云南维西大宝山铜多金属矿床地质特征与成矿期次分析

黄威虎，曾凡祥，巩 鑫，付桥林，勾明明，娄经双，罗勇军

(1.贵州省有色金属和核工业地质勘查局地质矿产勘查院，贵州 贵阳 550005；2.贵州省油气勘查开发工程研究院，贵州 贵阳 550004)

1 前言

西南“三江”成矿带是我国重要的有色金属及贵金属成矿带之一，据统计成矿带内铜、银、锑、锌等四种金属资源储量均占全国资源储量的20%以上(杨钻云 等，2010；邓军 等，2012；高兰 等，2016；毕献武 等，2019)，成矿带内金、铜、银、铅、锌等多金属矿床类型以斑岩型、浅成低温热液型及矽卡岩型为主(王治华 等，2012；石洪召 等，2018；高歌 等，2019；边晓龙 等，2020)。维西大宝山铜金属矿床即位于该成矿带中，自矿床被发现以来，前人对其做出了大量的基础地质及研究工作，初步查明了矿床地质特征、矿体特征及规模、矿石种类及矿石储量等(成连华 等，2006；苏之良 等，2004，2006；巩鑫 等，2017，2019)。前人通过对矿石中铂族元素(PGE)、微量元素及稀土元素地球化学研究，认为成矿物质主要来源于含矿热液；通过矿石中S同位素追踪，基本查明了成矿流体特征及物质来源(赵宇浩 等，2013)。

通过前人对大宝山铜多金属矿床大量的基础地质及研究工作，分析认为矿体严格受构造裂隙控制，不同矿段及同一矿段内不同矿体具有不同的矿石组合。如望香台矿段矿体深部为辉铜矿、白云石(铁白云石)类型，浅部为孔雀石、蓝铜矿、辉铜矿、褐铁矿、石英类型；滑石板矿段矿体深部为黄铜矿、黄铁矿、石英类型，浅部为辉铜矿、白云石(铁白云石)类型，表明矿体的形成具有不同的成矿期次及成矿阶段。本文预通过对矿体特征、岩矿石组合特征、岩矿石岩相学特征进行系统分析研究，划分成矿期次及成矿阶段，进而反演矿床成矿机制，为研究矿床提供理论基础。

2 区域地质背景

维西大宝山铜多金属矿床大地构造位于青藏高原东南缘、上扬子地块西缘之三江成矿带内昌都-兰坪-思茅微地块中部，东与中咱-中甸微地块、金沙江-哀牢山结合带相毗邻(潘桂堂 等，2009；高兰 等，2016；毕献武 等，2019)(图1a)。

图1 维西大宝山铜多金属矿床大地构造位置图(a)(据潘桂堂 等，2009改编)及区域地质简图；(b)(据巩鑫 等，2020)Fig.1 Geotectonic location map(a)(modified from Pan Guitang et al.，2009) and Regional geological map；(b)(modified from Gong Xin et al.，2020) of the Dabaoshan Copper-polymetallic Deposit in Weixi1—第四系；2—新近系；3—白垩系下统景星组；4—侏罗系上统坝注路组；5—侏罗系中统花开左组；6—三叠系上统三合洞组；7—三叠系上统攀天阁组；8—三叠系上统崔依比组；9—中元古界-古元古界；10—逆断层；11—正断层；12—平移断层；13—整合地质界线；14—不整合地质界线；15—河流

矿床区域构造极为发育，以断裂构造为主，褶皱构造不甚发育。断裂构造大致呈NW-SE、近SN向延伸，多延伸数公里至数百公里，以区域性逆断裂为主；多数断裂大致呈平行展布，其构造具有北端收紧、南部发散特征。区域地层以古元古界-中元古界、三叠系、侏罗系、白垩系、新近系及第四系地层为主，地层走向与构造线方向近似一致。其中古元古界-中元古界雪龙山组地层以云母石英片岩、绢云母石英片岩、二云母片岩、石英片岩及二云二长片麻岩等变质岩为主；三叠系地层以板岩、变余粉砂岩及少许大理岩等为主；侏罗系地层以砂岩、石英砂岩、泥质粉砂岩及泥岩为主；白垩系地层以粉砂岩、砂岩、石英砂岩及泥砾岩为主；第四系以残坡积堆积物为主(图1b)。区域内岩浆岩整体上不甚发育，仅存在少量闪长岩体以岩株、岩脉出露(巩鑫 等，2019)。

