四川省會理縣紅泥坡銅礦以南深部找礦遠景分析

申紅濤，沈和明，龔靈明，陳 輝 ，李 新

紅泥坡銅礦藏地處攀西成礦帶拉拉銅鐵礦集區，地處四川省會理縣綠水鄉，是繼洛峪大銅、洛東銅礦之后，在其礦區范圍內發現的另一大銅礦。該區的大型火山爆發是該區銅鐵礦床資源的重要組成部分。

拉拉地區銅礦礦區歷經一代代地質工作者的不懈努力，最終確認拉拉地區的地質結構并非單純的一條南北朝的單斜，也不是一組封閉的折疊式，它只是一種沿軸向接近的、西的緩慢的殘留斷層。同時，證實本區內天生壩組的主要銅、鐵礦床，其主要礦體在垂直方向呈現鐵、銅、鐵的賦存特征。

經過多年的區域深層勘查，發現了4 個銅礦體和8 個鐵礦體。在這些礦區，Cu-1 礦體長1440 米，趨勢400 米。另外還有8個礦體，包括2 個富鐵礦和6 個貧鐵礦。經與洛凼銅礦北部3 公里的礦床進行了比較，認為它是洛凼銅礦的“姊妹礦”。從礦床地質背景、地質特征、物化探特征和礦床地質特征等幾個角度出發，對拉拉銅礦床的礦床進行了找礦和找礦的重要作用，為該區三次大規模的火山噴發提供了有益的信息。

紅泥坡銅礦床位于元古代會理—東川拗拉槽西側，位于揚子準地臺康滇地軸中段。地質特征主要為前震旦紀，早期發育了一套完整的海相優地槽火山-沉積組合和晚期淺海-濱海相冒地槽沉積組合。會理、晉寧兩次運動結束了該區地槽的發展階段。

1 區域地質概況

1.1 大地構造位置

紅泥坡銅礦地處南北向延伸的揚子地臺康滇地軸（Ⅱ1）中段東緣，東西向會理-東川坳拉槽的北部?？档岬剌S為Ⅱ級構造單元，西、東分別以金河-箐河、小江深大斷裂為界，北起丹巴康定，南過金沙江延入云南，為一南北向古基底隆起帶。

1.2 地層

區域地層組合有：前震旦系（Pt1、Pt2）、震旦系至志留系（ZS）、二疊系（P）、三疊系至白堊系（T-K）和新生界（N-Q）（據四川省地質局《1 ∶20 萬會理幅區域地質測量報告》1970，云南省地質局《1 ∶20 萬永仁幅區域地質報告書》1966）。其中前震旦系河口群是本區域的主要銅礦賦礦層位。

1.3 構造

紅泥坡銅礦位于拉拉銅礦田南部，處南北走向與東西走向構造帶交結復合部位，前震旦紀會理期、晉寧期以及震旦紀以來不同時期、不同性質的構造運動互相疊加，復合構成本區獨具特色的地質構造格架。

2 礦區地質

該區位于軸向近東西的紅泥坡古老復向斜北部，出露主要地層巖石為下元古代河口群（Pt1）鈉質火山巖。由于區內火山活動強烈，具多期次、多旋回噴發，形成礦區復雜的地質情況。

2.1 地層

區內出露地層有第四系（Q）、三疊系上統白果灣（T3bg）、中元古界昆陽群（Pt2）、早元古代河口群天生壩組（Pt1t），深部有早元古代河口群新橋組（Pt1s）、早元古代河口群落凼組（Pt1n）等。其中，早元古代河口群天生壩組、落凼組是區內重要的含銅地層。地層由新至老敘述如下：

