四川省会理县红泥坡铜矿以南深部找矿远景分析

申红涛，沈和明，龚灵明，陈 辉 ，李 新

红泥坡铜矿藏地处攀西成矿带拉拉铜铁矿集区，地处四川省会理县绿水乡，是继洛峪大铜、洛东铜矿之后，在其矿区范围内发现的另一大铜矿。该区的大型火山爆发是该区铜铁矿床资源的重要组成部分。

拉拉地区铜矿矿区历经一代代地质工作者的不懈努力，最终确认拉拉地区的地质结构并非单纯的一条南北朝的单斜，也不是一组封闭的折叠式，它只是一种沿轴向接近的、西的缓慢的残留断层。同时，证实本区内天生坝组的主要铜、铁矿床，其主要矿体在垂直方向呈现铁、铜、铁的赋存特征。

经过多年的区域深层勘查，发现了4 个铜矿体和8 个铁矿体。在这些矿区，Cu-1 矿体长1440 米，趋势400 米。另外还有8个矿体，包括2 个富铁矿和6 个贫铁矿。经与洛凼铜矿北部3 公里的矿床进行了比较，认为它是洛凼铜矿的“姊妹矿”。从矿床地质背景、地质特征、物化探特征和矿床地质特征等几个角度出发，对拉拉铜矿床的矿床进行了找矿和找矿的重要作用，为该区三次大规模的火山喷发提供了有益的信息。

红泥坡铜矿床位于元古代会理—东川拗拉槽西侧，位于扬子准地台康滇地轴中段。地质特征主要为前震旦纪，早期发育了一套完整的海相优地槽火山-沉积组合和晚期浅海-滨海相冒地槽沉积组合。会理、晋宁两次运动结束了该区地槽的发展阶段。

1 区域地质概况

1.1 大地构造位置

红泥坡铜矿地处南北向延伸的扬子地台康滇地轴（Ⅱ1）中段东缘，东西向会理-东川坳拉槽的北部。康滇地轴为Ⅱ级构造单元，西、东分别以金河-箐河、小江深大断裂为界，北起丹巴康定，南过金沙江延入云南，为一南北向古基底隆起带。

1.2 地层

区域地层组合有：前震旦系（Pt1、Pt2）、震旦系至志留系（ZS）、二叠系（P）、三叠系至白垩系（T-K）和新生界（N-Q）（据四川省地质局《1 ∶20 万会理幅区域地质测量报告》1970，云南省地质局《1 ∶20 万永仁幅区域地质报告书》1966）。其中前震旦系河口群是本区域的主要铜矿赋矿层位。

1.3 构造

红泥坡铜矿位于拉拉铜矿田南部，处南北走向与东西走向构造带交结复合部位，前震旦纪会理期、晋宁期以及震旦纪以来不同时期、不同性质的构造运动互相叠加，复合构成本区独具特色的地质构造格架。

2 矿区地质

该区位于轴向近东西的红泥坡古老复向斜北部，出露主要地层岩石为下元古代河口群（Pt1）钠质火山岩。由于区内火山活动强烈，具多期次、多旋回喷发，形成矿区复杂的地质情况。

2.1 地层

区内出露地层有第四系（Q）、三叠系上统白果湾（T3bg）、中元古界昆阳群（Pt2）、早元古代河口群天生坝组（Pt1t），深部有早元古代河口群新桥组（Pt1s）、早元古代河口群落凼组（Pt1n）等。其中，早元古代河口群天生坝组、落凼组是区内重要的含铜地层。地层由新至老叙述如下：

