寧南銀廠溝—騎騾溝鉛鋅礦床成礦流體特征及礦床成因探討

謝陽++呂天權(quán)++劉銳+李世鑄

摘要：銀廠溝—騎騾溝鉛鋅礦床位于揚(yáng)子地臺西南緣，礦床的產(chǎn)出受層位、巖性和構(gòu)造控制，礦體主要賦存于震旦統(tǒng)燈影組上段（Zbd3）含硅質(zhì)條帶的白云巖中，礦石類型分為氧化礦和硫化礦2種。筆者在對騎騾溝—銀廠溝鉛鋅礦床的成礦地質(zhì)背景、礦床地質(zhì)特征詳細(xì)研究的基礎(chǔ)上，探討了成礦流體的性質(zhì)和礦床成因類型。流體包裹體研究表明，流體包裹體以氣液相2相為主，主成礦流體的均一溫度具有中低溫（151℃～255℃）、低鹽度（4.5%～10.7% Wt%）、中等壓力（423～658×105Pa）和低密度（0.81～0.94g/cm3）的特征。包裹體氣相成分主要為H2O，其次為CO2，液相成分主要為H2O和CO2，綜合研究表明，騎騾溝—銀廠溝鉛鋅礦床屬于受構(gòu)造和層位嚴(yán)格控制的沉積+改造型鉛鋅礦床。

關(guān)鍵詞：銀廠溝—騎騾溝；鉛鋅礦床；地質(zhì)特征；流體包裹體；礦床成因

引言

四川寧南銀廠溝-騎騾溝鉛鋅礦區(qū)，屬騎騾溝鄉(xiāng)管轄，位于四川省涼山州寧南縣境內(nèi)。礦區(qū)的具體位置在至寧南縣城直線距離僅5km左右，為縣城北東部方向。該礦區(qū)地質(zhì)工作程度較低。1955年8月，原地質(zhì)部西南地質(zhì)局銀廠溝地質(zhì)隊(duì)發(fā)現(xiàn)了銀廠溝礦床并工作后，估算其儲為一中型鉛鋅礦床。直到2006年3月，該礦山資源才由云南馳宏鋅鍺公司旗下的寧南三鑫礦業(yè)開發(fā)有限公司進(jìn)行了整合。筆者在對騎騾溝—銀廠溝鉛鋅礦床的成礦地質(zhì)背景、礦床地質(zhì)特征進(jìn)行詳細(xì)研究的基礎(chǔ)上，通過對不同礦物的流體包裹體進(jìn)行巖相學(xué)和顯微測溫測壓等研究，總結(jié)了成礦流體的基本特征，進(jìn)而探討了礦床成因，為該區(qū)成礦機(jī)制的深入研究和尋找隱伏礦體提供科學(xué)依據(jù)。

1 成礦地質(zhì)背景

寧南銀廠溝-騎騾溝鉛鋅礦區(qū)屬揚(yáng)子準(zhǔn)地臺成礦區(qū)的上揚(yáng)子成礦亞區(qū)，位于揚(yáng)子準(zhǔn)地臺西南緣，在川、滇、黔鉛鋅多金屬礦集區(qū)中，屬于其重要組成部分（圖1）。

在20世紀(jì)七十年代以前，該礦區(qū)的研究基本上是在槽臺理論指導(dǎo)下進(jìn)行的。研究普遍認(rèn)為，揚(yáng)子地塊具有雙層陸殼基底，該基底由太古-早元古代結(jié)晶基底和中—晚元古代皺褶基底共同組成。其于晉寧期形成，其地臺/準(zhǔn)地臺演化時期從震旦紀(jì)以后進(jìn)入。寧南地區(qū)屬于顯生宙構(gòu)造單元，關(guān)于這個結(jié)論，不同學(xué)者有不同的命名：有學(xué)者認(rèn)為康滇地軸東側(cè)早古生代涼山-昆明軸緣拗陷，在燕山期轉(zhuǎn)變?yōu)榈崆薨檸1]，也有學(xué)者認(rèn)為康滇臺背斜東側(cè)滇東臺凹[2] ，或滇東臺褶帶[3] 、康滇地洼區(qū)[4] 。如果按照地質(zhì)力學(xué)觀點(diǎn)來看，則可以被稱為川滇經(jīng)向構(gòu)造帶[5]。

