云南建水縣暮陽鉛鋅礦特征及成礦規(guī)律分析

周偉山，袁 玲，袁科淇，李仕斌

(云南省有色地質(zhì)局楚雄勘查院，云南 楚雄 675000)

云南建水縣暮陽鉛礦位于云南省紅河州建水縣城 25°方位，距縣城直距約45km，地處建水縣利民鄉(xiāng)暮陽村境內(nèi)。暮陽鉛鋅礦區(qū)大地構(gòu)造位位置處于揚(yáng)子準(zhǔn)地臺(I)滇東臺褶帶(I3)昆明臺褶束(I31)建水臺隆(I31-2)內(nèi)，區(qū)域構(gòu)造上位于彌勒—師宗斷裂與小江斷裂(西支)交叉部位的西側(cè)。區(qū)內(nèi)地層發(fā)育較全，但間斷頻繁，各地層以斷裂接觸。構(gòu)造格架以近乎平行的北北東向斷裂排列，具有大規(guī)模和較長的發(fā)展史。東西向和南北向構(gòu)造對區(qū)內(nèi)鉛鋅礦床的形成、分部起著重要的控制作用。

1 成礦地質(zhì)條件

1.1 礦區(qū)地層

礦區(qū)出露地層有下元古界昆陽群美黨組(pt1km)、古生界泥盆系中統(tǒng)曲靖組(D2q)、石炭系下統(tǒng)(C1)、二疊系下統(tǒng)茅口組(P1m)，現(xiàn)由老至新敘述如下：

(1)昆陽群美黨組(pt1km)：出露在礦區(qū)東部礦界內(nèi)，區(qū)域地層厚度大于1084m，巖性為深灰色薄層狀絹云母板巖、千枚巖。

(2)泥盆系中統(tǒng)曲靖組(D2q)：為礦區(qū)含礦地層，根據(jù)巖性和化石特征，本組可分為一段和二段。

泥盆系中統(tǒng)曲靖組一段(D2q1)：出露在礦區(qū)中部，上部為深灰色厚層—塊狀白云巖，風(fēng)化后呈褐黃或桃紅色土狀；下部為灰黑色厚層—塊狀含炭灰?guī)r，風(fēng)化后呈黑色土狀。盛產(chǎn)珊瑚類和蜿足類化石。

泥盆系中統(tǒng)曲靖組二段(D2q2)：本段為礦區(qū)含礦地層。出露在礦區(qū)中部，巖性為灰、灰黑色薄-中厚層狀白云巖及鉛鋅礦體，巖層裂隙發(fā)育，地層厚70m～120m。

(3)石炭系下統(tǒng)(C1)：上部與中部為灰白—深灰色厚層--塊狀隱晶—結(jié)晶灰?guī)r，局部夾硅質(zhì)灰?guī)r；下部為薄—中厚層狀砂頁巖。與下伏曲靖組二段(D2q2)為斷層接觸。

(4)二疊系下統(tǒng)茅口組(P1m)：巖性為淺灰—灰色厚層—塊狀灰?guī)r，與下伏二疊系下統(tǒng)茅口組(P1m)地層為斷層接觸。

1.2 礦區(qū)構(gòu)造

礦區(qū)構(gòu)造基本形態(tài)總體為一單斜構(gòu)造。巖層走向?yàn)楸北睎|，傾向北西西，傾角一般為 40°～55°；區(qū)內(nèi)褶皺不發(fā)育，但斷層極為發(fā)育，從而使礦區(qū)構(gòu)造程度屬復(fù)雜類型，對礦床開采影響大(圖1)。

礦區(qū)斷層按走向不同，可分為北北東向、北北西向、南北向三組。

(1) 北北東向斷層：北北東向斷層往往沿白云巖層發(fā)育，或微斜切巖層，常常形成層間破碎帶。該組斷裂主要 F2、F3、F60斷層，屬成礦前或成礦期斷層。

(2)北西向斷層：北西向斷裂主要有 F41、F45、F46、F50、F55、F7斷層，為成礦后斷層，錯斷了礦體。因工程揭露少，斷層性質(zhì)、產(chǎn)狀不甚清楚。

