云南省宁蒗县蝉战河铜矿地质特征及成因

陶世旭 张彦峰 张杰 潘杰

摘 要：蝉战河铜矿区位于“三江成矿带”东侧。区内褶皱发育，矿体主要赋存在北西向万马场向斜核部三叠系青天堡组浅色砂岩中。文章通过对矿区地质特征、矿化体特征及矿石特征分析，探讨了蝉战河铜矿的矿床成因。

关键词：宁蒗；铜矿；地质特征；成因

一、区域地质

本区处于巨型“三江成矿带”东侧，濒临青藏高原腹地。出露地层由老到新依次有：震旦系上统灯影组，寒武系下统沧浪铺组，奥陶系中统巧家组，志留系中统稗子田组，志留系上统中槽组，泥盆系上-中统缩头山组，泥盆系上-中统烂泥箐组，泥盆系上-中统干沟组，石炭系尖山营组，二叠系下统阳新组，二叠系上统峨眉山玄武岩，三叠系下统青天堡组，三叠系中统北衙组，三叠系上统中窝组，三叠系上统松桂组，三叠系上统白土田组。

青藏高原强烈隆升的喜山期造山运动，强烈波及本区，以致区内构造作用及岩浆活动均有强烈表现。区域构造以褶皱为主，叠加南北向和北北西向断裂。主要褶皱构造有万桃向斜、万马场向斜，主要的断裂有北北西向F1和F2断裂，还有近南北向F3、F4、F5和F6断裂，这几个断裂在区域上为控矿构造。

晚古生代以来，本区经历两次强烈的构造运动，并伴随两次明显的岩浆活动，形成两期侵入岩，一是华力西期基性火山岩——峨眉山玄武岩，局部厚度达2000m以上，具多期喷发特征；二是喜马拉亚期中酸性侵入岩，主要为二长斑岩、正长斑岩和煌斑岩脉。

二、矿区地质特征

矿区出露地层主要为上古生界二叠系，中生界三叠系，新生界第四系。二叠系上统为峨眉山玄武岩，主要出露在矿区的北部和东部。划分为两个岩性段：下段为紫红、紫灰、蓝灰、灰绿、褐黄色等杂色玄武质岩屑凝灰岩，主要由高岭石、岩屑、铁泥质组成。上段为褐黄、灰绿色杏仁状、气孔状凝灰质玄武岩，有少量拉斑玄武岩，夹3—4层玄武质火山角砾岩及紫红色、灰绿色薄层状凝灰岩透镜体，杏仁成份主要为凝灰质、铁锰质矿物及石英，见较多凝灰质岩屑，拉斑玄武岩中斑晶主要为钾长石、拉长石，节理裂隙发育，常具硅化、褐铁矿化、绿泥石化，局部见星点状、细脉浸染状黄铁矿。三叠系下统青天堡组地层主要分布在矿区的西南部，是区内的主要赋矿层位，岩性主要为紫红色、灰褐色、灰色和灰绿色中细粒砂岩、细粒砂岩、粉砂岩、泥质砂岩、页岩和砂质泥岩，其中浅色岩系灰白色、灰绿色中细粒砂岩为找矿的最有利层位。第四系分布范围较广，在矿区大部分范围可见，主要为粉砂质亚砂土和砂质粘土及残积、坡积物组成。

矿區构造以褶皱为主，主要构造为轴向北西的万马场向斜。向斜核部地层为三叠系青天堡组紫红色和灰绿色泥质粉砂岩、砂岩，两翼为二叠系上统峨眉山玄武岩，轴向为北西向。北东翼地层倾向230～60°，倾角15～25°；南西翼地层倾向10～70°，倾角16～25°。断裂构造不发育，仅在矿区东部边界见一条断层F1，为断层面向北东倾斜的逆掩断层，见断层角砾岩，次级斜歪褶曲发育。

矿区岩浆岩以华力西期基性喷出熔岩为主，岩性为玄武岩，厚度达2000m以上，在矿区大面积出露，为二叠系上统峨眉山玄武岩，具多期喷发特征。另外，局部可见到少量的碱性煌斑岩岩脉和少量基性辉绿岩出露。

