滇西大礦山地區(qū)鉛鋅礦成礦特征與找礦方向

李新民，明添學,2，蘇肖宇，李 蓉,2，程勝輝,2

(1.云南省地質調查院，云南 昆明 650051；2.自然資源部三江成礦作用及資源勘查利用重點實驗室，云南 昆明 650051)

鉛鋅作為我國國民經(jīng)濟重要的基礎原材料，在國民經(jīng)濟中占據(jù)重要地位。目前，我國鉛鋅消費的主要領域集中在蓄電池、鉛材及合金、鉛的氧化物、鍍鋅、干電池、氧化鋅、銅鋅合金等。隨著國民經(jīng)濟的不斷發(fā)展，我國鉛鋅資源需求量將進一步擴大。位于滇西保山地塊西部邊緣的加里東期平河巖體，是研究保山地塊大地構造演化的重要窗口，其侵位時代一直廣受學者關注，眾多學者對其開展了大量巖石學、巖石地球化學、鋯石U-Pb年代學、Hf同位素特征的研究，獲得了大量鋯石U-Pb年齡數(shù)據(jù)和Hf同位素數(shù)據(jù)，構建了該區(qū)巖漿巖演化動力學背景與年代學框架[1-7]。同時該地區(qū)也是礦床學研究圣地，發(fā)育一系列金屬礦產(chǎn)，巖漿高溫熱液型鎢錫礦、偉晶巖型鈹銣礦、矽卡巖型鉛鋅礦、熱液型鉛鋅、銅、金銀礦等類型礦床均有產(chǎn)出。大礦山地區(qū)鉛鋅礦產(chǎn)于平河巖體西緣與志留系碳酸鹽巖、碎屑巖接觸部位。自20世紀60年代發(fā)現(xiàn)以來，前人對大礦山鉛鋅礦研究甚少，對其礦床控礦因素、成因認識方面存在一定異議，認為其屬沉積改造型層控礦床[8]和矽卡巖型礦床[9]。同時，經(jīng)多年開采，大礦山鉛鋅礦礦床保有儲量急劇下降，資源竭盡枯竭，急需進一步對礦區(qū)深部及外圍開展找礦，增加礦床儲量和遠景，以確保礦山生產(chǎn)正常進行。近年來，大礦山礦區(qū)外圍找礦取得了重要進展，在其東部新發(fā)現(xiàn)了羊橺梁子中型鉛鋅礦，為該區(qū)鉛鋅礦后期開發(fā)利用提供了資源保障。本文在礦床地質特征、成礦特征研究的基礎上，提高了大礦山地區(qū)鉛鋅礦成礦認識、開闊了思路，并結合相關地球物理特征，指出可供進一步工作的遠景區(qū)域，以期探尋更多相似鉛鋅礦床，取得找礦突破，對該區(qū)鉛鋅礦產(chǎn)資源保障意義重大。

1 區(qū)域地質背景

大礦山地區(qū)位于岡底斯-念青唐古拉褶皺系福貢-鎮(zhèn)康褶皺帶之芒市褶皺束西部中段，怒江斷裂與龍陵-瑞麗大斷裂之間。保山地塊經(jīng)歷了漫長的地質構造演化歷史，強烈的構造-巖漿活動使不同時期的地層、巖漿巖發(fā)生大規(guī)模的俯沖、走滑、復合、疊嵌，形成了特殊的構造地質單元。區(qū)域地質構造復雜，發(fā)育以北東向與南北向為主的斷裂構造；研究區(qū)內巖漿活動強烈，加里東期平河巖體大面積分布于龍陵平達-平河一帶(圖1)，出露面積約1 200 km2，侵位于震旦系-中寒武統(tǒng)公養(yǎng)河群類復理石建造；巖體的鋯石U-Pb同位素年齡為502～466 Ma[2-7]，屬加里東期；巖性復雜多變，以二長花崗巖、似斑狀二長花崗巖為主，局部為英云閃長巖、花崗巖、花崗閃長巖。研究顯示[7]，平河復式巖體巖漿來源于古老地殼的重熔作用，屬于泛非構造運動晚期，由造山環(huán)境向板內穩(wěn)定環(huán)境構造轉換的一個階段，具有典型的造山后S型花崗巖的特點，其形成可能與滇西地區(qū)原特提斯地史階段地塊擠壓碰撞、裂離過程密切相關。地層以震旦系-中寒武統(tǒng)公養(yǎng)河群未變質及淺變質碎屑巖為主，整體圍繞平河復式巖分布，其主體為一套巨厚類復理石建造，由多個粗-細的沉積旋回組成，巖石普遍具輕變質現(xiàn)象；奧陶系-二疊系主要為淺海相具有蓋層特征的陸源碎屑建造和碳酸鹽巖建造，各時代地層間多為整合或假整合關系；震旦系-寒武系公養(yǎng)河群為一套未變質及輕微變質的頁巖、長石石英砂巖夾少量泥質條帶灰?guī)r、板巖，厚度大于8 715 m；寒武系以頁巖、泥質條帶灰?guī)r、灰?guī)r、粉砂巖夾石英砂巖、硅質巖為主，厚度大于1 500 m；奧陶系為一套砂巖、泥質粉砂巖、砂泥質白云巖、粉砂質泥巖、砂質灰?guī)r、筆石頁巖，其上與下志留統(tǒng)呈整合-假整合接觸，厚度大于2 895 m；志留系下統(tǒng)由筆石頁巖及少量粉砂巖組成，中統(tǒng)主要為泥質灰?guī)r、泥沙質白云巖，上統(tǒng)多為砂巖及粉砂巖，厚度達1 111 m，是區(qū)內大礦山鉛鋅礦、羊橺梁子鉛鋅礦的賦礦層位。

