賀勝輝,陳賢勝,榮惠鋒
(云南省有色地質勘查院,云南 昆明 650216)
滇東北自古以產銀鉛鋅著稱,屬川、滇、黔鉛鋅成礦區的昭通-曲靖鉛鋅成礦帶,現已成為云南省鉛、鋅、銀、鍺等礦產的重要基地。會澤縣大海鄉麻栗坪鉛鋅礦床即位于該成礦帶內,礦區地處滇東高原北部烏蒙山脈的主峰地段。目前勘探規模達中型,與該礦床勘探程度的不斷提高不相協調的是關于礦床地質特征、成因、控礦因素與成礦預測等方面的研究十分欠缺,僅在對該地區磷礦地質特征和成因研究[1]、蘭坪盆地北部地區銅多金屬成礦流體的分析中附帶提到[2-3]。筆者擬從礦床地質特征和成因方面提出一些認識,以期對該礦床進一步的理論研究和勘探實踐提供有價值的參考,同時,對滇東北地區多金屬找礦的進一步突破提供理論基礎。
麻栗坪鉛鋅礦大地構造位置屬揚子板塊西南邊緣、康滇古陸東側(圖1),位于川、滇、黔鉛鋅成礦區的昭通-曲靖鉛鋅成礦帶中部。該成礦帶經歷了晉寧、加里東、華力西、印支、燕山、喜山等強弱不等的構造運動,長期穩定持續沉降的陸棚淺海環境加上裂谷深斷裂活動形成區域上復雜的地質構造背景。
區域上沉積了震旦系、古生界、中生界、新生界巨厚(萬米以上)的蓋層,地層從昆陽群(Pt2kn)至第四系,除白堊系、第三系缺失外,均有分布。其中分布廣泛的地層有:三疊系(T)、二疊系(P)和寒武系(∈)。昆陽群是區域內最老的地層,為一套淺變質的碎屑巖、黏土巖及碳酸鹽類巖石(圖1)。
北東、東西向及南北向褶皺、斷裂遍布全區,基本上控制了區內鉛鋅(銀)礦床(點)的展布方向,此外還有北西向斷裂構造。其中南北向(小江)斷裂、北東向(昆明-東川)斷裂、東西向(菁門)斷裂,這些殼深斷裂對本區的成礦、巖漿活動、陸內造山作用起著主導作用。由西而東、規模較大的褶皺有北北東向的五星背,南北向的水槽子向斜、坪箐背斜,北東向道坪向斜及小米落向斜等(圖2)。
區域巖漿活動以基性噴發為主,華力西期強烈的基性巖漿噴溢形成火山巖分布廣泛,呈帶狀北東、近南北向展布。基性和酸性侵入巖規模小,分布局限,主要為晉寧期的輝綠巖和加里東期的斑狀黑云母二長花崗巖,目前未發現侵入巖體與鉛鋅礦化有密切的關系。
區域內礦產豐富,以鉛鋅、銅、磷為主,已查明鉛鋅礦床點數十個,包括兩個大型鉛鋅礦床(礦山廠、麒麟廠)、四個中型鉛鋅礦床(五星廠等)、小型三個和二十余個礦(化)點。鉛鋅礦床(點)主要賦存于五個主要層位——震旦系燈影組上部、下寒武統漁戶村組、中泥盆統宰格組、下石碳統擺佐組、下二疊統茅口組,另外在昆陽群黑山頭組地層中新發現了多個富鉛鋅礦點。礦化明顯受巖相和北東向及南北向構造雙重控制,賦礦部位多為走向逆斷層附近的次級斷裂、層間滑動面、牽引褶皺的軸部等。

圖2 東川幅區域地質構造綱要圖
礦區地層呈近南北向展布,總體傾向東,大部分地層縱貫整個礦區,但被兩條東西、北東向區域性次級平移走滑大斷裂F2、F4將地層錯移為3段。每組地層在圖幅內對應的東西向錯距達200~900m。主要出露三疊系下統飛仙關組,二疊系上統宣威組、玄武巖組、下統茅口組、棲霞組、梁山組,石炭系中上統、下統擺佐組、大塘組,泥盆系上統宰格組、中統海口組,寒武系下統龍王廟組、滄浪鋪組、筇竹寺組、漁戶村組,震旦系上統燈影組,昆陽群黑山頭組等地層(圖1)。其中大面積出露的地層有以下部分。
