王天华，邓长清，赵 宁

(1.云南省地质环境监测院，云南昆明650217； 2.山东正元地质资源勘查有限责任公司，山东 济南250014； 3.云南蒙山矿业有限公司，云南 昆明650217)

云南云龙县河口铜矿位于兰坪-思茅中新生代拗陷盆地中部，矿区位于金顶-白洋厂反“S”形构造带南端。自上世纪70年代开始，先后开展了基础地质及矿产勘查工作。区域内矿床规律的分布于北西向断裂带内，为典型的构造控矿。本文基于河口铜矿的地质特征和成矿地质条件分析，进一步探讨其矿床成因。

1 区域地质概况

区域出露地层为中生界侏罗系-白垩系和新生界古近系。区域构造以近南北向、北北西向为主，在矿区范围内构成向南凸出的弧形。区内断裂发育，尤其以兰坪-云龙断裂、沘江断裂等中生代堑沟断裂以及由东向西的推覆构造为特色。断裂以近南北向为主干，北西北东和近东西向断裂都有出露，还有其特有的逆掩-辗掩断层和推伏-滑塌构造分布，局部出现水平断层。近南北向主干断裂为褶皱前即成矿前构造，东西向断裂大多为褶皱后即成矿后断裂。其它各组断裂大多为褶皱期即成矿期断裂，除东西向断裂大多为不同意义上的控矿构造。区域内褶皱主要为鸡冠山-白洋厂-黄家寨复式向斜。由检槽向斜、罗坝山向斜，丰炼厂背斜等组成，轴向总体近南北，由于断层的影响，背向斜形态不完整，有些轴向变为北西-南东向。在1∶20万水系沉积物地球化学测量成果图中，矿区位于白洋厂(16—甲)Ag、Cu、Pb、Zn甲类综合异常区的南部末尾部位。

2 矿区地质特征

2.1 地层

河口铜矿区内出露地层有古近系古新统云龙组(Ey)；上白垩统虎头寺组(K2h)、南新组(K2n)，下白垩统景星组(K1j)，上侏罗统坝注路组(J3b)，各地层单元岩性特征由新到老简述如下：

(1)第四系全新统(Qh)：为冲积-洪积、湖积、冰积砾石、砂砾及粘土。厚约20m。

(2)下第三系古新统云龙组(Ey)：只在勘查区南部出露，鲜土红色、紫红色灰质泥岩，夹灰绿色页岩、泥灰岩及杂色含盐泥砾岩、石膏岩。地层厚266.5m～2025.2m。

(3)上白垩统虎头寺组(K2h)：浅灰、灰褐色块状细砂岩。地层厚度53.4m。

(4)上白垩统南新组(K2n)：紫红色灰质细砂岩，含砾砂岩，夹灰质粉砂岩、泥岩。地层厚度514.3m。

(5)下白垩统景星组(K1j)：分为上、下两个岩性段，上段(K1j2)为紫红色粉砂质泥岩夹细砂岩。地层厚83.4m～117.4m。该岩性段为矿区V2-1、V2-1矿体之近矿围岩；景星组下段(K1j1)灰白色厚层石英砂岩，与紫红色、灰绿色粉砂质泥岩不等厚互层。地层厚度418.7m～804.6m。该岩段经钻孔揭露发现60条似层状、透镜状铜矿体。矿区主矿体V1即产于该层位中，矿体呈似层状、透镜状产出。

(6)上侏罗统坝注路组(J3b)：紫红色灰质泥岩夹灰质粉砂岩。

2.2 构造

区内构造线方向为北北西向，与兰坪-云龙断裂延伸方向一致，受区域深大断裂控制和影响，区内褶皱断裂发育，构造复杂。矿区褶皱为鸡冠山-白洋厂-黄家寨复式向斜，其次一级丰炼厂背斜的主体部分，轴向北西-南东向。核部地层为坝注路组(J3b)泥岩粉砂岩，两翼地层依次为白垩系下统景星组下段(K1j1)砂岩夹泥岩、上段(K1j2)泥岩，白垩系上统南新组(K2n)砂岩夹泥岩。由于断层的影响，背斜形态不完整。由于受F21断层影响，景星组下段(K1j1)均向西北方向倾斜，倾角25°～45°不等，局部65°。

