云南北衙金礦含金紅土孢粉分析及其意義

闞迎松　黃玉鳳

［摘要］云南北衙超大型金礦次生富集成礦作用比較強(qiáng)烈，紅土型金礦分布較廣泛。對(duì)比前人在滇西鶴慶盆地的孢粉研究成果，初步將北衙金礦含紅土地層的沉積時(shí)代限定為漸新世－早上新世之間，略晚于含礦斑巖的形成時(shí)代。通過(guò)對(duì)礦區(qū)含金紅土的孢粉分析研究，其孢粉組合特征反映出，礦區(qū)附近區(qū)域可能分布以櫟、樺、栗為主的森林草原植被景觀，榆、榛、胡桃、椴少量分布，周邊莎草科、蒿屬等植被發(fā)育，氣候當(dāng)以溫潤(rùn)的亞熱帶氣候?yàn)橹鳎愃朴诮裉斓娜A南地區(qū)。該氣候條件下，對(duì)紅土型金礦的形成是很有利的。

［關(guān)鍵詞］北衙；紅土型金礦；孢粉；時(shí)代；環(huán)境

北衙金礦是金沙江—哀牢山成礦帶與堿性深成巖有關(guān)的超大型金多金屬礦床。目前礦區(qū)內(nèi)已發(fā)現(xiàn)多期堿性巖漿活動(dòng)，按年齡大致可分為三期：早期是石英鈉長(zhǎng)斑巖和煌斑巖在60～65Ｍａ侵位；中期石英正長(zhǎng)斑巖在25～38Ｍａ侵入，并伴有煌斑巖的侵入；晚期的黑云母石英正長(zhǎng)斑巖在3.7 Ｍａ侵位。中期與富堿巖帶北段的兩期巖漿活動(dòng)基本吻合，形成的斑巖對(duì)金多金屬礦床的形成較為有利。北衙礦區(qū)勘探報(bào)告里，將有用金礦類型劃分為接觸帶矽卡巖型、層間破碎帶型、硅鈣面型、熱液脈型及紅土型五類。

紅土型金礦是含金較高的地質(zhì)體在紅土化作用下，使所含的金發(fā)生活化、遷移、沉淀、富集形成的，產(chǎn)于紅色風(fēng)化殼中的金礦。自80年代末期以來(lái)，在中國(guó)南方先后發(fā)現(xiàn)了蛇屋山、龍形寨、太坊、王家坊、龍?zhí)?、下甲、八渡、老萬(wàn)場(chǎng)、勝境關(guān)、麥窩壩、北衙等一批紅土型金礦床。這些金礦均是改造紅土型金礦，并為現(xiàn)代紅土型金礦。國(guó)外首先自1980年在西澳大利亞的博丁頓地區(qū)發(fā)現(xiàn)大型紅土型金礦，1985年，在巴西的巴伊爾（Bahia）地區(qū)再次發(fā)現(xiàn)了產(chǎn)于太古宙基底之上發(fā)育的紅色風(fēng)化殼中的大型紅土型金礦床。之后在澳大利亞和巴西的其他地區(qū)、法屬圭亞那、斐濟(jì)、印度、越南、喀麥隆、加蓬、尼日爾等國(guó)，相繼發(fā)現(xiàn)了大批紅土型金礦。

北衙金礦紅土型金礦體賦存于鈣結(jié)角礫巖之下的下雜色層與腐巖層中，礦體呈“Ｉ”形、“?！毙巍ⅰ白Α毙?。具有厚度大、礦化均勻等特征。它的巨大蘊(yùn)藏量主要得益于其豐富的原生金礦為其提供充足的成礦物質(zhì)，而且特別發(fā)育的古喀斯特洞穴為含金紅土提供了特殊的儲(chǔ)存空間，強(qiáng)烈的氣液爆破作用形成的熱水角礫蓋層為其提供了良好的保存條件。滇西富堿斑巖帶不僅是重要的原生多金屬成礦帶，也是尋找紅土型金礦等次生礦床的重要遠(yuǎn)景區(qū)。

