麗江東部地區(qū)黑泥哨組銅礦成礦規(guī)律及潛力分析

王 平，劉輝龍，羅 波，陳雪峰

(重慶市地質(zhì)礦產(chǎn)勘查開發(fā)局川東南地質(zhì)大隊，重慶 400038)

二疊紀(jì)強烈的巖漿活動在麗江東部地區(qū)形成了分布廣泛的峨眉山玄武巖，出露最大厚度可達(dá)5000m[1]以上。該期巖漿活動初始噴發(fā)時間為二疊紀(jì)樂平世早期(255±Ma，筆者2017年測定)，噴發(fā)早期火山活動十分強烈，形成大面積溢流玄武巖；噴發(fā)晚期火山活動逐漸減弱，呈間歇式噴發(fā)，形成了一套火山-碎屑巖地層，區(qū)域上將該套沉積巖與火山巖互層的地層劃分為黑泥哨組(P3h)[2-3]。該套火山-碎屑巖地層中發(fā)育廣泛的銅礦化，在寧蒗銅廠河、大公山及永勝寶坪均發(fā)現(xiàn)有工業(yè)銅礦床。各礦床成因各有不同，但含礦層位均為黑泥哨組。本文通過研究分析黑泥哨組巖性組合、巖相古地理環(huán)境特征，以及區(qū)域內(nèi)構(gòu)造、巖漿活動與礦化的關(guān)系，總結(jié)黑泥哨組中銅礦的成礦規(guī)律，分析其成礦潛力,為今后涉及該地層的找礦工作提出一些建議。

1 地質(zhì)概況

研究區(qū)位于華南地層大區(qū)-上揚子地層區(qū)-麗江-金平地層分區(qū)，區(qū)內(nèi)主要為出露的奧陶系―第四系沉積地層及大面積玄武巖。其中奧陶系至泥盆系主要為一套海相碎屑巖碳酸鹽地層；石炭―二疊系中統(tǒng)為一套海相碳酸鹽地層；二疊系上統(tǒng)為峨眉山玄武巖。區(qū)域內(nèi)將早期強烈火山噴發(fā)形成的巨厚玄武巖劃分為峨眉山組，晚期間歇噴發(fā)形成的含銅玄武巖-碎屑巖-碳酸鹽組合劃分為黑泥哨組，該套以玄武巖為主的地層在研究區(qū)廣泛分布(圖1)；三疊系下統(tǒng)―上統(tǒng)為一套淺海相碳酸鹽-碎屑巖組合；三疊系上統(tǒng)―白堊系為一套陸相紅色碎屑巖沉積；古近系為一套內(nèi)陸山麓及河湖相碎屑巖；第四系主要為陸內(nèi)構(gòu)造盆地河湖相松散沉積物。

圖1 研究區(qū)地質(zhì)簡圖

研究區(qū)內(nèi)主要發(fā)育北東向斷裂和褶皺，其中金棉-金沙江斷裂與澄海-賓川斷裂是區(qū)內(nèi)控制性斷裂，峨眉山玄武巖及黑泥哨組主要分布于兩條斷裂之間的褶皺斷裂帶內(nèi)。

區(qū)內(nèi)主要發(fā)育兩期巖漿活動。其中以二疊紀(jì)晚期峨眉山玄武巖為主，該期巖漿活動為本區(qū)重要的巖漿活動，形成大面積溢流玄武巖。該期巖漿活動屬幔源性質(zhì)，為區(qū)內(nèi)帶來了大量來自地幔的成礦元素，對區(qū)域內(nèi)銅、金等礦產(chǎn)的形成有著重要意義。第二期為古近紀(jì)中晚期出現(xiàn)的巖漿活動，主要為正長斑巖、煌斑巖、閃長玢巖等，以巖株、巖脈狀等形態(tài)產(chǎn)出。巖漿活動為含礦熱液的形成及循環(huán)提供了熱力源，為區(qū)域內(nèi)銅礦的富集起到?jīng)Q定性作用。