(3)南北向斷層：南北向斷層主要有 F4、F42斷層，為成礦后斷層。

圖1 暮陽鉛鋅礦區(qū)地質(zhì)礦產(chǎn)圖

2.3 圍巖蝕變

礦區(qū)圍巖蝕變不強(qiáng)烈，主要圍巖蝕變類型為碳酸鹽化和硅化，次為黃鐵礦化、褐鐵礦化和重結(jié)晶現(xiàn)象，它們與鉛鋅礦的形成關(guān)系密切。

2.4 礦區(qū)變質(zhì)作用

礦區(qū)變質(zhì)作用分為區(qū)域變質(zhì)作用、動力變質(zhì)作用，其中區(qū)域變質(zhì)作用為主要變質(zhì)類型，但與成礦作用關(guān)系不密切。礦區(qū)昆陽群美黨組(Pt1km)地層已發(fā)生區(qū)域變質(zhì)作用，形成的巖石為絹云母板巖，變質(zhì)程度低。礦區(qū)主要斷裂及其兩側(cè)普遍發(fā)生動力變質(zhì)作用，常見斷層角礫巖、碎裂巖等動力變質(zhì)巖，動力變質(zhì)巖沿斷層呈北北東向條帶狀展布。

2 礦體及礦石特征

該礦區(qū)礦化帶南北長約2600多米，寬約300多米。分布的主要礦體均賦存于中泥盆統(tǒng)曲靖組二段白云巖中，總體上礦體組成帶狀礦群產(chǎn)出(圖1)，而單個礦體往往呈似層狀、脈狀、透鏡狀(圖2)，礦體受北東向斷裂及層間斷裂控制，總體產(chǎn)狀為走向北北東，傾向北北西，傾角25°～80°，一般為40°～55°。礦體單工程厚度為2.01m～7.50m，平均厚為4.20m，厚度變化系數(shù)為51%，礦體厚度穩(wěn)定程度為較穩(wěn)定；礦體單工程Pb品位為0.74ω%～12.94ω%、Pb平均品位為1.86ω%，品位變化系數(shù)為52%；Zn品位0.85ω%～3.34ω%、Zn平均為2.19ω%，品位變化系數(shù)為52%，有用組分分布均勻程度為均勻。礦石自然類型為氧化鉛鋅礦石。

礦石結(jié)構(gòu)主要有自形—半自形粒狀結(jié)構(gòu)、它形粒狀結(jié)構(gòu)、交代結(jié)構(gòu)、殘余結(jié)構(gòu)等。主要礦石結(jié)構(gòu)有交代(殘留)結(jié)構(gòu)，充填交代結(jié)構(gòu)和膠結(jié)結(jié)構(gòu)。礦體深部出現(xiàn)的硫化礦石構(gòu)造主要有浸染狀、角礫狀、網(wǎng)脈狀及塊狀構(gòu)造。經(jīng)樣品化驗(yàn)分析礦石化學(xué)成分主要是Pb，其次為Zn，伴生有益元素Ag，及少量Cd、Ga、Gd。

圖2 暮陽礦區(qū)23號勘探線礦體特征剖面圖

3 成礦物質(zhì)來源與成礦時間

3.1 鉛同位素資料對成礦物質(zhì)來源及成礦時間分析

在暮陽礦區(qū)進(jìn)行采樣分析，鉛同位素分析結(jié)果，Pb206/Pb204為17.931～18.231，Pb207/Pb204為15.644～15.778，Pb208/Pb204為37.945～38.431，說明中泥盆統(tǒng)曲靖組中鉛鋅礦在很大范圍內(nèi)鉛同位素穩(wěn)定，具有單階段正常鉛演化特征。用H.H單階段演化公式計算的模式年齡為246～362Ma。與含礦地層時代接近，說明部分Pb、Zn成礦物質(zhì)來自含礦地層。鉛同位素的μωκ值的穩(wěn)定性也說明，鉛鋅主要來自殼源，至今尚未發(fā)現(xiàn)其它鉛鋅來源的證據(jù)。

