呂曉宏尹 瓊余 璨沈忠義3

（1.中國有色金屬工業(yè)昆明勘察設計研究院有限公司；2.昆明冶金高等?？茖W校）

南坡銅礦位于滇南勐臘縣NE 向約37 km 處，總體夾持于瀾滄江斷裂帶和金沙江—哀牢山斷裂帶之間，大地構(gòu)造位置地處特提斯與環(huán)太平洋兩大巨型構(gòu)造域結(jié)合部位，受印度板塊、太平洋板塊和歐亞板塊相互作用影響。蘭坪—思茅微板塊作為古特提斯東緣的重要構(gòu)造單元，經(jīng)歷了多期次的地質(zhì)構(gòu)造運動，形成了邊緣古生界地層圍限中、新生界地層的獨立地殼結(jié)構(gòu)。受燕山—喜山運動的影響，區(qū)內(nèi)表現(xiàn)出復雜的構(gòu)造格局，以NNW 向斷裂、褶皺構(gòu)造最為發(fā)育，逆沖推覆構(gòu)造控制著深大斷裂的空間展布［1-7］。自上世紀60年代發(fā)現(xiàn)蘭坪—思茅銅多金屬礦集區(qū)以來，前人在該成礦區(qū)取得了豐碩的找礦突破，南坡銅礦即是該時段發(fā)現(xiàn)的代表產(chǎn)物。范昆琨等［8-9］通過成礦物質(zhì)來源研究，提出南坡銅礦為典型的沉積—改造砂巖型銅礦床；鄒國富等［10-11］通過巖石地球化學研究，發(fā)現(xiàn)南坡銅礦礦石與滇中相近時代的砂巖型礦床有所不同，為沉積—熱液改造型礦床；部分學者通過礦床地質(zhì)特征厘定，認為南坡礦床受控于地層巖性和構(gòu)造［12-14］。盡管研究者在南坡銅礦開展了大量工作，但并未形成對礦床成礦機理的系統(tǒng)認識。本研究通過成礦地質(zhì)條件、成礦地質(zhì)作用及熱液活動等，結(jié)合區(qū)域成礦特征，剖析礦床成礦機理，厘清礦床成礦模式，為礦區(qū)后續(xù)地質(zhì)勘探工作提供科學依據(jù)。

1 區(qū)域成礦背景

礦區(qū)所屬的蘭坪—思茅微陸塊為古特提斯動緣的構(gòu)造單元，自北向南可劃分為蘭坪盆地、思茅盆地。區(qū)內(nèi)主要出露中、新生界地層，盆地邊緣局部見古生界地層，前人通過對區(qū)域地質(zhì)構(gòu)造演化分析，提出其深部存在陸塊性質(zhì)的前寒武紀變質(zhì)基底［15-16］。區(qū)內(nèi)的蘭坪—思茅盆地在中、新生代具有繼承性活動特征，根據(jù)其區(qū)域地層發(fā)育及巖性巖相的變化，可將區(qū)域劃分為瀾滄江基底斷裂帶、中軸基底斷裂帶和東緣（金沙江—哀牢山）基底斷裂帶共3 條近NS 向的縱向斷裂帶。此外，區(qū)內(nèi)巖漿活動劇烈，除中元古界含較多變質(zhì)角斑巖、細碧巖和玄武巖外，盆地邊緣形成了幾條重要的晚古生代火山巖帶：云嶺火山巖帶為挾持于瀾滄江斷裂和維西—喬后斷裂之間的石炭紀—二疊紀火山巖帶；云縣—景洪火山巖帶則由上泥盆統(tǒng)—二疊系火山巖組成；景東—綠春火山巖帶沿阿墨江斷裂分布于思茅盆地東緣，以火山巖碎屑巖為主。中、新生代巖漿活動則以印支期火山活動、燕山期中酸性侵入活動為主。區(qū)內(nèi)經(jīng)歷了古、中、新特提斯的擴展、匯聚，早期沉積的層狀礦、貧礦層（礦源層）進行改造、疊加、富化，相伴形成了古特提斯期裂谷海相火山巖溶礦成礦系列、中特提斯期裂陷盆地海相火山—沉積巖銅礦成礦系列及新特提斯裂陷盆地紅層銅礦成礦系列。