1、川中式基底；2、昆陽式基底； 3、江南式基底；4、川滇黔鉛鋅成礦區(qū)；5、研究區(qū)

圖1 川滇黔鉛鋅成礦區(qū)構(gòu)造位置及基底類型分布圖（據(jù)王朝均等[6]，1983）

在區(qū)域地層上，從前震旦系到第四系均有寧南地區(qū)出露的地層。晚元古界前震旦系會理群通安組是該區(qū)最老的地層。該地層的主要分布區(qū)為騎騾溝背斜的核部。在寧南地區(qū)境內(nèi)未見第三系出露，但大面積分布有古生界和中生界地層。另外，有第四系地層沿河谷和緩坡地帶零星分布。上震旦統(tǒng)和寒武系地層是區(qū)內(nèi)的主要發(fā)育。該礦區(qū)的褶皺軸向在區(qū)域構(gòu)造上主要表現(xiàn)在近南北向和北東向。震旦系地層和少量會理群通安組老地層分布在該礦區(qū)的背斜核部，向斜核部則主要為三疊系地層。區(qū)域規(guī)模上的深大斷裂主要有4組，其分別為SN向、EW向、NW和NE向。這四組主要為小江巖石圈斷裂、普格-寧南斷裂和會理-寧南斷裂。

2 礦床地質(zhì)特征

銀廠溝—騎騾溝鉛鋅礦床的礦體主要產(chǎn)出在震旦系燈影組上段（Zbd3-2、Zbd3-1），礦體類型主要有兩種：

（一）似層狀礦體，以層間剪切破碎裂隙帶為主控制

似層狀礦體主要產(chǎn)在震旦系燈影組地層上段（Zbd3-1）地層中，經(jīng)過幾十年的開采，已采殆盡，詳細(xì)地質(zhì)特征已無法直接觀察。但常伴有大量硅質(zhì)條帶產(chǎn)出分布于銀廠溝礦段。該類礦體產(chǎn)狀與地層基本一致， 走向?yàn)镹NW向，傾向?yàn)镹EE向，傾角通常小于50o 。

該礦體的礦體邊界不是很清楚，主要形態(tài)為透鏡體或扁豆體，縱、橫方向上變化比較大。僅在局部坑道內(nèi)可見斷層碎屑角礫巖。在附近白云巖層間剪切破碎帶中，有硅化巖石條帶相伴發(fā)育。此外，從銀廠溝揭露的礦山公路上和坑道內(nèi)，可見少許似層狀礦體。

（二）脈狀、網(wǎng)脈狀、透鏡體狀礦體，受斷裂帶控制

此類礦體走向NW～NNW，傾向NE～NEE，傾角45o～78o。斷裂破碎帶和次級小型節(jié)理是該礦區(qū)的重要控礦構(gòu)造。在接近寒武系筇竹寺組的震旦系燈影組上段的中上亞段，該構(gòu)造常形成透鏡體狀礦體、脈狀、網(wǎng)脈狀的礦體。

3 樣品特征與測試方法

在詳細(xì)研究銀廠溝—騎騾溝礦床地質(zhì)特征的基礎(chǔ)上，研究人員系統(tǒng)采集了9件硫化物礦石，具體采樣數(shù)據(jù)詳見（表1）。磨制成兩面拋光的光薄片后，為了分別記錄和觀察在不同礦物中各類型流體包裹體的各種特點(diǎn)，如大小、形態(tài)、氣液比以及分布特點(diǎn)等，需要在顯微鏡下進(jìn)行。然后，用丙酮浸泡出薄片，再在LINKAM MDS600 Stage 冷熱臺顯微鏡上據(jù)其均一溫度、冰點(diǎn)溫度等參數(shù)測出相應(yīng)類型，分析精度低于0℃時為±0.10℃，高于200℃時為±2℃。