（1）第四系（Q）：由残坡积、冲洪积层和冰水沉积层组成。

（2）三叠系上统白果湾（T3bg）:分布于矿区南东部，由下至上岩性主要为底砾岩、灰黑色页岩、长石石英砂岩。角度不整合覆于河口群地层之上。

（3）中元古界昆阳群（Pt2）：主要分布于F13断层以西，与下元古界河口群呈断层接触。

（4）早元古代河口群天生坝组（Pt1t）

地表出露多为天生坝组，其产状变化大，总体走向近南北，地表出露岩石白云石英片岩、磁铁石英钠长岩了、石英钠长岩，局部夹炭质板岩及大理岩，为该区主要的含铜层位。

（5）早元古代河口群新桥组（Pt1s）

地表在天生坝铁矿局部有出露，以石榴子石白云母片岩、白云母石英片岩为主，次为石榴子石角闪石黑云母片岩、角闪石黑云母钠长岩及少量白云母石英片岩。厚度120 ～180m。

（6）早元古代河口群落凼组（Pt1n）

该套地层在本区地表基本未出露，根据收集已有钻孔控制岩石特征对比，大致确定岩层走向近南北，主要岩性为磁铁石英钠长岩、白云母石英钠长片岩、石英钠长岩、二云石英钠长片岩、炭质板岩等。该地层是本区的重要含铜层位。

2.2 构造

该区处于红泥坡向斜中心部位。红泥坡向斜是一个宽缓的，轴向近东西的古老复向斜，由于后期南北向构造叠加，红泥坡东部石龙一带落凼组扬起而类似盆地。因后期构造破坏造成复向斜在东西方向很不完整，但南（黎洪）北（拉拉）均出露了落凼组地层，并相向倾斜，说明红泥坡向斜是轴线呈北北东—南南西向展布，向北西西小角度倾斜。地层总体向南西缓倾。

受东F27和西F13断层的挤压影响，红泥坡地层东西呈舒缓波状，致使红泥坡向斜总体形态貌似“船”型，区内宽缓波状褶皱发育，波长300 米左右，波峰10 米左右。红泥坡向斜实际上是一个受控于近南北向F13、F27断裂带和南部近东西向断层的残存部分。分布面积40 平方千米。

2.3 岩浆岩

该区岩浆活动强烈，具多期次、多旋回、分布广泛，但主要是晋宁早期和晋宁中期的岩浆活动尤为强烈。主要分布于天生坝组及落凼组的中、上部。辉长岩呈暗灰绿色，辉长结构、纤柱状结构、辉绿辉长结构，块状构造，岩石多已强烈蚀变，斜长石大多已钠帘石化，辉石等暗色矿物蚀变成阳起石、绿泥石、绿帘石，除上述蚀变矿物外，含少许黑云母、碳酸盐、磁铁矿。在蚀变不深的情况下，可见斜长石及辉石的残余。辉长岩多呈岩脉、岩床状产出，有顺层贯入的趋势，主要分布于磁铁石英钠长岩中，对矿体有破坏和捕虏作用，但破坏性不大。在辉长岩体边缘的围岩中，常有同化混染现象。少量为晋宁末期的产物。主要为煌斑岩脉、辉绿岩脉、辉绿辉长岩脉，而以黄斑岩脉为主。岩脉长一般为几十厘米至几米，呈脉状产出，斜交地层层理，穿插辉长岩体。

2.4 地球物理特征

2.4.1 磁异常特征

纵观区域磁场特征发现，区内平缓负磁场应是弱磁性基底及沉积盖层的综合反映，强磁性弧形、串珠状及杂乱面状磁异常为基性火山岩的反映，部分形态较规则强磁异常为基性、中基性侵入岩的反映。

该区域磁异常多为正异常，数量多，规模大小不等，异常值变化大，分布广，异常总体走向为北东-南西向。拉拉铜矿田内共圈定8 处异常，位于红泥坡外围南东方向的磁异常有3 处，其中，甲2 类异常1 处、乙1 异常2 处，分布范围50km2，与已知铜矿床进行对比研究，具有较好的找矿远景。

