云南寧蒗縣白牛廠礦區重力場特征及找礦意義

黃元有，代達龍，白曜宇

(1.云南省地質調查院，云南 昆明 652106；2.云南富盛鋅鑫投資股份有限公司，云南 昆明 650021)

云南省寧蒗縣白牛廠在清道光-光緒年間，曾是盛極一時的銀采冶集中地，迄今仍遺留大量古爐渣、硐渣。云南富盛鋅鑫投資股份有限公司取得礦區采、探礦權后，經過多年的采、勘，認為產于下二疊統陽新組(P1y)灰巖與中二疊統峨嵋山玄武巖組(P2β)凝灰巖接觸面附近的金銀礦體，在深部F7斷裂之下仍存在向下延伸，尚有找礦潛力[1-7]。

為了解礦區深部構造、斑巖體侵入情況，云南富盛鋅鑫投資股份有限公司自疇資金，開展大比例尺重力測量，根據布格重力異常線性特征、方向導數極值異常線推測礦區深部構造，根據布格重力低值異常、剩余重力負異常結合地質、化探資料推測是否存在隱伏斑巖、中酸性巖漿侵入，為礦區礦產資源的宏觀決策、規劃管理及礦產資源可持續發展提供保障。

1 礦區地質背景

云南省寧蒗白牛廠礦區大地構造屬于揚子陸塊區(Ⅵ)—鹽源—麗江被動陸緣(Ⅵ-2-13)與楚雄陸內盆地(Ⅵ-2-12)結合部，寧蒗陸緣坳陷(麗江陸緣裂谷Ⅵ-2-13-2)與華坪陸表海(Ⅵ-2-12-2)部位；成礦區帶屬濱太平洋成礦域(Ⅰ2)、上揚子(陸塊)成礦省(Ⅱ3)、麗江-大理-金平(陸緣凹陷)Au-Cu-Ni-Pt-Pd-Mo-Fe-Pb-Zn成礦帶(Ⅲ9)之麗江(陸緣凹陷)Au-Cu-Pt-Pd-Mo-Mn-Fe-Pb-Zn礦帶(Ⅳ18)[8]。

1.1 地層

礦區主要出露上古生界二疊系、三疊系及第三系始新統。各地層單元特征如下

(1)下二疊統陽新組(P1y)：分4個巖性段，自下而上為粉晶灰巖，瀝青質灰巖、白云質灰巖、角礫狀灰巖，生物碎屑泥晶灰巖、硅質灰巖、粉晶灰巖夾生物碎屑泥晶灰巖，白云質灰巖團塊、粉晶灰巖；

(2)中二疊統峨嵋山玄武巖組(P2β)：分3個巖性段，自下而上為杏仁狀、致密狀玄武巖、玄武質凝灰巖、巖屑、玻屑凝灰巖，杏仁(氣孔)狀玄武巖夾玄武質火山角礫巖及凝灰巖透鏡體、砂質凝灰巖夾玄武質火山角礫巖；

(3)上二疊統黑泥哨組(P3h)：為凝灰質砂巖、泥質粉砂巖、粉砂質頁巖夾煤線；

(4)三疊系下統青天堡組(T1q)：巖性為砂礫巖、長石砂巖，長石巖屑砂巖、巖屑石英砂巖夾粉灰質泥巖；

(5)中三疊統白衙組(T2b)：為陸緣碳酸鹽巖建造，巖性為泥質白云質灰巖、生物屑泥晶灰巖；

(6)第三系始新統寶相寺組(E2b)：巖性為泥礫巖、砂礫巖，鈣質泥巖膏巖層。

1.2 構造

礦區處在揚子地臺西北部寧蒗-程海北北東向斷裂帶上，構造形跡主要表現為一系列北北東向短軸褶皺、斷裂(圖1)。斷裂構造主要有白牛廠主干斷裂以及馬耳他-偉達斷裂、苦蕎灣-大丫口斷裂、西范坪北東向斷裂組成向西凸出的弧形斷裂；這些斷裂是上古生界中二疊統峨嵋山玄武巖組和后期喜山期堿性-中酸性巖漿侵入的通道。褶皺主要是色都向斜、白牛廠背斜和西范坪復式背斜。斷裂構造在本區是控制成礦最主要的地質因素之一，其具體控制作用表現為主干斷裂以導巖(脈)導礦為主，次級北北東向斷裂及北西向斷層則多為容巖(礦)構造，晚期發育的北西向斷層，切錯了早期斷裂及褶皺。

