云南鎮(zhèn)康蘆子園鉛鋅鐵多金屬礦床礦石礦物特征及成因分析

劉 偉，鄧明國

（1.昆明理工大學(xué)國土資源工程學(xué)院，昆明 650093；2.成都水文地質(zhì)工程中心，成都 610081）

0 引言

鎮(zhèn)康蘆子園鉛鋅鐵多金屬礦的勘查研究始于20世紀70年代，經(jīng)過近年來的勘查，礦床儲量已達大型規(guī)模［1］。以往對蘆子園礦床的研究主要集中在礦床成因、控礦因素及地球化學(xué)研究等方面，研究均涉及到礦床成因［2－9］，但認識并不一致；而對礦石礦物特征和成礦階段的研究不深入，也會制約對礦床的全面認識。本文通過對主礦體礦石的光、薄片詳細分析，結(jié)合礦床地質(zhì)特征，研究礦物的組合特征及礦床的成礦階段，對礦床成因研究提供有益的信息。

1 成礦地質(zhì)背景

1.1 區(qū)域地質(zhì)背景

蘆子園鉛鋅鐵多金屬礦床位于云南鎮(zhèn)康縣鳳尾鎮(zhèn)南東部，地處瀾滄江板塊結(jié)合帶和怒江斷裂帶之間，大地構(gòu)造位置為三江造山帶南段的保山—鎮(zhèn)康地塊南段。區(qū)域地層寒武系—三疊系發(fā)育較齊全，主要由碎屑巖、碳酸鹽巖組成；區(qū)域構(gòu)造主要為保山—鎮(zhèn)康復(fù)式背斜及NE向、NW向2組斷裂組成［1］；在加里東期、印支期、燕山晚期和喜馬拉雅期，保山—鎮(zhèn)康地塊均出現(xiàn)過花崗質(zhì)巖漿活動［8］。

1.2 礦區(qū)地質(zhì)概況

礦區(qū)出露地層為寒武系和奧陶系，從老到新依次為上寒武統(tǒng)核桃坪組（∈3h）、沙河廠組（∈3s）、保山組（∈3b），中奧陶統(tǒng)蒲縹組（O2p）及上奧陶統(tǒng)火燒橋組（O3h）。沙河廠組二段、三段為礦區(qū)的主要賦礦地層：二段為大理巖、板巖夾石英片巖和大理巖化灰?guī)r，三段為灰白色?。袑訝畲罄韼r、板巖和綠泥石英片巖。

礦區(qū)褶皺主要為保山—鎮(zhèn)康復(fù)式背斜。背斜軸走向NE，長超過40km，軸面NW向陡傾，兩翼地層傾角45°～63°，核部位于蘆子園南東側(cè)，出露地層主要為上寒武統(tǒng)沙河廠組、保山組。礦區(qū)斷裂構(gòu)造發(fā)育，主要有 NE 向（F1，F(xiàn)2，F(xiàn)3，F(xiàn)4，F(xiàn)5）及 NW 向（F6，F(xiàn)7，F(xiàn)8，F(xiàn)9，F(xiàn)12，F(xiàn)13）2組。其中，NE 向斷裂為張扭性斷裂，受其影響，在旁側(cè)產(chǎn)生了一系列縱張裂隙及層間破碎帶，共同組成了礦區(qū)的主要容礦構(gòu)造；NW向為張扭轉(zhuǎn)壓性斷裂，為成礦期后的破礦構(gòu)造。

