云南易门凤山铜矿床“阶梯空当”定位矿体及其构造地球化学异常证据

收稿日期: 2013-05-08; 改回日期: 2014-05-25
项目资助: 国家自然科学基金项目(批准号: 41102049, 41202069)、国家危机矿山研究专项(编号: 20089943)、矿床地球化学国家重点实验室
开放基金项目(编号: 201109)和云南省矿产资源预测评价工程实验室及昆明理工大学创新团队项目联合资助。

第一作者简介: 吴鹏(1981–), 男, 副教授, 主要从事矿产普查与勘探的教学与科研。

Email: 76902594@ 通信作者: 韩润生(1964–), 男, 研究员, 主要从事成矿动力学与隐伏矿预测研究。

Email: 554670042@ ① 易门铜矿地质勘探队. 1976. 易门铜矿三家厂矿床第二期储量计算报告书: 34-38.
② 昆明工学院层控矿床研究室. 1988. 易门铜矿狮、凤山矿床构造角砾岩及其控矿特征与成矿预测研究报告: 1-112. ③ 中国有色金属工业总公司西南地质勘查局. 1994. 昆阳裂谷铜矿地质及成矿预测: 179-183.
卷(Volume)38, 期(Number)4, 总(SUM)143 页(Pages)879~884, 2014, 11(November, 2014)
大 地 构 造 与 成 矿 学
Geotectonica et Metallogenia
云南易门凤山铜矿床“阶梯空当”定位矿体
及其构造地球化学异常证据
吴 鹏, 韩润生, 冉崇英, 王 雷, 黄建国
(昆明理工大学 国土资源工程学院, 有色金属矿产地质调查中心 西南地质调查所, 云南 昆明 650093)
摘 要: 通过易门凤山铜矿床控矿构造解析与13~15中段南部矿体空间位置对比, 矿体向SW 深部侧伏, 预测15中段2、4号矿体的SW 端深部具找矿潜力。

在纵投影图上, 夹持矿体的“空当”呈现“阶梯、斜列、平行、等距”特点, 表现出三个“空当”带与四个矿体带相间交替、平行斜列的组合型式。

推测“阶梯空当”夹持的四个空白区为有利的找矿地段。

在24号勘探线以南、15中段坑道开展1︰500断裂构造地球化学填图, 圈定了5个铜异常和3个主要的元素组合(Cu-In-Bi-Hg-Sb)异常, 其中, Ⅱ、Ⅲ号异常与“阶梯空当”定位的d 、e 位置相对应, 为重点找矿靶区, 对凤山铜矿床南部、深部找矿具有指示意义。

关键词: 阶梯空当; 构造地球化学异常; 凤山铜矿床; 易门; 云南
中图分类号: P622.3 文献标志码: A 文章编号: 1001-1552(2014)04-0879-006
0 引 言
云南易门铜矿床是康滇铜成矿带海相沉积-改造型铜矿床的典型代表。

铜矿田内分布狮山、凤山、一都厂、峨腊厂、田心、梅山等矿床(点)。

凤山铜矿床改造成矿作用明显, 与“狮山型”层状矿床的矿体差异显著, 尤其是凤山矿床南部矿体连续性差, 相对独立分布, 明显受断裂控制, 构造改造强烈, 发育刺穿体(王雷等, 2011)。

易门铜矿地质勘探队 (1976)①提出北西、北东向断裂平面上组成“棋盘格”式矿块构造。

冉崇英(1981, 1983, 1984, 1988②, 1989),
昆明工学院层控矿床研究室(1988)②与中国有色金属工业总公司西南地质勘查局(1994)③提出“掌状控矿”模式。

韩润生等(2011)建立了刺穿构造岩-岩相分带模式。

韩润生等(2000)、王雷等(2010)先后应用构造地球化学勘查技术对11~15中段进行隐伏矿定位预测, 找矿效果显著。

目前, 凤山铜矿床南部(18号勘探线以南)、深部(15中段以下)受探矿工程少、找矿信息弱、矿体埋深大、坑内温度湿度高等条件制约, 矿山生产难以延续。

针对凤山铜矿床受断裂控制的特点, 本文以15中段为研究对象, 讨论矿体在平面、剖面定位特征, 开展构造地球
880 第38卷
化学填图, 为南部地段的深部找矿预测提供依据。

