贵州省威宁县潘家山铜矿地质特征与找矿标志研究

罗 强

(贵州省地矿局地球物理地球化学勘测院，贵州 贵阳 550000)

1 研究区概况

1.1 交通位置

威宁县潘家山铜矿区属贵州省威宁县玉龙乡所管辖。距威宁县城平距约60 km，地理坐标：东经103°42′45″～103°45′00″，北纬27°04′00″～27°05′30″，面积约10.12 km2。矿区内有县级公路至威宁县城，交通较为方便。

1.2 自然地理

1.2.1 地形地貌

研究区地处云贵高原中部乌蒙山区，地势切割强烈，高差大，区内最高海拔2 455 m，最低1 390 m，相对高差大于1 000 m，一般在600～800 m，为高中山地区。

在水系上属珠江水系北盘江流域；最低浸蚀基准面位于矿区南西侧的玉龙小河河谷处，海拨标高为1 390 m；矿区范围内冲沟发育。溪流流向由南东向北西，主要为季节性溪沟，水量受大气降雨控制，季节性变化大。区内属亚热带高原湿润季风气候区，四季分明，年平均气温10.5°C，平均降水量1 100～1 500 mm，年日照时数1 805.4 h，年无霜期110天，主要灾害性天气有春寒、夏低温、霜冻、冰雹等。据《中国地震动参数区划图(GB18306-2001)》，该区地震烈度为Ⅶ度，地震动峰值加速度为0.1g。

1.3 地质条件

域地层出露有三叠系下统飞仙关组(T1f)、二叠系上统宣威组(P3x)、二叠系上统峨眉山玄武岩组(P3β)、二叠系中统茅口组(P2m)、二叠系中统梁山组(P2l)、石炭系中统威宁组(C2w)、石炭系下统摆佐组(C2b)、石炭系下统大塘组上司段(C1ds)、旧司段(C1dj)、石炭系下统岩关组(C1y)、泥盆系上统地层(D3)等，受断层破坏，本区缺失二叠系中统栖霞组(P2q)、二叠系下统(P1)及石炭系(C3)上统地层。区域位于扬子准地台黔北台隆六盘水断陷威宁北西向构造变形区内，区内北东向构造较发育。矿区构造为断层和裂隙，断层有北东向F1、F2和F3，近南北向F5、F6，北西向的F4断层，裂隙有北东东向裂隙LX1、LX2。

F1为逆断层，走向北东，倾向南东，倾角45°，上盘地层为泥盆系上统地层(D3)，下盘地层为二叠系上统峨眉山玄武岩组(P3β)。

F2为正断层，走向北东，倾向北西，倾角75°，上盘地层为三叠系下统飞仙关(T1f)、二叠系上统宣威组(P3x)、二叠系上统峨眉山玄武岩组(P3β)，下盘地层为三叠系下统飞仙关(T1f)、二叠系上统峨眉山玄武岩组(P3β)。

F3为性质不明断层，走向北东，北西盘地层三叠系下统飞仙关(T1f)，南东盘地层为二叠系上统峨眉山玄武岩组(P3β)。

F4为正断层，走向北西，倾向北东，倾角76°，上盘地层为三叠系下统飞仙关(T1f)，下盘地层为二叠系上统峨眉山玄武岩组(P3β)、二叠系上统宣威组(P3x)。

F5为逆断层，走向北西，倾向南西，倾角65°，上盘地层为二叠系上统峨眉山玄武岩组(P3β)，二叠系上统宣威组(P3x)，下盘地层为二叠系上统峨眉山玄武岩组(P3β)。

F6为推测的性质不明断层，走向近南北。

区域上有产于二叠系上统峨眉山玄武岩组(P3β)中的透镜体状自然铜、硫化铜、辉铜矿，产于二叠系上统飞仙关组(T1f)中的辉铜矿，产于二叠系上统宣威组(P3x)中的褐铁矿等。见图1。

1.4 水文条件

研究区位于长江流域金沙江水系。区内地表水系较发育，山间小溪呈网状分布，小溪水汇入由北向南流向的玉龙小河，经小河流入牛栏江后进入金沙江，最后汇入长江。区内有泉、井点分布，地下水总体流向由北东往南西流，为研究区的生活、生产用水提供方便。研究区地处云贵高原中部乌蒙山区，地势切割强烈，高差大，最高海拔约2 308 m，最低为玉龙小河河谷处，海拔1 380 m，相对高差918 m，一般在1 500-2 000 m。研究区出露有较大面积的玄武岩，在侵蚀作用下形成中山山地侵蚀地貌。区内冲沟和洼地较发育，一个冲沟或洼地往往成为一个补、径、条件皆完整的水文地质单元。