（1）第四系（Q）：由殘坡積、沖洪積層和冰水沉積層組成。

（2）三疊系上統白果灣（T3bg）:分布于礦區南東部，由下至上巖性主要為底礫巖、灰黑色頁巖、長石石英砂巖。角度不整合覆于河口群地層之上。

（3）中元古界昆陽群（Pt2）：主要分布于F13斷層以西，與下元古界河口群呈斷層接觸。

（4）早元古代河口群天生壩組（Pt1t）

地表出露多為天生壩組，其產狀變化大，總體走向近南北，地表出露巖石白云石英片巖、磁鐵石英鈉長巖了、石英鈉長巖，局部夾炭質板巖及大理巖，為該區主要的含銅層位。

（5）早元古代河口群新橋組（Pt1s）

地表在天生壩鐵礦局部有出露，以石榴子石白云母片巖、白云母石英片巖為主，次為石榴子石角閃石黑云母片巖、角閃石黑云母鈉長巖及少量白云母石英片巖。厚度120 ～180m。

（6）早元古代河口群落凼組（Pt1n）

該套地層在本區地表基本未出露，根據收集已有鉆孔控制巖石特征對比，大致確定巖層走向近南北，主要巖性為磁鐵石英鈉長巖、白云母石英鈉長片巖、石英鈉長巖、二云石英鈉長片巖、炭質板巖等。該地層是本區的重要含銅層位。

2.2 構造

該區處于紅泥坡向斜中心部位。紅泥坡向斜是一個寬緩的，軸向近東西的古老復向斜，由于后期南北向構造疊加，紅泥坡東部石龍一帶落凼組揚起而類似盆地。因后期構造破壞造成復向斜在東西方向很不完整，但南（黎洪）北（拉拉）均出露了落凼組地層，并相向傾斜，說明紅泥坡向斜是軸線呈北北東—南南西向展布，向北西西小角度傾斜。地層總體向南西緩傾。

受東F27和西F13斷層的擠壓影響，紅泥坡地層東西呈舒緩波狀，致使紅泥坡向斜總體形態貌似“船”型，區內寬緩波狀褶皺發育，波長300 米左右，波峰10 米左右。紅泥坡向斜實際上是一個受控于近南北向F13、F27斷裂帶和南部近東西向斷層的殘存部分。分布面積40 平方千米。

2.3 巖漿巖

該區巖漿活動強烈，具多期次、多旋回、分布廣泛，但主要是晉寧早期和晉寧中期的巖漿活動尤為強烈。主要分布于天生壩組及落凼組的中、上部。輝長巖呈暗灰綠色，輝長結構、纖柱狀結構、輝綠輝長結構，塊狀構造，巖石多已強烈蝕變，斜長石大多已鈉簾石化，輝石等暗色礦物蝕變成陽起石、綠泥石、綠簾石，除上述蝕變礦物外，含少許黑云母、碳酸鹽、磁鐵礦。在蝕變不深的情況下，可見斜長石及輝石的殘余。輝長巖多呈巖脈、巖床狀產出，有順層貫入的趨勢，主要分布于磁鐵石英鈉長巖中，對礦體有破壞和捕虜作用，但破壞性不大。在輝長巖體邊緣的圍巖中，常有同化混染現象。少量為晉寧末期的產物。主要為煌斑巖脈、輝綠巖脈、輝綠輝長巖脈，而以黃斑巖脈為主。巖脈長一般為幾十厘米至幾米，呈脈狀產出，斜交地層層理，穿插輝長巖體。

2.4 地球物理特征

2.4.1 磁異常特征

縱觀區域磁場特征發現，區內平緩負磁場應是弱磁性基底及沉積蓋層的綜合反映，強磁性弧形、串珠狀及雜亂面狀磁異常為基性火山巖的反映，部分形態較規則強磁異常為基性、中基性侵入巖的反映。

該區域磁異常多為正異常，數量多，規模大小不等，異常值變化大，分布廣，異?？傮w走向為北東-南西向。拉拉銅礦田內共圈定8 處異常，位于紅泥坡外圍南東方向的磁異常有3 處，其中，甲2 類異常1 處、乙1 異常2 處，分布范圍50km2，與已知銅礦床進行對比研究，具有較好的找礦遠景。

