云南香格里拉紅山地區多金屬礦床特征及成礦模式

曹曉民，范玉華，張世權，董 濤，王建昆

(云南省地質調查院，云南 昆明 650051)

0 引 言

紅山銅礦為一老礦區。近年來隨著工作進展，多個鉆孔在深部揭到全巖礦化斑巖體，深部找礦取得了重大突破，礦床規模不斷擴大，已達大型。

前人在探討礦床成因方面做了大量工作，取得了許多重要成果。筆者在收集、總結以往工作成果資料的基礎上，從紅山深部鉬礦化斑巖→銅礦化矽卡巖→熱液脈型鉛鋅礦這一成礦系列入手，綜合多期巖漿成礦作用特點，結合成礦地質要素的分帶特征對紅山深部—紅山、紅山牛場—恩卡礦床成因作進一步探討。

1 成礦地質背景

礦區地處揚子西緣多島—弧—盆系之印支期(T3)義敦島弧帶內。

在晚三疊世巖漿弧發展階段，該區發育了一套巨厚的碎屑巖—碳酸鹽巖—火山巖建造，劃分為曲嘎寺組(T3q)、圖姆溝組(T3t)、喇嘛埡組(T3lm)(圖1)。

礦區位于紅山復式背斜中部，由一系列北北西向緊密線性褶皺和同向斷裂組成，其中北北西向屬早期拉張型斷裂，控制了印支期鈉質中—基性火山巖及同源的基性—中基性侵入巖；而北西向及近東西向斷裂控制了印支晚期擠壓型鈣堿性系列鉀質中—酸性火山巖，并有同源的大量中酸性淺成斑巖及次火山巖分布。燕山晚期花崗(斑)巖呈近南北向侵入于早期巖層之中。

區域上巖漿活動強烈，主要有三期：①印支期島弧發育階段形成以安山巖、英安巖為主的中酸性火山—沉積巖系，伴隨有與淺成、超淺成侵入巖有關的斑(玢)巖型銅多金屬礦化；②燕山晚期為陸內匯聚階段，在構造活動強烈區發育碰撞(S)型酸性巖漿侵入，形成斑巖型、矽卡巖型等重要的銅、鉬、鎢礦化；③喜馬拉雅早期本區主要表現為陸內伸展裂陷，發育正長(斑)巖—二長(斑)巖類，伴有斑巖型金、銅礦化。

2 礦區地質特征

礦區位于娘央—夏隆瓦斷裂與紅山斷裂之間，主要出露上三疊統曲嘎寺組、圖姆溝組地層，與火山巖同源的侵入體，地表僅有零散的閃長玢巖巖墻。此外，礦區中部見少量燕山期石英二長斑巖巖枝。礦區地表見大面積角巖化及矽卡巖化蝕變。

圖1 紅山地區區域地質及礦床(點)分布圖

2.1 地 層

礦區出露地層主要有上三疊統曲嘎寺組和圖姆溝組，總體為一單斜構造(圖2)，巖層傾向240°，傾角60°～80°。

(1)曲嘎寺組(T3q)

曲嘎寺組可細分為三段，本區僅出露二、三兩段。

二段(T3q2)：出露于礦區中部，呈北西向展布。主要為深灰色砂泥質板巖、變質砂巖、大理巖和結晶灰巖夾基性火山巖及伴生的硅質巖。是礦區主要賦存層位，廣泛發育矽卡巖化和角巖化。

圖2 紅山—紅山牛場銅鉬礦區地質圖

三段(T3q3)：出露于礦區西部，主要為深灰色薄層—中厚層狀灰巖、粉晶灰巖，夾絹云板巖、變質細粒長石石英砂巖及少量變質礫巖。為恩卡鉛鋅銀金礦的主要賦礦層位。

(2)圖姆溝組(T3t)

出露于礦區東部，為灰—深灰色板巖、粉砂質絹云板巖及中性、中酸性火山巖類，計有安山巖、流紋巖、英安巖等。

2.2 構造

礦區位于區域性北北西向紅山斷裂西側，次級斷裂發育，多數與區域構造線一致，呈北西—南東向，以正斷層為主，逆斷層次之。成礦前的層間裂隙、節理發育，是賦存礦(化)體的最有利部位。

