云南牟定县高家铜矿地质特征及找矿标志

任运华

(云南省有色地质局三〇六队，云南 昆明 650217)

云南省牟定县高家铜矿位于牟定县城115°方向，直距13.2km，地处牟定县江坡镇境内，矿床大地构造单元地处扬子准地台之川滇台缘中的滇中中台陷之南东缘部位。出露地层均为中生代红色地层，有上白垩统马头山组，下统普昌河组，构造以南北向、北西向的构造为主，北东向及东西向构造次之，总的来说矿床内的褶皱比较简单，断层比较发育。

1 矿床地质

矿区出露地层有上白垩统马头山组和下统普昌河组，其中马头山组分为清水河段和郝家河段，铜矿体主要赋存于郝家河段中，现分述如下：

(1)上白垩统马头山组清水河段(K2mc)

第四亚段(K2mc4)：上部为紫色和黄色泥岩互层，下部以紫色泥岩为主夹黄色泥岩，与下伏地层整合接触，厚400m。

第三亚段(K2mc3)：为紫色细砂岩、粉砂岩夹薄层泥岩，砂岩具不等粒结构，与下伏地层整合接触，厚22m。

第二亚段(K2mc2)：为紫红色块状砂质泥岩，下部夹多层细砂岩及黄绿色泥岩透镜体，具水平层理及波痕，局部浅色泥岩中见孔雀石矿化，与下伏地层整合接触，厚145m。

第一亚段(K2mc1)：以紫色中至厚层状，中、细粒，具大型单向斜层理的长石石英或石英长石砂岩为主，上部夹薄层泥岩，底部一般含复矿细砾石。本层在横剖面上向北西方向泥岩夹层增多，厚度变薄，向南东方向泥岩夹层减少，厚度增大，与下伏地层整合接触，厚16m～63m。

(2)上白垩统马头山组郝家河段(K2mx)

第三亚段(K2mx3)：为紫色、灰色粉砂岩与砂质泥岩互层，一般由四层泥岩与三层粉砂岩或细砂岩组成，具线状、微波状水平层理，与下伏地层整合接触，厚14m～71m。

第二亚段(K2mx2)：为矿床第二含矿层，Ⅲ1主矿体即赋存于此亚段中。岩性以紫色、灰色中至厚层状细粒长石石英砂岩为主，夹1～3层薄层泥岩及含同色泥砾的细砂岩，具透镜状层理、水平层理及斜层理。本层以粒度细、分选良好、韵律很不发育、不含复矿砾石为其鉴别标志，与下伏地层整合接触，厚36m～121m。

第一亚段(K2mx1)：为区内主要含矿层，Ⅰ1、Ⅰ11、Ⅰ13等主矿体即赋存于此亚段中。岩性以灰色、紫色厚层状细至中粒长石石英砂岩为主，夹2～6层含复矿砾石的砂岩，均呈不连续的扁豆状产出。底部具1m～5m厚的复矿底砾岩或含砾至砾石质砂岩。砾石成分为泥岩、粉砂岩、灰岩、白云岩、石英、石英

岩、千枚岩、板岩、花岗岩等。本亚段以不完全的正向沉积韵律发育、粒度较粗、分选性不好、含复矿砾石等特征区别于第二亚段，与下伏普昌河组为假整合接触，厚42m～96m。

(3)下白垩统普昌河组(K1p)

上部以黄绿、灰绿、紫色砂质泥岩及泥质粉砂岩为主，夹多层浅色细砂岩及含复矿砾石的细至中粒砂岩；中部为灰绿色、紫色泥岩夹薄层粉砂岩；下部以黄褐色、紫色细粒砂岩为主夹多层复矿砾岩，厚>100m。

图1 高家铜矿地质简图

2 矿体特征

Ⅰ号矿体：为盲矿体，位于F3断层以东，赋存于郝家河下亚段中部中至细粒长石石英砂岩中，局部在含复矿砾石的砂岩中含矿。长960m，宽54～213m、平均141m，厚0.40m～24.32m、平均5. 37m。矿体产状与围岩产状基本一致，走向N45°～68°E，倾向NW，倾角9°～19°，为一缓倾斜之条带状矿体。矿石Cu品位0.36ω%～1.54ω%，平均0.85ω%，Cu金属储量10000多t，为区内最大的矿体。

