云南永善縣金沙廠鉛鋅礦控礦因素

王 瑩，陳 希，羅澤雄

(云南省地質礦產勘查院 云南 昆明 650000)

永善縣金沙廠鉛鋅礦區大地構造位置屬揚子準地臺(Ⅰ級)滇黔川鄂臺拗(Ⅱ級)威寧水城陷斷褶束(Ⅲ級)中的昭通凹斷褶束(Ⅳ級)。礦區地處北東向巧家-蓮峰大斷裂的南東側，主要為古生代地層組成的一個短軸背斜構造，礦體受碳酸鹽巖地層及斷層構造雙重控制的中低溫熱液型鉛鋅礦床。

1 區域地質背景

區內地層出露相對齊全，除受華力西期運動影響缺失石炭系地層，受燕山—喜馬拉雅運動影響缺失侏羅系、白堊系、第三系外，自中元古界到下三疊統均有出露。中元古界主要為長城系黃草嶺組絹云千枚巖、變質粉砂巖。震旦系以燈影組為主屬淺海相沉積的碳酸鹽巖，巖性以泥質白云巖、腎形藻及層紋藻白云巖、含燧石條帶硅質白云巖，是區域內主要的鉛鋅礦含礦層位之一，厚度約360m。寒武系以淺海相沉積的碳酸鹽巖夾碎屑巖為主，下統梅樹村組含磷塊巖泥砂質巖，是滇中及滇東北地區重要的工業磷礦含礦層位；奧陶系出露較全以細碎屑巖夾灰巖及白云巖。志留系為下統稱龍馬溪組、黃葛溪組，中統為嘶風崖組、大路寨組，上統為韓家店組和回星哨組等以砂泥質巖及頁巖夾灰巖。泥盆系以坡腳組、邊箐溝組、箐門組、縮頭山組、紅崖坡組及曲靖組等以砂泥質巖類為主。二疊系超覆在志留系之上，分布面積廣泛以細碎屑巖、鋁土質頁巖、碳酸鹽巖等組成，中上部火山巖及火山碎屑巖分布。三疊系灰巖、白云巖及砂頁巖。第四系分布于侵蝕階地及山間溝谷地帶。

區域內構造主要有分布于巧家-蓮峰大斷裂與金沙逆斷層之間的金沙短軸背斜，斷層以巧家-蓮峰大斷裂、金沙逆斷等為主。

金沙短軸背斜：核部為上震旦統燈影組和下寒武統梅樹村組，南北兩翼分別為中、上寒武統、奧陶系、志留系、二疊系等組成。背斜軸走向近290°。核部由于金沙逆斷層的影響形成一個盆狀推覆體，使礦區構造復雜化。推覆體中地層產狀平緩，兩翼較陡。

巧家-蓮峰大斷裂：為區域性斷裂，走向長約90km，傾向北西，傾角約80°，斷失地層厚度約700m～1000m。斷裂帶的寬度一般10m～20m，最大寬度100m。具多期次活動特點，在斷裂南段見有基性巖脈侵入活動，是川滇兩省交界處重要的鉛鋅礦控礦斷裂。

區域內巖漿活動僅有海西旋迴中的基性巖漿噴溢活動，形成二疊系峨眉山玄武巖建造，厚達幾百到上千米。川滇黔鉛鋅礦成礦帶鉛鋅礦床、礦點、礦化帶與峨嵋山玄武巖的展布總體一致，表明鉛鋅礦床的形成與玄武巖漿活動有一定的關聯性。

2 礦區地質

礦區位于滇東北鉛鋅成礦帶內巧家-蓮峰大斷裂和北西向金沙逆斷層銳角交匯處，主要由元古界和古生代地層組成一個短軸背斜(圖1)。礦區以大廠溝、小廠溝為界由東向西分為金沙、官房、炎山3個礦段。

圖1 云南永善縣金沙廠鉛鋅礦區地質圖

1-第四系洪沖積層；2-第四系殘坡積層；3-滄浪鋪組；4-統筇竹寺組；5-燈影組第四段；6-燈影組第三段；7-燈影組第二段；8-燈影組第一段；9-地質界線；10-假整合地質界線；11-逆斷層；12-正斷層；13-推測斷層；14-陡傾脈狀礦體及編號；15-隱伏緩傾斜礦體平面投影位置；16-河流

