云南大紅山礦區熱液脈型多金屬礦控礦因素及找礦前景

王崇軍　彭昭銀

(中國有色金屬工業昆明勘察設計研究院)

?

云南大紅山礦區熱液脈型多金屬礦控礦因素及找礦前景

王崇軍彭昭銀

(中國有色金屬工業昆明勘察設計研究院)

摘要大紅山鐵銅多金屬礦地處揚子地臺西南緣，區內大紅山群曼崗河組第四段為主要的含礦層位。區內熱液脈狀礦化發育普遍，礦脈以石英脈為主，多產于張扭性NE—SW向和NW—SE向斷裂構造及其旁側裂隙帶中，構成多條近平行排列的礦脈帶，具有數量多、連續性差、范圍廣等叢聚性分布特征。在分析礦床成礦地質背景、礦床地質特征的基礎上，對礦床礦化成因、成礦模式、控礦因素進行了詳細討論，并對區內找礦前景進行了探討，結果表明：①大紅山礦區熱液脈型多金屬礦主要受斷裂構造控制，其成礦物質來源于圍巖地層(含礦層)；②針對熱液脈型礦化沿不整合面或層間構造裂隙的“順層”產出特征，找礦工作應在礦化產出相對集中且構造發育的地區開展。

關鍵詞熱液脈型礦床地質特征礦化成因成礦模式控礦因素找礦遠景成礦物質來源

大紅山鐵銅多金屬礦位于云南省新平縣境內，是國內著名的大型銅礦床之一，自1959年發現至今，受到眾多學者的關注，針對該礦床成因的觀點主要有火山噴氣—沉積變質型[1]、受變質火山噴氣—沉積型[2]及火山噴發沉積(層狀)型[3]，目前學術界普遍認為大紅山銅鐵多金屬礦床屬產于古元古代大紅山群曼崗河組的大型火山—沉積型礦床[4]。盡管眾多學者已分別從地層(曼崗河組)、巖性/相、古沉積盆地、構造及巖漿活動等方面對該礦床的控礦因素進行了總結[5]，但大多針對整個礦床進行描述，單獨對區內熱液脈型礦化的研究涉及較少，制約了礦區及其外圍的進一步找礦工作。本研究在區內已有地質勘查資料的基礎上，通過野外調研，以區內典型礦化類型為切入點，對熱液脈型礦化的規模、強度、控礦要素及找礦潛力進行深入研究。

1成礦地質背景

礦區大地構造位于康滇地軸南端、揚子準地臺西緣，介于紅河斷裂與綠汁江斷裂所夾持的滇中中臺拗內，系云南山字型前弧西翼與哀牢山構造帶的交截部位，即處于SN，NW，EW向構造的交匯復合地帶[6]。該區區域構造運動強烈，巖漿活動頻繁，從太古代末期開始，不同時期、不同階段的構造運動相互繼承、疊加和改造，使得區域地質構造趨于復雜化，與“大紅山式”鐵銅礦的形成、富集具有一定的成因聯系。根據區內構造的展布特征，可將研究區劃分為哀牢山構造帶(Ⅰ)、滇中蓋層構造區(Ⅱ)和昆陽群褶斷區(Ⅲ)等3個構造單元，分別由不同的構造層組成。區內發育交錯復雜的斷裂、褶皺構造，分別控制著不同階段和不同環境下產出的礦床[7]：①SN向構造，控制著“大紅山式”銅鐵礦帶的分布，其含礦巖系(大紅山群地層)的展布范圍基本與滇中拗陷帶一致，位于綠汁江深大斷裂與紅河深大斷裂所夾持的三角地區，在該地區內，除大紅山鐵銅礦外，還有河口銅礦(曼蚌)、川南會理拉拉銅礦、石龍東鐵礦等；②EW向構造，為大紅山群主要的基底構造形式，在大紅山礦區主要為EW向或NEE向，控制著大紅山銅鐵礦床及有關礦體的分布；③NW向構造，在區內主要起著成礦后的改造作用。“大紅山式”鐵銅礦賦存于早元古界大紅山群的不同層位中，表明鐵銅礦床是在地殼活動性較大、海底鈉質火山噴發劇烈的地槽條件下形成。