北衙金礦早期對(duì)紅土型金礦體進(jìn)行過(guò)堆浸生產(chǎn)，浸出率為42％ ～43％，綜合回收率只達(dá)40％，生產(chǎn)成本及產(chǎn)品銷售價(jià)值基本保持平衡，目前對(duì)該部分礦體的利用處于停滯狀態(tài)。因此，確定其含金紅土的形成時(shí)代，擴(kuò)大勘查范圍勢(shì)在必行。且確定該含金地層，對(duì)云南新生代地層及華南地區(qū)新生代氣候、環(huán)境的研究具有重要意義。北衙礦區(qū)三期勘探報(bào)告之前，將含金紅土層位對(duì)比區(qū)域地層資料，劃定其為始新世的麗江組地層。在后期的開采過(guò)程中，通過(guò)礦體、巖體與地層的接觸關(guān)系可發(fā)現(xiàn)，礦體與巖體都已被剝蝕，該組地層卻保存完好，而該礦區(qū)最晚的成礦年代在27Ｍa左右，石英正長(zhǎng)斑巖的成巖時(shí)代在35～40Ｍａ，同時(shí)該組地層中包含有石英正長(zhǎng)斑巖的碎塊，斑巖并不是侵入其中，因此地層的時(shí)代應(yīng)晚于斑巖侵位的年齡和成礦年齡，該組地層的時(shí)代不應(yīng)早于漸新世。北衙四期勘探報(bào)告里，根據(jù)灰?guī)r角礫巖碳酸鹽膠結(jié)物ERS測(cè)年結(jié)果為！1.5～1.165Ｍａ，表明其處于第四紀(jì)更新世。所以根據(jù)接觸關(guān)系、巖性特征、測(cè)年資料等重新厘定了礦區(qū)原麗江組（E2l）的地層時(shí)代，將原麗江組下段（E2l1）、上段（E2l2）分別劃歸為第四系更新統(tǒng)蛇山組（Ｑ1s）與更新統(tǒng)（Pleistocene Series）。該結(jié)論證據(jù)碳酸鹽膠結(jié)物ERS測(cè)年結(jié)果并不充分，且KT4紅土型金礦體最厚處達(dá)175.66ｍ，我國(guó)南方形成30～50ｍ 厚的紅土風(fēng)化剖面需要1Ｍａ至幾十Ｍa的時(shí)間，定為蛇山組（Ｑ1s）在年限上顯然條件不足。

孢粉是孢子和花粉的簡(jiǎn)稱，因其產(chǎn)量大、傳播廣、易保存等特點(diǎn)，而廣泛存在于表生沉積物中，如殘破積物、半膠結(jié)砂礫巖及湖泊沉積等。近年來(lái)，隨著對(duì)孢粉研究的深入，其應(yīng)用也越來(lái)越廣泛，尤其是在研究新生代以來(lái)的古氣候、地理環(huán)境分析和時(shí)代厘定上，孢粉學(xué)研究都有其重要意義。

本文首次在北衙礦區(qū)采用孢粉學(xué)方法，對(duì)比前人在云南鶴慶盆地的孢粉學(xué)研究成果，力圖給出北衙礦區(qū)含金紅土的時(shí)代歸屬及形成環(huán)境分析。

１ 研究區(qū)概況

北衙金多金屬礦區(qū)位于德格－中甸陸塊、揚(yáng)子陸塊與蘭坪－思茅陸塊三個(gè)Ⅰ級(jí)構(gòu)造單元結(jié)合部東側(cè)，地處揚(yáng)子陸塊西緣的麗江－鹽源中生代地塊邊緣拗陷帶的南西緣，被夾持在金沙江－紅河斷裂、賓川－程海斷裂和麗江—木里斷裂之間（圖１）。

這三大斷裂構(gòu)成區(qū)內(nèi)的骨架構(gòu)造，不但規(guī)模巨大，而且活動(dòng)歷史久遠(yuǎn)，屬超殼斷裂，長(zhǎng)期以來(lái)，控制著區(qū)內(nèi)的地層發(fā)育、褶皺變形、巖漿活動(dòng)及各類礦產(chǎn)的形成與分布。

