云南維西大寶山銅多金屬礦床地質(zhì)特征與成礦期次分析

黃威虎，曾凡祥，鞏 鑫，付橋林，勾明明，婁經(jīng)雙，羅勇軍

(1.貴州省有色金屬和核工業(yè)地質(zhì)勘查局地質(zhì)礦產(chǎn)勘查院，貴州 貴陽(yáng) 550005；2.貴州省油氣勘查開(kāi)發(fā)工程研究院，貴州 貴陽(yáng) 550004)

1 前言

西南“三江”成礦帶是我國(guó)重要的有色金屬及貴金屬成礦帶之一，據(jù)統(tǒng)計(jì)成礦帶內(nèi)銅、銀、銻、鋅等四種金屬資源儲(chǔ)量均占全國(guó)資源儲(chǔ)量的20%以上(楊鉆云 等，2010；鄧軍 等，2012；高蘭 等，2016；畢獻(xiàn)武 等，2019)，成礦帶內(nèi)金、銅、銀、鉛、鋅等多金屬礦床類(lèi)型以斑巖型、淺成低溫?zé)嵋盒图拔◣r型為主(王治華 等，2012；石洪召 等，2018；高歌 等，2019；邊曉龍 等，2020)。維西大寶山銅金屬礦床即位于該成礦帶中，自礦床被發(fā)現(xiàn)以來(lái)，前人對(duì)其做出了大量的基礎(chǔ)地質(zhì)及研究工作，初步查明了礦床地質(zhì)特征、礦體特征及規(guī)模、礦石種類(lèi)及礦石儲(chǔ)量等(成連華 等，2006；蘇之良 等，2004，2006；鞏鑫 等，2017，2019)。前人通過(guò)對(duì)礦石中鉑族元素(PGE)、微量元素及稀土元素地球化學(xué)研究，認(rèn)為成礦物質(zhì)主要來(lái)源于含礦熱液；通過(guò)礦石中S同位素追蹤，基本查明了成礦流體特征及物質(zhì)來(lái)源(趙宇浩 等，2013)。

通過(guò)前人對(duì)大寶山銅多金屬礦床大量的基礎(chǔ)地質(zhì)及研究工作，分析認(rèn)為礦體嚴(yán)格受構(gòu)造裂隙控制，不同礦段及同一礦段內(nèi)不同礦體具有不同的礦石組合。如望香臺(tái)礦段礦體深部為輝銅礦、白云石(鐵白云石)類(lèi)型，淺部為孔雀石、藍(lán)銅礦、輝銅礦、褐鐵礦、石英類(lèi)型；滑石板礦段礦體深部為黃銅礦、黃鐵礦、石英類(lèi)型，淺部為輝銅礦、白云石(鐵白云石)類(lèi)型，表明礦體的形成具有不同的成礦期次及成礦階段。本文預(yù)通過(guò)對(duì)礦體特征、巖礦石組合特征、巖礦石巖相學(xué)特征進(jìn)行系統(tǒng)分析研究，劃分成礦期次及成礦階段，進(jìn)而反演礦床成礦機(jī)制，為研究礦床提供理論基礎(chǔ)。

2 區(qū)域地質(zhì)背景

維西大寶山銅多金屬礦床大地構(gòu)造位于青藏高原東南緣、上揚(yáng)子地塊西緣之三江成礦帶內(nèi)昌都-蘭坪-思茅微地塊中部，東與中咱-中甸微地塊、金沙江-哀牢山結(jié)合帶相毗鄰(潘桂堂 等，2009；高蘭 等，2016；畢獻(xiàn)武 等，2019)(圖1a)。

