云南个旧市老厂锡铜矿床

一、大地构造单元

矿区处于NW、SN、EW三大构造体系的复合部位，位于华南加里东褶皱系最西段的个旧断褶束内，其西端受红河断裂所截，与三江褶皱系相接，北面与扬子准地台相邻。 出露巨厚的三叠系和部分上古生界构成的盖层褶皱，印支运动结束海相沉积，燕山运动是本区最主要的陆内变形。

二、矿区地质

（一）地层（表2-105）

表2-105　个旧地区地层表　Table 2-105　Stratigraphic scale of Gejiu area

个旧组是主要容矿层位，岩性变化大，化石稀少。 其中，马拉格段细分4层，为马拉格锡矿床容矿层位；卡房段细分6层，为老厂、卡房、松树脚锡铜矿床容矿层位。

（二）构造

区域褶皱系越北古陆北缘弧形构造的组成部分，北东向的五指山复背斜是个旧地区一级褶皱，全长40km。 老厂锡铜矿处于次级的北东向湾子街背斜上。 东西向与南北向构造主要为断裂。 前者属于南岭构造体系，主要呈密集成群的容矿断层；后者属于川滇构造体系，以纵贯全区的个旧断裂为界，西部出露花岗岩大岩基，矿化较弱，东部出露一系列的隐伏花岗岩岩株，老厂等主要锡铜矿床均位于东部。 北西向构造属三江褶皱系叠加复合的构造，表现为短轴褶皱和与北东构造复合、改造的形迹，往往是控制矿体、矿带富集的场所。 总之，个旧地区以盖层褶皱为主，产状平缓，多方位的构造叠加，断块加穹隆的特点十分突出。

（三）侵入岩

个旧地区岩浆活动十分强烈，侵入岩主要有三期（图2-156）。 全区共有10个主要岩体，出露面积400km2。

图2-156　个旧地区岩浆岩分布略图　Fig.2-156　Sketch of magmatic rock distribution in Gejiu area

1—大斑状黑云母花岗岩；2—中斑状黑云母花岗岩；3—中粒黑云母花岗岩；4—细粒黑云母花岗岩；5—碱性正长岩；6—霞石正长岩；7—火山岩；8—辉长-二长岩；9—辉绿岩；10—变辉绿岩；11—印支期辉长岩；12—燕山早期花岗岩；13—燕山晚期花岗岩；14—燕山晚期正长岩；15—花岗岩等深线

印支期形成贾沙岩体，为辉长—二长岩。 燕山早期形成龙岔河岩体，是个旧西区复式岩基的主体部分，岩性为偏基性的粗斑状黑云母花岗岩，同位素年龄值147Ma±3Ma。 由于岩体中分布较多的角岩、闪长质花岗岩的包体，斜长石成分是拉长石、中长石、更长石并存，锶同位素初始值0.7102±9，属混染型花岗岩浆阶段产物。 燕山晚期的花岗岩类最重要。 按其时序又分3个阶段。 晚期早阶段形成马松岩体，为正常斑状黑云母花岗岩，同位素年龄值（100～103）±2Ma。 锶同位素初始值0.7142±8（马拉格）、0.7088±5（松树脚），仍属岩浆演化未达到均一程度的混染型花岗岩。 晚期中阶段形成神仙水、白沙冲、老厂、卡房、新山等岩体，包括粗粒等粒状黑云母花岗岩和中-细粒等粒状浅色花岗岩两种组合，同位素年龄值（84.4±1.1）～（81.0±2）Ma。 锶同位素初始值0.7102～0.7108；岩体中不含暗色包体；岩石化学以高硅富碱、贫铝低镁、No2O含量大于K2O为特征，为岩浆处于均一程度高的花岗岩。

燕山晚期末阶段形成白云山岩体，为正长岩、霞石正长岩，其Rb-Sr年龄值为93.3Ma±2.4Ma，在宏观上与侵位接触关系有矛盾；而K-Ar法年龄值59.5～62Ma，似为喜马拉雅期。 其锶同位素初始值0.7038～0.7099，属幔源岩浆系列的分异产物。

