云南德钦羊拉路农铜矿床矿石矿物特征及成因

何宗宝　马正林　余　璨

(中国有色金属工业昆明勘察设计研究院)



云南德钦羊拉路农铜矿床矿石矿物特征及成因

何宗宝马正林余璨

(中国有色金属工业昆明勘察设计研究院)

摘要路农铜矿床是位于羊拉矿区中部的典型铜矿床之一。通过分析该矿床地质特征及不同矿(化)体特征，并利用镜下鉴定及电子探针等方法，系统研究了矿床内矿石矿物特征及矿床成因，结果表明：①矿床内矿石类型多样，主要为矽卡岩型矿石，矿石主要金属硫化物为黄铜矿、磁黄铁矿、黄铁矿及磁铁矿，矿石构造主要为块状构造、浸染状构造和脉状-网脉状构造，矿石结构主要为自形—半自形粒状结构、交代充填结构及包含结构；②矿床成矿阶段可划分为矽卡岩期、石英-硫化物期及表生期，显示出斑岩-矽卡岩型矿床的典型特征，后期构造热液叠加成矿作用显著。上述分析成果对于区内铜矿床找矿工作有一定的参考价值。

关键词矽卡岩型矿床矿床地质特征矿物特征成矿阶段矿床成因

羊拉大型铜矿区地处“三江”地区中段的金沙江古特提斯造山带上，中咱—中甸地块及昌都—兰坪地块分别位于其东西两侧，该矿区夹持于近SN向的金沙江大型断裂和羊拉大型断裂之间，是近年来滇西北地区发现的大型铜矿床之一[1-4]。目前，羊拉矿区已探获铜资源量124万t，远景储量则已达到200万t，具体由江边、加仁、尼吕、贝吾、路农、里农、通吉格等7个矿床组成，其中路农、里农2个矿床的资源量占整个矿区的80%以上，Cu平均品位1.04%，充分表明羊拉矿区具有巨大的找矿潜力，隶属于沉积斑岩-矽卡岩复合型铜矿区[5-7]。矿区地质构造复杂，岩浆活动频繁，多期次的构造岩浆活动为矿床的叠加改造提供了丰富的热液和矿质，为成矿提供了有利环境，形成了众多的铜多金属矿床(点)[8-11]。羊拉矿区的勘查研究始于20世纪50年代，但地质成果多集中于控矿因素、地球化学、矿床成因等方面[12-18]，有关矿石矿物特征的研究成果较少。本研究在分析区域成矿地质背景及路农矿床地质特征的基础上，对主矿体矿石矿物特征进行详细分析并对矿床成因进行探讨，为区内找矿工作提供依据。

1成矿地质背景

1.1区域地质背景

羊拉大型铜矿区大地构造位于古特提斯构造域上，夹持于欧亚板块与印度板块之间，地处中咱微板块及昌都—思茅地块之间的金沙江板块结合带中。区域地层从元古界至新生界发育齐全，在扬子地块基底中，早古生代以发育碳酸盐岩、碎屑岩沉积为特征；晚古生代发育1套碎屑岩、碳酸盐岩沉积和过渡壳型的钙碱性中—基性火山岩；晚古生代末—中生代早期形成了区内弧盆构造系格局；晚三叠世主要为1套滨—浅海沉积呈角度不整合超覆于古生界之上。区内岩浆旋回显著，频繁的岩浆活动形成了多期次的构造岩浆蚀变带，为铜金属矿带提供了有利条件。区内断裂、褶皱构造发育，主要由一系列近SN向线性褶皱和同向断裂组成，控制着区内沉积建造、变质作用、岩浆活动及其相关矿产的展布。

1.2矿区地质概况

羊拉矿区主要出露志留系、泥盆系及石炭系地层，在路农矿床内仅出露泥盆系江边组(D1j)和泥盆系里农组(D2+3l)，其中江边组(D1j)分布于矿区中、东部花岗岩体两侧，按岩性组合特征可分为3段(图1)。里农组(D2+3l)主要展布于矿区中西部、加仁岩体北部及东侧的外接触带上，是矿床的主要赋矿层位，按不同的岩性特征可划分为3个岩性段：①里农组一段(D2+3l1)，矿床最重要的赋矿层位，岩性主要为变质石英砂岩、矽卡岩化的变质砂岩及砂纸绢云板岩等，KT5-1、KT5-2、KT1、KT4等主矿体均赋存其中；②里农组二段(D2+3l2)，作为KT5-1矿体顶板的标志层，主要岩性为灰白色中—厚层状细晶大理岩夹变质石英砂岩，其下伏地层发育的矽卡岩化及铜矿化与该地层的厚度呈正相关；③里农组三段(D2+3l3)，近EW走向，岩性以浅灰色厚层状细晶大理岩为主。

