都龙铜曼矿段矿体形态、矿石质量变化特征及局部地段矿体富化控制因素研究

杨涛

（云南华联锌铟股份有限公司，云南 文山 663700）

1 矿体形态变化规律研究

结合矿区以往地质资料及现场出露矿体跟踪核实，铜曼矿段矿体走向近南北，倾向西，倾角10°～40°，局部倾角可达60°，并以10°～15°的侧伏角自北而南侧伏。矿体沿层产出，部分矿体与含矿层有一定交角，在平面图上呈南北向展布，剖面上呈多层出现，显示叠瓦状排列特征。矿体产状随含矿层同步褶曲，沿走向和倾向均具波状起伏。矿段东部的矿体产状平缓，部分矿体倾角趋近水平；西部的矿体倾角稍陡，一般倾角10°～40°，深部矿体局部倾角可达60°。矿体外形不太规则，具分枝复合，膨胀收缩等变化。大矿体一般为似层状，小矿体多呈透镜状、扁豆体、囊状。厚大矿体中有夹石存在，往往有大理岩、片岩残留体，其形态很不规则，呈扁豆状或囊状。

矿体形态是指矿体在空间的产出样式和形状，研究矿体形态变化规律，首先需要确定矿体形态定量指标。通过查阅以往地质资料及现场跟踪统计，铜曼矿区矿体主要以似层状及透镜状形态产出，在确定矿体形态后，研究矿体的厚度变化大小则能掌握矿体的形态变化情况，因此把矿体厚度变化系数（Vm）作为矿体形态的定量指标作为研究对象。Vm又称厚度“变异系数”，它是指矿体厚度一批观测值m1，m2，…，mn的标准差（Sm又称均方差）与这批数据的算术平均厚度值（M—）之比值，通常以百分数表示：

按照确定矿体形态定量指标，对铜曼矿区370 个矿体进行厚度变化系数统计计算，对矿体形态的复杂程度进行分级，得出：矿体形态变化很小的矿体个数占比总矿体个数的4.05%；矿体形态变化中等的矿体个数占比总矿体个数的11.35%；矿体形态变化很大的矿体个数占比总矿体个数的47.57%；矿体形态变化极大的矿体个数占比总矿体个数的37.03%，如表1 所示。

表1 铜曼矿段矿体形态变化程度统计简

从表1 可以看出：矿区的10 个主矿体（规模较大的矿体），厚度变化系数均在5%～30%之间，也就是说，主矿体的矿体形态变化程度是很小的；矿区的298 个小型矿体中仅有5 个矿体属于矿体形态变化较小的矿体；矿区142 个矿体属于形态变化中等至极大范围，而此类矿体均属于次要矿体及小型矿体。故总结得出：铜曼矿段的矿体形态变化程度与矿体规模大小在一定程度上呈负相关关系，即矿体规模越大，矿体形态变化程度越小，矿体规模越小，矿体形态变化程度越大。

2 矿石质量变化规律研究

在矿山矿石开采过程中，掌握矿区矿石质量变化规律，对矿山生产短、中、长期生产规划具有重要意义，同时掌握矿区矿石质量特征，也强化了地质技术指导生产。

研究矿石质量变化规律，首先要研究矿石的矿石质量特征，一般是研究矿石的物质组成、矿石结构、矿石构造、金属矿物的嵌布特征、矿物的生产顺序、矿石的化学成分、主要有益及有害成分。结合了矿山生产实际需求，挑选了矿石的化学成分（这里主要指矿石品位）特征作为重点研究对象，研究其在矿区内的空间分布特征。

2.1 在垂直标高上的变化特征

为进一步分析出各区域品位分布情况，现将矿区均分为三个区域，区块Ⅰ、区块Ⅱ、区块Ⅲ。区块Ⅰ范围为矿区东部区域，X 坐标为453512～453961，锌、锡位无明显变化趋势，平均品位锌0.19%、锡0.14%；铜呈上升趋势，最高品位铜1.15%，峰值区域分布于1290～1350m 标高区域。区块Ⅱ范围为矿区中部区域，X 坐标为453027～453512。从高到低（1350～390m 标高），锌品位呈上升趋势，最高品位锌3.24%，峰值区域分布于990～1050m 标高区域；锡、铜位无明显变化趋势，平均品位锡0.28%、铜0.14%。区块Ⅲ范围为矿区西部区域，X 坐标为452480～453027。高程从高到低（1350～330m 标高），锌品位呈心率曲线变化趋势，忽高忽低，最高品位锌4.94%，峰值区域分布于690～750m 标高区域；锡、铜品位无明显变化趋势，平均品位锡0.09%、铜0.19%（图1）。