2.3 巖漿巖

圖3 石英二長斑巖的主要元素差別圖

圖4 紅山異常剖析圖

圖5 紅山地區蝕變遙感異常分布示意圖

礦區巖漿活動強烈，主要有印支期及燕山期。兩期巖漿活動在礦區表現各異，其成礦作用也各有不同，具有疊加成礦的特點。

(1)印支期擠壓型鈣堿性系列鉀質中—酸性火山巖

曲嘎寺組中發育基性火山巖，而圖姆溝組中則以安山巖、英安巖為主。侵入巖為淺成斑(玢)巖，地表零星出露。在礦區深部存在一些石英二長斑巖和花崗斑巖，前人在勘探時對這類巖石測定了化學成分。根據主元素對比圖(圖3)判別，礦區石英二長斑巖屬鈣堿性和強鋁質系列巖石。在紅山礦區石英二長斑巖中獲Rb—Sr單礦物模式年齡為214Ma(譚雪春等，1985)，說明巖體形成時代為印支晚期。該期巖漿活動對礦區成礦具有積極的作用，屬早期成礦作用。

(2)燕山期滯后型花崗閃長巖系列

分布于礦區中部，地表僅零星出露，表現為巖枝、巖脈，近年來在紅山礦段17線、9線、3線中施工的多個鉆孔在深部揭到厚大的含礦斑巖體，主要巖類有石英二長斑巖、二長花崗斑巖等。

徐興旺、李文昌等先后在礦區做過輝鉬礦Re—Os測年分析，石英二長斑巖成礦作用的活動時間大致為(80.2±1.3)Ma—(77.6±1.1)Ma(李文昌等)，石英—輝鉬礦階段的輝鉬礦Re—Os年齡大致為(77±2)Ma(徐興旺等，2006)，兩者十分相近。

2.4 圍巖蝕變

與礦化關系密切的圍巖蝕變主要有鉀化、矽卡巖化、角巖化。

鉀化主要出現在石英二長斑巖中，其與鉬銅礦化關系密切。

矽卡巖化、角巖化在區內分布較廣，兩者多相間排列，并與地層產狀一致。礦體主要產于矽卡巖中。矽卡巖接觸的圍巖不同，其礦物組合也有所不同。與角巖接觸時，主要為透輝石—鈣鐵榴石矽卡巖，而靠近大理巖一側則為鈣鐵榴石矽卡巖及次透輝石鈣鐵榴石矽卡巖。

2.5 物探異常特征

礦區激電中梯Ms異常和磁測△T異常分布態勢基本相同，總體反映了紅山礦段東部矽卡巖型銅鐵礦體具有強磁、高極化、順層產出且有一定規模的電、磁場特征；紅山礦段西部電、磁異常分布在角巖帶上，與角巖裂隙充填的網脈狀中等磁性、中等極化的礦(化)體相對應。

2.6 化探異常特征

礦區屬典型的“高、大、全”化探異常，一比五萬土壤化探所分析的七種元素Cu、Pb、Zn、Ag、Au、W、Mo均為強異常(圖4)，出現異常的元素尚有Sn、Cd、As、Sb、Hg、Co、Fe、Th、Bi(1/20萬化探)等，是全測區內元素組合最多，最復雜的異常。綜合異常濃集中心突出，各元素重合好，以同心濃集為特征。從內往外，依次為Mo、W、Au、Cu、Ag、Zn、Pb，顯示由高溫向中低溫變化特征。從形態看，Cu、W、Mo形態最為規整，其次Pb、Zn、Ag、Fe、Au。異常區西側有一北西向Pb、Zn、Ag、Au濃集小區，顯示該區至少存在二期以上多金屬成礦熱液作用。

2.7 遙感異常特征

礦區蝕變遙感異常以鐵染異常為主，并伴有零星羥基異常分布(圖5)。其中鐵染異常產出部位與礦體產出部位吻合較好。另外，礦區還有多個羥基異常或羥基+鐵染異常中心存在，推測其可能與斑巖型銅礦有關。

線環構造組合顯示，礦區位于東西向構造與南北向構造交匯構造背景上，巖漿熱液環呈東西向分布，并呈串珠狀、同心多層環狀組合。

3 礦床及礦體特征

依據成礦系列的觀點，結合礦體空間展布及成礦元素組合，初步將礦床劃分為三個礦段，從東至西依次為紅山礦段、紅山牛場礦段、恩卡礦段。

3.1 礦床規模及礦體特征

紅山礦段與紅山牛場礦段成礦特征基本一致。礦體賦存于矽卡巖、角巖及深部斑巖體中。成礦元素以銅鉬為主，次為鉛鋅。成因屬與斑巖體關系密切的斑巖—矽卡巖型。

恩卡礦段位于礦區西部硅化灰巖、板巖中。成礦元素以鉛鋅為主，次為銀金，成因屬熱液脈型。

3.1.1 紅山銅鉬礦段

位于紅山老礦區內。上世紀七十年代，原云南地礦局第七地質大隊作過初勘工作，共圈定大小礦體20個，其中規模較大的10個。礦體長一般30m～1223m，厚3.92m～19.56m，斜深20m～330m，銅品位一般0.86ω%～1.76ω%，平均1.01ω%。