圖1 大礦山地區(qū)區(qū)域地質簡圖

大礦山地區(qū)地層構造巖漿巖發(fā)育(圖2)，地層主要是志留系中上統(tǒng)(S2+3)和泥盆系中統(tǒng)回賢組(D2h)，巖漿巖發(fā)育燕山期灰白色中粒、細-中粒白云母二長花崗巖，構造發(fā)育有斷裂構造和褶皺構造。志留系上統(tǒng)(S2+3)在礦區(qū)西南部、中部大面積出露，上部為灰白色透輝石、透閃石石英巖；中部為淺褐色大理巖、石英巖、白云巖；下部為青灰色黑云母石英巖、方解石石英巖；志留系中上統(tǒng)(S2+3)中段碎裂化大理巖、矽卡巖化大理巖是區(qū)內鉛鋅礦主要的賦礦層位?；刭t組(D2h)出露于工作區(qū)北西部，上部為青灰色、灰白色大理巖，局部具矽卡巖化；下部為角巖，局部夾堇青石角巖、斑點板巖，與志留系中上統(tǒng)(S2+3)斷層接觸。

(注：1-泥盆系中統(tǒng)回賢組；2-志留系中上統(tǒng)；3-燕山期花崗巖；4-矽卡巖；5-產(chǎn)狀；6-地質界線；7-平行不整合地質界線；8-逆斷層；9-正斷層；10-性質不明斷層；11-鉛鋅礦體群；12-隱伏鉛鋅礦體群；13-激電異常及編號；14-找礦遠景區(qū)及編號；15-剖面位置。)

區(qū)內構造較為簡單，以褶皺、斷裂和裂隙為主。大礦山地區(qū)背斜核部地層為中上志留統(tǒng)(S2+3)，軸向近東西向，位于F7斷裂旁，其軸部巖性為大理巖或大理巖夾角巖，兩翼依次為角巖、砂質角巖、砂質板巖、石英巖，北翼受F5斷裂和F6斷裂破壞，出露角巖，巖層走向近東西向，北翼大角度北傾，傾角普遍大于60°，南翼南傾，傾角為40°～70°。F7斷裂(大礦山斷裂)位于區(qū)內中部，為區(qū)域斷裂大公山斷裂之北段，是高角度逆沖斷層，傾向正北，傾角73°～82°，糜粒巖化帶沿斷層分布，該斷層是區(qū)內主要的導礦容礦構造，是銅、鉛、鋅的熱液通道，近斷層部位巖石發(fā)生強烈的角巖化、大理巖化、矽卡巖化。F5斷裂為層間正斷層，其走向與傾向均與地層相似，走向為NE80°W，傾向為340°～10°，傾角約75°，以層間發(fā)育有壓碎帶、辟理化帶為特征，寬為1～10 m。F6斷裂為F5斷裂的次級斷裂，為層間正斷層，其走向與傾向均與地層相似，走向為NE80°W，傾向為350°～20°，傾角約80°，以層間發(fā)育有壓碎帶、辟理化帶為特征，寬為1～15 m，為次級導礦、容礦構造。研究顯示大礦山地區(qū)裂隙發(fā)育，特別在斷裂交接復合部位尤為發(fā)育，有三組裂隙，以南西向(200°～250°)斜交裂隙最為發(fā)育，其次為順層裂隙(45°～83°)，南東向(110°～160°)斜交裂隙較弱，裂隙傾角最大為85°，平均為65°～80°[10]。