1)二疊系上統玄武巖組(P2β):致密、杏仁狀玄武巖,含自然銅,出露于礦區東部,其中下部玄武巖頂部常見一層厚約20cm的紫紅色凝灰質風化物。
2)泥盆系中統海口組(D2h):出露于礦區中部,巖性主要為砂巖、粉砂巖和頁巖。
3)寒武系下統地層:分布于礦區中部,其中筇竹寺組(∈1q)中部泥巖和粉砂巖中含磷,底部為黑色碳泥質粉砂巖,見大量星點狀黃鐵礦,為礦區上層礦賦礦層位的直接頂板,亦作為礦區的找礦和地層劃分的標志層,與下伏漁戶村組呈整合接觸。
4)漁戶村組(∈1y):鉛鋅礦最主要的賦礦層位,劃為四段:①第四段上部為硅質白云巖夾硅質巖,頂部為上層鉛鋅礦(礦化)賦礦層位,含星散狀、小團斑狀黃鐵礦,風化為褐鐵礦小團斑。②第三段上部為粉砂巖、泥巖及白云巖,含磷,為麻栗坪磷礦的主要含磷礦層[1],下部含碳泥質、硅質白云巖與鈣泥質粉砂巖、頁巖互層,俗稱“黑蓋殼”,為下層礦的直接頂板、遮擋蓋層、重要找礦標志、地層分段標志層。③第二段上部為粉晶白云巖、硅質碎裂白云巖夾硅質巖,是礦區鉛鋅最主要的賦礦層位(下含礦層)。該層與頂板“黑蓋殼”有時呈直接接觸,有時在“黑蓋殼”之下發育一層5~30cm的黃鐵礦,有時間隔約40~60cm的礦化硅質細至中晶白云巖。在下層礦的底部(底板)常見一層厚約1~5m的硅質細晶白云巖,在該層中見星散狀、團塊狀(可達50cm)的黃鐵礦,常呈褐鐵礦銹染(當地俗稱“氣窩”),是近礦圍巖和重要的找礦標志。在該層中常見穿層、沿小裂隙發育的不規則、不成規模的礦體;中部為硅質細晶白云巖,離含礦層垂距約10~20m,亦為找礦標志層;下部為微含磷白云巖,是礦區磷礦的次要含磷層位[1]。④第一段上部頁巖、泥質粉晶白云巖,下部粉至細晶白云巖,部分白云巖中含泥質及碳質。與下伏震旦系上統燈影組地層整合接觸。
麻栗坪鉛鋅礦區位于五星背斜東翼、水槽子向斜西翼,礦區內為一走向近南北-北北東、傾向東-南東的單斜構造,層位穩定、連續,主要發育北西向、近南北向斷裂,近東西向斷裂錯斷北西向斷裂(圖2)。
早期北西向斷裂為控礦構造,分布于礦區西南角和西部,斷面波狀起伏,總體向南西傾,錯斷磷礦層,破碎帶寬7~20m,壓扭性走滑性質;后期近東西向斷裂分布于礦區的南部和中部,為礦區規模較大的斷裂,呈波狀橫穿整個圖幅,總體南傾或南東傾,錯斷磷礦層,破碎帶寬達20m以上,壓扭性走滑性質;后期近南北向斷裂,分布于礦區北部、北東部,規模較小,傾向北東或南東,斷距小于10m,為成礦后破壞斷層(圖1)。
據斷層構造與地層空間關系及控礦作用,礦區斷層分為三類:①順層斷層:近北東走向,主要見于硅質白云巖、硅質巖與碳泥質白云巖夾碳質泥巖之間及硅質白云巖、硅質巖內部,多為層間滑動斷層,錯距小,走向延伸長,寬度數厘米至數米,控制了礦化帶各段的礦化規模,為礦區主要控礦及容礦斷層;②羽狀裂隙系統:北北東走向為主,局部可見鉛鋅礦化,可見脈狀、團斑狀、浸染狀閃鋅礦及方鉛礦化,為礦區內次要容礦斷裂;③穿層斷層:北西走向為主,少量為東西走向,傾角較陡,規模較小,對礦層、礦化層有一定錯移、破壞作用。