2.1 地 層

礦區范圍內出露地層主要有：上震旦統燈影組，寒武系下統筇竹寺組和滄浪鋪組，在部份侵蝕階地和河溝中分布第四系。地層特征如下：

燈影組一段(Z2dn1)：僅出露于小廠溝一線，巖性為深灰色、灰黑色薄至中厚層狀泥質白云巖、泥灰巖，底部見星點狀黃鐵礦結核分布，頂部見灰色燧石條帶及燧石結核。厚度大于107.86m，與上覆地層Z2dn2呈整合結觸。

燈影組二段(Z2dn2)：出露于小廠溝、官房至炎山礦段東側一帶，巖性為灰、淺灰色中厚層狀白云巖，局部為富藻白云巖，厚172.51m。

燈影組三段(Z2dn3)：廣泛出露于金沙廠逆斷層以北的地區，巖性為灰黃、淺黃至灰白色中厚層至塊狀硅質白云巖，厚287.48m，是礦區內鉛鋅礦主要含礦層位。

燈影組四段(Z2dn4)：呈線狀出露于金沙廠逆斷層以北地區，主要由白云巖、白云質磷塊巖、硅質磷塊巖和含磷白云巖、含磷硅質巖等組成，是磷礦主要賦礦層位，同時也是礦區金沙短軸背斜核部隱伏緩傾斜鉛鋅礦體的主要產出層位(401、402、403、404和405礦體等均產于其中)，厚20m～50m。與上覆地層∈1q呈假整合接觸。

筇竹寺組(∈1q)：廣泛出露于背斜核部周圍，巖性為灰綠、深灰色及黑色泥巖夾頁巖及粉砂巖。地層厚度217m，與上覆地層∈1c呈整合接觸。

滄浪鋪組(∈1c)：出露于礦區東部及北部地區，下部為灰綠色厚層狀砂巖夾頁巖，夾層厚1m～2m；中部頁巖為主；上部頁巖夾砂巖。地層厚207m，與上覆筇竹寺組(∈1l)呈整合接觸。

第四系殘坡積層(Qedl)：區內主要為殘坡積物和少量浮土，分布于地臺及地勢相對平緩地區，現基本為耕地。

第四系沖積、洪積層(Qpal)：主要由砂、礫、轉石等組成。主要分布于河溝地形底凹處，厚度0～20m。

2.2 構造

2.2.1 褶皺

金沙穹隆為金沙短軸背斜的組成部分，東西長約4km，南北寬約1.5km，面積約6km2。穹窿軸向近東西向，東端(金沙)略低，總體北東傾向；頂部寬闊平坦，寬0.5km～1km，巖層傾角較緩10°～20°。東部巖層傾向350°～85°，傾角12°～15°；北部傾向355°～10°，傾角28°～42°；西部總體傾向北西，約345°，傾角7°～37°；南部被F1(金沙逆斷層)破壞，形成一個不完整橢球狀闊頂型的穹窿構造。

2.2.2 斷層

金沙廠鉛鋅礦區位于蓮峰大斷裂南東，受斷裂影響，區內派生次級構造較發育，斷裂構造破碎帶寬幾米至幾十米，長幾十至上千米不等。沿斷裂帶壓碎、壓碾現象十分明顯，并普遍發育壓碎角礫巖類、碎裂巖類巖石等?，F對礦區內斷層分述如下：

F1金沙逆斷層：區內長約3.5km，地表出露方向線總體290°～110°左右，受地形切割呈連續的“之”字形，傾向北東，傾角43°；斷層上盤為金沙穹窿構造，地層為Z2dn1、Z2dn2、Z2dn3和Z2dn4及∈1q；下盤巖層以∈1q和∈1c為主，斷層附近巖石破碎強烈，具有星點狀鉛鋅礦化、重晶石化和碳酸鹽化產出。斷層破碎帶一般寬度20m，局部達100m。斷層斷距約700m，為逆沖壓扭性質，是區內重要的導礦和貯礦構造，礦區Ⅱ號礦體群即產于該斷層破碎帶及其旁側燈影組(Z2dn)中。

F10斷層：在炎山礦段坑道中揭露，屬F1逆斷層派生的次級隱伏斷層，近東西走向，走向長大于200m，傾向北東，傾角40°～65°，兩盤地層為Z2dn3硅質白云巖。斷層破碎帶寬1m～5.49m，破碎帶由硅質角礫巖、糜棱巖及鉛鋅礦化體組成，Ⅲ號礦體產于該斷裂中。