3.2 硫同位素資料對成礦物質(zhì)來源及成礦時間分析

對暮陽礦區(qū)硫化物單礦物樣品進(jìn)行硫同位素分析結(jié)果，δ34S變化范圍大為-39.1～18.1%，其中正值24件，占樣品總數(shù)的79.3%，變化范圍9‰～18.1‰，絕大多數(shù)為10‰～15‰；負(fù)值六件，占樣品總數(shù)的20.7%，變化范圍-7.3～-39.1‰。可能硫主要來自中泥盆統(tǒng)(D2)含礦地層，地層中有兩種硫源，一種來自局限滯流還原水盆地中沉積硫(硫酸鹽和黃鐵礦)，這是主要來源；另一種為地層中生物硫，為次要來源。

3.3 成礦熱液及其運(yùn)移

對該礦區(qū)與方鉛礦和閃鋅礦共生的方解石包裹體進(jìn)行測試，結(jié)果包裹體為純液體和液體包裹體，大小5～6μm，氣液比5%～15%，均一溫度為130°C～180°C，眾數(shù)150℃，

對多件方鉛礦進(jìn)行爆裂法測溫，起爆溫度為120～220℃，眾數(shù)160攝氏度，比均一溫度高。用硫化物對(Py～Ga)硫同位素計算溫度，結(jié)果為148℃。總之用不同的方法得到的溫度大致吻合，說明成礦熱液溫度為150～160℃，屬低溫。

對礦區(qū)水樣進(jìn)行化學(xué)分析，各離子平均克當(dāng)量百分比為(%)為：HCO為31%～82.27%，SO為42%～16%，Cl為1%～1.73%，Ca2+為59.7%，Mg2+為36.33%，K1++Na1+0.97%。化學(xué)成分類型HCO31--Ca2+-Mg2+型。總礦化度為532mg/L，PH為6.06，為弱酸性。

成礦流體主要來源于地表水，地下水，海水，大氣降水。由于礦床類型不是沉積型，所以該區(qū)成礦熱液運(yùn)移是通過構(gòu)造帶進(jìn)行的，礦體產(chǎn)出特征也正好驗(yàn)證。

4 礦床成礦規(guī)律

4.1 地層控礦規(guī)律

層位控礦表現(xiàn)在在一定地區(qū)范圍內(nèi)，礦化集中在一定層位。該區(qū)控礦層位為中泥盆統(tǒng)曲靖組。從建水北部蘇租到彌勒西部的鉛廠一帶，北西全長30km～40km，十余處鉛鋅礦床(點(diǎn))幾乎都產(chǎn)于中泥盆統(tǒng)曲靖組內(nèi)。對于本區(qū)的沉積—改造礦床而言，層位控礦更是嚴(yán)格，礦化幾乎只集中于一、兩個巖性層中。在蘇租-暮陽，共有中小型礦床8處。該區(qū)出露曲靖組按巖性分成5段，總厚度1900m，但鉛鋅礦主要集中產(chǎn)于第一段生物灰?guī)r之上的炭泥質(zhì)白云巖和白云巖約200m厚度范圍內(nèi)，所以該礦區(qū)賦礦層位穩(wěn)定。

4.2 巖相古地理控礦規(guī)律

中寒武世以后滇中地殼升降運(yùn)動頻繁，總體以上升為主，地層缺失較多，分布局限，這種狀況一直到早泥盆世。在滇中地區(qū)，下泥盆統(tǒng)也幾乎全部缺失，中泥盆統(tǒng)不整合覆蓋于下伏不同時代地層之上。按巖相和厚度，中泥盆世沉積可分為三個小區(qū)，即曲靖-建水區(qū)，武定-祿勸區(qū)和昆明-宣威區(qū)。華寧-彌勒一帶，是中泥盆世最大的沉降中心，形成了一套厚度近千米的碳酸鹽建造，巖性為暗色灰?guī)r、泥灰?guī)r、白云巖和生物灰?guī)r鉛鋅豐度值高達(dá)千余個ppm，礦點(diǎn)多，構(gòu)成了滇中區(qū)最重要的鉛鋅礦帶。