圖1 維西大寶山銅多金屬礦床大地構(gòu)造位置圖(a)(據(jù)潘桂堂 等，2009改編)及區(qū)域地質(zhì)簡(jiǎn)圖；(b)(據(jù)鞏鑫 等，2020)Fig.1 Geotectonic location map(a)(modified from Pan Guitang et al.，2009) and Regional geological map；(b)(modified from Gong Xin et al.，2020) of the Dabaoshan Copper-polymetallic Deposit in Weixi1—第四系；2—新近系；3—白堊系下統(tǒng)景星組；4—侏羅系上統(tǒng)壩注路組；5—侏羅系中統(tǒng)花開(kāi)左組；6—三疊系上統(tǒng)三合洞組；7—三疊系上統(tǒng)攀天閣組；8—三疊系上統(tǒng)崔依比組；9—中元古界-古元古界；10—逆斷層；11—正斷層；12—平移斷層；13—整合地質(zhì)界線；14—不整合地質(zhì)界線；15—河流

礦床區(qū)域構(gòu)造極為發(fā)育，以斷裂構(gòu)造為主，褶皺構(gòu)造不甚發(fā)育。斷裂構(gòu)造大致呈NW-SE、近SN向延伸，多延伸數(shù)公里至數(shù)百公里，以區(qū)域性逆斷裂為主；多數(shù)斷裂大致呈平行展布，其構(gòu)造具有北端收緊、南部發(fā)散特征。區(qū)域地層以古元古界-中元古界、三疊系、侏羅系、白堊系、新近系及第四系地層為主，地層走向與構(gòu)造線方向近似一致。其中古元古界-中元古界雪龍山組地層以云母石英片巖、絹云母石英片巖、二云母片巖、石英片巖及二云二長(zhǎng)片麻巖等變質(zhì)巖為主；三疊系地層以板巖、變余粉砂巖及少許大理巖等為主；侏羅系地層以砂巖、石英砂巖、泥質(zhì)粉砂巖及泥巖為主；白堊系地層以粉砂巖、砂巖、石英砂巖及泥礫巖為主；第四系以殘坡積堆積物為主(圖1b)。區(qū)域內(nèi)巖漿巖整體上不甚發(fā)育，僅存在少量閃長(zhǎng)巖體以巖株、巖脈出露(鞏鑫 等，2019)。

3 礦區(qū)地質(zhì)

3.1 構(gòu)造

大寶山銅多金屬礦區(qū)位于昌都-蘭坪-思茅微地塊內(nèi)，整體上褶皺構(gòu)造不甚發(fā)育，受區(qū)域性望香臺(tái)大斷裂影響，斷裂構(gòu)造較為發(fā)育。

礦區(qū)內(nèi)出露望香臺(tái)向斜及爐房溝向斜。望香臺(tái)向斜出露于礦床東南部望香臺(tái)附近，其規(guī)模相對(duì)較小，軸向大致呈NE向延伸，延伸約500 m，兩翼地層相對(duì)較平緩，均為中梁子巖組絹云母石英片巖、石英片巖等。爐房溝向斜出露于礦區(qū)西南側(cè)，其軸向大致呈SN、SSN延伸，延伸約550 m，兩翼地層相對(duì)較為平緩，東翼為中梁子巖組絹云母石英片巖，西翼為中梁子巖組絹云母石英片巖及大寶山巖組二云母二長(zhǎng)片麻巖(圖2)。

區(qū)域性大斷裂-望香臺(tái)斷裂橫穿礦區(qū)，受該大斷裂影響，區(qū)內(nèi)次級(jí)斷裂較為發(fā)育，規(guī)模大小不等，多呈NE、NNE向及近SN向延伸，延伸規(guī)模數(shù)十米至數(shù)百米不等，其性質(zhì)多為正斷層(圖2)。F2、F4、F5為望香臺(tái)斷裂的次級(jí)斷裂，規(guī)模相對(duì)較大，大致呈平行展布，局部斷層露頭見(jiàn)有棱角狀至次棱角狀角礫。F7、F8、F9、F10、F11為成礦構(gòu)造，形成礦體嚴(yán)格受其控制(圖2)。望香臺(tái)斷裂及次級(jí)斷裂為含礦熱液的流動(dòng)提供了通道，而成礦構(gòu)造為含礦熱液的賦存提供了良好的條件。