主要围岩蚀变有硅化、碳酸盐化、绿泥石化、绿帘石化等，蚀变多沿层间构造带分布。

三、矿化体特征

通过对该区勘查工作，发现工作区内铜矿类型有四种：砂岩型铜矿、构造裂隙型铜矿、玄武岩型铜矿和石英脉型铜矿。

（一）矿化体特征。本次以砂岩型铜矿作为主要对象，共圈定砂岩型铜矿体2个，分别编号KT1和KT2。从整体上看，矿体主要赋存在灰绿、淡灰色含植物化石粗粒砂岩、细砂岩和页岩层位中，在空间展布上，矿体形态有分枝、尖灭再现等现象，矿体底板岩性为紫红色、灰白色中薄层状泥质砂岩、粉砂岩，顶板岩性为灰白色中粗粒砂岩。矿体倾角较平缓，呈薄层状、似层状或透镜状，矿体厚度0.36～4.00m，单工程平均品位0.22～13.52%。厚度不稳定，矿石品位变化较大，矿体内部结构简单；见极少量夹石，达到剔除要求。其中KT1露头位于万马场村庄东北部350m，在灰绿、淡灰色含植物化石细砂岩和砂页岩层位中，沿走向上控制矿体长度870m，倾向上控制矿体延伸370m。矿体呈似层状沿层产出，倾向190°，倾角10～16°。铜品位0.81～13.52%，平均品位7.06%，品位变化系数106.53%，属于有用组分分布较均匀类型；矿体铅垂厚度0.60～1.23m，平均铅垂厚度0.83m，矿体平均真厚度0.77m，厚度变化系数31.11%，属稳定型。KT2露头位于万马场村庄西南部500m，在灰绿含植物化石砂岩、砂页岩层位中，沿走向上控制矿体长度1800m。矿体呈似层状产出，倾向55～210°，倾角14～18°。矿体铅垂厚度0.51～3.35m，平均铅垂厚度1.67m，平均真厚度1.23m，厚度变化系数58.88%，属稳定型；铜品位0.22～4.76%，平均品位1.01%，品位变化系数109.15%，属有用组分分布较均匀型。

矿体顶、底板围岩主要有为紫红色砂质泥岩、泥质砂岩和中细粒砂岩。岩石松软，稳固性相对较差。

（二）矿石特征。矿石结构主要有两种：

1.砂质结构：原生铜矿物与砂岩中的砂屑及胶结物同时沉积形成。

2.充填结构：自然铜、黄铜矿、辉铜矿等充填在石英裂隙中。

矿石构造以块状构造为主，也可见少量的浸染状构造，细脉状构造，层状构造。

砂岩型铜矿石：主要碎屑成分是石英（50%）、长石（35%），次要碎屑成分为岩屑（10%），含铜矿物（5%）。胶结物为硅质和碳酸盐。

矿石中金属矿物主要为孔雀石、自然铜、黄铜矿，少量的辉铜矿；脉石矿物主要为长石、石英，其次是方解石。

四、成因

蝉战河铜矿在区域上位于沉积凹陷盆地中，为矿体的形成提供了容矿环境。

经野外地质调查以及浅表工程揭露表明，区内沉积型铜矿床矿体产出具有以下规律：含铜矿层受特定的地层层位控制，层位稳定，呈层状、似层状产于陆内湖盆邊缘地带的三叠系下统青天堡组灰绿色、灰白色的浅色砂岩地层中，距下伏峨眉山玄武岩相对较近的部位。

矿体主要分布在含钙质砂岩中，钙质砂岩由于其孔隙度和渗透性较好，对矿液的运移和沉淀、富集有重要影响。另外钙质砂岩的顶底有泥岩，泥岩具有良好额定隔挡功能，对矿液的富集起了较大作用。矿体的分布与钙质砂岩的展布方向基本一致。该岩性为重要的控矿因素。

砂岩型铜矿床在表生条件下，铜一般呈CuSO4溶液从风化壳中被搬运出去，当其汇聚到盆地中的还原环境中时，铜易发生沉淀和集中，由这种方式沉淀的矿质多与砂、泥质物伴生，成岩后为含铜砂岩型铜矿床。

总之，华力西期峨眉山玄武岩的大规模喷发，是铜矿物富集的前提和保障；后期的造山运动为铜矿床的形成提供了有利的地形条件，当含铜的硫酸盐溶液被搬运至适宜的地区聚集并沉淀下来，而形成矿床或含矿层位。后经喜山期的岩浆活动影响，使砂岩中的铜矿进一步富集，形成铜矿体。

五、矿床形成机制

（一）古构造、古地理环境对矿床形成的制约作用。遥感图像解译和野外大比例尺填图查明，区内沉积型铜矿的形成明显受到峨眉山玄武岩喷溢形成的古地理和古构造环境的控制。晚二叠世峨眉山玄武岩的喷发形成了起伏不平的古地形，之后的风化剥蚀、搬运和沉积作用使得火山凹地形成湖泊沼泽环境，此环境中接受了源自峨眉山玄武岩的含铜细碎屑沉积物，形成下三叠统青天堡组含铜沉积岩系，构成沉积型铜矿的重要物质基础。沉积过程中，来自于峨眉山玄武岩组火山高地的含铜沉积物随着沉积环境的变化发生了明显的分异，使深处淤泥和浅部含粉砂泥质沉积物中的铜含量有明显的差异，并导致其成矿差异。

（二）成矿过程。初步研究表明，沉积成岩成矿过程的热动力条件可能与峨眉山玄武岩喷溢期后的火山热泉活动有关，区内沉积型铜矿的形成过程可能从沉积成岩阶段一直延续到成岩期后，具有同生沉积+后生热液改造富集的特征。

参考文献

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