陽新組第四段(P1y4)是區內一重要含礦部位，錳銀礦化、金礦化沿北西向斷裂旁側構造充填交代發育破碎蝕變巖型金(銀)礦；同時伴生鐵錳化、碳酸鹽化等多種圍巖蝕變，為本礦區主要含礦層位，與中二疊統峨眉山玄武巖組(P2β)呈角度不整合接觸。

陽新組第四段(P1y4)與峨眉山玄武巖組第一段(P2β1)層間斷裂(F7)破碎帶是礦區主要控礦構造，其控制了金礦體的產出。

圖1 寧蒗白牛廠礦區地質圖(據文獻[6，15])

1-大地構造界線；2-地層界線：3-斷裂線；4-第四系：5-寶相寺組；6-中三疊統北衙組；7-下三疊統青天堡組；8-上二疊統黑泥哨組；9-中二疊統峨眉山玄武巖組；10-下二疊統陽新組；11-石英二長斑巖；12-金銀礦體及編號

1.3 巖漿巖

礦區巖漿巖類型較多，其活動強弱差異大。火山巖以晚二疊世基性玄武巖噴發最為廣泛，侵入巖以喜馬拉雅期富堿巖漿侵位活動最為廣泛，主要分布于斷裂帶兩側[9]，多伴生斑巖Cu-Au 礦床[10-13]。侵入巖分印支期和喜馬拉雅期二個巖漿活動時期，各期礦化特征亦不盡相同；喜馬拉雅期的淺成-超淺成堿性-中酸性斑巖，是成礦物質的主要來源。

2 物性特征

根據采集的不同層位巖石物性參數統計(表1)，碎屑巖密度稍低為2.63×103kg/m3；碳酸鹽巖密度中等為2.68×103kg/m3左右；火山巖密度最高達2.73×103kg/m3；堿性-中性斑巖密度最低僅為2.47×103kg/m3。在地表碎屑巖、碳酸鹽巖、火山巖出露區出現重力低異常可能為地下隱伏堿性—中性斑巖、深部中酸性巖體引起。

表1 白牛廠礦區地層物性參數表

3 重力場特征

3.1 重力異常特征

在區域重力場上礦區位于寧蒗重力低異常北東側，近北北東向三江口-寧蒗-程海與北東向木里-麗江重力梯級帶交匯部位[14]。

從礦區大比例尺高精度重力測量成果看(圖2)，礦區布格重力異常等值線總體北北東向展布，將北北東向三江口-寧蒗-程海區域重力梯級帶細分為東西2支。

東支為北東向略向東凸的規模宏大的張家灣子-水波衣-紙房溝-菜園子布格重力異常梯級帶，區內長約17.5 km，梯度北陡南緩，北部張家灣子一帶達7.0×10-5m/s2/km，向南到西廠一帶受東南側羅卜地局部重力低影響梯度變緩，為3.5×10-5m/s2/km。

西支為北北東向展布的牛窩子-龍洞灣-大丫口-大黃山布格重力異常梯級帶，區內長約14 km，梯度北緩南陡，北部為東側方家坪—菜園子北東向長條帶狀重力高異常區與西側規模宏大的梨樹坪重力低異常帶北延部分的分界線，中部大丫口一帶為重力梯級帶，梯度變化為5.0×10-5m/s2/km。兩梯級帶南北兩端延出圖外有相交的趨勢。

中部沿張家灣子-華樣-巖腳村-白牛廠-菜園子一線，為北東向長條帶狀方家坪-菜園子重力高異常帶與東側北北東向長條狀曹灣-余家村重力低異常區的分界線，長約11.5 km，華樣-巖腳村間為梯度平緩的梯級帶，梯度變化最大約為4.2×10-5m/s2/km。

圖2 白牛廠礦區布格重力異常圖

張家灣子-方家坪-巖腳村-白牛廠-菜園子重力異常變異線，與張家灣子-水波衣-紙房溝-菜園子重力梯級帶夾持區域，為規模宏大的北北東向長條狀曹灣-余家村重力低異常區，長約10.2 km，水波衣一帶最寬處約3.4 km，等值線北北東向展布、東密西緩，受龍頭山-紙房溝、寒雞兒局部重力高影響，自北向南由北西向長條狀曹灣、水波衣和東西向長軸狀余家村低值中心組成，水波衣低值中心規模最大，北西向長條狀，長約2 km，寬0.5km，最低值-310.5×10-5m/s2。