2礦床地質特征

2.1地層

礦區地層主要出露有：①基底，為早元古代大紅山群，由一套富含鐵銅的淺—中等變質程度的鈉質火山巖系組成，屬古海相火山噴發—沉積變質巖，主要出露于曼崗河、老廠河、肥味河等河谷兩岸及山坡地帶；②蓋層，為一套晚三疊系干海子組及舍資組陸源碎屑巖，廣泛分布于礦區四周的山嶺地區。坡頭組(Pt1dp)總體為一套變質較淺的含炭質、砂泥質及碳酸鹽的組合建造，具有復理石特征，主要由陸源物質沉積變質而成，未見或很少見角閃石、鈉長石等火山成分，鐵銅礦化低，大理巖、片巖中很少見黃銅礦、磁鐵礦及赤鐵礦，與曼崗河組及紅山組富銅鐵特征截然不同。紅山組(Pt1dh)出露于礦區曼崗河岸兩側及大量的深部鉆孔中，總厚約880 m，上與肥味河組呈過渡接觸，其組成以火山熔巖 (細碧-角斑巖)為標志性特征，為礦床內Ⅱ#、Ⅳ#、Ⅴ#鐵礦和Ⅲ#含銅鐵礦的賦礦層位。曼崗河組(Pt1dm)主要見于老廠河及曼崗河谷中及其兩側，總厚約650 m，與其上覆紅山組為火山不整合接觸，其組成以鈉質火山沉積巖為特征，火山巖以凝灰巖為主，熔巖較少，全組構成火山沉積旋回，自下而上分為4個巖性段：第一、二巖性段以火山巖及火山碎屑巖為主，笫三巖性段為火山沉積變質的綠片巖性段，第四巖性段為正常沉積的大理巖，為礦區內“大紅山式”銅礦體的主要含礦層位。

2.2構造

礦區基本構造輪廓以較早形成(早元古代末)的EW向大紅山群主干構造為基底，由一系列的褶皺及斷裂組成，既為成礦構造，又為控礦構造。礦床位于區域性底巴都背斜南翼的單斜地層中，Ⅰ#鐵銅礦床受背斜南翼控制，圍繞背斜南翼呈單斜展布，礦帶中各礦體呈層狀、似層狀產出，其產狀與地層產狀一致，受底巴都背斜控制，沿背斜南翼呈單斜展布。區內斷裂構造相對復雜，可分為NWW—近EW向的正斷層組(FⅠ)、NNE向橫向平移正斷層組(FⅡ)及NEE向斜向平移正斷層組(FⅢ)。

(2)FⅡ。以橫向平移為主要特征，已發現8條，編號為FⅡ-1～FⅡ-8，走向NNE，傾向NW或SE，傾角一般為60°～80°。斷層間隔一般大于150 m，以FⅡ-1、FⅡ-8規模較大。FⅡ、FⅢ橫向和斜向切錯礦體，將礦體分隔為大小不等的地質塊段，與FⅠ共同作用，形成塹壘式構造。

(3)FⅢ。已發現8條，編號為FⅢ-0～FⅢ-7，走向NEE，傾向NW或SE，傾角一般為60°～80°，為高角度平移正斷層。斷層間隔一般150～200 m，FⅢ-0、FⅢ-2、FⅢ-3、FⅢ-4規模較大。FⅢ、FⅡ斜向和橫向切錯礦體，將礦體分隔為大小不等的地質塊段，與FⅠ共同作用，形成塹壘式構造。由于該斷層組在礦區形成時間相對較晚，一般切錯前2組斷層。

2.3礦化特征

礦區內熱液脈狀礦化以石英脈型為主，礦化主要產出于斷裂帶中，嚴格受斷裂構造控制，成礦與熱液活動有關，產出于不同地層中。含礦石英脈規模大小不等，產狀各異，礦化類型多樣，其中I#～V#礦脈為區內主要礦脈。

