云南巍山縣扎村金礦地質(zhì)特征及礦床成因

李 昊，劉紹昌，吳 帆

(1.云南黃金礦業(yè)集團股份有限公司，云南 昆明 650224；2.云南省地震局，云南 昆明 6502243；3.云南地質(zhì)礦產(chǎn)勘查開發(fā)局，云南 昆明 650224)

云南巍山縣扎村金礦位于唐古拉-昌都-蘭坪-思茅褶皺系(Ⅳ)，蘭坪-思茅褶皺帶(Ⅳ1)，云龍-江城褶皺束(Ⅳ12)中段。無量山弧形構造帶的北東緣，紫金山復式背斜南部傾沒端之東側(cè)。

1 礦區(qū)地質(zhì)背景

區(qū)內(nèi)出露地層以中生界為主，分別為三疊系上統(tǒng)和侏羅系中統(tǒng)。出露地層由新到老為

(1)中侏羅統(tǒng)花開左組(J2h)：為灰綠色、紫紅色中厚層狀泥巖夾少量同色粉砂巖；

(2)上三疊統(tǒng)麥初箐組(T3m)：為黃綠色塊狀泥巖、泥巖夾暗紫紅色含礫砂質(zhì)鈣質(zhì)泥巖；

(3)上三疊系挖魯八組(T3wl)：為灰黑色、褐黃色泥質(zhì)粉砂巖、鈣質(zhì)粉砂質(zhì)水云母頁巖。

礦區(qū)外圍還出露上三疊系三合洞組(T3s)深灰色塊狀含燧石粉晶灰?guī)r、灰黑色粉砂泥質(zhì)灰?guī)r，上三疊統(tǒng)歪古村組(T3w)紫灰色薄層狀鈣質(zhì)細砂巖，灰綠、黃灰色鈣質(zhì)板巖。

區(qū)內(nèi)巖漿巖不甚發(fā)育，在扎村金礦區(qū)南東13km以外的巍山蓮花山-南澗金頂莊出露有大片的沿巍山河斷裂侵入的以石英角閃二長斑巖、黑云角閃二長斑巖、石英二長斑巖等淺成-超淺成斑巖體群。

受區(qū)域紅河斷裂影響和控制，區(qū)域主構造線以近南北向或北北西向為主，主要褶皺為近南北向展布的紫金山復式背斜；紫金復式背斜內(nèi)斷裂發(fā)育，且明顯集中于背斜核部附近，按展布方向，可分為北北東向斷裂和北北西向斷裂，該兩組斷裂是區(qū)內(nèi)形成較早，規(guī)模較大的主斷裂，是區(qū)內(nèi)銻、金、汞、砷等熱液礦床的導礦、容礦構造。

2 礦床地質(zhì)

2.1 賦礦部位及礦化帶特征

扎村金礦礦體均賦存于近南北向推覆斷裂(F24)構造破碎帶中(圖1)。該破碎帶寬約50m～300m。鉆探控制礦帶最大斜深已達400m以上，破碎帶下盤為上三疊統(tǒng)挖魯八組(T3wl)和麥初箐組(T3m)，地層傾向東，傾角30°～45°；破碎帶上盤巖層為向西傾斜，傾角10°～20°的中侏羅統(tǒng)花開左組(J2h)碎屑巖。

礦區(qū)共圈定含金礦化破碎帶1條(Ps)，礦化破碎帶寬25.40m～99.86m，走向北北東，傾向南東東，淺部傾角 20°～35°，中深部傾角較陡30°～45°。根據(jù)含金破碎帶的結構、構造特征及 蝕變礦化特征，將含金破碎帶(礦化帶)劃分為上、中、下三個構造蝕變帶(Ps1、Ps2、Ps3)，礦體分別產(chǎn)在上、

圖1 扎村金礦礦區(qū)地質(zhì)簡圖(據(jù)文獻[2])

圖2 含金破碎帶(F24)的垂向分帶特征A-A’剖面圖(據(jù)文獻[3])