礦區(qū)巖漿巖不發(fā)育，僅見輝綠巖脈出露，但從區(qū)域重力、航磁特征及地表零星夕卡巖露頭推斷，區(qū)內(nèi)有隱伏花崗巖巖體存在［10］。

2 礦床地質(zhì)特征

蘆子園鉛鋅鐵多金屬礦床位于保山—鎮(zhèn)康復(fù)式背斜的核部，現(xiàn)已發(fā)現(xiàn)4個礦帶（圖1），其中Ⅰ號、Ⅱ號、Ⅲ號為鉛鋅礦帶，Ⅴ號為鐵礦帶［1］。Ⅱ號礦帶是礦區(qū)內(nèi)最主要的礦帶，目前圈定鉛鋅鐵多金屬礦體共7條，其中Ⅱ－V1號、Ⅱ－V3號、Ⅱ－V5號為主礦體，樣品均采自Ⅱ－V3號礦體。Ⅱ－V3號礦體產(chǎn)于沙河廠組二段大理巖與板巖、片巖的層間破碎帶內(nèi)。含礦巖石以大理巖、片巖、夕卡巖為主，其次為板巖和輝綠巖等，礦體頂、底板以大理巖、夕卡巖為主，礦體與圍巖間為漸變關(guān)系。礦體總體走向NE，傾向NW?，F(xiàn)控制礦體沿走向長約3 350m，最大斜深370m。礦體沿傾向的分帶明顯，上部為鉛鋅礦，礦體平均厚7.98m，向深部有變厚趨勢，礦石平均品位w（Pb）＝0.55%，w（Zn）＝2.95%；下部為磁鐵礦，礦體平均厚14.97m，平均品位 w（TFe）＝27.65%。

圖1 蘆子園鉛鋅鐵多金屬礦床地質(zhì)簡圖［1］Fig.1 Geological sketch of Luziyuan Pb－Zn－Fe polymetallic ore deposit

礦體呈脈狀、似層狀、透鏡狀，大致平行產(chǎn)出，產(chǎn)狀與地層產(chǎn)狀基本一致［4］，隨著地層產(chǎn)狀的變化而變化（圖2）。礦石礦物種類較多，金屬礦物主要有方鉛礦、閃鋅礦、黃銅礦、黃鐵礦、磁鐵礦、褐鐵礦等，偶見菱鋅礦、異極礦、白鉛礦、銅藍、孔雀石等；非金屬礦物有透輝石、陽起石、薔薇輝石、石榴石、石英、方解石、白云石、綠泥石等。礦石結(jié)構(gòu)以半自形、他形、自形粒狀結(jié)構(gòu)為主，少量包含結(jié)構(gòu)、放射狀結(jié)構(gòu)、膠狀結(jié)構(gòu)、粒狀變晶結(jié)構(gòu)及纖維狀變晶結(jié)構(gòu)發(fā)育；礦石構(gòu)造多為脈狀、浸染狀、塊狀、條帶狀構(gòu)造；因多階段熱液活動影響，網(wǎng)脈狀構(gòu)造較為發(fā)育。礦體兩側(cè)圍巖遭受了不同程度的蝕變，蝕變類型主要有夕卡巖化、綠泥石化、硅化、大理巖化、黃鐵礦化、碳酸鹽化、鉀化等，其中夕卡巖化、硅化同鉛鋅礦化關(guān)系密切。

3 主要金屬硫化物特征

礦石中的金屬礦物有10余種，主要的金屬硫化物有閃鋅礦、方鉛礦、黃銅礦和黃鐵礦。

3.1 閃鋅礦

閃鋅礦是礦床的主要金屬礦物，多呈褐色、棕褐色、黃褐色、灰色，少量黃色、褐黑色、黃灰色、灰黑色。粒徑變化大，一般0.005～5.00mm；結(jié)構(gòu)多為半自形－他形粒狀；構(gòu)造以細脈狀、浸染狀為主，以及似層狀構(gòu)造（圖2）。

圖2 似層狀閃鋅礦隨地層產(chǎn)狀而變化Fig.2 Layeroid sphalerite who＇s occurrence changes with that of the stratum