圖2 維西大寶山銅多金屬礦床地質(zhì)簡(jiǎn)圖及礦體分布圖Fig.2 Geological sketch and ore body distribution of the Dabaoshan copper-polymetallic deposit in Weixi1—第四系；2—下元古界大寶山組；3—下元古界中梁子巖組；4—下元古界阿馬普組；5—閃長(zhǎng)巖體；6—破碎帶；7—正斷層及編號(hào)；8—推測(cè)斷層；9—含礦斷層及編號(hào)；10—推測(cè)含礦斷層；11—向斜；12—地層產(chǎn)狀；13—勘探線及編號(hào)

3.2 地層

區(qū)內(nèi)出露的地層較為單一，以下元古界雪龍山變質(zhì)巖系(MP)及第四系(Q)為主。依據(jù)巖性組合及巖石變質(zhì)特征將下元古界雪龍山變質(zhì)巖系劃分為下元古界阿馬普巖組(Pt1a)、下元古界中梁子巖組(Pt1z)、 下元古界大寶山巖組(Pt1d)。下元古界阿馬普巖組以淺灰色、灰色含長(zhǎng)石絹云母石英片巖、石英片巖為主，其主要分布于礦床東部，厚度較大；下元古界中梁子巖組以灰色、深灰色絹云母石英片巖、斜長(zhǎng)二云石英片巖、石英片巖等為主，為主要賦礦層位，厚度大；下元古界大寶山巖組分布于北部，巖性以淺灰色眼球狀二云二長(zhǎng)片麻巖、黑云母二長(zhǎng)片麻巖及絹云母二長(zhǎng)片麻巖為主，厚度相對(duì)較大。第四系(Q)沖積物主要分布于坡度較緩的山坡、溝谷及河谷中，巖性多為片巖、片麻巖轉(zhuǎn)石及浮土為主(圖2)。

3.3 巖漿巖

區(qū)內(nèi)巖漿巖出露面積較小，且規(guī)模相對(duì)小，僅在望香臺(tái)向斜西翼出露少許斜長(zhǎng)角閃片巖巖體，巖體呈巖株、巖脈狀產(chǎn)出，巖體展布方向與斷裂構(gòu)造線方向近似一致(圖2)。

4 礦體及礦石特征

4.1 礦體特征

大寶山銅多金屬礦床內(nèi)礦體均受斷裂構(gòu)造控制。依據(jù)礦體產(chǎn)出位置將其劃分為望香臺(tái)礦段、滑石板礦段、青龍山礦段及二溪溝礦段，其中以望香臺(tái)礦段及滑石板礦段為主(圖2)。

圖3 維西大寶山銅多金屬礦床65號(hào)勘探線剖面Fig.3 No.65 Prospecting line profile of the Dabaoshan copper-polymetallic deposit in Weixi1—第四系；2—下元古界中梁子巖組；3—下元古界阿馬普組；4—浮土；5—絹云母石英片巖；6—斜長(zhǎng)角閃片巖；7—角閃石英片巖；8—綠簾石角閃片巖；9—斜長(zhǎng)角閃石英片巖；10—二云片巖；11—二云石英片巖；12—破碎帶；13—礦體及編號(hào)；14—產(chǎn)狀

圖4 維西大寶山銅多金屬礦床53號(hào)勘探線剖面Fig.4 No.53 Prospecting line profile of the Dabaoshan copper-polymetallic deposit in Weixi1—第四系；2—下元古界中梁子巖組；3—浮土；4—閃長(zhǎng)巖；5—斜長(zhǎng)角閃片巖；6—石英角閃片巖；7—綠簾石角閃片巖；8—斜長(zhǎng)角閃石英片巖；9—二云片巖；10—二云石英片巖；11—二云石英片巖；12—破碎帶；13—礦體及編號(hào)；14—礦化體；15—產(chǎn)狀

