劉文佳,徐 恒,姜永果,王 艷
(云南省有色地質(zhì)局,云南 昆明 650051)
云南永勝縣寶坪銅礦床處于揚子板塊與青藏板塊交匯部位之云嶺褶皺增生帶[1],金沙江復(fù)背斜東翼之團(tuán)街向斜的北東部。出露地層主要有二疊系玄武巖、凝灰?guī)r,凝灰質(zhì)砂泥巖,三疊系的碳酸鹽巖夾碎屑巖,低凹地段、盆地中有新近系粘土巖、礫巖及第四系沖積堆積層。
區(qū)域構(gòu)造主要為北東向木里-麗江斷裂,其聯(lián)合控制區(qū)域巖漿活動和有關(guān)礦產(chǎn)的產(chǎn)出。程海斷裂帶為超殼斷裂,兩側(cè)航磁和重力異常變化明顯,西側(cè)為負(fù)異常、東側(cè)為正異常,經(jīng)歷了海西期張裂活動,印支期的俯沖消減作用以及燕山期至喜山期的造山、逆沖、擠壓和疊覆構(gòu)造運動[2]。程海巖石圈斷裂控制巖石沉積,構(gòu)造演化、巖漿活動及成礦,它是滇西北東緣最明顯的一條長期活動的巖石圈斷裂,組成斷裂帶的幾條近平行的斷裂有自北向南撒開的態(tài)勢。
區(qū)域巖漿活動主要表現(xiàn)為華力西期(晚二疊世)玄武巖漿活動。晚二疊世玄武巖包括峨眉山玄武巖組和黑泥哨組玄武巖,其厚度大于4000m。早期為海相噴發(fā),晚期為近陸相至陸相噴發(fā),因噴發(fā)旋回多,巖漿源深度和環(huán)境都不盡相同,東側(cè)處于大陸內(nèi)部,西側(cè)接近邊緣海。噴發(fā)以裂隙式或中心式為特征,顯示大陸邊緣裂谷噴發(fā)沉積特點。區(qū)內(nèi)大多銅礦產(chǎn)出明顯受該其次火山活動控制。侵入巖僅見有少量喜山期煌斑巖脈。
礦區(qū)出露地層簡單,其中,黑泥哨組是礦區(qū)主要含礦地層(圖1)。按新至老的順序簡述如下:
(1)中三疊統(tǒng)北衙組(T2b):分布于礦區(qū)西邊。巖性:中上部淺灰色-灰色薄至中厚層狀灰?guī)r、泥質(zhì)灰?guī)r夾粗砂巖、角礫狀灰?guī)r。下部灰黃色、灰綠色薄至中厚層狀泥巖、粉砂質(zhì)泥巖及細(xì)砂巖。底部深灰色生物碎屑灰?guī)r,厚290m。與下伏地層呈整合接觸。
(2)下三疊統(tǒng)臘美組(T1l):在礦區(qū)西側(cè)呈帶狀分布。巖性:上部灰色-灰綠色薄層至中厚狀細(xì)砂巖夾薄層泥巖。中下部灰色中厚層狀長石粗砂巖夾薄層泥巖、細(xì)砂巖,見生物碎屑及腕足類化石,底部見0.2m~2m的灰黃色玄武質(zhì)底礫巖。該組厚150m~184m。與下伏地層呈假整合接觸。
(3)上二疊統(tǒng)黑泥哨組(P2h):分布于礦區(qū)中西部。根據(jù)巖性可為為兩個段,其中上段又細(xì)分為三層。
黑泥哨組上段第三層(P2hb-3):上部灰-灰黃色薄至中厚層狀泥巖夾細(xì)砂巖、粉砂巖、泥質(zhì)粉砂巖、粉砂質(zhì)礫巖及煤層。中部灰-灰綠色薄至中厚層狀細(xì)砂、粉砂巖、泥巖互層。下部灰綠色中厚層狀長石粗至細(xì)砂巖夾薄層泥巖。厚137m~185m。
黑泥哨組上段第二層(P2hb-2):上部褐黃色、灰綠色薄至中厚層狀粗砂巖,中砂巖、細(xì)砂巖及粉砂巖與紫紅色、褐黃色泥巖互層,下部紫紅色、褐黃色薄至中厚層狀泥巖夾中砂、細(xì)砂巖。厚63m~79m。
