云南西疇縣紅石巖鉛鋅銅礦區(qū)綠巖地球化學(xué)特征及構(gòu)造環(huán)境分析

王方權(quán)

(福建省閩西地質(zhì)大隊(duì)，三明，365001)

云南西疇紅石巖鉛鋅銅礦是近幾年來(lái)在滇東南錫鋅銀多金屬成礦帶中東部發(fā)現(xiàn)的大型礦床。滇東南成礦帶是云南省重要的成礦帶之一，先后發(fā)現(xiàn)如個(gè)舊錫礦、馬關(guān)都龍錫多金屬礦、蒙自白牛廠銀錫礦等大型、超大型礦床。該礦床的發(fā)現(xiàn)豐富了滇東南錫鋅多金屬成礦帶的找礦成果，具有重要的找礦意義。根據(jù)筆者在礦區(qū)地質(zhì)勘查實(shí)踐以及昆明理工大學(xué)在該區(qū)的成礦規(guī)律研究的科研成果，選擇與礦區(qū)成礦關(guān)系密切的綠巖作為研究對(duì)象，通過(guò)對(duì)其地球化學(xué)特征分析及原巖恢復(fù)，并推演了礦床成礦地質(zhì)構(gòu)造環(huán)境。旨在能對(duì)于研究礦區(qū)礦床成礦模式、礦化富集規(guī)律以及地質(zhì)找礦起指導(dǎo)作用。

1 區(qū)域成礦背景

礦區(qū)處于華南加里東褶皺系滇東南褶皺帶老君山穹隆構(gòu)造的北部，文(山)麻(栗坡)斷裂帶中段西緣(圖1)。陳學(xué)明等[1]將滇東南地區(qū)的演化與特提斯構(gòu)造域的打開(kāi)、擴(kuò)張及俯沖消減等活動(dòng)聯(lián)系在一起；祝朝輝等[2]認(rèn)為是特提斯構(gòu)造域與環(huán)太平洋構(gòu)造域復(fù)合作用形成的弧后盆地；林全勝[3]認(rèn)為該區(qū)是一伸展背景下的裂陷海槽，沉積了一套細(xì)碎屑巖和碳酸鹽巖系，經(jīng)歷了加里東期、華力西期和印支-燕山期多幕斷陷沉積、褶皺隆升、巖漿活動(dòng)及成礦作用，促使了一批中大型-超大型礦床的形成。這些學(xué)者從不同角度討論了地質(zhì)構(gòu)造演變過(guò)程，但對(duì)該區(qū)的構(gòu)造環(huán)境研究還不夠深入。

2 礦區(qū)地質(zhì)特征

2.1 礦區(qū)地層

礦區(qū)出露地層較簡(jiǎn)單，由老至新有中寒武世田蓬組(∈2t)和中泥盆世古木組下段(D2g1)，二者在礦區(qū)內(nèi)呈斷層接觸。

中寒武世田蓬組：為一套淺變質(zhì)巖系，可劃為上下兩個(gè)巖性段。下段出露于礦區(qū)西部，多隱伏于地表以下。巖性為黑色炭質(zhì)板巖、炭質(zhì)千枚巖夾條紋狀含炭質(zhì)大理巖，地層厚度大于400 m；上段廣泛出露于礦區(qū)中東部。巖性組合較復(fù)雜，以千枚巖、大理巖為主，夾硅質(zhì)巖及綠巖，地層厚度大于430 m。根據(jù)巖性組合特征及其含礦性細(xì)分為四個(gè)巖性帶，其中第二巖性帶硅質(zhì)巖、絹云千枚巖組合和第三巖性帶綠泥千枚巖夾綠巖組合，是鉛鋅礦和銅鋅礦的主要含礦層位。

中泥盆世古木組: 巖性主要為深灰色、灰黑色中-薄層狀微晶灰?guī)r,淺灰色中-厚層狀粉晶灰?guī)r與白云質(zhì)灰?guī)r、白云巖互層，底部含炭質(zhì)，厚度大于227.72 m。與下伏中寒武世田蓬組呈斷層接觸關(guān)系。