2.4.2 音频大地电磁测深（AMT）异常特征

根据收集的AMT 剖面测量资料及钻探验证结果，总结主要成果如下：

AMT 剖面视电阻率二维反演断面总体显示出：地下电性在纵向上具有明显的垂直分层，表现为相对的高阻、低阻、高阻的“三明治”式电性结构。其中，南北向AMT 剖面视电阻率二维反演断面显示有明显的中间坳陷，两边翘起的向斜构造特征；东西向AMT 剖面视电阻率二维反演断面总体显示出则相对平缓，局部视电阻率等值线高低值错动、上台、下降，主要受构造、侵入体的影响，为本区的深部找矿提供了较好的依据。

在近几年根据AMT 异常验证的钻孔，在电阻率中低值异常带内依然见到工业铜矿体，铜矿体产于河口群天生坝组和落凼组石英钠长岩内，异常区内电阻率等值线形态连续，反映覆盖层以下的构造形态与含矿层位置与验证结果基本一致，对深部找矿起到了较好的指导作用。

2.5 地球化学特征

收集该区深部钻孔中各类岩性采集792 件岩石原生晕样品，分别对TFe、K2O、Na2O、P2O5、Mn、Cu、Pb、Zn、Co、Mo、Ag、Au 等12 种元素进行分析，分析结果表明：有用元素除主金属铜、铁外，还有锰、钴、钼等元素可供综合回收利用，从各钻孔中元素的相关性看，铜与金、银的相关性较好。对12 种元素用SPSS软件统计得出各元素见相关系数，Fe 和P2O5、Mn、Co，相关系数分别为0.33、0.44、0.63，说明这些元素可作为Fe 富集方向的指示元素；Cu 和Mo 相关性较好，为0.25，其次为Au、Co，说明Mo、Au、Co 可作为Cu 富集方向的指示元素。其他元素除Co 和Mn，Pb 和K2O、Zn 相关系数较高（相关系数为0.47、0.30、0.41）外，其他元素相关系数均较小。

由此可以看出，元素主要形成两个元素组合：第一个元素组合为Au、Fe、Co、Mn、P2O5、Na2O，其相似水平为0.1 左右；第二个元素组合为Ag、Mo、Cu、K2O、Zn、Pb，其相似水平为0.06 左右。Fe、Co 相似水平为0.634 左右组合，这是一个比较稳定的组合；Cu、Mo 关系比较密切，相似水平在0.23 左右；Pb、Zn 相关性较好，相似水平在0.41 左右，将Mo 作为Cu 的指示元素是比较合理的。

2.6 变质作用

变质作用主要有区域变质作用、接触变质作用和气水热液变质作用。

3 矿体特征

3.1 矿体特征

红泥坡铜矿首次在河口群上部天生坝组中发现大型铜矿体。共圈定5 个铜矿体，分别编号为Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ。其中，Ⅰ号矿体以工业级原生硫化物矿石为主，分布天生坝组火山沉积变质岩层底部，分布范围几乎涵盖整个勘查区范围；Ⅱ号矿体以低品位级原生硫化物矿石为主、少量工业级原生硫化物矿石，产于落凼组火山沉积变质岩层顶部，分布范围仅限于勘查区中部；Ⅲ号矿体全部为低品位级原生硫化物矿石，位于紧邻Ⅱ号矿体之下落凼组火山沉积变质岩层上部，分布范围也仅限于勘查区中部；Ⅳ号矿体为工业级原生硫化物矿石，产于落凼组火山沉积变质岩层中上部，分布范围仅限于勘查区北部；Ⅴ号矿体全部为低品位级原生硫化物矿石，位于与Ⅱ号矿体层位相当的落凼组火山沉积变质岩层上部，分布范围仅限于勘查区南东部。

本次圈定的5 个矿体，厚度0.81 ～44.08m，分布范围北自清水海子、南止大田梁子以北（探矿权南边界）、东起长冲沟、西至李家坟铁矿，走向方向展布长度2.9km，倾向方向展布宽度2.6km，分布标高自1185m 至1825m，矿体最小埋深58m、最大埋深763m。