路农矿床内发育的矿石矿物种类较多，金属矿物主要包括黄铜矿、磁黄铁矿、斑铜矿、孔雀石、黄铁矿等，局部地段发育闪锌矿、方铅矿、白铁矿等；非金属矿物主要有透辉石、角闪石、阳起石、钙铁榴石、绿帘石等。矿石结构以他形细—微粒状结构、他形—半自形结构、包含结构为主，少量填间结构和交代残余结构；矿石构造多为浸染状、细脉状/填隙稀疏浸染状、块状及斑杂状。矿床经受多期次构造活动和热液作用及蚀变的叠加构造，蚀变类型主要为钾化、硅化、碳酸盐化、绢云母化及泥化等。

图1　羊拉矿区地质简图

2矿石类型

(1)矽卡岩型铜矿石。占矿床矿石的50.15%，以黄铜矿、黄铁矿为主要金属矿物且含量较高，Cu平均品位1.33%，主要呈致密块状、细脉浸染状、斑杂状产于KT1、KT4、KT5-1、KT5-2等主矿体中，脉石矿物主要为石榴石、透辉石、阳起石等。

(2)角岩型铜矿石。包括角岩化变质石英砂岩和砂质板岩型铜矿石，Cu品位较矽卡岩型铜矿石低(0.99%)，以黄铜矿、黄铁矿为主，少量方铅矿，主要产于KT4、KT5-1、KT5-2等主矿体中，他形—半自形粒状结构，以细脉浸染状为主。

(3)花岗闪长岩型铜矿石。Cu品位0.96%，伴生金、银等有益组分，脉石矿物以长石、石英、角闪石、黑云母等为主，主要分布于KT4、KT5-2矿体中，具他形—半自形粒状结构，矿化以细脉浸染状及网脉状为主。

(4)构造角砾岩型铜矿石。Cu品位较高(2.79%)，主要产于构造破碎带中，主要分布于KT4、KT5-2矿体中，矿石结构为碎裂结构、填间结构，以细脉浸染状构造及角砾状构造为主。

(5)大理岩型铜矿石。含矿岩性主要为弱矽卡岩化大理岩，在矿区内发育广泛，于KT2、KT3、KT4、KT5-1、KT5-2等矿体中均有分布，Cu平均品位1.16%，矿石结构为他形—半自形粒状结构，以细脉浸染状及网脉状为主。

3主要金属硫化物特征

3.1黄铜矿(CuFeS2)

黄铜矿产于矿体内的混合、硫化矿中，矿物含量3.11%，多呈铜黄色，粒径一般0.2～0.3 mm，结构多为他形粒状及浸染状，常与半自形粒状黄铜矿、磁铁矿或黄铁矿、方铅矿共生，亦或呈细脉状、星散状嵌布于脉石矿物中，局部地段可见呈微细脉—细脉状岩石裂隙、节理及构造角砾间分布，还有部分呈细小乳滴状包裹于后期形成的方铅矿或黄铁矿中，是矿床内唯一贯穿整个成矿期次的金属矿物。据电子探针Finder能谱分析结果(表1)，黄铜矿成分主要为Cu、Fe和S，w(Cu)37.76%～42.63%，平均40.61%，较黄铜矿含铜的理论值(34.56%)略高。

表1黄铜矿电子探针Finder能谱分析结果

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3.2磁黄铁矿(Fe5S6-Fe16S17)

磁铁矿是矽卡岩型矿石中的主要金属矿物之一，含量约6%，呈古铜色或铜褐色，他形—半自形粒状，粒径变化较大(0.01～0.8 mm)，常与黄铜矿、黄铁矿、磁铁矿、毒砂等共生，多呈浸染状嵌布于脉石矿物中，亦或沿透辉石、石榴石矿物间隙及其矿物解理、裂隙充填交代。据电子探针Finder能谱分析结果(表2)，磁黄铁矿w(Fe)56.55%～70.99%，平均60.56%，w(S)29.00%～43.44%，平均39.44%。