2 礦區(qū)地質(zhì)

2.1 礦區(qū)地層

礦區(qū)地層相對單一，主要出露第四系、第三系古新統(tǒng)勐野井組（E1m）及中生界白堊系上統(tǒng)曼寬河組（K2m）。第四系地層廣泛分布于南坡河兩岸階地。勐野井組（E1m）主要展布于礦區(qū)北西側(cè)～北側(cè)一帶，巖性為一套紫紅色中—厚層狀鈣質(zhì)泥巖、泥質(zhì)粉砂巖，偶夾厚層狀長石砂巖。曼寬河組（K2m）廣泛展布于南坡河兩岸，呈NEE 向斜貫整個礦區(qū)，根據(jù)其巖性組合可劃分為3 段：①曼寬河組第三段（K2m3）總體為一套紫紅色薄—中層狀含鈣質(zhì)泥質(zhì)粉砂巖夾中—厚層狀細粒長石石英砂巖，受斷裂構(gòu)造影響而出露不全；②曼寬河組第二段（K2m2）巖性為中—厚層狀淺紫色長石石英砂巖夾條帶狀—中層狀紫紅色泥質(zhì)粉砂巖，是礦區(qū)的主要含礦層位，見眼球狀、塊狀輝銅礦，自上而下發(fā)育ⅠⅠⅠ、ⅠV、V號含礦層；③曼寬河組第一段（K2m1）為一套紫紅色條帶狀—中層狀泥質(zhì)粉砂巖與灰紫色中層狀長石石英細砂巖互層，層位較穩(wěn)定。

2.2 礦區(qū)構(gòu)造

南坡礦區(qū)總體位于蘭坪—思茅褶皺系的景谷—勐臘褶皺東南緣，地質(zhì)構(gòu)造繼承區(qū)域構(gòu)造特征，以緊密線狀褶皺為代表的經(jīng)向構(gòu)造為主。礦區(qū)總體位于近SN 走向金廠河—尚勇背斜東南端，受多條SN 向、NW 向構(gòu)造錯斷為段塊狀，地層在礦區(qū)內(nèi)轉(zhuǎn)折為弧形，走向多為N30°～50°（表1）。礦區(qū)斷裂構(gòu)造發(fā)育，主要呈NE 向、NW 向、近SN 向和近EW 向展布，以近EW向、SN向斷裂最為發(fā)育。

（1）NE向的Fn0、Fn01、Fn5、F2均為成礦后構(gòu)造，經(jīng)歷了早期南坡—茅草背斜褶皺擠壓和晚期褶皺應力釋放，F(xiàn)n5為礦區(qū)主干斷裂旁側(cè)的次級平移正斷裂，旁側(cè)的白色巖屑石英砂巖中發(fā)育團塊狀、斑點狀輝銅礦、斑銅礦。

（2）NW向的Fn3斷裂與銅礦（化）體的空間產(chǎn)出關系密切，V 礦體在斷裂下盤變富、變厚，反映出Fn3斷裂對于礦化具有改造—疊加作用。

（3）SN 向組斷層經(jīng)歷了平移正斷層和地塹式構(gòu)造，對于地層錯移影響很大。

（4）近EW 向組斷層以小規(guī)模平移斷層為主，均屬成礦后構(gòu)造，對礦體錯動作用顯著。

3 礦床地質(zhì)特征

3.1 礦體地質(zhì)特征

南坡銅礦主要賦存于上白堊統(tǒng)曼寬河組第二段（K2m2），含礦層為淺色交互帶紅色巖系中的“淺色層”，含礦巖性以淺灰色細粒含鈣質(zhì)、泥質(zhì)巖屑石英巖屑為主。礦體嚴格受控于層位、巖性，主要呈透鏡狀、層狀和似層狀產(chǎn)出，賦存標高跨度較大（500～750 m），自上而下發(fā)育ⅠⅠⅠ、ⅠV、V 號礦體（表2），礦（化）體自上而下呈逐漸變富、變厚大趨勢（圖1）。平面上多被斷裂夾持或錯移，金屬礦物以輝銅礦、黃銅礦、黃鐵礦為主，局部地段見藍銅礦、孔雀石。