中、下三個構造蝕變帶內(nèi)(圖2)。該金屬礦化帶具黃鐵礦化、硅化、碳酸鹽化，局部偶見重晶石化和絹云母化。礦物以黃鐵礦為主，有少量方鉛礦、閃鋅礦、輝銻礦、自然鉛、辰砂、錫石、白鎢礦、磁鐵礦、褐鐵礦及自然金等，主要為低溫礦物組合。

2.2 礦體特征

礦區(qū)內(nèi)共圈定了6個礦體，分別于上部構造蝕變帶(Ps1)內(nèi)分布 KTI-1、KTI-2兩個礦體，于中部構造蝕變帶(Ps2)內(nèi)分布KTII-1礦體，于下部構造蝕變帶(Ps3)內(nèi)的分布 KTⅢ-1、KTⅢ-2、KTⅢ-3 三個礦體。代表性礦體特征如下：

(1)KTI-1礦體：結構較簡單，全為低品位礦，礦體北東走向，傾向90°～110°，傾角12°～45°，礦體走向長160m，單工程真厚度1.02m～8.16 m，平均3.42m，厚度變化系數(shù)75%，屬穩(wěn)定型；Au單工程品位Au1.10～2.20g/t，平均品位1.60g/t，品位變化系數(shù)51%，屬有用組分分布均勻型。

(2)KTI-2礦體：分布于 115～108 線間，呈透鏡狀，賦存于上部構造蝕變帶(Ps1)下部，在走向及傾向上均出現(xiàn)尖滅再現(xiàn)現(xiàn)象，礦體傾向南東，傾角14°～45°。礦體由工業(yè)礦和低品位礦構成。礦體單工程真厚度0.86m～9.54 m，平均3.53m，厚度變化系數(shù) 72%，屬穩(wěn)定型；Au單工程品位 1.03～68.28 g/t，平均品位 3.24 g/t，品位變化系數(shù) 438%，屬有用組分分布不均勻型。

6個礦體賦礦巖石類型均為破碎蝕變石英砂巖、粘土巖、粉砂巖。上部礦化帶中賦礦巖石類型以石英砂巖和石英雜砂巖為主；中部礦化帶以粉砂巖和泥質(zhì)粉砂巖為主；下部礦化帶以粘土巖和粉砂粘土巖為主。

6個礦體賦礦巖石均為具有碎裂和角礫構造的碎屑巖。通過對巖石破碎程度的統(tǒng)計、對比。上部礦體巖石角礫化作用較強，中部礦體次之，下部礦體角礫巖化作用較弱。

礦體賦礦巖石的熱液蝕變類型為石英-白云石-黃鐵礦型，各類蝕變礦物的含量大致相同，但巖石的褪色蝕變有明顯的差異，上部構造蝕變帶(Ps1)中礦體褪色蝕變較強，以淺色為主；中部構造蝕變帶(Ps2)中礦體褪色蝕變中等，以灰色、深灰色為主；下部構造蝕變帶(Ps3)中礦體以黑色為主

2.3 礦石質(zhì)量

2.3.1 礦石的礦物組成

礦區(qū)內(nèi)礦石均為含金破碎帶內(nèi)的黃鐵礦化蝕變碎屑巖及其破碎巖、角礫巖型金礦石。礦石由金屬礦物和非金屬礦物組成。金屬礦物有黃鐵礦、褐鐵礦、錫石、方鉛礦、閃鋅礦、輝銻礦、白鎢礦、自然鉛、辰砂、磁鐵礦及自然金等；非金屬礦物有石英、白云石、方解石、伊利石、絹云母、水云母、重晶石、電氣石、白云母、磷灰石、鋯石、金紅石、獨居石等。

其中自然金顏色為微赤黃色。呈不規(guī)則粒狀、片狀、樹枝狀、渣狀。自然金粒度 0.05mm～0.08mm和0.1mm～0.2mm為主，最大粒徑可達1mm，最小為5μm左右。自然金具柔軟、延展性好、金屬光澤強等特征。

2.3.2 金的賦存狀態(tài)