4 流體包裹體研究

4.1流體包裹體巖相學(xué)特征

所送的9件樣品被磨制成兩面拋光的光薄片后，被放置于顯微鏡下進(jìn)行觀察。觀察結(jié)果表明，各樣品的礦物中流體包裹體數(shù)量多，廣泛分布于樣品的石英、重晶石、白云石和淺色閃鋅礦中，而且均較為發(fā)育。另外，常呈成群密集分布，這種分布主要沿石英、重晶石、白云石和閃鋅礦的結(jié)晶面。流體包裹體具有較為細(xì)小的體積，體積大小多數(shù)<10 um。

依據(jù)流體包裹體發(fā)育的物理狀態(tài)以及相態(tài)組合，可發(fā)現(xiàn)本批樣品的礦物中有5種類型包裹體發(fā)育，這五種包裹體為：

（1）液體包裹體。該包裹體的相態(tài)組合包括兩相，即L（液體）+V（氣體）。該包裹體主要分布位置為樣品的石英、白云石、重晶石、閃鋅礦。它們的形態(tài)以液滴狀、不規(guī)則狀、長條狀、圓形為主，常沿結(jié)晶面成群密集分布。其氣象組分主要為H2O，其次為CO2。5～15%是其氣相百分?jǐn)?shù)，其氣相呈褐紅或淡紅色，還會浮動。液體包裹體含量占各類包裹體總數(shù)的40% （相片2a、2b、2c），其大小多數(shù)為<5 μm，少數(shù)為5～10μm 。endprint

（2）純液體包裹體。在9件樣品的石英、重晶石、閃鋅礦中，該類包裹體最為發(fā)育，其分布最廣，數(shù)量也最多。該包裹體為單相組成，相態(tài)組合即L（液體）。包裹體形態(tài)多樣，液滴狀、圓形、渾圓形、長條狀，不規(guī)則狀是其主要形態(tài)，少數(shù)呈負(fù)晶形。其氣相百分?jǐn)?shù)為0%。包裹體體腔內(nèi)充填為單相鹽水溶液，無氣相（V）存在。鏡下觀察，可發(fā)現(xiàn)該包裹體常伴隨液體包裹體成群密集分布。大小一般為3～5μm，少數(shù)大小為8～10 um，顏色呈淡紅色或無色亮點(diǎn)。在石英、重晶石或閃鋅礦中，其含量均占各類包裹體總數(shù)的20～30%。

（3）氣體包裹體：相態(tài)組合由V（氣體）+ L（液體）兩相組成：在9件樣品的石英、重晶石、閃鋅礦中，該類包裹體雖然均有發(fā)育，但閃鋅礦是其主要發(fā)育礦體。在代表不同部位的樣品礦物中，氣體包裹體發(fā)育的程度具有明顯差異。例如在2件樣品的石英、重晶石、閃鋅礦（這兩件代表騎騾溝礦段）中，其具有數(shù)量甚多的氣體包裹體。而且，常沿礦物結(jié)晶面成群伴隨其他類型包裹體呈定向分布。包裹體體積除了個別最大可達(dá)15 um外，其它大小多數(shù)為3～10um。該包裹體的少數(shù)氣相百分?jǐn)?shù)為100%，即純氣體包裹體，多數(shù)為60～90%。其整體氣相顏色常呈深黑色或褐黑色，較深。包裹體的形態(tài)多樣，渾圓形、極不規(guī)則狀、負(fù)晶形、長條狀都是其形態(tài)樣式。而且，這些形態(tài)的含量均可占到各類包裹體總數(shù)的5%。在銀廠溝礦段的4件氣體包裹體樣品——石英、重晶石、閃鋅礦中，常沿石英、重晶石、閃鋅礦結(jié)晶面呈定向分布，數(shù)量多，少數(shù)為純氣體包裹體，多數(shù)氣相百分?jǐn)?shù)為70～90%。其含量均可占各類包裹體總數(shù)的5～15%。包裹體的形態(tài)主要為長條狀、長管狀、極不規(guī)則狀。包裹體大小為5～10um。

