云南永平厂街弥勒山铜钴矿矿床地质特征、矿床成因及找矿标志

2015-02-23何志芳张烨雷阳艾

地球 2015年10期

关键词：毒砂弥勒黄铜矿

■何志芳张烨雷阳艾

（云南省有色地质局三一〇队云南大理 671000）

云南永平厂街弥勒山铜钴矿矿床地质特征、矿床成因及找矿标志

■何志芳张烨雷阳艾

（云南省有色地质局三一〇队云南大理 671000）

厂街铜钴矿床赋存于侏罗系地层中下部，为浅源热液铜钴矿床。文章详细研究了铜钴矿床地质特征，较系统的分析了矿体特征、矿石质量特征，从而总结了矿区矿床成因、找矿标志等，为区域地质找矿提供依据。

铜钴矿床地质特征矿床成因找矿标志云南永平

1 区域地质概况

矿区位于滇藏地槽二级构造单元澜沧江变质带与兰坪思茅凹陷带的过度带上，成矿与北西向构造有密切关系，矿化富集与北东向构造有关。区内出露地层有三迭系、侏罗系、第三系及第四系，其中以侏罗系分布最广，也是区域重要的含矿层位；地质构造复杂，主要构造运动发生于燕山期，使侏罗系及其以前地层产生强烈褶皱和断裂，形成以北北西向为主的构造线；岩浆活动不强烈，仅见零星的基性岩脉和煌斑岩脉(见图1)。

图1 永平厂街弥勒山铜钴矿区域地质及构造纲要简图

2 矿床地质特征

2.1 矿区地质概况

矿区地层简单，均属侏罗系（Jn），按岩性不同共分五层：第一层（Jn1）为暗红色、紫红色砂质泥岩、泥岩夹砂岩；第二层（Jn2）为灰绿色、灰色薄层至中厚层状泥岩，砂质泥岩，钙质泥岩，间夹泥灰岩，细粒长石石英砂岩透镜体，下部多见紫色夹层，上部以钙质泥岩为主，含碗足类、腹足类化石，厚80—280M。第三层（Jn3）为紫色、紫红色砂质泥岩，泥岩夹薄层粉砂岩，细砂岩。底部见小规模水下冲刷痕迹及小型斜层理。由于构造破碎、蚀变、矿化强烈是弥勒山矿段的主要含矿围岩。厚约300M。第四层为灰黑色、灰绿色、紫红色、灰白色粉砂岩、砂质泥岩、砂质泥岩、钙质泥岩夹粉砂岩、

细砂岩透镜体、中粒长石石英砂岩，普遍见黄铁矿结核、褐铁矿细脉；第五段（Jn5）为紫红色细至中粒长石石英砂岩，砂质泥岩，是象山—狮山矿段赋矿围岩。

矿区处于咱咧—厂街—北热水塘向斜南西翼。褶皱简单，主要为倾向北东的单斜层。但断裂发育，区域性的F 9、F111断层通过全区，根据F9与F111断层的切割情况，大致可分三部份：F9断层以东，基本保持原单斜构造形态。F9与F111断层之间，形成地堑式构造，地层产状较陡，倾向一致，亦属单斜构造，又称象山—狮山单斜层。F111断层以西Jn2—Jn3地层的泥质岩石多受塑性变形、并经断层切割，形成残缺不全的波状起伏，通称弥勒山挠曲。(见图2)。

矿区褶皱主要有和尚山扇形背斜、象鼻子向斜、象山—狮山单斜、弥勒山挠曲。

断裂分为北西组和北东组，其中前者对成矿有密切关系，厂街矿区大多数矿体直接充填于该组断裂之中，如F111断层为区域性断层，从弥勒山山脚通过，使Jn2与Jn4-3地层、或Jn3与Jn5-1地层直接接触，推测断距达2000M以上，经弥勒山1号大坑揭露，断层走向北30°—40°西，倾向北东，倾角60°—72°，属正断层。其破碎带宽约50M，有较强的蚀变，并见有砷黝铜矿细昧沿裂隙充填，但未发现工业矿体。弥勒山铜矿体就赋有于该断裂下盘的次级断裂或层间破碎带中。F9断层为区域性断裂，从矿区东部通过。使Jn3与Jn5-2直接接触，断距在2000M以上。断层走向北35°西，倾向南西，倾角70°，其破碎带宽约40M。钻孔中见强烈的黄铁矿化和弱铜矿化。象山—狮山矿段各矿体即赋存于该