1 矿床地质概况
凤山铜矿床位于绿汁江断裂与小江断裂间的昆阳裂谷中。

矿体主要赋存于中昆阳群绿汁江组凤山
段断裂旁侧蚀变白云岩(DL)中(图1)。

地层走向NE,
倾向NW, 倾角60~70°。

矿体呈脉状、囊状、柱状等, 延深多大于延长, 常切穿地层。

矿体厚度变化大(6.35 m~126.54 m), 沿走向、倾向具膨缩特征。

金属矿物主要为黄铜矿、斑铜矿, 次为黄铁矿, 偶见闪锌矿。

铜含量平均1.42%。

1. 第四系;
2. 三叠系-侏罗系;
3. 昆阳群绿汁江组;
4. 昆阳群鹅头厂组;
5. 昆阳群落雪组;
6. 昆阳群因民组;
7. 地层整合或不整合界线;
8. 硅化白云岩及其蚀变界线;
9. 刺穿体; 10. 断裂与推测断裂; 11. 倒转向斜; 12. 倒转背斜; 13. 铜矿体。

图1 易门铜矿田区域地质(a)与凤山铜矿床地质(b)简图(据中国有色金属工业总公司西南地质勘查局, 1994③改绘)
Fig.1 Geological sketch map of the Yimen ore field (a) and the Fengshan deposit (b)
韩润生等(2003)研究认为, 凤山铜矿床受NE 向断裂、刺穿体构造控制。

近SN 向规模较大的左行扭张性断裂为导矿构造, 规模次之的NW 向张扭性断裂为配矿构造, 规模较小的NE 向左行压扭性断裂及NEE 向右行扭压性断裂为容矿构造。

NE 向构造带为易门矿区改造富集期的主要成矿构造体系。

2 矿体侧伏、“阶梯空当”定位特征
2.1 矿体SW 向侧伏特征
1、2、3、4号矿体从北到南依次展布, 在13中段(1015 m 平面)与15中段(915 m 平面)的变化特点如图2所示。

4个矿体从浅部(13中段)向深部(15中段)延伸, 其空间位置明显向SW“移动”。

重点对比2、4号矿体在13、14、15中段的平面位置, 从浅到深, 在100 m 高程差内, 矿体位分别向SW40°、SW20°“移动”, 移距超过100 m 。

1号至4号矿体总体走向NE, 倾向NW 。

受NE
向左行压扭性断裂控制, 单个矿体在剖面上呈雁行斜列状分布, 具尖灭再现特点, 由此判断, 15中段2、4号矿体位置的SW 方向深部具找矿潜力。

综合矿山地质资料, 原施工ZK43钻孔在该预测范围的深部揭露铜矿(化)体, 进一步验证了矿体SW 向侧伏的特征, 对深部找矿勘探具指示意义。

2.2 矿体“阶梯空当”定位规律
从矿体纵投影图上看(图3), 南部独立矿体之间存在着无矿空间(如A 与F 间; B 与C 间), 即矿体之间的“空当”(图3中以“×”表示)。

这些“空当”具有“等间距、阶梯式”排布的特点, 并向南、向深部延伸。

对比发现, 每个独立矿体的周围, 都被四个“空当”所夹持, 即矿体定位于上、下、左、右四个“空当”之间。

“空当”遵循“阶梯、斜列、平行、等距”的延伸特点, 依据该特征推测, 在30号勘探线以南, 15中段以下的深部空间, 可能有铜矿体存在。

近年来新开拓的找矿工程揭露了a 、b 号矿体(图3), 与“阶梯空当”定位矿体的指示性一致。

第4期
吴 鹏等: 云南易门凤山铜矿床“阶梯空当”定位矿体及其构造地球化学异常证据 881
1. 铜矿体及编号;
2. 矿体分布位置;
3. 推测矿体位置;
4. 钻孔位置及编号;
5. 勘探线位置及编号;
6. 矿体侧伏方向;
7. 断裂。

图2 凤山铜矿床13~15中段南部矿体展布规律与深部预测平面图
Fig.2 Distribution of ore bodies and depth prognosis on the No.13 to No.15 level in the south of the Fengshan Deposit
“空当”斜列呈三个带, 且带与带平行、等距。

将矿体位置(图3中以“√”表示)连线, 可划出①、②、③号矿(化)体带, 且向南继续可能存在第④带。

在纵投影图上, 形成“空当”带与矿体带相间交替、平行斜列的组合型式。

依据矿体向深部SW 侧伏、“阶梯空当”定位特征, 在纵投影图上推测①、②、③、④矿体带上, “阶梯空当”夹持的c 、d 、e 、f 四个空白区(图3), 是有利的找矿地段。