2 鉛鋅礦成礦特征

區(qū)內鉛鋅礦體賦存于花崗巖體與志留系中上統(tǒng)(S2+3)大理巖、砂頁巖接觸帶附近的大理巖中，部分礦化集中分布在遠離花崗巖巖體的大理巖中。礦化嚴格受巖性、構造、巖漿巖等聯(lián)合控制，在巖性界面(層間破碎帶)礦化相對富集。葉天竺等[11-12]通過對典型礦床成礦地質體、成礦構造和成礦結構面、成礦作用特征標志等成礦特征內容的研究，對勘查區(qū)綜合地質信息找礦預測，建立礦床地質找礦模型，指導勘查找礦工作。

2.1 鉛鋅礦成礦地質體

成礦地質體是指與礦床形成在時間、空間和成因上有密切聯(lián)系的地質體[12]。20萬區(qū)域地球化學顯示，區(qū)內志留系碳酸鹽巖、砂頁巖土壤層中Pb、Zn元素豐度值分別為27.8 ppm、157.0 ppm，遠高于寒武系、奧陶系、泥盆系地層中Pb、Zn的元素豐度；燕山期花崗巖體土壤層中Pb、Zn元素豐度值亦較高，分別為17.19 ppm、72.33 ppm，說明志留系碳酸鹽巖、砂頁巖是本區(qū)鉛鋅礦成礦的礦源層。區(qū)內鉛鋅礦體主要賦存于F7斷裂與F5斷裂夾持部位，即大礦山背斜北翼，該區(qū)巖石碎裂化強烈，裂隙發(fā)育，礦體呈似層狀賦存于碎裂化矽卡巖化大理巖中，礦體走向近東西向，傾向為340°～0°，傾角為60°～85°。區(qū)內鉛鋅礦成礦地質體為層間破碎帶、裂隙與志留系中上統(tǒng)(S2+3)碎裂化矽卡巖化大理巖組合(圖3(a))，礦體的產(chǎn)出受其控制明顯。

2.2 成礦構造和成礦結構面

成礦構造是指和礦體空間就位直接相關的各類構造，成礦結構面是指成礦作用過程中賦存礦體的顯性或者隱性存在的巖石物理及化學性質不連續(xù)面[12]。構造不僅為成礦熱液的運移提供了有利的通道，而且為含礦熱液沉淀提供了有利的成礦空間，其在矽卡巖型、碳酸鹽巖型鉛鋅礦普遍存在，對成礦控制尤為重要[13-14]。研究顯示，區(qū)內鉛鋅礦主要賦存于中上志留統(tǒng)(S2+3)碎裂化矽卡巖化大理巖和層間破碎帶中，含礦層位穩(wěn)定，礦體產(chǎn)出受地層或巖性界面及構造控制明顯，F(xiàn)5斷裂、F6斷裂、F7斷裂及裂隙是鉛鋅礦主要成礦構造，其為成礦熱液的運移提供了有利的通道，使含礦熱液在有利部位成礦；中上志留統(tǒng)(S2+3)矽卡巖化碎裂化大理巖的層間破碎帶及節(jié)理裂隙構造為后期成礦提供了良好的容礦空間。通過對該區(qū)鉛鋅礦床的成礦結構面研究，區(qū)內成礦結構面以構造成礦結構面為主，少量巖性成礦結構面。巖性成礦結構面為碎裂化大理巖-矽卡巖-角巖接觸面，反映了該區(qū)古地質環(huán)境的驟然變化，既涉及到元素組成、溫度、壓力條件的變化，又涉及到酸堿度、氧化還原環(huán)境的變化，對鉛鋅礦成礦具有重要意義[15]；構造成礦結構面為矽卡巖化碎裂化大理巖及其層間破碎帶，局部為斷裂破碎帶，在東部近巖體地段隱伏鉛鋅礦表現(xiàn)尤為明顯，隱伏礦體賦存于矽卡巖化碎裂化大理巖中(圖3)，含礦熱液沿破碎帶兩側向中心在溫度、壓力、酸堿度等條件變化下沉淀形成鉛鋅礦體。