(1)I#礦脈。規模較大，分布于礦區米拉支和竹園等多個礦段，但其在不同礦段內的產出特征有所區別：①在米拉支礦段內，礦體穿插于曼崗河組第一巖性段至第三巖性段的角閃鈉長片巖夾綠泥片巖和少量炭質板巖層位(火山沉積變質巖系)中，由多條礦脈組成，礦脈沿走向延長100～500 m，厚0.5～5 m(平均3 m)。礦脈受節理裂隙和層間剝離面控制，成群出現，相互平行，在該段內屬石英菱鐵礦脈型銅鉛鋅多金屬礦化。②礦脈在竹園礦段內產于老廠河組條帶狀云母鈉長片巖中，穿切圍巖片理，與圍巖接觸界線清楚，在該段內由3～4條次級脈平行組成，礦脈分帶清晰，中間為梳狀石英，兩壁為閃鋅礦、黃鐵礦等金屬礦物，礦脈走向340°，傾向NE，傾角40°～50°，沿走向延伸約30～40 m，脈寬0.6～ 1.2 m。

(2)Ⅱ#礦脈。規模相對較小，長100 m，走向NE，傾向SE，傾角78°，向南西方向礦脈尖滅，北東方向被上三疊統干海子組地層不整合覆蓋，在米拉支礦段發育2條平行礦脈，寬0.25～1.20 m；在竹園礦段則發育寬80 cm的石英多金屬硫化物礦脈，脈壁粗糙，在斷裂帶呈明顯的梳狀生長，可見黃鐵礦、閃鋅礦、黃銅礦呈脈狀及團塊狀充填于石英脈內。Ⅱ#礦脈總體在平面上呈右列式尖滅側現，顯示典型的張性裂隙控礦特征。

(3)Ⅲ#、Ⅵ#、Ⅶ#礦脈。與Ⅰ#、Ⅱ#礦脈平行產出，僅出露80 m，礦脈寬約1.5 m，出露于山脊上，氧化強烈。Ⅵ#、Ⅶ#礦脈規模更小，走向延伸小于30 m，出露清楚，礦脈最寬約40 cm，分別產于上三疊統干海子組砂巖、砂礫巖地層中及曼崗河組第四巖性段黑云白云石大理巖層位上部的二云白云石大理巖夾片巖層中，后者為石英脈型黃鐵黃銅礦脈。

2.4礦石特征

礦石金屬礦物以閃鋅礦、黃銅礦、黝銅礦、斑銅礦等為主，含少量的黑銅礦、方鉛礦、輝鈷礦、銅藍、孔雀石、褐鐵礦等。非金屬礦物為石英、白云石和方解石。黃銅礦常呈團塊狀、短脈狀、透鏡狀分布于菱鐵石英脈中，或與閃鋅礦共生形成鋅銅富礦石。礦石構造主體為浸染狀、網脈狀和致密塊狀構造。

3礦化成因及成礦模式

大紅山地區熱液脈狀礦化以石英脈型礦化為主，鮮見蝕變巖型礦化。礦化組分具有多樣性，既有穿切下元古界基底地層的C1型脈狀礦，又有切穿上三疊系蓋層的C2型脈狀礦，2類礦化形成時間一致：①早元古代時期，區內形成了以鈉質火山巖建造為主的大紅山群，由于強烈的構造運動而褶皺、隆起成陸；②中生代早期，印支運動導致蓋層出現沉積超覆，基底地層遭到剝蝕而發生成礦物質重組沉積，在NE—SW向應力擠壓作用下，沿NW向的哀牢山構造帶及紅河深斷裂形成相應的巖漿活動；之后在NE—SW、NW—SE向構造格局的限制下，石英脈、方解石脈等后期熱液脈體多充填于SN向斷裂構造和伴生的節理構造中。在燕山期NE—SW向構造的改造作用下，基底含礦層中的Si、Cu、Au、Ag等遷移性較強的活潑型元素發生轉移，與前述石英脈、方解石脈及圍巖接觸，發育不同程度的白云石化、菱鐵礦化、菱錳礦化等蝕變，Mg2+、Ca2+、Fe2+等金屬離子發生沉淀導致H+濃度升高而降低pH值，發育鐵錳碳酸鹽化。由此可知，印支期—燕山期的哀牢山擠壓作用是形成石英脈型礦化的主要因素，同時也是礦化強度的主要制約因素。總體來說：區內礦化石英脈既有產出于基底地層中，亦有穿切于蓋層中，同時還有充填于基底地層和沉積蓋層之間不整合面上的層間構造裂隙礦化，反映脈狀礦化主要受低級別的斷裂裂隙構造控制，斷裂構造是導致礦質和成礦流體活化、運移和賦存的重要因素。