2.2 礦區(qū)構(gòu)造

礦區(qū)褶皺構(gòu)造不甚發(fā)育，地層總體走向呈北東40°，傾向南東，傾角較平緩。中部發(fā)育有一系列軸向北東、近于平行排列的次級(jí)小褶皺，而受褶皺影響，導(dǎo)致區(qū)內(nèi)地層、礦層呈現(xiàn)波狀起伏。

礦區(qū)內(nèi)斷裂構(gòu)造較為發(fā)育，其中以F1斷裂規(guī)模較大，F(xiàn)1斷裂走向近南北，傾向東，傾角40°～50°。斷層破碎帶寬10～15 m，斷層帶中由斷層角礫巖組成；斷層上盤(pán)(古木組)下降，是礦區(qū)東側(cè)邊界斷層。

3 礦床地質(zhì)特征

3.1 礦體特征

紅石巖鉛鋅銅礦貯存于田蓬組上段，礦化總厚度為100～260 m，其中可劃分為4個(gè)巖性帶，每個(gè)巖性帶中均發(fā)育有不同數(shù)量、不同規(guī)模和質(zhì)量的礦層，處在同一巖性帶內(nèi)的礦層，空間距離大致相近，成礦地質(zhì)環(huán)境和礦化特征也基本相同或相似，可劃歸為同一礦帶。據(jù)此，把礦段內(nèi)圈定出的8個(gè)礦層，歸納成4個(gè)礦帶，礦帶的編號(hào)參照巖性帶編號(hào)，自下而上分別編為Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ礦帶。其中Ⅱ和Ⅲ礦帶為該礦段的主要含礦帶，共貯存有3個(gè)主要鉛鋅銅礦層，主礦層編號(hào)為Ⅱ2、Ⅲ1、Ⅲ3。Ⅰ和Ⅳ礦帶中零星產(chǎn)出1～2層透鏡狀鉛鋅礦，為次要礦帶。

礦區(qū)內(nèi)主礦體呈層狀、似層狀，與圍巖產(chǎn)狀基本一致(圖2)。礦體走向北東，傾向南東，沿走向方向礦層較為平直，沿傾向方向隨地層的褶皺而呈現(xiàn)波狀起伏。Ⅱ2礦層貯存于硅質(zhì)巖之中，控制長(zhǎng)度大于3 350 m，寬415～1 250 m，平均寬720 m，礦層厚度0.65～7.24 m，為礦區(qū)規(guī)模最大的礦層；Ⅲ礦帶有兩層主礦體，分別為Ⅲ1和Ⅲ3礦層，均貯存于綠巖之中。Ⅲ1礦層控制長(zhǎng)1 800 m，寬200～736 m，平均450 m；厚度0.55～4.80 m；Ⅲ3礦層長(zhǎng)1 640 m，寬400 m，厚0.58～7.49 m*福建省閩西地質(zhì)大隊(duì)，云南省西疇縣紅石巖礦區(qū)黃洞礦段詳查報(bào)告，2010。。

養(yǎng)殖水域?yàn)┩恳?guī)劃是漁業(yè)管理的基本制度，為全面貫徹落實(shí)中央、省、市文件精神，科學(xué)利用當(dāng)陽(yáng)市水域?yàn)┩抠Y源，市水產(chǎn)部門(mén)編制了《當(dāng)陽(yáng)市養(yǎng)殖水域?yàn)┩恳?guī)劃（2017-2030）》（以下簡(jiǎn)稱(chēng)《規(guī)劃》），其目的是推進(jìn)漁業(yè)供給側(cè)結(jié)構(gòu)性改革，實(shí)現(xiàn)漁業(yè)資源優(yōu)化配置，一、二、三產(chǎn)業(yè)有機(jī)融合，促進(jìn)漁業(yè)轉(zhuǎn)型高質(zhì)量發(fā)展，改善生態(tài)環(huán)境，加快建設(shè)現(xiàn)代化水產(chǎn)產(chǎn)業(yè)強(qiáng)市?！兑?guī)劃》科學(xué)劃定了禁止養(yǎng)殖區(qū)、限制養(yǎng)殖區(qū)和適宜養(yǎng)殖區(qū)，我們有幸參與了《規(guī)劃》編制工作，現(xiàn)結(jié)合當(dāng)陽(yáng)市實(shí)際，對(duì)當(dāng)陽(yáng)市養(yǎng)殖水域?yàn)┩恳?guī)劃提出幾點(diǎn)建議與思考。