断裂亡盘之次级断裂中。F138断层：为F 9派生的次级断裂，走向北70°西，倾向南西，倾角70°，延长800一l000M，与F9相交成“入”字型构造，锐角指向南东。破碎带宽度20M左右，根据破碎程度可分：（1）糜棱岩带：沿断层面分布，一般宽0.5—2M，为黑色，灰黑色的断层泥，含少量角砾，砾径0.2Cm左右，角砾一般呈欢园状。（2）角砾岩带：紧接糜棱岩带向外，宽度2—4M，角砾为砂岩，砾径0.5—3cm。（3）构造破碎带：角砾岩带之外，破碎程度比前两者为差，但原岩构造已遭破坏，宽度一般10M左右，最宽可达20M，破碎岩块度10—20Cm，愈向外块度愈大。（4）弱破碎带：基本保持原岩构造，一般宽20—50M。以上各带中裂隙及破碎岩石已被紧密胶结与充填，胶结物一般为铁质、泥砂质。充填物有菱铁矿、砷黝铜矿、石英、重晶石、黄铁矿，黄铜矿等，呈粗脉、网脉、细脉。在弱破碎带中有时见镜铁矿。F138断层形成的同时产生了与之呈“入”字形相交的次级断裂，根据其锐角指向，断层上盘应向南东下移，故属压扭性正断层，F138断层破碎带是良好的容矿场所，赋存有象山—狮山矿段主要矿体。F44逆断层：分布于弥勒山北部，为隐伏断层，走向北北西，倾向北东，顷角30°—50°，由于断层的影响，在2 8线及1线见Jn2地层超复Jn3地层之上。其破碎带宽10—20M，深部钻孔见有V44、V53、V47等矿体充填于本断裂或与之平行产出的次级断裂中。F60断层：分布于弥勒山北部，断层走向北西，倾向南西，倾角30°—40°，沿断裂见宽度20—30M的蚀变带向深部随破碎带变窄，蚀变亦趋减弱，矿化可达中等，V60矿体赋存于其中。后者即北东组断裂为成矿后断裂，但亦见蚀变现象，如F101正断层，西起马面阱，经天宝洞，厂街至象山—狮山以东延出图外。断层走向北东东，倾向南西，倾角东陡西缓，弥勒山1号大坑所见为72°-85°，而西部天宝洞山T1301坑为52°，山T55坑又变至38°，在天宅硐于断层两侧见Jn1-4地层与Jn1-6，或Jn2地层直接接触，显示出上盘下降的正断层性质，断距约100M，在弥勒山沿断裂带见蚀变及矿化现象。

矿区内火成岩极少见，零星出现云斜煌斑岩岩脉。

2.2 矿体地质特征

矿区矿段分为象山—狮山矿段和弥勒山矿段两部分。

（1）象山—狮山矿段位于弥勒山以东，含矿岩性为Jn5中厚层石英砂岩，矿体受F138及F139组成的“入”字型构造形式控制，主干断裂F138走向N76°W，倾向SW，倾角70°，分支断裂F139走向N62°W，倾向NE，倾角 50-70°，含矿节理以平行主干断裂组最为发育，在F138断裂面上，有一层厚0.6米的黑色泥含砷黝铜矿较富，平均品位铜2.41%，钴0.051%，与其旁侧的网脉状，致密块状矿石一起组成富矿层，逐渐为侵染之细脉及细点状贫矿。所以，就含矿情况来说，由断层面向外可分为，黑色泥—角砾带—侵染带—退色带。

图2 永平厂街弥勒山铜钴矿矿区地质及构造纲要简图

（2）弥勒山矿段位于矿区西部，F111断层之西。矿（化）体赋存于Jn3、Jn2地层中，含矿岩石为砂质泥岩，钙质泥岩、粉砂岩。计有矿体50多个，其中5个矿体规模较大。按其规模分为三类：①主要矿体铜储量在万吨以上，仅有V11矿体。②中等矿体铜储量在500吨至数千吨，有V44、V58、V60、V63号矿体，呈透镜状，脉状，延长100～180m，宽40～60m，厚度1～5m，平均厚度3m左右。③小矿体铜储量在500吨以下共有近30个矿体，呈扁豆状、串珠状，囊状，一般延长40～80m，宽20～50m，厚1～3m，单一矿体，价值不大，仅在开采l、2类矿体时才有工业价值。其中V11号矿体是弥勒山矿段主要矿体，占有铜储量的69%、钴储量的66%，该矿体特征如下：