3.2 矿床成因

关于矿床成因，前人从矿床地质、矿床地球化学、成岩成矿时代、成矿流体、成矿物质来源等方面对红泥坡-拉拉铜矿开展了大量研究，积累了较为丰富的资料。通过本次野外调查工作，在参考前人研究工作成果基础上，开展矿床成因综合研究认为：①矿体均赋存岩性、成矿结构面控矿条件，②矿体产状与地层层理一致，典型层控特征、③断裂多数为成矿后构造，切穿纹层状矿体，④矿石矿物以硫化物为主；⑤蚀变较弱，以中低温蚀变为主等重要特征。根据其围岩类型、金属矿物组合及大地构造背景确定红泥坡铜矿的矿床主要有两个成矿其次，第一期次以火山沉积变质成因为主，形成了层纹状-块状黄铜-黄铁矿石；第二期次以热液叠加改造富集成因为主，形成了网脉状斑铜-黄铜-黄铁矿石；铜物质来源于第一期成矿，第二期仅对铜品位形成加富作用。

3.3 成矿作用特征及找矿标志

3.3.1 矿石类型、结构构造

矿石构造：可分为条纹条带状矿石和浸染状、块状矿石。其中条纹、条带状矿石是由黄铁矿、黄铜矿与黑云母密集成条纹、条带，相间分布于钠长岩中；浸染状、块状矿石，又可分为稀疏浸染状、稠密浸染状和块状三种，金属矿物呈单体或粒状集合体不均匀嵌布于非金属矿物之间。

结构构造：自形-半自形粒状变晶结构、它形粒状变晶结构、交代残余结构、包含结构、压碎结构。

3.4 围岩蚀变

该区内主要的围岩蚀变有：绿泥石化、碳酸盐化、硅化、钠长石化、黑云母化、炭化等，与黄铜矿化密切相关的围岩蚀变为：硅化、碳酸盐化。

3.5 成矿流体特征及成矿物质来源

本次参与了前人研究成果，初步显示早期纹层状矿化阶段的成矿流体以海水为主，温度为中温，盐度为低盐度，流体混合可能是矿质沉淀的重要机制。而脉状矿化阶段的流体复杂，有大量含子晶的三相包裹体，子晶成分也很复杂有石盐、KCl 及碳酸盐子晶，显示出复杂的Na-Ga-K 的多元体系，因此，其成矿流体的来源很可能有多个来源，可能是盆地流体、岩浆流体及地表水的混合。

拉拉铜矿矿体中金属硫化物δ34S 值介于-5.9 ～6.9‰之间，并集中分布在-1 ～4‰范围内。其中黄铜矿δ34S 值介于-5.9 ～6.9‰，平均值为1.5‰；黄铁矿样品δ34S 值介于-1.4 ～4.9‰之间，平均值为1.76‰。前人测定的结果均显示出矿床金属硫化物δ34S 组成范围有一定变化，但均接近0 值的特征，在硫化物δ34S 值直方图中呈塔式分布。在硫化物沉淀过程中，成矿流体中总硫（ΣS）的δ34S 值与沉淀硫化物δ34S 值二者的关系与温度和氧逸度（f O2）有关。拉拉铜矿绝大部分金属硫化物S 同位素的组成特征与幔源中的硫类似，基本可以说明其成矿流体中硫元素来自地幔。矿体中金属硫化物富集重硫的特点表明硫元素最终来源于海水中的硫酸盐，说明成矿的硫原始来源可能有少量来自于海水硫酸盐。这与硫化物δ34S 值虽然接近0，但有一定变化范围的特征相吻合。因此，黄铜矿、黄铁矿等金属硫化物中的S 同位素特征说明与成矿相关的硫元素主要来自地幔，少量的海水硫酸盐在成果过程中可能有加入。