3.2 礦石特征

南坡礦床礦石以硫化礦石為主，局部地段見氧化礦石，礦石礦物主要為輝銅礦、黃銅礦和黃鐵礦，其次為斑銅礦、黝銅礦、方鉛礦、磁鐵礦及孔雀石、藍銅礦，脈石礦物相對單一，主要見方解石、白云石、石英分布于金屬礦物與圍巖接觸界線處。

礦石結(jié)構(gòu)主要為粒狀結(jié)構(gòu)、填隙結(jié)構(gòu)和交代結(jié)構(gòu)。①粒狀結(jié)構(gòu)主要為輝銅礦、黃銅礦和黃鐵礦，呈他形漿狀結(jié)構(gòu)嵌布于巖屑石英砂巖中，其中輝銅礦以膠結(jié)物形式出現(xiàn)，推測其為成巖后生階段產(chǎn)物；②填隙結(jié)構(gòu)為南坡銅礦床最典型的礦石結(jié)構(gòu)，輝銅礦、藍銅礦、孔雀石等呈細脈狀沿層間劈理面充填為紋層—條帶狀構(gòu)造，由后期構(gòu)造—熱液活動疊加改造所致；③交代結(jié)構(gòu)主要為黃銅礦、輝銅礦、黝銅礦等礦物交互式交代。

礦石構(gòu)造主要有紋層—條帶狀構(gòu)造、浸染狀構(gòu)造、脈狀構(gòu)造和塊狀構(gòu)造。①紋層—條帶狀結(jié)構(gòu)多見微細粒輝銅礦密集呈0.5～1.0 mm 的條紋、條帶分布于淺色巖屑石英砂巖中的順層劈理中，產(chǎn)狀與巖層一致，劈理域空間較大地段形成大小不等的結(jié)核狀、透鏡狀金屬硫化物；②浸染狀構(gòu)造為礦石中最常見的結(jié)構(gòu)類型，主要為細粒狀輝銅礦、黃銅礦和黃鐵礦不均勻展布于砂巖中，根據(jù)其浸染程度又可劃分為稀疏既然裝構(gòu)造和星散浸染狀構(gòu)造；③脈狀構(gòu)造：由不均勻片理化致使透鏡體狀、條痕狀泥礫中發(fā)育平行透鏡體、條痕狀藍銅礦和孔雀石細脈，片理化與細脈發(fā)育程度呈顯著的正相關，偶見砂屑間呈填隙狀分布的藍銅礦、孔雀石；④塊狀構(gòu)造主要見于F3斷裂下盤，輝銅礦、黃銅礦和黃鐵礦密集呈團塊狀嵌布于砂巖中，反映出構(gòu)造活動對原礦石構(gòu)造的改造—富化作用。

4 成礦機理

4.1 成礦物質(zhì)來源

據(jù)數(shù)據(jù)計算分析，勐野井組石鹽中Cu 含量達500×10-6，賦存鹽類礦物中的金屬元素遇水時被溶解，金屬元素進入溶液中轉(zhuǎn)移，在提升溶液含鹽度的同時，對于成礦物質(zhì)從圍巖中淋濾極為有利，最終形成高礦化度的含礦溶液。礦床地球化學研究表明，曼寬河組（K2m）地層中成礦元素Cu 富集顯著，且隨著灰白色巖屑石英砂巖→淺灰紫色巖屑石英砂巖→紫紅色巖屑石英砂巖的巖石顏色逐漸加深，成礦元素Sn、Ni、Cu、Ga、Ge 平均含量隨地層呈規(guī)律性趨勢。由此推測紫色層為本區(qū)重要的礦源層，即成礦金屬元素源自賦礦圍巖。

