云南天根山桃花鉛鋅多金屬礦床地質(zhì)特征與找礦方向

陳喜峰,曾普勝,徐文榮,萬大福,鄭泊松,段云龍

(1.中國冶金地質(zhì)總局 礦產(chǎn)資源研究院,北京 100025;2.中國地質(zhì)科學院 國家地質(zhì)實驗測試中心,北京100037;3.中國冶金地質(zhì)總局 昆明地質(zhì)勘查院,云南 昆明650203)

0 引 言

印度板塊與歐亞板塊碰撞所產(chǎn)生的資源環(huán)境效應是目前國際上研究的熱點課題,也是我國重大基礎研究項目的研究內(nèi)容之一。兩板塊碰撞形成了西藏高原及沿哀牢山-紅河發(fā)生大規(guī)模左行走滑斷裂,伴隨該走滑斷裂形成有長達 3000多公里的三江地區(qū)新生代富堿巖漿活動帶。該巖漿活動帶沿著紅河走滑斷裂及其北沿的金沙江-哀牢山斷裂帶分布,在中國境內(nèi)南從云南金平向北沿哀牢山-紅河經(jīng)川藏邊界進入青海,再向北西經(jīng)西藏北延至新疆西南,呈 NW-NWW-NW 向展布,形成了一系列新生代富堿巖體(程錦等,2007;李峰等,2010),主要為小侵入體或火山巖體,巖性從超基性巖、基性巖到中-酸性巖等。新生代富堿巖漿活動誘發(fā)大規(guī)模銅(金)成礦作用,形成了一系列大型、超大型斑巖型銅礦床,如銅廠、馬廠箐及玉龍等斑巖型銅多金屬礦床,構成了我國著名的新生代斑巖成礦帶之一(Wang et al.,2001;王登紅等,2006;夏斌等,2011)。

三江地區(qū)新生代富堿巖漿活動帶產(chǎn)有老街子、銅廠、干溝(中型金礦)、萬硐山、石鼓等典型正長斑巖,其中,銅廠正長斑巖已被證實產(chǎn)有小型斑巖型銅鉬金礦,干溝正長斑巖也產(chǎn)有中型熱液型金礦,而其他巖體的找礦工作進展緩慢。近年來,筆者通過在石鼓地區(qū)開展礦產(chǎn)勘查與研究工作,調(diào)研了與石鼓正長斑巖關系密切的桃花鉛鋅多金屬礦床,即為本文所報道的內(nèi)容。

桃花鉛鋅多金屬礦床區(qū)位于三江地槽褶皺系,該褶皺系在漫長的地質(zhì)年代中經(jīng)歷了多旋回構造運動及復雜的演化,從加里東至華力西期、印支期至燕山期、再到喜山期都有強烈的巖漿活動、變質(zhì)作用和成礦作用發(fā)生,形成了諸多不同類型、不同規(guī)模的銅、鉛、鋅、鎢、錫、鉬等礦產(chǎn),成礦潛力巨大(Wang et al.,2001;胡斌等,2005;王登紅等,2006;張志斌等,2006;李勇等,2011a)。桃花鉛鋅多金屬礦區(qū)目前仍處于勘探階段,研究程度與工作程度較低。本文在野外地質(zhì)調(diào)研的基礎上,通過詳細地闡述桃花鉛鋅多金屬礦床地質(zhì)特征、控礦因素,進而初步探討其礦床成因與成礦過程、成礦預測與找礦標志,期望為該礦區(qū)的找礦工作提供有益信息。

1 區(qū)域地質(zhì)背景

桃花鉛鋅多金屬礦區(qū)位于青藏高原南東緣橫斷山區(qū),為三江地槽褶皺系與揚子地臺的銜接部位,即北西向金沙江深大斷裂與北北東向的小金河-紅河深大斷裂所挾持的德格-中甸陸塊南緣的三角地帶(圖1)。

