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四川會理拉拉銅礦找礦預(yù)測模型構(gòu)建與找礦示范 陳輝1，2,，林魯軍3,，＊，龐振山1,，2,，程志中1,，2，薛建玲1,，2,，陶文1，馬一行1,，2,，龔靈明4，申紅濤4 1 中國地質(zhì)調(diào)查局發(fā)展研究中心 2 自然資源部礦產(chǎn)勘查技術(shù)指導(dǎo)中心 3 中國地質(zhì)科學(xué)院地球物理地球化學(xué)勘查研究所 4 四川省地質(zhì)礦產(chǎn)勘查幵發(fā)局四O三地質(zhì)隊 導(dǎo)讀：拉拉銅礦是我國西南重要的大型銅礦,，也是四川省最大銅礦生產(chǎn)基地,。陳輝博士等以勘查區(qū)找礦預(yù)測理論與方法體系為指導(dǎo)，通過厘定成礦地質(zhì)體,、成礦構(gòu)造和成礦結(jié)構(gòu)面,，總結(jié)成礦作用特征標(biāo)志，創(chuàng)新建立了拉拉銅礦找礦預(yù)測地質(zhì)模型,。依據(jù)找礦預(yù)測模型,，結(jié)合地質(zhì)和物探方法，圈定找礦靶區(qū),，經(jīng)鉆探驗證,，發(fā)現(xiàn)了厚大礦體，打開了區(qū)域找礦空間,，起到了找礦示范作用,。研究成果具有重要地質(zhì)找礦意義！同時也為讀者學(xué)習(xí)和應(yīng)用三位一體找礦預(yù)測理論方法提供了實例,。此外本文對物探方法的應(yīng)用和異常推斷解釋也有啟示,。4 找礦預(yù)測地質(zhì)模型的構(gòu)建4.2 成礦構(gòu)造和成礦結(jié)構(gòu)面4.4 找礦預(yù)測地質(zhì)模型構(gòu)建0 引言 21世紀以來，隨著找礦走向深部,，深部礦體定位探測已成為當(dāng)前國際找礦預(yù)測學(xué)的科學(xué)前沿,，也是礦床勘查及礦床學(xué)研究的主要難點和研究熱點之一。多年來,，國內(nèi)眾多專家學(xué)者提出了多種成礦預(yù)測理論和方法技術(shù),，代表性的礦床預(yù)測理論有：（1）相似類比理論、地質(zhì)異常致礦理論,。其利用自然的理論和法則,，認為相似的地質(zhì)環(huán)境和成礦條件可以形成相似的礦床。（2）礦床成礦系列理論,。它主要研究在一定的地質(zhì)時期和地質(zhì)環(huán)境中,，在主導(dǎo)的地質(zhì)成礦作用下，形成的時間,、空間和成因具有密切聯(lián)系的一組礦床類型組合,。（3）成礦系統(tǒng)理論,。它將成礦的構(gòu)造體系、流體系統(tǒng)和化學(xué)反應(yīng)及礦床定位機制有機結(jié)合起來,，從成礦作用動力學(xué)演化的角度,，分析控制礦床形成、變化和保存的全部地質(zhì)要素和成礦作用過程及所形成的礦床系列,、礦化異常系列構(gòu)成的整體,。（4）礦床模型預(yù)測理論。其針對不同礦種,、不同類型的礦床進行成因模型研究,，利用已知礦床成因模型開展未知區(qū)成礦預(yù)測并指導(dǎo)找礦勘查工作。（5）勘查區(qū)找礦預(yù)測方法與理論,。21世紀初以來,，通過全國危機礦山找礦專項的實施，尤其是通過5年時間對129個典型礦床的深入研究,，以葉天竺教授為首的科研團隊,，針對勘查區(qū)大比例尺的找礦預(yù)測理論與方法,，在地球化學(xué),、礦物學(xué)、礦床學(xué)理論基礎(chǔ)上,，結(jié)合我國各主要類型礦床實例,，構(gòu)建了勘查區(qū)找礦預(yù)測理論與方法的框架。從成礦作用內(nèi)因（元素的地球化學(xué)特征）和外因（地質(zhì)作用類型）相結(jié)合的思路出發(fā),，構(gòu)建了成礦地質(zhì)體,、成礦構(gòu)造與成礦結(jié)構(gòu)面、成礦作用特征標(biāo)志為主要內(nèi)容的找礦預(yù)測地質(zhì)模型,。該方法技術(shù)體系是以地球化學(xué),、礦床學(xué)理論和元素地球化學(xué)實驗、礦物實驗資料為支撐,，在大量典型礦床研究資料及勘查項目實踐驗證基礎(chǔ)上總結(jié)而形成,，又經(jīng)過部分礦產(chǎn)勘查項目驗證而證明其理論方法的有效性，是一種特別適合生產(chǎn)找礦第一線使用的有效方法,。