Ⅱ号矿体：为盲矿体，位于F3断层以西，赋存于郝家河中亚段中下部红层之上的灰色细粒长石石英砂岩中。矿体SW部分宽度较大，埋藏深，均为硫化矿石；NE部分宽度较小，埋藏浅，均为氧化矿石。矿体呈南北向宽，东西方向窄的条带状展布，F3断层下盘矿体走向60°～65°，倾向SW，倾角7°～22°，F3断层上盘矿体走向65°～70°，倾向SE，倾角10°～19°。矿体全长950m，宽45m～415m、平均157m，厚0.44m～8.31m、平均3. 92m，Cu品位0.42ω%～2.86ω%、平均0.84ω%，该矿体Cu金属储量8 000多t，为本区规模第二矿体。

3 矿石质量

3.1 矿石矿物成分

矿石中的金属硫化铜矿物以辉铜矿、斑铜矿、黄铜矿为主，次为铜蓝，其它金属硫化物以黄铁矿为主，次为方铅矿、闪锌矿及微量辉钼矿、锐钛矿等。

金属氧化铜矿物以孔雀石为主，少量的矽孔雀石、蓝铜矿，微量赤铜矿，个别重砂样品中见有自然铜。其它氧化矿物为褐铁矿、赤铁矿、磁铁矿、白钛石等。

铜矿物：铜矿物除有少量的孔雀石，蓝铜矿呈薄膜状产于岩石节理、裂隙表面及自然铜呈树枝状产出之外，其余矿物主要呈它形粒状散点分布于砂粒间，粒度细者常呈浸染状分布于砂岩胶结物中。

其它金属矿物：黄铁矿粒度粗者呈它形粒状，部份呈自形、半自形的立方体、八面体、十二面体散点分布于砂粒间，粒度细者一般呈浸染状分布于砂岩胶结物中；褐铁矿、赤铁矿、白钛石一般呈不规则粒状分布于砂粒间，少数褐铁矿呈立方体、八面体、十二面体产出或呈薄膜状产于岩石节理、裂隙面上。方铅矿、闪锌矿均呈它形粒状分布于砂粒间；辉钼矿呈极细的鳞片状聚集体分布于砂岩胶结物中；锐钛矿呈良好的自形晶粒状产出，主要金属矿物粒度、含量见表1。

表1 主要金属矿物粒度、含量统计表

3.2 脉石矿物

脉石矿物以石英为主，含量42～69%；其次为长石，含量8～31%，以及少量的岩屑。

石英：为主要脉石矿物之一，含量42～69%。磨圆度与粒度有关，粒度细，磨圆度差，粒度愈粗磨圆度愈好。镜下常见部份石英被胶结物呈不同程度的溶蚀交代，使石英颗粒由于重结晶而次生加大。个别颗粒常含磷灰石、榍石、电气石、锆石、金红石、白云母等矿物包裹体。

长石：为主要脉石矿物之一，含量8～31%，以斜长石为主，钾长石次之，大部份呈风化至半风化状态。未风化者部份有被胶结物呈不同程度的溶蚀交代现象，少数颗粒因重结晶而次生加大，个别颗粒具有良好的卡氏双晶。长石磨圆度一般比石英好。

岩屑：作为砾石成份的有石英、石英岩、石英片岩、石英云母片岩、板岩、千枚岩、白云岩、花岗岩等远地来源的变质岩、火成岩砾石；及砂岩、粉砂岩、泥岩、泥灰岩等近地沉积的砾石。小于1mm的砂屑有石英、锆石、电气石、金红石、榍石、磷灰石等重砂矿物及白云母、黑云母、海绿石等。

3.3 矿石结构构造

根据矿物特征可知，矿石主要呈它形不规则粒状结构，不等粒砂状结构，具块状构造。

3.4 矿石化学成分

矿石经光谱分析(表2)和组合分析(表3)表明，该区除铜含量较高外，银、钼含量也比较高，达到伴生矿物工业指标。其它有害组份铅含量0.003ω%～0.57ω%，平均0.06ω%，锌0～0.28ω%，平均0.025ω%，砷0～1.73ω%，平均0.14ω%，氧化镁0.04ω%～2.29ω%，平均0.71ω%，对矿石选冶流程没有影响。

表2 组合分析结果

表3 光谱分析结果(ω%)