预测位置d 、e 与图2中2号、4号矿体深部延伸的预测范围对应, 有望探获铜资源。

预测位置c 、f, 分别位于已知矿体A(④带)、b(①带)南部、深部“空当”夹持的位置, 具找矿前景。

3 构造地球化学异常证据
凤山铜矿床构造作用对成矿元素的迁移、富集
有重要控制作用。

韩润生(2013)利用构造地球化学勘查技术已取得找矿成果, 构造地球化学异常能有效反映深部的矿化信息。

3.1 样品采集与数据分析
在15中段南部坑道开展1︰500断裂构造地球化学填图, 系统采集构造岩样品117件, 由西北有色地质研究院采用ICP-MS 分析, 38个元素测试结果通过内、外检, 数据可靠。

应用Statistic 软件将117件样品的38个元素进行R 型聚类分析(图4), 在距离系数为0.45时, 显示“Cu-In-Bi-Hg-Sb”元素组合, 具亲硫、中-低温成矿特点, 反映矿化元素富集与构造热液活动密切相关。

其中, Hg 、Sb 异常指示近矿前缘特征, 具找矿意义。

3.2 地球化学异常
绘制Cu 与“Cu-In-Bi-Hg-Sb”元素组合异常图,
882 第38卷
1. 铜矿体及编号;
2. 新工程验证矿体;
3. 推测矿体;
4. 见矿位置;
5.“空当”无矿位置;
6. 见矿位置连线;
7. 中段位置及编号;
8. 勘探线位置及编号;
9. 断裂与推测断裂。

图3 “阶梯空当”定位矿体及矿区南段深部预测纵投影图
Fig.3
“Stepladder Blank” orientation prognosis of ore bodies on the longitudinal profile
图4 15中段微量元素R 型聚类谱系图
Fig.4 R-type cluster pedigree chart of trace elements of the No.15 level
在15中段圈定5个铜异常和3个主要的元素组合异常(图5)。

异常分布范围及发散趋势指示了成矿热液活动的信息, 铜与元素组合异常位置较一致, 反映异常及其深部具找矿潜力。

结合地层岩性、断裂构造等地质特征, 认为异常范围及其深部SW 方向是有利的找矿地段, 其中, Ⅱ、Ⅲ号异常显著, 其位置与“阶梯空当”定位的d 、e 位置相对应, 为重点找矿靶区。

15中段1529穿脉地质编录信息显示(图6), 铜矿化在空间上与蚀变白云岩(DL)一致, 由NW 、NE 向断裂夹持。

斑铜矿、黄铜矿呈散点状分布于断裂上盘的蚀变白云岩中。

矿区内NW 向断裂主要限制矿体群的西南边界, NE 向断裂控制单个矿体展布(王雷等, 2011)。

平面上矿块的“棋盘格”式由NW 、NE 向断裂形成, 该两组断裂在剖面上也具有雁列式分布特点,
第4期
吴 鹏等: 云南易门凤山铜矿床“阶梯空当”定位矿体及其构造地球化学异常证据 883
其作用于绿汁江组白云岩, 切割呈现“菱形”立方块体, 在三维空间上表现出“棋盘格”式。

构造在空间上的等间距性是“阶梯空当”形成的根本原因。

含矿热液沿深部断裂“脉动”上升, 在白云岩裂隙中充填定位, 并在断裂交叉部位加厚变富。

这与矿体在有利岩性(绿汁江组白云岩)和有利构造(NE 、NW 向断裂)就位的地质事实相吻合。

4 结 论
(1) 易门凤山铜矿区NW 、NE 向断裂在平、剖面上呈雁列式展布, 矿体在三维空间上具“棋盘格”式。

受NE 向左行压扭性断裂控制, 单个矿体在剖面上呈雁行斜列状分布, 具尖灭再现特点, 深部向SW 侧伏。

预测15中段2、4号矿体的SW 端深部具找矿潜力。

(2) 纵投影图上, 夹持矿体的“空当”具“阶梯、斜列、平行、等距”特征。

三个“空当”带与四个矿体带相间交替、平行斜列。

推测“阶梯空当”夹持的c 、d 、e 、f 四个空白区是有利的找矿地段。

1. 坑道;
2. 勘探线及编号;
3. Cu 异常;
4. 元素组合异常。

图5 15中段Cu (a)与元素组合“Cu-In-Bi-Hg-Sb”(b)异常平面图
Fig.5 Geochemical anomaly map of Cu and “Cu-In-Bi-
Hg-Sb” of the No. 15 level
1. 灰白色(蚀变)中-细晶白云岩;
2. 深灰-灰黑色细晶白云岩;
3. 浅灰色泥质白云岩;
4. 黑色、紫红色泥质白云岩;
5. 断裂;
6. 铜含量曲线;
7. 铜矿(化)体。

图6 15中段1529穿脉铜矿化与断裂、岩性的关系
Fig.6 Relationship among copper mineralization, fault and lithology in 1529 drift of the No. 15 level
(3) 圈定了Cu 及“Cu-In-Bi-Hg-Sb”元素组合异常, 其中, Ⅱ、Ⅲ号异常与“阶梯空当”定位的d 、e 位置相对应, 为重点找矿靶区。

