4.54ω%,平均2.23ω%,品位變化系數(shù)86.59%,屬于有用組分分布較均勻的礦體。單工程Ag品位18.6~83.59×10-6,硫化礦石共生銀平均品位51.85×10-6,伴生銀平均品位18.18×10-6。礦體連續(xù)性和完整性較好。
(4)KT4銅礦體:礦體分布在礦區(qū)西部新良礦段,沿F3斷裂破碎帶產(chǎn)出,礦體完全賦存于白堊系景星組第一段(K1j1)地層中。礦體呈似層狀、脈狀產(chǎn)出。礦體走向北西60°,傾向南西,傾角 45°~52°,平均50°??刂频V體走向長103m,控制最大斜深221m,單工程礦體真厚1.01m~1.75m,平均1.25m,厚度變化系數(shù)19.21%,屬厚度穩(wěn)定、形態(tài)較規(guī)則礦體;單工程Cu品位一般0.52ω%~2.90ω%,最高6.04ω%,平均1.79ω%,品位變化系數(shù)87.95%,屬于有用組分分布較均勻的礦體。礦體Ag平均品位67.86×10-6。礦體連續(xù)性和完整性較好,礦體內(nèi)未見巖脈穿插和后期構(gòu)造破壞礦體現(xiàn)象。
3.3.1 礦石的結(jié)構(gòu)、構(gòu)造
硫化銅礦石多為半自形-它形粒狀結(jié)構(gòu)、鱗片變晶結(jié)構(gòu)、泥微晶結(jié)構(gòu)、粉砂質(zhì)泥質(zhì)結(jié)構(gòu)、交代殘余結(jié)構(gòu)。氧化銅礦石為顯微鱗片狀結(jié)構(gòu)、膠狀-它形粒狀結(jié)構(gòu)、變余(粉)細(xì)粒砂狀結(jié)構(gòu)、交代殘余結(jié)構(gòu)。
硫化銅礦石主要為塊狀構(gòu)造、次為板狀構(gòu)造、構(gòu)造角礫狀構(gòu)造和紋層狀構(gòu)造。氧化銅礦石浸染狀構(gòu)造、土狀構(gòu)造、蜂窩狀構(gòu)造和少數(shù)角礫狀構(gòu)造。
3.3.2 礦石物質(zhì)組成
硫化銅礦石礦物成分:礦石礦物主要有(砷)鐵銻黝銅礦、黃銅礦、輝銅礦,目的元素銅主要以獨立礦物形式賦存在(砷)鐵銻黝銅礦中,少量黃銅礦,偶見輝銅礦;脈石礦物主要為含砷黃鐵礦、菱鐵礦、石英、白云石、方解石、水云母、高嶺石、斜長石,含少量毒砂,偶見電氣石、鋯石、銳鈦礦、磷灰石、石墨等。
氧化銅礦石礦物成分:礦石礦物主要有孔雀石、藍(lán)銅礦、鐵銅礦、赤銅礦、黝銅礦、黃銅礦、銅藍(lán)和自然銅,目的元素銅主要以獨立礦物形式賦存在孔雀石中,其次賦存在鐵銅礦、藍(lán)銅礦中,赤銅礦、黃銅礦、黝銅礦、銅藍(lán)、自然銅偶見;礦石中脈石礦物主要為石英、褐鐵礦、水云母、高嶺石,次為斜長石、鐵泥質(zhì)及白云石,少量赤鐵礦、重晶石,偶見銳鈦礦、黃鐵礦、綠泥石、電氣石、鋯石、磷灰石、螢石等。
3.3.3 礦石類型和品級
3.3.3.1 礦石類型
根據(jù)氧化程度劃分,全區(qū)礦石自然類型可劃分氧化礦、混合礦和硫化礦。全區(qū)氧化礦所占比例為19.66%,硫化礦所占比例為80.34%。
根據(jù)礦石中有用組分,將其劃分為銅礦石、銅銀礦石;
