都龙矿区铜曼矿段围岩蚀变及矿化衰变特征分析

段敬陶，叶勤富，邓留心

（云南华联锌铟股份有限公司，云南 文山 663000）

0 引言

本文研究区域为都龙矿区铜曼矿段，该区域位于云南省东南部的文山壮族、苗族自治州马关县都龙镇，矿区矿产资源丰富，是一个以铜、锡、锌为主的超大型多金属矿床[1]。矿区实施大规模化露天开采以来，已有多年勘探和开采历史，并积累了丰富的地质科研成果资料。随着科学技术飞速发展，选矿工艺及选矿技术不断提高，矿石入选品位也相应降低，对矿化较弱或化学分析品位未达到现行工业指标边界品位要求的岩石，也对其进行回收利用，并可产生一定的经济效益。因此对矿区围岩类型、围岩蚀变、矿化衰变等特征的分析总结尤为重要。本文主要借助以往地质勘探科研资料，结合日常矿山地质编录，并通过观察岩石矿物物理特征和分析其化学成分，充分总结矿区岩石类型、围岩蚀变以及矿化衰变规律，目的在于帮助矿区工程技术人员能进一步了解矿区地质特征、矿化信息标志，并提高企业矿产资源利用率，减少资源浪费，增加企业经济效益。

1 矿区地质概况

根据铜曼矿区资源储量核实报告（2015 年），矿区地处滇南东岩溶高原南部边缘，属六诏山系南缘，区内峰峦起伏，沟谷纵横，水系发育，地势北高南低，区域属中低山地貌单元，区内多以山地、沟谷、斜坡地形为主[2]。区内地层岩性较为复杂，出露的地层有第四系残坡积层（Q4el+dl）、人工堆积层（Q4ml），白垩系燕山期花岗斑岩（γ53c），晚元古界新寨岩组（Pt3x4、Pt3x3-1）云母石英片岩、大理岩、矽卡岩等变质岩体。矿区构造主要以断层F1、F0为主。

F1断层：隐伏于金石坡矿段中深部，纵贯矿区南北，全长8km，发育于新寨岩组下段（∈1x1）含矿层中，断层上盘以大理岩为主，下盘以片岩为主。是在东西向应力挤压作用下两种不同物理性质岩石产生的断层。断层产状变化较大，经地表和钻孔揭露，断层产状受上盘大理岩地质体形态制约，断层走向NNE－SN－NNW，向西倾斜，一般倾角65°～75°，局部可达80°，地表呈近直线出露，产状较陡，深部略平缓。断层向北延至铜街丫口，归并于马关-都龙断裂，向南经辣子寨延至南当厂而消失。F1断层既是导矿构造，又是储矿空间，在长达8km 构造破碎带中，蚀变矿化普遍而强烈，沿构造带形成的剥离空间，赋存有富厚的工业矿体，并有花岗斑岩脉和长英岩脉侵入。

F0断层：处于矿区东部，南北展布，全长18km，南至南当厂，向北延至铜街丫口，归并于马关-都龙断裂，断层上盘岩性以片岩为主，下盘以片麻状花岗岩为主，是东帮边坡稳定性控制构造[3]，对东帮边坡稳定性起着决定性作用。

2 围岩蚀变及矿化特征

2.1 岩石类型

矿区为矽卡岩型矿床，出露的岩石按其成因主要分为变质岩、岩浆岩。其中，变质岩原岩为碎屑岩、钙泥质岩、碳酸盐岩互层的复合岩性，在多期次构造运动叠加过程中，形成多类型的变质岩，常见有片岩类、大理岩类、矽卡岩类、片麻岩类、混合岩类等岩石[4]。区内岩浆岩划属于杨子构造岩浆岩带—个旧构造岩浆岩带主要为出露酸性侵入岩。

2.1.1 变质岩

（1）片岩类。片岩的特征是具有片状构造，主要组成矿物为石英、绿泥石、云母、角闪石等，片岩硬度低，且容易风化。矿区出露的片岩以灰-灰白色、粒状变晶结构、片状构造、节理裂隙发育等特征较为常见。根据其矿物含量不同，将其划分为矽卡岩化片岩、石英云母片岩、云母石英片岩、绿泥石化云母石英片岩等。