3 矿区地质

3.1 构造

大宝山铜多金属矿区位于昌都-兰坪-思茅微地块内，整体上褶皱构造不甚发育，受区域性望香台大断裂影响，断裂构造较为发育。

矿区内出露望香台向斜及炉房沟向斜。望香台向斜出露于矿床东南部望香台附近，其规模相对较小，轴向大致呈NE向延伸，延伸约500 m，两翼地层相对较平缓，均为中梁子岩组绢云母石英片岩、石英片岩等。炉房沟向斜出露于矿区西南侧，其轴向大致呈SN、SSN延伸，延伸约550 m，两翼地层相对较为平缓，东翼为中梁子岩组绢云母石英片岩，西翼为中梁子岩组绢云母石英片岩及大宝山岩组二云母二长片麻岩(图2)。

区域性大断裂-望香台断裂横穿矿区，受该大断裂影响，区内次级断裂较为发育，规模大小不等，多呈NE、NNE向及近SN向延伸，延伸规模数十米至数百米不等，其性质多为正断层(图2)。F2、F4、F5为望香台断裂的次级断裂，规模相对较大，大致呈平行展布，局部断层露头见有棱角状至次棱角状角砾。F7、F8、F9、F10、F11为成矿构造，形成矿体严格受其控制(图2)。望香台断裂及次级断裂为含矿热液的流动提供了通道，而成矿构造为含矿热液的赋存提供了良好的条件。

图2 维西大宝山铜多金属矿床地质简图及矿体分布图Fig.2 Geological sketch and ore body distribution of the Dabaoshan copper-polymetallic deposit in Weixi1—第四系；2—下元古界大宝山组；3—下元古界中梁子岩组；4—下元古界阿马普组；5—闪长岩体；6—破碎带；7—正断层及编号；8—推测断层；9—含矿断层及编号；10—推测含矿断层；11—向斜；12—地层产状；13—勘探线及编号

3.2 地层

区内出露的地层较为单一，以下元古界雪龙山变质岩系(MP)及第四系(Q)为主。依据岩性组合及岩石变质特征将下元古界雪龙山变质岩系划分为下元古界阿马普岩组(Pt1a)、下元古界中梁子岩组(Pt1z)、 下元古界大宝山岩组(Pt1d)。下元古界阿马普岩组以浅灰色、灰色含长石绢云母石英片岩、石英片岩为主，其主要分布于矿床东部，厚度较大；下元古界中梁子岩组以灰色、深灰色绢云母石英片岩、斜长二云石英片岩、石英片岩等为主，为主要赋矿层位，厚度大；下元古界大宝山岩组分布于北部，岩性以浅灰色眼球状二云二长片麻岩、黑云母二长片麻岩及绢云母二长片麻岩为主，厚度相对较大。第四系(Q)冲积物主要分布于坡度较缓的山坡、沟谷及河谷中，岩性多为片岩、片麻岩转石及浮土为主(图2)。

3.3 岩浆岩

区内岩浆岩出露面积较小，且规模相对小，仅在望香台向斜西翼出露少许斜长角闪片岩岩体，岩体呈岩株、岩脉状产出，岩体展布方向与断裂构造线方向近似一致(图2)。

4 矿体及矿石特征

4.1 矿体特征

大宝山铜多金属矿床内矿体均受断裂构造控制。依据矿体产出位置将其划分为望香台矿段、滑石板矿段、青龙山矿段及二溪沟矿段，其中以望香台矿段及滑石板矿段为主(图2)。

图3 维西大宝山铜多金属矿床65号勘探线剖面Fig.3 No.65 Prospecting line profile of the Dabaoshan copper-polymetallic deposit in Weixi1—第四系；2—下元古界中梁子岩组；3—下元古界阿马普组；4—浮土；5—绢云母石英片岩；6—斜长角闪片岩；7—角闪石英片岩；8—绿帘石角闪片岩；9—斜长角闪石英片岩；10—二云片岩；11—二云石英片岩；12—破碎带；13—矿体及编号；14—产状

图4 维西大宝山铜多金属矿床53号勘探线剖面Fig.4 No.53 Prospecting line profile of the Dabaoshan copper-polymetallic deposit in Weixi1—第四系；2—下元古界中梁子岩组；3—浮土；4—闪长岩；5—斜长角闪片岩；6—石英角闪片岩；7—绿帘石角闪片岩；8—斜长角闪石英片岩；9—二云片岩；10—二云石英片岩；11—二云石英片岩；12—破碎带；13—矿体及编号；14—矿化体；15—产状