在總結(jié)前期成果的基礎(chǔ)上,，編著了《勘查區(qū)找礦預(yù)測理論與方法》（總論、各論）,，較系統(tǒng)地總結(jié)了找礦預(yù)測的基礎(chǔ)理論,，初步建立了中國25種主要礦床類型的找礦預(yù)測模型，并在實踐中得到檢驗,，初步解決了礦產(chǎn)勘查最后一公里的難題,。四川會理地區(qū)位于揚子板塊西緣,，經(jīng)歷多期構(gòu)造事件，成礦地質(zhì)條件優(yōu)越,、成礦動力學(xué)機制復(fù)雜,、多期構(gòu)造復(fù)合疊加強烈，形成了一系列獨具特色的鐵銅礦床,。近年來,，通過利用勘查區(qū)找礦預(yù)測理論和方法技術(shù)，在會理拉拉銅礦的深部及外圍取得了重大找礦突破和進展,，本文以此為典型礦床實例,，闡述勘查區(qū)找礦預(yù)測方法及其應(yīng)用過程，以實現(xiàn)拋磚引玉之目的,，助力我國深部找礦成功率的顯著提高,。1 區(qū)域地質(zhì) 拉拉地區(qū)在大地構(gòu)造位置上處于揚子板塊西緣SN向延伸的川滇被動大陸邊緣裂谷系的中段（圖1A）。川滇被動大陸邊緣裂谷系南北長1200km以上,，東西寬約150～250km,。其北段為NE-SW向延伸，位于前龍門山（北川一映秀）斷裂與川中陸核西側(cè)的龍泉山斷裂之間,；中段（西昌地區(qū)和南段（滇中地區(qū)）為SN北向延伸,，位于安寧河—綠汁江斷裂與雷波斷裂、小江斷裂之間,，部分地區(qū)越過小江斷裂向東到達黔西六盤水?dāng)嗔褞А?/span>
圖1 拉拉地區(qū)大地構(gòu)造位置(A)及拉拉礦田地質(zhì)簡圖(B) 區(qū)域地層自古元古界到新生界,，除缺失奧陶系、石炭系之外,，其他地層均有分布,，尤以元古宙和中生代地層最發(fā)育。區(qū)域地層主要組合有：前震旦系（Pt1,，Pt2）,、震旦系至志留系（Z—S）、二疊系（P）,、三疊系至白堊系（T—K）和新生界（N-Q）,。其中前震旦系河口群是本區(qū)域的主要銅礦賦礦層位（圖1B）。河口群地層為大陸邊緣裂谷環(huán)境下沉積的海相火山-沉積巖系,，按其噴發(fā)特點可分為3個構(gòu)造旋回,，分別是大營山組、落凼組,、長沖組,，由一系列的變質(zhì)碎屑巖和變質(zhì)火山巖組成。前人的年代學(xué)工作顯示河口群地層為早元古代噴發(fā)沉積（約1700Ma）。區(qū)域內(nèi)巖漿活動強烈,，并具有多旋回多期次特征,，主要期次有晉寧期、澄江期,、華力西期及印支期,。在會理期、晉寧期及震旦紀以來不同時期,、不同性質(zhì)構(gòu)造運動的相互疊加之下,，區(qū)內(nèi)形成了一系列以東西向為主,、南北向次之的復(fù)式背斜,、復(fù)式向斜和逆沖斷層,，且具雙層結(jié)構(gòu),，下層構(gòu)成下褶皺基底并發(fā)育東西向褶皺，上層構(gòu)成上褶皺基底并發(fā)育南北向褶皺,。2 礦床地質(zhì) 拉拉銅礦（田）地處四川省涼山州會理縣黎溪區(qū)綠水鄉(xiāng)復(fù)興村境內(nèi),，礦區(qū)范圍北起大團箐,，南至營盤山,，東至四人抬橋,，西迄老鴉田，面積約4km2,，是我國西南重要的大型銅礦,，也是四川省最大銅礦生產(chǎn)基地；構(gòu)造上位于河口復(fù)式背斜南翼的次一級雙獅拜象背斜南端西側(cè)（圖1B）,。幾十年來,，經(jīng)勘查的主要礦床（點）10余個,，其中大型礦床2個（落凼銅礦,、紅泥坡銅礦），中型礦床2個（石龍鐵銅礦,、老羊汗灘溝銅礦）,，其余為小型礦床和礦點。累計探明銅資源量174萬t,。礦區(qū)內(nèi)發(fā)育的地層主要為古元古代河口群,，中元古代會理群和三疊紀白果灣組。河口群底部被輝長巖體侵蝕,，未見下伏地層,。河口群之上為會理群通安組，雖在礦區(qū)西側(cè)出露,，但是兩者以斷層相隔,，未見連續(xù)的接觸關(guān)系。三疊紀白果灣組主要分布于礦區(qū)南東部,，在礦區(qū)北西角也有零星分布,，它們受南北向斷裂控制,，不整合于河口群之上。河口群為一套火山-沉積變質(zhì)巖,，是區(qū)內(nèi)主要含礦建造,。根據(jù)建造特征，可分為三個不同的火山噴發(fā)—沉積旋回,，每個旋回以正常沉積開始,，至火山噴發(fā)沉積結(jié)束而告終。