4熱液脈狀礦化控礦因素

4.1地層

大紅山地區石英脈型多金屬礦化的成礦物質和成礦流體主要來源于圍巖地層，層狀礦化在經受后期構造改造過程中使部分流體和礦質以熱液形式活化和遷移。大紅山地區含礦地層主要為基底大紅山群，大紅山群中的曼崗河組、紅山組及肥味河組是該區重要的含礦層位。該區在燕山期的哀牢山擠壓造山過程中受到一定的構造應力擾動，產出于NW、NE向的斷裂構造，構造作用導致上述地層中的Fe、Cu、Au、Ag、S等元素發生一定的活化遷移，在次級構造裂隙中充填卸載成礦。大紅山群是區內脈狀礦化成礦物質和成礦流體的主要來源，三疊系蓋層由于含礦性較差(除局部干海子組中含有弱的薄層、不連續砂巖型銅礦化)、經受變質改造弱，故三疊系蓋層對脈狀礦化的形成無明顯的物質供給能力。基底哀牢山群中的底巴都組可能對脈狀礦化的形成也有一定的物質貢獻，但由于該區大紅山群厚度較大，對底巴都組的揭露較少，因此其影響作用的大小仍待進一步研究。總體而言：區內大紅山群為脈狀礦化提供了主要成礦物質，其中曼崗河組為熱液脈狀礦化的礦源層和賦礦層位。

4.2構造

大紅山地區的熱液脈狀礦化主要為燕山期的構造作用使基底大紅山群中的成礦物質和流體得以活化在構造裂隙帶中充填成礦，可見燕山期的構造作用即充當了脈狀礦化成礦動力源的角色，又提供了成礦過程中礦質的運移通道和賦礦場所。區內控礦斷裂以張性斷裂為主，壓扭性賦礦斷裂少見，無韌性剪切變形等構造形跡。張性斷裂面產狀變化大、延伸不穩定、發育規模有限，同時壓扭性斷裂的缺少使得斷裂對礦質的活化能力有限，且脈狀礦化的成礦系統無法貫通而形成規模，此為區內大多數熱液脈狀礦化成礦規模較小的重要原因。區內的斷裂構造為熱液脈狀礦體的導礦構造和容礦構造。

4.3巖漿活動

大紅山地區自早元古代以后，巖漿活動不發育，僅在加里東早期(±450 Ma)有少量輝綠巖體(脈)侵入，但該區輝長輝綠巖的發育規模和產出范圍有限，主要局限于紅山組火山機構及其附近，對基底含礦層的影響范圍有限，且大紅山地區的石英脈型礦化主要形成于燕山期，輝長輝綠巖的侵入在此之前時間間隔較大，成因聯系不大。進入印支期之后，大紅山地區未見大規模的巖漿活動，不存在類似于哀牢山成礦帶在印支期、燕山期、喜山期等多期大規模的中—酸性、鈣堿性、堿性巖漿活動，故缺少巖漿活動對成礦的貢獻。綜合而言，大紅山地區缺乏與熱液脈狀礦化相關的巖漿活動，在某種程度上限制了熱液脈狀礦體的發育規模。

綜上所述：大紅山地區基底含礦層為脈狀礦化的形成提供了物質來源，燕山期的構造作用為脈狀礦化的形成提供了礦質和流體活化的動力、礦質運移通道和儲礦空間，巖漿活動及變質作用影響甚微。

5找礦前景

大紅山地區的熱液脈狀多金屬礦主要由充填于斷裂裂隙構造中的含礦石英脈組成，含礦斷裂構造是控制礦化空間產出規律的直接因素。部分礦脈產出于基底大紅山群和三疊系蓋層之間的不整合面附近，或呈高角度穿層產出，或沿不整合面和層間構造裂隙呈“順層”狀產出。可見，在巖性差異較大的層間剝離面、層間滑脫面、不整合面附近，應力面薄弱，當疊加有后期斷裂構造后，易于控制脈狀礦化的產出。大紅山地區石英脈型礦化的產出往往具有叢聚性分布特征，至今在區內發現的脈狀礦化主要為佐思孔一帶的米支拉、索伯里、魯祖莫、果其莫等和竹園西的老廠河一帶，少量分布于太和、白達莫地區。針對脈狀礦化總體規模小、找尋難度大的特點，應在以往調查發現脈狀礦化較集中的地段進行該類礦化的找礦工作，視找礦效果循序漸進地向外拓展。