弥勒山V11矿体：位于F101断层以南，为一盲矿体，通过钻孔揭露，矿体产于Jn3地层砂质泥岩中，严格受F11号破碎带控制，其展布方向与破碎带方向一致，矿体走向北55°西，产状各段略有不同,在32勘探线以北，西部微向北东倾,东部微向南西倾,呈一凹形，倾角0°～30°，到32号线，矿体产状近水平，由此往南，倾角由缓变陡，到36线以南，矿体倾角变陡达50°,从产状变化看，显示出V11号矿体向南18°西方向倾伏，倾伏角50°。产出标高一般在1650m，最高点1696m，最低点1560m。矿体长560m，宽300m，厚度一般2～5m，最厚达36 m，最薄仅0.66m，平均厚度5.54m，矿体北段，由于构造复杂，为多组构造复合部位，矿体厚大，其厚度变化亦大，变化系数为104。而30号线以南，成矿构造较简单，矿体形态亦简单，厚度变化较小，变化系数为95。由于南北两段厚度相差显著，使整个矿体厚度变化系数达127。最高品位Cu:11.76%；Co:0.796%，一般品位Cu:l～2%；Co：0.05～0.08%。平均品位Cu:1.37%；Co：0.08%，品位一般较稳定，其变化与厚度变化方向相反，即北厚而较贫，南薄而较富，品位V11矿体中心等高线图变化系数铜为80，钴98。钴矿在32线以南较富，品位多在0.l%以上；矿石均为硫化矿，金属矿物以砷黝铜矿、黄铜矿、黄铁矿、含钴黄铁矿为主；其次为钴黄铁矿、毒砂、含钴毒砂、铁硫砷钴矿、辉砷镍钴矿，辉钴矿等。脉石矿物有石英、伊利石、菱铁矿、铁白云石、白云石、方解石等。矿石中矿物呈致密块状、脉状、网脉状、浸染状、疏松粉状产出。围岩蚀变有退色、硅化、菱铁矿化、黄铁矿化。

2.3 矿石质量特征

2.3.1 矿物种类及特征

该矿床的矿物成份，经光、薄片鉴定，电子探针，单矿物分析查实，金属矿物有：砷黝铜矿、黄铜矿、黄铁矿、白铁矿、含钴黄铁矿、毒砂、含钴毒砂、钴黄铁矿，钴毒砂、铁硫砷钴矿、辉砷镍钴矿、辉钴矿等。脉石矿物有石英、白云石、菱铁矿、铁白云石、长石、绢云母等。次生矿物有孔雀石、铜兰、臭葱石、褐铁矿。其主要矿物基本特征分述如下：

2.3.1.1 砷黝铜矿

在矿石中的平均含量为l.42%，肉眼鉴定为黑色，反射色灰微带蓝。单体粒度0.01～1.5mm不等，小于0.053mm的占76%，呈它形粒状或集合体产出者生成稍早，亦有少量细脉状生成较晚，磨光性好，绝对硬度值H：350～360kg/mm2。常与黄铜矿、黄铁矿成连生体，部份包有毒砂，经常见交代早成矿物的现象。单矿物分析含钴为0.032～0.068%(由包裹的细小钴矿物引起)。

2.3.1.2 黄铜矿

在矿石中的平均百分含量为0.64%，反射色为明显的黄色，多呈它形粒状产出，亦见脉状。单体粒度0.008～0.6mm不等，小于0.053mm的占71.5%、弱非均质性，绝对硬度值H：206kg/mm2。常包裹交代早成矿物毒砂，黄铁矿等。电子探针分析含钴为0.0026～0.0236%(由包裹细小含钴矿物所引起)。

2.3.1.3 含钴黄铁矿(包括一般黄铁矿)

两种黄铁矿肉眼不易区分，只是二者的含钴量不同。电子探针分析结果，黄铁矿含钴0.022～0.24%，含钴黄铁矿含钴为0.57～0.99%，二者均呈它形粒状，单体粒度0.01～0.5mm不等。以0.053mm为主，占86%。绝对硬度值H：1100kg/mm2。多与砷黝铜矿，黄铜矿及其它钴矿物呈连生体，并被它们溶蚀交代。