黑泥哨組上段第一層(P2hb-1):上部灰綠、灰黃色薄至中厚層凝灰質(zhì)粉砂巖、泥巖,下部灰綠色薄-中厚層狀凝灰質(zhì)細(xì)砂巖、碳質(zhì)砂巖、泥巖,底部夾斜斑玄武巖。厚40m~60m,為本區(qū)主要含銅層。與下伏地層呈整合接觸。
上二疊統(tǒng)黑泥哨組下段(P2ha):分布于礦區(qū)中西部。巖性深灰色-深灰綠色致密塊狀、杏仁狀玄武巖、斜斑玄武巖,夾紫紅色凝灰?guī)r。
圖1 寶坪礦區(qū)地質(zhì)簡圖
1.下三疊統(tǒng)臘美組;2.上二疊統(tǒng)黑泥哨組上段第三層;3.上二疊統(tǒng)黑泥哨組上段第二層;4.上二疊統(tǒng)黑泥哨組上段第一層;5.上二疊統(tǒng)黑泥哨組上段;6.上二疊統(tǒng)黑泥哨組下段;7.礦體;8.實測正斷層;9.實測逆斷層;10.斷層;11.剖面線
礦區(qū)構(gòu)造主要有寶坪斷隆帶(也稱反逆沖滑覆構(gòu)造帶),北起祭天坪,南至板橋,長約45km,走向北東20°~40°,由F2、F3及背斜、次級走向斷層組成。
斷層一般走向北東20°~30°,傾向北西,傾角40°~60°,斷層具明顯的擠壓破碎,硅化強(qiáng),局部見含銅石英脈。背斜軸部樞紐地表不明顯,僅從兩翼地層及地層產(chǎn)狀推測。該組斷隆帶控制著本地段的銅礦化,是主要的控礦、含礦構(gòu)造。除此之外近東西向斷裂也較發(fā)育,多為陡傾正斷層[3],破壞或錯移早期的地層及礦化帶。
礦區(qū)巖漿活動主要為華力西期(晚二疊世)玄武巖漿活動,少量煌斑巖脈僅在白草坪、板橋等地零星分布。晚二疊世玄武巖包括峨眉山玄武巖組和黑泥哨組玄武巖。根據(jù)噴發(fā)間隙、巖性組合、沉積夾層等特征可分為4個噴發(fā)旋回。Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ噴發(fā)旋回形成峨眉山玄武巖組,Ⅳ噴發(fā)旋回形成黑泥哨組中玄武巖。Ⅳ噴發(fā)旋回早、中期表現(xiàn)為海底噴發(fā),有枕狀構(gòu)造,晚期為海陸相交替相。
Ⅰ、Ⅱ旋回以低鉀的玄武巖為主,Ⅲ旋回向上夾富鉀玄武巖,Ⅳ旋回熔巖中輝斑、橄斑玄武巖夾層增多,厚度增大,局部夾苦橄玄武巖,反映出向上鉀質(zhì)和基性程度增加?;鹕綆r主要集中分布于金沙江與程海斷裂之間的地區(qū),明顯受程海斷裂等南北向斷裂控制,沿斷裂玄武巖厚度巨大,火山巖帶及多個噴發(fā)中心沿斷裂帶展布,顯出裂隙噴發(fā)特征。
巖石化學(xué)分析結(jié)果顯示:SiO2為46.19%、TiO2為2.46%、Al2O3為13.36%、Fe2O3為6.12%、FeO為7.07%、MnO為0.23%、MgO為7.59%、CaO為8.63%、Na2O為2.47%、K2O為1.14%、P2O5為0.31%。以堿性玄武巖為主,表明其形成于非造山帶的板內(nèi)張裂環(huán)境屬大陸裂谷拉斑玄武巖系列,并以高鈦為特征。
區(qū)內(nèi)圍巖蝕變有綠泥石化、綠簾石化、硅化、絹云母化、碳酸鹽化、高嶺土化及葉臘石化等。其中,以前四者與銅礦化關(guān)系最為密切。
