云南西疇縣菜園子鉛鋅銅礦床特征及成因

蔡金君，王吉東，李凌霄，楊 卓

(1.云南省有色地質(zhì)局三一七隊(duì)，云南曲靖 655000；2.云南省有色地質(zhì)局楚雄勘查院，云南楚雄 675000)

菜園子鉛鋅銅礦區(qū)位于云南省西疇縣興街鎮(zhèn)北西部。該礦區(qū)位于南溫河變質(zhì)核雜巖的北部蓋層部位。大地構(gòu)造位置屬揚(yáng)子陸塊區(qū)(Ⅵ)上揚(yáng)子古陸塊(Ⅵ-2)都龍變質(zhì)核雜巖(Ⅵ-2-10)北部，富寧-那坡被動(dòng)陸緣((Ⅵ-2-9))中部。成礦區(qū)帶劃分屬濱太平洋成礦域華南成礦省(Ⅱ4)個(gè)舊-文山-富寧Sn-W-Ag-Pb-Zn-Au-Sb-Mn-Al成礦帶(Ⅲ13)薄竹山-馬關(guān)Ag-Sn-W-Pb-Zn礦帶(Ⅳ30)，屬滇東南Sn、W、Ag、Au多金屬地球化學(xué)區(qū)的南東端老君山Sn、Zn、Ag、W、Sb多金屬地球化學(xué)分區(qū)。

1 礦床地質(zhì)特征

礦區(qū)出露地層有下泥盆統(tǒng)坡腳組(D1p)、下泥盆統(tǒng)古木組(Dg)和非正式填圖單位壩塘巖楔(bw)。

(1)下泥盆統(tǒng)坡腳組(D1p)：巖性主要為灰黃色、灰綠色板巖、千枚巖與深灰色薄至中厚層狀粉晶灰?guī)r、大理巖化灰?guī)r和大理巖互層，夾灰白色、灰色薄至中層狀硅質(zhì)巖和灰綠色塊狀綠簾石矽卡巖。板巖、千枚巖變質(zhì)新生礦物以絹云母為主，千枚狀構(gòu)造明顯，大理巖具等軸粒狀變晶結(jié)構(gòu)，條帶狀構(gòu)造。原巖主要為泥巖、灰?guī)r，為濱岸-陸棚沉積環(huán)境。區(qū)內(nèi)地層出露不完整，厚度大于300m，未見底；

(2)下泥盆統(tǒng)古木組(Dg)：中上部巖性主要為灰白色、淺灰色中厚層狀至塊狀白云巖、白云質(zhì)灰?guī)r，下部主要為灰色、深灰色薄至中層狀粉晶灰?guī)r、生物碎屑灰?guī)r，于底部見大量生物遺跡化石。巖石顏色整體從底部往頂部呈現(xiàn)逐漸變淺。

(3)壩塘巖楔(bw)主要巖性為灰黑色薄至中層狀泥晶灰?guī)r、炭質(zhì)灰?guī)r，局部見角礫狀灰?guī)r，水平紋層發(fā)育，其底界下超與坡腳組頂部，頂界于古木組中上部白云巖呈頂超接觸，與其他地層接觸部位多見潮道角礫巖、倒石堆角礫巖和揉皺構(gòu)造。該巖楔是陡岸緩坡型臺(tái)緣斜坡相沉積，為早泥盆世晚期至中泥盆世早期的跨時(shí)代沉積地質(zhì)體。

礦區(qū)受壓扭性文麻斷裂(F1)的影響，構(gòu)造整體呈現(xiàn)左行走滑特征(圖1)區(qū)內(nèi)北東向、北西向斷層(F2、F3、F4、F5、F6、F7)均為文麻斷裂的次生斷裂。礦區(qū)受區(qū)域變質(zhì)作用明顯，巖層普遍淺變質(zhì)，變質(zhì)巖類型主要為板巖、千枚巖和大理巖。

圖1 云南省西疇縣菜園子鉛鋅銅礦區(qū)地質(zhì)略圖

2 礦體特征

2.1 礦體產(chǎn)狀

礦區(qū)內(nèi)鉛鋅銅礦為隱伏礦體，礦體呈層狀、似層狀，主要賦存于下泥盆統(tǒng)坡腳組(D1p)矽卡巖中(圖2)，賦礦巖石為矽卡巖，礦層頂板為硅質(zhì)巖，底板為千枚巖或矽卡巖化千枚巖。礦體產(chǎn)狀與地層產(chǎn)狀基本一致，礦體產(chǎn)狀傾向165°～170°，傾角40°～50°。大致可分為上下兩個(gè)含礦層，上部1號(hào)礦體，下部2號(hào)礦體。礦體走向長130m～800m，傾向延伸120m～700m，礦體厚度1.17m～3.87m，Pb品位0.885ω%～5.79ω%，Zn品位1.17ω%～4.52ω%，Cu品位0.04ω%～0.35ω%。

