個舊高松礦田成礦構(gòu)造系統(tǒng)解析及構(gòu)造控礦規(guī)律

幸云蓮，范柱國

(昆明理工大學國土資源工程學院，昆明 650093)

0 引言

礦田構(gòu)造是指礦田內(nèi)全部地質(zhì)結(jié)構(gòu)要素的總和。它不僅包含了褶皺、斷裂等不同規(guī)模類型的次生構(gòu)造，還包含了沉積巖、巖漿巖各種面理的原生構(gòu)造[1]。一個成礦構(gòu)造系統(tǒng)通常可解析為若干個成礦構(gòu)造子系統(tǒng)，它們交織復(fù)合、共同作用，控制著礦田內(nèi)礦體的生成[2]。

高松礦田位于云南省個舊東區(qū)中部偏北地區(qū)，經(jīng)歷了印支期、燕山期及喜山期多期次多階段的構(gòu)造運動使得礦田內(nèi)的構(gòu)造充分發(fā)育[3-4]。多期次多階段的斷裂相互交匯、疊加構(gòu)成了高松礦田復(fù)雜多樣的構(gòu)造格局[5]。個舊礦區(qū)從1873年開始地質(zhì)考察至今已有100多年的歷史，現(xiàn)已步入危機礦山行列，國內(nèi)外不少專家及科研單位均在此展開過調(diào)查研究工作，主要還是集中在礦床成因、礦床類型以及找礦方法方面[6-9]，而與成礦構(gòu)造系統(tǒng)及其控礦規(guī)律有關(guān)的研究相對較少。

本文基于對個舊高松礦田斷裂構(gòu)造和巖體侵位成礦系統(tǒng)控礦的新的理解和認識，力圖對礦區(qū)斷裂構(gòu)造和控礦規(guī)律等問題進行系統(tǒng)性的分析及總結(jié)，以期能夠為研究區(qū)后續(xù)的勘查工作及區(qū)域成礦規(guī)律的研究提供參考。

1 高松礦田地質(zhì)特征概述

礦田中的地層由老至新，依次為三疊系中統(tǒng)個舊組白泥洞段(T2g3)、馬拉格段(T2g2)、卡房段(T2g1)碳酸鹽巖及第四系(Q)黃褐色黏土、砂質(zhì)黏土[10]。

礦田地質(zhì)構(gòu)造復(fù)雜，NE-NNE向五子山復(fù)背斜橫跨于大箐—阿西寨向斜之上，近EW向與NE向斷裂交接復(fù)合，NS向斷裂(個舊斷裂、岬界山斷裂等)截切EW向斷裂和褶皺，形成現(xiàn)今“棋盤格式”的基本構(gòu)造格局(圖1)。它們對礦段的成礦起著明顯的控制作用。

礦田地表無花崗巖出露，但在深部有隱伏花崗巖體分布。主要為燕山中晚期的灰白色中粒黑云母花崗巖，具花崗結(jié)構(gòu)，塊狀構(gòu)造。主要礦物為鉀長石(40%)、斜長石(25%)、石英(30%)和黑云母(7%)，副礦物有鋯石、磷灰石、黃鐵礦等[10]。

2 礦田成礦構(gòu)造系統(tǒng)及其控巖控礦作用

礦田內(nèi)不同類型的礦體形態(tài)多樣，呈層狀、似層狀、脈狀、透鏡狀、凹兜狀、舌狀、槽狀、管狀等，盡管其成礦作用與地層、巖漿活動密切相關(guān)，但它們往往受控于一定的構(gòu)造系統(tǒng)。根據(jù)構(gòu)造控巖控礦的特點，將高松礦田成礦構(gòu)造系統(tǒng)分為三個子系統(tǒng)：印支中晚期—燕山早期近EW向成礦構(gòu)造子系統(tǒng)、燕山中晚期NE向成礦構(gòu)造子系統(tǒng)、喜山早-中期巖溶成礦構(gòu)造子系統(tǒng)。三個成礦構(gòu)造子系統(tǒng)復(fù)合疊加，構(gòu)成了高松礦田成礦構(gòu)造復(fù)合系統(tǒng)(表1)。

圖1 高松礦田構(gòu)造綱要圖Fig.1 Structural outline map of Gaofeng ore field

表1 高松礦田成礦構(gòu)造系統(tǒng)分級及控巖控礦特征Table 1 Scales of metallogenic tectonic systems in Gaoseng ore field and their ore-control and rock-control characteristics