根據礦體賦存特征及成礦元素組合，筆者將紅山礦段初步劃分為兩個部分。分別是：上部的矽卡巖型銅礦，包括V1、V2、V3、V4等多個礦體；深部斑巖型銅鉬礦，有 V11礦體。

V1礦體：為矽卡巖銅礦體。呈似層狀—脈狀，長1330m，斜深285m，傾向240°，傾角65°。厚31m～35m，平均33m，銅品位一般0.43ω%～0.54ω%，平均0.48ω%。

V2礦體：為矽卡巖銅礦體。呈似層狀，長1435m，斜深390m，傾向240°，傾角70°。厚7m～33m，平均23m，銅品位一般0.23ω%～0.81ω%，平均0.5ω%。

V3礦體：為矽卡巖銅礦體。呈似層狀，長1435m，斜深388m，傾向240°，傾角70°。厚4m～65m，平均24m；銅品位一般0.23ω%～0.7ω%，平均0.50ω%。

V4礦體：為矽卡巖銅礦體。呈似層狀，長726m，斜深410m，傾向240°，傾角72°。厚10m～11m，平均10.5m，銅品位一般0.22ω%～1.38ω%，平均1.0ω%。

V11礦體：礦體賦存于石英二長斑巖體及外接觸帶角巖中，屬斑巖型鉬礦體(圖6)。呈大透鏡狀，長1435m，斜深590m(未控全)，傾向240°，傾角65°。厚117m～302m，平均203m，鉬品位一般0.034ω%～0.057ω%，平均0.04ω%。

3.1.2 紅山牛場銅礦段

位于紅山銅礦段西側，平距800m。含礦巖性主要為矽卡巖，另有少量角巖，礦體頂、底板主要為大理巖、角巖，部分為矽卡巖。礦體與圍巖呈漸變關系。共圈定工業礦體6個，其中KT2、KT3、KT4、KT6礦體規模較大。

KT2礦體：為礦區主礦體，呈似層狀—脈狀，長1353m，深部未控全，傾向230°，傾角75°。中段及南東端有分支復合現象。厚度0.98m～13.59m，平均5.72m，銅品位0.20ω%～3.79ω%，平均品位1.71ω%。

圖6 紅山銅鉬多金屬礦區9號勘探線剖面圖

KT3礦體：位于KT2西側，呈脈狀—似層狀。長271m，深部未控全，傾向194°，傾角60°，兩端有分支復合現象。一般厚0.79 m～3.54m，平均厚2.08m，銅品位0.23ω%～0.81ω%，平均0.66ω%。

KT4礦體：位于KT3西側，呈脈狀—似層狀，長567m，深部未控全。傾向260°，傾角67°。一般厚1.78 m～6.0m，平均厚4.01m，銅品位0.33ω%～0.51ω%，平均0.44ω%。

KT6礦體：呈透鏡狀，長274m，深部未控全。總體傾向255°，傾角80°。厚度3.32 m～36.46m，平均15.77m，銅品位0.26ω%～2.66ω%，平均品位1.01ω%。

3.1.3 恩卡鉛鋅銀金礦段

位于礦區西南部，恩卡斷裂以東地區，走向北西—南東。礦體產于三疊系上統曲嘎寺組三段(T3q3)結晶灰巖層間破碎帶中，空間展布形態受層間斷裂構造控制。圍巖主要為結晶灰巖、板巖，夾石多為結晶灰巖。

初步圈定9個礦體，規模較大的有3個，呈脈狀、透鏡狀、似層狀產出。走向長50m～440m，產狀232°～265°∠56°～89°，厚0.82m～1.85m。礦化以鉛、鋅為主，并普遍共伴生銀、金。礦體品位：鉛l.73ω%～6.87ω%，鋅 2.15ω%～4.29ω%，伴生銀 56.60 g/t～249.78g/t，金1 g/t～3g/t。礦石呈黑褐色塊狀，脈石礦物以碳酸鹽為主，石英次之。金屬礦物多呈微粒狀，鐵錳質含量高。