F11斷層：在炎山礦段坑道中揭露，屬F1逆斷層派生的次級隱伏斷層，走向300°～310°，走向長大于400m，傾向北，傾角29°～32°，為層間斷層。兩盤為Z2dn3硅質白云巖，斷層兩盤巖石極為破碎。斷層破碎帶寬1.15m～9.29m，Ⅳ號礦體產于該斷層破碎帶中。

3 礦床地質

金沙廠鉛鋅礦區共圈定大小礦體群28條，根據其產出特征可分為兩大類，即產于金沙斷裂(F1)破碎帶及其旁側的陡傾斜脈狀Ⅱ號礦體群和產于金沙短軸背斜核部頂端震旦系三至四段(Z2dn3-4)地層層間破碎帶及層間滑脫部位緩傾斜似層狀礦體，構成了典型的“上層下脈、上緩下陡”的成礦模式(圖2)。現將礦區內具有代表性的重要礦體(群)Ⅰ1、Ⅰ2、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ等六條特征分述如下：

3.1 礦體特征

3.1.1 陡傾斜礦體

Ⅱ礦體群：為礦區主礦體，其沿金沙逆斷層破碎帶(F1)呈北西西向在礦區南部橫跨穿炎山、官房、金沙礦段，為隱伏、半隱伏礦體，礦體除在小廠溝及官房礦段坑道附近出露地表外，其余均為隱伏。礦體群總體走向290°，傾向北北東，傾角較陡，平均傾角84°；礦體群受F1斷裂控制，呈脈狀、透鏡狀產于斷裂及其旁側燈影組(Z2dn)硅質白云巖中，礦體一般距F1斷裂主裂面0m～20m，礦化帶具有重晶石化、螢石化、黃鐵礦化、硅化等蝕變。礦體沿走向、傾向均存在尖滅再現現象，礦體群礦化帶走向長3.86km，傾斜延伸27m～407m。根據礦體空間形態，將Ⅱ礦體群分圈為Ⅱ-1、Ⅱ-2、Ⅱ-3、Ⅱ-4、Ⅱ-5等5條礦體，礦體厚 0.40m～11.39m，平均厚2.95m；礦體平均品位Pb2.21ω%、Zn5.23ω%(Pb+Zn7.44ω%)、Ag 38.31g/t。厚度變化系數84%，品位變化系數Pb82%、Zn67%、Ag65%，屬厚度變化較穩定、有用組份分布較均勻的礦體。礦石自然類型為構造破碎石英-重晶石、螢石、蝕變白云巖型鉛鋅礦石，工業類型除小廠溝東側附近有少量氧化礦及混合礦外其它均為硫化鉛鋅礦石。

圖2 云金沙廠鉛鋅礦區15號勘探線剖面圖

1.第四系洪沖積物；2.第四系殘坡積物；3.寒武系下統筇竹寺組；4.震旦系上統燈影組四段；5.震旦系上統燈影組三段；6.洪積物；7.泥質粉砂巖；8.含磷白云巖；9.硅質白云巖；10.含泥質白云巖；11.平行不整合地質界線；12.地質界線；13.實測(推測)斷層及編號；14.鉛鋅礦體及編號；15.磷礦體；16.坑道

3.1.2 緩傾斜礦體

Ⅳ礦體：出露于礦區炎山礦段西部，賦存于Z2dn3層間破碎帶(F11)中，礦體與頂底板白云巖界線較清楚，金屬礦物呈致密團塊狀、細脈浸染狀、星點狀產出?？傮w為緩傾斜隱伏礦體，走向300°～310°，傾向NE，總體傾角20°，與地層傾角相一致。走向長250m，控制斜深28m～64m，厚度1.08m～8.73m，平均4.63m；礦體平均品位Pb8.96ω%，Zn0.43ω%、Ag68.82 g/t。厚度變化系數為64%；品位變化系數Pb69%、Zn107%、Ag135%；屬厚度變化較穩定、有用組份分布較均勻的礦體。礦石工業類型為氧化鉛鋅礦石(少部分為混合礦石)，自然類型為構造破碎石英-重晶石、蝕變白云巖型鉛鋅礦石(含少量鋅)。Ⅲ、Ⅳ、Ⅰ1、Ⅰ2等四條緩傾斜礦體礦石類型相同，為構造破碎石英-重晶石、蝕變白云巖型鉛礦石，有用組份鉛高鋅低，鉛鋅比分別Ⅲ礦體為14.22∶1、Ⅳ礦體為20.84∶1、Ⅰ1礦體1.79∶1、Ⅰ2礦體1.73∶1。而陡傾斜的Ⅱ礦體群及Ⅴ礦體有用組份鋅高鉛低，鉛鋅比分別為Ⅱ-1礦體1∶2.37、Ⅱ-2礦體1∶2.82、Ⅱ-3礦體1∶1.80、Ⅱ-4礦體1∶1.06、Ⅱ-5礦體1∶3.44、Ⅴ礦體1∶1.36。