由于中泥盆世之前古陸幾度上升遭受長期風(fēng)化淋濾，形成了大量富鐵風(fēng)化產(chǎn)物，故在武定、彌勒等地中泥盆統(tǒng)中形成了沉積型鐵礦，鐵礦中常伴有鉛鋅。在滇中，由于巖漿活動較少，所以是否鉛鋅的后期改造成礦與火山活動有一定關(guān)系，值得研究。燕山期中酸性侵入作用主要發(fā)生在南部的石屏、建水、個舊等地、伴隨形成了個舊錫多金屬礦床，并對建水、石屏地區(qū)一些層控鉛鋅礦有明顯的疊加改造作用。

暮陽礦區(qū)含礦巖系下部為生物灰?guī)r，上部為炭泥質(zhì)白云巖夾砂巖，往東沙泥質(zhì)減少，往西靠近滇中古陸，相變?yōu)樯皫r。曲靖組厚度1900m，應(yīng)為古陸邊緣生物礁相和海灣瀉湖相。這種環(huán)境物源豐富，形成的礦源層厚度大，原始沉積的Pb、Zn含量高，后期改造成礦也好。

4.3 巖性控礦規(guī)律

建水暮陽礦區(qū)，儲礦圍巖為炭泥質(zhì)白云巖，下盤為泥沙質(zhì)石灰?guī)r和生物灰?guī)r，上盤為白云巖。從化學(xué)成分上看，由礦體下盤圍巖、礦體到上盤圍巖SiO2、Al2O3總體降低，CaO、MgO增加，說明泥砂質(zhì)減少，碳酸鹽增加，礦體產(chǎn)于過度類型的巖石中。造成這種礦床的過渡帶成因，可能是：沉積介質(zhì)的變化有利于鉛鋅的沉積；不純的碳酸巖常含炭質(zhì)和泥質(zhì)，其對鉛鋅有吸附作用；同生沉積的黃鐵礦可能直接作為硫的來源；碳酸鹽巖性脆，化學(xué)性質(zhì)比砂頁巖活潑，裂隙發(fā)育，有利于后期改造過程中的充填交代作用。

其次，通過對比，發(fā)現(xiàn)同為曲靖組中的鉛鋅礦，在蘇租-暮陽地區(qū)，曲靖組厚度大，為1900m。這個地區(qū)是已知云南泥盆系中鉛鋅礦化最強(qiáng)的地方，不但礦點(diǎn)多，而且礦化規(guī)律也較大，礦石品位高。該區(qū)往北東彌勒西部地區(qū)，曲靖組厚1400m～1700m，也有一些鉛鋅礦點(diǎn)，但礦化規(guī)模小。往南的石屏-元江一帶，曲靖組厚度為23m～281.7m，在曲靖組中很少有鉛鋅礦化。由上推斷，礦化強(qiáng)度與含礦巖層系厚度大致呈正比關(guān)系。應(yīng)為含礦系厚度大，原始鉛鋅潛在量多，礦源豐富，后來成礦也好；含礦巖系厚度小，原始鉛鋅潛在量也少，礦源不足，成礦差或不成礦。

4.4 構(gòu)造控礦規(guī)律

構(gòu)造是暮陽鉛鋅礦形成的重要控制條件。一些規(guī)模較大的斷裂構(gòu)造在同生沉積控制了海陸的空間分布，沉積盆地的輪廓和發(fā)展演化歷史，控制了控礦地層的沉積相、厚度以及成礦元素的原始富集，總之，控制了礦源層的形成。在后期改造中控制了成礦元素活化遷移富集和工業(yè)礦體的形成。

(1)成礦帶構(gòu)造控礦：暮陽鉛鋅礦區(qū)是北東向的次一級斷裂控礦構(gòu)造，小江斷裂為古生代地層中鉛鋅礦的成礦帶構(gòu)造。小江斷裂為巖石圈斷裂，古生代、中生代、新生代都有明顯活動。古生代及其以前以張性為主，對震旦紀(jì)和古生代巖相古地理環(huán)境和礦源層形成有明顯控制作用。