北衙礦區(qū)北自鍋廠河，南至金溝壩－雞鳴寺大溝，西起紅泥塘，東到筆架山－黃坪壩子西側(cè)邊緣，面積22.06ｍ２。由六個(gè)礦（化）段構(gòu)成，大致以北衙壩子為界分為東西兩個(gè)礦帶：東帶包括桅桿坡、筆架山、鍋蓋山礦（化）段，西帶包括萬(wàn)硐山、紅泥塘、金溝壩（化）礦段。礦區(qū)出露的地層有二疊系上統(tǒng)峨眉山組（P2β）、三疊系下統(tǒng)（T1）、青天堡組（T1q）、三疊系中統(tǒng)北衙組（T2b）、更新統(tǒng)（Ｑp）及更新統(tǒng)蛇山組（Ｑ1p）。

圖３ 為北衙礦區(qū)56號(hào)勘探線剖面圖，其中KT3、KT4礦體為紅土型礦體，分布于萬(wàn)硐山及紅泥塘礦段第四系更新統(tǒng)蛇山組（Ｑ1s）底部與北衙組不整合接觸面附近，嚴(yán)格受不整合接觸面控制，礦體總體呈似層狀—層狀，礦石呈土狀、松散狀，含砂礫，主要礦物成分由褐鐵礦及粘土礦物組成。KT4礦體礦石全為紅土型礦石，單樣金最高品位17.40×10-6，一般0.8×10-6～2.5×10-6，礦體平均品位１.53×10-6～1.80×10-6，品位變化系數(shù)83％～158％，為組分變化均勻，礦石品位較巖金礦普遍偏低。

２ 樣品采集及分析方法

本次工作對(duì)北衙礦區(qū)萬(wàn)硐山礦段原定第四系更新統(tǒng)蛇山組（Ｑ1s）進(jìn)行樣品采集，其巖性主要為紫紅色復(fù)成分礫砂粘土，是北衙礦區(qū)紅土型金礦的主要富集層位，選取幾處典型地質(zhì)點(diǎn)采集了６個(gè)樣品（圖４，表１）。

本次采集的６件樣品（Ｌ1～Ｌ6）的孢粉測(cè)試工作在中國(guó)地震局地質(zhì)研究所地震動(dòng)力學(xué)國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室完成，每個(gè)樣品取干重85ｇ左右，經(jīng)常規(guī)酸堿處理，用比重1.9的重液浮選，2500轉(zhuǎn)／分離心15分鐘（個(gè)別樣品離心60分鐘才能沉淀下來(lái)），得到富集的孢粉。樣品均見有豐富的孢子花粉，共統(tǒng)計(jì)1212粒孢子花粉，平均202粒／樣品。

３ 孢粉分析結(jié)果

實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示樣品中類型較豐富，被子植物花粉類型較多，常見的有櫟屬（Quercus），栗屬（Castanea），栲屬（Catanopsis），樺木屬（Betula），鵝耳櫪屬（Carpinus），榛屬（Corylus），蒿屬（Artemisia），莎草科（Cyperaceae），藜科（Chenopodiaceae），禾本科（Gramineae），蓼科（Polygonaceae），在個(gè)別樣品中零星或少量出現(xiàn)的有榿木屬（Alnus），胡桃屬（Juglans），榆屬（Ulmus），椴屬（Tilia），楓香屬（Liquidambar），山礬科（Symplocaceae），杜鵑花科（Ericaceae），白刺屬（Nitratia），木犀科（Oleaceae），胡頹子科（Elaeagnaceae），楊梅科（Myrtaceae），薔薇科（Rosaceae），紫菀屬（Aster），唐松草屬（Thalictrum），菊科（Compositae），狐尾藻屬（Myriophyllum），香蒲屬（Typha），十字花科（Cruciferae），茄科（Solanaceae），地榆屬（San-guisorba）．荇菜屬（Nymphoides），律草屬（Humu-lus），唇形科（Labiatae），傘形科（Umbelliferae）等。樣品中還有少量不能鑒定的花粉類型，多數(shù)因?yàn)榛ǚ劢Y(jié)構(gòu)不清晰所致。裸子植物花粉類型有松屬（Pinus），云杉屬（Picea），冷杉屬（Abies），鐵杉屬（Tusga），麻黃屬（Ephedra），蕨類孢子和藻類主要有水龍骨屬（Polypodium），其余如盤星藻（Pediastrum），泥炭蘚（Sphagnum），環(huán)紋孢（Concentricystis），里白屬（Hicriopteris），鳳尾蕨屬（Pteris），卷柏屬（Selaginella），石松屬（Lycopodium）等僅在個(gè)別樣品中零星出現(xiàn)（圖5）。

