云南梁河縣來利山錫礦床成礦地質(zhì)條件分析

沈 輝，趙梓涵

(云南省地質(zhì)礦產(chǎn)勘查院，云南 昆明 650051)

云南省梁河縣來利山錫礦分為老熊窩、淘金處、三個硐及絲光坪四個礦段。礦區(qū)出露地層為泥盆-石炭系勐洪群(DCM)變質(zhì)碎屑巖夾板巖；礦區(qū)斷裂發(fā)育，主要控礦斷裂為北東向組，具先壓扭、后拉張多期活動的特征；礦區(qū)巖漿巖以喜馬拉雅早期花崗巖為主，顯多階段侵位復(fù)式巖體的特點，巖性主要為似斑狀黑云母二長花崗巖及中-粗粒黑云母正長花崗巖；圍巖蝕變種類較多，成礦期的近礦圍巖蝕變主要有云英巖化、硅化、黃鐵礦化，是礦區(qū)明顯的找礦標(biāo)志。

錫礦體呈脈狀、透鏡狀產(chǎn)于喜馬拉雅早期中-粗粒黑云母正長花崗巖與泥盆-石炭系勐洪群變質(zhì)碎屑巖的接觸帶及其附近構(gòu)造破碎帶中。礦體的產(chǎn)出部位有三種形式：產(chǎn)于中-粗粒黑云母正長花崗巖與圍巖接觸帶中，受花崗巖接觸帶控制(三個硐礦段)；產(chǎn)于外接觸帶的構(gòu)造破碎帶中，受構(gòu)造破碎帶控制(老熊窩礦段、絲光坪礦段)；受花崗巖接觸帶和構(gòu)造破碎帶的聯(lián)合控制(淘金處礦段)。礦石礦物組合類型主要有黃鐵礦-石英-錫石型、黃鐵礦-黃玉-白云母-錫石型、黃鐵礦-石英-白云母-錫石型、黃鐵礦-石英-螢石-錫石型等四種。

1 成礦地質(zhì)體研究

1.1 來利山巖體空間展布特征

來利山巖體呈北東向分布，出露面積約7km2，呈巖株產(chǎn)出。巖體北西部與上石炭統(tǒng)空樹河組為斷層接觸，局部地段為侵入接觸，北東部于薄刀嶺一帶與泥盆-石炭系勐洪群(DCM)呈侵入接觸，內(nèi)接觸面產(chǎn)狀為240°∠45°。在巖體南東側(cè)中-粗粒黑云母正長花崗與勐洪群(DCM)接觸帶上普遍發(fā)育斷裂破碎帶，形成具有工業(yè)價值的錫礦體(圖1)。

1.2 來利山巖體特征

1.2.1 巖石地球化學(xué)特征

研究成果表明，中-粗粒黑云母花崗巖SiO2含量范圍為73.21%～77.31%，平均為75.43%，屬于酸性巖的范圍。里特曼指數(shù)σ為1.75～2.56，平均為2.17<3.3，屬于鈣堿性巖系列；Al2O3的含量范圍為12.25%～13.62%，Al2O3飽和度A/CNK(A12O3/ (CaO+Na2O+K2O ))為1.05～1.24，平均為1.09>1，是弱過鋁質(zhì)巖石到強(qiáng)過鋁質(zhì)巖石；稀土總量變化范圍較大，輕稀土和重稀土含量分別為50×10-6～292×10-6和25×10-6～87×10-6，輕重稀土比值為1.54～8.2，(La/Yb)N=0.97～8.87，δEu變化范圍為0.02～0.23，Eu強(qiáng)烈虧損，表現(xiàn)為輕重稀土分餾不明顯，Eu負(fù)異常特別嚴(yán)重的V形稀土分布型式。

圖1 來利山礦區(qū)地質(zhì)簡圖

1.2.2 巖漿演化特征

來利山巖體具有一定的相帶特征，其中似斑狀黑云母二長花崗巖的相帶不明顯，而黑云母正長花崗巖呈中-粗粒，相帶比較完整。似斑狀黑云母二長花崗巖和中-粗粒黑云母正長花崗巖均呈現(xiàn)高度分異的特點。從似斑狀黑云母二長花崗巖到中-粗粒黑云母正長花崗巖，巖石的酸性程度升高，分異程度也升高，K2O/Na2O值降低，鎂、鐵含量降低，暗色礦物含量減少，Al2O3、CaO、P2O5含量也減少了，堿性長石含量增加。在稀土元素特征方面，中-粗粒黑云母正長花崗巖相對似斑狀黑云母二長花崗巖稀土總量有所降低，Eu的虧損更加強(qiáng)烈，顯示富Eu、Al、LREE的斜長石分離結(jié)晶特征。主微量組成特征表明，SiO2和Al2O3、CaO、Sr、Ba、Eu呈負(fù)相關(guān)，由于Al、Eu、Sr、Ca、Ba等元素主要存在于斜長石中，該變化趨勢可能與斜長石的分離結(jié)晶有關(guān)。中-粗粒黑云母正長花崗巖中Sr和P的強(qiáng)烈虧損是由于斜長石和磷灰石的分離結(jié)晶導(dǎo)致的，而Ba的虧損則是殘余巖漿的體現(xiàn)。