2 黑泥哨組巖石組合類型及巖相古地理

2.1 巖石組合類型

黑泥哨組在研究區(qū)內(nèi)分布廣泛，其巖性組合較為復(fù)雜，橫向變化較大，總體上可劃分為火山巖型、過渡型、碎屑巖型及碳酸鹽巖型4種類型(圖2)。

火山巖型(Ⅰ)：主要由火山角礫巖、玄武巖、杏仁狀玄武巖夾少量碎屑巖組成，該類型主要形成于火山活動中心附近，整體處于隆起地帶，沉積夾層較少，野外偶見柱狀節(jié)理，屬陸相噴發(fā)玄武巖。該類型主要分布于研究區(qū)中部倒流阱、白山、拉馬古、大安一帶。

過渡型(Ⅱ)：主要由玄武巖、杏仁狀玄武巖、碎屑巖組成。該類型受火山活動影響程度逐漸降低，火山活動間歇期沉積了較厚碎屑巖層，碎屑巖主要為玄武質(zhì)砂巖、凝灰質(zhì)泥巖，局部還發(fā)育有炭質(zhì)頁巖，碎屑物源主要為火山巖。該類型分布于米厘、寶坪、干塘子一帶，呈環(huán)形圍繞著火山巖型地層分布區(qū)。該類型是區(qū)內(nèi)主要的含礦建造，大公山地區(qū)銅礦、寶坪銅礦均產(chǎn)于該類型中。

圖2 麗江東部地區(qū)黑泥哨組巖相圖

Fig.2 Lithofacies diagram of the Heinishao Formation in the eastern part of Lijiang

碎屑巖型(Ⅲ)：主要由碎屑巖夾少量玄武巖組成。該類型遠(yuǎn)離火山活動中心，受火山活動影響較弱，僅有少量巖漿溢流到該區(qū)域。巖性組合上以礫巖、砂巖、頁巖為主，局部發(fā)育炭質(zhì)頁巖及煤層。

碳酸鹽巖型(Ⅳ)：主要由灰?guī)r、泥質(zhì)灰?guī)r、砂巖及凝灰頁巖組成，夾少量玄武巖。該類型呈“島”狀分布于碎屑巖類型中，主要分布于窩木古、南溪地區(qū)。該類型受火山活動影響，少有火山巖夾層，為局部淺海沉積。

2.2 巖相古地理特征

根據(jù)黑泥哨組區(qū)域上不同類型的巖石組合特征(圖3)，判斷其屬海陸過渡相環(huán)境沉積，這種沉積環(huán)境受到峨眉山玄武巖噴發(fā)晚期火山活動的控制。二疊紀(jì)末，峨眉山玄武巖噴發(fā)強度逐漸減弱，區(qū)域內(nèi)整體地殼下降，發(fā)育由西向東的廣泛海侵。此時研究區(qū)內(nèi)火山噴發(fā)中心位于白山-拉馬古-米厘一帶，仍保持有間歇性噴發(fā)活動，這些區(qū)域仍保持局部相對隆起。這種由陸到海的古地理環(huán)境，形成了晚期噴發(fā)中心區(qū)域以火山巖為主，外圍隨水體的加深，沉積巖逐漸增多呈環(huán)狀圍繞于噴發(fā)中心的區(qū)域格局

圖3 黑泥哨組柱狀對比圖

Fig.3 Columnar correlation of the rock associations in the Heinishao Formation

3 典型礦床

區(qū)內(nèi)黑泥哨組地層中的銅礦化現(xiàn)象較為廣泛，規(guī)模較大的銅礦床主要分布于寧蒗銅廠河、大公山及永勝寶坪，銅礦床均主要產(chǎn)于黑泥哨組地層中，但各銅礦床礦體產(chǎn)出狀態(tài)及礦床成因均有所不同，各典型礦床特征如下。

3.1 銅廠河銅礦

銅廠河銅礦位于寧蒗縣東南方向，其含礦層位為二疊系峨眉山玄武巖及黑泥哨組，其中以黑泥哨組為主，該礦床類型應(yīng)屬構(gòu)造熱液型銅礦床。

圖4 銅廠河礦區(qū)地質(zhì)礦產(chǎn)簡圖[4]

Fig.4 Simplified geological and mineral map of the Tongchanghe copper mining area (after Guo Wenping et al.,2001)