最早的火山噴發(fā)以鉀質(zhì)為主,，表現(xiàn)為富鉀而貧鈉,，包括鉀長石英變粒巖、含鉀長石英鈉長巖,。越后的火山噴發(fā)越富鈉而貧鉀,，以鈉質(zhì)角斑巖為代表，如鈉長變粒巖,、石英鈉長巖等,。該建造三個旋回中的火山噴發(fā)作用都表現(xiàn)出火山集塊巖不發(fā)育的特點，表明區(qū)內(nèi)的火山噴發(fā)是以較為寧靜的裂隙式噴溢作用為主,，這與礦區(qū)火山巖主要沿東西走向的Fl斷層兩側(cè)分布一致,。拉拉礦區(qū)（田）處于區(qū)域性的近南北向斷裂F13和F29之間。F13斷層走向約為北東10倒20°,，傾向北西,，傾角約70°～85°屬逆斷層，同時西盤有向北平移的性質(zhì),。F29走向北東30°左右,，傾角北西，地表傾角70°～85°,，向深部由陡變緩,，逐步變化到30°～40°，斷層屬逆斷層,。在F13和F29之間,，礦區(qū)北部有軸向約NE20°左右的雙獅拜象平緩背斜，南部有相同軸向的紅泥坡向斜以及分隔它們的近東西走向的斷層F1,。F1斷層東西兩端被F13和F29所限制,，走向60°～80°破碎帶寬10～30m，最大垂直斷距325m,，斷層早期具逆斷層性質(zhì),，后期具有正斷層性質(zhì)。雙獅拜象背斜西翼巖層傾向南西，傾角40°～50°,；東翼巖層傾向南東,，傾角40°～50°。雙獅拜象背斜南部由一系列小型背斜和向斜組成,，從西到東有落凼背斜,、老羊汗灘溝向斜、老虎山背斜,、小廠向斜,、寨子管背斜等。F1斷層以南的紅泥坡向斜與雙獅拜象背斜軸向近于一致,，它的東部有次一級的新老廠背斜,、石龍向斜（圖1B）。拉拉礦區(qū)巖漿活動強烈且分布廣泛,，河口期火山巖構(gòu)成礦區(qū)的含礦層位,。區(qū)內(nèi)出露侵入巖以輝長巖為主，次為基性脈巖和侵入角礫巖等,。輝長巖是礦區(qū)內(nèi)廣泛出露的基性侵入巖體,，區(qū)內(nèi)分布有十幾個大小不等的巖體、巖墻和巖床,。輝長巖群呈暗綠色,，纖柱狀結(jié)構(gòu)、輝長結(jié)構(gòu)和輝綠結(jié)構(gòu),，塊狀構(gòu)造,，其分布主要受構(gòu)造斷裂控制。巖體沿F1和F1與F13交匯處侵入,，地表出露于落凼—老虎山—老羊汗灘—石龍一帶（圖1B）,。花崗斑巖在礦區(qū)附近相對少見，呈淺肉紅色,，具全晶質(zhì)斑狀結(jié)構(gòu),，中見少量石英脈沿裂隙充填。礦區(qū)內(nèi)后期脈巖種類多,、分布廣，受斷裂,、節(jié)理和裂隙構(gòu)造的控制,，有輝綠巖脈、閃長巖脈和煌斑巖脈,，但以煌斑巖脈為主,，其巖性為斜閃煌斑巖、云斜煌斑巖、拉輝煌斑巖和橄輝煌斑巖等,，一般厚為幾十厘米至幾米不等,，斜交層理，穿插巖體,，并有穿切和破壞礦體的現(xiàn)象,。落凼礦床西迄老鴉田，東至四人抬轎,，北起哨房梁子,，南抵爛田灣F1斷層，銅礦礦體主要賦存于落凼組的中下部,，有工業(yè)價值的礦體都集中在石英鈉長巖,、石榴黑云片巖中。上含礦段主要分布于拉拉向斜軸部,，落凼礦體即賦存于該礦層,，這段所具有的銅的儲量占整個礦區(qū)的50％以上，含礦巖石為互層黑云石英片巖和石英鈉長巖,；中含礦段的含礦巖石為灰白色厚層塊狀石英鈉長巖并含有少量的白云石英片巖,，這段在礦區(qū)均可見到，但并沒有發(fā)現(xiàn)有工業(yè)價值的銅礦體,；下含礦段的含礦巖石為石榴黑云片巖夾少量石英鈉長巖,、云母石英片巖，巖石呈灰白色,，具有變余結(jié)構(gòu)和塊狀構(gòu)造,。落凼礦段銅礦體地表露頭較少，多為隱伏-半隱伏狀態(tài),，本區(qū)礦體比較穩(wěn)定,，延伸性較好，拉拉礦區(qū)礦體東西延伸1960m,，南北寬900m,，面積1.76km2。該礦段由32個礦體組成,，礦體長度大于1000m的有4個,，礦體厚度自3～20m不等。礦體規(guī)模差異頗大,，走向延伸80～1960m,，單礦體平均傾向延伸43～525m，平均鉛直厚度1.60-30.71m（圖2A）,。礦體膨縮現(xiàn)象明顯,，有交叉復(fù)合現(xiàn)象,。礦區(qū)礦石礦化較為均勻，礦體Cu品位一般為0.67%～1.26%,，平均品位約0.9%,，主礦體Cu平均品位為0.80%～0.89%。 