3.2 礦石質量

(1)紅山礦段和紅山牛場礦段

因成礦條件及礦床成因類型相似，故二者礦石質量接近。

礦石礦物成份：金屬礦物主要為孔雀石、黃銅礦、磁黃鐵礦、黃鐵礦，輝鉬礦、方鉛礦及閃鋅礦；脈石礦物主要為石榴子石、透輝石、斜長石、石英。

礦石結構：主要為粒狀、隕鐵狀、乳濁狀固溶體結構等。

礦石構造：主要為塊狀、浸染狀、脈狀構造。塊狀構造包括致密塊狀、斑塊狀、花斑狀、環斑狀；浸染狀包括稠密浸染狀、星散狀；脈狀包括細脈狀、網脈狀。

(2)恩卡礦段

礦石礦物成分：礦石礦物主要有方鉛礦、閃鋅礦、黃鐵礦、異極礦、菱鋅礦、白鉛礦、鉛礬等；脈石礦物主要有方解石、石英、絹云母、黑云母、綠泥石等。

礦石結構：具自形—半自形粒狀、它形粒狀、碎裂、充填交代等結構。

礦石構造：有浸染狀、團斑狀、塊狀、脈狀等構造。

3.3 礦石類型及礦石的化學成份

(1)紅山礦段和紅山牛場礦段

礦石類型多樣，其自然類型可分為氧化礦、混合礦、硫化礦，以硫化礦為主，氧化帶不發育。工業類型按含礦巖石可分為矽卡巖型、角巖型、斑巖型，按有用礦物可分為含銅磁鐵礦型銅礦石、含銅輝鉬礦型銅鉬礦石、含銅方鉛礦閃鋅礦型礦石、鉛鋅礦石。

銅礦石中以銅為主，獨立的鉬礦體中平均含鉬0.042ω%，其中石英二長斑巖含鉬0.04ω%，角巖含鉬0.046ω%，獨立的鉛鋅礦體含鉛0.50ω%～12.02ω%，平均4.875ω%，含鋅1.13ω%～18.04ω%，平均0.337ω%，另外可綜合利用的銀平均6.856g/t，鈷0.00449ω%，鉍0.016ω%，銦0.000611ω%，硫10.66ω%。

(2)恩卡礦段

礦石有用元素主要為鉛、鋅，并普遍共伴生銀，銀品位一般25.81 g/t～283.22 g/t，最高861.41 g/t。據鉛與銀的相關關系，銀主要賦存于方鉛礦中。礦石自然類型以硫化礦為主，局部可見少量氧化礦及混合礦。

礦石工業類型有黃鐵礦—方鉛礦型，方鉛礦—閃鋅礦—黃鐵礦型，鉛鋅銀黃鐵礦大理巖型，鉛鋅銀黃鐵礦綠泥板巖型。

4 礦床成因與成礦模式

4.1 礦床成因

4.1.1 包體測溫及含鹽度

經對石英二長斑巖、蝕變石英二長斑巖的包體測溫，其含鹽度高，ω(NaCl)達32.3%～75%。除常見鈉鹽子晶外，經常同時有鉀鹽子晶產出。上述巖體所測均一法溫度也高。已測定的23個數據中，492℃～579℃有2個，330℃～420℃有10個，220℃～190℃有10個，僅1個為156℃。說明成礦作用以氣成—高溫階段為主，延續到中溫階段。

4.1.2 蝕變分帶

深部斑巖體內以鉀化、硅化為主，鉀化強則礦化強。

接觸帶則以矽卡巖化為主，在矽卡巖與角巖相間排列寬達800m的礦化帶中，空間分布有下列兩種規律：

(1)石英黑云母角巖+蝕變黑云母角巖→透輝斜長巖+透輝富鋁石榴子石矽卡巖+鈣鐵石榴子石矽卡巖+次透輝石鈣鐵石榴子石矽卡巖→含硅灰石、透閃石、透輝石大理巖+大理巖。

(2)石英黑云母角巖+蝕變黑云母角巖→透輝斜長巖+透輝富鋁石榴子石矽卡巖→鈣鐵石榴子石矽卡巖+次透輝石鈣鐵石榴子石矽卡巖→透輝富鋁石榴子石矽卡巖+透輝斜長巖→蝕變黑云母角巖+石英黑云母角巖。