從稀土元素分析結(jié)果得出，似斑狀黑云母二長花崗巖的稀土元素分布特點和上地殼的非常相似，為輕稀土較陡、重稀土較緩的L型模式，暗示其源區(qū)可能和上地殼物質(zhì)有關(guān)。中-粗粒黑云母正長花崗巖相對于似斑狀黑云母二長花崗巖有較大差異，具體表現(xiàn)為輕稀土含量降低，重稀土含量升高，稀土元素分布型式為近V型模式，具有明顯的四分組效應(yīng)，可能是由于花崗質(zhì)熔體和富揮發(fā)分流體的相互作用形成的。中-粗粒黑云母正長花崗巖稀土元素四分組效應(yīng)表明上地殼物質(zhì)部分熔融形成初始巖漿之后，在上升侵位過程中經(jīng)過高度的結(jié)晶分異后，形成了富揮發(fā)分的流體和熔體共存的體系，熔體和流體之間發(fā)生了相互作用。中-粗粒黑云母正長花崗巖的Nb、Ta含量遠(yuǎn)大于似斑狀黑云母二長花崗巖，也暗示巖漿經(jīng)歷了結(jié)晶分異和流體相互作用特點。

由此可以看出，來利山花崗巖中似斑狀黑云母二長花崗巖和中-粗粒黑云母正長花崗巖是一次巖漿作用的產(chǎn)物，花崗質(zhì)巖漿從源區(qū)部分熔融形成后，上升侵位在53Ma形成似斑狀二長花崗巖，剩余巖漿隨后結(jié)晶形成中-粗粒黑云母正長花崗巖，兩者構(gòu)成一個侵位過程的兩個階段，其侵入時間上是連續(xù)的。

1.2.3 源巖及成因類型

中-粗粒黑云母正長花崗巖顯示Rb、Th、U的富集和Ba、Sr、P、Ti的虧損，具有極高的Th、U、Pb含量以及強(qiáng)烈的負(fù)Eu異常，表明其源巖是典型的上地殼巖石。中-粗粒黑云母正長花崗巖的87Sr/86Sr比值比較接近且含量較高，均大于0.7120，說明來源較淺，為上地殼源區(qū)產(chǎn)物。

中-粗粒黑云母正長花崗巖Sr同位素初始比值較高，其Rb/Sr均>0.9，顯示S型花崗巖的特征。巖石地球化學(xué)特征與沉積巖區(qū)熔融的S型花崗巖非常吻合，且SiO2含量較高且變化范圍較窄、堿含量中等且相對富鉀，不同于I型、A型花崗巖，其P2O5和TiO2含量高有別于A型花崗巖；巖石中P2O5隨SiO2含量的增加其變化不大，輕重稀土分餾較明顯，配分模式為富集輕稀土，虧損重稀土的右傾型，均顯示S型花崗巖的特征。

1.3 成礦地質(zhì)體的確定

從來利山礦區(qū)巖體、礦體的年齡測試得出，來利山花崗巖成巖年齡為50～53Ma，老熊窩礦段錫礦成礦年齡為50Ma，絲光坪礦段錫礦成礦年齡為46Ma，說明區(qū)內(nèi)錫礦形成時代略晚于來利山花崗巖，年齡相差3～7Ma，但均屬于喜馬拉雅早期的錫成礦事件。從礦體與巖體的空間位置上看，老熊窩礦段、絲光坪礦段與喜馬拉雅早期花崗巖體相距約200m～1500m。從巖體地球化學(xué)特征上看，中-粗粒黑云母正長花崗巖中稀土元素分布型式為近V型模式，具有明顯的四分組效應(yīng)，為流體-熔體相互作用提供物質(zhì)基礎(chǔ)。

通過對來利山錫礦石進(jìn)行氫、氧、硫同位素研究，δ18O值為6.0‰～9.2‰，均為正值，顯示為巖漿來源。硫同位素δ34S值變化區(qū)間為2.4%～5.7‰，平均值為4.22‰，硫同位素變化范圍較窄，基本具有塔式分布特征，說明熱液中硫化物具有單一硫來源特征，而且有深源巖漿硫組成的特征；成礦流體密度范圍為0.82～0.99g/cm3，與大多數(shù)巖漿熱液流體密度(ρ<1.0g/cm3)相當(dāng)。該結(jié)論表明成礦熱液流體與巖漿熱液密切相關(guān)，成礦物質(zhì)來源于中-粗粒黑云母正長花崗巖體晚期熱液。

因此從時代、空間位置及巖體地球化學(xué)特征及成礦物質(zhì)來源等方面綜合分析后，認(rèn)為該區(qū)成礦地質(zhì)體為喜馬拉雅早期中-粗粒黑云母正長花崗巖體。