2.1 印支中晚期—燕山早期近EW向成礦構(gòu)造子系統(tǒng)及其控巖控礦作用

高松礦田的印支中晚期—燕山早期近EW向成礦構(gòu)造子系統(tǒng)主要由大箐—阿西寨向斜及一系列東西向(縱向)高強度擠壓性斷裂構(gòu)造組成，并有北東向及北西向兩組扭裂相互伴生。

(1)大箐—阿西寨向斜

該向斜軸部呈一個近東西向的凹槽，控制著礦田內(nèi)隱伏花崗巖體的侵位與產(chǎn)出形態(tài)，巖體呈橢圓形，面積可達150 km2以上[11]，隱伏花崗巖體標高低于900 m[12]?；◢弾rLA-ICP-MS鋯石U-Pb年齡測定結(jié)果為77.4～85.0 Ma[13-14]。

(2)EW向斷裂

圖2 個舊東區(qū)巖體空間關(guān)系示意Fig.2 Sketch showing spatial relation of intrusive bodies in Gejiu east district

斷裂帶從北往南呈近等距離分布，高松礦田內(nèi)有個松斷裂、麒麟山斷裂、馬吃水斷裂、高阿斷裂、背陰山斷裂[15]及NE向、NW向兩組扭性斷裂伴生(圖1)。其中，個松斷裂和背陰山斷裂規(guī)模較大，該組斷裂走向大于10 km，延深大于600 m，個松斷裂大于1000 m。斷裂面中發(fā)育有刀砍狀裂隙，多組剪節(jié)理發(fā)育較好；斷層面較光滑，呈波浪狀。該組斷裂限制了礦田內(nèi)隱伏巖體(老卡巖體、馬松巖體)南北向延伸空間，與個舊東區(qū)其它地區(qū)的近東西向斷裂構(gòu)造(仙人硐斷裂、龍樹腳斷裂)一起，使近南北向的巖漿巖帶(大巖脊)呈現(xiàn)縱向階梯狀、藕節(jié)狀隆凹相間生成(圖2)。東西向斷裂主要表現(xiàn)為壓性、壓扭性特征，經(jīng)歷了壓性→右行壓扭→左行壓扭→張或張扭的不同的力學轉(zhuǎn)變過程，形成一系列的劈理及構(gòu)造透鏡體帶，這些斷裂構(gòu)造均為成礦前構(gòu)造，亦為容礦構(gòu)造，控制著礦田內(nèi)含礦巖系的層序構(gòu)造空間分布。

2.2 燕山中晚期NE向成礦構(gòu)造子系統(tǒng)及其控巖控礦作用

燕山中晚期NE向成礦構(gòu)造子系統(tǒng)主要由NE-NNE向五子山復(fù)背斜(礦田內(nèi)為五子山復(fù)背斜北段)及其之上的次級褶皺、斷裂構(gòu)造組成。

(1)五子山復(fù)背斜及其之上的次級褶皺構(gòu)造控巖控礦特征

五子山復(fù)背斜為燕山期古太平洋深俯沖作用陸內(nèi)NW-SE向擠壓褶皺造山作用而成，疊加橫跨在早期東西向褶皺(馬松背斜、大箐—阿西寨等向斜)之上，斜橫跨復(fù)合過程中形成高峰山、駝峰山等次級褶皺構(gòu)造，同時形成大量層間斷層或?qū)娱g破碎帶。該復(fù)式背斜長約40 km，核部扁平寬緩，兩翼傾角20°左右，南西方向傾伏[16]。背斜下部出現(xiàn)大范圍燕山期隱伏花崗巖巖體沿其軸部侵位，呈NNE-SSW方向展布。高松礦田位于五子山復(fù)背斜北段，各礦段受其控制，在有利的成礦條件下發(fā)生成礦作用。

發(fā)育于五子山復(fù)背斜之上、大箐—阿西寨向斜南翼的NNE向褶皺構(gòu)造主要有駝峰山背斜和大箐東背斜，它們對區(qū)內(nèi)隱伏的花崗巖形態(tài)具有一定控制作用。沿兩背斜軸部有花崗巖體(巖株)侵入，形成了駝峰山和高峰山突起。同時在褶皺形成過程中及巖漿底拱作用下，層間滑動構(gòu)造(層間破碎帶)發(fā)育，構(gòu)成了高峰山礦段和駝峰山礦段“背突式”成礦控礦構(gòu)造形式，為成礦熱液提供了良好的儲存空間。同時，受駝峰山和高峰山背斜的影響，使沿大箐—阿西寨向斜軸部所形成的花崗巖凹槽逐漸向上抬升。