2.2 礦物組成和結(jié)構(gòu)構(gòu)造

礦石礦物主要有閃鋅礦、方鉛礦、黃銅礦、黃鐵礦，少量赤鐵礦、磁黃鐵礦、磁鐵礦等，脈石礦物主要為方解石、石英、綠簾石等，多呈自形、它形粒狀、交代殘余及固液體分離的乳滴狀。礦石主要為條帶狀、紋層狀，次為塊狀、浸染狀、星點(diǎn)狀。從礦石的結(jié)構(gòu)及構(gòu)造的微觀和宏觀特征上都表明噴流沉積作用的存在，含礦矽卡巖也說明了存在巖漿熱液疊加作用。

2.3 圍巖蝕變

區(qū)內(nèi)鉛鋅礦有關(guān)的近礦圍巖蝕變主要是：矽卡巖化、黃鐵礦化和硅化。

2.4 成礦要素

根據(jù)《勘查區(qū)找礦預(yù)測理論與方法》[2]，總結(jié)礦區(qū)成礦要素，成礦地質(zhì)體為下泥盆統(tǒng)坡腳組(D1p)；成礦構(gòu)造為區(qū)域斷裂文山-麻栗坡斷裂與同生斷裂，成礦結(jié)構(gòu)面為硅鈣面；成成礦作用標(biāo)志為紋層狀、條帶狀鉛鋅礦石，賦存于矽卡巖。

3 稀土元素分析樣品選取和分析方法

用于稀土元素含量分析的樣品采自菜園子鉛鋅銅礦床坑道內(nèi)1、2號(hào)礦體，分別對礦體的頂板、底板及礦層進(jìn)行系統(tǒng)控制，樣品地表性強(qiáng)。稀土元素含量分析由澳實(shí)分析檢測(廣州)有限公司完成，采用電感耦合等離子體制譜法(ICP-MS)測定，分析精度優(yōu)于10%。

圖2 云南省西疇縣菜園子鉛鋅銅礦區(qū)0號(hào)勘探線剖面圖

4 稀土元素地球化學(xué)特征

4.1 分析結(jié)果

菜園子鉛鋅銅礦床各類巖(礦)石稀土元素含量及特征參數(shù)見表1。所有樣品∑REE含量范圍9.93×10-6～202.99×10-6，平均值121.15×10-6，∑LREE/∑HREE=7.16～14.31，平均值11.17，(La/Yb)N=7.15～21.17，平均值14.57，為輕稀土富集型，球粒隕石標(biāo)準(zhǔn)化曲線均具有右傾特征(圖3)，(La/Sm)N=2.47～6.10，平均值4.67，反映輕稀土分異相對較強(qiáng)，(Gd/Yb)N=1.16～3.53，平均值2.15，重稀土分異較弱，其δEu值變化范圍為0.54～1.00，平均值0.70，屬于Eu負(fù)異常，其δCe值變化范圍為1.00～1.08，平均值1.04，屬于弱Ce正異?；駽e無異常。

(1)兩件分屬1、2號(hào)礦體頂板硅質(zhì)巖∑REE含量范圍9.93×10-6～15.19×10-6，平均值12.56×10-6，∑LREE/∑HREE=10.72～12.55，平均值11.64，(La/Yb)N=13.61～21.17，平均值17.39，為輕稀土富集型，球粒隕石標(biāo)準(zhǔn)化曲線均具有右傾特征，(La/Sm)N=2.47～3.65，平均值3.06，反映輕稀土分異相對較強(qiáng)，(Gd/Yb)N=3.05～3.53，平均值3.30，重稀土分異較弱，其δEu值變化范圍為0.54～1.00，平均值0.77，屬于Eu負(fù)異常，其δCe值變化范圍為1.03～1.07，平均值1.05，屬于弱Ce正異常。