（2）大理岩类。大理岩又称大理石，因在中国由于云南省大理县盛产这种岩石而得名。该类岩石由碳酸盐岩经区域变质作用或接触变质作用而形成。主要由方解石和白云石组成，此外含有硅灰石、滑石、透闪石、透辉石、斜长石、石英、方镁石等。具粒状变晶结构，块状（有时为条带状）构造，通常白色和灰色大理岩居多。其中，质地均匀、细粒、白色者，又称汉白玉。矿区大理岩主要分布于F1断层上盘区域，常成层状、透镜状产出，主要产出于1200～1260m 平台区域。根据其矿物含量不同，将其划分为白云石大理岩、方解石大理岩[5]。

（3）矽卡岩。矽卡岩是酸、中性侵入岩与碳酸盐岩类岩石接触交带的产物。常见的造岩矿物主要为辉石类、石榴子石类以及其他硅酸盐矿物。矿区出露的矽卡岩以绿-深绿色、粒状变晶结构、块状构造等特征较为常见，其矿化极不均匀，同一地质体内，锌、锡、铜含量差异甚大，有的地段形成富厚工业矿体，有的地段仅有微弱矿化。根据其矿物含量不同，将其划分为阳起石矽卡岩、绿泥石矽卡岩、透辉石矽卡岩等[5]，如图1 所示。

图1 铜曼矿区现场岩石类型

2.1.2 岩浆岩

岩浆岩是位于地幔和地壳深处，以硅酸盐为主和一部分金属硫化物、氧化物、水蒸气及其他挥发物质（CO2、CO、SO2）组成的高温、高压熔融体，岩浆冷凝后便形成岩浆岩。矿区出露的岩浆岩主要为花岗岩、花岗斑岩、片麻状花岗岩，主要出露于矿区东部，F0断层下盘以及1410m 平台北帮区域，北帮出露的花岗岩经钾氩法同位素年龄测定为118.08～79.9Ma，属燕山晚期白垩纪，其以14～19°倾伏角呈条带状向南延伸，隐伏于矿区深部，经勘探钻孔控制，隐伏深度最低为340m[6]。

2.2 围岩蚀变

矿区围岩蚀变种类较多，主要有绿泥石化、碳酸盐化、矽卡岩化、片岩化、白云母（绢云母）化等。其中，绿泥石化是岩浆期后重要的热液蚀变，绿泥石呈鳞片状、放射状集合体或细脉交代矽卡岩中硅酸盐矿物，形成绿泥石化矽卡岩，锡石呈细粒星云状聚集体嵌布于绿泥石解理面中；白云母（绢云母）化是白云母呈片状、细鳞片状的集合体或团斑、网脉、条带与绿泥石相伴或独立存在，交代硅酸盐和其他矿物，可见锡石嵌布其中[7]。

2.3 矿化特征

矿区以锡锌铜多金属矿化为特点，成矿元素组合复杂多样。通过生产取样及钻孔编录样品分析，矿区矿化呈现出明显的垂向分带现象，主要成矿元素组合由下而上依次为W（Sn）+Fe→Cu+Mo+Bi（Sn）→Sn+Zn（Cu）。

2.3.1 钨矿化

主要集中在靠近深部隐伏花岗斑岩之上，以白钨矿石英碳酸盐（细）脉和大理岩（及少量片岩）裂隙中较为常见。结合生产取样，采区近地表钨矿主要分布于1140～1170 平台，以139、M67、M81 等号矿体为主，钨平均品位0.10%。通过夜间现场观察，经钨灯照射呈现出钨矿主要赋存于石英脉中，呈星点状，少量呈脉状断续分布，规模小且含量低。