（4）含液體CO2多相包裹體。該包裹體的相態(tài)組合為三相，即V CO2（氣體CO2）+ L CO2（液體CO2） +L（鹽水溶液）。在9件樣品中，QO-26、YO-23、YO-27、YO-28四件樣品是該類包裹體的主要發(fā)育體，QO-26、YO-28二件樣品的石英和閃鋅礦中尤其突出，常沿礦物結(jié)晶面呈零星分布，具有比較多的液體CO2多相包裹體數(shù)量，其含量可占各類包裹體總數(shù)的5～15%。包裹體體積大小一般為5～15 um，負(fù)晶形、渾圓形、不規(guī)則狀是包裹體的主要形態(tài)。三相比值V CO2+L CO2 /L一般為60～80%，少數(shù)為40%。鹽水溶液相呈無色或肉紅色，液體CO2相呈灰褐色，氣體CO2相一般呈褐紅色或褐黑色，會浮動。在冷凍法實(shí)驗(yàn)中，QO-26、YO-23、YO-28三件樣品石英、重晶石和閃鋅礦，有些純氣體包裹體會分出L CO2（液體CO2）相，這個結(jié)果證明有些純氣體包裹體實(shí)質(zhì)純CO2包裹體。除此之外，貌似液體包裹體的二相包裹體也有部分存在。通過均一法測定，他們的均一溫度均為26～30℃，該溫度證明這些包裹體也是純CO2包裹體。這些包裹體的相態(tài)組合實(shí)際由兩相即V CO2（氣體CO2）+ L CO2（液體CO2）組成，其中有無鹽水溶液（L）存在。在這些樣品的石英、重晶石和閃鋅礦中，還發(fā)現(xiàn)有氣體包裹體、含液體CO2多相包裹體以及純CO2包裹體發(fā)育。通過冷凍法實(shí)驗(yàn)，它們一般在-75℃氣相結(jié)成干冰，而在-61℃～-62℃時，干冰不見了。這個結(jié)果證明，包裹體中氣體除主要以CO2為主的成份外，還存在有一定量的甲烷（CH4）成份。

（5）含NaCl子礦物多相包裹體。該類包裹體比較少見，僅見其分布在QO-26、YO-23、YO-28三件樣品的石英、重晶石和閃鋅礦中。而且其常呈孤立狀分布，數(shù)量不多，含量僅占各類包裹體總數(shù)的1～2%。其氣相呈褐紅色，氣相百分?jǐn)?shù)為10～15%。子礦物呈淡祿色立方體（為NaCl子晶）。包裹體形態(tài)較少，主要是不規(guī)則狀、長條狀。該包裹體大小一般為8～10 um（圖2d）。

用

液體包裹體是用于本次測試成礦均一溫度、鹽度的主要對象。也有極個別的氣體包裹體。下面，按礦石礦物和脈石礦物，筆者將它們加以分類：

Ⅰ、與鉛鋅礦共生的石英流體包裹體顯微測溫和鹽度

通過對第一類氣液兩相包裹體進(jìn)行均一溫度的測試，其結(jié)果顯示均一溫度平均值為204.8℃，均一溫度為168～255℃。這一溫度顯示的是中溫。通過對其鹽度進(jìn)行測定，其結(jié)果為：平均值為7.4 Wt% ，石英形成的鹽度為5.6～10.7Wt%。

Ⅱ、與鉛鋅礦共生的重晶石流體包裹體顯微測溫和鹽度

此次均一溫度的測試的主要對象為第一類氣液兩相包裹體。經(jīng)過測試，其均一溫度平均值為200℃，均一溫度為155～243℃，這一溫度顯示的也是中溫。通過對其鹽度進(jìn)行測定，其平均值為7.1 Wt%，石英形成的鹽度為4.5～9.5Wt%。

Ⅲ、與鉛鋅礦共生的白云石流體包裹體顯微測溫和鹽度

此次均一溫度的測試對象也是第一類氣液兩相包裹體。測試結(jié)果顯示：均一溫度平均值為175℃，均一溫度為151～204℃，這一溫度顯示的也是中溫。測定鹽度，結(jié)果表明：平均值為7.1 Wt% ，石英形成的鹽度為5.3～8.6Wt%。

