云南东川天生堂铜矿地质特征及成因

林迎洁，徐 强，林芝奎，赵海俊，程增涛

（1.江苏省有色金属华东地质勘查局，江苏 南京 210007；2.云南金山矿业有限公司，云南 昆明 654100）

天生堂铜矿床隶属于云南省东川区铜多金属矿集区播卡矿田，区域上位于康滇地轴中段东川块状隆起区；区内构造环境隶属扬子古大陆边缘裂谷－昆阳裂谷带（鞠昌荣，2013），矿区东侧的超壳断裂即甘洛-小江断裂南北延伸总长度达800公里，并具有形成较早、长期活动特点；矿区内次级皱褶、断裂极其发育。播卡矿田主要出露中元古界中昆阳群因民组、落雪组、黑山组及青龙山组地层。地层提供成矿物质，后期构造、岩浆活动为本区含矿热液的迁移、沉淀、富集提供了理想场所和热源，最终形成丰富的铜等矿产资源（陈刚等，2014）。

1 矿区地质特征

1.1 地层

矿区出露的地层主要为中元古界中昆阳群黑山组下段（Pt2kn2h1）（下伏含矿层位因民组、落雪组在矿区范围内地表未出露）。黑山组厚度大于559m，岩性主要为含炭质板岩、泥质板岩，组内发育含角砾白云岩、泥砂质白云岩。与区域内上覆黑山组中段整合接触，主要特征如下：

（1）含炭质板岩、泥质板岩：出露于矿区中部至北东部。颜色呈黑色-灰色，变余泥晶结构或隐晶质结构，板状构造。主要成分为泥质，含少量炭质。岩层总体向西南倾斜，倾角多在70°～80°之间。

（2）含角砾白云岩：自矿区南东至北西方向带状分布，出露长约800m，厚度约150m。岩性为含角砾白云岩，该套岩层穿插于板岩中，整体岩层走向为南东-北西向，倾向南西，倾角约50°。该层位为本区重要含矿部位。

（3）泥砂质白云岩：分布于矿区东北部，出露长度约800m，厚度约300m。岩性为泥砂质白云岩，岩层总体向南西倾斜，倾角变化为40°～65°。

1.2 构造

1.2.1 褶皱构造

矿区内及临近区域发育2个褶皱构造，西北侧为火麻箐倒向斜，东南侧为天生堂倒转背斜。其中青龙山组（测区外）地层为向斜的核部，黑山组地层分布于向斜的东翼、背斜的西翼。褶皱轴面近直立，总体向东南侧伏，其东西两翼倾角在70°～88°之间。

1.2.2 断裂构造

矿区内有对矿体影响较大断裂是东西走向的F1和北东向的F2及北西走向的断裂破碎带F3，其主要特征如下。

F1：整体呈东西走向，局部为北东至南西向，穿越整个矿区，为矿区规模较大的断裂，在矿区延伸长度约800m，宽度约1m～5m不等，断层充填物主要为断层泥，矿区地层均被错动，错动位移约20m，该断层性质为一右行平移断层，倾向南东，倾角70°～85°，在断层面上可见明显的擦痕和断层泥。F1在矿区内属破矿断裂。

F2：位于矿区南西部，整体呈北东至南西，延伸200m～250m，倾向Se，倾角75°～85°。矿区东南部角砾岩与板岩被该断层错动，错动位移约50m ,该断层为一左行平移断层。

F3：北西走向的断裂破碎带，与地层走向斜切。该破碎带近地表陡倾、倾向南西；深部转折向北东东倾，倾角介于60°～70°之间，为矿区内容矿构造。深部由于暂未施工探矿工程，向下具体延伸特征未知。

1.3 岩浆岩

区内岩浆岩主要有黑云钠长岩、钠长岩，多数以小岩体产出，规模较小，在白云岩及板岩中均有发育。

2 矿床地质特征

2.1 矿体特征

天生堂矿区铜矿体规模较小，主要赋存于中昆阳群黑山组下段含角砾白云岩中（图1），共圈定12条矿体，其中6条工业矿体（M1～M6），6条低品位矿体（M7～M9、M1′、M4′、M5′）。其中M1及M1′矿体为天生堂矿区主矿体，其他矿体均为小型矿体。铜矿体整体呈似层状、脉状发育于黑山组下段的含角砾白云岩中，走向北西向，倾向南西向。下面以M1矿体为例简述之（图2）。

图1 天生堂地质简图

图2 天生堂铜矿区典型剖面图

M1矿体：产出于黑山组下段的含角砾白云岩中，呈似层状、薄板状、透镜状产出，矿体走向总体近NW，倾角介于50°～65°。矿体在地表走向延伸大约82m，矿体厚度变化范围为1m～29.6m，厚度变化系数为81.05%，矿体平均厚度约2.63m，夹石平均厚度约2.2m。铜矿石品位变化范围0.2%～6.2%，平均品位0.79%，品位变化系数110.31%，属于较均匀型。