从上述印支期中基性岩类演化到燕山晚期中阶段的超酸性岩类（没考虑白云山等碱性岩），其稀土特征演化很有规律：∑REE含量由940.6×10-6依次递减为195.52×10-6，其中老厂岩体为218.28×10-6;LREE含量由905.77×10-6依次递减为74.46×10-6（老厂）；HREE由30.17×10-6依次增至143.82×10-6（老厂）：w（LREE）/w（HREE）由30.02依次降低为0.52（老厂）；δEu值由0.76依次降低到0.03（老厂）。 可见，老厂锡铜矿是花岗岩类高度分异的结果。

老厂花岗岩体与燕山早期和燕山晚期早阶段的混染型斑状花岗岩体相比较，其岩石分异众多指标均反映其高度分异特征。 w（TiO2）/w（Ta）值早期岩体为2200，老厂为7～20;F〔w（Li+Rb）/w（Sr+Ba）〕值早期为193，老厂为6607～21563；长英质指数早期为81.50，老厂为90.45;w（Na2O）/w（K2O）早期为0.53，老厂为0.73；铝指数（A/CNK）早期为1.003，老厂为1.043;w（F）/w（Cl）比值早期为1.96，老厂为8.26;w（Rb）/w（Sr）比值早期岩体为0.259～0.966，老厂为2.98～63.88。 老厂岩体平均含Snn达25×10-6,F平均达3750×10-6，远高于一般花岗岩。

个旧地区花岗岩类侵入体最大的特点之一是后期形成的岩体主要隐伏于个旧断裂之东，自北向南形成马拉格、松树脚、老厂、卡房等大型锡铜矿床。 这些岩体规模小-中型，以岩株、岩突为主，顶面起伏大，故上述图2-156专门将花岗岩顶面的等深线标出。

三、铜矿床地质

（一）矿体形态及规模

矿区面积5.7km2，为一个北东东向复式背斜。 东、西两侧分别为两条北东向断裂（黄泥硐断裂，坳头山断裂）所控制；北、南两侧分别为两条东西向断裂（梅雨冲断裂、忆苦冲断裂）所夹持。 由于矿区主要矿床受隐伏花岗岩体控制，现选有代表性的地下中段（据坑道及控制占资料编制）锡铜矿床的水平断面（投影）如图2-157。 除地表砂锡矿外，在垂直剖面上（图2-158）自下而上出现下列矿体：最深部是花岗岩接触带的含矿夕卡岩或锡石硫化物矿体；中部是层间破碎带及部分脉状氧化矿体；浅部是矿化大理岩。 沿花岗岩株突起处，在中、浅部形成电气石细脉带矿体。 全区大小矿体274个。

在上述各类矿体内，锡普遍达工业价值，但主要铜矿仅局限于花岗岩接触带的锡石硫化物矿体中。 不同伴生元素的垂直分带为：花岗岩内云英岩化富集Sn、Be、W、Nb、Ta；花岗岩接触带富集Sn、Cu；中部氧化矿富集Sn、Pb；浅部氧化矿及矿化大理岩富集Pb、Ag、Sn；细脉带矿体富集Be、W、Sn、Li、Rb。 作为最重要的锡铜矿体其形态随花岗岩起伏而变化，矿化规模大，矿体厚度及结构变化也大，以似层状为主，次为透镜状、似脉状、柱状、不规则状（图2-159）。 长100～500m，宽25～250m，厚6～16m，局部膨大部位达30m。 平均含Sn 0.3%～1.2%，富矿达2%～3%;

Cu平均1.18%，富矿达2%～3%。 伴生的W、Bi、Be、Zn、Pb、Ga、In、Ag，有综合利用价值。 最主要的湾子街矿段平均WO30.26%、Bi 0.03%、Be 0.127%、Zn 3.72%、Pb 4.91%、Ag 50.93×10-6。