麻栗坪鉛鋅礦目前共圈定8個鉛鋅礦(化)體。下含礦層中3個礦化體,4個礦體(Ⅱ-1、Ⅱ-2、Ⅱ-3、Ⅱ-6號礦體),其中3個礦化體和Ⅱ-6號礦體為地表氧化礦(化)體;上含礦層中1個地表氧化礦體(Ⅰ-1號礦體)。

表1 麻栗坪鉛鋅礦床礦石多元素分析結果/%
注:組合1、組合2、組合3為礦體組合樣品,另3個樣品為具代表性的單工程揭露控制礦體的頂底板樣品。測試單位是具甲級測試資質的云南省有色地質測試中心,測試儀器為日立Z-2000型原子吸收分光光度計(鉛鋅銀鎘檢出下限為0.05ppb)和國產新世紀T6紫外分光光度計(對鎵、鍺檢出下限為5ppm)。
地表氧化礦體規模小,品位低。深部隱伏硫化盲礦體以Ⅱ-1號礦體和Ⅱ-3號礦體規模最大,分別占全區探獲鉛+鋅總資源量97.33%和2.67%。Ⅱ-1號礦體位于上觀音巖村地下深部至其北東約400m深部。賦存于下含礦層,為原生硫化礦。礦體呈層狀、似層狀,分布標高2600~2885m,其走向、傾斜延深未完全控制,總體傾向東偏南,總體傾角約25°,現有工程控制走向長大于751m,傾斜延深635m。Ⅱ-3號礦體位于上觀音巖村南東約100m地下深部,賦存于下含礦層,呈扁平透鏡狀,其傾斜延深未完全控制。總體傾向東偏南,傾角23°~26°,現有工程控制走向長176m,傾斜延深105m,分布標高2636~2694m,較Ⅱ-1號礦體有較為明顯的鉛升高鋅降低現象。
礦石礦物組成簡單,金屬礦物主要有閃鋅礦、方鉛礦,次為黃鐵礦,次生礦物有菱鋅礦、白鉛礦、鉛釩、褐鐵礦、異極礦等;脈石礦物以白云石為主,次為方解石、石英及重晶石、磷灰石、游離碳、膠磷礦、高嶺石等。
礦石結構主要為粒狀結構,鉛鋅礦物呈不規則粒狀或聚合成團塊分布于脈石礦物間。另外,膠粒狀結構為鉛鋅礦物成不規則粒狀被鐵質、硅質或細粒磷灰石、白云石等膠結,斑狀結構為鉛鋅礦物呈0.5~1.2cm粒徑不規則狀出現于(硅質)白云巖中。
礦石構造以浸染狀、細脈浸染狀為主,次為條帶狀、斑雜狀、細脈狀及層紋狀構造。其中細脈浸染狀構造多出現于富礦地段,鉛鋅礦物沿層面或沿白云石、方解石細脈邊緣交代呈脈狀產出。
礦石按賦礦巖性以白云巖型為主,少量石英方解石型、石英型、方解石型等;按礦石結構、構造劃分以浸染狀、角礫狀、致密塊狀為主,其次為條帶狀,偶見層紋狀、細脈狀礦石。礦床工業類型為碳酸鹽型鉛鋅礦床。
最常見的蝕變為硅化及重結晶作用,其次為黃鐵礦化、重晶石化、碳酸鹽化及綠泥石化,其中以硅化、黃鐵礦化與礦化關系最為密切。
礦石主金屬含量:鋅較穩定,鉛變化大,在斷裂附近相對富集。鉛最高品位27.96%,平均3.64%;鋅最高品位57.60%,平均12.25%;塊狀礦石礦石品位一般很高,具備鉛+鋅品位可達60%以上。組合分析成果表明可綜合利用的伴生金屬平均含量為:鎘0.037%、鎵0.0018%、鍺0.0027%、銦0.0030%、銀22.51g/t(表1)。