3.2 礦石結構構造

礦石具自形、半自形晶結構、氧化殘余結構、包含結構、交代殘余結構等。硫化礦石具浸染狀、脈狀、角礫狀、次塊狀及條帶狀構造；氧化礦具土狀、薄膜狀、葡萄狀、土狀、蜂窩狀皮殼狀、多孔狀及蜂窩狀構造。

3.3 圍巖蝕變

礦區圍巖蝕變主要有硅化、方解石化、白云石化、重晶石-天青石化、石英巖化、黃鐵礦化、褐鐵礦化等。

3.4 礦化富集

(1)石英脈分布密集的地段礦化集中，閃鋅礦、方鉛礦、黃銅礦呈星點散狀分布于石英脈中或成細脈充填于石英脈旁側裂隙中。

(2)圍巖蝕變硅化、褐鐵礦化、黃鐵礦化、方解石化、白云化、重晶石-天青石化、石英巖化與礦化體品體呈正相關。

(3)圍巖為砂巖、附近有黑色碳質層、紫紅色泥巖的地層均是礦化體存在的信息點。

(4)次級斷裂或層間破碎帶越發育則礦化越強。

3.5 礦石礦物成份

金屬礦物主要有：閃鋅礦、方鉛礦、車輪礦、黃鐵礦、輝銀礦、黃銅礦及菱鋅礦、異極礦、水鋅礦、白鉛礦、鉛礬、孔雀石、藍銅礦、褐鐵礦；非金屬礦物主要有：石英、重晶石、白云石、螢石、鐵白云石、泥質、方解石。

3.6礦石化學成份

經對Ⅱ礦體群采樣進行化學全分析及組合分析(表1)。從表1中得出Ⅱ礦體群主要的化學組分為SiO2、CaO、CaF2、BaSO4、P2O5；礦石有益組分除主元素Pb、Zn外，伴生S、Ag、Ge、Ga、Cd、CaF2、BaSO4。伴生元素Ag含量36.7～879×10-6，伴生元素S含量2.30～15.42%，Ga含量16.67～40.14×10-6，Ge含量0.28～3.22×10-6，Cd含量0.01～0.10%，CaF22.88～12.54%，BaSO40.72～33.72%；有害元素不超標。

表1 金沙鉛鋅礦Ⅱ礦體礦石化學組分含量表

注：表中Au、Ag、Ge、Ga單位為×10-6，其它元素為×10-2

4 成礦因素

4.1 礦床形成與褶皺的關系

由于先期(成礦期前)的構造運動影響，在形成金盆穹窿及金沙逆斷層(F1)的同時，因巖層的剛柔不同，厚與薄不同和受力的不均，從而在Z2dn4與∈1q平行不整合面及Z2dn3地層中上部產生規模不等的層間破碎帶或層間剝離空間，礦液活動時，沿斷裂構造及層間破碎帶或剝離空間運移充填而形成層狀、似層狀、透鏡狀、扁豆狀的鉛鋅礦體。因此金沙短軸背斜金盆穹窿核部頂端Z2dn4與∈1q平行不整合面地層分界面及Z2dn4、Z2dn3層間構造空間的封閉區域是含礦熱液和有用物質沉淀的極佳部位，層狀、似層狀、扁豆狀緩傾斜礦體群產出空間形態受其控制(圖3)，即層間構造破碎帶是區內重要的控礦因素之一。

圖3 金沙廠鉛鋅礦區成礦模型圖

4.2 礦床形成與斷裂的關系

金沙逆斷層(F1)下盤為∈1q含炭質泥質粉砂巖及泥巖，巖石孔隙度較小滲透性較差，具有較強的可塑性，對含礦熱液運移具有阻隔和封閉的作用；上盤為Z2dn白云巖系，巖石孔隙度較大滲透性較好，且屬剛性巖類性脆，受構造F1斷裂構造應力作用，沿F1斷裂面及旁側形成構造角礫巖或碎裂巖化帶，從而有利于含熱液的運利和沉淀。金沙逆斷層(F1)是區內重要的導礦和容礦構造(圖3)，在斷裂面變化的區域礦體厚度增大、品位較高，是礦區內陡傾斜脈狀礦體重要的斷裂控礦因素，沿斷裂帶走向及深部具有較好的找礦空間。