該礦床礦體多沿礦區(qū)南北向、東西向、北西向斷裂發(fā)育[4](圖4)，多呈脈狀、微細(xì)脈狀分布于斷裂破碎帶中。主要原生礦石礦物為輝銅礦、黃銅礦、斑銅礦，氧化礦物藍(lán)銅礦、孔雀石等。礦化蝕變主要為硅化、綠簾石化、碳酸鹽化等。

根據(jù)前人研究成果[4]，認(rèn)為該礦床屬于典型的構(gòu)造熱液型銅礦，其礦源層及賦礦層均為二疊系晚期峨眉山玄武巖及黑泥哨組，喜山期巖漿活動為礦區(qū)帶來強烈的熱液活動，使得礦源層中的成礦元素遷移至構(gòu)造破碎帶中富集成礦。礦區(qū)碳同位素δ13CPDB值在-6.700‰～-9.043‰之間，氧同位素δ18OSMOW值在13.2753‰～18.8700‰之間；硫同位素δ34S為-4.9‰～-9.7‰ ，與外圍出露的喜山期酸性巖漿巖的硫同位素組成相似, 說明礦區(qū)內(nèi)成礦熱液主要來自于喜山期酸性巖漿活動。

3.2 大公山地區(qū)銅礦

大公山地區(qū)位于麗江市東北方向，該地區(qū)有米厘銅礦、拉馬古銅礦、文通銅礦等礦床，各礦床均屬于與黑泥哨組時期火山活動及富火山碎屑物質(zhì)沉積有關(guān)的沉積-改造型銅礦[2]。

圖5 大公山地區(qū)銅礦化層位示意圖[5]

Fig.5 Schematic diagram of copper mineralization horizon in the Dagongshan area

大公山地區(qū)普遍發(fā)育3～5個含礦層位[5](圖5)，其中1～3含礦層位于黑泥哨組底部沉積旋回中，礦體呈透鏡狀、似層狀礦體產(chǎn)于凝灰?guī)r、炭質(zhì)泥灰?guī)r中，礦體規(guī)模較大，為該區(qū)主要含礦層位；4～5號含礦層中發(fā)育呈脈狀產(chǎn)于玄武巖層間破碎帶中的銅礦體，具較強烈的綠泥石化、硅化，礦化規(guī)模小，形態(tài)多變。礦石礦物主要是孔雀石、輝銅礦，少量斑銅礦、黃銅礦；脈石礦物以石英為主，少量方解石。礦石結(jié)構(gòu)以半自形-它形粒狀結(jié)構(gòu)為主，礦石構(gòu)造主要為脈狀構(gòu)造、浸染狀構(gòu)造、塊狀構(gòu)造等。圍巖蝕變主要有碳酸鹽化、硅化、綠泥石化、絹云母化等，其中硅化、碳酸鹽化與銅礦化有一定關(guān)系，特別是細(xì)脈狀銅礦化中，往往發(fā)育有硅化。

根據(jù)礦體的產(chǎn)出特征判斷該礦具復(fù)合成因，其主要工業(yè)礦體呈透鏡狀、似層狀產(chǎn)于沉積巖中，而且受地層控制明顯，呈現(xiàn)出沉積銅礦特征。各礦床圍巖中均發(fā)育有火山角礫巖，說明各礦區(qū)均位于火山活動中心地帶附近，反映出與峨眉山玄武巖晚期噴發(fā)活動相關(guān)。部分礦體產(chǎn)于斷裂破碎帶中，發(fā)育明顯的礦化蝕變，呈現(xiàn)出構(gòu)造熱液型銅礦的特征。其礦床的形成既經(jīng)歷了沉積富集，又經(jīng)歷了含礦熱液富集改造富集，其中沉積作用為該區(qū)域銅礦床主要成因[5]。

3.3 寶坪銅礦

寶坪銅礦位于麗江市永勝縣西部，主要產(chǎn)于黑泥哨組富火山碎屑沉積巖中的斷裂破碎帶中，為典型沉積-改造型銅礦。

圖6 寶坪銅礦礦體產(chǎn)出特征[6]