4.2 矿石特征

矿石矿物以含铜矿物为主，主要为黄铜矿、辉铜矿、孔雀石、蓝铜矿、铜蓝、斑铜矿等，伴生有褐铁矿及辉银矿等(巩鑫 等，2020)。其中黄铜矿、辉铜矿、铜蓝及斑铜矿主要分布于矿体中深部，浅部受后期次生氧化富集作用多为孔雀石及蓝铜矿。依据矿石矿物组合特征将其划分为黄铜矿+黄铁矿+石英、辉铜矿+白云石(铁白云石)、辉铜矿(铜蓝)+孔雀石+白云石、孔雀石+蓝铜矿+辉铜矿+褐铁矿+石英等组合。

黄铜矿+黄铁矿+石英：该组合主要分布于滑石板矿段中浅部。黄铜矿呈黄铜黄色，多呈粒状、团块状、脉状等产出。粒状黄铜矿颗粒大小不等，少许晶形较好；脉状黄铜矿呈细脉状分布于石英间。黄铁矿多呈粒状产出，少许棱角明显，脉石矿物多以团块状石英为主(图5a)。镜下黄铜矿呈团块、浸染状分布，局部可见晚期黄铜矿包裹早期黄铁矿、早期黄铁矿被侵蚀等现象(图5b，c)。

图5 维西大宝山铜多金属矿床矿石特征Fig.5 Ore characteristics of the Dabaoshan copper-polymetallic deposit in Weixia—粒状黄铜矿、石英；b—单偏光镜下黄铜矿、黄铁矿及石英；c—单偏光镜下黄铜矿、黄铁矿、石英及方解石；d—辉铜矿、白云石及石英，见少许褐铁矿化；e—正交偏光镜下辉铜矿及伴生硫砷铜银矿；f—正交偏光镜下辉铜矿、蓝铜矿及石英；g—孔雀石、蓝铜矿及辉铜矿等；h—正交偏光镜下辉铜矿、脉状孔雀石及石英；i—正交偏光镜下脉状孔雀石、辉铜矿及石英Az—蓝铜矿；Cal—方解石；Ccp—黄铜矿；Cha—辉铜矿；Dol—白云石；Lim—褐铁矿 Mal—孔雀石；Qtz—石英；Pe—硫砷铜银矿

辉铜矿+白云石(铁白云石)：该矿石组合主要分布于滑石板矿段、望香台矿段中深部，为矿床主要矿石类型。辉铜矿多呈团块状、粉末状及脉状产出，少许中部矿石中可见有孔雀石等氧化矿物(图5d)；脉石矿物以白云石、石英等为主。镜下辉铜矿呈团块状、溶蚀状，局部见有少许硫砷银矿、雄黄、雌黄等伴生矿物(图5e，f)。

孔雀石+蓝铜矿+辉铜矿+褐铁矿+石英：为望香台矿段主要矿石类型，主要分布于矿体浅部，为辉铜矿次生富集及氧化作用产物。孔雀石呈片状、团块状、脉状及块状产出，多与蓝铜矿及辉铜矿共生，局部因差异性溶蚀形成溶蚀孔洞(图5g)。脉石矿物多以石英、白云石等为主，石英以团块状、颗粒状产出。镜下孔雀石与辉铜矿共生，少许孔雀石以细脉状穿插辉铜矿及石英(图5h，i)。镜下石英呈团块状，可见有蚀变边现象(图5h)。

5 成矿期次划分

依据大宝山铜多金属矿床矿体特征、矿石矿物组合特征及岩矿石镜下矿相学特征，将大宝山铜多金属矿床划分为岩浆期(Ⅰ)、浅成热液成矿期(Ⅱ)及表生期(Ⅲ)三个成矿期次，黄铁矿阶段、黄铜矿阶段(Ⅱ-1)、辉铜矿阶段(Ⅱ-2)、硫化矿混合阶段(Ⅱ-3)及氧化矿阶段五个成矿阶段(图6)。

图6 维西大宝山铜多金属矿床成矿期次及阶段划分Fig.6 Metallogenic stage and its division of the Dabaoshan copper-polymetallic deposit in Weixi

Ⅰ-岩浆期：为成矿早期阶段。成矿早期深部高温、高压、高粘度岩浆随着温度、压力等外部条件的变化，成矿物质结晶而形成自形程度较好的粒状、块状黄铁矿颗粒；脉石矿物以粒状石英等为主，此过程中蚀变以硅化为主(图6)。

Ⅱ-热液期：为主要成矿期。依据矿石组合特征及镜下特征又可将其划分为三个成矿阶段。

Ⅱ-1黄铜矿阶段：为成矿期的前期阶段。含矿高温、高压热液沿构造裂隙上涌，在相对深部随着温度、压力的变化形成黄铜矿、及少量黄铁矿等，矿物以半自形-自形晶为主，少许为团块状，脉石矿物以白云石、铁白云石及石英等为主。蚀变以硅化及绢云母化为主(图6)。