圖2 拉拉銅礦落凼礦區(qū)Ⅷ號剖面(A)和紅泥坡礦區(qū)-3線剖面(B)示意圖 紅泥坡銅礦產(chǎn)于落凼組上段第三層（Pt1l2-3）和長沖組上段（Pt1c2）地層中,，礦體受層位和巖性控制明顯,。礦區(qū)共圈定5個礦體，編號為①～⑤號（圖2A）,。①號礦體賦存于長沖組上段下部（圖2B）,，②～⑤號礦體賦存于落凼組上段第三層，層位與落凼銅礦可對比各礦體呈似層狀,、層狀或透鏡狀順層平行產(chǎn)出,，受地層和巖性控制，產(chǎn)狀與圍巖近乎一致,，傾向南西,。①號主礦體東西最大延伸1950m，南北延伸2100m,；礦體厚1.07～36.88m,，平均10.37m。②號礦體東西最大延伸950m,，南北延伸1400m,；礦體厚1.01～6.93m，平均2.99m,。⑤號礦體東西最大延伸700m,，南北延伸1350m；礦體厚0.81～2.04m,，平均1.2m,。①、②,、⑤號礦體銅資源量64萬t,，Cu平均品位1.31%。3 礦床成因與疊加成礦作用 拉拉礦田的研究工作始于20世紀90年代初,，前人從礦床地質(zhì),、礦床地球化學(xué)、成巖成礦時代,、成礦流體,、成礦物質(zhì)來源等方面對拉拉礦田開展了大量研究，積累了較為豐富的資料,。在該礦床研究早期,，多數(shù)學(xué)者根據(jù)其賦存于河口群落凼組海相火山巖中，礦體呈層狀,、似層狀產(chǎn)出,，礦石主要為塊狀、條帶狀構(gòu)造,，結(jié)合部分硫鉛同位素數(shù)據(jù)顯示成礦物質(zhì)來自于河口群地層,，認為拉拉銅礦是VMS成因。在此基礎(chǔ)上,，可能存在元古宙末發(fā)生的晉寧運動和輝綠巖的侵位,，促使成礦元素的再次活化富集。2000年以來,，隨著IOCG礦床成因研究的興起,，一些學(xué)者根據(jù)拉拉銅礦發(fā)育很強的鈉長石化，出現(xiàn)大量的貧Ti磁鐵礦,，并富集Co,、Au、P,、F,、REE等證據(jù)提出拉拉礦床屬于IOCG礦床，此后,，拉拉鐵銅礦床可能的IOCG屬性陸續(xù)得到關(guān)注,。大量研究得出：拉拉銅礦具有典型IOCG礦床特征，成礦地質(zhì)背景為板內(nèi)裂谷拉張環(huán)境,，C-H-O-S同位素數(shù)據(jù)顯示其成礦流體為巖漿熱液來源且有部分成礦物質(zhì)來自于地層,，發(fā)育有大面積的鈉、鈉-鈣及鉀化蝕變特征,，成礦具多期多階段特征,。成礦時代是礦床學(xué)和區(qū)域成礦學(xué)研究的重要內(nèi)容。精確的成礦年齡的測定對于確定礦床的成因類型,、構(gòu)建礦床成因和找礦模型以及指導(dǎo)進一步找礦勘探工作具有重要的意義,。康滇地區(qū)構(gòu)造復(fù)雜,，其位于揚子板塊西緣,，可能經(jīng)歷了哥倫比亞超大陸裂解、羅迪尼亞超大陸拼貼與裂解等復(fù)雜作用過程導(dǎo)致其圍巖普遍發(fā)育綠片巖相變質(zhì)變形作用,，各類基性,、酸性侵入巖體也很發(fā)育，因此,，其成礦時代的確定一直是研究熱點,，也是確定礦床成因類型的重要依據(jù),。起初前人的研究較多使用Rb-Sr和40Ar39Ar同位素測年方法，其多數(shù)給出了新元古代的年齡,，如黑云母Ar-Ar年齡約為850Ma,，但是全巖的Rb-Sr同位素和40Ar39Ar同位素體系封閉溫度較低，極易受到后期熱事件的影響,，尤其礦區(qū)于新元古代經(jīng)歷了大規(guī)模區(qū)域變質(zhì)作用,，因此應(yīng)用該方法確定成礦時代值得商榷。近些年,，隨著測年技術(shù)的進步,，輝鉬礦Re-Os同位素測年因其較高的封閉溫度，被認為是目前較可靠的成礦年齡確定方法,。前人在該地區(qū)也開展了此方法測年工作,。李澤琴等報道的4個輝鉬礦Re-Os年齡為1005～928Ma。Chen和Zhou報道的輝鉬礦Re-Os年齡為（1086±8）Ma,。Zhu和Sun得到了（1290士38）Ma的輝鉬礦Re-Os同位素年齡,。Zhu等對拉拉礦田落凼銅礦中輝鉬礦進行了Re-Os測年，得到了（1306士8）Ma,、（988士8）Ma和（835士4）Ma3組年齡,，并結(jié)合前人資料認為拉拉銅礦田內(nèi)由于受到復(fù)雜地質(zhì)作用的影響可能存在至少四期的熱成礦作用事件。