該礦床礦體主要產(chǎn)于上二疊統(tǒng)黑泥哨組，礦體產(chǎn)在礦區(qū)逆沖滑覆聚礦構(gòu)造帶內(nèi)[6](圖6)，礦體走向長1 300m, 出露寬130～380 m, 平均垂厚27m ，Cu平均品位0.9 %。礦體呈似層狀、扁豆?fàn)?，原生礦石礦物主要為輝銅礦、斑銅礦、黃銅礦、方鉛礦，氧化礦主要為孔雀石、藍(lán)銅礦等, 脈石礦物有石英、方解石。礦石類型以氧化礦為主。蝕變有硅化、綠泥石化、綠簾石化及絹云母化、碳酸鹽化。

礦區(qū)黑泥哨組富銅碎屑巖繼承了峨眉山玄武巖較高的銅背景值，在喜山期巖漿侵入提供的熱力作用下，含礦熱液沿礦區(qū)北東向斷裂運移至有利部位富集成礦。筆者在礦區(qū)南部采集的閃長玢巖巖脈年齡為33Ma±，鐘康惠等(2003)采集礦區(qū)石英ESR測年,發(fā)現(xiàn)礦區(qū)礦石主要形成于36.2～19.3Ma[6], 表明該礦的成礦期為喜山構(gòu)造運動中期，與礦區(qū)外圍巖脈年齡大致相當(dāng)。綜合判斷該礦床為沉積-熱液型銅礦，喜山期構(gòu)造、巖漿活動為礦區(qū)富集成工業(yè)礦床起到了決定性作用。

4 成礦時代及成礦模型

研究區(qū)內(nèi)各典型礦床的成礦特征雖然有所不同，但成因上具有一定的關(guān)聯(lián)性，均屬于與二疊紀(jì)峨眉山玄武巖噴發(fā)活動有關(guān)的銅礦床。筆者認(rèn)為該區(qū)域與黑泥哨組相關(guān)的銅礦床均具有多期次多階段的特征，總體可劃分為3個成礦期次，4個成礦階段(圖7)。

4.1 華力西期

該期主要為與峨眉山玄武巖噴發(fā)相關(guān)的成礦作用。筆者在研究區(qū)采集的相關(guān)玄武巖樣品顯示，其Cu含量達(dá)(163～236)×10-6，平均可達(dá)192×10-6，富集Cu的峨眉山玄武巖為區(qū)內(nèi)銅礦的形成提供了重要的物質(zhì)來源。該期次成礦作用主要有以下兩個階段。

第一階段：二疊紀(jì)末峨眉山玄武巖噴發(fā)晚期，火山活動逐漸減弱，研究區(qū)由西向東發(fā)生海侵，區(qū)內(nèi)沉積較多富含火山碎屑的沉積巖，形成了由火山巖-沉積巖互層的黑泥哨組。由于碎屑物質(zhì)主要來源于峨眉山玄武巖，黑泥哨組中的碎屑巖繼承了原火山巖較富集的Cu背景值。該階段成礦作用主要為沉積作用，在大公山一帶形成了多個以沉積型為主的銅礦床。該期成礦作用受巖相古地理環(huán)境控制：遠(yuǎn)離玄武巖分布區(qū)由于受外源物質(zhì)的混染不利Cu的富集；靠近火山活動中心地帶缺乏沉積作用，不利于沉積型銅礦的形成。研究區(qū)以沉積作用成礦的銅礦床均位于黑泥哨組的過渡帶，說明了這一階段成礦作用主要為沉積成礦。

圖7 黑泥哨組各階段銅礦化模式圖

采樣層位巖性Cu含量(×10-6)Cu含量均值(×10-6)富集類型峨眉山玄武巖含杏仁玄武巖174斑狀玄武巖204杏仁狀玄武巖197致密塊狀玄武巖206含杏仁玄武巖236含杏仁含斑玄武巖197致密塊狀玄武巖166致密塊狀玄武巖163192原生富集黑泥哨組碳質(zhì)泥巖265凝灰質(zhì)泥巖225245沉積富集玄武巖破碎帶黑泥哨組破碎帶(寶坪銅礦)灰綠色致密塊狀玄武巖4405灰綠色斑狀玄武巖1962灰綠色杏仁狀玄武巖4942灰綠色杏仁狀玄武巖241灰綠色杏仁狀玄武巖4413蝕變粉砂巖582蝕變粉砂巖1743斷層泥723831933188熱液改造富集