(1)土壤地球化學(xué)特征:土壤地球化學(xué)調(diào)查結(jié)果顯示,凝灰質(zhì)砂巖型銅礦以Cu、Ag、Mo、Pb為主,暈中Cu、Pb、Ag、Mo相互重合;凝灰?guī)r型銅礦以Cu、Mn、Zn、Co為主,次Pb、Ni,其中Cu、Mn、Zn、Co基本重合;玄武巖型銅礦以Cu、Mn、Zn、Co為主,暈中Cu、Mn、Zn、Co基本重合。特點與原生暈大體一致,顯示二者成礦地質(zhì)條件總體相同。
(2)次生暈異常特征:云南省有色地質(zhì)局物探隊于1988~1990年對金沙江背斜、團(tuán)街向斜一帶進(jìn)行了1∶5萬的化探次生暈掃面,結(jié)果顯示:在白草坪-扁擔(dān)角地段形成規(guī)模較大的異常,各異常均有濃集中心,顯示了較好的找礦前景;緊靠寶坪礦西邊異常,其規(guī)模不亞于寶坪礦異常,是擴(kuò)大寶坪銅礦遠(yuǎn)景規(guī)模最佳地段;梅子箐-卡碼也具一定規(guī)模,且有濃集中心,有較好的找礦前景。
礦體呈似層狀、扁豆?fàn)睢⑸倭棵}狀主要產(chǎn)于上二疊統(tǒng)黑泥哨組上段(P2hb),礦體產(chǎn)狀與巖層產(chǎn)狀一致(圖2)。礦體具分枝復(fù)合現(xiàn)象,礦體走向北東20°,傾向南東為主,傾角10°~35°,局部50°左右。礦體走向長950m,寬130m~380m,厚7m~80m,平均厚27.43m,銅平均品位0.98ω%。
區(qū)內(nèi)礦石組分簡單,金屬礦物以輝銅礦為主,次為斑銅礦、黃銅礦、黃鐵礦、方鉛礦等,脈石礦物主要為石英、方解石、綠泥石、綠簾石等。近地表常見銅的氧化礦物有:孔雀石、藍(lán)銅礦、銅藍(lán)、黑銅礦及褐鐵礦等。
礦石結(jié)構(gòu)有半自形晶結(jié)構(gòu)、它形粒狀結(jié)構(gòu)、溶蝕結(jié)構(gòu)、殘余結(jié)構(gòu)及壓碎結(jié)構(gòu)。礦石構(gòu)造主要為浸染狀、細(xì)脈狀、網(wǎng)脈狀、結(jié)核狀、塊狀構(gòu)造。
礦區(qū)礦石按含礦巖性可劃分為五個自然類型:①玄武巖中的銅礦;②沉積凝灰?guī)r中的銅礦;③安山巖體中的銅礦;④火山碎屑巖中的銅礦;⑤產(chǎn)于碳質(zhì)頁巖或煤系地層中的銅礦。其中,以第四種產(chǎn)于火山碎屑巖中的銅礦類型最為重要。
圖2 寶坪礦區(qū)II-II’勘探線剖面
1.下三疊統(tǒng)臘美組;2.上二疊統(tǒng)黑泥哨組上段第三層;3.上二疊統(tǒng)黑泥哨組上段第二層;4.上二疊統(tǒng)黑泥哨組上段第一層;5.上二疊統(tǒng)黑泥哨組下段;6.砂巖;7.泥質(zhì)砂巖;8.泥巖;9.玄武巖;10.杏仁狀玄武巖;11.斜斑玄武巖;12.煌斑巖;13.斷層;14.礦體
礦石伴生有益元素有Ag、Pb等,其中硫化礦石Ag為10.46~27.14g/t,氧化礦石普Ag為12~20g/t,可綜合利用。
礦區(qū)礦體的產(chǎn)出主要受地層控制,其次也受構(gòu)造、火成巖和巖相古地理環(huán)境約束。
(1)地層對成礦的控制。銅礦主要賦存于上二疊統(tǒng)黑泥哨組炭質(zhì)、凝灰質(zhì)碎屑巖及凝灰?guī)r中,少部分脈狀礦賦存于上二疊統(tǒng)玄武巖及黑泥哨組玄武巖中。礦床(點)多分布于玄武巖與碎屑巖的過渡帶或兩種不同巖性的接觸界面附近,多層礦化與賦礦巖石呈多韻律層產(chǎn)出相一致,超出該層位則不見礦化分布。