圖3 大礦山地區(qū)西部和東部鉛鋅礦體剖面圖

2.3 成礦作用特征標志

成礦作用特征標志指成礦作用的過程中的全部產(chǎn)物，包括礦體、礦物、元素成分等[12]。區(qū)內鉛鋅礦礦石礦物有方鉛礦、閃鋅礦、黃銅礦、磁黃鐵礦等，見菱鋅礦、車輪礦、白鉛礦、鉛釩、褐鐵礦等金屬礦物，主要脈石礦物為白云石，少量方解石、絹云母、綠泥石、石英等。

圖4為區(qū)內礦石物質成分與結構構造圖。 由圖4可知，方鉛礦呈鉛灰色，金屬光澤，它形粒狀結構，稀疏浸染狀分布或分布于礦石裂隙中，常常交代閃鋅礦，少數(shù)充填于脈石礦物中，粒度在0.06～0.50 mm之間；閃鋅礦呈棕色，油脂光澤，它形粒狀結構，主要沿碎裂紋充填呈脈狀產(chǎn)出，部分密集分布，常被方鉛礦交代，粒度在0.01～0.80 mm之間；車輪礦零星可見，主要與方鉛礦共生，粒度在0.05～0.20 mm之間；磁黃鐵礦星點分布，被閃鋅礦交代；黃銅礦呈它形粒狀結構，充填于裂隙中；白鉛礦呈它形粒狀零星分布，粒度在0.02～0.07 mm之間。礦石結構有不等粒它形粒狀結構、交代結構、粒狀變晶結構、柱狀變晶結構、碎裂結構等，構造常見浸染狀構造、細脈狀構造、團塊狀構造、塊狀構造、角礫狀構造等。

(注：(a) 交代結構，后生成的方鉛礦交代閃鋅礦；(b) 方鉛礦、車輪礦共生；(c) 脈狀構造，方鉛礦沿裂隙充填在脈石礦物中；(d) 黃銅礦沿裂隙充填于脈石礦物中；(e) 交代結構，后生成的方鉛礦交代閃鋅礦；(f) 交代結構，閃鋅礦交代磁黃鐵礦；(g) 矽卡巖化(蛇紋石)大理巖；(h) 透閃石呈柱狀變晶結構，矽卡巖化大理巖；(i) 透輝石呈柱狀變晶結構，矽卡巖化大理巖；(j) 矽卡巖化(白云母)大理巖；(k) 矽卡巖(綠泥石)化大理巖；(l) 他形白鉛礦、方解石和透閃石；Sp-閃鋅礦；Gn-方鉛礦；Bo-車輪礦；Ccp-黃銅礦；Po-磁黃鐵礦；Dol-白云石；Sep-蛇紋石；Tr-透閃石；Di-透輝石；Ms-白云母；Chl-綠泥石；Cal-方解石；Cer-白鉛礦。)

圍巖蝕變類型主要有矽卡巖化、黃鐵礦化、碳酸鹽化，其次是硅化、綠泥石化、絹云母化、角巖化。其中，矽卡巖化、黃鐵礦化與成礦關系密切。矽卡巖化與礦化關系密切，主要分布于巖體外接觸帶及破碎帶中，主要礦物有透輝石、透閃石、綠簾石，次為陽起石、綠泥石、鈣鋁榴石、絹云母，發(fā)育有方鉛礦、閃鋅礦、黃鐵礦、磁鐵礦等金屬礦化；黃鐵礦化近礦圍巖普遍存在，呈細脈、網(wǎng)脈、星散狀分布于近礦圍巖中，或呈星散粒狀、脈狀-網(wǎng)脈狀、團塊狀分布于鉛鋅礦體中，與鉛鋅礦化關系密切，是尋找鉛鋅礦標志。

2.4 礦床成因

中上志留系大礦山地區(qū)發(fā)生沉積成巖作用，局部形成富含Pb元素、Zn元素、Cu元素、Ag元素的碳酸鹽巖礦源層；經(jīng)燕山期酸性巖漿侵位作用，在巖漿巖與大理巖接觸帶附近發(fā)生交代作用，萃取礦源層中成礦元素與巖漿熱液攜帶的成礦物質混合，沿斷裂運移在地下水作用下，在導礦斷裂旁側的次級斷裂部位、層間破碎帶、裂隙中冷凝沉淀成礦，形成具有工業(yè)價值的鉛鋅礦床，礦床成因屬矽卡巖型鉛鋅礦床[10,16]。