2.3.1.4 白铁矿

在矿石中微量，粒度小于0.053mm。呈细条状，产于含钴黄铁矿中；电子探针分析含钴为0.13%。

2.3.1.5 毒砂

呈自形晶产出，切面多为菱形。粒度较细，但均匀。小于0.053mm的占97%以上。电子探针分析含钴为0.16～1.35%。单矿物分析含钴为0.27～2.16%。多与黄铁矿连生。常被砷黝铜矿、黄铜矿包裹交代。

2.3.1.6 含钴毒砂

除含钴量比毒砂高外，其它特征与毒砂同。电子探针分析结果，含钴5.5～7.98%。

2.3.1.7 钴黄铁矿

以晶形及结构等明显区别于黄铁矿及含钴黄铁矿，其晶形为良好自形晶，切面呈五角十二面体，高倍镜下具明显的环带结构，环带由发玫瑰色条纹(辉钴矿)及黄白色条带(黄铁矿)相间组成，边缘常有辉砷镍钴矿环绕，形成周边结构，电子探针分析结果，含钴量大于2.6～2.94%，单矿物分析含钴1.88%，含镍0～0.07%。X射线粉晶分析线谱为2.69(10)、2.42(10)、2.20(5)、1.92(5)、1.64(8)、1.008(4)、0.990 (3)、1.034(8)个别晶体呈浸染状产出。

2.3.1.8 钴毒砂

晶形、粒度与毒砂相同，明显区别在于钴毒砂，具有标准的环带结构，其环带由玫瑰色(辉钴矿)，白色(毒砂)、白发浅兰(铁硫砷钴矿)的条带相间组成，常靠近黄铜矿呈密集集合体产出，少数为散点。X射线粉晶分析线谱为2.68(10)、2.42(10)、1.82(8)、l.34(2)。

2.3.1.9 铁硫砷钴矿

晶形良好的与钴毒砂特征类似，仅反射色略发浅兰，而产于黄铁矿中的铁硫砷钴矿，呈不规则状，具明显的浅兰色调及弱的玫瑰色调。电子探针分析含钴为18.22%，含镍0.03%。

2.3.1.10 辉砷镍钴矿

磨光性好，反射色白色(微带玫瑰色)。主要环绕自形程度较高的五角十二面体钴黄铁矿周边生成，形成周边结构。电子探针分析含钴22.32%，镍11.17%，铁7.01%，硫砷含量与一般毒砂相近,而钴镍含量变化较大。

2.3.1.11 辉钴矿

有两种形态，与含钴黄铁矿连生的呈细小粒状和条状。而自形晶者多交代钴毒砂，钴黄铁矿，并保持被交代矿物的晶形。粒度小于0.053mm，具明显的玫瑰色与其它矿物易区别。电子探针分析结果：钴24.79～31.63%，砷42.48%，硫24.41%，镍0～0.53%，铁1.98%，X射线粉晶分析线谱为2.79(10)、2.52(10)、2.30(5)、1.70(8)、1.072(3)。

2.3.2 矿石类型

根据矿石的矿物成份和结构构造，可分为以下几种类型：

（1）松散粉状黄铁矿、黄铜矿，砷黝铜矿矿石，出现在构造破碎带中，是一种伴随断层泥产出的原生矿石。为灰黑色至黑色，呈疏松粉末，分布于绝大多数大、中，小矿体中。金属矿物有黄铁矿(包括含钴黄铁矿，钴黄铁矿，以下同)，黄铜矿，砷黝铜矿。脉石矿物为黑色泥质粘土，破碎状菱铁矿、石英、方解石。为主要类型，占本矿床90%以上。

（2）致密块状黄铁矿、黄铜矿、砷黝铜矿矿石：为灰黑色、黄灰色、致密块状。主要金属矿物有黄铁矿、黄铜矿、砷黝铜矿、少量毒砂（包括钴毒砂），脉石矿物有菱铁矿、铁白云石、石英。

（3）细脉状、网脉状、黄铁矿、黄铜矿、砷黝铜矿、石英、菱铁矿矿石：此类矿石的颜色视砷黝铜矿的含量而定，一般为黄灰色，呈细密块状。此类矿石一般生成较晚，经温度测定，成矿温度比其它类型的相同矿物低约100℃左右。