4.2 含礦特鹵水循環(huán)模式

含礦鹵水主要形成于上部層位，包括向下淋濾的大氣降水和富含Cl-的孔隙水。在沉積階段，其間的水溶液由于蒸發(fā)作用而致使鹽度增高，當溶液向下滲濾時，與周邊圍巖發(fā)生2種反應。

（1）與膏鹽反應并萃取Na+、K+、Ca2+、Mg2+、Cl-、CO32-、SO42-等離子，形成高鹽度鹵水。

（2）與紫色巖層反應萃取其中金屬元素。在鹵水下滲過程中，通過與圍巖反應形成富含CuCl、Cu-Cl-、CuCl2-、CuCl+、FeCl2、Na+、K+、Ca2+、Mg2+、CO32-、SO42--等成分的含礦鹵水溶液。

至成礦階段，含礦流體形成還原性溶液沿滲透性較好的砂巖層順垂向及側(cè)向緩慢運移，部分還原性溶液則在下滲過程中與氧化鹵水混合，紫色巖層自身所含有機質(zhì)的分解和細菌活動將SO42-還原為HS-或H2S，O2被消耗殆盡后，溶液Eh、pH 等地球化學條件發(fā)生改變，礦源層本身的有機質(zhì)、硫化物或CH4等聚銅劑的還原和吸附作用，使Cu 元素在層間氧化—還原過渡帶被還原、吸附而沉淀為層狀銅礦（化）體，在海水動蕩的影響下，礦體局部地段出現(xiàn)膨大和分支復合現(xiàn)象。部分還原溶液則還原形成層狀淺色巖，構(gòu)成礦體的“屏蔽層”底板，這是由于淺色層巖性為泥質(zhì)成分較多的泥質(zhì)粉砂巖及泥巖，滲透性弱，不利于流體運移，故而最大程度保持其原巖特性，導致礦（化）體局限于淺色層中。

5 找礦模式

5.1 成礦模式

前已述及，礦（化）層嚴格受地層、巖性控制，礦化順層理、斜層理和交錯層理進行富集，礦（化）體總體呈層狀、似層狀、扁平透鏡狀，早期沉積的紅色砂巖層（礦源層）及后期沉積的含膏鹽建造對礦床形成起到巨大貢獻作用，充分表明礦床內(nèi)礦體屬典型的沉積型銅礦。結(jié)合野外調(diào)查分析，可知礦床形成于陸相湖泊沉積環(huán)境中，盡管礦床內(nèi)發(fā)育部分脈狀銅礦，但礦石礦物簡單且未發(fā)現(xiàn)圍巖蝕變，故認為斷裂構(gòu)造并非破礦、改造構(gòu)造，而是銅礦次生富集的有利場所。地表含礦礦化經(jīng)氧化作用而形成硫酸銅，遇碳酸鹽巖或鈣質(zhì)后發(fā)生交代作用而形成孔雀石，含硫酸銅的礦質(zhì)溶液隨地下水遷移至孔隙較大的砂巖層，礦質(zhì)則在次級裂隙和有利空間中沉淀、富集成銅礦體。因此，這種受構(gòu)造影響的脈狀銅礦體并非熱液—改造型富礦體，而是在原生沉積銅礦的基礎上經(jīng)次生富集作用而成的富礦體，為“含銅砂巖原位聚銅”成礦模式的產(chǎn)物（圖2）。綜上，認為南坡銅礦床屬沉積—成巖型銅礦床。

5.2 找礦模型

通過對礦床區(qū)域成礦背景、區(qū)域地球物理場、地球化學特征、礦區(qū)地球物理、地球化學及礦床地質(zhì)特征的分析基礎上建立了南坡銅礦綜合信息找礦模型（表3）。