(2)礦田構(gòu)造控礦：暮陽礦區(qū)主要礦田構(gòu)造形式是其中斷裂發(fā)育的背斜構(gòu)造，這種背斜構(gòu)造形變強(qiáng)烈，在鞍部容易產(chǎn)生低壓的虛脫空間。這種虛脫空間往往是礦液流轉(zhuǎn)、停積和沉淀的場所。在背斜的中和面以下為相對高壓空間，礦源層中鉛鋅易于活化遷出，并向上部低壓的虛脫空間流轉(zhuǎn)。切穿背斜的斷裂有利于含礦熱液流通。由于蘇租-暮陽鉛鋅礦區(qū)上覆有含泥質(zhì)的蓋層，地層-構(gòu)造圈閉條件更好，更有利于成礦。

礦床構(gòu)造和礦體構(gòu)造控礦：暮陽鉛鋅礦主要受到礦床的層間構(gòu)造控礦，主要是層間斷裂控制，包括層間破碎、層間滑動控礦，形成似層狀、透鏡狀的平行礦體。

4.5 礦種類型規(guī)律

蘇租-暮陽礦區(qū)礦類型為沉積-改造型鉛鋅礦及后成型鉛鋅礦。這兩種礦種類型主要受大地構(gòu)造-巖漿演化控制的結(jié)果。古生界分布于東部為地臺沉積，當(dāng)時經(jīng)過地槽階段以后地殼分異程度提高，厚度也增加，二疊紀(jì)以前缺乏火山活動。環(huán)境穩(wěn)定，沉積分異好，礦源層中含F(xiàn)e、Cu較低，后來改造形成的鉛鋅礦床組分單一，為單鉛或鉛鋅組合。

4.6 暮陽礦區(qū)大礦和富礦規(guī)律

從滇中地區(qū)情況來看，建水縣暮陽北東向鉛鋅礦帶鉛鋅礦床規(guī)模較大，礦石品位也高，可算為大礦和富礦。大礦和富礦的形成主要有三個條件，一是礦源豐富；二是具圈閉良好的儲礦空間；三是鉛鋅反復(fù)濃集和沉淀。

(1)礦源豐富：礦區(qū)的共同特點(diǎn)是，成礦物質(zhì)來源豐富，鉛鋅至少有兩個來源。暮陽地區(qū)，主要鉛鋅金屬來自就地或就近的礦源層，還有部分鎊鋅來自下伏不同時代的地層。由于就近或就地(曲靖組下部)礦源層厚度大、鉛鋅豐度值高，加之下伏一些地層中有一些鉛鋅，所以礦質(zhì)來源豐富。

(2)圈閉良好的儲礦空間：該地區(qū)礦田(床)構(gòu)造都為背斜。礦體產(chǎn)于背斜靠鞍部附近。這種部位構(gòu)造應(yīng)力集中，縱橫斷裂和層間構(gòu)造(包括層問破碎、層間滑動和層間剝離)發(fā)育，加之上面有泥質(zhì)夾層(蘇祖-暮陽)的屏蔽作用，形成了地層-構(gòu)造圈閉空間。這種圈封空間是儲礦有利場所。蘇祖-暮陽鉛鋅礦，北東向的百里背斜為礦田構(gòu)造。礦化主要受復(fù)背斜鞍部附近的縱向斷裂控制，在背斜軸兩側(cè)形成了兩個次級礦帶。由于儲礦空間地層-構(gòu)造圈閉好，礦床較多，規(guī)模較大，礦石品位較高。多數(shù)礦體主要受層間構(gòu)造控制，所以礦體形態(tài)以似層狀和扁透鏡狀為主。

(3)鉛鋅反復(fù)濃集和沉淀：該地區(qū)再一個共同特點(diǎn)是，古礦巖系以碳酸鹽為主，其中含有不等量的生物和炭質(zhì)，巖石色調(diào)為灰黑、深灰色。這種含有機(jī)質(zhì)的碳酸鹽巖，屬堿性還原介質(zhì)，對Pb、zn有重要的固著作用。地層鉛鋅背景分析資料說明，這種巖石在同生沉積時就含一定鉛鋅。在后期改造成礦中，當(dāng)含礦熱液與之接觸時，又使熱液中鉛鋅發(fā)生沉淀。