據(jù)自然重砂、人工重砂及礦石初選試驗樣的成果獲知，本區(qū)金的賦存狀態(tài)以自然金為主，次有少量包裹金，其次為極少量的吸附金和微量類質(zhì)同象金。金礦石初步可選性試驗中，對各類礦物光譜定量分析結果的金含量分別為：黃鐵礦中：3.36g/t；石英中：0.059g/t；粘土礦物中：0.21g/t；碳酸鹽礦物中：0.0069g/t。其中黃鐵礦中金主要為包裹金，少部分可能為類質(zhì)同象金。此外，石英和碳酸鹽礦物中金含量也極低，如果將包裹金扣除，這類質(zhì)同象金就甚微了。

2.4 礦石結構、構造.礦物共生關系

礦石結構有砂狀結構 、泥質(zhì)鱗片結構 、自形-半自形晶粒狀結構 、交代溶蝕結構 、鑲嵌結構 、包含結構 、乳膠狀結構

礦石構造有角礫-碎粒、碎斑構造 、浸染狀構造、脈狀-網(wǎng)脈狀構造、 斑塊狀構造 。

礦區(qū)礦化具有多階段的特征，礦石中的礦物組合可劃分為以下四個期次：

早期：粗粒黃鐵礦-石英-白云石-自然金。

中期：白云石-石英-黃鐵礦-多金屬硫化物-自然金。

晚期：石英-白云石-方解石-微粒黃鐵礦-重晶石-絹云母。

表生期：伊利石-高嶺石-褐鐵礦-水云母。

上述四組礦物共生組合系列中，以早期和中期為本期最主要的金礦化階段，最基本的礦物組合為：黃鐵礦-石英-白云石-自然金。

3 礦床成因及礦床成因類型

3.1 礦床成因初步探討

在總結前述礦床特征的基礎上，對扎村金礦的成礦作用過程及機制進一步的分析，進而探討礦床成因。

3.1.1 成礦物質(zhì)來源

據(jù)1990年普查報告，礦區(qū)礦體和圍巖中硫化物(黃鐵礦30件、方鉛礦和輝銻礦各1件)硫同位素測定結果為：圍巖的δS34值在-2.08～-9.91‰之間，平均值-6.12‰，主要為殼源硫；含金破碎帶內(nèi)的熱液礦化硫同位素組成在-3.99～+5.55‰間，平均為-0.53‰，與幔源流的基本特征一致。

含金破碎帶內(nèi)蝕變礦物石英、白云石、方解石、水云母等礦物氣液包裹體溶液中氫、氧同位素的測定結果為：δD值在-85.8～-117.4‰之間，主要在-97.3～-105‰之間變化，變化范圍窄小；ΔO18值在-7.8～+9.56‰之間，極差17.45‰。表明礦化早期礦液主要來自巖漿水和封存熱鹵水；礦化中期，礦液組成為巖漿水、活化后的封存熱鹵水、大氣降水的混合水。

礦區(qū)的微量元素具有以下分布特征：

(1)本區(qū)各地層中各類巖石的Au背景含量在0.7～0.9×10-9之間，其中以1～2.86×10-9為主，各時代地層中又以T3W和P2地層中Au含量較高，但總的仍屬正常Au的背景值分布范圍；Hg、Sb、Zn在各地層中的含量略高于維氏值2～3倍，其它元素普遍低于或接近維氏值。

表2 扎村金礦主要均一溫度和鹽度表

(2)含金破碎帶內(nèi)Au的富集與次級構造有關，各階段的熱液礦化中，As、Hg、Sb、Pb、Cu、Mo、Co、Bi、Cr等元素與Au礦化關系比較密切，其中Hg、As主要分布于破碎帶的上部及其圍巖中，構成上部遠礦暈；Sb、W、Cu分布在礦帶中或礦體上部，為近礦暈(頭部暈)；Au、Cr、Pb、Co為礦體暈；Cu、Zn為尾部暈。