而Chen等對落凼銅礦中黃鐵礦開展了Pb-Pb等時線年齡的確定,，認為其可能存在兩期礦化：第一期為（1669士110）Ma,，對應(yīng)于早期的紋層狀礦化；而第二期為（1053士75）Ma,，可能對應(yīng)于后期的脈狀礦化階段,。Lin等獲得紅泥坡紋層狀礦石中黃鐵礦Rb-Sr等時線年齡為（1552士80）Ma，脈狀富銅礦石黃銅礦Re-Os等時線年齡為（794.8士7.9）Ma,，同樣認為可能存在兩期礦化,。綜上，結(jié)合區(qū)域上賦礦河口群火山巖的鋯石U-Pb年齡（1700～1670Ma及大量的新元古代的脈體年齡（圖3）,，我們認為本區(qū)存在兩期顯著的成礦事件,，分別對應(yīng)于兩期超大陸裂解事件，早期可能與火山作用相關(guān),，后期發(fā)生了熱液疊加改造事件,。
圖3 康滇銅礦帶成礦年齡統(tǒng)計 4 找礦預(yù)測地質(zhì)模型的構(gòu)建 4.1 成礦地質(zhì)體的確定 成礦地質(zhì)體是指形成礦床主要礦產(chǎn)（達工業(yè)品位）主成礦階段空間定位的成礦地質(zhì)作用的實物載體，與礦床的形成在時間,、空間和成因上有密切聯(lián)系,。它包括地質(zhì)建造及其形成的環(huán)境兩部分內(nèi)容，也指自然巖石組合和控巖構(gòu)造,。礦床形成與成礦地質(zhì)體形成的時間相同或相近,，礦床的分布空間和成礦地質(zhì)體相依,。明確了成礦地質(zhì)體才能更加準確地預(yù)測深部及外圍盲礦床（體）的空間位置，為進一步的找礦勘查提供重要依據(jù),。4.1.1 成礦地質(zhì)體與礦床的時,、空關(guān)系 （1）早期,。在時間上,，落凼組賦礦火山巖的形成年齡約為1.68Ga，而其礦體形成年齡約為1.67Ga,，成礦稍晚于成巖,。在空間上，經(jīng)原巖恢復(fù)發(fā)現(xiàn),，礦體常與火山巖相伴,，或賦存于火山巖中，或賦存于火山巖與沉積巖接觸帶附近的沉積巖中（圖4）,。
a一1974m平臺西坡,；b—1950m平臺東坡；c一1950m平臺西坡,。 圖4 落凼銅礦不同標(biāo)高平臺部分礦體出露特征照片 （2）疊加期,。從定年結(jié)果來看，脈狀礦體形成時間為841.1Ma（輝鉬礦Re-Os）和794.8Ma（黃銅礦Re-Os）,，該組年齡晚于四堡造山所造成的區(qū)域變質(zhì)時限（1.1～0.9Ga）,，但伴隨Rodinia超大陸在850～700Ma的裂解，該區(qū)所在康滇地區(qū)處于大陸裂谷環(huán)境,，位于裂谷下方的超級地幔柱上涌,，在康滇地區(qū)形成了大量842～795Ma超基性、基性到酸性的巖體,，因此,，推測拉拉地區(qū)深部可能存在該期的隱伏巖體。4.1.2 成礦地質(zhì)體與礦床物質(zhì)來源的聯(lián)系 （1）早期,。該期條帶狀礦石中黃鐵礦稀土元素球粒隕石配分模式與基性-中性火山巖相似,；硫同位素表明，礦石硫主要來源于海水淋濾基性-中性火山巖來源,，并有海水硫酸鹽的參與,；黃鐵礦初始Sr同位素值約為0.712，與容礦火山巖成礦時的87Sr/86Sr值（0.711614～0.718937）相當(dāng),，表明成礦物質(zhì)來自于河口群基性-中性火山巖,；Pb同位素分析顯示，206pb/204Pb為17.687—67.289,，208Pb/204Pb為36.533～63.573（未發(fā)表數(shù)據(jù)）,，表明其源區(qū)為具高U,、Th含量且富放射性成因鉛的河口群火山巖。（2）疊加期,。前人對河口群125個隨機樣品的的元素測試表明,，Cu含量為161.8X10-6，約為其克拉克值的3倍,；脈狀礦石S同位素值多數(shù)介0‰～2.2‰,，少量為顯著負值（-10.3‰～-6.5‰），表明硫主要為幔源,，且有地層硫的加入,；輝鉬礦Re含量為1.27X10-4～1.83X10-4（未發(fā)表數(shù)據(jù)），顯示幔源特征,；黃銅礦初始Os比值（2.8）和γOs值（2202）,，顯示物源以殼源（河口群）為主，但不排除有少量幔源物質(zhì)加入,。綜上,，早期成礦地質(zhì)體為古元古代海底火山噴發(fā)（溢）的基性-中性火山巖，它提供成礦物質(zhì)和海水對流的熱能,；而疊加期成礦地質(zhì)體可能為新元古代隱伏巖體,，其可能主要提供流體和熱能。