云南寧蒗縣白牛廠礦區(qū)重力場(chǎng)特征及找礦意義

黃元有，代達(dá)龍，白曜宇

(1.云南省地質(zhì)調(diào)查院，云南 昆明 652106；2.云南富盛鋅鑫投資股份有限公司，云南 昆明 650021)

云南省寧蒗縣白牛廠在清道光-光緒年間，曾是盛極一時(shí)的銀采冶集中地，迄今仍遺留大量古爐渣、硐渣。云南富盛鋅鑫投資股份有限公司取得礦區(qū)采、探礦權(quán)后，經(jīng)過多年的采、勘，認(rèn)為產(chǎn)于下二疊統(tǒng)陽(yáng)新組(P1y)灰?guī)r與中二疊統(tǒng)峨嵋山玄武巖組(P2β)凝灰?guī)r接觸面附近的金銀礦體，在深部F7斷裂之下仍存在向下延伸，尚有找礦潛力[1-7]。

為了解礦區(qū)深部構(gòu)造、斑巖體侵入情況，云南富盛鋅鑫投資股份有限公司自疇資金，開展大比例尺重力測(cè)量，根據(jù)布格重力異常線性特征、方向?qū)?shù)極值異常線推測(cè)礦區(qū)深部構(gòu)造，根據(jù)布格重力低值異常、剩余重力負(fù)異常結(jié)合地質(zhì)、化探資料推測(cè)是否存在隱伏斑巖、中酸性巖漿侵入，為礦區(qū)礦產(chǎn)資源的宏觀決策、規(guī)劃管理及礦產(chǎn)資源可持續(xù)發(fā)展提供保障。

1 礦區(qū)地質(zhì)背景

云南省寧蒗白牛廠礦區(qū)大地構(gòu)造屬于揚(yáng)子陸塊區(qū)(Ⅵ)—鹽源—麗江被動(dòng)陸緣(Ⅵ-2-13)與楚雄陸內(nèi)盆地(Ⅵ-2-12)結(jié)合部，寧蒗陸緣坳陷(麗江陸緣裂谷Ⅵ-2-13-2)與華坪陸表海(Ⅵ-2-12-2)部位；成礦區(qū)帶屬濱太平洋成礦域(Ⅰ2)、上揚(yáng)子(陸塊)成礦省(Ⅱ3)、麗江-大理-金平(陸緣凹陷)Au-Cu-Ni-Pt-Pd-Mo-Fe-Pb-Zn成礦帶(Ⅲ9)之麗江(陸緣凹陷)Au-Cu-Pt-Pd-Mo-Mn-Fe-Pb-Zn礦帶(Ⅳ18)[8]。

1.1 地層

礦區(qū)主要出露上古生界二疊系、三疊系及第三系始新統(tǒng)。各地層單元特征如下

(1)下二疊統(tǒng)陽(yáng)新組(P1y)：分4個(gè)巖性段，自下而上為粉晶灰?guī)r，瀝青質(zhì)灰?guī)r、白云質(zhì)灰?guī)r、角礫狀灰?guī)r，生物碎屑泥晶灰?guī)r、硅質(zhì)灰?guī)r、粉晶灰?guī)r夾生物碎屑泥晶灰?guī)r，白云質(zhì)灰?guī)r團(tuán)塊、粉晶灰?guī)r；

(2)中二疊統(tǒng)峨嵋山玄武巖組(P2β)：分3個(gè)巖性段，自下而上為杏仁狀、致密狀玄武巖、玄武質(zhì)凝灰?guī)r、巖屑、玻屑凝灰?guī)r，杏仁(氣孔)狀玄武巖夾玄武質(zhì)火山角礫巖及凝灰?guī)r透鏡體、砂質(zhì)凝灰?guī)r夾玄武質(zhì)火山角礫巖；