3.2 礦石特征

礦石結(jié)構(gòu)主要有他形-自形晶粒狀結(jié)構(gòu)、交代殘余結(jié)構(gòu)及固溶體分離的乳滴狀結(jié)構(gòu)，具條紋狀、條帶構(gòu)造、浸染狀構(gòu)造，少數(shù)為團(tuán)塊狀或塊狀構(gòu)造，其中以條紋條帶狀構(gòu)造最為常見(jiàn)。閃鋅礦、方鉛礦、黃銅礦等金屬礦物集合體聚集成條紋或條帶狀與脈石礦物相間排列，構(gòu)成條紋條帶，寬0.5～5 mm，順容礦巖石的片理分布。

礦石中的金屬礦物以閃鋅礦、黃銅礦、黃鐵礦、方鉛礦為主，其次是磁黃鐵礦、赤鐵礦，少量磁鐵礦，在近地表部位見(jiàn)有少量孔雀石和褐鐵礦等。非金屬礦物以絹云母、綠泥石、方解石、石英最為常見(jiàn)，次為綠簾石、透輝石和重晶石等。

3.3 圍巖蝕變特征

近礦圍巖蝕變微弱，且類(lèi)型較簡(jiǎn)單。圍巖蝕變見(jiàn)有方解石化、綠簾石化、硅化及綠泥石化等中低溫蝕變，其中以方解石化分布最廣。與鉛鋅礦化關(guān)系較密切的為硅化、方解化；與銅礦化關(guān)系密切的主要有綠泥石化、綠簾石化和方解石化。

3.4 礦床成因

紅石巖礦區(qū)中的礦石具明顯的條紋狀構(gòu)造、條帶狀構(gòu)造、似層理狀構(gòu)造，礦石的條紋理與圍巖層紋理一致，僅局部可見(jiàn)條紋理或條帶受構(gòu)造應(yīng)力作用下的揉皺而形成層間褶曲構(gòu)造；礦石以他形粒狀結(jié)構(gòu)為主，少量具半自形晶粒狀結(jié)構(gòu)、交代殘余結(jié)構(gòu)，表明礦床在經(jīng)歷區(qū)域變質(zhì)作用過(guò)程中，變質(zhì)作用僅導(dǎo)致少部分成礦物質(zhì)重結(jié)晶，后期熱液蝕變較弱，熱液改造作用有限。

根據(jù)礦區(qū)所處的地質(zhì)構(gòu)造環(huán)境以及礦層特征、礦石結(jié)構(gòu)構(gòu)造及礦物組分特征分析，認(rèn)為紅石巖鉛鋅銅礦床成因類(lèi)型屬海底噴流沉積型，其特征與區(qū)域典型礦床云南蒙自縣白牛廠銀多金屬礦床、馬關(guān)縣都龍錫鋅多金屬礦床特征基本一致。