(2)構(gòu)造對成礦的控制。區(qū)域程海斷裂及麗江-永勝-鹽源陸架(或稱臺緣)裂陷的演化,控制了寶坪地區(qū)地層、巖相古地理環(huán)境和火山巖漿活動。北北東向梅子箐—板橋斷裂隆起帶控制了礦帶的展布。黑泥哨組中的順層剪切破碎帶控制著區(qū)內(nèi)構(gòu)造的變形和成礦[4]。
(3)火山巖對成礦的控制。礦區(qū)銅礦體的形成與火山噴發(fā)沉積活動有關(guān),區(qū)內(nèi)廣泛噴溢并覆蓋廣大地區(qū)的玄武巖,分4個噴發(fā)旋回,其中第4噴發(fā)旋回與成礦關(guān)系密切,賦銅巖系多出現(xiàn)在火山活動的間歇期,為熔巖向沉積巖過渡的凝灰?guī)r或碎屑巖?;鹕綆r是銅礦質(zhì)的主要物質(zhì),后期的構(gòu)造、熱液活動等,使火山巖中的銅質(zhì)活化轉(zhuǎn)移并富集成礦。
(4)巖相古地理環(huán)境對成礦的控制。區(qū)內(nèi)槽形凹地為銅質(zhì)濃集沉淀創(chuàng)造了良好條件。黑泥哨組火山噴發(fā)與沉積作用同時進(jìn)行,火山巖與沉積巖呈犬牙交錯,在白山-勞馬古一線形成火山噴發(fā)隆起,其東西兩側(cè)形成沉積凹槽。寶坪、米厘等銅礦床均分布于東側(cè)槽形凹地的斜坡地帶,礦體賦存于氧化-還原界面,賦礦巖石為炭質(zhì)、凝灰質(zhì)碎屑巖、泥巖。
綜上礦床地質(zhì)特征及控礦條件分析,認(rèn)為寶坪銅礦成因?qū)倩鹕絿姲l(fā)-沉積型礦床,是玄武巖銅礦成礦系列中最具找銅遠(yuǎn)景的類型。
通過上述分析總結(jié),找礦標(biāo)志如下:
(1)地層標(biāo)志:寶坪銅礦主要產(chǎn)于上二疊統(tǒng)黑泥哨組,礦體主要產(chǎn)于炭質(zhì)、凝灰質(zhì)碎屑巖及凝灰?guī)r分布區(qū),少部分脈狀礦賦存于上二疊統(tǒng)玄武巖組及黑泥哨組玄武巖中。銅礦形成與火山噴發(fā)沉積活動有關(guān),礦床(點)多分布于玄武巖與碎屑巖的過渡帶或兩種不同巖性的接觸界面附近,多層礦化與賦礦巖石呈多韻律層產(chǎn)出相一致,總體層控特征顯著。
(2)構(gòu)造標(biāo)志:梅子箐-板橋斷裂隆起帶控制著礦帶的展布,北北東向的梅子箐-白草坪斷裂(F2)縱貫全區(qū),工業(yè)礦體均分布于其西側(cè)。沿走向的斷續(xù)礦化遠(yuǎn)大于沿傾斜的礦化,可在向斜兩翼同時產(chǎn)出工業(yè)礦體。故向斜、縱向斷裂、交叉斷裂、背向斜的倒轉(zhuǎn)翼及其滑覆構(gòu)造等構(gòu)造體(帶)對礦體起重要控制作用。
(3)圍巖蝕變標(biāo)志:綠泥石化、綠簾石化、硅化、碳酸鹽化、絹云母化、高嶺土化及葉臘石化等是礦區(qū)常見的圍巖蝕變,其中綠泥石化、綠簾石化、硅化及碳酸鹽化與銅礦化關(guān)系密切,為主要標(biāo)志。
(4)元素組合標(biāo)志:元素組合特征顯示Cu、Pb、Ag、Zn、Mn、Co組合異常,其中Cu、Pb、Ag具三級濃度分帶,Zn、Mn、Co具外帶,具有明顯找礦指示作用。
(5)老硐、舊坑、采礦遺址等標(biāo)志:礦區(qū)分布有多處前人采坑、礦硐,找礦的最直接、有利宏觀標(biāo)志。