(3)上二疊統(tǒng)黑泥哨組(P3h)：為凝灰質(zhì)砂巖、泥質(zhì)粉砂巖、粉砂質(zhì)頁(yè)巖夾煤線；

(4)三疊系下統(tǒng)青天堡組(T1q)：巖性為砂礫巖、長(zhǎng)石砂巖，長(zhǎng)石巖屑砂巖、巖屑石英砂巖夾粉灰質(zhì)泥巖；

(5)中三疊統(tǒng)白衙組(T2b)：為陸緣碳酸鹽巖建造，巖性為泥質(zhì)白云質(zhì)灰?guī)r、生物屑泥晶灰?guī)r；

(6)第三系始新統(tǒng)寶相寺組(E2b)：巖性為泥礫巖、砂礫巖，鈣質(zhì)泥巖膏巖層。

1.2 構(gòu)造

礦區(qū)處在揚(yáng)子地臺(tái)西北部寧蒗-程海北北東向斷裂帶上，構(gòu)造形跡主要表現(xiàn)為一系列北北東向短軸褶皺、斷裂(圖1)。斷裂構(gòu)造主要有白牛廠主干斷裂以及馬耳他-偉達(dá)斷裂、苦蕎灣-大丫口斷裂、西范坪北東向斷裂組成向西凸出的弧形斷裂；這些斷裂是上古生界中二疊統(tǒng)峨嵋山玄武巖組和后期喜山期堿性-中酸性巖漿侵入的通道。褶皺主要是色都向斜、白牛廠背斜和西范坪復(fù)式背斜。斷裂構(gòu)造在本區(qū)是控制成礦最主要的地質(zhì)因素之一，其具體控制作用表現(xiàn)為主干斷裂以導(dǎo)巖(脈)導(dǎo)礦為主，次級(jí)北北東向斷裂及北西向斷層則多為容巖(礦)構(gòu)造，晚期發(fā)育的北西向斷層，切錯(cuò)了早期斷裂及褶皺。

陽(yáng)新組第四段(P1y4)是區(qū)內(nèi)一重要含礦部位，錳銀礦化、金礦化沿北西向斷裂旁側(cè)構(gòu)造充填交代發(fā)育破碎蝕變巖型金(銀)礦；同時(shí)伴生鐵錳化、碳酸鹽化等多種圍巖蝕變，為本礦區(qū)主要含礦層位，與中二疊統(tǒng)峨眉山玄武巖組(P2β)呈角度不整合接觸。

陽(yáng)新組第四段(P1y4)與峨眉山玄武巖組第一段(P2β1)層間斷裂(F7)破碎帶是礦區(qū)主要控礦構(gòu)造，其控制了金礦體的產(chǎn)出。

圖1 寧蒗白牛廠礦區(qū)地質(zhì)圖(據(jù)文獻(xiàn)[6，15])

1-大地構(gòu)造界線；2-地層界線：3-斷裂線；4-第四系：5-寶相寺組；6-中三疊統(tǒng)北衙組；7-下三疊統(tǒng)青天堡組；8-上二疊統(tǒng)黑泥哨組；9-中二疊統(tǒng)峨眉山玄武巖組；10-下二疊統(tǒng)陽(yáng)新組；11-石英二長(zhǎng)斑巖；12-金銀礦體及編號(hào)

1.3 巖漿巖

礦區(qū)巖漿巖類型較多，其活動(dòng)強(qiáng)弱差異大。火山巖以晚二疊世基性玄武巖噴發(fā)最為廣泛，侵入巖以喜馬拉雅期富堿巖漿侵位活動(dòng)最為廣泛，主要分布于斷裂帶兩側(cè)[9]，多伴生斑巖Cu-Au 礦床[10-13]。侵入巖分印支期和喜馬拉雅期二個(gè)巖漿活動(dòng)時(shí)期，各期礦化特征亦不盡相同；喜馬拉雅期的淺成-超淺成堿性-中酸性斑巖，是成礦物質(zhì)的主要來源。

2 物性特征

根據(jù)采集的不同層位巖石物性參數(shù)統(tǒng)計(jì)(表1)，碎屑巖密度稍低為2.63×103kg/m3；碳酸鹽巖密度中等為2.68×103kg/m3左右；火山巖密度最高達(dá)2.73×103kg/m3；堿性-中性斑巖密度最低僅為2.47×103kg/m3。在地表碎屑巖、碳酸鹽巖、火山巖出露區(qū)出現(xiàn)重力低異?？赡転榈叵码[伏堿性—中性斑巖、深部中酸性巖體引起。