（二）矿石矿物成分

主要金属矿物有毒砂、磁黄铁矿、黄铁矿、黄铜矿、锡石、黄锡矿、白钨矿、自然铋。

脉石矿物为透辉石、钙铁榴石、钙铝榴石、符山石、透闪石、方柱石、萤石、石英、方解石。

在其他以锡为主的氧化矿体、细脉带矿体等中，铜含量低，多呈赤铁矿、褐铁矿中的结合氧化铜或孔雀石。

（三）矿石结构构造

矿石主要为粒状、变晶状、不规则状结构。 局部发现由磁黄铁矿交代的胶黄铁矿残粒组成的鲕状、豆状结构。

矿石构造主要为致密块状、浸染状、斑杂状、网脉状。

（四）共生伴生有益组分

老厂锡铜矿床的伴、共生有益组分很多，不同类型矿体存在着不同元素组合的空间分带。 据统计，铜（及钨）具工业价值的矿体分布距花岗岩体在300m以内，锡矿体在200～600m，铅锌银矿体多在500～1300m。

当老厂锡铜矿床沿岩株突起部位形成细脉型矿带的垂直分带时，其他元素组合变化规律为：下部富集Be、W，伴生Cu、Mo；中部富集Sn、B、F；上部富集Li、Rb、Cs，伴生Pb、Zn、Ag。

图2-157　老厂锡铜矿床水平切面示意图（1∶20000）　Fig.2-157　Horizontal cross section of Laochang Sn-Cu Deposit（据黄廷燃）（after Huang Tingran）

1—隐伏花岗岩；2—花岗岩接触带硫化物；3—层间矿床分布范围；4—断裂；5—向斜；6—背斜

图2-158　老厂各类矿床垂直分带示意图　Fig.2-158　Profile showing Vertical zoning of mineralization in Laochang

1—燕山中晚期花岗岩；2—夕卡岩；3—接触带硫化矿；4—砂矿；5—云英岩化；6—氧化矿；7—电气石细脉型

图2-159　老厂接触带矿体形态图　Fig.2-159　Sketch showing shapes of orebodies at contact of Laochang Deposit（据《个旧锡矿地质》1984）（after＜Geology of Tin Ore in Gejiu＞，1984）

1—锡矿体；2—夕卡岩；3—长英岩；4—花岗岩；5—大理岩；6—大理岩与灰质白云岩互层；7—大理岩；8—坑道；9—钻孔

（五）近矿围岩蚀变

有用元素组合与隐伏花岗岩株有一定的空间关系的同时，蚀变分带也与岩体有相应的依存关系。 碳酸盐围岩夕卡岩化发育于距岩体300m以内；黄铁矿化、金云母化等，距岩体可达500m；面型大理岩化由粗晶过渡到细晶以及广泛分布的褪色带距岩体可600m以上。

花岗岩体内普遍钾长石化；岩体边缘和顶部突起有显著的钠长石化和淡色云母，出现厚数米至数十米的自变质淡色碱长花岗岩；在有些地方，有分布不甚广泛的云英岩型锡矿体出现（如1021区）。

作为锡铜矿主要矿体的围岩蚀变无疑是夕卡岩化。 接触变质阶段广泛形成无水夕卡岩和含水夕卡岩，只在个别地段叠加其上出现含锡磁铁矿夕卡岩，绝大多数直接叠加为锡石—硫化物矿体。 早期的无水岛链状钙硅酸盐类构成的简单夕卡岩很少形成工业矿体；后期的含水硅酸盐类构成的复杂夕卡岩是个旧地区50%的锡石-多金属硫化矿床赋存的主要容矿岩。

萤石化、电气石化是近矿蚀变的重要标志，其范围可叠加于夕卡岩带的锡铜矿体内，也可随裂隙带向上运移较远，尤以不同类型的电气石脉为甚。

黄铁矿化、金云母化、大理岩化、褪色带等离锡铜矿体可达数百米距离，也是找矿标志。

其他如黄玉化、绿柱石化、锂云母化、褐铁矿化、锰土化等在上述主要蚀变分带内仅有次要的指示意义。

（六）矿床物化探异常

重力测量对于判断隐伏花岗岩体的规模、产状、厚度等效果较好。 图2-160系个旧地区重力异常图，西区花岗岩基为主要重力低，东区老厂、马拉格等隐伏花岗岩株构成等值线较复杂的重力低。 在岩基、岩株突起部，等值线梯度缓，四周梯度陡。