4 綠巖的巖性及地球化學(xué)特征

4.1 綠巖的產(chǎn)狀及其含礦性

該文中所提的綠巖是具輕度變質(zhì)作用形成的綠色塊狀巖石的統(tǒng)稱(chēng)。綠巖是田蓬組上段第三巖性帶中的特征巖性(圖3)，呈似層狀，透鏡狀，基本順圍巖的片理產(chǎn)出，少數(shù)與片理斜交，共見(jiàn)2～7層，單層厚度一般為1.5～4.0 m，最厚可達(dá)17.55 m，總厚度一般為2～15 m，最厚30 m，有3個(gè)厚度中心，分布于北部的27-35線及南部的7線、8～16線，自厚度中心往四周逐漸變薄，往西逐漸尖滅，往東被F1斷層截?cái)?圖4)。綠巖主要常見(jiàn)有方解透輝綠簾石巖、石英透輝綠簾石巖、綠簾透輝石巖、綠簾石巖4種類(lèi)型，巖石呈翠綠色、黃綠色、灰綠色等，具變余交織結(jié)構(gòu)、柱粒狀變晶結(jié)構(gòu)，塊狀構(gòu)造、斑雜狀構(gòu)造等，巖石礦物組合為綠簾石+石英+透輝石+方解石+鈣鋁榴石等。

4.2 巖石化學(xué)特征

4.2.1 主量元素

在礦區(qū)所施工的鉆孔中選取10件綠巖進(jìn)行巖石化學(xué)全分析，測(cè)試單位為國(guó)土資源部昆明礦產(chǎn)資源監(jiān)督檢測(cè)中心。從紅石巖礦區(qū)綠巖化學(xué)成分及尼格里特征值(表2)中可以看出，SiO2為42.65×10-2～52.09×10-2，平均為46.9×10-2；Al2O3為3.42×10-2～14.75×10-2，平均6.86×10-2；TFeO為8.94×10-2～18.77×10-2，平均為13.15×10-2；MgO為2.38×10-2～8.72×10-2,平均為4.39×10-2；CaO為5.21×10-2～17.14×10-2，平均為13.1×10-2；TiO2含量變化均較大，為0.10×10-2～0.63×10-2，平均為0.35×10-2；K2O與 Na2O含量大致相當(dāng)，平均值分別為0.93×10-2、0.68×10-2。具有貧Al2O3、K2O、Na2O，而富TFeO、MgO、CaO的組成特征。

表1紅石巖礦區(qū)田蓬組不同巖性成礦元素含量(×10-6)

Table1MetallogenicelementscontentofdifferentlithologyinTianpengGroupHongshiyanminingarea

表2紅石巖礦區(qū)綠巖化學(xué)成分及尼格里特征值(×10-2)

Table2ChemicalcompositionsofgreenrockanditsNigelcharacteristicvaluesinHongshiyanminingarea

樣品序號(hào)SiO2TiO2Al2O3Fe2O3FeOMnOMgONa2OK2OCaOP2O5LOITOTAL145.560.175.242.3110.652.72.960.260.1617.140.0512.7199.91243.880.243.421.777.173.378.721.551.1213.480.0615.54100.32342.650.6311.655.5813.191.554.970.360.9511.090.117.1199.84444.480.403.022.5413.382.144.280.480.6413.690.0714.4999.61543.590.5110.603.156.981.354.380.082.2714.030.112.9299.96651.550.316.121.958.61.563.280.250.7312.90.0612.2499.55751.420.245.8210.737.881.602.470.340.525.210.0613.82100.11852.090.6314.754.846.080.822.380.172.711.160.224.0199.85942.970.256.583.779.463.376.830.380.217.010.058.8099.671051.060.103.421.2110.234.593.662.940.0314.890.047.93100.1樣品序號(hào)alfmcalkc/fmsitikmgotqz16.5453.7638.930.760.7296.570.280.290.170.38-33.15-6.4724.2660.4830.574.680.5192.860.370.320.450.24-30.99-24.62312.8163.2122.181.790.3579.60.880.630.220.42-11.16-27.5543.6664.4330.121.800.4791.360.620.460.200.38-28.26-15.83514.2248.0934.213.480.7199.250.870.950.310.36-23.48-14.6969.1454.07351.790.65130.570.60.650.230.37-27.6623.3979.7272.615.811.870.22145.670.510.510.140.55-7.9638.18821.6843.7829.834.710.68129.951.180.910.200.47-12.8611.1297.2557.7634.070.920.5980.320.350.260.330.32-27.73-23.35101.8157.4234.566.210.60110.590.160.010.210.32-38.97-1.04