閃鋅礦與方鉛礦、黃鐵礦、黃銅礦等礦物的共生關(guān)系表明，閃鋅礦形成分為2個階段：早階段閃鋅礦與黃銅礦共生，在灰色閃鋅礦中常見黃銅礦呈固溶體分離的乳滴狀結(jié)構(gòu)（圖3a），大量的固溶體出溶表明早期形成的閃鋅礦溫度較高［11］；晚階段閃鋅礦表面干凈，受交代作用不明顯，與方鉛礦密切共生，可見閃鋅礦穿插交代黃鐵礦、毒砂、石英及方解石等礦物（圖3b），表明閃鋅礦形成晚于上述礦物。

3.2 方鉛礦

方鉛礦是主要礦石礦物之一，主要呈灰色，金屬光澤，粒徑一般為0.005～1.20mm，變化范圍大。多為他形粒狀結(jié)構(gòu)，晶體中常見黑色三角孔（圖3c）。主要呈浸染狀和細脈狀，方鉛礦穿插交代黃鐵礦、黃銅礦、閃鋅礦、石英、方解石等，表明方鉛礦形成晚于這些礦物。

3.3 黃銅礦

黃銅礦為主要的銅的硫化礦物，含量較少，在礦體中分布不均勻，顏色為銅黃色，金屬光澤。有2種產(chǎn)出方式：①呈乳滴狀分布于閃鋅礦內(nèi)（圖3a），與閃鋅礦關(guān)系密切，為二者固溶分離的產(chǎn)物；黃銅礦在閃鋅礦中分布不均勻，粒徑較小（0.005～0.15mm），呈他形粒狀；②呈浸染狀和星點狀，粒徑變化范圍大（0.005～3.00mm），呈他形－半自形粒狀結(jié)構(gòu)。據(jù)此表明，黃銅礦的形成分為早、晚2個階段。早階段黃銅礦形成溫度較高，與閃鋅礦呈固溶體產(chǎn)出，出溶強烈；晚階段黃銅礦形成溫度較低，沿閃鋅礦脈壁交代分布，形成時間晚于閃鋅礦。

3.4 黃鐵礦

黃鐵礦為常見金屬礦物，顏色以淺黃色為主，多呈浸染狀、細脈狀產(chǎn)出，粒徑一般為0.01～4.00mm。黃鐵礦為形成較早的礦物，常被閃鋅礦、方鉛礦、黃銅礦穿插交代，形成溶蝕－殘余結(jié)構(gòu)（圖3d）。按形態(tài)特征可分為：①條紋狀細粒黃鐵礦，顆粒細小，粒徑＜0.01mm，呈條紋狀分布，常被閃鋅礦、黃銅礦穿插交代；②不規(guī)則粗粒黃鐵礦，顆粒粗大，粒徑0.50～4.00mm，形態(tài)不規(guī)則，與條紋狀細粒黃鐵礦呈過渡關(guān)系，內(nèi)部往往含有條紋狀細粒黃鐵礦殘余體，推斷該種黃鐵礦為條紋狀細粒黃鐵礦的重結(jié)晶產(chǎn)物，由于裂隙發(fā)育，常被閃鋅礦、黃銅礦穿插交代。

4 成礦階段劃分

根據(jù)蘆子園礦區(qū)礦物共生組合及相互穿插關(guān)系，劃分出礦物的生成順序（圖4），并確定礦床經(jīng)歷了巖漿熱液成礦期和表生成礦期，其中巖漿熱液期可劃分為夕卡巖階段和石英－硫化物階段。

圖3 蘆子園鉛鋅鐵多金屬礦床礦物顯微照片F(xiàn)ig.3 Mineral microphotographs of Luziyuan Pb－Zn－Fe polymetallic ore deposit

圖4 蘆子園鉛鋅鐵多金屬礦床礦物生成順序Fig.4 Mineral paragenesis of Luziyuan Pb－Zn－Fe polymetallic ore deposit