孢粉組合如圖所示，針葉類花粉以Pinus為主，含量為8.9%～14.3%，平均11.1%；Picea含量為0～1.9%，平均1.1%；Tsuga和Abies在個(gè)別樣品中零星出現(xiàn)。闊葉類如Quercus含量為13.8% ～21.2%，平均17.6%；Castanea-Castanopsis的含量為5.7%～9.7%，平均為8.1%；Betulaceae（Betula+Carpinus+Carylus+Alnus）的含量為8.9%～18.6%，平均為13.3%，以Betula（3.8% ～10.9%，平均7.7%）和Corylus（0.6%～5.7%，平均4.2%）為主；Ulmus含量為0.4%～2.0%，Juglans含量為0.6%～1.9%，Alnus含量為0～2.2%。另外，Tilia，Liquidambar等在個(gè)別樣品中零星或少量出現(xiàn)。

草本植物花粉以Cyperaceae，Artemisia，Chenopodiaceae，Gramineae為主。Cyperaceae的含量為6.8%～13.4%，平均10.6%；Artemisia的含量為5.9%～11.0%，平均含量為8.4%；Chenopodiaceae的含量為1.8%～5.2%，平均2.7%。Gramineae的含量為0.5%～4.1%，平均2.4%。另外，經(jīng)常出現(xiàn)的如Polygonaceae的含量為0.6%～2.2%，平均1.5%；Rosaceae的含量為0～2.7%，平均為1.4%；Myriophyllum的含量為0.4%～1.5%，平均0.9%。其他如Nitratia，Aster，Com-positae， Umbelliferae，Cruciferae，Solanaceae，San-guisorba，Thalictrum等在樣品中零星出現(xiàn)。

蕨類孢子和藻類以Polypodium為代表．含量為1.7%～5.3%，平均3.6%。Hicriopteris，Concentricystis，Pteris，Pediastrum，Sphagnum等在個(gè)別樣品中零星出現(xiàn)，平均含量均不到1%。另外，在組合中還出現(xiàn)了少量不能鑒定的蕨類孢子。

該地點(diǎn)整體上以闊葉類和灌木草本植物花粉占優(yōu)勢(shì)，前者含量為33.3％～44.5％，平均38.8％；后者為35.7％ ～38.0％，平均37.2％。針葉類植物花粉居次要地位，含量為10.4％ ～20.0％，平均13.1％；蕨類孢子和藻類含量相對(duì)較少，為6.4％～12.3％，平均9.6％。部分典型孢粉形態(tài)見圖６。

４ 討論

在滇西鶴慶盆地地區(qū)，前人的孢粉研究甚多，成果顯著。研究表明，第三紀(jì)以來(lái)，滇西地區(qū)整體上呈溫潤(rùn)的亞熱帶山地氣候，植被景觀也多以森林、草原為主。中新世中晚期以來(lái)，溫度有下降趨勢(shì)，造成溫帶落葉闊葉植物成分增多，而亞熱帶植物成分較前期減少。