4.2 礦石特征

礦石礦物以含銅礦物為主，主要為黃銅礦、輝銅礦、孔雀石、藍(lán)銅礦、銅藍(lán)、斑銅礦等，伴生有褐鐵礦及輝銀礦等(鞏鑫 等，2020)。其中黃銅礦、輝銅礦、銅藍(lán)及斑銅礦主要分布于礦體中深部，淺部受后期次生氧化富集作用多為孔雀石及藍(lán)銅礦。依據(jù)礦石礦物組合特征將其劃分為黃銅礦+黃鐵礦+石英、輝銅礦+白云石(鐵白云石)、輝銅礦(銅藍(lán))+孔雀石+白云石、孔雀石+藍(lán)銅礦+輝銅礦+褐鐵礦+石英等組合。

黃銅礦+黃鐵礦+石英：該組合主要分布于滑石板礦段中淺部。黃銅礦呈黃銅黃色，多呈粒狀、團(tuán)塊狀、脈狀等產(chǎn)出。粒狀黃銅礦顆粒大小不等，少許晶形較好；脈狀黃銅礦呈細(xì)脈狀分布于石英間。黃鐵礦多呈粒狀產(chǎn)出，少許棱角明顯，脈石礦物多以團(tuán)塊狀石英為主(圖5a)。鏡下黃銅礦呈團(tuán)塊、浸染狀分布，局部可見(jiàn)晚期黃銅礦包裹早期黃鐵礦、早期黃鐵礦被侵蝕等現(xiàn)象(圖5b，c)。

圖5 維西大寶山銅多金屬礦床礦石特征Fig.5 Ore characteristics of the Dabaoshan copper-polymetallic deposit in Weixia—粒狀黃銅礦、石英；b—單偏光鏡下黃銅礦、黃鐵礦及石英；c—單偏光鏡下黃銅礦、黃鐵礦、石英及方解石；d—輝銅礦、白云石及石英，見(jiàn)少許褐鐵礦化；e—正交偏光鏡下輝銅礦及伴生硫砷銅銀礦；f—正交偏光鏡下輝銅礦、藍(lán)銅礦及石英；g—孔雀石、藍(lán)銅礦及輝銅礦等；h—正交偏光鏡下輝銅礦、脈狀孔雀石及石英；i—正交偏光鏡下脈狀孔雀石、輝銅礦及石英Az—藍(lán)銅礦；Cal—方解石；Ccp—黃銅礦；Cha—輝銅礦；Dol—白云石；Lim—褐鐵礦 Mal—孔雀石；Qtz—石英；Pe—硫砷銅銀礦

輝銅礦+白云石(鐵白云石)：該礦石組合主要分布于滑石板礦段、望香臺(tái)礦段中深部，為礦床主要礦石類(lèi)型。輝銅礦多呈團(tuán)塊狀、粉末狀及脈狀產(chǎn)出，少許中部礦石中可見(jiàn)有孔雀石等氧化礦物(圖5d)；脈石礦物以白云石、石英等為主。鏡下輝銅礦呈團(tuán)塊狀、溶蝕狀，局部見(jiàn)有少許硫砷銀礦、雄黃、雌黃等伴生礦物(圖5e，f)。

孔雀石+藍(lán)銅礦+輝銅礦+褐鐵礦+石英：為望香臺(tái)礦段主要礦石類(lèi)型，主要分布于礦體淺部，為輝銅礦次生富集及氧化作用產(chǎn)物?？兹甘势瑺?、團(tuán)塊狀、脈狀及塊狀產(chǎn)出，多與藍(lán)銅礦及輝銅礦共生，局部因差異性溶蝕形成溶蝕孔洞(圖5g)。脈石礦物多以石英、白云石等為主，石英以團(tuán)塊狀、顆粒狀產(chǎn)出。鏡下孔雀石與輝銅礦共生，少許孔雀石以細(xì)脈狀穿插輝銅礦及石英(圖5h，i)。鏡下石英呈團(tuán)塊狀，可見(jiàn)有蝕變邊現(xiàn)象(圖5h)。