(4) “阶梯空当”定位矿体及其构造地球化学异常证据, 对凤山铜矿床南部、深部找矿具有指示意义。

致谢: 感谢中国地质科学院陈正乐研究员、昆明理工大学李峰教授、《云南地质》主编 蒋志文 教授级高工以及本刊编辑部审稿专家对论文撰写与修改提出宝贵意见; 感谢云南玉溪矿业有限公司汪德文工程师、张武鹏工程师对本文研究工作的大力帮助！
参考文献:
韩润生. 2013. 构造地球化学十年主要进展. 矿物岩石地
球化学通报, 32(2): 198–203.
韩润生, 刘丛强, 马德云, 王红才, 马更生. 2003. 易门式铜矿
床的多因复成成因. 大地构造与成矿学, 24(2): 146–154. 韩润生, 刘丛强, 孙克祥, 马德云, 李元. 2000. 易门式大
型铜矿床构造成矿动力学模型. 地质科学, 38(2): 200–213.
韩润生, 王雷, 方维萱, 黄建国, 冯文杰, 胡一多. 2011.
初论云南易门地区凤山铜矿床刺穿构造岩-岩相分带模式. 地质通报, 30(4): 495–504.
884
第38卷
冉崇英. 1981. 康滇地轴东川式层状铜矿的沉积环境与成岩成矿作用. 地球化学, 10(2): 114–120.
冉崇英. 1983. 东川式层控铜矿的成矿模式. 中国科学(B 辑), 2(3): 249–257.
冉崇英. 1984. 试论铜厂组的沉积相兼论铜厂铜矿床的成因 // 沉积学和有机地球化学学术会议论文集．北京: 科学出版社: 43–45.
冉崇英. 1989. 康滇地轴层控铜矿床的成矿机理. 北京: 地质出版社: 6–47.
孙克祥. 1996. 易门凤山铜矿床成矿地质特征. 云南地质, 15(2): 164–179. 孙克祥, 沈远仁, 刘国庆. 1991. 滇中元古宙铜铁矿床．武汉: 中国地质大学出版社: 16–17.
王雷, 韩润生, 胡一多, 黄建国, 欧阳继辉, 杨勇. 2011.
云南易门地区凤山铜矿床矿体空间定位规律和成矿预测. 地质通报, 30(4): 605–611.
王雷, 韩润生, 黄建国, 胡一多, 杨勇. 2010. 云南易门凤山铜矿床59号矿体分布区断裂构造地球化学特征及成矿预测. 大地构造与成矿学, 34(2): 233–238,
王雷, 韩润生, 吴静, 冯文杰, 胡一多, 黄建国. 2011. 易门凤山铜矿床控矿型刺穿体和非控矿型刺穿体对比研究. 矿物学报, (增刊): 853–854.
“Stepladder Blank” Orientation Prognosis of Ore Bodies and Tectono- Geochemical Anomaly Evidence in the Fengshan Copper Deposit,
Yimen Area, Yunnan
WU Peng, HAN Runsheng, RAN Chongying, WANG Lei and HUANG Jianguo
(Faculty of Land Resources Engineering / Southwest Institute of Geological Survey, Geological Survey Center for Non-ferrous Metals Resources, Kunming University of Science and Technology, Kunming 650093, Yunnan, China)
Abstract: Contrasting with the three-dimensional position of ore bodies in the south of No.13 to No.15 levels in the Fengshan copper deposit, the orebodies pitch to the SW direction and extend to at the depth of the Fengshan copper deposit. At the depth of No.2 and No.4 ore bodies in the SW direction of the No.15 level in the Fengshan copper deposit there are prospecting potential. The orebodies on the longitudinal projection profile of orebodies for the Fengshan copper deposit have features of “ladder, en echelon, parallel and equidistance”. There are 3 “ladder and blank” belts and 4 ore bodies belts appear alternatively and paralleled inclining. It could be speculated that the 4 blank areas among “ladder and blank” are the favorable prospecting segments. From the scale of 1∶500 tectono-geochemical mapping in the south of No.24 exploration line on the No.15 level, anomalous areas of Cu and “Cu-In-Bi-Hg-Sb” have been delineated. The SW part in the depth of No.Ⅱand No.Ⅲanomalous areas is the key prospecting targets. The result is consistent with the orientation prognosis of ore bodies. It would provide good indicative significance for the depth prognosis in the south of the Fengshan copper deposit.
Keywords: stepladder blank; tectono-geochemical anomaly; Fengshan copper deposit; Yimen; Yunnan。