圖1 云南玉龍縣天根山地區(qū)區(qū)域地質(zhì)礦產(chǎn)略圖Fig.1 Sketch map of regional geology and mineral resources of the Tiangenshan area in Yulong county,Yunnan province

區(qū)域出露的地層主要有古元古界石鼓群、泥盆系、古近系和第四系等,其中,以古元古界石鼓群和古近系為主,與區(qū)域鉛鋅礦成礦作用關系密切(圖1)。

區(qū)域深大斷裂發(fā)育,主要有大馬壩壩南斷裂(F1)、白汗場斷裂(其北延為小金河斷裂,南延為紅河斷裂)(F2)、中甸斷裂(F3)和托頂-開文斷裂(F4)。大馬壩壩南斷裂(F1)為喜山運動形成的斷裂構造,走向呈北西,傾向西,為正斷層,地形地貌上有斷崖出現(xiàn),斷層構造角礫巖、鏡面擦痕明顯,局部見花崗斑巖侵入。該斷裂將本區(qū)分為北東部褶皺區(qū)及南西部斷陷沉積區(qū):北東部褶皺區(qū)屬石鼓褶皺區(qū)之塔城-巨甸褶斷束,南西部斷陷沉積區(qū)為喜山運動晚期以后形成的,主要為古近系沉積物,構造較為簡單。大馬壩壩南斷裂北東部褶皺區(qū)主要斷裂構造為拖頂-開文斷裂,走向北東,傾向西,為逆斷層,有斷層角礫巖;白汗場斷裂(F2)為三江地槽褶皺系與揚子地臺的分界線,其東為揚子地臺鹽源麗江臺緣坳陷,西側為長期急劇活動的三江地槽褶皺系;中甸斷裂(F3)又把三江褶皺系分為中甸褶皺系和石鼓褶皺系兩個次級構造單元。桃花鉛鋅多金屬礦區(qū)位于石鼓褶皺系的次級構造單元——塔城-巨甸褶斷束,該褶斷束構造線以北北西向為主,褶皺斷裂為華力西及喜山運動造成的,在形成大型褶皺的同時亦伴生各種小型的緊密褶皺(圖1)。

本區(qū)從華力西期至喜山期都有巖漿活動,以喜山期巖漿活動最為強烈。華力西期的巖漿巖主要是基性巖,而印支期、燕山期、喜山期的侵入巖為花崗巖、花崗閃長巖、粗面巖、正長巖、閃長玢巖等,總體看,區(qū)域出露的侵入巖以喜山期花崗斑巖、石英二長斑巖、正長巖和閃長玢巖為主。在局部地區(qū)還見少量呈脈狀產(chǎn)出的基性或酸性巖脈。多期的巖漿活動,對該區(qū)成礦作用極為有利,與區(qū)域鐵銅鉛鋅礦成礦作用關系密切(莫宣學等,1993;張玉泉和謝應雯,1997;崔銀亮等,2002;趙欣等,2004;夏萍和徐義剛,2004)。

2 礦區(qū)地質(zhì)與礦化特征

2.1 礦區(qū)地質(zhì)

桃花鉛鋅多金屬礦區(qū)出露的地層主要為古元古界石鼓群和古近系,以古近系不整合于古元古界石鼓群為特征(圖2,3)。

石鼓群為玉龍成礦帶的鐵、銅、鉛、鋅礦主要容礦地層,主要分布在麗江市玉龍縣石鼓鎮(zhèn)金沙江一帶。石鼓群的原巖主要是一套泥質(zhì)巖和細碎屑巖,局部夾有少量火山巖和碳酸鹽巖,巖石韻律發(fā)育,為細碎屑類復理石建造,巖性組成主要有灰色絹云微晶片巖、黑云絹云石英微晶片巖夾結晶灰?guī)r透鏡體、灰綠色斜長二云石英片巖、絹云石英片巖夾綠泥石英微晶片巖、斜長二云片巖、變粒巖等。

