慕 敏，樂(lè)智廣，張 淼，李佳成

(1.云南省地質(zhì)礦產(chǎn)勘查開(kāi)發(fā)局中心實(shí)驗(yàn)室，云南 昆明 650217； 2.云南地礦國(guó)際礦業(yè)股份有限公司，云南昆明 650000)

云南永善縣茂林銅礦大地構(gòu)造位置位于上揚(yáng)子古陸塊(Ⅳ-⒉)、滇東碳酸鹽巖臺(tái)地(Ⅳ-2-4)。礦區(qū)礦區(qū)西邊起于昭通市永善縣老米寨蘇家坪村，東至李家溝，南至新?tīng)I(yíng)盤(pán)，北至十八蹬，礦區(qū)面積約5.4平方公里。

1 成礦地質(zhì)條件

礦區(qū)主要出露上二疊統(tǒng)宣威組(P3x)含煤碎屑巖建造和峨眉山玄武巖組(P3e)火山巖建造。峨眉山玄武巖組(P3e)為含礦地層，區(qū)域上峨眉山玄武巖按噴發(fā)旋回可劃分為三個(gè)巖段，本區(qū)主要出露第三巖段(P3e3)，又可細(xì)分為三個(gè)巖性亞段。

(1)上二疊統(tǒng)峨眉山玄武巖組第三段三亞段(P3e3-3)：上部為紫色、紫紅色、淺黃色凝灰?guī)r；下部為褐黃色、灰色、灰綠色致密塊狀玄武巖。

(2)上二疊統(tǒng)峨眉山玄武巖組第三段二亞段(P3e3-2)：上部為紫紅色、藍(lán)灰色凝灰?guī)r；下部為褐黃色、灰色、灰綠色致密塊狀玄武巖、氣孔狀玄武巖。據(jù)銅礦化、硅化、方解石化等，該亞段是本礦區(qū)主要的含礦層位。

(3)上二疊統(tǒng)峨眉山玄武巖組第三段一亞段(P3e3-1)：上部為紫色、紫紅色凝灰?guī)r；下部為褐黃色、灰色、灰綠色致密塊狀玄武巖。

銅礦體呈層狀產(chǎn)于峨眉山玄武巖組第三段二亞段(P3e3-2)氣孔狀玄武巖中，礦體產(chǎn)狀與圍巖氣孔狀玄武巖產(chǎn)狀一致(圖1)，礦體傾向西，傾角8°～14°，礦體長(zhǎng)203m，厚度1.89m～3.1m，平均厚度2.49m。銅品位為0.42ω%～1.76ω%，平均1.12ω%左右。

該區(qū)二疊系上統(tǒng)峨眉山玄武巖的巖石學(xué)、巖石化學(xué)及微量元素地球化學(xué)等特征均反映出其為地幔熱柱活動(dòng)的產(chǎn)物，礦區(qū)的玄武巖還具有較高的分異性和同化混染，巖石還具有高硅、富鉀、低鎂、高鈦特點(diǎn)，從前人1∶20萬(wàn)區(qū)域地球化學(xué)測(cè)量結(jié)果顯示該區(qū)峨眉山玄武巖的銅元素背景值比其他區(qū)域高出許多，一般Cu元素為170×10-6～1000×10-6，最高Cu可達(dá)8000×10-6，可見(jiàn)成礦提供了足夠的銅物質(zhì)來(lái)源。南北向斷裂，地幔熱柱活動(dòng)為礦源創(chuàng)造有利條件，在還原環(huán)境和有利的場(chǎng)所(褶皺帶)形成氧化銅—自然銅礦體。

該銅礦屬于滇東北大范圍玄武巖型銅礦之一，含銅礦帶分布面積較大，預(yù)計(jì)遠(yuǎn)景儲(chǔ)量至少達(dá)上百萬(wàn)噸，雖然對(duì)礦體有所研究和控制，但以往對(duì)該礦體銅元素的賦存狀態(tài)研究甚少，筆者通過(guò)電子探針、化學(xué)多元素分析以及光、薄片鏡下觀察等研究本文的研究，試圖為該銅礦的選冶開(kāi)發(fā)提供基礎(chǔ)性資料依據(jù)。