3.3磁铁矿(Fe3O4)

磁铁矿是区内矿石中的主要金属矿物之一，含量10.76%～23.45%，呈铁黑色，他形粒状，粒径0.01～0.5 mm，其集合体多呈致密块状，与黄铜矿、磁黄铁矿及黄铁矿共生，少部分包裹或穿切早期形成的黄铜矿，主要产于矽卡岩型铜矿石中。据单矿物电探分析，查明磁铁矿中主要以Fe(66.16%)、O(24.59%)为主，含少量Si(6.64%)、Ca(2.61%)。

表2磁黄铁矿电子探针Finder能谱分析结果

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3.4黄铁矿(FeS2)

黄铁矿为区内主要的硫化物之一，占选矿样品的4%，为浅黄白色、黄色，呈自形—半自形—他形粒状，粒径大小变化相对较大(0.01～2 mm)，多与黄铜矿、磁黄铁矿、磁铁矿、毒砂等共生，部分早期形成的黄铜矿被包裹其中，包裹粒度较小(0.01～0.05 mm)，多伴生石英、铁白云石、透辉石、方解石、钙铁榴石等脉石矿物，电探能谱分析显示w(As)25.4%～44.60%。

3.5其他金属矿物

毒砂(FeAsS)含量约占1%，为钢灰色，呈自形—半自形他形粒状，粒度较大(多大于0.8 mm)，主要分布于碳酸盐岩化岩石中，部分沿岩石裂隙充填而构成细脉状，极少被早期形成的黄铜矿包裹，部分与磁黄铁矿、黄铜矿、黄铁矿共生，与脉石矿物铁白云石、方解石、石英等矿物紧密伴生，w(As)19.24%。但由于毒砂多与脉石矿物连生，脉石可能随着选矿进入尾矿，因此精矿中有害杂质的含量会相对降低。白钨矿(Ca(WO4))与锡石(SnO2)含量较少，呈半自形—他形粒状，粒径多小于0.5 mm，w(Sn)0.22%。自然铜(Cu)在氧化带铜矿石中偶见，呈亮铜红色，不规则片状，粒径约5 mm，沿岩石表生裂隙呈薄膜状分布。

3.6矿物共生组合

区内矿石矿物共生组合具体可分为：①蓝铜矿-孔雀石-褐铁矿-黏土-石英组合，主要分布于矿体氧化带及风化矽卡岩型矿体内，黄铜矿氧化生成蓝铜矿及孔雀石，而褐铁矿则常由稠密浸染状-块状黄铁矿、磁铁矿等风化而成；②黄铜矿-黄锑矿-透辉石组合，为混合矿和硫化矿中的最主要矿物组合，多见于矽卡岩型矿体内，主要金属硫化物为黄铁矿，硅酸盐矿物中常见透辉石和石榴石，二者呈负相关；③黄铜矿-黄铁矿-磁黄铁矿-透辉石组合，发育于矽卡岩型矿体中，主要含磁黄铁矿，以磁铁矿及黄铁矿的此消彼长为特征；④黄铜矿-黄铁矿-绢云母-石英组合，多见于靠近中—酸性岩体的围岩中，原岩为细砂-粉砂岩及泥质岩石经角岩化重结晶为石英及绢云母；⑤黄铜矿-黄铁矿-黑云母-石英-斜长石组合，见于中—酸性岩体内接触带上铜矿石内，金属硫化物以黄铜矿、黄铁矿及辉钼矿为主；⑥黄铜矿-黄铁矿-方铅矿-毒砂-石英-透辉石组合，主要分布于矿区KT1、KT4主矿体中，金属矿物为黄铜矿、黄铁矿、方铅矿等。

4成矿阶段划分

路农矿床主要控矿因素为岩浆岩(矽卡岩)、地层及构造，矿体主要赋存于江边组(D1j)及中上泥盆统里农组(D2+3l)地层内，此外，铜矿化与层间裂隙及破碎带关系密切，并伴有钾化、硅化及碳酸盐化。据上述矿床地质特征，矿区共生组合及矿物穿切关系研究表明，该矿床经历了多期多阶段的矿化作用(图2)。羊拉矿区的成矿时代始于金沙江洋内弧阶段的泥盆纪(火山)盆地沉积，因而在海西期已形成火山-热水沉积富集的雏形，印支期—燕山期花岗岩的侵入，为成矿物质的大规模运移—交代—富集提供了有利条件，构成矿床形成的斑岩-矽卡岩主成矿期，而成矿后期的构造热液对先前形成的矿化进行叠加改造，构成了矿床的热液脉状叠加成矿期。