2.5 找礦遠景分析

結合實踐表明，激發(fā)極化法結合地質信息是尋找隱伏鉛鋅礦體的有效辦法之一[17-20]。局部1∶5 000激電掃面顯示，在大礦山地區(qū)東部羊橺梁子礦區(qū)巖體與地層接觸帶附近存在8個激電異常，分布與斷裂、巖體與圍巖接觸帶關系密切，其中在激電異常J5已發(fā)現(xiàn)有兩條隱伏鉛鋅礦體。研究表明，該區(qū)鉛鋅礦礦床成因類型為矽卡巖型鉛鋅礦，目前發(fā)現(xiàn)的鉛鋅礦體產(chǎn)于矽卡巖遠端大理巖中。根據(jù)鉛鋅礦成礦特征認識，結合激電異常分布特征，篩選出8個找礦遠景區(qū)(圖2)。A1找礦遠景區(qū)目前已發(fā)現(xiàn)有隱伏鉛鋅礦體，激電異常形態(tài)呈北西向橢圓狀，需注意該區(qū)深部是否存在類似Ⅰ礦體群、Ⅱ礦體群北西向次級控礦斷裂、破碎帶；A2找礦遠景區(qū)、A3找礦遠景區(qū)位于巖體與圍巖接觸帶上，且發(fā)育較好的激電異常，其可能具有較好的鉛鋅礦找礦潛力；值得一提的是，本區(qū)矽卡巖與礦化關系密切，常含有方鉛礦、閃鋅礦、黃鐵礦、磁黃鐵礦、磁鐵礦等，而目前發(fā)現(xiàn)的鉛鋅礦體均產(chǎn)于矽卡巖外遠端碎裂化矽卡巖化大理巖中，因此，本區(qū)是否存在產(chǎn)于矽卡巖近端大理巖與矽卡巖中的鉛鋅礦體需密切關注。B1找礦遠景區(qū)～B4找礦遠景區(qū)均為巖體與其接觸帶，并發(fā)育有激電異常；B5找礦遠景區(qū)為巖體、矽卡巖、圍巖接觸帶，發(fā)育有厚大的褐鐵礦化、弱鉛鋅礦化層，需關注其是否存在矽卡巖近端成礦的鉛鋅礦。

3 認識與建議

1) 大礦山地區(qū)鉛鋅礦成礦地質體為層間破碎帶、裂隙與志留系中上統(tǒng)(S2+3)碎裂化矽卡巖化大理巖組合；F5斷裂、F6斷裂、F7斷裂及裂隙是鉛鋅礦主要成礦構造，其不僅為成礦熱液的運移提供了有利的通道，而且為含礦熱液沉淀提供了有利的成礦空間；成礦結構面以構造成礦結構面為主，即矽卡巖化碎裂化大理巖及其層間破碎帶，局部為斷裂破碎帶。

2) 鉛鋅礦礦石礦物有方鉛礦、閃鋅礦、黃銅礦、磁黃鐵礦等，尚見菱鋅礦、車輪礦、白鉛礦、鉛釩、褐鐵礦等金屬礦物，主要脈石礦物為白云石，少量方解石、絹云母、綠泥石、石英等；礦石結構有不等粒它形粒狀結構、交代結構、粒狀變晶結構、柱狀變晶結構和碎裂結構等，構造有浸染狀構造、細脈狀構造、團塊狀構造、塊狀構造、角礫狀構造等；圍巖蝕變類型主要有矽卡巖化、黃鐵礦化、碳酸鹽化、硅化、綠泥石化、絹云母化、角巖化等，其中，矽卡巖化、黃鐵礦化與成礦關系密切。

3) 大礦山地區(qū)鉛鋅礦成因類型屬矽卡巖型鉛鋅礦，目前僅發(fā)現(xiàn)產(chǎn)于矽卡巖遠端大理巖中的鉛鋅礦體，今后工作需注意矽卡巖近端成礦的鉛鋅礦。

4) 本區(qū)工作程度較低，根據(jù)鉛鋅礦成礦特征認識，結合激電異常，篩選出8個找礦遠景區(qū)。A1找礦遠景區(qū)需注意該區(qū)深部是否存在北西向次級控礦斷裂、破碎帶，A2找礦遠景區(qū)和A3找礦遠景區(qū)可能具有較好的鉛鋅礦找礦潛力，B5找礦遠景區(qū)值得關注其是否存在矽卡巖近端成礦的鉛鋅礦。