取礦石組合樣及礦體頂底板控制樣品做主微量元素分析(圖3),結果表明:①Pb和Zn作為親銅(硫)元素有著極為相似的地球化學行為,在本區成礦作用過程中有著基本同步的變化;②S含量高者,一般Pb和Zn含量高,反映S作為礦化劑在礦質運移和沉淀時起著主導作用;③三個Pb、Zn含量高的礦體組合樣品代表礦石,三個礦體頂底板的樣品代表圍巖,二者相比礦石中的SiO2、CaO、MgO含量中等,S含量高,TFe2O3稍高,Al2O3、Na2O和K2O含量低。可能說明在成礦過程中,含礦熱液與石灰巖、白云巖等圍巖發生交代作用,結果使礦石礦物的硅質成分降低,鈣鎂質成分增加,而Fe作為親硫元素,與Pb、Zn隨S一起沉淀,致使礦石中TFe2O3含量升高;堿質和鋁質含量都很低,在整個成礦作用過程中作用很小;④而硅質和鈣鎂質成分含量高或低,均對Pb、Zn的富集不利,盡管S也達到一定含量(PD6-41-1)[5]。

圖3 麻栗坪鉛鋅礦床礦石主量元素分布曲線
圖4(a)為礦石及近礦圍巖成礦元素與主量元素的聚類分析結果[6-8],可知:鉛鋅與硫、鈣鎂相關性很好,鋁質和堿質的相關性好,硅質與鐵質相關性較好,取距離系數為0.4,可將主量元素分為3類:硅鐵質組合可能代表含礦熱液成分;鈣鎂質組合代表灰巖和白云巖等圍巖;鋁質和堿質組合則代表含量很小對成礦無明顯作用的因素。通過對成礦元素與各主量元素(表2)因子分析[6-8],可降維為三個因子:F1由Pb、Zn、S、鋁質及堿質組成,可能代表含礦熱液對成礦元素及礦化劑的承載運移,暗示其中堿質和鋁質成分不太利于礦質及載礦元素的溶解;F2因子為硅質和鈣鎂質,均具有大的載荷,這一因子可能代表成礦作用中至關重要的交代過程;F3因子為全鐵,可能代表在鉛鋅礦化過程中對礦化劑硫的有一種爭奪作用。從表2中可看出這三個因子所解釋的變化信息達96.89%,可以反映出絕大部分的變量信息,且各組典型代表變量構成的主因子,與聚類分析反映的成礦過程均有較好的對應。
表2麻栗坪鉛鋅礦床礦石成礦元素與主量元素因子分析

F1F2F3Pb0.8954 -0.0478 0.4399 Zn0.8911 -0.0341 0.4453 SiO2-0.0878 -0.9376 -0.2820 Al2O3-0.6966 -0.5851 0.4117 CaO-0.3368 0.9352 0.0230 MgO-0.2959 0.9486 0.0435 TFe2O30.4993 -0.5891 -0.5462 Na2O-0.8291 -0.4080 0.1658 K2O-0.7130 -0.5397 0.4447 S0.9237 -0.2707 0.2373 特征值4.5882 3.8776 1.2231 方差貢獻0.4588 0.3878 0.1223
注:提取方法選用主成分提取法,未進行因子旋轉。

圖4 麻栗坪鉛鋅礦床礦石成礦元素與主量元素(a)、微量元素(b)R型聚類分析(單一連接法)[8]
表3 麻栗坪鉛鋅礦床的成礦特征與典型的Sedex型鉛鋅礦床對比[12-14]