4.1 巖漿熱液期

巖漿熱液期是蘆子園礦區(qū)鉛鋅鐵多金屬礦的主成礦期，分為2個成礦階段：夕卡巖階段和石英－硫化物階段。

4.3.1 夕卡巖階段

夕卡巖階段主要形成磁鐵礦、透輝石、陽起石、薔薇輝石、石榴石等礦物。磁鐵礦呈淺灰褐色他形－半自形粒狀，沿早期礦物的裂隙充填形成網(wǎng)脈狀構(gòu)造（圖5）；透輝石呈淡綠色短柱狀、放射狀集合體產(chǎn)出；陽起石多呈淡綠色纖維狀、放射狀構(gòu)造；薔薇輝石呈淡紅色柱狀、粒狀分布；石榴石為淡褐色、褐紅色，呈等軸粒狀分布，普遍見環(huán)帶結(jié)構(gòu)。透輝石、陽起石等夕卡巖礦物多由熱液交代方解石而形成。

圖5 磁鐵礦沿裂隙分布形成網(wǎng)脈狀構(gòu)造Fig.5 Magnetite stockwork along cracks

圖6 皮殼狀菱鋅礦Fig.6 Crusty szaskaite

4.1.2 石英－硫化物階段

石英－硫化物階段形成的主要礦物有閃鋅礦、方鉛礦、黃銅礦、黃鐵礦、毒砂、磁鐵礦、方解石、石英、綠泥石。黃鐵礦與毒砂形成時間較早，被稍晚形成的閃鋅礦、黃銅礦、方鉛礦等礦物交代穿插，方鉛礦形成時間晚于閃鋅礦。黑色磁鐵礦呈自形－半自形粒狀，充填于閃鋅礦孔隙、裂隙中。方解石呈他形充填膠結(jié)透輝石而具嵌晶結(jié)構(gòu)，部分方解石沿石榴石粒間孔隙產(chǎn)出，還有部分次生方解石顆粒達0.5～1.0mm呈脈狀分布于裂隙中。石英為熱液交代早期白云石形成，主要呈他形細－中晶粒狀結(jié)構(gòu)產(chǎn)出，還可見石英充填膠結(jié)透輝石而具嵌晶結(jié)構(gòu)。綠泥石呈淡綠色交代早期碎粒狀白云石、方解石，作為基質(zhì)部分的綠泥石具顯微鱗片變晶結(jié)構(gòu)。

4.2 表生期

該期主要表現(xiàn)為淺地表礦石受氧化淋濾作用生成次生氧化礦物，礦物組合主要為褐鐵礦、菱鋅礦、異極礦、白鉛礦、銅藍、孔雀石等，其中可見大量皮殼狀菱鋅礦（圖6）。

5 礦床成因討論

5.1 成礦過程

進入中生代，區(qū)域強烈的構(gòu)造活動造成本區(qū)地層的形變與錯位，形成了保山—鎮(zhèn)康復(fù)式背斜、NE向為主體的斷裂組合，以及斷裂旁側(cè)大量的裂隙帶。強烈的構(gòu)造應(yīng)力作用，使白云石、方解石、石英等礦物被壓碎、變形。如方解石被壓碎呈碎粒狀、糜棱狀、碎塊狀，碎粒狀方解石碎斑散布于碎粒狀方解石基質(zhì)中（圖7a），碎斑狀方解石解理紋發(fā)生柔性彎曲（圖7b）。巖石、礦物的破碎、變形構(gòu)成了區(qū)內(nèi)地層中不同尺度的裂隙帶，從而為含礦熱液的遷移、成礦提供了良好的空間。

圖7 蘆子園鉛鋅鐵多金屬礦床方解石顯微照片F(xiàn)ig.7 Calcite microphotographs of Luziyuan Pb－Zn－Fe polymetallic ore deposit