Ⅱ-2辉铜矿阶段：为主要成矿阶段。含矿热液沿断裂构造上移过程中，随着温度、压力的降低，形成了团块状、脉状及粉末状辉铜矿，同时形成辉银矿、硫砷铜银矿、雄黄及雌黄等伴生矿物，多以包含及被包含关系；脉石矿物以白云石、铁白云石等为主，呈块状、团块状产出。蚀变以碳酸盐化及青磐岩化为主(图6)。

Ⅱ-3硫化矿混合阶段：为主要成矿阶段。含矿热液在上移过程中，随着温度的继续降低，成矿流体中铜、银等以辉铜矿、斑铜矿、铜蓝、辉银矿、硫砷银矿等形式产出，矿石多以块状、浸染状及薄膜状为主；脉石矿物以白云石及石英等为主。蚀变以青磐岩化及碳酸岩化为主(图6)。

Ⅲ-表生期：为成矿后期，主要以辉铜矿的次生富集及氧化作用为主。辉铜矿及其伴生的辉银矿等在后期氧化作用中，形成了薄膜状、团块状及脉状孔雀石、蓝铜矿及褐铁矿等矿物，其多与原生辉铜矿相伴生，局部因差异性风化剥蚀而形成溶蚀孔洞。蚀变以孔雀石化、褐铁矿化为主(图6)。

6 成矿机制

云南维西大宝山铜多金属矿床为一典型的以铜为主的浅成热液多金属矿床(苏之良 等，2006；赵宇浩 等，2013；巩鑫 等，2019，2020)，依据前人对矿石中S同位素及赋矿围岩中Cu等元素含量分析认为，成矿元素Cu、Ag等来自于深部岩浆热液及成矿流体对地层的萃取等，具有多种来源等特征(赵宇浩 等，2013；巩鑫 等，2020)。赵宇浩等通过对矿石中铂族元素(PGE)、微量及稀土元素进行地球化学特征研究，认为成矿元素来自于深部岩浆。

矿体特征、矿石组合类型、矿石组构及矿化蚀变特征是热液成矿作用过程及矿床类型最为显著的特征之一(唐菊兴 等，2016；郭娜 等，2019；黄瀚霄 等，2019；倪培 等，2020)，依据上述特征亦可反演矿床形成机制。大宝山铜多金属矿床矿体严格受断裂构造控制，依据岩矿石种类、岩矿石组合特征及岩矿石镜下特征，依次将本矿床成矿期划分为岩浆期、热液成矿期及表生期三个成矿期，黄铁矿阶段、黄铜矿阶段、辉铜矿阶段、硫化矿混合阶段及氧化矿阶段五个成矿阶段。岩浆期以黄铁矿、石英等高温矿物为主，且自形程度较高，蚀变以硅化为主；热液期为矿床主要成矿期次，以形成大量的黄铜矿、辉铜矿、斑铜矿及铜蓝为主，伴生有辉银矿、硫砷铜银矿等矿物，蚀变以绢云母化、青磐岩化及碳酸岩化为主；表生期主要以孔雀石及蓝铜矿等矿物为主，伴生有褐铁矿等矿物，蚀变以孔雀石化、褐铁矿化为主。

通过对大宝山铜多金属矿床矿体特征、矿石类型、矿石组合特征及矿化蚀变等分析认为，大宝山铜多金属矿床形成机制为：早期高温、高压、高粘度岩浆在深部结晶形成粒状、自形程度较好的黄铁矿；随后成矿流体沿构造裂隙上移，伴随着温度、压力的变化及外来物质的参与，结晶形成黄铜矿、辉铜矿、斑铜矿等矿物，伴生有辉银矿、硫砷铜银矿等；进入表生期，在次生富集及氧化作用下发生氧化还原反应，形成孔雀石、蓝铜矿及褐铁矿等矿物。最终形成了大宝山铜多金属矿床。

7 结论

(1)大宝山铜多金属矿床是一典型受构造控制的浅成热液型矿床，矿石矿物以铜矿物为主，主要为黄铜矿、辉铜矿、孔雀石、蓝铜矿、铜蓝、斑铜矿等，伴生有辉银矿及褐铁矿等。

(2)依据矿体特征、矿石组合及结构构造特征，将其划分为岩浆期、热液成矿期及表生期三个成矿期次；黄铁矿阶段、黄铜矿阶段、辉铜矿阶段、硫化矿混合阶段及氧化矿阶段五个成矿阶段。

(3)依据矿床成矿期次认为，矿床形成于岩浆期后，成矿流体沿构造裂隙上移过程中，随着温度、压力的变化及外来物质的参与，在有利部位富集成矿，且后期发生了强烈的次生富集及氧化还原作用。