图2　路农铜矿床矿物生成顺序

(1)矽卡岩期。主要形成黄铜矿、磁铁矿、磁黄铁矿、白钨矿、角闪石、透辉石等，多见黄铜矿及磁黄铁矿呈他形—半自形粒状嵌布于脉石矿物中，部分充填于钙铁榴石、透辉石矿物间，并交代脉石矿物。早期形成的碳酸盐岩及钙质碎屑岩则被印支期花岗闪长岩侵入，致使大理岩受热交代变质作用形成弱矿化角岩及矽卡岩，沿接触带产状由陡变缓地段或凹陷处等有利空间构成矽卡岩型铜矿体，该成矿期内矿体形态主要受侵入接触构造带的控制。

(2)石英-硫化物期。在岩浆期后气成热液期内，富含矿液的气成热液交代早期形成的硅酸盐矿物，主要形成黄铜矿、磁黄铁矿、黄铁矿、方铅矿及闪锌矿、白铁矿等金属矿物，脉石矿物以石英、高岭石、绿帘石、绿泥石为路农矿床的主要成矿期。据矿物组合特征，该成矿期还可细分为：①中温热液阶段，以生成黄铜矿、磁黄铁矿、黄铁矿、闪锌矿及方铅矿为特征，脉石矿物主要为石英、斜长石、绿帘石、黑云母及高岭石；②低温热液阶段，主要形成黄铜矿、白铁矿、闪锌矿、辉锑矿等金属矿物，脉石矿物主要为石英、方解石、绿帘石、绿泥石等。此外，由于绢云砂质板岩及变质石英砂岩等钙质碎屑岩在层间断裂内发育较广泛，构成岩浆的气成热液运移通道，为成矿物质的沉淀提供了有利的赋存空间，从而形成了规模较大的层状、似层状产出的矽卡岩型矿体，而大理岩的层间裂隙发育范围有限且规模较小，因此仅在大理岩层间裂隙较发育的地段构成了细脉-网脉状矿体。

(3)表生期。地表矿体在表生的风化作用下，致使金属矿物黄铜矿、黄铁矿、磁黄铁矿氧化成褐铁矿、孔雀石(Cu2CO3(OH)2)、蓝铜矿(Cu3(CO3)2(OH)2)及自然铜(Cu)并在地表形成铁帽。氧化带深度变化较大(20～130 m)，由于铜淋失较少，因此Cu品位相对其他地段更高。此外，氧化过程中所形成的部分硫酸铜溶液受淋滤作用被冲刷带走，在其深部与碳酸盐介质共同组成碳酸盐铜矿物。

5成矿过程及矿床成因

5.1成矿过程

区内断层多为发育于燕山期—喜山期浅表的脆性断层，并切穿古生界、中生界地层，属容矿或破矿构造，破碎带内未见矿化。由于受到构造运动及岩体上侵的影响，区内D2+3l1与D2+3l2、D1j3地层的接触部位及其附近或D2+3l1地层与岩体内外接触带附近发育层间或岩体地层间破碎带，为含矿热液的迁移及赋存提供了有利空间。此外，侵入岩及断裂构造活动还在岩体及周围地层中或断裂两侧发育层间裂隙及斜交层理裂隙，该类由密集节理组成的裂隙带也为含矿热液提供了活动空间和赋矿场所。区内岩浆活动强烈且具多期次特征，在印支期—燕山期中—酸性岩体侵入作用的影响下，地层中的Cu、Fe、Pb等成矿元素在温度和压力的驱使下产生活化，并进入岩浆热流体，沿层间裂隙带进行运移、交代、充填，形成黄铜矿、磁铁矿、磁黄铁矿等金属矿物；随着温度的逐渐降低，方铅矿、闪锌矿、白铁矿、辉锑矿等逐渐晶出，并与早期形成的矿化叠加或交代穿切，最终形成了混合矿石；成矿以后，经风化剥蚀而暴露至地表，经由长期的氧化淋滤作用在浅地表形成了矿床的氧化带。