电测深法对于进一步确定花岗岩界面的起伏十分有效。

土壤测量及原生晕主要依据矿床分带从追索远距离的Pb、Zn、Ag异常和近矿的Sn、W、Cu异常对找矿更直接。

图2-160　个旧矿区重力异常图　Fig.2-160　Gravity anomaly of Gejiu ore district（据李杏林）（after Li Xinglin）

重砂沿水系、土壤的异常对发现Sn、W的地表显示及远距离搬运有较好的指示价值。

五、成矿条件

（一）稳定同位素

（1）硫同位素：老厂的黄铁矿、方铅矿δ34S变化不大，众数在0～1‰，平均值十分靠近陨石硫，充分反映岩浆成因的特点。

凡是个旧东区与燕山晚期各阶段花岗岩有关的锡、铜、银矿床，包括松树脚、双竹等，其δ34S均在—2‰～＋8‰之间。 比较而言，变化幅度以老厂最小，平均值也最靠近0轴。 个旧西区与燕山早期或更前的混染型花岗岩有关的成矿硫化物的δ34S平均值＞8‰，变化于—1‰～＋22‰之间，显示有较多外生硫的加入。

（2）氢、氧、碳同位素：老厂4件全岩δ18O平均值为＋11.85‰，与个旧东区各矿区的马拉格（+11.12‰）、卡房（+11.93‰）十分接近，而个旧西区较早形成的混染花岗岩却有一定变化，为＋7.82‰～＋13.55‰，但总的具富δ18O的特征，系上地壳部分熔融的产物。

老厂矿区未作氢同位素测定，但与其相似的马拉格包裹体水δD值—95‰，卡房包裹体水—77‰～—95‰，与个旧西区的龙岔河、神仙水岩体的包裹体水δD值—58.5‰～—99‰也大体接近。

初步认为，凡早于主要硫化物阶段的成矿流体，主要为岩浆水，大气降水不足1/5；而主要硫化物阶段及碳酸盐阶段的成矿流体则以大气降水为主，尤其是碳酸盐阶段其大气降水占3/4左右。 老厂锡铜矿床没有测定碳同位素。 个旧西区的龙岔河岩体对其包裹体CO2测定的δ13C值为—5.0‰～—28.2‰。 初步认为，这既显示来源于深部碳，也有沉积围岩中有机碳的加入。 老厂矿区在热液成矿阶段，夕卡岩化及大理岩化过程中脱碳的加入也是十分可能的。

（3）铅同位素：老厂矿区方铅矿206Pb/207Pb1.188，与东区其他矿区的比值1.18相近；206Pb/204Pb=18.55，与东区其他矿区18.43～18.67一致；207Pb/204Pb=15.62，与东区其他矿区15.08～15.67相似；208Pb/204Pb=39.46，与东区其他矿区39.98～40.29近似。 上述数据说明，铅同位素组成相当均匀，反映岩浆源和成矿物质都来自地壳较深部位，并经受高度的熔融与均一化。 铅同位素μ值8.8～9.0，也是地壳源铅的特征。

（二）包裹体测温及副矿物特征

老厂岩体的副矿物为独居石、磷钇矿，具S型花岗岩特征，形成锡矿。 而个旧东区的马松岩体的副矿物为褐帘石、榍石、磁铁矿、磷灰石，具I型花岗岩特征，也形成锡矿。 两者的区别除成岩时代、岩体基性程度、演化阶段外，可能正如姚金炎（1964）所指出，老厂矿区的岩体侵入于开放环境，除锡石硫化物外，锡石-石英矿系大量发育；而松树脚矿区岩体侵入于相对封闭环境，只形成锡石硫化物矿体。 个旧的实例说明，S型和I型花岗岩可以共存，I型花岗岩也可具有成锡专属性。

老厂岩体的包裹体爆裂法测温为615～655℃。 据曾骥良等（1984）的熔化实验结合地层盖层厚度推算，老厂锡铜矿的花岗岩形成于2.5～4km深处，其压力条件为1500～3000kg/cm2，初熔温度为624～631℃。

戴福盛（1996）测定石榴子石夕卡岩的流体包裹体均一法温度为401℃；老厂黄铁矿爆裂法温度为386℃；闪锌矿（测自松树脚）均一法温度180～257℃，平均220℃；方解石包裹体均一法温度204～217℃。