2 成礦構(gòu)造及成礦結(jié)構(gòu)面研究

來利山礦區(qū)處于三鍋腔-來利山斷裂束內(nèi)。區(qū)內(nèi)褶皺不明顯，斷裂發(fā)育，斷裂構(gòu)造以斷層、層間破碎帶為主，節(jié)理、裂隙次之。礦區(qū)斷裂按走向可分為北東向組、南北向組和北西向組，以北東向組為主，次為南北向組和北西向組(圖1)。它們顯示了多次活動、繼承、發(fā)展和復(fù)合的特點，各主要斷裂特征詳見表1。

北東向組斷層中F3、F23、F26、F6、F5分別控制了三個硐、老熊窩、淘金處及白沙坡礦點總體沿北東向展布的規(guī)律。其中三個硐和淘金處礦段的礦體產(chǎn)出位置為巖體與圍巖的接觸帶附近的F3、F26的斷層界面上；老熊窩礦段礦體產(chǎn)出位置位于巖體與圍巖的外接觸帶的F23斷裂部位，與接觸帶的水平距離約500m。

北西向組斷層中F7、F2為平移斷層，與成礦關(guān)系不密切；僅絲光坪礦段的礦體嚴(yán)格受F15斷裂控制，其產(chǎn)出位置位于巖體與圍巖外接觸帶約800m～1500m處。

南北向組斷層中在礦區(qū)內(nèi)僅發(fā)育F4，該斷裂與成礦關(guān)系不密切。

綜上所述：來利山礦區(qū)內(nèi)發(fā)育的北東向、北西向和南北向斷裂中以北東向組斷裂最為發(fā)育。目前，該組斷裂中除F1外，在其斷層帶及其兩側(cè)的構(gòu)造破碎帶中均發(fā)現(xiàn)了錫礦(化)體，初步認(rèn)為是在成礦地質(zhì)體形成過程中受成巖原生構(gòu)造應(yīng)力控制而形成的原生成礦構(gòu)造，為礦區(qū)的成礦構(gòu)造，成礦結(jié)構(gòu)面為該組斷層的斷層面或斷層的構(gòu)造破碎帶。故該區(qū)找礦方向應(yīng)重點圍繞巖體與圍巖的外接觸帶，且發(fā)育北東向組斷裂的部位開展。

表1 來利山錫礦區(qū)主要斷層特征一覽表

3 成礦作用特征標(biāo)志

3.1 來利山礦區(qū)巖性蝕變分帶特征

通過構(gòu)造巖性蝕變填圖，共圈定出淺變質(zhì)石英粉砂巖巖性帶、角巖化帶、絹云板巖巖性帶、似斑狀黑云母二長花崗巖巖性帶、中-粗粒黑云母正長花崗巖巖性帶及輝綠玢巖脈等6個巖性蝕變帶(圖2)。其中角巖化帶主要巖性為紫色致密塊狀角巖，紫色角巖在構(gòu)造破碎帶周邊由于受高溫?zé)嵋旱墓杌?、云英巖化等蝕變作用而發(fā)生褪色蝕變，原巖中的大量暗色礦物消失，形成白色的褪色石英角巖帶，在褪色蝕變帶上伴隨有大量黃(褐)鐵礦化、硅化、高嶺土化等蝕變特征發(fā)育地段，即為錫成礦的有利部位。按成礦關(guān)系總體可化分為Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ個帶(即地表由巖體至礦體(由西向東)具有喜馬拉雅早期巖體→角巖花帶→褪色蝕變帶的巖性蝕變分帶規(guī)律)；其中Ⅲ帶與成礦關(guān)系最為緊密。

圖2 來利山錫礦區(qū)蝕變分帶示意圖

3.2 礦物組合及圍巖蝕變特征

錫礦石中金屬礦物主要有錫石、黃鐵礦，次為褐鐵礦、磁黃鐵礦、黃銅礦。非金屬礦物有黃玉、白云母、石英、螢石、方解石、菱鐵礦等。成礦期蝕變有云英巖化、硅化、螢石化、黃鐵礦化、綠泥石化、綠簾石化、赤鐵礦化、高嶺土化等；礦化分帶特征表現(xiàn)為近地表含鐵錫礦體因氧化而形成褐鐵礦鐵帽。其中絲光坪礦段礦體從地表至深部，其礦化蝕變類型依次為褐鐵礦化、蛋白石化、黃鐵礦化及碳酸鹽化等。

以上巖性蝕變分帶、礦物組合及圍巖蝕變特征為成礦作用特征標(biāo)志。

4 結(jié)論

綜上所述，來利山大型錫礦床成礦地質(zhì)體為喜馬拉雅早期中-粗粒黑云母正長花崗巖體；成礦構(gòu)造為北東向組斷層；成礦結(jié)構(gòu)面為北東向組斷層的斷層面或斷層破碎帶；成礦作用特征標(biāo)志為蝕變分帶、礦物組合及圍巖蝕變特征。