但因深部断裂明显增多，对矿体走向和倾向延伸影响逐渐加大，矿体在深部分布情况尚不明确，还需工程进一步揭露。

2.2 矿石类型

根据矿石的工业选矿性能，本区矿石类型可划分为氧化矿和原生矿。划分标准原则上一般采用氧化率，即氧化率（%）≥30%为氧化矿石，10%～30%为混合矿，＜10%为原生矿石。

矿石工业类型主要为斑铜矿-黄铜矿-黄铁矿型、孔雀石-黄铜矿-斑铜矿型。

2.3 围岩蚀变

矿区围岩蚀变较为广泛，主要包括硅化、碳酸盐化、大理岩化、绿帘石化、绿泥石化以及青灰色白云岩因热变质烘烤发生褪色现象。

3 矿床成因及找矿标志

3.1 矿床成因

天生堂铜矿体主要产于北西向破碎带，北西向破碎带是铜矿体的导矿、容矿构造。赋矿岩石为含角砾白云岩，被同类岩粉和金属硫化物胶结。综合角砾岩角砾成分、结构构造、胶结类型、矿化蚀变以及围岩岩性等信息分析，初步认为该矿床为变质叠加热液交代型矿床。初始矿源层为黑山组第一岩性段或其下伏含矿层，晋宁运动晚期发生构造-岩浆活动，基性侵入岩（钠长岩）体多分布在铜矿带附近，根据康滇地区此类铜矿产出特征，推断本区侵位时期多旋回性，基性岩浆热液参与了脉矿的成矿作用。围岩中发生大致顺层破裂而形成角砾岩带，类似于滇中昆阳群铜矿的一个重要类型-刺穿体控矿矿床，推测形成于挤压体制，时限为晋宁期（李志伟等，2002），即所谓的“再生矿床”；由于岩浆的侵入，富铜的流体交代黑山组或其下伏含矿层的初始矿源层角砾，这类含角砾矿体与区域内矿体产出特征相似，往往产在“火成岩体边缘”。岩浆侵入不仅带来成矿物质，而且提供矿质迁徙的矿化剂与热力和构造动力，促使水溶液对流并萃取含矿物质和有利层位的成矿组份，然后沿构造通道到达黑山组含角砾白云岩内层间破碎带或断裂破碎带中。同期或后期再经热液的进一步交代与叠加，使矿石铜品位变富，最终成为铜的工业矿体。

3.2 找矿标志

（1）赋矿围岩标志：该矿床赋矿围岩主要为含角砾白云岩（局部呈肉红色），角砾和白云岩中均可见铜矿化，尤其是在天生堂民采老硐内见到的紫红色含角砾白云岩中矿体品位较高，因此，孔雀石化的含角砾白云岩在该区成为找矿最重要的标志之一。

（2）岩浆岩标志：根据坑探工程揭露，矿体附近均可见钠长岩体发育，且距岩体较接近位置矿体品位相对较富，钠长岩体与矿（化）体之间的关系属于“不在其中，不离其踪”，因此钠长岩体可作为本区找矿的一个重要标志。

（3）构造标志：区内发育天生堂倒转背斜，背斜的轴部及倾伏端、背斜的纵断层或顺层破碎带等次级构造均是矿脉产出的有利部位，因此北西走向破碎蚀变带也是一个重要的找矿标志。

（4）围岩蚀变标志：靠近矿体的围岩蚀变较强，主要有黄铁矿化、黄铜矿化（局部斑铜矿化较强）、硅化、钠长石化、碳酸岩化及绿泥石化等，因此本区蚀变种类齐全并且蚀变强列的部位，可作为有利的蚀变找矿标志。

4 结论

（1）依据东川铜矿志及东川铜矿区区域地层矿化特征，认为天生堂铜矿区初始矿源层形成于黑山组第一岩性段或其下伏含矿层，晋宁运动晚期在矿区发生基性岩浆沿北西走向构造裂隙侵入，使围岩发生破碎而形成含角砾白云岩，同时富铜的流体交代或萃取黑山组或下伏含矿层的初始矿源层中的矿质，同时还提供热力和构造动力，然后沿构造通道到达黑山组破碎带内成矿。后期再经更晚期次的构造和热液的进一步交代与叠加，使矿层增富，成为铜的工业矿体。初步认为该矿床为变质叠加热液交代型矿床。

（2）根据康滇地轴“剌穿体”控矿与成矿特征，推断此类矿体形态复杂，一般沿走向延伸不大，仅数十米，但矿体厚度大，沿轴向延深大；大量“剌穿体”控矿统计规律认为，此类构造成矿的特征为走向延长:倾向延深之比值=1：4或1：15（李志伟等，2002），结合天生堂勘查随着深度的增加铜矿体在品位、延长、厚度上出现递增的趋势，预测深部具有较好的找矿前景。