2 礦石的結(jié)構(gòu)構(gòu)造

2.1 礦石的構(gòu)造

該礦石構(gòu)造主要為塊狀構(gòu)造、杏仁狀構(gòu)造、星散浸染狀構(gòu)造及細(xì)脈狀構(gòu)造。

(1)塊狀構(gòu)造：礦石為玄武巖型礦石，多呈黑綠色，黃綠色，礦物集合體無(wú)定向分布。

(2)杏仁狀構(gòu)造：礦石氣孔發(fā)育，通常呈不規(guī)則狀及圓狀，被自然銅、瀝青、石英、綠泥石等礦物充填。

(3)星散浸染狀構(gòu)造及細(xì)脈狀構(gòu)造：部分礦石中，自然銅星散浸染狀分布，赤銅礦、孔雀石細(xì)脈狀分布。

2.2 礦石的結(jié)構(gòu)

偏光顯微鏡下觀察，礦石主要類(lèi)型屬于蝕變玄武巖，礦石礦物自然銅及赤銅礦通常充填在玄武巖的氣孔中，而赤銅礦主要由自然銅蝕變而來(lái)，因此礦石的結(jié)構(gòu)相對(duì)比較簡(jiǎn)單，主要有以下幾種結(jié)構(gòu)。

(1)蝕變斑狀結(jié)構(gòu)、基質(zhì)蝕變間粒結(jié)構(gòu)：斑晶主要由斜長(zhǎng)石及輝石組成，其中多數(shù)斜長(zhǎng)石從核心部分開(kāi)始蝕變?yōu)榫G泥石，或全部蝕變?yōu)榫G泥石，全部蝕為綠泥石的長(zhǎng)石仍保留長(zhǎng)石假象，在礦石中呈斑晶狀，輝石斑晶多數(shù)蝕變?yōu)榫G泥石，少數(shù)蝕變?yōu)樵颇?，具柱狀輝石斑晶假象?；|(zhì)主要由輝石、鈦鐵礦及斜長(zhǎng)石組成，斜長(zhǎng)石長(zhǎng)條狀雜亂排列，粒狀輝石、鈦鐵礦充填在斜長(zhǎng)石組成的格架間，因變質(zhì)作用，多數(shù)輝石蝕變?yōu)榫G泥石，綠泥石顯微鱗片狀，粒度小于0.004mm，集合體呈不規(guī)則粒狀，鈦鐵礦完全蝕變?yōu)殚鞘?，與綠泥石混雜分布于斜長(zhǎng)石格架間。

(2)蝕變殘余結(jié)構(gòu)：礦石中部分自然銅氧化蝕變?yōu)槌嚆~礦，局部可見(jiàn)自然銅殘余狀于赤銅礦中。

(3)假象結(jié)構(gòu)：因變質(zhì)作用，礦石中部分長(zhǎng)石蝕變?yōu)榫G泥石，其集合體仍保留長(zhǎng)石假象；偶見(jiàn)赤銅礦交代斜長(zhǎng)石，具斜長(zhǎng)石假象。