根據(jù)綠巖的化學(xué)成分，對(duì)其進(jìn)行原巖恢復(fù)。在TiO2-SiO2圖解中，所有樣品全部落入火成巖區(qū)，說(shuō)明該區(qū)此類(lèi)綠巖屬正變質(zhì)巖(圖5)。在尼格里值(al-alk)—C圖解中，全部樣品均都落入火成巖區(qū)(圖6)；通過(guò)(Al+∑Fe+Ti)—(Ca+Mg)圖解判斷，樣品均落入基性巖區(qū)。通過(guò)上述原巖恢復(fù)圖解，判斷該區(qū)綠巖原巖為基性火山巖。Nb/Y-Zr/TiO2圖解中，除少數(shù)樣品落在安山巖或安山巖-玄武巖區(qū)內(nèi)外，大多數(shù)樣品點(diǎn)落在玄武巖區(qū)內(nèi)。通過(guò)以上圖解綜合分析，綠巖的原巖應(yīng)為玄武巖類(lèi)。

4.2.2 微量元素特征

礦區(qū)綠巖的微量元素測(cè)定結(jié)果(表3)，經(jīng)N-MORB標(biāo)準(zhǔn)化[5]，蛛網(wǎng)圖(圖7)。一些不活潑元素如高場(chǎng)強(qiáng)元素(HFSE)Sr、Ta、Nb、Y表現(xiàn)為明顯負(fù)異常，強(qiáng)烈的虧損。相反，大離子親石元素(LILE)K、Rb、Sr、Ba、Cs、Eu等及低場(chǎng)強(qiáng)元素(LFSE)豐度較高，明顯富集。巖石的Yb/Nb2.45～6.67，平均3.50，具拉斑玄武巖特點(diǎn)；Rb/Yb值為13.33～98.00，平均41.52，遠(yuǎn)大于1，表現(xiàn)為強(qiáng)不相容元素富集型，顯示了弧后盆地玄武巖的特點(diǎn)。從微量元素含量看，綠巖的原巖來(lái)源于上地幔，或是俯沖的洋殼部分熔融，其形成環(huán)境為島弧可能性較大。

4.2.3 稀土元素特征

從礦區(qū)綠巖中的稀土元素含量特征中可看出，綠巖具有較低的ΣREE，為56.2×10-6～204.7×10-6，平均114.33×10-6；輕重稀土比值(LREE/HREE)為2.60～3.90，平均3.37；(La/Yb)N：5.3～10.7，平均8.13，表現(xiàn)為輕稀土富集。δEu值變化范圍為0.39～1.04，平均為0.70，顯示綠巖正、負(fù)銪異常都存在，但總體表現(xiàn)為負(fù)銪異常。巖石球粒隕石標(biāo)準(zhǔn)化稀土分配模式表現(xiàn)為右傾(圖8)，在島弧-弧后盆地的拉斑玄武巖稀土分配模式范圍之內(nèi)。

5 構(gòu)造環(huán)境分析

通過(guò)對(duì)該區(qū)綠巖的原巖恢復(fù)分析得出結(jié)論其原巖為基性火山巖-玄武巖。根據(jù)玄武巖噴發(fā)環(huán)境關(guān)系，可以分為洋中脊玄武巖(MORB)、島弧玄武巖(VAB)、板內(nèi)玄武巖(WPB)及三者之間的過(guò)渡類(lèi)型。在區(qū)分鈣堿性玄武巖和拉斑玄武巖的F-A-M圖解(圖9)中，除個(gè)別樣品落在鈣堿性火山巖系列外，大部分樣品均落入拉斑玄武巖系列；據(jù)Cr-Y圖解和2Nb-Zr/4-Y圖解，樣品主要投影在島弧玄武巖區(qū)域，少數(shù)投影在洋中脊玄武巖區(qū)域內(nèi)；通過(guò)Ni-Y圖解(圖10)，進(jìn)一步區(qū)分該區(qū)玄武巖為島弧低鉀高鐵拉斑玄武巖。經(jīng)玄武巖構(gòu)造環(huán)境判別圖解，可以看出大部分樣品呈現(xiàn)出島弧玄武巖的特點(diǎn)。