(2)斷裂系統(tǒng)控巖控礦特征

高松礦田斷裂構(gòu)造發(fā)育，主要由北東向蓮花山、蘆塘壩、麒阿西壓扭性斷裂帶組成，三條斷裂帶呈近等距離分布，北東向或近東西向斷裂與地層層序構(gòu)造、層間破碎帶、層間剝離帶等復(fù)合，形成羽狀或“入字形”構(gòu)造。它們對礦田內(nèi)花崗巖突起或凹陷、層間氧化的形成具有明顯的控制作用。下面以蘆塘壩斷裂為例加以介紹。

圖3 高松礦田同類型礦體空間剖面圖Fig.3 Spatial profile of same type ore bodies in Gaosong ore field

圖4 礦體形態(tài)及空間位示意圖Fig.4 Sketch of ore body morphology and spatial position①②層面型礦體，③分支式復(fù)合礦體，④舌型礦體，⑤槽兜式礦體，⑥鞍型礦體，⑦脈狀礦體

(3)侵入接觸地層構(gòu)造控礦特征

侵入接觸地層構(gòu)造指特定巖體的侵位與巖性和構(gòu)造接觸所作用而形成的一種地層構(gòu)造類型，其有利于礦體發(fā)育。在接觸帶礦床中，它既可以是一個地層構(gòu)造的薄弱帶，也可以是一個具有復(fù)雜地層構(gòu)造成分的變質(zhì)巖石帶[18]。

高松礦田深部隱伏的黑云母花崗巖是該礦田的成礦母巖，成礦物質(zhì)主要來源于花崗巖巖漿期后分化的含礦熱液[19]。巖體的高低起伏形態(tài)與其產(chǎn)狀直接地影響了相關(guān)礦床的形成、分布、形態(tài)和產(chǎn)狀。在巖體凸起接觸帶內(nèi)，特別是在巖體的東南側(cè)[20]，礦體呈群帶狀產(chǎn)出；巖枝、巖舌狀巖體形成的凹陷部位都是接觸帶礦體賦存的有利場所(圖4)。按其產(chǎn)出部位可分為層面型礦體(圖4①②)、分支式復(fù)合礦體(圖4③)、舌型礦體(圖4④)、槽兜式礦體(圖4⑤)、鞍型礦體(圖4⑥)、脈狀礦體(圖4⑦)6種類型。

2.3 喜山早-中期巖溶成礦構(gòu)造子系統(tǒng)及其控礦作用

個舊高松礦田發(fā)育兩套巖溶系統(tǒng)，即成礦期巖溶系統(tǒng)和成礦后巖溶系統(tǒng)。

成礦期巖溶系統(tǒng)大多是形成在古近紀之前，在低溫地區(qū)成礦前已經(jīng)形成了巖溶性水循環(huán)通道，隨后由于低溫地區(qū)的礦液沿著深部斷裂上升，溶洞系統(tǒng)發(fā)展成一個容礦空間被礦液充填，從而形成延伸長達數(shù)百米乃至千米彎曲的管狀礦體[21]。層間剝離帶、層間撓曲帶在地下水溶蝕作用擴大，溶蝕構(gòu)造形態(tài)復(fù)雜多樣，礦體常呈藕節(jié)狀，分支復(fù)合、尖滅再現(xiàn)等特征，邊部及端部常呈弧形、不規(guī)則形。

成礦后巖溶系統(tǒng)形成于古近紀之后，由于該區(qū)內(nèi)新構(gòu)造運動強烈，為地下水的運動和溶蝕作用提供了有利的驅(qū)動條件，在地表形成不同類型的巖溶地貌。在馬吃水斷裂、高阿斷裂與蘆塘壩斷裂交匯地帶，地表主要以大型巖溶凹地為主，大型巖溶凹地內(nèi)零散分布若干小型巖溶凹地及落水洞[22]；在蘆塘壩斷裂兩側(cè)，地表主要以溶蝕谷、溶蝕凹地、落水洞等為主；在馬吃水斷裂、高阿斷裂及五子山復(fù)背斜兩側(cè)，地表主要以小型凹地、落水洞等為主[23]。在這些負地形或其斜坡地帶，常有巖溶殘坡積型砂錫礦和溶洞沉積型砂錫礦。

圖5 高松礦田不同時期的構(gòu)造形跡組合Fig.5 Integrated tectonic movement tracing of different periods in Gaosong ore field