3 礦石光譜、化學(xué)多元素及物相分析

礦石光譜、化學(xué)多元素及物相分析樣采于PD2坑道Ⅶ號(hào)礦體。

3.1 礦石的光譜分析

礦石的光譜分析結(jié)果見(jiàn)表1。

表1 礦石光譜半定量分析結(jié)果Tab 1.Semiquantitative Spectroscopic Analysis of Ore

3.2 礦石的多元素分析和物相分析

礦石化學(xué)多元素分析結(jié)果見(jiàn)表2，物相分析結(jié)果見(jiàn)表3。

表2 礦石化學(xué)多元素分析結(jié)果Tab 2.Ore Chemical Analysis

表3 銅物相分析Tab 3.Cu Phase Analysis

4 礦石的礦物成分

經(jīng)鏡下觀察、人工重砂分析、X-射線粉晶衍射分析、掃描電鏡電子探針?lè)治黾盎瘜W(xué)分析等研究發(fā)現(xiàn)，礦石中有自然元素、硫化物、氧化物、硅酸鹽、碳酸鹽、磷酸鹽、有機(jī)質(zhì)七類(lèi)共18種礦物存在，主要以硅酸鹽為主，占礦石的82%左右；氧化物次要，占礦石的11%左右；有機(jī)質(zhì)占礦石的6%左右；其它少量。其中銅的礦物占礦石的1%左右。礦物含量見(jiàn)表4。

表4 礦物含量簡(jiǎn)表Tab 4.Mineral Content

5 主要礦物的嵌布特征及電子探針?lè)治?/h2>

(1)自然銅：雙目鏡下觀察，呈銅紅色，部分粒狀，部分枝狀，個(gè)別片狀，金屬光澤，具延展性；礦相顯微鏡下觀察主要充填在礦石的杏仁體中，少數(shù)產(chǎn)于杏仁體附近的長(zhǎng)石及綠泥石顆粒間，偶見(jiàn)交代長(zhǎng)石之后氧化為赤銅礦，呈長(zhǎng)條狀；杏仁體中的自然銅絕大多數(shù)與瀝青、石英、綠泥石、榍石等混雜分布，一般呈不規(guī)則粒狀或枝狀、片狀，少數(shù)呈細(xì)脈狀分布于瀝青的裂隙中，個(gè)別包裹于石英中，部分殘余狀分布于赤銅礦或銅藍(lán)中，粒度一般在0.003mm～2mm之間。經(jīng)電子探針成分分析，部分自然銅表面輕微氧化，向赤銅礦過(guò)渡，且殘余狀于赤鐵銅礦中。

(2)赤銅礦：雙目鏡下觀察，呈黑色、黑紅色，邊緣極薄處微透明，金剛光澤。巖石顯微鏡下微透明，呈血紅色，礦相顯微鏡下，呈灰色，微弱-強(qiáng)血紅色內(nèi)反射，它形粒狀，是自然銅氧化蝕變的產(chǎn)物，部分呈獨(dú)立顆粒產(chǎn)出，部分呈細(xì)脈狀分布于瀝青裂隙或杏仁體中的綠泥石、石英等礦物之間，部分交代自然銅，與自然銅連生或包裹自然銅。常與自然銅、石英、瀝青、綠泥石共同產(chǎn)于杏仁體中，少數(shù)產(chǎn)于杏仁體附近的長(zhǎng)石、綠泥石的顆粒間，個(gè)別交代斜長(zhǎng)石呈長(zhǎng)條狀，粒度一般在0.003mm～0.6mm之間，電子探針成分分析顯示，其中含有少量鐵。

(3)石英：通常與綠泥石、自然銅、赤銅礦及榍石共同產(chǎn)于礦石的杏仁體中，部分呈粒狀，部分呈放射束狀，粒度一般在0.01mm～2.5mm之間。

(4)斜長(zhǎng)石：呈自形板狀及長(zhǎng)條狀，自形板狀的斜長(zhǎng)石一般為斑晶，粒度在0.5mm～1.9mm之間，基質(zhì)中的斜長(zhǎng)石為長(zhǎng)條狀，粒度在0.01mm～0.3mm之間，雜亂排列，格架間被集合體不規(guī)則粒狀的綠泥石及榍石充填，其中多數(shù)斜長(zhǎng)石從核心開(kāi)始蝕變?yōu)榫G泥石或榍石，僅具外形輪廓，少數(shù)斜長(zhǎng)石完全蝕變?yōu)榫G泥石，經(jīng)電子探針成分分析，斜長(zhǎng)石主要有鈉、鋁、硅，及少量鉀、鈣，個(gè)別含少量銅。