桃花鉛鋅多金屬礦區(qū)古近系可細化分為美樂組(E2m)和寶相寺組(E2b)二個巖組。美樂組(E2m)上部為紫紅色巨厚層狀含長石石英砂巖、二云石英片巖,具大型斜層層理,下部為灰紫色礫巖夾砂巖(圖3);寶相寺組(E2b)上部為灰-淺灰色薄-中層狀巖屑石英砂巖夾粉砂巖,泥灰?guī)r,砂巖具水平層理,下部為紫紅色細礫巖與鈣質(zhì)粉砂巖互層。其中,美樂組(E2m)紫紅色云母石英片巖和砂巖為該礦區(qū)主要容礦巖性。

圖2 云南玉龍縣天根山桃花鉛鋅多金屬礦區(qū)地質(zhì)地球化學簡圖(地球化學異常據(jù)徐文榮等,2007① 徐文榮,萬大福,鄭泊松,段云龍.2007.云南省玉龍縣天根山-河西村鉛鋅多金屬礦地質(zhì)普查報告(內(nèi)部資料).昆明:中國冶金地質(zhì)總局昆明地質(zhì)勘查院:1-32.)Fig.2 Sketch map of geology and geochemistry of the Taohua Pb-Zn polymetallic deposit in the Tiangenshan area of Yulong county,Yunnan province(geochemical anomalies after Xu et al.,2007)

圖3 云南玉龍縣天根山桃花鉛鋅多金屬礦區(qū)實測地質(zhì)剖面圖Fig.3 Geological profile of the Taohua Pb-Zn polymetallic deposit in the Tiangenshan area of Yulong county,Yunnan province

桃花鉛鋅多金屬礦區(qū)斷裂構造主要可劃分為東西向和北西向兩組(圖2),其中,北西向斷裂以礦區(qū)南部的大馬壩壩南斷裂為主(圖1)。

礦區(qū)大的褶皺構造為北部的香柏山向斜,向斜軸向北北東,核部地層為泥盆系,兩翼地層為泥盆系和石鼓群,其西翼傾角約30°,東翼傾角約35°,該向斜構造向南止于大馬壩壩南斷層,向北出研究區(qū)。

礦區(qū)巖漿巖較為發(fā)育,發(fā)育多個花崗斑巖體(脈)、花崗偉晶巖脈、閃長玢巖脈、正長斑巖脈以及英安巖脈等,其中,吉達花崗斑巖體出露面積約1 km2,為喜山期酸性巖體,且與位于其西南3 km處的桃花斑巖體有相似的巖石學特征。

2.2 礦化特征

2.2.1 礦區(qū)主要巖性及其礦化特征分析

5）指導同學根據(jù)臨床診斷結果將表達譜數(shù)據(jù)在EXCEL里進行分組，然后進行t檢驗，并且按照P值進行升序排序。

桃花鉛鋅多金屬礦區(qū)出露的巖性主要有紫紅色塊狀砂巖、紫紅色塊狀粉砂巖、深紫紅色塊狀云母石英片巖、灰白色塊狀云母石英片巖、紅褐色塊狀礫巖(角礫成分主要為云母石英片巖碎塊、石英團塊等,角礫大小不一,形狀多樣)、紅褐色砂質(zhì)土層和灰白色塊狀正長斑巖等,其中,云母石英片巖類發(fā)育褶曲變形(圖4a,b)。地表礦化點所見的礦化巖性為紅褐色塊狀礫巖和紫紅色塊狀粉砂巖,礦化元素主要為Mn、Pb、Zn等(圖4c,d),另有少量銅(孔雀石化)礦化。坑道內(nèi)所見的礦化以鉛鋅礦化為主,容礦巖性為灰白色塊狀云母石英片巖和灰白色塊狀正長斑巖,礦化元素以 Cu、Pb、Zn、Fe,以 Cu、Pb、Fe 為主(圖4d)。