對比特征典型的Sedex型鉛鋅礦床麻栗坪鉛鋅礦床區域背景受裂谷控制的拉張的構造環境: 克拉通邊緣海槽(裂谷)/沉降盆地、克拉通內盆地,同沉積斷裂及三級盆地控礦攀西裂谷東緣并受裂谷控制的克拉通內或其邊緣的局限盆地,為長期穩定持續沉降的陸棚淺海環境,加上裂谷深斷裂活動影響成礦時代主要為元古代及古生代早、中期;集中產于中元古界、寒武系、泥盆-石炭系,個別產于侏羅系;容礦地層時代等于礦化時代寒武系下統漁戶村組礦化,受后期二迭系上統峨眉山玄武巖的大面積噴發改造進一步富集賦礦圍巖以細碎屑巖(頁巖、粉砂巖)和碳酸鹽巖等常見;其實各類正常沉積巖中均可為該類型礦床的容礦圍巖含磷炭泥質白云巖與硅質白云巖、硅質巖的層間破碎帶及其旁測羽狀裂隙中礦體形態與圍巖整合的層狀、似層狀、透鏡狀;主礦體、礦化及蝕變在同一層位穩定連續分布;往往在層狀礦體底部伴有脈狀、網脈狀或浸染狀礦化帶,如發育石英-硫化物網脈,而層狀礦體上部則不發育層狀、似層狀、透鏡狀、大扁豆狀及脈狀富鉛鋅礦體;在下層礦的底部常見穿層順小裂隙發育的不規則、不成規模的小裂隙礦體礦體與頂底板巖石的接觸關系接觸界線截然分明,與底板接觸具底蝕蝕變帶接觸與頂板“黑蓋殼”呈直接接觸或以黃鐵礦層、礦化硅質細-中晶白云巖接觸;底板之下為含團斑狀黃鐵礦(多為褐鐵礦銹染成“氣窩”)硅質細晶白云巖礦物組合黃鐵礦、雌黃鐵礦、閃鋅礦、方鉛礦和少量黃銅礦,有時可見白鐵礦和毒砂金屬礦物主要有閃鋅礦、方鉛礦,次為黃鐵礦,次生礦物有菱鋅礦、白鉛礦、鉛釩、褐鐵礦、異極礦等結構構造礦物粒度常為細粒至微-細粒或隱晶質,顯微球粒狀,同心環帶、生物和鮞狀等結構;構造有順層條帶狀、紋層狀、粒級層理、韻律層,順層揉皺及軟沉積滑動等變形構造結構主要為粒狀結構,另有膠結粒狀結構、鑲嵌結構、斑狀結構等;構造以浸染狀、細脈浸染狀為主,次為條帶狀、斑雜狀、細脈狀及層紋狀構造金屬元素組合、分帶垂向分帶:底部Cu、Au→Zn、Pb、Ag→Fe、Ba(頂部);側向分帶:近噴出中心Cu、Au→Zn、Pb、Ag→Fe、Ba( 頂部)金屬元素組合為Zn、Pb、Ag、Cd、Ga、Ge、In,Zn較穩定,Pb含量變化大,在斷裂附近相對富集圍巖蝕變總體具不對稱蝕變作用,礦體底板發育,頂板不發育,在層狀礦體底板常發育硅化、硅鐵碳酸鹽化、電氣石化、綠泥-綠簾石化、黃鐵礦化、鈉長石化等熱液蝕變最常見蝕變為硅化、退色蝕變及重結晶作用,次為黃鐵礦化、重晶石化、碳酸鹽化及綠泥石化,其中硅化、黃鐵礦化與礦化關系最為密切;礦區下層礦底部常見厚度約1-5m的含團斑狀黃鐵礦硅質細晶白云巖成因同生同生+后期疊加改造
從礦石成礦元素與微量元素的聚類分析(圖4(b))可以看出[6-8]:Pb、Ag、Zn,Cd、Ga、Ge、As、Cu、S、Mn及Ba具有很好的相關性(距離系數0.262處可分為一組),為親硫(銅)元素組合,具親硫性,易進入硫化物相高度富集成礦。該組元素組合為一種與中溫熱液成礦作用有關的礦化;Mn、Ba與賤金屬共生且相關性高,因Mn和Ba為熱水沉積成因指示元素[9-10],故可能反映礦床的熱鹵水沉積成因成分;Ag和Pb元素的距離系數非常小,指示Ag可能主要以機械混入或類質同象潛晶分布于方鉛礦中。
元古界末,本區處于攀西裂谷東緣并受裂谷控制的克拉通邊緣局限盆地,其西側為南北向小江斷裂,北東側和南東側分別為南東向的康定-水城斷裂和北東向的彌勒-師宗斷裂,這些超巖石圈主干斷裂及拉張的構造環境為局限沉降盆地提供了豐富的熱水和各種礦質來源。