Ⅳ、閃鋅礦流體包裹體顯微測溫和鹽度

該測試的主要對象為第一類氣液兩相包裹體的均一溫度。均一溫度為178～251℃，均一溫度平均值為210℃是測試結(jié)果，可以看出，這一溫度顯示的也是中溫。測定鹽度，結(jié)果表明：平均值為7.4 Wt% ，石英形成的鹽度為5.5～9.8Wt%。

通過以上測定并分析，不難得出，相比于脈石礦物礦石，礦物結(jié)晶溫度要高。由這個測定結(jié)果，我們也可以推斷出閃鋅礦是成礦晚期的產(chǎn)物，要比其它的脈石礦物先結(jié)晶。和重晶石和白云巖相比，礦石礦物鹽度更高，更接近于石英形成的鹽度。

4.2流體包裹體化學(xué)成分、壓力和密度

據(jù)楊應(yīng)選等[7]對本區(qū)和鄰區(qū)同類型鉛鋅礦床的研究表明，在包裹體液相化學(xué)成分中，陽離子主要是K+、Na+、Ca2+，Na+含量37.75～77.76%，Ca2++Mg2+為6.60～42.37%，K+為0.03～33.34% 。包體液相中陰離子以Cl-（3.5～63）×10-6 為主，SO42-（0～80）×10-6、F（0.05～20.5）×10-6為次。結(jié)合主要陽離子和陰離子的組成，可以將包體液相成分劃歸為Na+-K+-Cl--SO42-型。成礦硫質(zhì)存在的主要形式可能是SO42-，顯然SO42-還原出來的硫會加速金屬硫化物的沉淀。流體中普遍富含Cl-、SO42-為特征，表明礦質(zhì)遷移的主要形式可能是金屬的氯化絡(luò)合物。流體中所含金屬鉛（0.05～48.95）×10-6、鋅（0.001～20.65）×10-6、Cu（0.1～4.45）×10- 6，比MVT 型礦床形成時礦液中鉛鋅含量要多很多，最低要達(dá)10×10-6這一濃度值。endprint

估算成礦壓力時，主要采用的壓力測定方法為低-中等鹽度的包裹體以及CO2包裹體測定壓力的方法。在該方法中，主要利用從不同密度的NaCl等容線求壓力相圖、NaCl—H2O體系的相圖及含CO2包裹體求壓力相圖，各樣品的形成壓力進(jìn)行測定。經(jīng)過測定，9件樣品中閃鋅礦的形成壓力范圍普遍為490～650×105Pa，平均成礦壓力為541～589×105Pa。1.96㎞為其相對應(yīng)的成礦深度平均值。9件樣品中石英、重晶石、白云石的平均成礦壓力為487～577×105Pa，形成壓力范圍普遍為423～658×105Pa，相對應(yīng)的成礦深度平均值為1.92㎞。無論是閃鋅礦，還是石英、重晶石、白云石，均屬于中淺深度范疇。所謂中淺深度范疇，即成礦流體充填到成礦裂隙中時受的壓力由兩部分組成，這兩部分分別為靜巖壓力和流體靜壓力。其中上復(fù)巖層的厚度和密度決定了靜巖壓力是由的，流體的溫度和密度決定了流體靜壓力。采用均一法和冷凍法對9件樣品的石英、重晶石、白云石和閃鋅礦中發(fā)育的液體包裹體進(jìn)行同時測定后，利用鹽度-均化溫度-密度（ρ）關(guān)系圖（根據(jù)中國科學(xué)院貴陽地球化學(xué)研究所），流體的密度（ρ）結(jié)果被獲得。由于絕大多數(shù)樣品中石英、重晶石、白云石和閃鋅礦中流體包裹體的均一溫度及鹽度都屬于中溫-中低鹽或中等鹽度特征，故絕大多數(shù)成礦流體密度（ρ）普遍大于0.900，獲得閃鋅礦中流體包裹體的流體密度ρ=0.853～0.944 g /㎝3，平均流體密度ρ=0.884～0.909 g /㎝3， 9件樣品的石英、重晶石、白云石中流體包裹體的流體密度（ρ）普遍在0.802～0.959 g /㎝3之間，平均密度ρ=0.888～0.926 g /㎝3，無論是閃鋅礦、石英、重晶石、白云石成礦流體密度均明顯具中等密度特征。