根據(jù)地表礦化和坑道所見礦化特征,整體看,礦區(qū)主要含礦巖性為灰白色塊狀云母石英片巖和灰白色塊狀正長斑巖。

2.2.2 礦化(體)特征

桃花鉛鋅多金屬礦區(qū)主要鉛鋅礦段為前沖落–也頭瓜落鉛鋅礦段,該礦段位于礦區(qū)北部(圖2),大致范圍:東至核桃園,西至桃花村,南至海瓜達,北到?jīng)_江河北岸,面積約6 km2。礦段地層以古近系紅色砂礫巖不整合覆蓋于寒武系石英片巖上為特征。礦段內(nèi)已發(fā)現(xiàn)數(shù)條鉛鋅礦(化)體,礦體呈脈狀,鉛鋅礦(化)體受控于近東西向和北西向兩組斷層(圖4d)。礦(化)體總體傾向北東,傾角 60°～80°。礦物組合為:方鉛礦、閃鋅礦、白鉛礦、鏡鐵礦、褐鐵礦、石英、長石、黃鐵礦。Pb、Zn的含量變化較大,Pb含量0.78%～20.18%,Zn含量0.42%～1.30%,Ag含量最高達302.1 g/t(徐文榮等,2007①)。根據(jù)物探和初步地表工作,目前已知的鉛鋅礦體主要分布在兩個區(qū)域(徐文榮等,2007①):其一,也頭瓜落南東-核桃園地區(qū),共圈定了3條礦體,呈脈狀、透鏡狀產(chǎn)出,礦體走向北西,長100～200 m,寬5～10 m,據(jù)物探解譯分析,其主礦體(V3)向下有一定延伸;其二,礦段南部海瓜達以東1.5 km處,該處有數(shù)條鉛礦體,走向近東西,長200～300 m,寬5～20 m,鉛品位0.89%～3.27%。目前,估算鉛鋅 333+3341資源量 8.7萬噸,鉛資源量1.5萬噸,鋅資源量為1.0萬噸。

2.2.3 礦石特征

礦石礦物主要有方鉛礦、黃鐵礦、黃銅礦、閃鋅礦、軟錳礦等,以方鉛礦、黃鐵礦等為主;脈石礦物主要有石英、云母、方解石、長石等。

2.2.4 圍巖蝕變

桃花鉛鋅多金屬礦區(qū)圍巖蝕變強烈,具有明顯的分帶性,由 Mo-Pb-Ag異常中心向外圍巖蝕變依次為硅化、鉀化、黃鐵礦化、絹云母化、高嶺土化、綠泥石化等(圖2),另外普遍發(fā)育褐鐵礦化、碳酸鹽化及褪色蝕變現(xiàn)象。

圖4 云南玉龍縣天根山桃花鉛鋅多金屬礦床礦化與礦石特征Fig.4 Photos showing the characteristics the mineralization and ores of the Taohua Pb-Zn polymetallic deposit in the Tiangenshan area of Yulong county,Yunnan province

3 控礦因素分析

3.1 大地構造環(huán)境

桃花鉛鋅多金屬礦區(qū)所處的金沙江深大斷裂與北北東向的小金河-紅河深大斷裂所挾持的德格-中甸陸塊南緣的三角地帶為重要的構造巖漿帶之一,構造運動頻繁,巖漿活動強烈,成礦作用特殊,形成了豐富多樣的銅、鉛、鋅多金屬礦產(chǎn)資源(涂光熾,1982;鄧萬明等,1998;鐘大賚等,2000;李勇等,2011b)。

始新世早期(E2)-漸新世晚期(E3)印度-歐亞大陸匯聚碰撞,形成一系列的走滑斷裂之后,印度大陸向北東方向與揚子大陸強烈對接碰撞,形成強大的東西向擠壓作用,使得三江新特提斯構造帶上金沙江-哀牢山區(qū)域性深大斷裂具有長期多階段活動演化特點,形成巖漿上升通道和侵位空間,為巖漿期后熱液和成礦熱液流體提供了對流、循環(huán)和匯聚場所,這些深大斷裂切割深度大,穿過多個礦源層或?qū)Τ傻V有利的物理化學條件儲礦層,具有活動強度大及多期次活動的特點,同時,伴隨深大斷裂的次級裂隙系統(tǒng)非常發(fā)育(劉福田等,2000;張玉泉等,2000)。因此,金沙江-哀牢山深大斷裂帶由于在喜馬拉雅期發(fā)生大規(guī)模的擠壓-伸展作用,發(fā)育大規(guī)模的斷裂系統(tǒng),是地幔或地殼深部成礦物質(zhì)和流體上升運移的通道和儲存場所,為銅、鉬、金、鉛、鋅等多金屬成礦提供了極其有利的條件(楊喜安等,2012)。