5.2矿床成因

由路农矿床的矿物生成顺序可知：在成矿早期的高温阶段，矿石矿物以矽卡岩-磁铁矿组合为特征；而中温阶段的矿石矿物则主要发育石英-硫化物组合，与典型的接触-交代型矿床矿物组合特征吻合；在岩浆期后气成热液期内，富含矿液的气成热液交代早期形成的硅酸盐矿物，主要形成黄铜矿、磁黄铁矿、黄铁矿、方铅矿及闪锌矿、白铁矿等金属矿物，脉石矿物以石英、高岭石、绿帘石及绿泥石为主，为路农矿床的主要成矿期。此外，根据对矿床内矿物特征的分析，各金属矿物间存在包含结构、填间结构等典型的多期次成矿证据，尤其后期构造热液的叠加改造作用构成了热液-脉状矿化叠加成矿期。尽管羊拉铜矿中的层状、似层状矿体与其下部产出的网脉状矿体在空间组合上符合喷流—沉积型矿床“上层下脉”的结构模式，但结合矿床矿物特征及矿床地质特征可知，矿体形态及分布明显受层间破碎带及断裂控制，且矿(化)体顶底板围岩不一致，矿体与围岩的接触界线清晰，与喷流—沉积型矿床的特征并不吻合。因此，路农矿床为典型的斑岩-矽卡岩型矿床，其成矿模式为热水沉积-岩浆热液成矿-构造热液改造。

6结论

(1)路农铜矿床矿体多呈层状、似层状产出，酸性侵入岩、围岩以及碳酸盐岩地层的内外接触带构成了赋矿空间，岩性、构造、围岩等3个地质因素组成“三位一体”的控矿机制，区内断裂构造及层间破碎带组成重要的导矿(容矿)构造，碳酸盐岩构成的特殊地层提供了有利的围岩条件。

(2)由于矽卡岩化及硅化为主的围岩蚀变控制着矿石类型的空间展布形态及矿化强度，以矽卡岩型矿石为主(占50.94%)，主要硫化物为黄铜矿、磁铁矿、磁黄铁矿及黄铁矿，矿石组构及矿物特征反映出路农铜矿床具有典型的岩浆热液成矿的特征。

(3)路农铜矿床的成矿过程可分为矽卡岩期、石英-硫化物期、表生期等3个阶段，成矿过程漫长而复杂，早期以火山沉积盆地热水沉积初始成矿(斑岩-矽卡岩主导成矿)为主，后期构造热液叠加成矿作用进一步富化矿化。

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(收稿日期2016-01-26)

Ore Mineral Characteristics and Genesis of Lunong Copper Depositin Yangla Mining Area in Deqin County,Yunnan Province

He ZongbaoMa ZhenglinYu Can

(Kunming Institute of Exploration & Design, China Nonferrous Industry Company Ltd.)

AbstractLunong copper deposit is one of the typical copper deposits in the central area of Yangla mining area. The geological characteristics and different ore-bodies or mineralized bodies of Lunong copper deposit of Yangla mining area are analyzed, the ore mineral characteristics and ore deposit genesis of Lunong copper deposit of Yangla mining area are also researched systematically by adopting the microscopic identification method and electron probe method.The research results show that:①the ore types within Lunong copper deposit is various, the skarn type ore is the main types of ores, the main metal sulfide ores are chalcopyrite, pyrrhotite, pyrite and magnetite, the ores structure are mainly included massive structure,disseminated structure and vein-net vein structure, the ores textures are mainly included euhedral-subhedral granular texture, metasomatic filling texture and including texture；②the metallogenic periods of Lunong copper deposit can be divided into skarn period, quartz-sulfide period and supergene period,the characteristics of porphyry-skarn type deposit is displayed, the late tectonic hydrothermal superimposed mineralization is significance.The above research results have some reference for the copper deposit prospecting work in Yangla mining area.

KeywordsSkarn type deposit, Ore deposit geological characteristics, Mineral characteristics, Metallogenic periods， Ore deposit genesis

何宗宝(1986—)，男，助理工程师，650051 云南省昆明市盘龙区东风东路东风巷1号。

·地质·测量·