川南沉積型銅礦床地質特征及找礦方向

楊云

（四川省地質礦產勘查開發局二〇二地質隊，四川宜賓 644002）

銅礦的成礦類型復雜多樣，主要有矽卡巖型、火山巖型、斑巖型、沉積變質型、熱液型和砂巖型等類型[1]。通常將不同時代的層狀或者層控銅礦床稱之為沉積型銅礦[2-3]，此類礦床主要集中出現在元古宙、二疊-三疊紀和侏羅-三疊紀[4]。沉積型銅礦在中文文獻中通常被稱作層狀銅礦床[5-8]和砂（頁）巖型銅礦床[8-9]，在銅礦資源中起著舉足輕重的作用，眾多研究人員根據其形成的環境，分為海相砂巖型銅礦和陸相砂巖型銅礦[10]。沉積型銅礦床一般賦存于沉積盆地的還原性地層中，以輝銅礦等含銅硫化物為主[8]。

川南沉積型銅礦主要分布宜賓-瀘州一帶，分布廣泛，易采易選，近年來，在對川南沉積型銅礦金屬礦產開發中逐漸得到了重視。然而，目前對川南沉積型銅礦研究較少，因此，筆者在總結前人研究的基礎上，通過野外地質調查、樣品采集和分析，對川南沉積型銅礦的礦床成礦地質條件、成礦規律進行了分析和總結，為該地區沉積型銅礦的研究提供更多更有效的科學依據。

1 區域地質背景

1.1 區域地層

區域內出露地層：從侏羅系下統自流井組、中統沙溪廟組、上統遂寧組、蓬萊鎮組地層，至白堊系上統窩頭山組、打兒凼組地層均有出露。局部河流低洼地段及斜坡存在第四系堆積物，均為沉積巖地層。

1.2 區域構造

研究區位于揚子準地臺與四川臺坳交匯地段，新華夏構造一級沉降帶之四川沉降盆地南緣，川東褶束帶之相嶺—象鼻場向斜及沙溪溝向斜為研究區主要構造形跡，區內主要由單斜地層組成，地層走向大致為東西向，見圖1。

圖1 研究區構造剛要圖

2 研究區地質特征

2.1 地層

研究區內出露地層由老至新有：侏羅系中統下沙溪廟組、上沙溪廟組、上統遂寧組、蓬萊鎮組、白堊系下統窩頭山組、 打兒凼組及第四系?，F將各組、各段地層特征簡述如下：

①侏羅系中統下沙溪廟組

屬河湖相沉積，巖性以紫紅色中層狀砂質泥巖、泥巖為主，夾紫灰色、綠灰色厚層塊狀細粒長石石英砂巖，泥巖具水平層理，砂巖主要為大型板狀交錯層理，泥巖中常含較多砂姜狀鈣質結核。全組厚約260m，與下伏地層整合接觸。

②侏羅系中統上沙溪廟組

屬河湖相沉積，巖性由紫紅色砂質泥巖、泥巖與灰-紫灰色長石石英砂巖互層組成，具水平層理及交錯層理。全組厚500m～600m，與下伏地層整合接觸。

③侏羅系上統遂寧組

屬河湖相泥巖沉積，上部為鮮紅色、棕紅色薄-中厚層狀泥巖為主，夾同色薄層狀砂質泥巖，偶夾紫灰色細粒砂巖透鏡體，地表風化呈鮮艷的紅色。底部8m～15m為磚紅色厚層狀長石石英砂巖。全組220m～280m，與下伏地層整合接觸。

④侏羅系上統蓬萊鎮組

屬河湖相碎屑巖沉積，巖性主要由紫紅色砂質泥巖、泥巖夾灰紫、 紫灰、紫紅、淺灰色中厚層狀細粒長石石英砂巖組成。局部夾薄層泥灰巖，泥巖多含灰質或灰質結核。砂巖夾層為3套～7套，總厚20m～62m；下部常有三套砂巖，尤以底部長石石英砂巖發育最好，厚8.6m～14.5m，整合覆于遂寧組之上。砂巖中夾薄層泥巖，常含泥礫，并具蟲蛀構造。此三套砂巖在地貌上常形成陡坎。