3.6 成矿年龄

康滇地区构造复杂，其位于扬子板块西缘，前期诸多专家、教授对落凼铜矿中的矿石矿物进行了成矿年龄等研究，认为其可能存在两期矿化，第一期为1669±110 Ma，对应于早期的纹层状矿化，而第二期为1053±75 Ma，可能对应于后期的脉状矿化阶段。本次参考了前人测龄报告及文章，也开展成矿年代学的研究工作，对红泥坡铜矿纹层状矿化阶段的黄铁矿开展Rb-Sr 同位素测年，得到了1552±80 Ma，而对脉状成矿期的黄铜矿开展Rb-Sr 同位素测年，得到了891±6 Ma 的年龄。因此，与Chen et al. (2018)得到的年龄一致，本区存在显著的两期成矿事件，分别对应于两期超大陆裂解事件，与地质事实相符。

3.7 找矿标志

根据本类型矿床的特征，寻找该类矿床主要有以下标志：

①地层标志：严格受层位控制。主要含矿层位为天生坝组（Pt1t）和落凼组（Pt1n）；②岩体标志：与基性岩浆活动有关；③围岩蚀变标志：与黄铜矿化密切相关的围岩蚀变主要为：硅化、碳酸盐化，次有：钠长石化、黑云母化；④物探异常标志：地磁异常测量的强磁异常区及音频大地电磁测深（AMT）视电阻率低值带分布区。

3.8 找矿远景预测

3.8.1 找矿预测模型

收集综合研究前人科研成果，落凼铜矿、红泥坡铜矿的矿床成因属VMS 型铜矿，第一期次以火山沉积变质成因为主，形成了层纹状-块状黄铜-黄铁矿石；第二期次以热液叠加改造富集成因为主，形成了网脉状斑铜-黄铜-黄铁矿石；铜物质来源于第一期成矿，第二期仅对铜品位形成加富作用。因此，拉拉地区的成矿地质体可能有两类，早期的VMS 期的成矿地质体为基性岩席，由于受到了后期的变质作用影响，已变质为钠长岩类；而叠加期的成矿地质目前仍存在争议，可能为基性辉绿岩体、或深部隐伏中酸性岩体、甚至盆地边缘卤水，仍需开展相关研究工作确定。因此，本次的成矿地质体研究工作主要针对火山-沉积岩地层的演化、岩相古地理的恢复等，以期为模型构建和下一步找矿提供信息。

区内成矿作用较为繁杂，成矿阶段基本可以划分为早期的火山喷流沉积阶段和后期的热液叠加改造富集阶段。由此初步构建了拉拉地区的找矿预测地质模型。

3.8.2 远景分析

结合近几年在红泥坡铜矿外围少量的深部工程控制及已有成果资料的综合研究，通过深部钻探工程验证AMT 物探异常，在河口群天生坝组揭露到多层铜矿体①号为主矿体，落凼岩组揭露多层铜矿体②③④号为主矿体。与红泥坡铜矿床天生坝组①号矿体、落凼组②、③、④号矿体对比连接，为红泥坡铜矿床已知矿体向南东方向的外延部分，根据少量工程控制为背斜一翼，整体向南东倾角10 ～40°，综合已有物探测深成果与深部（化）体的对比，南东方向为向斜核部，成矿前景较好。

4 结论

拉拉铜矿地区几十年各位专家、教授、学者、地质队等工作者对已知大型铜矿床，拉拉铜矿、红泥坡铜矿的含矿层位、岩性、成矿结构、成矿构造、成矿流体、成矿年龄等工作的研究。本次对前人资料的利用及二次综合研究，运用河口群第三火山旋回天生坝组的找矿预测地质模型，对红泥坡外围河口群天生坝组、落凼组含矿层位进行地、物、化、钻探等工作手段，加强勘查和研究工作，可发现大型铜矿床。