在燕山期巖漿－熱液活動的影響下［8］，地層中的Pb，Zn，Cu，F(xiàn)e等成礦元素在溫度（420～160°C）和壓力的驅(qū)使下［3］活化并進入巖漿熱流體，沿構(gòu)造破碎帶及裂隙進行運移、充填－交代；隨著溫度的逐漸降低，礦石礦物如閃鋅礦、方鉛礦、黃銅礦、黃鐵礦等逐步晶出，并形成礦石中顯著的礦化疊加及穿插交代現(xiàn)象，并最終形成混合礦石。成礦以后，經(jīng)剝蝕暴露地表，在長期的氧化淋濾作用下，淺地表形成礦床的氧化帶。

5.2 關(guān)于成因的討論

（1）礦床成因。蘆子園鉛鋅鐵多金屬礦床的礦石礦物特征、礦物形成順序清楚地表明，礦石礦物先出現(xiàn)高溫階段的夕卡巖－磁鐵礦礦物組合，然后出現(xiàn)中溫階段的石英－硫化物礦物組合（圖4），這與典型的接觸交代型礦床的礦物組合是一致的。雖然金屬礦物間有相互穿插的現(xiàn)象，但這正是同期晶出的礦物學(xué)證據(jù)；據(jù)觀察，礦石中尚未見到明顯的兩期硫化物疊加成礦的證據(jù)。因此，礦床屬于與中生代巖漿作用有關(guān)的熱液交代－充填型鉛鋅鐵多金屬礦床。

（2）沉積－變質(zhì)期是成礦的奠基期。蘆子園礦床的賦礦地層為上寒武統(tǒng)，地層中Pb，Zn等成礦元素的質(zhì)量分數(shù)普遍高于背景值2.5～3.5倍［4］，說明地層中的成礦元素豐度較高。其次，礦體呈似層狀，大致平行產(chǎn)出，且產(chǎn)狀與地層產(chǎn)狀基本一致［4］，并隨地層產(chǎn)狀的變化而變化（圖2），這些現(xiàn)象都顯示出金屬礦化對層位（或巖性）的選擇性。晚寒武世區(qū)域為正常的淺海陸棚相沉積，因靠近岡瓦納古陸邊緣，物源豐富，沉積較快，有利于鉛鋅等初始礦源層的形成［3］。沉積－變質(zhì)期為后期的成礦提供了成礦物質(zhì)基礎(chǔ)、提供了特定的巖性層，提供了成礦的有利空間，這些都是對成礦的貢獻。因此，應(yīng)當把沉積－變質(zhì)期視為成礦的奠基期。

（3）疊加成礦作用是近年來人們關(guān)注的一個熱點問題。疊加成礦是指不同地質(zhì)時期的成礦作用在空間上相互疊加，其成礦作用經(jīng)歷了多個階段［12－15］。蘆子園礦床的地質(zhì)特征、礦石礦物研究及前人研究資料表明，該礦床沒有確鑿的證據(jù)表明礦床屬于疊加改造作用形成，盡管深部的控礦巖體還未查清，但從各種現(xiàn)象證明，蘆子園鉛鋅鐵多金屬礦床是與燕山期隱伏巖體有關(guān)的巖漿熱液礦床，而沉積－變質(zhì)期不應(yīng)視為成礦期，因為其時的所有貢獻均不能稱為成礦。這也提醒人們，在研究疊加成礦和復(fù)成因礦床時，既要把成礦作用的演化過程搞清楚，同時要注意把握“成礦”的準確概念。

6 結(jié)論

（1）蘆子園鉛鋅鐵多金屬礦床的主要金屬硫化物為閃鋅礦、方鉛礦、黃銅礦及黃鐵礦，礦石組構(gòu)及礦物特征反映出本礦床具有巖漿熱液成礦的特征。

（2）根據(jù)蘆子園礦床地質(zhì)特征、礦物共生組合及相互穿插關(guān)系，確定礦床為與中生代巖漿作用有關(guān)的熱液交代充填型礦床。

（3）盡管礦床為中生代成礦，但沉積－變質(zhì)期元素的初步富集、特定巖性層的形成等都是對成礦的貢獻，所以應(yīng)當將沉積－變質(zhì)期視為成礦的奠基期。

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