4.2 成礦構(gòu)造和成礦結(jié)構(gòu)面 成礦構(gòu)造與成礦結(jié)構(gòu)面的研究是為了了解礦體的空間賦存位置,、展布,、形態(tài)以及產(chǎn)狀等特征，其直接目的是找礦預(yù)測,，意義重大,。成礦構(gòu)造通常是與成礦作用同時活動的構(gòu)造，包括成礦前已存在,、成礦作用發(fā)生時再發(fā)生活動的構(gòu)造和成礦作用發(fā)生的同時形成的構(gòu)造,。成礦結(jié)構(gòu)面是指成礦作用過程中賦存礦體的顯性或隱性存在的巖石物理及化學(xué)性質(zhì)不連續(xù)界面。成礦結(jié)構(gòu)面可分為3種類型：（1）原生成礦結(jié)構(gòu)面,，指原生構(gòu)造形成的成礦結(jié)構(gòu)面,，包括巖性界面、地質(zhì)體界面,，重力,、壓力、熱力,、熱流體形成的結(jié)構(gòu)面,；（2）次生成礦結(jié)構(gòu)面，指區(qū)域應(yīng)力形成的褶皺、斷裂,、節(jié)理,、裂隙等結(jié)構(gòu)面；（3）物理化學(xué)條件轉(zhuǎn)換結(jié)構(gòu)面,，指溫度,、壓力、pH值,、Eh值轉(zhuǎn)換界面,。（1）早期。該期最主要的成礦構(gòu)造與成礦結(jié)構(gòu)面為一套原生成礦結(jié)構(gòu)面,，礦體均產(chǎn)于基（中）性火山巖（已變質(zhì)為鈉長巖類）與沉積巖（已變質(zhì)為各類片巖）的界面處（圖5a）,，而這套火山巖為裂谷環(huán)境下的裂隙式噴發(fā)的產(chǎn)物，噴發(fā)產(chǎn)狀受控于南北向的拉張環(huán)境,。此外，在落凼銅礦床野外考察時,，見火山通道相產(chǎn)物,，火山角礫巖和坍塌角礫巖（圖5b-d）指示此處可能是噴溢口，噴溢口也是一種原生成礦結(jié)構(gòu)面,。F1斷裂作為寶臺廠一九龍深大斷裂的西延部分,，控制含礦巖體的分布及礦體的延展與富集，并可作為輝長巖侵位的通道,，表明其為同生斷裂,；此外，據(jù)項目組最新鉆探資料,，F(xiàn)29斷裂兩側(cè)巖性變化巨大且存在大量的菱鐵礦（圖5e）,、層間滑塌堆積巖（圖5f），說明其也為同生斷裂,。
Cep黃銅礦,；Py黃鐵礦；Qz石英,；Sd菱鐵礦,；Br巖石角礫。 圖5 落凼銅礦床早期成礦結(jié)構(gòu)面特征 （2）疊加期,。該期主要為次生成礦結(jié)構(gòu)面,，主要為褶皺、斷裂和裂隙,。區(qū)內(nèi)構(gòu)造主要有近東西向和近南北向兩期（圖6）,。東西向構(gòu)造受古、中元古代造山運動（會理運動）影響，南北向為主壓應(yīng)力,，形成了軸向近東西的河口背斜和紅泥坡向斜,，其控制了基底地層和礦體的整體展布方向。南北向構(gòu)造受到新元古代揚子板塊和華夏板塊拼貼作用的影響,，東西向為主壓應(yīng)力,，形成了一系列近南北向褶皺構(gòu)造，它們疊加于早期東西向褶皺構(gòu)造之上,，明顯控制了礦體的富集改造,。因此，疊加期主要的成礦結(jié)構(gòu)面為復(fù)合褶皺的核部,，如圖6,。
圖6 拉拉地區(qū)構(gòu)造綱要圖 早期形成的近東西向斷裂（如F1）是拉拉地區(qū)最為重要的東西向斷裂，它控制了礦床的分布,。目前拉拉地區(qū)所發(fā)現(xiàn)的礦床均分布于F1斷裂的兩側(cè),，且F1斷裂帶是含礦的（圖7a），具有多期活動性質(zhì),，是成礦前已存在,、成礦期發(fā)生活動的斷裂構(gòu)造。鉆孔揭示紅泥坡礦床①號礦體中常見含礦斷裂,，說明其為成礦期斷裂構(gòu)造（圖7b）,。另外，一些裂隙也是重要的次生結(jié)構(gòu)面（圖7c,，d）,。