本區寒武系下統漁戶村組,為一穿時地層單位,處于震旦紀燈影期末尾,寒武紀開始的轉折、過渡階段,此時康滇古陸逐漸上隆,在炎熱和溫暖潮濕的氣候條件下,沉積了一套富含有機質的鎂質碳酸鹽巖-磷塊巖和泥頁巖、硅質巖之開闊及半閉塞臺地相沉積。正是這一巖相古地理的特殊條件,使其沉積了巨大的磷塊巖礦床,富集了多種金屬礦質,成為鉛鋅礦的重要賦礦層位。漁戶村組地層中發現了對麻栗坪鉛鋅礦形成環境具指示意義的熱鹵水沉積成因巖性[9],有沿層透鏡狀重晶石層、硅質巖類(如紋層狀硅質巖)及熱水角礫巖類,其中可見磷灰石、螢石等高揮發分的氣成礦物,這是沉積熱水噴流沉積型礦床(Sedex)典型的成礦地質環境。礦體均賦存于含碳磷泥質白云巖與硅質白云巖、硅質巖的層間破碎帶及其旁測羽狀裂隙中,具有較固定的賦礦層位和賦礦巖性;局部見脈礦穿層礦化,即礦化與后期構造作用也有較密切的關系。漁戶村組熱水沉積巖及相伴的正常沉積巖中,均含較高的Ba、Cu、Pb、Zn、Fe、As等元素,尤其是Ba在礦石圍巖中均有較高的含量,表明同沉積的成礦溶液是一種不同于正常海水的含礦熱鹵水。
礦區礦石和頂底板礦化圍巖中成礦元素與主量元素含量變化特征對比統計分析可見,在R型聚類分析中硅鐵質、鈣鎂質、鋁質和堿質分別聚為一類,可能各自分別代表含礦熱液成分,灰巖和白云巖等圍巖,含量很小對成礦無明顯作用的因素。Al2O3、Na2O和K2O含量低者,S含量高和TFe2O3稍高者,SiO2、CaO、MgO含量中等時,Pb和Zn含量高,可能分別指示熱液中堿質和鋁質成分少有利于礦質的溶解和沉淀;硫對礦質溶解運移和沉淀具有重要促進作用,而鐵質與鉛鋅礦化具有類似的地球化學行為,但其太多也可能會造成對礦化劑硫的爭奪;含礦熱液與碳酸鹽巖圍巖發生交代反應可能是導致礦質沉淀的關鍵作用過程,在因子分析中硅質和鈣鎂質均占據大的載荷。礦石成礦元素與微量元素R型聚類元素組合特征,反映本區鉛鋅成礦主要與熱鹵水沉積的中溫熱液成礦作用有關。礦石中閃鋅礦淺棕至暗棕色為主等標型特征也指示礦床形成于中溫中深成-淺成環境[10-11],礦床中碳酸巖化、重晶石化、硅化及黃鐵礦化等圍巖蝕變作用也反映并佐證了以上礦石主微量元素指示的含礦熱鹵水交代成礦等成礦流體性質和成礦過程的信息。
該區鉛鋅礦化最初為熱水噴流沉積所形成的原始礦層,受華力西晚期構造巖漿運動影響,早二疊世形成峨眉山玄武巖大量噴溢的過程,這一過程受地幔柱活動影響為區域構造成礦提供了充沛的熱動力,為早期形成的礦床疊加改造提供了豐富的熱動力驅動古地熱場形成熱水循環,使礦源層中的鉛鋅元素再次以熱液、汽液的形態產生活化遷移(熱鹵水循環),當運移至致密的遮擋蓋層(∈1y3底部的“黑蓋殼”),熱液難以通過并就近在有利的容礦空間(層間滑動破碎帶、節理及羽狀裂隙部位)、有利的巖性巖相(∈1y2頂部的硅質細晶碎裂白云巖)中進一步富集,形成層狀、似層狀、透鏡狀、大扁豆狀及脈狀較富鉛鋅礦體。