2.4.2 音頻大地電磁測深（AMT）異常特征

根據收集的AMT 剖面測量資料及鉆探驗證結果，總結主要成果如下：

AMT 剖面視電阻率二維反演斷面總體顯示出：地下電性在縱向上具有明顯的垂直分層，表現為相對的高阻、低阻、高阻的“三明治”式電性結構。其中，南北向AMT 剖面視電阻率二維反演斷面顯示有明顯的中間坳陷，兩邊翹起的向斜構造特征；東西向AMT 剖面視電阻率二維反演斷面總體顯示出則相對平緩，局部視電阻率等值線高低值錯動、上臺、下降，主要受構造、侵入體的影響，為本區的深部找礦提供了較好的依據。

在近幾年根據AMT 異常驗證的鉆孔，在電阻率中低值異常帶內依然見到工業銅礦體，銅礦體產于河口群天生壩組和落凼組石英鈉長巖內，異常區內電阻率等值線形態連續，反映覆蓋層以下的構造形態與含礦層位置與驗證結果基本一致，對深部找礦起到了較好的指導作用。

2.5 地球化學特征

收集該區深部鉆孔中各類巖性采集792 件巖石原生暈樣品，分別對TFe、K2O、Na2O、P2O5、Mn、Cu、Pb、Zn、Co、Mo、Ag、Au 等12 種元素進行分析，分析結果表明：有用元素除主金屬銅、鐵外，還有錳、鈷、鉬等元素可供綜合回收利用，從各鉆孔中元素的相關性看，銅與金、銀的相關性較好。對12 種元素用SPSS軟件統計得出各元素見相關系數，Fe 和P2O5、Mn、Co，相關系數分別為0.33、0.44、0.63，說明這些元素可作為Fe 富集方向的指示元素；Cu 和Mo 相關性較好，為0.25，其次為Au、Co，說明Mo、Au、Co 可作為Cu 富集方向的指示元素。其他元素除Co 和Mn，Pb 和K2O、Zn 相關系數較高（相關系數為0.47、0.30、0.41）外，其他元素相關系數均較小。

由此可以看出，元素主要形成兩個元素組合：第一個元素組合為Au、Fe、Co、Mn、P2O5、Na2O，其相似水平為0.1 左右；第二個元素組合為Ag、Mo、Cu、K2O、Zn、Pb，其相似水平為0.06 左右。Fe、Co 相似水平為0.634 左右組合，這是一個比較穩定的組合；Cu、Mo 關系比較密切，相似水平在0.23 左右；Pb、Zn 相關性較好，相似水平在0.41 左右，將Mo 作為Cu 的指示元素是比較合理的。

2.6 變質作用

變質作用主要有區域變質作用、接觸變質作用和氣水熱液變質作用。

3 礦體特征

3.1 礦體特征

紅泥坡銅礦首次在河口群上部天生壩組中發現大型銅礦體。共圈定5 個銅礦體，分別編號為Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ。其中，Ⅰ號礦體以工業級原生硫化物礦石為主，分布天生壩組火山沉積變質巖層底部，分布范圍幾乎涵蓋整個勘查區范圍；Ⅱ號礦體以低品位級原生硫化物礦石為主、少量工業級原生硫化物礦石，產于落凼組火山沉積變質巖層頂部，分布范圍僅限于勘查區中部；Ⅲ號礦體全部為低品位級原生硫化物礦石，位于緊鄰Ⅱ號礦體之下落凼組火山沉積變質巖層上部，分布范圍也僅限于勘查區中部；Ⅳ號礦體為工業級原生硫化物礦石，產于落凼組火山沉積變質巖層中上部，分布范圍僅限于勘查區北部；Ⅴ號礦體全部為低品位級原生硫化物礦石，位于與Ⅱ號礦體層位相當的落凼組火山沉積變質巖層上部，分布范圍僅限于勘查區南東部。

本次圈定的5 個礦體，厚度0.81 ～44.08m，分布范圍北自清水海子、南止大田梁子以北（探礦權南邊界）、東起長沖溝、西至李家墳鐵礦，走向方向展布長度2.9km，傾向方向展布寬度2.6km，分布標高自1185m 至1825m，礦體最小埋深58m、最大埋深763m。