Cep—黃銅礦；Qz—石英,；Py—黃鐵礦,；Cal—方解石。 圖7 落凼銅礦床與紅泥坡銅礦床熱液疊加期斷裂,、裂隙次生成礦結(jié)構(gòu)面特征照片 4.3 成礦作用特征標(biāo)志 成礦作用過程十分復(fù)雜,，其產(chǎn)物也復(fù)雜多樣，其中能夠直接指示礦體賦存位置,、對找礦預(yù)測有特殊意義的標(biāo)志稱為成礦作用特征標(biāo)志,，這些標(biāo)志必須是通過宏觀和微觀手段確定無疑的地質(zhì)事實。（1）礦體特征,。礦體主要呈層狀,、似層狀、透鏡狀,，產(chǎn)狀與地層層理一致,，顯示典型的層控特征。容礦巖石為石英鈉長巖、黑云石英片巖,、白云石英片巖及大理巖等（圖4）,。（2）礦石類型、礦物組成,、結(jié)構(gòu)構(gòu)造,。礦石類型有紋層狀、塊狀,、角礫狀和脈狀礦石（圖8）,。礦石礦物主要為黃銅礦、黃鐵礦,、磁鐵礦,，次為輝鉬礦、赤鐵礦,、鐵硫砷鈷礦,、閃鋅礦等，偶見自然金（圖9）,。脈石礦物主要為石英,、方解石、黑云母,、白云母、綠泥石等,。礦石結(jié)構(gòu)主要為自形-半自形粒狀結(jié)構(gòu),、它形粒狀結(jié)構(gòu)、交代結(jié)構(gòu),、包含結(jié)構(gòu),、壓碎結(jié)構(gòu)，偶見固溶體分離結(jié)構(gòu),、篩狀結(jié)構(gòu),。礦石構(gòu)造主要為紋層狀構(gòu)造、塊狀構(gòu)造,、角礫狀構(gòu)造和脈狀構(gòu)造,。
a，b—紋層狀礦石,；c,，d—塊狀礦石；e,，f一角礫狀礦石,；g，h—脈狀礦石。Bt—黑云母,；Br—巖石角礫,；Cal—方解石；Ccp—黃銅礦,；Py—黃鐵礦,。
a—自形-半自形磁鐵礦；b一自形-半自形黃鐵礦,；c一黃銅礦交代黃鐵礦和輝鉬礦,；d一黃銅礦交代鐵硫砷鉆礦和黃鐵礦，鐵硫砷鉆礦具明顯碎裂現(xiàn)象,；e一黃鐵礦包裹磁鐵礦和黃鐵礦,；f一黃鐵礦和磁鐵礦具裂紋；g一閃鋅礦中出溶乳滴狀黃銅礦,；h—黃鐵礦包含圍巖顆粒,。Py—黃鐵礦；Ccp—黃銅礦,；God—鐵硫砷鉆礦,；Mot—輝鉬礦；Sp—閃鋅礦,；Mt—磁鐵礦,。（3）成礦期與成礦階段。根據(jù)礦體特征,、礦石穿切關(guān)系（圖10）,，并結(jié)合礦石結(jié)構(gòu)、礦物共生組合及礦物穿插關(guān)系,，可將拉拉礦床成礦作用過程劃分為海底火山噴流-沉積期和熱液疊加期兩個成礦期（表1）:①海底火山噴流-沉積成礦期,。這一時期礦床主要的礦石類型為紋層狀、塊狀礦石以及少量坍塌角礫狀礦石,，礦物組合為磷灰石＋石英＋方解石＋磁鐵礦＋黃鐵礦＋黃銅礦＋微量自然金＋鐵硫砷鈷礦,。②熱液疊加期。這一時期可分為（Ⅰ）磁鐵礦-硫化物階段,、（Ⅱ）石英-方解石-硫化物階段和（Ⅲ）貧礦石英-方解石階段,，主要形成脈狀礦石。
a-g—火山噴流-沉積期,；h-j—熱液疊加成礦期磁鐵礦硫化物階段,；k—m—熱液疊加期石英-方解石-硫化階段；n,，o—熱液疊加期貧礦石英-方解石階段,。Qz—石英,；Cal—方解石；Ap—磷灰石,；Ms—白云母,；Bi—黑云母；Py—黃鐵礦,；Cep—黃銅礦,；God—鐵硫砷鉆礦；Po—磁黃鐵礦,；G1—自然金,；Prs—氟碳鈣鈰礦；Mot—輝鉬礦,；Mt—磁鐵礦,；Hem—赤鐵礦。 表1 落凼銅礦主要礦物生成順序表
（4）蝕變類型,。早期形成的紋層狀,、塊狀礦體蝕變較弱，以硅化,、綠泥石化,、碳酸鹽化為主；疊加期主要發(fā)育碳酸鹽化,、硅化,、鈉長石化、黑云母化,、螢石化,、電氣石化等（圖11）。
A,，B—早期蝕變類型；C-F—疊加期蝕變類型,。Qz—石英,；Cal—方解石；Chi—綠泥石,；MuS—白云母,；Bt—黑云母；Ab—鈉長石,；Tur—電氣石,；Fl—螢石。4.4 找礦預(yù)測地質(zhì)模型構(gòu)建 以勘查區(qū)找礦預(yù)測理論與方法體系為指導(dǎo),，厘定了成礦地質(zhì)體,、成礦構(gòu)造和成礦結(jié)構(gòu)面,，總結(jié)了成礦作用特征標(biāo)志，最終建立了拉拉銅礦的找礦預(yù)測地質(zhì)模型(圖12),。該區(qū)成礦作用復(fù)雜,。成礦過程大致分為火山噴發(fā)沉積和熱液疊加改造兩個成礦階段：(1)火山噴發(fā)沉積階段。火山噴發(fā)沉積主要是形成含礦的火山沉積建造或礦源層,，多次連續(xù)的火山噴發(fā)過程中,，更多的有用組分則伴隨著熔巖流和火山碎屑直接噴溢到海底；經(jīng)過搬運堆積在海底盆地或斜坡上,，主要分布在火山碎屑巖及其向沉積巖過渡的地段,，經(jīng)沉積成巖作用而形成含礦的火山沉積建造及其原始的礦化層。(2)熱液疊加改造階段,。新元古代Rodinia超大陸的聚合導(dǎo)致區(qū)域巖石普遍變質(zhì),，形成了綠片巖相至綠簾-角閃巖相的礦物組合，構(gòu)造變形所產(chǎn)生的空間為后期含礦熱液疊加提供了通道和賦存場所,。超大陸在聚合后發(fā)生裂解事件,，地幔柱上涌，輝綠巖大量侵入,，巖漿流體或地幔流體與盆地邊緣存在的大量鹵水發(fā)生混合,，形成的鹽度極高的熱液沿著斷裂遷移，使成礦物質(zhì)進一步富集,，在淺部與大氣降水混合或發(fā)生沸騰現(xiàn)象,，導(dǎo)致礦質(zhì)沉淀成礦富集，形成了紅泥坡典型的脈狀礦石,。