根據(jù)容礦巖石類型,將礦石劃分為銅—碎裂中細(xì)晶白云巖、銅—細(xì)晶白云巖質(zhì)碎裂巖和銅—泥質(zhì)粉砂巖質(zhì)構(gòu)造角礫巖、銅—泥質(zhì)含細(xì)砂質(zhì)粉砂巖質(zhì)壓碎角礫巖、銅—含白云石重晶石巖、銅—含閃鋅褐鐵黃鐵礦礦石等工業(yè)類型,其余類型較少。
3.3.3.2 礦石品級
礦區(qū)KT2礦體單樣品位多在5.5ω%~16.29ω%,個別高達(dá)31.7ω%,平均品位15.38ω%,將其作為富礦體圈出。其他3條礦體單樣品位多在1ω%~4ω%之間,少數(shù)小于1ω%和大于4ω%。因此,根據(jù)工業(yè)指標(biāo)圈定,可供工業(yè)利用的工業(yè)礦石(≥0.4%)是主要品級。區(qū)內(nèi)無低品位礦分布。
礦區(qū)位于瀾滄江深斷裂帶與雪龍山深斷裂的夾持區(qū)域,瀾滄江深斷裂、雪龍山深斷裂均為多期次強烈活動的區(qū)域性控制斷裂,斷裂活動最強為燕山期、喜馬拉雅期。礦區(qū)斷裂及褶皺構(gòu)造均屬前二者的次級配套構(gòu)造。因此區(qū)內(nèi)F1、F2、F3成礦斷裂均呈現(xiàn)有多期性,活動性質(zhì)較強,形成了區(qū)內(nèi)多期成礦作用,為含礦熱流體創(chuàng)造了良好的通道和容礦場所,礦體以脈狀、層狀、似層狀為主,次為透鏡狀形態(tài)。
成礦物質(zhì)來源分析如下:
(1)隱伏的中酸性斑巖體、中基性巖體提供主要物質(zhì)來源。
(2)構(gòu)造活動運移提供充分的熱動力條件及成礦空間。
(3)中侏羅統(tǒng)花開左組及下白堊統(tǒng)景星組沉積巖中的部分Cu組份被熱蝕變活化運移。
當(dāng)成礦熱液運移進(jìn)入到因構(gòu)造運動形成的斷裂破碎帶內(nèi)時,一方面與圍巖發(fā)生物質(zhì)成分交換(即形成交代),另一方面隨著溫度、壓力的降低而使銅、銀礦物在破碎帶結(jié)晶、沉淀,使破碎帶發(fā)生銅礦化,形成礦化帶;隨著礦化的持續(xù)作用,在礦化帶的中上部形成碎裂巖型礦石、浸染狀礦石,部分后期礦物沿裂隙充填,構(gòu)成細(xì)脈狀-脈狀礦石,從而構(gòu)成礦體;在形成礦體的過程中,含礦熱液也對礦體周邊的圍巖同時作用,致使礦體頂、底板發(fā)生了硅化、黃鐵礦化(褐鐵礦化)等蝕變。
綜上所述,山加銅礦的礦床成因類型,屬構(gòu)造破碎帶控制的(中)低溫?zé)嵋撼涮睢⒔淮患偷V床。
本礦區(qū)找礦標(biāo)志主要有
(1)物化探異常標(biāo)志:物化探工作所發(fā)現(xiàn)并圈定的異常,可以成為尋找銅礦體的間接標(biāo)志。
(2)地層、構(gòu)造標(biāo)志:含礦地層層位、構(gòu)造破碎帶控制了礦體的產(chǎn)出,可以成為尋找銅礦體的重要標(biāo)志。
(3)蝕變標(biāo)志:圍巖蝕變是本礦區(qū)找礦的直接標(biāo)志之一。從對已知礦體的控制情況可以了解到,近礦圍巖多具重晶石化、硅化、黃鐵礦化(褐鐵礦化)等蝕變,在硅化、黃鐵礦化(褐鐵礦化)圍巖蝕變同時出現(xiàn)的部位,多出現(xiàn)銅礦化。
(4)銅礦化標(biāo)志:在石英砂巖中的銅礦化,是本礦區(qū)尋找銅礦的最重要的直接標(biāo)志。
(5)其它標(biāo)志:前人遺留的采坑、廢礦硐、銅礦轉(zhuǎn)石及古人煉銅爐渣地段都是本礦區(qū)直接的找礦標(biāo)志。