剩余重力異常(圖3)特征基本與布格重力異常一致，等值線南北向展布；在礦區核心區白牛廠背斜核部圈定了由多個長條狀、等軸狀圈閉負值中心組成北北東向略向東凸的長條帶狀曹灣-余家村剩余重力負異常區，負極值中心由北北西向長條狀曹灣負異常、北北西向水波衣負異常、等軸狀余家村負異常組成，水波衣局部負異常規模最大、幅值最低，長約2.1 km，寬1.0 km，極小值-6.0×10-5m/s2；該重力負異常區西南端在菜園子一帶與規模宏大的南北向長條帶狀梨樹坪負異常帶相聯。周圍正異常環繞西部為北北東向長條帶狀巖腳村剩余重力正異常、東部為馬道子-羅卜地山頂剩余重力正異常。

圖3 白牛廠礦區剩余重力異常圖

1-剩余重力異常零值線及注記；2-剩余重力異常正值線及注記：3-剩余重力異常負值線及注記；4-圖切反演擬合剖面位置及編號；5-找礦有利地段位置及編號

曹灣-余家村負異常區為白牛廠背斜核部，主要出露下二疊統陽新組(P1y)碳酸鹽巖，零星見喜馬拉雅期淺成-超淺成堿性-中性斑巖脈侵入；在背斜核部中、高密度的碳酸鹽巖區出現形態規整、規模、幅值較大的剩余重力負異常區，推斷背斜核部隆起部位地下深部有低密度的中酸性巖體侵入。周圍巖腳村、馬道子-羅卜地山頂剩余重力正異常區為高密度的中二疊統峨嵋山(P2β)玄武巖分布。

3.2 布格重力異常密度界面反演擬合地質斷面

區域上北東向三江口-寧蒗-程海斷裂，礦區北東向牛窩子-龍洞灣-大丫口-大黃山斷裂(F3)，張家灣子-水波衣-紙房溝-菜園子(F7)斷裂均是中二疊統峨嵋山玄武巖組噴發沉積的通道。F7斷裂及其周邊次級斷裂也是后期喜馬拉雅期堿性斑巖脈(淺成相)、深部中酸性巖漿(深成相)侵入的通道。

為研究礦區深部隱伏巖體空間形態特征，通過余家村、曹灣剩余重力負異常中心(圖3)圖切布格重力異常剖面，進行2.5D擬合密度界面反演，大致推斷地下深部有中酸性巖體隱伏中酸性巖體沿F7斷裂侵入(圖4)，向西傾伏，深部向西延伸較大；斷面上巖體規模南小北大，頂界面埋深約300m左右。

將反演的地下深部隱伏中酸性巖體特征點投影至地面可以看出，隱伏中酸性巖體在南部余家村一帶，規模小、頂界面埋深略大，中部大灣子-水波衣一帶處于溝谷低洼處，規模最大、頂界面埋深最小，再往北隨海拔高度增加，巖體規模較大、頂界面埋深也增大，巖體平面呈南北收縮、中部膨大的趨勢。斷面上在余家村東、水波衣-大灣子間、曹灣東形成巖枝(株)凸起，巖體頂界面埋深最小，而白牛廠、龍頭山-紙房溝一帶、寒雞兒一帶形成巖凹，巖體頂界面埋深較大。

圖4 局部重力異常Ⅰ、Ⅲ擬合計算及地質解釋剖面

4 結論

礦區勘探程度較高，表層褐鐵礦化金礦體主要受構造、巖漿巖和地層等多種因素控制，其成因類型屬火山及次火山-熱液金銀礦礦床[5]。喜馬拉雅期堿性斑巖沿斷裂侵入零星出露，大比例尺重力測量推測F7為深大斷裂，是巖漿侵入的通道，背斜核部地下空間推測有中酸性巖體侵入，在余家村東、水波衣-大灣子間、曹灣東形成巖枝(株)凸起，巖體頂界面埋深最小；而在白牛廠、龍頭山-紙房溝、寒雞兒一帶為巖凹，與碳酸鹽巖接觸界面之凹陷部位，為容礦空間，根據控礦斷裂F7位置、地表礦體出露情況及礦區深部鉆孔見礦層位，推測白牛廠-余家村、大灣子、水波衣這三個區域(圖3)是矽卡巖型鉛鋅銅多金屬礦體成礦有利地段，深部找礦潛力較大。