图1 地质构造图

按含水介质划分地下水类型，则以岩溶水、基岩裂隙水为主，其次为松散层空隙水，分述如下：

1)岩溶水：含水岩组为石炭系下统岩关组(C1y)深灰色灰岩、泥盆系上统(D3)灰色深灰色白云岩，溶蚀裂隙发育，常富集地下水，富水性强。

2)基岩裂隙水：含水岩组为三叠系下统飞仙关(T1f)泥质灰岩、粉砂岩，二叠系上统宣威组(P3x)粉砂质泥岩、砾岩，石炭系下统大塘组旧司段(C1dj)泥灰岩。富水性弱至中等。

3)松散岩类孔隙水：含水岩组主要分布于沟谷平缓低洼地带，为第四系坡积、残积砂、砂碎石，亚砂土混合层，松散层透水性较强，含水性弱，为孔隙水含水层。

4)隔水岩组主要为三叠系下统飞仙关(T1f)页岩，二叠系上统宣威组(P3x)页岩、铝质粘土岩，二叠系上统峨眉山玄武岩组(P3β)墨绿色拉斑玄武岩，深色凝灰质玄武岩，褐色、深灰色杏仁状玄武岩，褐色、灰色角砾玄武岩，凝灰岩。

2 矿床特征

2.1 矿体特征

通过地质研究工作，在矿区西部平硐PD1、PD2、PD3、PD4内见矿，矿区中部浅井QJ3处也发现1个见矿点，其余探矿工程均未见矿或仅见零星矿化。由于本区铜矿(化)层主要产于断层旁侧次级节理(裂隙)及杏仁状玄武岩中，严格受构造、地层和蚀变控制，且铜矿化极不均匀，故仅在矿区西部PD1、PD2、PD3、PD4处圈定出Ⅰ号铜矿体，QJ3处揭露Ⅱ号铜矿体。

该区矿体呈似层状、小透镜体状赋存于峨眉山玄武岩组地层，严格受层间破碎带控制，其产状与地层产状基本一致，Ⅰ号矿体倾向约134°，倾角8°，走向出露长度约160 m，矿体厚度0.7～2.1 m，平均厚度约1.44 m，单件矿石样品位0.5～4.95 %(Cu)，矿体平均品位1.17 %(Cu)，矿体标高1 420～1 428 m；Ⅱ号铜矿体仅为单工程揭露，倾向约135°，倾角8°，矿体平均品位0.54 %(Cu)，矿体标高1 690～1 691 m。

2.2 矿石特征

本区所见铜矿石以硫化矿石为主，化学组分简单，有用组分主要为Cu。矿石中矿石矿物有辉铜矿、蓝铜矿、自然铜、黄铁矿、褐铁矿等；脉石矿物有沸石、方解石、石英、炭、沥青等。矿石具主要为粒状结构，有浸染状、条带状、细脉状等构造。矿石品位0.5 %～4.95 %(Cu)，变化系数较大。与矿(化)有关系的围岩蚀变主要为沸石化、炭化、沥青化、硅化，其次为黄铁矿化、褐铁矿化。

3 成矿规律及找矿标志

研究区位于贵州西部玄武岩发育地区，该地区的玄武岩为著名的西南暗色岩套的重要组成部分。整个玄武岩套按照3个阶段火山活动性分为3个段。第一阶段：强爆发-溢出为主阶段对应玄武岩套第一段(P3em1)角砾岩-块砾级火山碎屑岩；第二阶段：广泛持续宁静溢出阶段对应第二段玄武岩套(P3em2)巨厚-厚层状熔岩；第三阶段弱爆发-弱爆发溢出混合阶段对应第三段玄武岩套(P3em3)主要为细火山碎屑岩或火山碎屑岩于熔岩互层。研究表明峨眉山玄武岩具有较高的分异和同化浑染程度，常常在挥发性组分中发现富集的Cu，Pb，Zn等，是形成铜矿等大型矿富集区有利的地质化学背景。根据矿区已发现矿体的产出特征，初步总结研究区铜矿有以下赋存规律：

1)矿床赋存于二叠系上统峨眉山玄武岩组第四段(P3em4)中，且受次级裂隙影响。

2)矿床受岩性控制明显，为杏仁状玄武岩。矿体与围岩分界较明显，尤其在多种蚀变作用叠加且蚀变强烈的地带铜矿化往往较好，是寻找铜矿或矿化体的直接标志之一。

3)采矿遗迹标志：区内在地表留下了少量的老硐等采矿遗址，其也可作为重要的宏观找矿标志。

4 结 语

研究区内的铜矿主要赋存第三段玄武岩套(P3em3)于细火山碎屑岩或火山碎屑岩于熔岩，且矿床受岩性控制明显，为杏仁状玄武岩。围岩蚀变主要为沸石化、炭化、沥青化、硅化，其次为黄铁矿化、褐铁矿化，是重要的找矿标志。