下部砂巖是區內重要的含銅層位，一般以底砂巖為主，其次為第二砂巖層，個別地段為第三砂巖層。礦體呈透鏡狀產出，產狀與圍巖一致，礦體長60m～230m，厚度0.95m～2.70m。一般不含夾石，品位與厚度多成正比關系，一般在1%～1.5%。周邊多屬貧化漸變尖滅。全組厚230m～350m，平均280m，與下伏地層侏羅系上統遂寧組呈整合接觸。

⑤白堊系下統窩頭山組

屬沙漠相，巖性以磚紅色厚-巨厚層狀細～中粒長石石英砂巖為主，夾泥巖、粉砂巖薄層，底部為含礫砂巖薄層，全組厚110m，與下伏地層為平行不整合接觸。

⑥白堊系下統打兒凼組

巖性主要由磚紅色塊狀、巨塊狀長石砂巖組成，具大型交錯層理及斜層理，夾少許紫紅色泥巖透鏡體。 區內未見頂，與下伏地層整合接觸。

⑦第四系

主要為坡積層和殘坡積層，由磚紅色長石砂巖碎塊、含礫粘土、腐植土層等組成，主要分布于研究區北部及南部。

2.2 構造

研究區南部位于象鼻場向斜南翼，地層傾向逐漸轉為5°～25°，傾角7°～12°；中部位于象鼻場向斜北翼，地層傾向180°～210°，傾角6°～15°；北部位于沙溪溝向斜南翼，地層傾向北西335°～北東65°之間，傾角7°～20°。

主要斷裂構造為研究區中部的白楊灣逆斷層，傾向北，傾角33°～47°呈東西向展布，主要切割沙溪廟組地層，對銅礦資源的分布無直接影響。

3 研究區礦床（層）地質特征

3.1 礦體（層）特征

本區含礦巖系為侏羅系上統蓬萊鎮組砂巖，該地層共有砂巖3～7層，銅礦體位于其中相對較穩定的3層內。第1層含銅砂巖賦存于侏羅系上統蓬萊鎮組地層底部（第一含礦層），為灰色、淺灰色中～厚層狀粉～細粒長石石英砂巖，膠結物以鈣質為主，泥質次之，具水平層理、斜層理和交錯層理構造，沿層面含炭質碎屑，全層厚2.45m～32.59m；第2層含銅砂巖位于第1層含銅砂巖之上100m左右（第二含礦層），巖性為紫灰色～淺灰色中層狀長石石英砂巖，具薄層、斜層理和交錯層理構造，全層厚1.58m～33.23m；兩層砂巖之間巖性為紫紅色泥巖夾薄層砂質泥巖、粉砂巖。砂巖在延伸方向上常常發生尖滅，一般呈兩種情況。一種為突然尖滅，另一種為是隨著顏色及巖性逐漸變化尖滅。其順序為：淺灰色-灰色-紫灰色-灰紫色（局部為淺灰色與紫灰色相互交替的花斑紋狀）-紫色-紫紅色，即由砂巖到砂質泥巖再到泥巖的變化過程，總體說來，含礦的兩層砂巖較其他幾層砂巖相對穩定；第3層含銅砂巖位于第2層含銅砂巖之上50m左右（第三含礦層），巖性為紫灰—淺灰色中層狀長石石英砂巖。

本區銅礦體呈透鏡狀賦存于砂巖中下部（礦物呈浸染狀、細脈狀、薄層狀分布于砂巖中），礦體與頂、底界巖體間多呈過渡關系，銅礦體呈似層狀、透鏡狀沿砂巖層延伸方向展布。據調查，老硐、小硐沿巖層走向呈帶狀排列，區內砂巖層一直沿走向延伸，層位相對穩定，但銅礦體呈透鏡狀，斷續分布于砂巖內。

礦體頂、底板圍巖特征：礦層頂板為灰色細粒長石石英砂巖，及紫灰色粉砂巖。顯水平層理，厚4.26m～14.84m，平均為11.24m。直接頂板為灰色細粒長石石英砂巖，局部含鈣質，細粒砂狀結構、中～厚層狀構造。巖石成分：石英（60%～80%）、長石（10%～17% ）、巖屑小于8%，鋯石、電氣石、磷灰石等微量。填隙物以方解石為主，局部為水云母，孔隙式膠結。