4.1.3 成礦階段

當矽卡巖及角巖經成礦熱液再蝕變時，矽卡巖變成類矽卡巖、角巖變成堇青石斜長石透輝石角巖，其成礦階段如下：

高溫的硅化、鉀鈉長石化，為磁鐵礦形成期；高中溫的硅化、早期碳酸鹽化階段，為磁黃鐵礦、輝鉬礦、白鎢礦形成期；中溫的陽起石化、綠泥石化、綠簾石化階段，為以黃銅礦、黃鐵礦為主的硫化物形成期；低溫的晚期碳酸鹽化、沸石化階段，為方鉛礦、閃鋅礦形成期。

因此，自矽卡巖向大理巖，金屬礦物呈帶狀分布：下部為磁鐵礦，依次為磁黃鐵礦，再向上為黃銅礦、黃鐵礦，最上部為方鉛礦、閃鋅礦。

4.1.4 礦床成因

綜上，認為礦區曾經歷了印支期燕山期兩期巖漿活動。

印支晚期(214Ma，譚雪春等，1985)斑(玢)巖體主要位于礦區北東側。圍巖蝕變弱，經觀察巖體與礦化關系不是很密切。

燕山期石英二長斑巖體侵位于礦區深部。其成礦作用的活動時間大致為(80.2±1.3)Ma-(77.6±1.1)Ma(李文昌等)，石英—輝鉬礦階段的輝鉬礦Re-Os年齡大致為(77±2)Ma(徐興旺等，2006)，兩者十分相近。且野外工作證實，該期斑巖體與礦化關系密切。故認為礦區主成礦時期應為燕山期。

此外，宋保昌等(2006)根據鉛同位素分布特征，經對比分析認為紅山礦區存在新生代成礦的可能。

由此，可認為紅山—紅山牛場—恩卡礦床成因為與燕山期斑巖體關系密切的斑巖—矽卡巖—熱液脈型復合型礦床成因類型，形成一個成礦系列，并于有利部位疊加了后期成礦作用，使成礦元素進一步富集。

4.2 成礦模式探討

綜上所述，紅山—紅山牛場—恩卡銅鉬鉛鋅銀金多金屬礦床具有明顯的地質分帶性。

(1)礦化的分帶性：礦區具有多種成礦元素，如鎢、鉬、銅、鉛、鋅、金、銀等，全區以巖體為中心表現出明顯的分帶性。中心(巖體內部)以鉬(鎢)礦化為主→中部(矽卡巖、角巖中)則以銅、鉬礦化為主→外圍則是鉛鋅銀金礦化。

(2)熱液蝕變的分帶性：中心礦化斑巖體以鉀化、黃鐵絹英巖化蝕變為主；接觸帶以矽卡巖化、角巖化、硅化為主；外圍以大理巖化、青盤巖化為主。

(3)成礦類型的分帶性：中心是細脈浸染狀礦化；中部是矽卡巖型礦化和裂隙充填礦化；外圍是沿裂隙充填的脈狀礦化。

以上分帶性具有較好的對應關系，并賦存有相應礦體，構成一個完整的斑巖型→矽卡巖型→熱液脈型礦床系列。其中，中心部位對應的是全巖礦化的石英二長斑巖體，具鉀化、黃鐵絹英巖化蝕變，礦化以鉬(鎢)為主，輝鉬礦、黃銅礦、黃鐵礦等礦石礦物呈細脈浸染狀產出，具典型的“斑巖型”面型礦化特征，如紅山深部的V11礦體；接觸帶附近以矽卡巖、角巖為主，硅化強，礦化以銅、鉬為主，黃銅礦、黃鐵礦、輝鉬礦等成礦物質呈脈狀沿裂隙產出，形成紅山、紅山牛場矽卡巖型銅鉬礦；遠離巖體則主要沿構造、裂隙充填于角巖化板巖、大理巖化灰巖等地層中，礦化以鉛、鋅、銀、金為主，呈脈狀產出，形成恩卡熱液脈型鉛鋅銀金礦。

由此筆者初步提出紅山—紅山牛場—恩卡銅鉬鉛鋅銀金多金屬礦床的成礦模式(圖7)。

隱伏的含礦斑巖體是成礦的主體，全巖礦化，發育細脈浸染狀礦化，具有較大規模。其頂部延伸的一些巖枝，是成礦斑巖體的一部分，具有斑巖型礦化特征。其形成于燕山期，成礦年齡(80.2±1.3)Ma—(77.6±1.1)Ma(李文昌等)，晚于礦區北東側印支晚期斑(玢)巖體(214Ma，譚雪春等，1985)。

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