石平方（1986）认为，磁黄铁矿生成时，硫逸度fs2=（8.6×10-7～6×10-5）Pa，αFe=0.55～0.65；铁闪锌矿生成时，硫逸度fs2＝（1.0×10-4～3.6×10-5）Pa。

包体中没有发现含盐子矿物，说明溶液处于盐度不饱和状态。 包体成分贫碱性组分（K+、Na+、Mg2+、Al3+等）而富酸性组分（CO2、H2O、CH4、N2、HF-等），成分较单一。

（三）成矿条件分析

（1）个旧组下段（卡房段）是最重要的容矿层位。 原生矿中90%的锡、96%的铜、4 4%的铅储量均赋存于卡房段内。

个旧组碳酸盐岩按化学成分包括4种，其中锡铜矿主要富集于钙质碳酸盐岩、钙镁质碳酸盐岩中；铅主要富集于镁质碳酸盐岩中；铜主要富集于含硅铝质碳酸盐岩中。 个旧组内发现多层含膏（盐）蒸发盐的碳酸盐岩，其褪膏化、褪白云化、膏溶角砾岩、隐藻碳酸盐岩、富碳及生物碎屑灰岩对容矿十分有利。 岩性交互层次越多、不同岩性突变界面、围岩物性变异处常是矿化强度增加的场所。

（2）老厂锡铜矿化的花岗岩母岩是区内侵位阶段最晚、分异程度最高、具典型壳源重熔特征的岩体。 岩体偏酸性、富碱、贫钙镁、富含辉发分、有益元素背景值高等特点对成矿十分有利。 隐伏花岗岩株盖层不厚，但剥蚀程度低，各类型矿床得以保存。 岩株顶面波状起伏的形态对矿体的控制与富集十分重要。 图2-161将隐伏花岗岩的突起形态和锡铜矿体等的分布规律相对照，直观地反映两者的密切关系。 其中，一系列NE向的多峰式背状次级突起带（拱王山-菊花山-蓝蛇硐、晒鱼坝-05、403-1021、4141突起等）是老厂锡铜矿聚集最重要条件之一。

（3）老厂矿床锡铜等资源的汇聚除得益于南岭东西带、川滇南北带、三江特提斯带三者的复合外，矿区还受到北东向华夏体系或环太平洋带的叠加，多种应力场的彼此交织与平衡，造成了本区短轴褶皱、穹窿、层间滑脱、次级断层的有利配置，构成形态多样的容矿构造。

（4）巨厚的不纯碳酸盐岩受中等深度花岗岩的侵位，造成广泛发育的接触变质和热液蚀变晕圈。 铜和锡矿最为富集的是由硅铝质、钙质、钙镁质三类碳酸盐岩形成的透辉石、钙铝榴石类夕卡岩。

富水、挥发分溶液的上升、改造导致含水夕卡岩与锡石硫化物密切共生。 老厂矿区多种热液蚀变，尤其是电气石化、萤石化、方柱石化、云英岩化、锂云母化、硅化、碳酸盐化、褪色等既呈面型分布，又具典型的垂向分带，是成矿作用有序演化的表征。

（5）综合老厂各类原生矿体特征，其成矿阶段分为：接触变质的硅酸盐阶段，只形成含白钨矿的夕卡岩，成矿温度400℃左右；氧化物阶段形成云英岩型、黑钨矿石英脉型、电气石细脉带型、含铍花岗岩等矿体，成矿温度350～380℃；硫化物阶段是区内锡、铜及多金属成矿期，成矿温度260～350℃；碳酸盐阶段矿化弱，以多金属和低品位锡矿为主，成矿温度200～260℃或更低。

（6）成矿元素的多样性也反映老厂矿床的一个特点。 除与稀有、稀土、分散元素如Li、Be、Nb、Ta、Rb、Cs、B等形成独立矿物或类质同象外，产出种类繁多的稀少矿物。 例如：羟铍石、木锡矿、水锡石、黄锡矿、硼钙锡矿、水镁锡矿、辉锑锡铅矿等，有些矿物在国内罕见。 另外，硫盐矿物不发育也是本区特点。

