楚雄盆地砂岩型铜矿床“紫化聚铜”成矿机制

云南六苴、郝家河铜矿床是楚雄陆相盆地砂岩型铜矿床的典型代表。矿体呈层状赋存于白垩系紫色砂岩与浅色砂岩过渡带靠近浅色砂岩一侧，从浅色砂岩到紫色砂岩依次呈现黄铁矿→黄铜矿→斑铜矿→辉铜矿→赤铁矿的分带规律。研究认为，含矿层砂岩浅、紫颜色变化过程伴随着铜的迁移和聚集，直接控制了矿体产状。因此，研究砂岩紫色化过程及其聚铜机制是深化该类矿床成矿理论的关键。针对含铜砂岩"由浅变紫或由紫变浅"过程的聚铜机制问题，项目以含铜砂岩"紫化聚铜"为主线，拟通过砂岩紫色化聚铜实验模拟与矿床地质－地球化学分析，揭示砂岩紫色化过程的聚铜效应及成矿流体运移规律。在总结矿床成矿规律的基础上，进行砂岩型铀矿床成矿过程的对比研究，结合流体包裹体研究与稳定同位素示踪，阐明金属矿物、元素组合分带机制及其物理化学（T、P、pH、Eh）条件，模拟"紫化聚铜"成矿作用过程，建立矿床成矿模型，创新该类矿床成矿理论，为找矿预测提供依据。

砂岩型铜矿床与砂岩型铀矿床成矿作用过程具相似性。沉积-成岩成矿期含矿层原生浅色砂岩，因含氧、含铜流体作用促进Cu的溶解和迁移,持续该过程形成Cu的不断富集，原生浅色砂岩因氧化作用而变为紫色，呈现“紫化聚铜”现象。改造成矿期，砂岩因褪色形成的“浅、紫交互带”能提供氧化－还原界面，但其过程本身并不是含矿层发生聚铜的主要因素。研究区的辉铜矿CuxS中，通过电子探针与X射线衍射分析，确认六苴铜矿床主要金属矿物为久辉铜矿。.Fe2O3含量在全紫砂岩中较高，FeO含量在全浅砂岩中较高。浅色砂岩中不稳定的Fe2+因氧化作用的“侵入”，生成稳定且难溶的Fe3+。流体运移伴随Cu2+→Cu+的过程，在浅、紫砂岩交互带上形成铜的富集，即“紫化聚铜”。微量元素组合特征表明，含矿层层间流体侧向运移方向为从全紫色砂岩一侧进入，流向并终结于全浅色砂岩一侧。从紫色砂岩→铜矿石→浅色砂岩，∑REE逐渐降低，δEu逐渐升高。铜矿石中∑REE介于紫色砂岩与浅色砂岩之间。.流体包裹体分析成果显示，成岩成矿期均一温度范围96～137℃，峰值为120℃；盐度范围5.35～16.87wt%NaCl.eqv，峰值为10.96 wt%NaCl.eqv。改造成矿期均一温度范围123～209℃，峰值为149℃；盐度范围3.36～17.08 wt%NaCl.eqv，峰值为9.83 wt%NaCl.eqv。大姚六苴包裹体成分计算成岩期log fO2 ：-48.1～-62.6， pH：2.78～3.30；改造期log fO2 ： -41.7～-63.5，pH：2.42～3.62。包裹体气相成分的激光拉曼探针分析，存在含少量有机质的高盐度氧化性流体（H2O-SO2-CO2-N2-CO-CH4- HSO4-）。从成岩期到改造期，成矿流体液相成分由富SO42-－Ca2+－K+型向富Cl-－Na+型转变。.赤铁矿(Hem)交代辉铜矿(Cc)现象普遍存在。久辉铜矿在氧化流体作用下沿边缘将原生沉积碎屑中Fe2+氧化为Fe3+而成。氧化流体作用下，一方面形成大量赤铁矿，砂岩变紫，另一方面将辉铜矿中的Cu“活化”，携带被Cu质沿热液运移方向持续富集，即 “紫化聚铜”成矿模式。