表1 白牛廠礦區(qū)地層物性參數(shù)表

3 重力場(chǎng)特征

3.1 重力異常特征

在區(qū)域重力場(chǎng)上礦區(qū)位于寧蒗重力低異常北東側(cè)，近北北東向三江口-寧蒗-程海與北東向木里-麗江重力梯級(jí)帶交匯部位[14]。

從礦區(qū)大比例尺高精度重力測(cè)量成果看(圖2)，礦區(qū)布格重力異常等值線總體北北東向展布，將北北東向三江口-寧蒗-程海區(qū)域重力梯級(jí)帶細(xì)分為東西2支。

東支為北東向略向東凸的規(guī)模宏大的張家灣子-水波衣-紙房溝-菜園子布格重力異常梯級(jí)帶，區(qū)內(nèi)長(zhǎng)約17.5 km，梯度北陡南緩，北部張家灣子一帶達(dá)7.0×10-5m/s2/km，向南到西廠一帶受東南側(cè)羅卜地局部重力低影響梯度變緩，為3.5×10-5m/s2/km。

西支為北北東向展布的牛窩子-龍洞灣-大丫口-大黃山布格重力異常梯級(jí)帶，區(qū)內(nèi)長(zhǎng)約14 km，梯度北緩南陡，北部為東側(cè)方家坪—菜園子北東向長(zhǎng)條帶狀重力高異常區(qū)與西側(cè)規(guī)模宏大的梨樹坪重力低異常帶北延部分的分界線，中部大丫口一帶為重力梯級(jí)帶，梯度變化為5.0×10-5m/s2/km。兩梯級(jí)帶南北兩端延出圖外有相交的趨勢(shì)。

中部沿張家灣子-華樣-巖腳村-白牛廠-菜園子一線，為北東向長(zhǎng)條帶狀方家坪-菜園子重力高異常帶與東側(cè)北北東向長(zhǎng)條狀曹灣-余家村重力低異常區(qū)的分界線，長(zhǎng)約11.5 km，華樣-巖腳村間為梯度平緩的梯級(jí)帶，梯度變化最大約為4.2×10-5m/s2/km。

圖2 白牛廠礦區(qū)布格重力異常圖

張家灣子-方家坪-巖腳村-白牛廠-菜園子重力異常變異線，與張家灣子-水波衣-紙房溝-菜園子重力梯級(jí)帶夾持區(qū)域，為規(guī)模宏大的北北東向長(zhǎng)條狀曹灣-余家村重力低異常區(qū)，長(zhǎng)約10.2 km，水波衣一帶最寬處約3.4 km，等值線北北東向展布、東密西緩，受龍頭山-紙房溝、寒雞兒局部重力高影響，自北向南由北西向長(zhǎng)條狀曹灣、水波衣和東西向長(zhǎng)軸狀余家村低值中心組成，水波衣低值中心規(guī)模最大，北西向長(zhǎng)條狀，長(zhǎng)約2 km，寬0.5km，最低值-310.5×10-5m/s2。

剩余重力異常(圖3)特征基本與布格重力異常一致，等值線南北向展布；在礦區(qū)核心區(qū)白牛廠背斜核部圈定了由多個(gè)長(zhǎng)條狀、等軸狀圈閉負(fù)值中心組成北北東向略向東凸的長(zhǎng)條帶狀曹灣-余家村剩余重力負(fù)異常區(qū)，負(fù)極值中心由北北西向長(zhǎng)條狀曹灣負(fù)異常、北北西向水波衣負(fù)異常、等軸狀余家村負(fù)異常組成，水波衣局部負(fù)異常規(guī)模最大、幅值最低，長(zhǎng)約2.1 km，寬1.0 km，極小值-6.0×10-5m/s2；該重力負(fù)異常區(qū)西南端在菜園子一帶與規(guī)模宏大的南北向長(zhǎng)條帶狀梨樹坪負(fù)異常帶相聯(lián)。周圍正異常環(huán)繞西部為北北東向長(zhǎng)條帶狀巖腳村剩余重力正異常、東部為馬道子-羅卜地山頂剩余重力正異常。