(3)從 Au、As、Sb、Hg、W、Pb、Co 的地球化學原生暈的異常分布看，其低值區(qū)與含金破碎帶的分布極為吻合，而高值區(qū)則分布于 Au 礦體內(nèi)或礦體周圍，并沿含金破碎帶的走向及傾向斷續(xù)分布，具有尖滅再現(xiàn)、尖滅側(cè)現(xiàn)的特征。表明本區(qū)金礦化具有多期次、多階段、多成因的特點，高值區(qū)的出現(xiàn)主要是受次級構造的控制，又多次礦化疊加所致，這些高值異常區(qū)域與含金破碎帶的產(chǎn)生和演化中形成的控礦次級構造分布域極為吻合。

成礦物質(zhì)主要包括成礦金屬元素及其伴生微量元素、硫和硅質(zhì)等。據(jù)前面對成礦流體物理化學特征及本區(qū)微量元素分布特征的初步闡述，本區(qū)成礦物質(zhì)具有多來源的特點，從礦床中與金礦化密切相關的黃鐵礦的硫同位素組成以及石英包體中的氫、氧同位素組成，均表明礦質(zhì)具幔源和殼源的混合來源特征。此外，從礦體內(nèi)黃鐵礦的鉛同位素組成來看，206Pb/204Pb、207Pb/204Pb、208Pb/204Pb 的比值變化較小，將其投在“Doe和Zartman 鉛演化曲線模式圖”中，則均落入造山帶演化曲線附近，表明為殼源鉛與幔源鉛混合的結果，進一步證實本礦區(qū)礦質(zhì)具有幔源和殼源混合來源的特征。

3.1.2 成礦溫度

礦區(qū)含金破碎帶內(nèi)的熱液蝕變礦物石英中包裹體的均一溫度在110～310℃范圍內(nèi)，并可分出140～170℃、190～250℃、260～300℃三個主要期間和零星出現(xiàn)的110℃期間。這與本區(qū)含金破碎帶的四個構造演化階段及其相應出現(xiàn)的四個蝕變礦化階段是相吻合的。即早期礦化階段的均一溫度在260～310℃之間；中期礦化階段在190～250℃之間；晚期礦化第一階段在140～170℃之間；晚期礦化第二階段則處在100℃左右。而白云石、方解石和黃鐵礦中包裹體的爆裂溫度在150～500℃之間，如果舍棄最高值不計，大致在 150～250℃和 300～330℃兩個主要期間。爆裂溫度的期間與均一溫度對應出現(xiàn)，說明爆裂溫度可能代表成礦流體中蝕變礦物沉淀時結晶溫度的上限值，均一溫度代表結晶時的下限值。它們總的標志著含金破碎帶內(nèi)蝕變礦化作用的溫度。

3.1.3 金及伴生元素 Hg、Sb、As 的遷移形式

礦化中期，含金破碎帶處于開放狀態(tài)。隨著成礦溫度逐漸降低，壓力逐漸減小，伴隨自然金的繼續(xù)沉淀，礦液中〔Au(HS)2-+H2O+H+〕=Au↓+2H2S+O2〕，S2-增加，黃鐵礦大量生成的同時，Hg、Sb、As的硫化物也同時形成，構成了本區(qū)的黃鐵礦-石英-白云石-多金屬硫化物-自然金礦化階段。而Hg、Sb、As的硫絡合物和氯絡合物均較Au的絡合物穩(wěn)定，因此具有更大的活動性，除在礦帶中部分沉淀外，并向圍巖方向不斷的擴散而構成了本區(qū)的遠礦暈。

礦化晚期，隨著玉髓的大量滲入，礦液逐漸轉(zhuǎn)變?yōu)橐詺ぴ礊橹鞯牡V質(zhì)濃度逐漸降低的常溫地下水，由于物化條件發(fā)生了本質(zhì)的變化，金礦化在破碎帶中已逐漸終止，僅有少量Hg、As礦化發(fā)生。