5 成礦期次劃分

依據(jù)大寶山銅多金屬礦床礦體特征、礦石礦物組合特征及巖礦石鏡下礦相學(xué)特征，將大寶山銅多金屬礦床劃分為巖漿期(Ⅰ)、淺成熱液成礦期(Ⅱ)及表生期(Ⅲ)三個(gè)成礦期次，黃鐵礦階段、黃銅礦階段(Ⅱ-1)、輝銅礦階段(Ⅱ-2)、硫化礦混合階段(Ⅱ-3)及氧化礦階段五個(gè)成礦階段(圖6)。

圖6 維西大寶山銅多金屬礦床成礦期次及階段劃分Fig.6 Metallogenic stage and its division of the Dabaoshan copper-polymetallic deposit in Weixi

Ⅰ-巖漿期：為成礦早期階段。成礦早期深部高溫、高壓、高粘度巖漿隨著溫度、壓力等外部條件的變化，成礦物質(zhì)結(jié)晶而形成自形程度較好的粒狀、塊狀黃鐵礦顆粒；脈石礦物以粒狀石英等為主，此過(guò)程中蝕變以硅化為主(圖6)。

Ⅱ-熱液期：為主要成礦期。依據(jù)礦石組合特征及鏡下特征又可將其劃分為三個(gè)成礦階段。

Ⅱ-1黃銅礦階段：為成礦期的前期階段。含礦高溫、高壓熱液沿構(gòu)造裂隙上涌，在相對(duì)深部隨著溫度、壓力的變化形成黃銅礦、及少量黃鐵礦等，礦物以半自形-自形晶為主，少許為團(tuán)塊狀，脈石礦物以白云石、鐵白云石及石英等為主。蝕變以硅化及絹云母化為主(圖6)。

Ⅱ-2輝銅礦階段：為主要成礦階段。含礦熱液沿?cái)嗔褬?gòu)造上移過(guò)程中，隨著溫度、壓力的降低，形成了團(tuán)塊狀、脈狀及粉末狀輝銅礦，同時(shí)形成輝銀礦、硫砷銅銀礦、雄黃及雌黃等伴生礦物，多以包含及被包含關(guān)系；脈石礦物以白云石、鐵白云石等為主，呈塊狀、團(tuán)塊狀產(chǎn)出。蝕變以碳酸鹽化及青磐巖化為主(圖6)。

Ⅱ-3硫化礦混合階段：為主要成礦階段。含礦熱液在上移過(guò)程中，隨著溫度的繼續(xù)降低，成礦流體中銅、銀等以輝銅礦、斑銅礦、銅藍(lán)、輝銀礦、硫砷銀礦等形式產(chǎn)出，礦石多以塊狀、浸染狀及薄膜狀為主；脈石礦物以白云石及石英等為主。蝕變以青磐巖化及碳酸巖化為主(圖6)。

Ⅲ-表生期：為成礦后期，主要以輝銅礦的次生富集及氧化作用為主。輝銅礦及其伴生的輝銀礦等在后期氧化作用中，形成了薄膜狀、團(tuán)塊狀及脈狀孔雀石、藍(lán)銅礦及褐鐵礦等礦物，其多與原生輝銅礦相伴生，局部因差異性風(fēng)化剝蝕而形成溶蝕孔洞。蝕變以孔雀石化、褐鐵礦化為主(圖6)。