3.2 礦床成因

關于礦床成因，前人從礦床地質、礦床地球化學、成巖成礦時代、成礦流體、成礦物質來源等方面對紅泥坡-拉拉銅礦開展了大量研究，積累了較為豐富的資料。通過本次野外調查工作，在參考前人研究工作成果基礎上，開展礦床成因綜合研究認為：①礦體均賦存巖性、成礦結構面控礦條件，②礦體產狀與地層層理一致，典型層控特征、③斷裂多數為成礦后構造，切穿紋層狀礦體，④礦石礦物以硫化物為主；⑤蝕變較弱，以中低溫蝕變為主等重要特征。根據其圍巖類型、金屬礦物組合及大地構造背景確定紅泥坡銅礦的礦床主要有兩個成礦其次，第一期次以火山沉積變質成因為主，形成了層紋狀-塊狀黃銅-黃鐵礦石；第二期次以熱液疊加改造富集成因為主，形成了網脈狀斑銅-黃銅-黃鐵礦石；銅物質來源于第一期成礦，第二期僅對銅品位形成加富作用。

3.3 成礦作用特征及找礦標志

3.3.1 礦石類型、結構構造

礦石構造：可分為條紋條帶狀礦石和浸染狀、塊狀礦石。其中條紋、條帶狀礦石是由黃鐵礦、黃銅礦與黑云母密集成條紋、條帶，相間分布于鈉長巖中；浸染狀、塊狀礦石，又可分為稀疏浸染狀、稠密浸染狀和塊狀三種，金屬礦物呈單體或粒狀集合體不均勻嵌布于非金屬礦物之間。

結構構造：自形-半自形粒狀變晶結構、它形粒狀變晶結構、交代殘余結構、包含結構、壓碎結構。

3.4 圍巖蝕變

該區內主要的圍巖蝕變有：綠泥石化、碳酸鹽化、硅化、鈉長石化、黑云母化、炭化等，與黃銅礦化密切相關的圍巖蝕變為：硅化、碳酸鹽化。

3.5 成礦流體特征及成礦物質來源

本次參與了前人研究成果，初步顯示早期紋層狀礦化階段的成礦流體以海水為主，溫度為中溫，鹽度為低鹽度，流體混合可能是礦質沉淀的重要機制。而脈狀礦化階段的流體復雜，有大量含子晶的三相包裹體，子晶成分也很復雜有石鹽、KCl 及碳酸鹽子晶，顯示出復雜的Na-Ga-K 的多元體系，因此，其成礦流體的來源很可能有多個來源，可能是盆地流體、巖漿流體及地表水的混合。

拉拉銅礦礦體中金屬硫化物δ34S 值介于-5.9 ～6.9‰之間，并集中分布在-1 ～4‰范圍內。其中黃銅礦δ34S 值介于-5.9 ～6.9‰，平均值為1.5‰；黃鐵礦樣品δ34S 值介于-1.4 ～4.9‰之間，平均值為1.76‰。前人測定的結果均顯示出礦床金屬硫化物δ34S 組成范圍有一定變化，但均接近0 值的特征，在硫化物δ34S 值直方圖中呈塔式分布。在硫化物沉淀過程中，成礦流體中總硫（ΣS）的δ34S 值與沉淀硫化物δ34S 值二者的關系與溫度和氧逸度（f O2）有關。拉拉銅礦絕大部分金屬硫化物S 同位素的組成特征與幔源中的硫類似，基本可以說明其成礦流體中硫元素來自地幔。礦體中金屬硫化物富集重硫的特點表明硫元素最終來源于海水中的硫酸鹽，說明成礦的硫原始來源可能有少量來自于海水硫酸鹽。這與硫化物δ34S 值雖然接近0，但有一定變化范圍的特征相吻合。因此，黃銅礦、黃鐵礦等金屬硫化物中的S 同位素特征說明與成礦相關的硫元素主要來自地幔，少量的海水硫酸鹽在成果過程中可能有加入。