3 成礦構(gòu)造系統(tǒng)演化

中三疊世晚期，高松礦田受印支構(gòu)造期運動的影響向上抬升，并接受淺海區(qū)砂泥質(zhì)碎屑物和碳酸鹽巖沉積，而后，抬升為陸地，并經(jīng)受風化作用。侏羅-白堊紀燕山早期階段，地殼向南滑動的過程中被哀牢山古隆起所阻擋，導(dǎo)致SN向相互擠壓，形成EW向構(gòu)造帶(圖5)。燕山中晚期，滇中地塊繼續(xù)向南移動，礦田西邊的小江—個舊斷裂受到左旋扭轉(zhuǎn)，使作用于礦田的外力轉(zhuǎn)換為SN向左行力偶的扭動，衍生出NW-SE向的主壓應(yīng)力，形成了NE構(gòu)造帶；沿NE向斷裂(帶)從NE→SW有斑狀黑云母花崗巖、少斑狀黑云母花崗巖及后期的等粒黑云母花崗巖侵入，形成錫銅多金屬礦床。喜山早期，受紅河—哀牢山斷裂帶左旋壓扭活動的影響，小江—個舊斷裂發(fā)生右旋扭轉(zhuǎn)，將作用于礦田的外力轉(zhuǎn)化為SN向右行力偶的扭動，使已形成的斷裂進行合并改造，形成NW向構(gòu)造帶。喜山晚期，滇東地塊西遷移，受到西部康滇古陸的阻擋，形成EW向的擠壓和SN向的構(gòu)造帶[24]。

4 構(gòu)造控礦規(guī)律

研究結(jié)果表明，高松礦田內(nèi)礦體的產(chǎn)出和形成與燕山中晚期的地層巖性、成礦控礦構(gòu)造體系和巖漿活動有著密切的聯(lián)系。在其主要控礦因素中，構(gòu)造影響錫多金屬成礦類型、主要工業(yè)礦體的空間定位和分布形式。高松礦田的控礦特征和規(guī)律主要體現(xiàn)在以下幾個方面：

(1)不同成礦構(gòu)造子系統(tǒng)控制不同礦床類型

近EW向成礦構(gòu)造子系統(tǒng)控制了礦田內(nèi)含礦巖系的層序構(gòu)造空間分布，有利的含礦層位受大箐—阿西寨向斜構(gòu)造發(fā)生變形及層間滑動，成礦熱液充填形成層間錫石-硫化物礦床。同時該向斜構(gòu)造控制了其下伏的燕山期花崗巖的侵入就位，使其沿大箐—阿西寨向斜軸部形成一個近EW向的花崗巖凹槽，并沿向斜軸部形成若干個花崗巖小巖株或小突起，從而對礦田內(nèi)層間氧化礦或接觸帶礦床具有明顯的控制作用。除此之外，近EW向個松斷裂和背陰山斷裂，分別為高松礦田的北部邊界和南部邊界，形成了一個相對獨立的成礦域。

NE向成礦構(gòu)造系統(tǒng)控制了礦田內(nèi)燕山晚期花崗巖的侵入就位，馬松巖體、老卡巖體呈大脊狀沿五子山復(fù)背斜呈NNE-NE向隱伏于礦田中西部。在五子山復(fù)背斜橫跨大箐—阿西寨向斜過程中，還形成NNE向的駝峰山、高峰山次級背斜，沿其軸部形成了駝峰山、高峰山花崗巖突起，突起及其相鄰部位均是有利的成礦空間。NE向的蓮花山斷裂、蘆塘壩斷裂及麒阿斷裂將礦田分為呈近等間距的3個構(gòu)造帶，成礦熱液沿斷裂構(gòu)造上升運移，在有利成礦層位形成層間錫石-硫化物礦床(層間氧化礦)，控制著礦床或礦體的空間分布。在NE向斷裂構(gòu)造與大箐—阿西寨向斜及EW向斷裂構(gòu)造復(fù)合部位，常常形成花崗巖突起(如阿西寨突起等)，亦是成礦有利部位。隱伏于礦田深部的大脊狀燕山期花崗巖與個舊組(T2g)呈侵入接觸，形成總體呈NNE-NE向的接觸帶構(gòu)造，接觸帶的類型、形態(tài)控制礦田內(nèi)接觸帶矽卡型硫化礦床(體)。