2.3.2 磁铁矿矿化

在矿区分布不均，钻孔中偶见，该类矿物多呈他形团斑状分布于碳酸盐岩中，其赋矿层位多位于石榴石透辉石（干）矽卡岩。

2.3.3 Cu 矿化

矿区Cu 矿化非常复杂，既可在“干矽卡岩”中常呈团斑状或浸染状与辉钼矿共生。黄铜矿常呈他形浸染状与闪锌矿共生，分布于绿泥石阳起石矽卡岩中。矿区地表常分布一些近SN 向的黄铜矿石英萤石脉（宽2～5cm），这些黄铜矿富矿脉常穿插层状矽卡岩及Sn-Zn矿体，如图2 所示。

图2 铜曼矿区透辉石矽卡岩中黄铜矿

2.3.4 Sn-Zn 矿化

为矿区最主要矿化类型，常呈巨厚透镜体或似层状分布于绿泥石阳起石矽卡岩中。该类矽卡岩中石榴石和透辉石很少或缺失，绿泥石、阳起石等含水矿物较多，属于湿矽卡岩[7]，其中闪锌矿常交代阳起石等矽卡岩矿物和磁黄铁矿，如图3 所示。

图3 铜曼矿区阳起石矽卡岩Sn-Zn 矿体分布

3 矿化衰变特征

矿区矿体主要赋存于矽卡岩中，矽卡岩化学成分属钙镁硅酸盐类岩石。矿石化学成分受矽卡岩种类及金属矿物组合的制约。由于矽卡岩种类繁多，矿石中金属和非金属矿物有30 余种，矿石化学成分十分复杂。本次矿化衰变特征研究，以矿区锌、锡、铜金属元素为研究对象。

3.1 矿石化学成分

根据历年勘探化验数据，通过统计加权平均所收集的样品，可看出矿区锌、锡、铜元素平均含量及各类矽卡岩含锌、锡、铜元素品位高低。其中，矿区锌平均品位2.69%，锡平均品位0.25%，铜平均品位0.71%；锌元素主要富集于含阳起石的绿泥石类矽卡岩，铜元素主要富集于含绿帘、绿泥的透辉石类矽卡岩，锡元素主要富集于绿帘石、绿泥石组合类矽卡岩，如表1 所示。

表1 铜曼矿区各类矽卡岩矿石化学成分

3.2 矿化元素分布规律

3.2.1 锡元素分布

通过钻孔数据及Surfer 软件对矿区历年勘探数据及生产取样化验数据分析，呈现出矿体走向南北，在67～107 号勘探线之间，矿体整体较为富集。锡元素主要富集带为F1断层上下盘区域，在3～67 号勘探线之间呈现出锡品位峰值状态，从西往东，矿化逐步衰减。

在矿区中部对其进行东西方向切割，从垂直面分析出，矿区西帮区域锡元素主要富集于矿区100～500m高程，锡品位最高值达到1.30%；矿区中部区域800～100 高程范围内是贫锡主要区域，锡平均品位0.13%；东帮区域锡元素随着海拔的升高缓慢升高，至1800m高程范围呈现出平缓趋势，锡平均品位0.62%，如图4所示。

图4 铜曼矿区锡元素平面分布及等值线

3.2.2 锌元素分布

通过上述手段、数据分析，矿区锌元素主要集中于矿区西帮区域，且分布均匀。从矿区主要构造看，锌元素主要富集带为F1断层上盘区域[6]，在49～66 号勘探线之间呈现出锌品位峰值状态，从西往东，矿化逐步衰减。

在矿区中部对其进行东西方向切割，从垂直面分析出，矿区西帮区域锌元素主要富集于矿区100～1000m 高程，锌品位最高值达到8.25%；东帮区域锌元素随着海拔的升高逐步降低，至1800m 高程范围呈现出最低值，锌平均品位0.25%，如图5 所示。

图5 铜曼矿区锌元素平面分布及等值线

3.2.3 铜元素分布

通过上述手段、数据分析，矿区铜元素主要集中于矿区东帮区域，分布零散。从矿区主要构造看，锌元素主要富集带为F1断层下盘区域，在11～27 号勘探线之间呈现出铜品位峰值状态，从西往东，矿化逐步加强。