綜合以上成礦特征,麻栗坪鉛鋅礦床為海底熱水噴流沉積、后期疊加改造成因礦床,為地層、巖性及斷裂三大因素控礦。其熱水噴流沉積成因與Sedex型中的Irish型亞類相似,其以碳酸鹽巖為容礦巖石的,礦質沉淀于熱液卡斯特化形成的開放空間內,具海底沉積與典型MVT型礦床類似的后成成礦的雙重特征。
含礦層位——寒武系下統漁戶村組第四段(∈1y4)頂部星散狀、小團斑狀黃鐵礦薄-中層狀硅質白云巖夾硅質巖和第二段(∈1y2)灰色風化為灰白色中層至厚層狀粉晶白云巖、硅質碎裂白云巖夾硅質巖頂部。
頂底板層位——筇竹寺組(∈1q)底部含大量星點狀黃鐵礦黑色炭泥質粉砂巖層位可為含礦層的頂板,漁戶村組第三段(∈1y3)的含炭泥質/硅質白云巖與鈣泥質粉砂巖、頁巖互層(黑蓋殼)可為含礦層的直接頂板,漁戶村組第二段(∈1y2)的含團斑狀黃鐵礦硅質細晶白云巖層位可作為含礦層的底板。
含礦巖性——含黃鐵礦層狀硅質白云巖夾硅質巖、(淺)灰色層狀粉晶白云巖及硅質碎裂白云巖夾硅質巖等。夾硅質巖的碎裂白云巖為最有利的含礦巖性。
圍巖巖性——含大量星點狀黃鐵礦的黑色炭泥質粉砂巖,含炭泥質/硅質白云巖與鈣泥質粉砂巖、頁巖互層(黑蓋殼)可為含礦層的直接頂板和標志層;含團斑狀黃鐵礦(多為褐鐵礦銹染成“氣窩”)的硅質細晶白云巖可為含礦層底板。炭泥質/硅質/鈣泥質粉砂巖、頁巖及含炭泥質/硅質白云巖等細碎屑巖和含細碎屑成分的白云巖為礦體最有效的頂底板。
間接標志——具熱鹵水沉積成因的沿層透鏡狀產出的重晶石層、硅質巖類(如紋層狀硅質巖)及熱水角礫巖類。這些具成因指示意義的層位為Sedex鉛鋅礦床形成的有利層位。
賦礦部位多為傾向南西的北西向走向逆斷層附近的次級斷裂、層間滑動面、牽引褶皺的軸部等;節理、小裂隙、層間滑動發育、較為破碎的巖石中;具體如∈1y2與∈1y4頂部層間破碎帶、滑脫部位及鄰近以NNE走向為主的羽狀裂隙等。
碳酸巖化、重晶石化、硅化、黃鐵礦化及褐鐵礦化為鉛鋅礦化有利地球化學環境,具以上蝕變的部位應為該區Sedex型鉛鋅礦床勘查的優選部位。
1)礦床成因:寒武系下統漁戶村組含沿層透鏡狀重晶石層、硅質巖類(如紋層狀硅質巖)及熱水角礫巖類,其中可見磷灰石、螢石等高揮發分的氣成礦物,碳酸巖化、重晶石化、硅化及黃鐵礦化等圍巖蝕變作用,Mn、Ba與賤金屬共生且相關性高,指示該礦床為熱鹵水沉積成因。具中溫熱液Pb、Ag、Zn,Cd、Ga、Ge、As、Cu、S、Mn及Ba成礦元素組合,閃鋅礦淺棕至暗棕色為主等標型特征指示中深成-淺成成礦環境。礦體均賦存于含磷炭泥質白云巖與硅質白云巖、硅質巖的層間破碎帶及其旁測羽狀裂隙中,具有較固定的賦礦層位和賦礦巖性。符合Sedex鉛鋅礦鮮明的“盆控性”、“層控性”、“時空性”及“巖控性”等特征[15]。故麻栗坪鉛鋅礦為中溫熱液中深成-淺成海底熱水噴流沉積、后期疊加改造成因礦床。
2)成礦作用過程:礦床早期近同生主要成礦作用:筇竹寺組底部黑色炭泥質粉砂巖及漁戶村組第三段底部“黑蓋殼”為有效隔離層,形成于相對封閉的還原環境,由盆地熱液對流系統萃取圍巖帶來的鉛鋅成礦元素,與由硫酸鹽還原形成的硫結合沉淀富集。礦床遭受后期疊加改造成礦的作用:受華力西晚期地幔柱活動形成的構造巖漿運動影響,提供了豐富的熱動力驅動古地熱場形成熱水循環,使礦源層中的鉛鋅元素再次以熱液、汽液的形態產生活化遷移(熱鹵水循環),當運移至致密的遮擋蓋層(∈1y3底部的“黑蓋殼”),熱液難以通過,就近在層間滑動破碎帶、節理及羽狀裂隙部位、∈1y2頂部的硅質細晶碎裂白云巖中進一步富集。