图1 铜曼矿段品位分布情况区域划分及各标高品位趋势

综上所述，铜街、曼家寨矿区锡、锌、铜元素品位分布呈现出南北向排列分布，锡、锌元素主要集中赋存与矿区中部F1断层下盘区域，赋存标高为900～1050m 区间；铜元素主要集中分布于矿区东帮区域，赋存标高为800～1000m 区间。

2.2 沿矿区南北向上的变化特征

通过3Dmine 体报告显示，13 号矿体平均品位，锌品位3.31%，锡品位0.47%，铜品位0.13%。其中，铜品位分布较均匀，锡品位延125-3 线呈增长趋势，125-57 线锡品位相对于55-3 线锡品位低，高品位锡主要集中在55 线7 线之间，锌品位呈现增长趋势，峰值集中在73-11 线，最高锌品位4.61，为41-43 块段之间。

通过3Dmine 块体报告显示，1 号矿体平均品位，锌品位2.75%，锡品位0.33%，铜品位0.13%。其中，铜锡、品位分布较均匀，锌品呈心率曲线变化趋势，忽高忽低，峰值集中在131-129线，最高锡品位3.81，为41-43 块段之间，其中123-109 线之间，锌品位相对较低，小于2.0%（图2）。

图2 铜曼矿段13 号矿体、1 号矿体块段品位趋势

综上所述，铜街、曼家寨矿区主矿体，13 号矿体延南北走向南矿体锡、锌品位均呈现增长趋势，61 线以南矿体锡、锌品位相对较高，铜品位相对稳定。1 号矿体锡、铜分布相对稳定，锌品位整体波动较大，其中矿体109-123 线锌品位相对较低，高品位锌主要集中在矿体北部131-125 线之间。

3 局部地段矿体富化的控制因素研究

通过查阅以往地质资料及现场资料收集，铜曼矿区地层成矿背景值较高，其新寨岩组有着矿源层的特点，铜街—曼家寨矿区的形成是花岗岩、构造和地层等多种因素耦合的结果，燕山晚期老君山花岗岩及其热液作用是成矿的关键因素，构造体系是成矿元素卸载的主要空间，新寨岩组（Pt3x、∈1x）地层为成矿元素的富集提供了有利的物理—化学环境。

矿体富化，顾名思义就是矿体中矿物元素较为集中，即矿体品位较高。研究局部地段矿体富化的控制因素，首先需要找出矿体的富化特征。接下来就可以通过分析矿区矿石主元素（Zn、Sn、Cu）的分带特征及矿石品位与地层、围岩、构造、花岗岩的关系，对矿体富化的控制因素进行总结。

3.1 元素分带情况

成矿元素在含矿层内的分配和富集显示垂直特点，由隐伏花岗岩顶部至新寨岩组（Pt3x）顶部，元素分带由中高温→中低温分布，自下而上为：W、Sn→Sn、Zn、Cu→Zn、Cu、Pb→Zn、Pb、Ag；Cu均具有多期次成矿特征，常穿插在各矿体中，且与隐伏花岗岩、花岗斑岩关系密切，往往距隐伏花岗岩体、花岗斑岩体一定距离Cu 较为富集。即：新寨岩组上段（Pt3x2）中上部具Zn、Pb、Ag 矿化，下部富集Zn、Cu、Pb 工业矿体；新寨岩组下段（Pt3x1）上部富集Zn、Cu、Pb 工业矿体，中下部富集Sn、Zn、Cu 富厚工业矿体；隐伏花岗岩体顶部硅化壳富集W、Sn 矿体。矿区内以Zn 元素为主的矿体矿石量占比最大，以SnZn 元素为主的矿体次之，含钨矿体占比最小。

成矿元素在含矿层内的分配和富集显示水平特点，自采场西帮至东部，元素（矿种）分带主要为：Zn、Cu→Zn、ZnCu→Sn、SnZn→Sn、Cu；即：采场的最西帮富集Zn、Cu 工业矿体，中部主要富集中Zn、Sn 工业矿体，采场西帮主要富集Sn、Cu 工业矿体。W矿主要富集在采场的西北帮及采场东邦，Sn 与W 矿富及的空间与大致相同，均位于采场西帮，SnZn 矿位于采场中部及东邦的过渡带。