1.第四系全新统；2.第三系古新统云龙组；3.白垩系上统虎头寺组；4.白垩系上统南新组；5.白垩系下统景星组上段；6.白垩系下统景星组下段；7.侏罗系上统坝注路组；8.工业矿体及编号；9.低品位矿体及编号；10.断层破碎带；11.实测逆断层及编号；12.实测性质不明断层

矿区断层主要为F1、F2、F21三条。

(1)F1断层：走向为近南北向，矿区内长度1.6km，断层倾向71°，倾角75°，断层标志有缺失地层，地层错位，岩石挤压破碎，具断层泥，大量擦痕，压性断层，拖曳小褶曲等，断裂性质压扭性断层。

(2)F2断层：走向北东-南西向，倾向北西，倾角70°，沿断层岩石挤压破碎，见断层泥。

(3)F21断层：为F2的次一级断层，走向北东南西向，倾向北西，倾角一般25°～45°，局部65°，沿断层岩石挤压破碎，见断层泥、断层角砾岩。断层宽度5m～30m，断层角砾岩成分多为长石石英砂岩，为棱角状、次棱角状，分布不均匀，多见孔雀石化。V1-2矿体产于该破碎带中，V1、V1-1矿体产于该破碎带底部破碎灰白色砂岩内。该断层控制了矿区内的铜矿体的分布，为矿区内的主要导矿、容矿构造(图1)。

图1 河口铜矿床地质简图Fig 1.Geological Sketch Map of Hekou Cu Deposit

3 矿体特征

3.1 赋矿层位

区内赋矿层位主要为白垩系下统景星组下段(K1j1)的灰白色厚层长石石英砂岩破碎带内，次为景星组上段(K1j2)灰白色长石石英砂岩破碎带。为北北西向兰坪-云龙断裂的次一级构造，分布于兰坪-云龙断裂的旁侧，呈北西向分布。

3.2 矿体特征

河口铜矿各矿体在剖面上、平面上呈“雁行式”平行状排列，矿体呈似层状、透镜状、脉状(图2)产于F21断层破碎带中。矿体围岩主要为下白垩统景星组下段(K1j1)灰白色厚层长石石英砂岩，次为景星组上段(K1j2)灰白色长石石英砂岩，依据成矿规律将矿区矿体划分为主矿体V1、次要矿体V1-1、V1-2及小矿体(共64条矿体)。

图2 河口铜矿11号勘探线地质剖面图Fig 2.Geological Section of Exploration Line 11 of Hekou Cu Deposit

表1 河口铜矿的主要矿石矿物简表Tab 1.Main Ore mineral of Heku Cu Deposit

3.3 主要金属矿物

矿石中主要金属矿物有蓝铜矿、砷黝铜矿、孔雀石、褐铁矿等(图3)。蓝铜矿为矿石中的主要氧化铜矿物。单体呈它形粒状、柱状，集合体呈皮壳状、脉状，沿矿石裂隙中分布，部分沿石英颗粒的裂隙中分布，与石英、方解石、孔雀石、褐铁矿等连生，粒度范围较大，在0.005m～0.08mm之间，在磨矿时难以相互解离，是影响浮选的因素之一，蓝铜矿中平均含Cu 50.38%，不含As、S等有害元素。

图3 镜下主要金属矿物Fig 3.Microscope Picture of Metallic Minerala.方解石(Cal)边缘皮壳状的蓝铜矿(Az)；b.砷黝铜矿(Tn)与蓝铜矿(Az)连生；c.石英(Qtz)裂隙中的孔雀石(Mal)

砷黝铜矿在矿石中含量约0.2%，次要的含铜矿石矿物之一。呈它形粒状，一般沿矿石的裂隙中分布，与方解石、石英、蓝铜矿等连生，部分残余状分布于蓝铜矿中，少部分包裹在方解石中，粒度在0.02mm～0.15mm之间，嵌布粒度较细，是影响选矿的因素之一。砷黝铜矿中含S 28.40ω%、Fe 1.72ω%、Cu 43.49ω%、Zn 6.69ω%、As 17.70ω%、Sb 1.63ω%。