4 矿床成因及找矿标志

4.1 矿床成因

对砂岩铜矿的矿床成因众说纷纭，综合本区地质资料，用“古风化壳蚀解叠生成矿论”解释其矿床成因比较恰当，它既解释了含铜砂岩矿床既受层位控制又受浅紫交互界面的特约，造成矿体与围岩整合或准整合式产出的特征；解释了铜质来源能在地史上较短时间内集中供给的问题。至于成岩期后的表生作用，地下水的沉积作用，以及构造作用在区内虽有局部的叠加现象，但作为工业矿体的生成并不起主导作用。

在普昌河层沉积期炎热干旱的环境之下，本区北部的元谋古陆逐渐发育干旱型的风化壳，在各种广泛分布的含铜背景值较高的基～超基性岩、花岗岩、变质火山岩的风化为古风化壳提供了丰富的铜质来源，使古风化壳成了一个铜质的先期富集仓库。

普昌河沉积末期，燕山运动使元谋山地和滇中湖盆的分异更加明显，郝家河层沉积期的气候由普昌河层沉积期的炎热干燥转变为炎热湿润，降雨量多，山区河流发育，元谋山地的古风化壳遭到迅速蚀解，其中丰富的铜质呈悬浮物状态或真溶液、胶体溶液的形式被山区河流搬运至河口的三角洲地带，呈碎屑物质呈高浓度的分散状态沉积下来，形成了郝家河段这一矿源层。

在成岩阶段，随着温度、压力的迅速改变，矿源层的物理化学条件产生了急剧的变化，沉积区的丰富铜质，在地质、物理、化学、生物及有机质等的综合因素作用下，在适宜的环境中形成了现在的工业矿体。

成矿作用明显受水界质的酸碱度、氧化还原电位及矿化浓度的控制。成岩时期，有机质的分散使水界质由氧化逐渐变为还原条件，S2-还原剂的生成使黄铁矿先期生成。成岩晚期，压力与温度升高，岩石中的矿化水发生了迁移，与先期生成的黄铁矿相遇发生交代，依矿化水浓度的差别及地球化学条件的差异，形成了铜、铁硫化物的矿物分带。

必须指出，成岩阶段的构造运动，对成矿作用的控制亦是很明显的，区域构造的发展对滇中砂岩铜矿的沉积建造，岩相古地理有着明显的控制作用。沉积时的有利古地形是长期构造运动的产物，这种半封闭或封闭的环境无疑是成岩阶段矿化水成矿的有利环境。

4.2 找矿标志

(1)层位：砂岩铜矿明显受地层层位控制，因此对已知含矿层进行追索对比，是找矿的明显标志。

(2)浅紫交互带：在已知含矿层中，找寻浅紫交互是寻找含铜砂岩矿床最有效的标志。砂岩铜矿都产于含矿层内紫色岩石与浅色岩石空间上交替的地带的浅色岩石中，浅紫交互区带的变化、形式复杂程度与矿化的强度、规模、形态直接相关。因此，浅紫交互带的存在是找矿的前提，而浅紫交互带的变化及稳定性的研究分析是矿床评价勘探过程中指导工程部署、搞清矿体产状、形态、规模的直接标志。

(3)古地理环境：矿床赋矿部位及矿床中主要矿体的赋存部位与沉积地形的低凹部份有很大关系，因此在寻找含矿层及浅紫交互带的基础上，运用含矿层的厚度对比，分析封闭至半封闭低凹地形的存在部位，可以指导找矿工程的布置；随着工程的进展，在矿床范围内进一步分析次级的低凹部位，作为寻找主矿体的对象。

(4)矿物的分带性：砂岩铜矿床中，原生矿物具明显的分带性，在找矿评价工作中，掌握分带的变化规律，对矿体赋存部位进行预测，以提高找矿勘探工作的效果，具有重要的实际意义。

(5)构造标志：目前尚未掌握某一具体的构造形态对砂岩铜矿的生成特别有利，但区域构造的发展控制了沉积建造及岩相古地理，进而控制了含铜砂岩矿床的分布规律，对区域构造及其发展的深入研究将有助于指明找矿方向及区域。滇中湖盆次级隆起的边缘洼地，如：背斜的倾伏部位、大的沉积间断面、构造较为发育的地区仍不失为今后找矿中的一种间接标志。

参 考 文 献

[1]西南冶金地质勘查公司三〇九队. 云南省牟定县格依乍铜矿床地质勘探报告书 [R].1979.

[2]张可清、熊鹏飞. 滇中砂岩铜矿成矿作用和成矿模式 [J].地球科学，1995(2).

[3]陈根文等. 楚雄盆地砂岩铜矿成矿机理研究[J].中国科学，2000(12).