礦層底板：為灰色細粒長石石英砂巖，及紫灰色粉砂巖。厚：0.00m～27.04m，平均：4.58m。局部為紫紅色砂質泥巖。直接底板一般為灰色長石石英細砂巖（或細粒巖屑砂巖），局部含鈣質，細粒砂狀結構、具交錯層理。巖石成分：石英（70%～76%）、長石（16%～20%）、巖屑小于5%，白云母、黑云母小于2% ，鋯石、電氣石、磷灰石等微量。填隙物為方解石（或水云母），孔隙式膠結。

3.2 礦石質量

礦石礦物組分：礦石礦物以輝銅礦為主（1%～5%），次為孔雀石（小于2%），及硅孔雀石、藍銅礦、赤銅礦等；脈石礦物：石英、長石、云母、電氣石、鋯石、方解石以及少量的炭質等。礦石為細粒砂狀結構，中—厚層狀構造。輝銅礦呈他形晶粒狀，大多為不規則狀，粒徑大小不等（0.019mm～0.72mm），在礦石中呈短脈狀產出或充填在砂粒間孔隙中，呈不均勻星散狀分布，在炭屑附近含量較高，少部分的輝銅礦包含在云母或炭質中，有時可見到輝銅礦對所接觸的碎屑有輕度溶蝕交代現象；孔雀石為表生礦物，多見于層理面及巖石節理面，由輝銅礦次生淋濾氧化而成；赤銅礦在層理面可見，呈土狀集合體分布，與其伴生的有炭質等。

經化驗分析，原礦X熒光光譜分析結果見表1。

表1 原礦X熒光光譜分析結果表

從光譜分析可知，礦石中具有回收價值的元素僅有銅，有害元素砷、磷等的含量不高。

原礦化學多項分析結果：含Cu：2.11%～2.95%、S：0.24%～0.62%、SiO2：67.98%～76.58%、CaO：2.24%～4.98%、MgO：0.93%～1.12%、K2O：1.82%、Na2O：1.39%、Fe2O3：2.11%～2.36%、Al2O3：8.42%～9.15%、TiO2：0.49%、P： 0.175%，銅是唯一可回收利用的有價值金屬元素。

據收集的有關測試資料，調查區地表氧化率98%，為氧化礦；坑道中氧化率26%～87%，以氧化礦為主，次為混合礦；鉆孔中氧化率 3.8%～62%，以氧化礦為主，少數硫化礦。本次工作對礦石自然類型分帶尚不能準確劃分，故視為氧化、硫化混合礦石類型。

4 礦床成因及找礦標志

研究區含銅礦層及礦體賦存于蓬萊組，屬曲流河相地層，礦體形態與巖層產狀一致，且受巖性控制，礦石礦物以原生輝銅礦為主，呈他形晶粒狀，大多為不規則狀，粒徑大小不等（0.019mm～0.72mm），在礦石中呈短脈狀產出或充填在砂粒間孔隙中，呈不均勻星散狀分布，在炭屑附近含量較高，少部分的輝銅礦包含在云母或炭質中，有時可見到輝銅礦對所接觸的碎屑有輕度溶蝕交代現象?；谝陨系V體及礦石特征，該礦體成因：礦源與成巖物質同期沉積，在固結及成巖后期，由地壓、低溫熱液、地質應力等作用富集形成，屬曲流河相沉積型砂巖銅礦。

礦體受蓬萊組地層中之灰、綠灰色中～厚層狀細粒長石石英砂巖所控制，以灰、綠灰色細粒長石石英砂巖巖性作為該類礦床的標志。

5 結論

川南沉積型銅礦礦石類型以輝銅礦為主，礦體呈似層狀、透鏡狀沿砂巖層延伸方向展布，主要賦存于侏羅系上統蓬萊鎮組砂巖中，區域地層層位穩定。目前勘查工作僅局限于“點”上，尚未連成“線”和“面”，對川南沉積型銅礦的研究仍處于初級階段，川南沉積型銅礦的研究對中生代川南沉積環境及古地理環境的研究意義重大。