蔣雪中通過(guò)鶴慶鉆孔（HQ 孔）頂部8.11ｍ 巖芯剖面樣品的多項(xiàng)環(huán)境指標(biāo)的綜合分析，重建了鶴慶盆地３Ｍa以來(lái)的古氣候環(huán)境演化歷史，表明該區(qū)氣候在千年尺度上表現(xiàn)為冷濕與暖干組合交替的特點(diǎn)。彭金蘭等根據(jù)鶴慶盆地HQ孔介形類的研究，將鶴慶盆地近15萬(wàn)年以來(lái)的古氣候、古環(huán)境初步劃分為5個(gè)階段，總的氣候特征為冷期偏濕，暖期偏干。同時(shí)各氣候階段與深海同位素及黃土剖面相對(duì)比，又顯示出其氣候變化的協(xié)同性。

用孢粉來(lái)定時(shí)代，在很大程度上要依托于前人在該地區(qū)或區(qū)域上的研究工作。依據(jù)本次研究的孢粉組合特征，和前人的研究做對(duì)比，從而給出一個(gè)相對(duì)的時(shí)代。對(duì)比前人在滇西地區(qū)的孢粉研究工作不難看出，北衙金礦區(qū)含金紅土的孢粉組合里，木本含量相對(duì)較低（僅38.8％），而第四紀(jì)以來(lái)，尤其是2.8～1.8Ｍa年間，孢粉組合以木本為主，高達(dá)80％左右，可排除含金紅土的時(shí)代為第四紀(jì)的可能。北衙金礦在第四期詳查報(bào)告里，依據(jù)灰?guī)r角礫巖碳酸鹽膠結(jié)物ERS測(cè)年（1.165～1.5Ｍａ）結(jié)果，將其含金紅土的時(shí)代定為第四紀(jì)更新世，這一結(jié)論是有待考證的。本次研究的孢粉組合里，蕨類含量（9.6％）較晚上新世（24.4％）低的多，因此可進(jìn)一步將其時(shí)代確定為早上新世以前。結(jié)合北衙金礦區(qū)眾多富堿斑巖小巖體的年代學(xué)研究，以及與含金紅土賦存層位的接觸關(guān)系，初步厘定北衙金礦紅土型金礦的時(shí)代為漸新世—早上新世之間。然而要給出含金紅土的精確時(shí)代，乃至對(duì)其賦存層位定出組名，還有待于進(jìn)一步的工作。

環(huán)境分析方面，從孢粉組合特征可看出，研究區(qū)附近區(qū)域可能分布以櫟、樺、栗為主的森林草原植被景觀，榆、榛、胡桃、椴少量分布，周邊莎草科、蒿屬等植被發(fā)育，氣候當(dāng)以溫潤(rùn)的亞熱帶氣候?yàn)橹?，類似與今天的華南地區(qū)。在該氣候條件下，對(duì)紅土型金礦的形成是很有利的。

５ 結(jié)論

（１）北衙金礦區(qū)含金紅土的孢粉組合里，木本含量相對(duì)較低（僅38.8％），蕨類含量為9.6％，對(duì)比前人資料，初步厘定北衙金礦紅土型金礦的時(shí)代為漸新世—早上新世之間。

（２）從孢粉組合特征可看出，研究區(qū)附近區(qū)域可能分布以櫟、樺、栗為主的森林草原植被景觀，榆、榛、胡桃、椴少量分布，周邊莎草科、蒿屬等植被發(fā)育，氣候類似今天的華南地區(qū)，以溫潤(rùn)的亞熱帶氣候?yàn)橹鳌?/p>

致謝

本次研究的野外工作中，得到了程成工程師、楊叢府工程師、和文言博士、王新宇博士和黃丁伶博士的大力支持；中國(guó)地震局地質(zhì)研究所孢粉分析室的馬小林博士對(duì)本次研究的實(shí)驗(yàn)部分進(jìn)行了有效指導(dǎo)；另中國(guó)科學(xué)院南京地理與湖泊研究所的肖霞云老師，對(duì)孢粉組合結(jié)果的分析給予了詳細(xì)地指導(dǎo)，在此一并致謝。