3.2 矿石品位与围岩关系研究

铜曼矿段属岩浆热液-矽卡岩型矿床，是多期次、多阶段成矿的产物，不同成矿阶段伴随有不同种类的围岩蚀变，因此在矿体富集中过程中，矿体的品位在一定程度上受到围岩的影响。通过查阅以往地质资料及现场资料收集发现，针对采场中部及西帮以Zn、SnZn 为主的矿体，当矿体上下盘的一盘或者两盘为大理岩时，此时的矿石品位往往较矿体围岩为片岩高，由于矿区大理岩主要分布于矿区中部Fm断裂带内，故矿区的高品位矿石也更多集中于此。同时在生产开采过程中发现，脉状矿体品位往往较厚大矿体品位高，同时脉状矿体也主要以充填的方式富集在大理岩裂隙中。

3.3 矿石品位与构造的关系研究

研究矿区矿石品位与构造的关系，主要是研究矿区矿石品位与构造发育程度的关系，研究高矿石品位主要受矿区那几条断裂控制等。铜曼矿区南北向断层（断裂）主要分布有F0断层、F1断裂、铜街—南当厂断裂破碎蚀变矿化带Fm（包含Fm-1、Fm-2、Fm-3、Fm-4、Fm-5等）、F2断层、F3断层、F5断层。该类南北向断层（断裂）破碎带角砾多呈次棱角-半磨圆状，断裂东盘表现出揉皱，岩层倾角局部变陡，反应出该南北向断层（断裂）性质以压性为主。通过选取矿区矿石Zn 品位大于5%、Zn 品位大于10%及Zn 品位大于15%的矿体，并做出不同品级矿石分布与矿区构造的平面图（图3）来研究两者关系。

图3 铜曼矿段Zn、SnZn 矿体品位变化与构造关系

通过研究发现：铜曼矿段矿体的富化受到构造控制，随着矿石品位的升高，高品位矿石也在向矿区中部构造较为发育的地段汇集；矿区构造发育地段不一定有矿体分布或高品位矿体分布，但高品质矿体绝大多是分布于构造较为发育的地段；矿区东邦局部地段构造较为发育，但该区域矿体富化并不明显。因此，铜曼矿段矿体的富化一定程度受到构造及构造发育程度影响，主要在矿区西帮及中部集中表现。

3.4 矿石品位与花岗岩的距离关系研究

花岗岩体的控矿作用主要包括：①提供热能。②提供成矿流体。③提供成矿金属。花岗岩以大量热能加热地下水，促进地下热水循环，使矿源层中的成矿元素活化转移，参与成矿。同时，对区域变质时期形成的简单矽卡岩进行改造，形成复杂矽卡岩。岩浆热液汲取了岩浆及地层中大量成矿物质，沿不同岩性界面、切割较深的纵向导矿断裂等有利地质部位运移，与有利岩性简单矽卡岩发生置换交代。随着成矿环境的不断变更，成矿溶液不断释放、温度、压力、酸碱度、氧逸度、硫逸度的变化，挥发组分不断减少，由碱性溶液转入中至弱碱性，溶液内部稳定性下降，成矿元素卸载富集形成矽卡岩型锌锡多金属矿床。铜街、曼家寨矿段隐伏花岗岩脊状隆起的空间位置，与主矿体赋存空间平面投影位置基本重合，均呈南北向条形展布，是岩体控矿的有力佐证。

矿区隐伏花岗岩脊状隆起上方是矿体赋存的主要位置，那么形成的矿体矿石品位是否于花岗岩的距离有关？通过选取矿区13 号、24 号主矿体，统计13 号矿体沿矿体走向上矿体底部花岗岩顶板的不同距离时，对应的Sn、Zn 矿石品位，并对比矿体品位与花岗岩垂直距离（表2）。通过对照研究，发现矿体品位与花岗岩的距离无明显规律关系。

表2 13、24 号矿体品位与花岗顶板岩垂直距离

4 结语

都龙矿区地质条件较为复杂，在对矿区矿体形态、矿石质量变化规律的分析研究时，主要从矿体的总体形态特征、矿体的厚度变化系数、矿体规模、矿体品位的空间分布特征等方面进行研究分析，通过研究发现：矿体形态变化程度与矿体规模大小在一定程度上呈负相关关系，矿区西帮及中部标高900～1050m 区间是锌锡元素的主要赋存位置；铜元素主要集中分布于矿区东帮区域，赋存标高为800～1000m 区间。在实际生产过程中，往往会发现都龙矿区局部地段矿体品位较高，通过现场实际数据收集及理论研究发现：矿体的富化主要受到矿体的矿体分布区域、围岩类别、构造发育程度及花岗岩分布的共同影响。