（7）不难看出，老厂锡铜矿是与花岗岩类有关的典型的锡石硫化物矿床。 但在成因上仍有一些有待进一步研究之处，一是层间氧化矿有无其他成因的叠加（去膏盐化、岩溶或其他），二是个旧地区超大型锡质的汇聚有无三叠统半封闭盆地沉积初始富集的因素。

图2-161　老厂花岗岩形态（a）与锡石-硫化物型矿床（b）空间关系示意图　Fig.2-161　Schematic maps sketch of spatial correlation between shape of Laochang granite（above）and cassiterite-sulfide-type orebodies（below）

a—隐伏花岗岩等高线图；b—接触带矿体分布图；1—锡矿体；2—锡铜矿体；3—钨矿体；4—隐伏花岗岩顶面突起等高线；5—花岗岩凹陷带

图2-162　滇东南锡钨铅锌银矿床区域成矿模式　Fig.2-162　Metallogenic model of Sn-W-Pb-Zn-Ag deposits in Southeast Yunnan province（据罗君烈）（after Luo Junlie）

1—燕山早期花岗岩；2—燕山晚期第Ⅰ阶段花岗岩；3—燕山晚期第Ⅱ阶段花岗岩；4—喜马拉雅期碱性岩；5—夕卡岩中硫化矿体；6—似层状、脉状氧化矿、硫化矿体；7—网状矿体；8—蚀变花岗（斑）岩中矿体

六、矿床模式和找矿标志

（一）矿床模式

由于滇东南地区是我国著名的锡、钨、铜、银、多金属成矿区之一，属于燕山期与花岗岩有关的成矿系列。 为比较老厂锡铜矿床与其他矿床的异同，在此引述罗君烈（1995）总结的本区区域成矿模式（图2-162、图2-163）和10种矿床类型。 其中，牛屎坡式是变花岗斑岩的锡钨矿床；松树脚式是接触带的夕卡岩型为主的锡矿床；马拉格式是近接触带管筒状氧化矿脉群的锡矿床；卡房式是接触带与辉绿岩交汇带的似层状铜锡矿床；双竹式是远离接触带受断层控制的脉带多金属锡银矿床；老厂式是垂直分带发育最全的包括云英岩型、锡石硫化物型、层间氧化矿、细脉带型锡铜矿床；南秧田式是层控夕卡岩白钨矿床；薄竹山式是面型夕卡岩铜钨矿床；白牛厂式是热水沉积叠加花岗

图2-163　个旧地区锡矿6种类型成矿模式　Fig.2-163　Metallogenic model of six-typed tin deposits in Gejiu area（据罗君烈）（after Luo Junlie）

1—花岗岩；2—花岗斑岩；3—变辉绿岩；4—夕卡岩中的磁化矿体；5—氧化矿体；6—断裂带及氧化矿体；7—锡石、电气石网脉带外围含锡白云岩；8—矿化元素分带；9—顶部富挥发分的熔浆；10—氧化物硅酸岩富集的熔浆；11—早期硫化物富集的熔浆；12—晚期硫化物富集的熔浆

岩高中温热液再生的银多金属矿床；都龙式是可能有火山沉积初始富集的层控锡多金属矿床。 前面6种矿床类型都在个旧地区单独构成一个成矿亚系列。

（二）找矿标志

上述成矿条件及矿床特征已清楚看出其找矿标志可概括为：

（1）燕山晚期多阶段、高侵位的岩株、岩突发育区，尤其是分异程度高的酸性、超酸性岩体；

（2）多种构造体系及多方向构造成分复合的地段，尤其是穹窿、短轴褶曲、层间剥离、次级断裂有利配置的地域；

（3）个旧组（尤其是卡房段）巨厚不纯碳酸盐岩系并有多层膏盐化、隐藻、生物碎屑、富炭质等相变界面发育的地区；

（4）花岗岩体背状突起带、凹兜、岩舌等顶面波状起伏处；

（5）花岗岩体自变质、夕卡岩化、多种热液蚀变分带发育；

（6）矿化组合复杂但作有序分布的区段；

（7）重力低、具有电测深异常、锡钨铜多金属化探异常、重砂异常等显示区；

（8）古代采硐、矿渣等遗迹。

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