在矿区中部对其进行东西方向切割，从垂直面分析出，矿区东帮区域通过元素主要富集于矿区1000～1600m 高程，铜品位最高值达到0.95%；西帮区域铜元素随着海拔的升高逐步降低，至600m 高程范围呈现出最低值，铜平均品位0.13%，如图6 所示。

图6 铜曼矿区铜元素平面分布及等值线

3.3 矿化衰变系数

为进一步分析出矿区矿化衰变特征及衰变系数，本次分析以矿区24、29 号主要矿体为研究对象，通过查阅以往勘探钻探资料、现场对矿体及围岩进行取样分析等手段进行分析矿化衰变特征。

3.3.1 24 号矿体衰变分析

矿区24 号矿体赋存标高1097～1300m，走向长318m，平均宽度252m，平均厚度5.66m。厚度变化系数28.18%。矿体与围岩产状基本一致，形态为似层状，般倾角20°～40°。矿体以含锌铜较富，含锡较贫，磁铁矿含量少为特征。单工程最高锌品位14.03%，最低锌品位2.33%；最高锡品位1.00%，最低锡品位0.21%；单工程最高铜品位1.13%，最低铜品位0.53%。矿体平均锡品位0.21%，锌7.35%，铜0.98%。锌品位变化较均匀，品位变化系数85.46%，锡品位变化较均匀，品位变化系数98.24%，铜品位变化较均匀，品位变化系数68.24%，如图7 所示。

图7 铜曼矿区1070～1080m 平台24 号矿体编录取样图

本次现场编录的区域为1070～1080m 平台24 号矿体，共进行矿体及围岩取样15 件。矿体上盘岩性为大理岩，取样2 件，矿体下盘岩性为片岩，共取样6 件，取样间距2m。通过化验分析得出，该矿体在5#、6#样位置，锌、锡、铜元素含量达到峰值，矿化现象由6 号样品位置向东西方向逐步衰变，通过元素品位测算，平均矿化衰变系数为1.05，平均衰变间距为2m，如图8 所示。

图8 铜曼矿区1070～1080m 平台24 号矿体矿化衰变系数测算

3.3.2 29 号矿体衰变分析

矿区29 号矿体赋存标高903～1092m，走向长1056m，平均宽162m，平均厚度20.63m，厚度变化系数27.17%。矿体顶板为大理岩，底板为片岩，大致沿层产出。单工程最高锌品位11.89%，最低锌品位1.69%，矿体平均锌品位4.38%，锌品位变化较均匀，品位变化系数82.40%。单工程最高锡品位2.05%，最低锡品位0.20%，矿体平均锡品位0.61%，锡品位变化不均匀，品位变化系数124.92%，如图9 所示。

图9 铜曼矿区1230～1245m 平台29 号矿体编录取样图

本次现场编录的区域为1230～1245m 平台29 号矿体，共进行矿体及围岩取样13 件。矿体上盘岩性为大理岩，取样4 件，矿体下盘岩性为大理岩，共取样4 件。通过化验分析得出，该矿体在7#样位置，锌、锡、铜元素含量达到峰值，矿化现象由7 号样品位置向东西方向逐步衰变，通过元素品位测算，平均矿化衰变系数为1.74，平均衰变间距为2m，如图10 所示。

图10 铜曼矿区1230～1245m 平台29 号矿体矿化衰变系数测算

4 结语

本文通过收集分析以往地质勘探所获地质资料，同时结合矿区生产取样化验资料，分析得出矿区岩性主要以变质岩为主；围岩蚀变以矽卡岩化较为常见；矿化主要表现出钨矿化、铜矿化、锡锌矿化等；矿区锡锌元素主要分布于主要构造F1上下盘区域，并呈现出典型的构造控矿特征；通过原始地质编录取样分析，矿化衰变表现出由矿体核心向外缘逐步衰减，衰变系数1.05～1.74，平均衰变间距为2m。通过本次研究，希望能帮助地质工程技术人员能进一步了解矿床、矿体地质特征、矿化信息标志，以及矿体赋存空间、贫富矿岩性、富矿与贫矿变化趋势等，为后期地质勘探工作、生产勘探工程合理布置、以及矿区深部边部寻找隐伏矿体提供科学依据。