(5)綠泥石：礦石中主要脈石礦物，化學(xué)分析，其中含銅0.97%，黃綠色，個(gè)別吸附孔雀石呈翠綠色，顯微鱗片狀、放射束狀或花狀，集合體不規(guī)則粒狀或輝石、長(zhǎng)石假象狀；顯微鱗片狀綠泥石主要是輝石及斜長(zhǎng)石蝕變而來(lái)，粒度一般<0.004mm，集合體呈不規(guī)則粒狀，充填在長(zhǎng)條狀斜長(zhǎng)石格架間或長(zhǎng)石核心部分；放射束狀或花狀綠泥石粒度一般在0.005mm～0.1mm之間，主要充填在杏仁體中，與石英、自然銅、榍石、瀝青及赤銅礦等混雜分布，局部膠態(tài)網(wǎng)脈狀分布。電子探針成分分析，部分綠泥石中含2%～4%的銅。

(6)輝石、榍石：經(jīng)電子探針研究，這兩種礦物不含銅，與銅元素的關(guān)系不大。

主要礦物的電子探針成分分析結(jié)果見(jiàn)表5。

表5 主要礦物電子探針成分分析結(jié)果Tab 5.Microprobe Analysis of Main Mineral

5 銅的賦存狀態(tài)及分配率

化學(xué)分析，礦石中銅的含量有1.22%，經(jīng)鏡下觀察，人工重砂分析、電子探針成分分析及X-衍射分析，礦石中銅有兩種賦存狀態(tài)，一種以獨(dú)立礦物的形式賦存在自然銅、赤銅礦、黑銅礦、銅藍(lán)、黝銅礦以及孔雀石中，其中主要以赤銅礦為主，自然銅次要，孔雀石、銅藍(lán)等少量；另一種以類(lèi)質(zhì)同像或吸附狀態(tài)賦存在綠泥石、斜長(zhǎng)石或石英中，詳見(jiàn)銅在各主要礦物中的分配率計(jì)算表6。

表6 銅在各主要礦物中的分配率(%)Tab 6.Cu Distribution in Main Mineral

6 結(jié) 論

(1)永善茂林銅礦礦石類(lèi)型主要是玄武巖蝕變，礦化過(guò)程發(fā)生在玄武巖的蝕變過(guò)程中，因此礦石礦物多呈星散浸染狀和細(xì)脈狀分布。礦石的主要結(jié)構(gòu)是蝕變斑狀(基質(zhì)蝕變間粒)結(jié)構(gòu)、蝕變殘余結(jié)構(gòu)、假象結(jié)構(gòu)，由于石英和斜長(zhǎng)石的存在以及銅礦物細(xì)小的嵌布粒度，在磨礦過(guò)程功耗會(huì)相對(duì)較大。

(2)礦石中主要開(kāi)發(fā)的礦物是的赤銅礦，硬度較小，嵌布粒度在0.003mm～0.6mm之間，嵌布粒度范圍較大，磨礦流程推薦分段磨礦，減少過(guò)粉碎的過(guò)程，礦石中部分自然銅呈枝狀，磨礦過(guò)程中不易與脈石礦物解離，且輕微氧化，向赤銅礦過(guò)渡，從而改變了自然銅表面的物理性質(zhì)，導(dǎo)致了自然銅不能用浮選法大部分回收。礦根據(jù)礦石的性質(zhì)，可以使用酸浸及其他化學(xué)選礦方法，而傳統(tǒng)的重選和浮選則需要較復(fù)雜的流程。

(3)礦石約68%的銅以獨(dú)立礦物的形式賦存在赤銅礦和自然銅中；這部分銅相對(duì)容易回收；約31.8%的銅呈類(lèi)質(zhì)同像的形式或吸附狀態(tài)分布于綠泥石中，這部分銅是很難回收的。

(4)通過(guò)此次賦存狀態(tài)的研究，初步發(fā)現(xiàn)了永善茂林銅礦中銅元素的賦存狀態(tài)，為該銅礦的選冶開(kāi)發(fā)流程提供了基礎(chǔ)理論依據(jù)。