圖12 拉拉銅礦找礦預(yù)測地質(zhì)模型 5 靶區(qū)確定及驗證示范 找礦預(yù)測模型構(gòu)建的研究成果反映,，拉拉銅礦礦體主要分布于河口群落凼組上段和長沖組上段層位中，具典型層控特征,，賦存于變質(zhì)火山巖和變質(zhì)沉積巖界面附近,，且與火山巖關(guān)系極為密切，因此河口群地層的分布對于拉拉銅礦找礦意義重大,。該區(qū)布格重力異?？扇Χê涌谌悍植挤秶?/span>，并推斷其在紅泥坡以南至黎洪一帶連續(xù)分布,；邱林等通過對各出露地層巖石進行磁性測量,，發(fā)現(xiàn)河口群火山巖具高磁特征；1:5萬航磁資料（圖13）顯示該區(qū)南部仍有大面積高磁異常,，推測河口群火山巖在南部覆蓋區(qū)下有穩(wěn)定延伸,；近南北向的AMT剖面（圖14）高低阻梯度帶表明基性-中性火山巖與沉積巖界面有較為連續(xù)的延伸；結(jié)合地質(zhì)上在南部黎洪—姜驛一帶已發(fā)現(xiàn)河口群火山沉積巖露頭,，進一步顯示河口群火山沉積巖具有穩(wěn)定向南延伸趨勢,。同時,，紅泥坡向斜作為熱液疊加期的有利的次生成礦結(jié)構(gòu)面，AMT剖面顯示其分布于拉拉—黎洪一帶,。以往勘查工程大都分布于其北翼,，已發(fā)現(xiàn)紅泥坡大型銅礦床，而其南翼覆蓋層之下靠近軸部的區(qū)域同樣具有廣闊的找礦前景,，因此將這一區(qū)域圈定為A級找礦靶區(qū),。
圖13 拉拉地區(qū)局部航磁平面圖 在南部部署了兩條AMT剖面AMT-16-08和AMT-19-1（圖13，14）來確定最終的驗證孔位,。落凼銅礦和紅泥坡銅礦典型剖面電阻率反演結(jié)果顯示,，火山巖和沉積巖界面與高低阻梯度帶有良好的對應(yīng)關(guān)系（圖15）。
圖14 AMT-16-08剖面(a)和AMT-19-1剖面(b)電阻率反演結(jié)果
圖15 落凼一黎洪地段地質(zhì)剖面圖(a)和AMT剖面電阻率反演結(jié)果(b) 兩條近東西向的剖面AMT-16-08和AMT-19-1顯示了成礦結(jié)構(gòu)面的形態(tài)與深度（圖15）,，據(jù)此,，相繼部署了ZK-1801.ZK-1401和ZK33個驗證鉆孔，在深部成功發(fā)現(xiàn)了厚大礦體,。經(jīng)資源量估算,，新增潛在資源銅金屬量達56萬t，銅礦石平均品位0.7%,，實現(xiàn)了找礦重要突破,，打開了區(qū)域覆蓋層之下巨大的找礦空間（圖16）。
圖16 紅泥坡南部外圍銅礦縱剖面圖 6 結(jié)論 （1）本區(qū)存在顯著的兩期成礦事件,，分別對應(yīng)于兩期超大陸裂解事件,，早期可能與火山作用相關(guān)，后期發(fā)生了熱液疊加成礦作用,。（2）早期成礦地質(zhì)體為賦礦火山巖（河口群鈉長巖類）,，成礦構(gòu)造與成礦結(jié)構(gòu)面主要為基（中）性火山巖與沉積巖的界面及可能的噴溢口，為原生成礦結(jié)構(gòu)面,；熱液疊加期成礦地質(zhì)體推測為深部隱伏巖體,，成礦構(gòu)造與成礦結(jié)構(gòu)面主要為褶皺.斷裂和裂隙，為次生成礦結(jié)構(gòu)面,。總結(jié)成礦作用特征標(biāo)志,，建立了拉拉銅礦勘查區(qū)找礦預(yù)測地質(zhì)模型。（3）結(jié)合地質(zhì)和物探方法,，圈定紅泥坡南部為找礦靶區(qū)，經(jīng)鉆探驗證,，發(fā)現(xiàn)厚大礦體,，打開了區(qū)域找礦空間。謹以此文祝賀趙鵬大院士90華誕,。感謝王功文教授的約稿,。整個研究過程中,，得到了葉天竺教授的親切指導(dǎo)，論文審稿人提出了寶貴的修改意見,，在此一并表示謝忱,！來源：地學(xué)前緣（中國地質(zhì)大學(xué)（北京）；北京大學(xué)）,，2０２１年５月,，第２８卷第３期。 作者簡介：陳輝,，博士,，高級工程師，主要從事礦床學(xué)和找礦預(yù)測研究工作,。 |