3.2 地層與成礦的關系

桃花鉛鋅多金屬礦區(qū)出露地層主要為古元古界石鼓群、古近系和第四系等,其中,與鉛、鋅多金屬成礦關系密切的地層為古元古界石鼓群,該群巖性組成主要為灰色絹云微晶片巖、黑云絹云石英微晶片巖夾結晶灰?guī)r透鏡體、灰綠色斜長二云石英片巖、絹云母石英片巖夾綠泥石英微晶片巖、斜長二云片巖、變粒巖等,但只有灰白色塊狀絹云母石英片巖含礦。

3.3 構造控礦作用

桃花鉛鋅多金屬礦區(qū)斷裂較為發(fā)育,總體可劃分為近東西向和北西向兩組。從礦區(qū)構造對礦化的控制情況看,礦化主要與次級斷裂構造關系密切。目前,礦區(qū)地表所見的幾乎所有 Mn礦脈都受北西向次級斷裂控制,個別 Mn礦脈受控于近東西向次級斷裂;而坑道內(nèi)所見的以灰白色塊狀云母石英片巖為容礦巖性的方鉛礦脈、黃鐵礦脈、黃銅礦脈主要受近東西向斷裂控制,以灰白色塊狀正長斑巖為容礦巖性的方鉛礦化主要受控于北西向次級斷裂。目前,幾乎發(fā)現(xiàn)的所有礦(化)體無一例外地受控于近東西向和北西向兩組構造裂隙,以近東西向斷裂控礦為主(圖4d)。

3.4 巖漿巖與成礦作用的關系

桃花鉛鋅多金屬礦區(qū)巖漿巖較為簡單,與鉛、鋅多金屬成礦關系密切的侵入巖主要為正長斑巖,正長斑巖為礦區(qū)的主要含礦巖性之一。同時,從空間上看,礦區(qū)富堿斑巖體的延伸方向可劃分為近東西向和北西向兩組,與礦區(qū)斷裂構造的走向、礦體走向、元素的地球化學異常(鉛、鋅、銀、鉬)展布方向嚴格一致,而且,離富堿斑巖體越近的礦體規(guī)模越大,品位越富,推測富堿斑巖體與礦區(qū)鉛、鋅、銀、鉬成礦作用關系密切。

3.5 成礦物質(zhì)來源

從目前的礦化特征看,作為主要容礦巖性的灰白色塊狀云母石英片巖只在其節(jié)理面、裂隙、片理或孔洞中成礦,在其內(nèi)部未見礦化,而作為另一種主要容礦巖性的灰白色塊狀正長斑巖的裂隙、節(jié)理面和其自身內(nèi)部均見礦化,推測成礦物質(zhì)來源主要與后期巖漿熱液有關,成礦元素主要來源于巖漿熱液。

另外,桃花鉛鋅多金屬礦床的 8件金屬硫化物硫同位素 δ34S值(表1)總體變化范圍較窄,集中于0.8‰～2.9‰,平均 1.63‰,總體看硫同位素極差較小,具有狹窄的塔式分布特征(圖5),這種形態(tài)的δ34S值具巖漿硫特征,表明鉛鋅成礦作用與巖漿活動密切相關,即富堿斑巖是礦區(qū)鉛鋅礦的熱源及礦源的主要提供者。

表1 桃花銅鉛鋅多金屬礦床硫同位素組成Table1 Sulfur isotope composition of sulfides from the Taohua Pb-Zn polymetallic deposit