孔雀石在矿石中含量约0.2%，次要的氧化铜矿物。与蓝铜矿、方解石、石英等连生，部分镶嵌在石英颗粒的裂隙中，粒度在0.01mm～0.08mm之间。

褐铁矿在矿石中含量约5%，少量的脉石矿物之一。大多呈泥晶-微晶状，多沿裂隙中分布，粒度在0.004mm-0.05mm之间。铁矿中含Cu 6.97ω%、As 4.25ω%、Fe 40.57ω%。

3.4 主要脉石矿物

矿石中主要脉石矿物有石英、高岭石、白云石、方解石，少量(白)绢云母、钾长石等。石英在矿石中含量约72%，主要的脉石矿物。呈它形粒状碎屑，粒度主要在0.01mm～0.8mm之间，由于应力作用，多发生变形和碎裂。白云石、方解石两者合计约占原矿的11%，少量的脉石矿物。主要沿矿石的裂隙中分布，部分被铁质浸染呈褐色，粒度在0.01mm～0.2mm之间。高岭石在矿石中含量约8%，矿石中呈显微鳞片状，集合体呈不规则粒状，分布于石英颗粒之间，粒度一般小于0.05mm。

3.5 矿石结构及构造

河口铜矿矿石的结构、构造类型较复杂(图4)，用肉眼观测岩石裂隙较发育，褐铁矿和蓝铜矿等矿物呈网脉状分布，含量不定，构成矿石的网脉状构造和碎裂岩化构造，由于应力作用的影响，矿物多发生碎裂和变形；主要的结构为砂状结构、柱状、粒状结构、泥-微晶结构，铜矿物多沿矿石裂隙中分布，多为后期形成。

(1)矿石结构

碎裂砂状结构：主要的结构之一。矿石中的石英多呈碎屑状，粒度多在0.06mm-0.5mm之间，颗粒支撑，孔隙式胶结，受应力作用影响，碎屑之间位移明显，裂隙发育，构成此结构。

自形柱状(图4a)、它形粒状结构：主要的结构之一。矿石中的部分蓝铜矿呈自形柱状，部分呈它形粒状；砷黝铜矿则呈它形粒状，构成此结构。

泥-微晶结构：主要的结构之一。矿石中的方解石、白云石多呈粒度<0.05mm的它形粒状，多被铁质浸染而呈褐色，沿矿石裂隙中分布，构成此结构；另有部分蓝铜矿、石英也呈粒度在0.01mm-0.04mm之间的微晶状，也构成此结构。

显微鳞片状结构：少见的结构。矿石中的绢云母、高岭石等粘土矿物呈粒度在0.01mm-0.05mm之间的显微鳞片状，多集中呈碎屑状分布，构成此结构。

(2)矿石构造

碎裂岩化构造：矿石中砂岩经后期应力作用后被破碎呈碎裂状(图4b)，沿裂隙常混杂绢云母条带、硫化物(常被氧化)条带产出，构成矿石的碎裂岩化构造。

网脉状构造、细脉状构造(图4c)：为矿石的次要构造类型。黄铁矿、褐铁矿呈细脉状充填于石英粒间、裂隙中。此种构造在砂岩、角砾岩中均有分布，有铜的硫化物脉或石英、方解石硫化物脉。脉常呈网状或交错状。脉壁以较平整为主，无交代现象，为热液填充作用生成。

图4 河口铜矿床主要的结构、构造Fig 4.Main Structure and Texture of Hekou Cu Deposita.自形柱状结构的蓝铜矿；b.碎裂状构造矿石；c.脉状构造的孔雀石，浸染于黝铜矿及石英碎裂纹内