圖3 白牛廠礦區(qū)剩余重力異常圖

1-剩余重力異常零值線及注記；2-剩余重力異常正值線及注記：3-剩余重力異常負(fù)值線及注記；4-圖切反演擬合剖面位置及編號(hào)；5-找礦有利地段位置及編號(hào)

曹灣-余家村負(fù)異常區(qū)為白牛廠背斜核部，主要出露下二疊統(tǒng)陽(yáng)新組(P1y)碳酸鹽巖，零星見喜馬拉雅期淺成-超淺成堿性-中性斑巖脈侵入；在背斜核部中、高密度的碳酸鹽巖區(qū)出現(xiàn)形態(tài)規(guī)整、規(guī)模、幅值較大的剩余重力負(fù)異常區(qū)，推斷背斜核部隆起部位地下深部有低密度的中酸性巖體侵入。周圍巖腳村、馬道子-羅卜地山頂剩余重力正異常區(qū)為高密度的中二疊統(tǒng)峨嵋山(P2β)玄武巖分布。

3.2 布格重力異常密度界面反演擬合地質(zhì)斷面

區(qū)域上北東向三江口-寧蒗-程海斷裂，礦區(qū)北東向牛窩子-龍洞灣-大丫口-大黃山斷裂(F3)，張家灣子-水波衣-紙房溝-菜園子(F7)斷裂均是中二疊統(tǒng)峨嵋山玄武巖組噴發(fā)沉積的通道。F7斷裂及其周邊次級(jí)斷裂也是后期喜馬拉雅期堿性斑巖脈(淺成相)、深部中酸性巖漿(深成相)侵入的通道。

為研究礦區(qū)深部隱伏巖體空間形態(tài)特征，通過余家村、曹灣剩余重力負(fù)異常中心(圖3)圖切布格重力異常剖面，進(jìn)行2.5D擬合密度界面反演，大致推斷地下深部有中酸性巖體隱伏中酸性巖體沿F7斷裂侵入(圖4)，向西傾伏，深部向西延伸較大；斷面上巖體規(guī)模南小北大，頂界面埋深約300m左右。

將反演的地下深部隱伏中酸性巖體特征點(diǎn)投影至地面可以看出，隱伏中酸性巖體在南部余家村一帶，規(guī)模小、頂界面埋深略大，中部大灣子-水波衣一帶處于溝谷低洼處，規(guī)模最大、頂界面埋深最小，再往北隨海拔高度增加，巖體規(guī)模較大、頂界面埋深也增大，巖體平面呈南北收縮、中部膨大的趨勢(shì)。斷面上在余家村東、水波衣-大灣子間、曹灣東形成巖枝(株)凸起，巖體頂界面埋深最小，而白牛廠、龍頭山-紙房溝一帶、寒雞兒一帶形成巖凹，巖體頂界面埋深較大。

圖4 局部重力異常Ⅰ、Ⅲ擬合計(jì)算及地質(zhì)解釋剖面

4 結(jié)論

礦區(qū)勘探程度較高，表層褐鐵礦化金礦體主要受構(gòu)造、巖漿巖和地層等多種因素控制，其成因類型屬火山及次火山-熱液金銀礦礦床[5]。喜馬拉雅期堿性斑巖沿?cái)嗔亚秩肓阈浅雎?，大比例尺重力測(cè)量推測(cè)F7為深大斷裂，是巖漿侵入的通道，背斜核部地下空間推測(cè)有中酸性巖體侵入，在余家村東、水波衣-大灣子間、曹灣東形成巖枝(株)凸起，巖體頂界面埋深最??；而在白牛廠、龍頭山-紙房溝、寒雞兒一帶為巖凹，與碳酸鹽巖接觸界面之凹陷部位，為容礦空間，根據(jù)控礦斷裂F7位置、地表礦體出露情況及礦區(qū)深部鉆孔見礦層位，推測(cè)白牛廠-余家村、大灣子、水波衣這三個(gè)區(qū)域(圖3)是矽卡巖型鉛鋅銅多金屬礦體成礦有利地段，深部找礦潛力較大。