3.6 成礦年齡

康滇地區構造復雜，其位于揚子板塊西緣，前期諸多專家、教授對落凼銅礦中的礦石礦物進行了成礦年齡等研究，認為其可能存在兩期礦化，第一期為1669±110 Ma，對應于早期的紋層狀礦化，而第二期為1053±75 Ma，可能對應于后期的脈狀礦化階段。本次參考了前人測齡報告及文章，也開展成礦年代學的研究工作，對紅泥坡銅礦紋層狀礦化階段的黃鐵礦開展Rb-Sr 同位素測年，得到了1552±80 Ma，而對脈狀成礦期的黃銅礦開展Rb-Sr 同位素測年，得到了891±6 Ma 的年齡。因此，與Chen et al. (2018)得到的年齡一致，本區存在顯著的兩期成礦事件，分別對應于兩期超大陸裂解事件，與地質事實相符。

3.7 找礦標志

根據本類型礦床的特征，尋找該類礦床主要有以下標志：

①地層標志：嚴格受層位控制。主要含礦層位為天生壩組（Pt1t）和落凼組（Pt1n）；②巖體標志：與基性巖漿活動有關；③圍巖蝕變標志：與黃銅礦化密切相關的圍巖蝕變主要為：硅化、碳酸鹽化，次有：鈉長石化、黑云母化；④物探異常標志：地磁異常測量的強磁異常區及音頻大地電磁測深（AMT）視電阻率低值帶分布區。

3.8 找礦遠景預測

3.8.1 找礦預測模型

收集綜合研究前人科研成果，落凼銅礦、紅泥坡銅礦的礦床成因屬VMS 型銅礦，第一期次以火山沉積變質成因為主，形成了層紋狀-塊狀黃銅-黃鐵礦石；第二期次以熱液疊加改造富集成因為主，形成了網脈狀斑銅-黃銅-黃鐵礦石；銅物質來源于第一期成礦，第二期僅對銅品位形成加富作用。因此，拉拉地區的成礦地質體可能有兩類，早期的VMS 期的成礦地質體為基性巖席，由于受到了后期的變質作用影響，已變質為鈉長巖類；而疊加期的成礦地質目前仍存在爭議，可能為基性輝綠巖體、或深部隱伏中酸性巖體、甚至盆地邊緣鹵水，仍需開展相關研究工作確定。因此，本次的成礦地質體研究工作主要針對火山-沉積巖地層的演化、巖相古地理的恢復等，以期為模型構建和下一步找礦提供信息。

區內成礦作用較為繁雜，成礦階段基本可以劃分為早期的火山噴流沉積階段和后期的熱液疊加改造富集階段。由此初步構建了拉拉地區的找礦預測地質模型。

3.8.2 遠景分析

結合近幾年在紅泥坡銅礦外圍少量的深部工程控制及已有成果資料的綜合研究，通過深部鉆探工程驗證AMT 物探異常，在河口群天生壩組揭露到多層銅礦體①號為主礦體，落凼巖組揭露多層銅礦體②③④號為主礦體。與紅泥坡銅礦床天生壩組①號礦體、落凼組②、③、④號礦體對比連接，為紅泥坡銅礦床已知礦體向南東方向的外延部分，根據少量工程控制為背斜一翼，整體向南東傾角10 ～40°，綜合已有物探測深成果與深部（化）體的對比，南東方向為向斜核部，成礦前景較好。

4 結論

拉拉銅礦地區幾十年各位專家、教授、學者、地質隊等工作者對已知大型銅礦床，拉拉銅礦、紅泥坡銅礦的含礦層位、巖性、成礦結構、成礦構造、成礦流體、成礦年齡等工作的研究。本次對前人資料的利用及二次綜合研究，運用河口群第三火山旋回天生壩組的找礦預測地質模型，對紅泥坡外圍河口群天生壩組、落凼組含礦層位進行地、物、化、鉆探等工作手段，加強勘查和研究工作，可發現大型銅礦床。