第二階段：該階段稍晚于第一階段。黑泥哨組早期過渡帶中沉積了大量玄武質(zhì)砂巖、凝灰質(zhì)泥巖、炭質(zhì)頁巖等富銅碎屑巖；后期火山活動帶來的火山熱液對早期富銅碎屑巖進(jìn)行了二次改造，含礦熱液沿沉積界面運移，使得早期沉積的富銅碎屑巖中的銅含量得以進(jìn)一步富集。該階段在大公山地區(qū)表現(xiàn)得較為明顯，礦體主要產(chǎn)于沉積夾層中，但其主要富礦體均產(chǎn)于具有火山角礫巖的地段，靠近火山活動中心地帶，反映該階段火山熱液對早期富銅碎屑巖的疊加改造富集。

4.2 喜山期

喜山期成礦作用主要受該時期構(gòu)造及其巖漿活動的影響，該時期成礦作用主要集中在一個階段。

第三階段：喜山期晚期，研究區(qū)內(nèi)多發(fā)育閃長玢巖、煌斑巖侵入，在區(qū)內(nèi)多呈巖脈、巖株狀產(chǎn)出。該期巖漿活動帶來的熱力使得區(qū)內(nèi)發(fā)生強烈的熱液活動，在一些斷裂發(fā)育地區(qū)，富銅地層中的成礦元素被熱液活化，形成的富銅熱液沿斷裂構(gòu)造運移至有利部位富集成礦。在銅廠河礦區(qū)，礦體主要產(chǎn)于破碎帶中，其礦石同位素特征與外圍喜山期酸性巖漿相似；在寶坪礦區(qū)，主要富礦體均產(chǎn)于構(gòu)造破碎帶中，其成礦年齡與外圍喜山期閃長玢巖年齡相當(dāng)，反映出該階段是銅廠河礦區(qū)、寶坪礦區(qū)的主要成礦階段。

4.3 第四紀(jì)表生期

第四階段：主要以地表的風(fēng)化、氧化作用為主，同時在大氣降水的淋濾作用下，原生的硫化物礦石經(jīng)氧化形成藍(lán)銅礦、孔雀石等礦物，沿地表巖石裂隙富集。該階段對全區(qū)所有銅礦均有一定影響，多在礦體出露地表的地區(qū)形成一些較富的氧化礦體。特別在寶坪銅礦，其早期開采的礦體多為地表淋濾形成的富礦體。

上述4個階段揭示，黑泥哨組中銅礦床的形成過程是玄武巖中的Cu元素逐漸向外遷移富集的過程。筆者在研究區(qū)內(nèi)采集的相關(guān)巖石Cu含量也給予了證實(表1)，原始玄武巖的Cu含量平均192×10-6,經(jīng)歷第一階段風(fēng)化搬運沉積后，富火山碎屑巖中Cu含量達(dá)到245×10-6，再經(jīng)歷熱液改造后，礦化蝕變帶Cu含量均值達(dá)到3000×10-6以上。

5 結(jié)論及建議

(1)麗江東部地區(qū)廣泛分布的黑泥哨組為二疊紀(jì)峨眉山玄武巖噴發(fā)晚期形成的一套火山-沉積地層。該地層巖性可劃分為火山巖型、過渡型、碎屑巖型及碳酸鹽巖型4種類型。

(2)黑泥哨組中的銅礦床具有兩種類型：產(chǎn)于火山、富火山碎屑巖中的沉積-改造型銅礦及產(chǎn)于構(gòu)造破碎帶中的構(gòu)造熱液型銅礦，這兩種類型均具有形成工業(yè)礦床的潛力。

(3)黑泥哨組地層中的銅礦床經(jīng)歷了多期次、多階段的成礦作用，主要受控于巖相古地理環(huán)境、火山活動、喜山期構(gòu)造、巖漿活動等因素，這幾種有利成礦因素的匯集區(qū)是有利的成礦區(qū)。

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