3)微觀成礦作用:Al2O3、Na2O和K2O含量低者,S含量高和TFe2O3稍高者,SiO2、CaO、MgO含量中等者,Pb和Zn含量高。堿質和鋁質少有利成礦,硫為重要的礦化劑對礦質的運移沉淀具重要作用,鐵質與鉛鋅具相似的地球化學行為,太多則產生對硫的爭奪,含礦熱液與碳酸鹽巖圍巖發生交代反應可能是導致礦質沉淀的關鍵作用過程。
[1] 高俊彩,榮惠峰,徐劍波,等. 昆明市東川區綠茂鄉麻栗坪磷礦地質特征及成因分析[J]. 昆明理工大學學報:理工版,2008(4): 12-17.
[2] 徐啟東,周煉. 云南蘭坪北部銅多金屬礦化區成礦流體流動與礦化分帶——礦石鉛同位素和特征元素組成依據[J]. 礦床地質,2004, 23(4): 452-463.
[3] 徐啟東,李建威. 云南蘭坪北部銅多金屬礦化區成礦流體流動與礦化分帶——流體包裹體和穩定同位素依據[J]. 礦床地質, 2003, 22(4): 365-376.
[4] 駱耀南. 攀西古裂谷研究中的認識和進展[J]. 中國地質,1985(1): 27-31.
[5] 陳超,呂新彪,吳春明,等. 新疆庫米什地區忠寶鎢礦礦床地質特征及成因研究[J]. 礦物巖石地球化學通報,2013(4): 445-455.
[6] 石書緣,尹艷樹,馮文杰. 多點地質統計學建模的發展趨勢[J]. 物探與化探,2012(4): 655-660.
[7] 董奇,盧雙舫,張學娟,等. 地質統計學反演參數選取及反演結果可靠性分析[J]. 物探與化探,2013(2): 328-332.
[8] 趙鵬大,胡旺亮,李紫金. 礦床統計預測[M]. 北京: 地質出版社, 1994: 1-314.
[9] 肖榮閣,張漢城,陳卉泉,等. 熱水沉積巖及礦物巖石標志[J]. 地學前緣,2001(4): 379-385.
[10] 何進忠,姚書振,彭德啟. 西秦嶺鉛鋅礦區域地球化學成礦預測模式[J]. 物探與化探,2006(6): 488-492.
[11] 印修章,胡愛珍. 以閃鋅礦標型特征淺論豫西若干鉛鋅礦成因[J]. 物探與化探,2004(5): 413-414.
[12] 胡喬青,王義天,王瑞廷,等. 西秦嶺鳳太礦集區八方山-二里河鉛鋅(銅)礦床成礦地質特征與礦床成因探討[J]. 地質與勘探,2013(1): 99-112.
[13] 王玉奇. Sedex型礦床與VMS型礦床對比研究[J]. 資源環境與工程,2009(3): 259-262.
[14] 陸朝武,楊軍,陸俞辰. 黔西北五指山礦集區金坡鉛鋅礦礦床地質特征及成因淺析[J]. 資源環境與工程,2013(1): 15-22.
[15] 張艷,魏平堂. Sedex型Pb-Zn礦床氫氧同位素地球化學綜述[J]. 礦產勘查,2012(3): 374-378.