紅石巖綠巖主量元素具有貧Al2O3、TiO2，富TFeO、CaO、MgO的特征，其原巖為玄武巖；微量元素原始地幔N-MORB標(biāo)準(zhǔn)化蛛網(wǎng)圖呈“大隆起”型，低場(chǎng)強(qiáng)元素(LFSE)豐度較高，高場(chǎng)強(qiáng)元素(HFSE)豐度較低，Rb/Yb值為13.33×10-6～98.0×10-6，平均為41.52×10-6，遠(yuǎn)大于1×10-6，表現(xiàn)為強(qiáng)不相容元素富集型，顯示了弧后盆地玄武巖的特點(diǎn)；大離子親石元素(LILE)、Th富集，Sr、Ta、Nb、Y等元素明顯虧損，顯示出典型和俯沖有關(guān)的島弧巖漿的特征。微量元素平均值，除Ti 均值(2 015×10-6)低于島弧低鉀拉斑玄武巖外，其它元素平均值Zr(70.6×10-6)、Nb (4.5×10-6)、Sr(332.6×10-6)及Y(14.13×10-6)均與島弧拉斑玄武巖較接近(表4)。據(jù)此推測(cè)礦區(qū)綠巖形成于俯沖背景的島弧環(huán)境，Ti 值虧損，可能是源區(qū)遭受俯沖帶流體的交代作用所致。

表4 不同構(gòu)造環(huán)境玄武巖的微量元素平均含量(×10-6)

6 結(jié)語(yǔ)

(1)在云南西疇紅石巖礦區(qū)中，綠巖在紅石巖礦區(qū)占重要的地位，既是劃分中寒武世田蓬組上段第三巖性帶的標(biāo)志，又是Ⅲ號(hào)礦帶主礦體的直接礦源層及容礦巖石。通過(guò)對(duì)綠巖的含礦性、產(chǎn)狀、組構(gòu)及主量元素、微量元素、稀土元素特征分析，結(jié)合構(gòu)造環(huán)境判別圖解，推斷其原巖為島弧低鉀拉斑玄武巖。

(2)從區(qū)域沉積特征來(lái)看，區(qū)內(nèi)穩(wěn)定發(fā)育一套海相的碎屑巖和碳酸鹽巖的類(lèi)復(fù)理石沉積，并伴有層狀硅質(zhì)巖和海相火山噴流沉積巖的沉積巖組合，因此，礦床形成與海相火山作用密切相關(guān)，其成礦構(gòu)造環(huán)境屬于俯沖背景的島弧環(huán)境。

本文在編寫(xiě)過(guò)程中，承蒙福建省閩西地質(zhì)大隊(duì)總工邱盛安高級(jí)工程師的審閱和指導(dǎo)，昆明理工大學(xué)韓潤(rùn)生教授、黃建國(guó)副教授在巖石化學(xué)數(shù)據(jù)處理方面提出了許多寶貴的修改意見(jiàn)，在此深表謝意！

1 陳學(xué)明，林棕，謝富昌.云南白牛廠超大型銀多金屬礦床疊加成礦的地質(zhì)地化特征.地質(zhì)科學(xué)，1998，33(1).

2 祝朝輝，張乾，邵樹(shù)勛，等.云南白牛廠銀多金屬礦床成因.世界地質(zhì)，2006，25(4).

3 林全勝.云南西疇紅石巖噴流沉積型鉛鋅銅礦地質(zhì)特征及找礦意義.福建地質(zhì)，2013，32(2).

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