6 成礦機(jī)制

云南維西大寶山銅多金屬礦床為一典型的以銅為主的淺成熱液多金屬礦床(蘇之良 等，2006；趙宇浩 等，2013；鞏鑫 等，2019，2020)，依據(jù)前人對(duì)礦石中S同位素及賦礦圍巖中Cu等元素含量分析認(rèn)為，成礦元素Cu、Ag等來(lái)自于深部巖漿熱液及成礦流體對(duì)地層的萃取等，具有多種來(lái)源等特征(趙宇浩 等，2013；鞏鑫 等，2020)。趙宇浩等通過(guò)對(duì)礦石中鉑族元素(PGE)、微量及稀土元素進(jìn)行地球化學(xué)特征研究，認(rèn)為成礦元素來(lái)自于深部巖漿。

礦體特征、礦石組合類(lèi)型、礦石組構(gòu)及礦化蝕變特征是熱液成礦作用過(guò)程及礦床類(lèi)型最為顯著的特征之一(唐菊興 等，2016；郭娜 等，2019；黃瀚霄 等，2019；倪培 等，2020)，依據(jù)上述特征亦可反演礦床形成機(jī)制。大寶山銅多金屬礦床礦體嚴(yán)格受斷裂構(gòu)造控制，依據(jù)巖礦石種類(lèi)、巖礦石組合特征及巖礦石鏡下特征，依次將本礦床成礦期劃分為巖漿期、熱液成礦期及表生期三個(gè)成礦期，黃鐵礦階段、黃銅礦階段、輝銅礦階段、硫化礦混合階段及氧化礦階段五個(gè)成礦階段。巖漿期以黃鐵礦、石英等高溫礦物為主，且自形程度較高，蝕變以硅化為主；熱液期為礦床主要成礦期次，以形成大量的黃銅礦、輝銅礦、斑銅礦及銅藍(lán)為主，伴生有輝銀礦、硫砷銅銀礦等礦物，蝕變以絹云母化、青磐巖化及碳酸巖化為主；表生期主要以孔雀石及藍(lán)銅礦等礦物為主，伴生有褐鐵礦等礦物，蝕變以孔雀石化、褐鐵礦化為主。

通過(guò)對(duì)大寶山銅多金屬礦床礦體特征、礦石類(lèi)型、礦石組合特征及礦化蝕變等分析認(rèn)為，大寶山銅多金屬礦床形成機(jī)制為：早期高溫、高壓、高粘度巖漿在深部結(jié)晶形成粒狀、自形程度較好的黃鐵礦；隨后成礦流體沿構(gòu)造裂隙上移，伴隨著溫度、壓力的變化及外來(lái)物質(zhì)的參與，結(jié)晶形成黃銅礦、輝銅礦、斑銅礦等礦物，伴生有輝銀礦、硫砷銅銀礦等；進(jìn)入表生期，在次生富集及氧化作用下發(fā)生氧化還原反應(yīng)，形成孔雀石、藍(lán)銅礦及褐鐵礦等礦物。最終形成了大寶山銅多金屬礦床。

7 結(jié)論

(1)大寶山銅多金屬礦床是一典型受構(gòu)造控制的淺成熱液型礦床，礦石礦物以銅礦物為主，主要為黃銅礦、輝銅礦、孔雀石、藍(lán)銅礦、銅藍(lán)、斑銅礦等，伴生有輝銀礦及褐鐵礦等。

(2)依據(jù)礦體特征、礦石組合及結(jié)構(gòu)構(gòu)造特征，將其劃分為巖漿期、熱液成礦期及表生期三個(gè)成礦期次；黃鐵礦階段、黃銅礦階段、輝銅礦階段、硫化礦混合階段及氧化礦階段五個(gè)成礦階段。

(3)依據(jù)礦床成礦期次認(rèn)為，礦床形成于巖漿期后，成礦流體沿構(gòu)造裂隙上移過(guò)程中，隨著溫度、壓力的變化及外來(lái)物質(zhì)的參與，在有利部位富集成礦，且后期發(fā)生了強(qiáng)烈的次生富集及氧化還原作用。