5 礦床成因探討

首先，與其所處位置有關(guān)。銀廠溝—騎騾溝礦區(qū)大地構(gòu)造位置位于揚(yáng)子地臺西南緣，這里經(jīng)歷過多期次裂谷演化歷史，也是中國重要的鉛鋅金屬成礦帶。其次，該金屬成礦帶成礦明顯具有層控型礦床[8]的特點(diǎn)；再次，該礦區(qū)的鉛鋅礦體礦石礦物組合比較簡單，主要賦存于具有特殊物理化學(xué)性質(zhì)的震旦系碳燈影組酸鹽巖系中。最后，圍巖主要為硅質(zhì)白云巖，該礦床屬于受層位和構(gòu)造嚴(yán)格控制沉積+改造礦床（層控礦床）。

通過剖析已知的銀廠溝鉛鋅礦床以及研究其成礦控制因素和富集條件，探討成礦物質(zhì)來源，可知似層狀、扁豆?fàn)畹V體在海底以上形成于噴流沉積系統(tǒng)。透鏡狀、網(wǎng)脈狀礦體是補(bǔ)給系統(tǒng)在海底以下的通道中形成的，在斷層中形成的透鏡狀、網(wǎng)脈狀礦體周圍的圍巖蝕變比較強(qiáng)烈，基本都集中在走向NNW，傾向E這組斷層的下盤，另外在騎騾溝礦段發(fā)現(xiàn)有層紋條帶狀構(gòu)造的鉛鋅礦石，這些事實(shí)都可作為判別熱水噴流沉積（Sedex）礦床的依據(jù)。礦床成礦物質(zhì)的主要來源為地層，少部分成礦元素來自于地殼深部，而硫元素則主要來源于蒸發(fā)硫酸鹽。成礦介質(zhì)主要來自于三種水，分別為沉積的地層水、下覆基地老地層的變質(zhì)水和成礦后期雨水的加入形成的混合水。在燕山期構(gòu)造運(yùn)動階段，揚(yáng)子準(zhǔn)地臺西緣受自西向東巨大俯沖影響，地殼褶皺成山，擠壓、逆推動力使原有主干斷裂系統(tǒng)復(fù)活、發(fā)展。地下熱鹵水復(fù)活，下降水沿?cái)嗔褬?gòu)造系統(tǒng)循環(huán)，促使大規(guī)模成礦物質(zhì)的遷移。

6 結(jié)論

（1）銀廠溝—騎騾溝鉛鋅礦床的流體包裹體主要以液體包裹體和純液體包裹體為主，其次為氣體包裹體、含液體CO2多相包裹體和少量含NaCl子礦物多相包裹體，包裹體氣相成分主要為為H2O，其次為CO2，液相成分主要為H2O、CO2和少量CH4。

（2）流體包裹體研究表明，與鉛鋅礦共生的石英、重晶石、白云石流體包裹體均一溫度范圍為151～255℃，鹽度為4.5～10.7Wt%，壓力為423～658×105Pa，相對應(yīng)的成礦深度平均值為1.92km，密度為0.802～0.959g/cm3，閃鋅礦中流體包裹體均一溫度范圍為151～251℃，鹽度為4.5～9.8Wt%，壓力為490～650×105Pa，相對應(yīng)的成礦深度平均值為1.96km，密度為0.853～0.944g/cm3，由此可知成礦流體具有于中溫、中等鹽度、中等壓力和低密度的特征，我們推測礦石礦物形成于主成礦期比較均一的流體，而與礦石礦物共生的脈石礦物形成于主成礦期晚階段混合流體作用，即礦石礦物形成早于脈石礦物。

（3）騎騾溝—銀廠溝鉛鋅礦的礦床成因?qū)儆谑軜?gòu)造和層位嚴(yán)格控制的沉積+改造型鉛鋅礦床。

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作者簡介：謝陽（1986—），男，貴州遵義市人，地質(zhì)助理工程師，主要從事地質(zhì)找礦勘查工作。endprint