3.1.4 成礦機制的初步分析

從晚三疊世-古新世該地塊下陷逐漸發(fā)展為一個規(guī)模宏大的南北向塹溝構造，在塹溝中沉積了厚達9600m以上的巨厚沉積物[3]。在這段地質(zhì)歷史時期中，該地槽經(jīng)歷了強烈的印支運動和燕山運動，并伴隨有一系列的巖漿侵入和噴溢活動，由于巨厚蓋層的存在，含有較多礦質(zhì)的巖漿水、原生沉積建造水、變質(zhì)水的混合液被長期封存在巨厚蓋層中，這樣就為本區(qū)礦化提

供了主要礦質(zhì)來源[3]。

喜馬拉雅運動使蘭坪-思茅褶皺帶整體抬升，使包括巍山-漾濞斷塊在內(nèi)的整個地塹帶產(chǎn)生強烈褶皺，在該地塹帶中形成了紫金山復式背斜。在長期水平擠壓應力作用下，下滲于地層中的雨水通過上部膏巖層形成熱鹵水，沿斷裂和裂隙向地殼深部繼續(xù)下滲，并與巨厚地層中封存的巖漿水、原生沉積建造水、變質(zhì)水混合。此期間，一系列淺成和超淺成的斑巖體的侵入，為上述混合液提供了熱源和部分成礦物質(zhì)，并在高溫高壓下產(chǎn)生不完全的均一化，形成高度礦化的混合熱鹵水[3]。

這些礦液在長期的擠壓應力和深部各種熱動力的作用下，沿復式背斜近核部的隱伏深斷裂向地殼上部遷移，在運移過程中還不斷溶解和萃取圍巖中的硫和少量金屬元素。但這些以硫及氯的絡合物存在于礦液中的金屬元素經(jīng)遠距離遷移到含金破碎帶時，由于物化條件的改變，金開始沉淀，自然金與同時或稍早形成的粗粒黃鐵礦及石英在破碎帶中沿裂隙以充填為主富集成礦。而As則部分沉淀，部分向圍巖擴散，形成砷的遠礦暈。

礦化中期，由于持續(xù)的變形作用和受力的不均衡和間斷性，致使破碎帶東側(cè)形成由西向東的強張滑脫，含金破碎帶上盤下滑，破碎帶由半封閉狀態(tài)轉(zhuǎn)化為開放狀態(tài)，但由于破碎帶上、下盤的巖性為砂泥巖互層，具有良好的隔擋作用，使破碎帶成為自成體系熱夜活動區(qū)間。本階段成礦溫度為190°C～250℃，fo2雖繼續(xù)增大，但仍處于還原環(huán)境。壓力的下降，使大量向上運移的礦液與圍巖產(chǎn)生較廣泛的置換反應，礦化方式由以充填為主轉(zhuǎn)化為以交代為主，伴隨黃鐵礦、石英、白云石和自然金的沉淀，微量元素As、Sb、Hg、Cu、Pb、Zn也以硫化物的單礦物沉淀，形成了區(qū)內(nèi)的第二階段礦化，即黃鐵礦(脈狀)-石英-白云石-多金屬硫化物-自然金階段。由于壓力的減小，溫度的降低，黃鐵礦結晶速度加快，故粒度較早期為小[3]。

上述兩個主要礦化階段的疊加，構成了扎村金礦床。礦化晚期，破碎帶再度經(jīng)歷了先擠壓，后滑脫，使破碎帶規(guī)模進一步擴大。由于構造環(huán)境的改變，雨水的大量滲入，導致了礦液的性質(zhì)由含礦質(zhì)豐富的高濃度熱鹵水逐漸轉(zhuǎn)化為含礦質(zhì)較少的以大氣降水為主的 常溫地下水。這一階段金礦化由微弱直至消失，蝕變類型為：玉髓石英-方解石-微粒浸染狀黃鐵礦[3]。

4 結論

含金破碎帶內(nèi)各構造演化階段的特征雖然各異，但與之對應的各礦化階段形成的礦物與元素組合仍具有相似的特征，即均以自然金+黃鐵礦+白云石+石英為最主要、最基本的組合形式[3]。因此，礦床成因類型為構造破碎帶控礦的深遠源運移的中-低溫混合熱液型金礦床。