圖5 桃花鉛鋅多金屬礦床金屬硫化物硫同位素直方圖Fig.5 δ34S histogram of sulfides from the Taohua Pb-Zn polymetallic deposit

4 礦床成因與成礦過程分析

根據(jù)目前的礦床地質(zhì)特征、控礦因素和成礦規(guī)律分析,桃花鉛鋅多金屬礦床的成礦作用為巖漿成礦熱液在構造裂隙中充填、沉積沉淀成礦,為中低溫型熱液型礦床。成礦作用與該礦區(qū)出露的正長斑巖體關系密切,正長斑巖體既為成礦作用提供了成礦物質(zhì),也為成礦作用提供了熱源和容礦空間。

初步認為該礦床成礦過程為:在早期的地質(zhì)演化過程中,主要是在古元古代時期,形成了現(xiàn)在見到的變質(zhì)程度達綠片巖相、變形強烈的由紫紅色塊狀砂巖、紫紅色塊狀粉砂巖、深紫紅色塊狀云母石英片巖、灰白色塊狀云母石英片巖等組成的碎屑巖建造,而后經(jīng)后期的構造作用使該碎屑巖建造進一步變形和形成近東西向和北西向兩組構造裂隙,同時,這期間有中-酸性巖漿沿近東西向和北西向兩組構造裂隙侵入,該巖漿的侵入不僅帶來了成礦物質(zhì),而且為成礦作用提供熱源和賦礦空間,巖漿熱液成礦流體在近東西向和北西向兩組構造裂隙中充填、沉積沉淀成礦(徐受民,2007)。

5 成礦預測與找礦標志

礦區(qū)構造上位于三江新生代斑巖成礦帶,在礦區(qū)西南3 km處已有一斑巖型(桃花斑巖銅礦)銅礦點成礦事實(圖2),且礦區(qū)內(nèi)的吉達花崗斑巖體已初步發(fā)現(xiàn)了斑巖型銅礦化現(xiàn)象,根據(jù)桃花鉛鋅多金屬礦區(qū)的礦床地質(zhì)特征、成礦特征、控礦因素和礦區(qū)分布有較好的Mo-Pb-Ag異常,再結合區(qū)域地質(zhì)背景、成礦規(guī)律,初步認為該礦區(qū)具備形成斑巖型銅鉛鋅多金屬礦床的條件,可能存在一個完整的從低溫到高溫的與斑巖體關系密切成礦系統(tǒng),具有較好的中低溫熱液型錳、鉛、鋅、銀礦和斑巖型銅、鉬礦成礦潛力。

根據(jù)桃花鉛鋅多金屬礦區(qū)的礦床地質(zhì)特征、控礦因素、礦床成因和成礦模式分析,主要找礦標志有:

(1) 地層標志:古元古界石鼓群,尤其是構造發(fā)育、蝕變強的地段;

(2) 容礦巖性:主要為古元古界石鼓群灰白色塊狀云母石英片巖和灰白色塊狀正長斑巖;

(3) 控礦構造:礦化主要受近東西向和北西向兩組構造裂隙控制,因此,今后找礦工作的主攻賦礦部位宜為近東西向和北西向兩組構造裂隙。

(4) 地球化學標志:Mo-Pb-Ag異常濃集中心為有利的找礦地段;

(5) 蝕變標志:硅化、鉀化、黃鐵礦化和綠泥石化越強的地段,礦體越厚,品位越高。

根據(jù)該礦區(qū)的成礦特征,目前該礦區(qū)找礦的主攻礦種為中低溫熱液型Pb、Ag、Zn礦,再結合區(qū)域地質(zhì)背景與成礦規(guī)律和鉬元素地球化學異常特征看,該礦區(qū)也具有較好的斑巖型銅、鉬礦成礦潛力。

致謝:衷心感謝審稿專家認真細致的審稿和提出了很好的修改意見,感謝編輯部老師的熱心幫助。

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