星点(星散)状构造：为矿石的主要构造类型。黝铜矿、蓝铜矿、斑铜矿、孔雀石、褐铁矿呈星点(星散)状沿岩石裂隙或碎裂纹内充填。

角砾状构造：多见于破碎带中部，为铜的硫化物胶结砂岩、泥岩等角砾而成。

条带状构造：常见于板岩之中，铜硫化物沿砂岩的片理成大致平行的条带分布，硫化物有黝铜矿、斑铜矿、黄铜矿，但以黄铜矿的硫化物条带构造较为发育。

残余状构造：黄铜矿、斑铜矿、黝铜矿集合体被次生铜蓝、孔雀石等交代成岛状、破布状的残留体。

4 铜的赋存状态及分配规律

矿石中的铜主要以独立矿物的形式赋存在蓝铜矿和孔雀石中，分配率76.90%；其次以独立矿物的形式赋存在砷黝铜矿中，分配率10.21%；少数以类质同象或微细粒包裹体的形式赋存在褐铁矿中，分配率8.81%；少部分以微细粒包裹体或吸附的形式赋存在于高岭土、绢云母等粘土矿物和石英、长石等其他矿物中，分配率占4.08%。铜在主要矿物中的分配率见表2。从嵌布特征来看，目的矿物蓝铜矿、孔雀石、砷黝铜矿、黄铜矿主要与方解石、石英、褐铁矿等连生，嵌布粒度微细、主要在0.005mm～0.08mm之间，常规磨矿难以彻底单体解离，对浮选回收不利；少部分呈微细粒在0.004mm～0.04mm之间，并包裹在炭质、石英、方解石中，难以单体解离，对沉积环境因素：在印支-燕山运动期，兰坪盆地自北向南开始上升，盆地逐步缩小，白垩纪为海陆硫化铜回收率有一定的影响。砷黝铜矿是原矿中主要硫化铜矿物，它本身含As较高，也就是说，浮选硫化铜精矿产品中将含有较高的有害元素As，对产品质量负面影响大。氧化铜矿物主要为蓝铜矿、孔雀石，铜的分配率76.75%。蓝铜矿、孔雀石粒度在0.005mm～0.08mm之间，大部分与高岭石、绢云母和少数铁泥质连生，连生关系相对简单，在磨矿中易单体解离，对选矿有利。

表2 铜在主要矿物中的分配率Tab 2.Cu Distribution Ratio in Major Mineral

5 控矿因素及矿床成因分析

5.1 控矿因素

交互相转为湖泊相的红色陆源复陆屑与砂泥岩建造，这种在封闭气候炎热条件下，具有富含有机质的碱化环境，有利于金属矿物，特别是铜矿物的富集，为河口铜矿床的形成打下良好的基础。

(1)地层岩性因素：矿区白垩系岩性为石英砂岩、粉砂岩、泥岩，由于区内构造应力的挤压作用，不同岩性层间界面的滑动，造成脆性岩层碎裂，形成构造角砾岩和碎裂岩。由于砂岩及角砾岩、碎裂岩孔隙度较好，有利于成矿物质的渗透、搬运及沉积，是成矿物质赋存的有利地带。而泥岩是最好的隔挡层，为矿液的富集起到较好的隔挡作用。

(2)构造因素：矿区地处兰坪-云龙北北西向大断裂构造带旁侧，区内褶皱构造发育，含有机质的脆性砂岩的破碎带及次一级断裂成为导矿构造和容矿构造。

5.2 矿床成因

白垩纪湖泊相三角洲前缘氧化-还原环境的滞流相带中，沉积一套富含铜矿物质的矿源层。晚白垩世地壳抬升，地下水将碎屑岩中的矿物质不断溶解，而浅色层中的砂砾岩、含砾中-粗粒砂岩，含砾细砂岩及细砂岩空隙度好，有利于地下水循环，成矿物质在此类岩石空隙中作定向缓慢流动，就有充分的时间和空间，故易形成矿体。

由于喜山期地壳运动形成一系列南北向的大断裂及北北东向的次级断裂，反映了当时的构造应力以东西水平挤压为主，在这种区域应力作用下，岩层发生一系列褶皱变形，脆性岩层在变形过程中易于产生挤压破碎和碎裂，区域性大断裂带来的含矿热液沿这些次级断裂的破碎带中充填，使早期形成的贫矿体再次叠加富集。

综上所述，把该矿床归结为与砂岩构造破碎带有关的中低温热液充填交代的脉状铜矿床。