4.3 礦床形成與巖性的關系

礦區主要含礦層位為Z2dn的中上部白云巖、硅質白云巖(部份為含磷白云巖)及燈影組白云巖、硅質白云巖與寒武系筇竹寺組灰綠、深灰色泥巖、頁巖、粉砂巖接觸帶。由于白云巖、硅質白云巖是屬于性脆而堅硬的巖石，受力后易于產生層間剝離空間或層間破碎帶和裂隙，為成礦提供空間。而寒武系筇竹寺組灰綠、深灰色泥巖、頁巖、粉砂巖地層具可塑性和不透水性，對含礦溶液的上升(或下降)、擴散、運移起了阻擋的作用。同時Z2dn的中上部白云巖、硅質白云巖空隙度大，對礦液具有一定的親合性。Z2dn的中上部白云巖、硅質白云巖是礦區層狀和脈狀礦體的賦礦層位，也是區域內重要的地層找礦標志之一。

4.4 成礦溫度

根據以往勘查及科研工作，對方鉛礦、閃鋅礦的包體測溫，其溫度多為50°C～250℃，成礦溫度應為中-低溫。

4.5 礦床成礦規律及成因的認識

(1)礦體的形成受地層的嚴格控制，礦體產于Z2dn的中上部白云巖中。就其地層的物理性質而言，Z2dn的中上部白云巖、硅質白云巖性脆，且厚薄相間，在構造作用下，易產生層間破碎帶或沿層剝離空間，為礦體運移、沉淀提供了空間，而∈1q灰綠、深灰色泥巖、頁巖、粉砂巖具可塑性和不透水性，對含礦溶液的運移起到了阻擋的作用，有利于成礦。就其化學性質而言，Z2dn地層均為白云巖，其化學性質活潑、易于交代成礦。

(2)礦體受斷層構造控制。走向近東西向的陡傾斜深大斷裂(F1)既為含礦熱液的向上運移提供了通道，同時也為含礦熱液的富集成礦提供了場所，而Z2dn的中上部白云巖中的層間破碎帶也為成礦提供了賦存空間，有利于成礦。

(3)礦體中礦物組分繁多，除主要組份鉛、鋅、銀外，尚有伴生組份十余種。以方鉛礦、閃鋅礦、車輪礦、黃鐵礦、輝銀礦、重晶石、螢石等為主要代表性原生礦物。從礦物互相穿插關系及溶蝕交代現象和在晶洞中螢石呈獨立的單一立方體產出等現象都顯示為低溫熱液成礦的特點

(4)工業礦體多以隱伏礦體展示，其周圍巖石均有不同程度硅化、黃色蝕變、重晶石化、螢石化、碳酸鹽化、炭化及褪色蝕變。

綜合上述地質特點，說明金沙廠鉛鋅礦是以充填為主，交代居次的低溫的熱液礦床(開放孔隙充填后成礦床)。礦床類型屬碳酸鹽巖型鉛鋅礦床。

5 結論

礦區由于燕山期及喜馬拉雅期強烈的構造擠壓作用，造山帶隆起作用有密切關系，導致形成區域性的連峰-巧家大斷裂和礦區內的高角度金沙逆沖斷層F1和短軸金盆竅窿，同時在金盆竅窿頂部震系上統燈影組地層中形成多條近北西西向的層間斷層。隨后由于應力場的松馳使斷層產生了寬窄不一的碎裂巖、斷層角礫巖帶，為含礦熱液(鹵)水的運移、沉淀提供了通道和空間。伴隨構造活動所產生的中低溫熱液(鹵)水使地層有用元素活化遷移到有利場所富集成礦。初步對礦床控因素分析，礦床受地層+巖性+構造的多重因素控制，在礦區深部沿F1斷裂帶及下盤∈1q底部與Z2dn接觸帶具有較好的找礦資源潛力，同時在礦區東部牛角灣河以東∈1q底部與Z2dn接觸帶附近磷塊巖中亦發現了較好的鉛鋅銀礦化信息，具有尋找緩傾斜礦體的有利部位。