成礦后再活化的斷裂構(gòu)造系統(tǒng)構(gòu)造了巖溶成礦構(gòu)造子系統(tǒng)，沿這些斷裂構(gòu)造往往形成不同類型的巖溶地貌，控制了礦田內(nèi)巖溶殘坡積型砂錫礦和溶洞沉積型砂錫礦的形成。

(2)含礦巖系的層序構(gòu)造是層間氧化礦重要的控礦因素

(3)不同時期的成礦構(gòu)造系統(tǒng)復(fù)合控礦

高松礦田不同時期的構(gòu)造形跡組合如圖5所示。

高松礦田EW向成礦構(gòu)造系統(tǒng)為成礦前構(gòu)造系統(tǒng)，而NE向成礦構(gòu)造系統(tǒng)為成礦期構(gòu)造系統(tǒng)。兩者分別在印支期—燕山早期SN向和燕山中晚期NW-SE擠壓應(yīng)力作用下，造成EW向構(gòu)造與NE向構(gòu)造的交接復(fù)合，五子山復(fù)背斜橫跨于大箐—阿西寨向斜之上，形成了高松礦田“棋盤格式”的構(gòu)造格局，控制礦田內(nèi)礦床(體)的成礦作用，并形成了斷凹式、羽列式(斷裂+互層式)、背突式、斷裂-接觸帶構(gòu)造式(或稱接觸-斷裂帶構(gòu)造式)等復(fù)合控礦構(gòu)造樣式(圖6)。

圖6 高松礦田構(gòu)造控礦模式圖Fig.6 Structure control on ore model of Gaosong ore field1.中三疊統(tǒng)個舊組卡房段第5層；2.中三疊統(tǒng)個舊組卡房段第6層；3.中三疊統(tǒng)個舊級馬拉格段；4.斷裂；5.褶皺；6.斑狀黑云母花崗巖；7.粒狀花崗巖；8.礦體；9.礦液運移方向；10.接觸帶礦床；11.層間氧化礦；12.控礦類型及編號：①斷裂加互層式，②斷層夾持式，③斷裂式，④斷裂相交式，⑤斷層扎根式，⑥花崗巖局部凹槽式

(4)構(gòu)造控制了礦體的產(chǎn)狀

高松礦田內(nèi)礦體可分為脈狀、似層狀及不規(guī)則狀礦體。礦體總體賦存形態(tài)與控制構(gòu)造一致。脈狀礦多呈長透鏡狀或板狀賦存于裂隙中，產(chǎn)狀形態(tài)隨裂隙面的起伏和彎曲而變化；似層狀礦體賦存于巖層間的剝離空間，產(chǎn)狀與巖層一致，受層間褶皺控制，呈透鏡狀、條狀和帶狀(圖6)；呈不規(guī)則狀的小礦體，其產(chǎn)狀形態(tài)復(fù)雜，常受多組節(jié)理裂隙或節(jié)理巖層共同控制[25]。

5 結(jié)語

通過對個舊高松礦田構(gòu)造地質(zhì)調(diào)查、區(qū)域成礦構(gòu)造背景研究和以往勘探資料系統(tǒng)整理和分析，初步厘定了個舊高松礦田成礦構(gòu)造系統(tǒng)，并可得出以下結(jié)論：

(1)個舊高松礦田成礦構(gòu)造系統(tǒng)可以解析為印支中晚期—燕山早期近EW向成礦構(gòu)造子系統(tǒng)、燕山中晚期NE向成礦構(gòu)造子系統(tǒng)、喜山早-中期巖溶成礦構(gòu)造子系統(tǒng)，它們復(fù)合疊加共同構(gòu)成高松礦田復(fù)合成礦構(gòu)造系統(tǒng)。

(2)不同成礦構(gòu)造子系統(tǒng)控制不同的礦床類型：近EW向成礦構(gòu)造子系統(tǒng)控制區(qū)內(nèi)有利含礦巖系空間分布；NE向成礦構(gòu)造子系統(tǒng)控制礦田內(nèi)燕山晚期花崗巖的侵入就位及層間氧化礦和接觸帶礦的產(chǎn)出；喜山早-中期巖溶成礦構(gòu)造子系統(tǒng)控制巖溶殘坡積型和溶洞沉積型砂錫礦的形成。

(4)不同時期的成礦構(gòu)造子系統(tǒng)形成了向斷凹式、羽列式(斷裂+互層式)、背突式、斷裂式等復(fù)合控礦構(gòu)造樣式。

(5)礦體產(chǎn)狀受構(gòu)造控制，主要有脈狀礦體、似層狀礦體及不規(guī)則狀小礦體。