(2)三件分屬于1、2號(hào)礦體矽卡巖、矽卡巖化千枚巖∑REE含量范圍150.86×10-6～202.99×10-6，平均值175.79×10-6，∑LREE/∑HREE=10.69～14.31，平均值12.27，(La/Yb)N=12.58～18.44，平均值15.56，為輕稀土富集型，球粒隕石標(biāo)準(zhǔn)化曲線均具有右傾特征，(La/Sm)N=4.79～5.72，平均值5.30，反映輕稀土分異相對較強(qiáng)，(Gd/Yb)N=1.56～2.23，平均值1.89，重稀土分異較弱，其δEu值變化范圍為0.59～0.65，平均值0.62，屬于Eu負(fù)異常，其δCe值變化范圍為1.00～1.08，平均值1.04，屬于弱Ce正異?；駽e無異常。

表1 菜園子鉛鋅銅礦床各類巖性稀土元素含量(ωB×10-6)及特征參數(shù)一覽表

(3)兩件分屬于1、2號(hào)礦體底板千枚巖∑REE含量范圍147.65×10-6～147.91×10-6，平均值147.77×10-6，∑LREE/∑HREE=7.16～10.95，平均值9.05，(La/Yb)N=7.15～13.38，平均值9.05，為輕稀土富集型，球粒隕石標(biāo)準(zhǔn)化曲線均具有右傾特征，(La/Sm)N=4.58～6.10，平均值5.34，反映輕稀土分異相對較強(qiáng)，(Gd/Yb)N=1.16～1.61，平均值1.39，重稀土分異較弱，其δEu值變化范圍為0.72～0.77，平均值0.75，屬于Eu負(fù)異常，其δCe值變化范圍為1.02～1.06，平均值1.04，屬于弱Ce正異常。

4.2 成因討論

稀土元素的含量和相關(guān)參數(shù)能為揭示成礦流體性質(zhì)，示蹤成礦流體來源和反演成礦作用過程等方面提供重要信息[3]。Fleet于1993年研究熱液成因和非熱液成因的金屬沉積后，得出結(jié)論，前者∑REE低，后者∑REE高；噴流沉積硅質(zhì)巖具有∑REE含量低的特點(diǎn)[4-6]。礦區(qū)礦體頂板硅質(zhì)巖∑REE含量低，且遠(yuǎn)低于礦層及底板的∑REE，暗示地層成巖成礦過程中存在噴流沉積作用。不同的沉積環(huán)境形成的硅質(zhì)巖δCe值也有所不同，大洋中脊附近硅質(zhì)巖平均δCe值為0.29，廣海平原的硅質(zhì)巖平均δCe值為0.60，大陸邊緣的硅質(zhì)巖平均δCe值為1.03[7]，礦區(qū)內(nèi)樣品整體顯示弱Ce正異?；駽e無異常，暗示沉積環(huán)境為大陸邊緣，與下泥盆統(tǒng)坡腳組(D1p)濱岸-陸棚沉積環(huán)境相吻合。

礦區(qū)樣品整體表現(xiàn)出Eu負(fù)異常(圖3)，造成Eu嚴(yán)重虧損主要有3個(gè)原因，即多次分餾、廣泛交代作用及多階段分離結(jié)晶的結(jié)果[8]。礦區(qū)的矽卡巖印證了交代作用的存在，由于交代作用導(dǎo)致Eu負(fù)異常，巖漿熱液來源可能與隱伏花崗巖體有關(guān)。

Y和Ho具有相同的價(jià)態(tài)和離子半徑，兩者常具有相同的地球化學(xué)性質(zhì)，在許多地質(zhì)過程中，Y/Ho并不發(fā)生改變，因此，可以利用Y/Ho值對成礦流體來源進(jìn)行研究[9-10]。礦區(qū)樣品Y/Ho值為25.49～31.00(均值27.56)，與都龍礦區(qū)深部燕山期隱伏花崗巖接近(31.86-37.14，均值34.03)[9]，暗示成礦物質(zhì)來源可能來源于隱伏花崗巖。

圖3 各類巖性稀土元素球粒隕石標(biāo)準(zhǔn)化分布型式圖

5 結(jié)論

通過對菜園子鉛鋅銅礦區(qū)坑道內(nèi)1、2號(hào)礦體系統(tǒng)取樣并進(jìn)行稀土元素地球化學(xué)研究，結(jié)合區(qū)域地質(zhì)和礦床地質(zhì)特征，并根據(jù)勘查區(qū)找礦預(yù)測理論與方法，認(rèn)為菜園子鉛鋅銅礦區(qū)內(nèi)存在至少2次成礦作用，第一次為下泥盆統(tǒng)坡腳組(D1p)沉積時(shí)的噴流沉積作用，第二次為深部燕山期隱伏花崗巖提供巖漿熱液形成交代作用，所以本文認(rèn)為礦床的成因類型為噴流沉積疊加后期巖漿熱液作用成礦。