區內控制礦脈具體就位的斷裂構造多為規模較小的低級別斷裂裂隙，該類規模較小的低級別構造可能受控于大的斷裂構造。因此，下一步找礦工作應該在遙感、航磁解譯的基礎上開展。通過綜合地質研究，對燕山期發育規模較大的斷裂構造進行分析、追蹤研究，在該類晚期大的構造形跡附近開展地球化學測量，對有價值的異常進行查驗以確定異常成因，若經現場查驗確認為礦致異常，應配合使用電阻率法、激發激化法等電法勘探手段進一步查明礦(化)體形態產狀、空間分布、側伏方向、潛在規模等信息。

參考文獻

[1]歐陽沙懷.云南大紅山銅、鐵礦床主要地質特征和礦床成因探討[J].大地構造與成礦學，1983(4)：335-345.

[2]徐啟東.滇中大紅山群火山巖類的原巖性質和構造屬性[J].地球科學：中國地質大學學報，1998，27(5)：422-431.

[3]錢錦和，沈仁遠.云南大紅山古火山巖鐵銅礦床[M].北京：地質出版社，1990.

[4]冉崇英，劉衛華，李成德.康滇地軸銅礦床地球化學與礦床層樓結構機理[M].北京：科學出版社，1993.

[5]鄧明國.新平大紅山—元江撮科銅鐵多金屬成礦系列及成礦預測[D].昆明：昆明理工大學，2007.

[6]崔銀亮，秦德先，高俊，等.云南金平龍脖河銅礦床與新平大紅山鐵銅礦床對比研究[J].中國工程科學，2005(S)：195-201.

[7]徐志勇，曹新志，張旺生，等.云南大紅山礦區梳狀斷裂構造系及其控礦作用[J].地質找礦論叢，2014，29(4)：519-526.

(收稿日期2015-11-18)

Prospecting Potential and Ore-controlling Factors of Hydrothermal Vein Polymetallic Deposit in Dahongshan Mining Area,Yunnan Province

Wang ChongjunPeng Zhaoyin

(Kunming Institute of Exploration & Design, China Nonferrous Industry Company Ltd.)

AbstractThe Dahongshan iron-copper polymetalic deposit is located at the southwestern margin of Yangtze platform,the fourth member of Manganghe formation of Dahongshan group is the main ore-bearing strata.The hydrothermal vein mineralization is developed widespread in Dahongshan mining area, and dominantly cataclastic quartz-vein.The ore veins are occurred in NE-SW,NW-SE tensional fault structures and its flanking fracture zones,and the multiple nearly parallel arrangement of ore vein zones are formed,which have the cluster distribution characteristics of large quantity,worse continuity and wide range.Based on analyzing the geological and metallogenic background,ore deposits geological characteristics of the Dahongshan mining area,the mineralization genesis,metallogenic model and ore-controlling factors of the deposits in Dahongshan mining area are discussed in detail,besides that,the prospecting potential of the Dahongshan mining area is also studied.The results show that:①the hydrothermal vein-type iron-copper deposits in Dahongshan mining area are strictly controlled by the fault structures,the ore-forming materials is from the surrounding rock strata(ore-bearing strata);②Because of the hydrothermal vein-type mineralization is occurred along the strata(uniformity surface and structural fissures),it show the bedding output characteristics,therefore,the next exploration work should be conducted in the areas that is developed mineralization and fault structures.

KeywordsHydrothermal vein-type, Ore deposits geological characteristics, Mineralization genesis, Metallogenic model, Ore-controlling factors, Prospecting potential, Ore-forming materials sources

王崇軍(1983—)，男，工程師，650051 云南省昆明市東風東路東風巷1號。

·地質·測量·