（4）浸染状黄铁矿、砷黝铜矿矿石：分布不广，占的比例很小。

2.3.3 矿石结构构造

2.3.3.1 矿石构造

（1）致密块状构造：黄铁矿，黄铜矿呈集合体组成，其中有少量石英，菱铁矿等呈不规则状分布。（2）网脉状构造：砷黝铜矿、黄铜矿、钴毒砂，呈细脉，网脉充填于岩石破碎裂隙间，或者是石英，菱铁矿脉互相切穿形成网脉状构造。（3）浸染状构造：黄铁矿、砷黝铜矿、黄铜矿及含钴矿物颗粒呈星点状分布于脉石矿物和围岩中。（4）角砾状构造：金属矿物和脉石矿物受挤压成角砾状，后被褐铁矿，泥质等胶结而成。

2.3.3.2 矿石结构

（1）自形晶结构：含钴黄铁矿，钴黄铁矿呈良好的五角十二面体，钴毒砂呈菱形及柱状晶体，辉钴矿呈菱形及板状晶体。

（2）半自形晶结构：发育不全的黄铁矿、毒砂、呈半自形晶产出。

（3）交代结构：砷黝铜矿，黄铜矿交代含钴毒砂，辉钴矿使之成为破片状，破叶状。

（4）交代残余结构：砷黝铜矿，黄铜矿交代黄铁矿，使之呈交代残余结构。

（5）溶蚀结构：砷黝铜矿溶蚀黄铁矿，二者呈连生体，连生边为锯齿状。

（6）环带结构：自形晶之五角十二面体的钴黄铁矿、具明显的环带结构，环带由辉钴矿、铁硫砷钴矿，黄铁矿相间组成。钴毒砂亦有类似现象。

（7）周边结构：辉砷镍钴矿，沿具有环带结构的五角十二面体钴黄铁矿边缘生长。

（8）压碎结构：早期形成的钴黄铁矿，含钴黄铁矿被挤压碎裂而成。

3 矿床成因及找矿标志

3.1 成矿控制因素

永平铜钴矿床的成矿控制因素中起主导作用的是构造控矿,从区域上来看,矿化点和矿体主要分布F9、F101大断裂带附近的次级构造中，另外矿体都赋存于一定的标高,如象狮子山矿段矿体的分布标高不超1400m～1610m的标高范围内，而弥勒山矿段的矿体主要分布于1560m～1700m之间。

3.1.1 构造控制作用

矿体严格受北北西～北西向构造控制，一般构造破碎带越发育，对成矿越有利

3.1.1.1 断裂构造

矿体主要赋存于大断裂带的次级构造中。大断裂是矿液运移的通道，次级断裂是成矿的场所。如F9断层是“通道”可普遍同见到矿液通过之痕迹，如矿化、蚀变等。F138断层是成矿场所，形成了象山—狮山矿段的V3矿体，当几组断裂和破碎带交织时，可以形成较富厚矿体，如弥勒山矿段V44，矿体在CK220最富厚是由F44断层与东部层间破碎带在该处相交。又如V11矿体在2～30线富厚是由于若干破碎带交织的结果。

3.1.1.2 褶皱构造

次级褶皱强烈，往往产生较大规模的层间破碎带和层间滑动，亦可形成较大矿体。如弥勒山的V11矿体。

3.1.2 岩性的控制作用

从整个永平矿带来看矿化无岩性选择，已知矿化点中矿化围岩是多种多样的有泥岩，粉砂岩、细砂岩、泥灰岩等。但是由于岩石的机械性影响着构造的发育程度间接地对矿化有一定影响。如断裂构造通过脆性岩石时易破碎对成矿有利。在褶皱构造发育时塑性岩石易产生剥离破碎亦可形成较大的破碎带。

3.2 关于矿床成因问题

现根据矿床的地质特点和矿化特征归纳以下几点：

（1）矿体严格受构造控制，矿化点沿区域性大断裂成带分布。矿体直接充填于构造破碎带之中。呈脉状、透镜状，扁豆状，似层状。

（2）矿体赋存于破碎带中，围岩蚀变强烈地段有退色、硅化、黄铁矿化、菱铁矿化等。

（3）金属矿物组合有砷黝铜矿、黄铜矿、黄铁矿，含钴黄铁矿、钴黄铁矿，毒砂、含钴毒砂、钴毒砂，辉钴矿、辉砷镍钴矿，以及少量的方铅矿、闪锌矿，辉锑矿，辰砂等。脉石矿物有石英，菱铁矿、重晶石等。

（4）矿石的物质成份，除铜外，钴普遍含量较高，可以达到工业品位。

（5）矿物的生成温度150°C～370°C。

（6）区内除见零星之煌斑岩类火成岩脉外,未见较大之火成岩体。