云南賓川縣小龍潭銅鉬礦床成礦模式探討

張金學，唐永昆

(云南省有色地質局三一○隊，云南 大理 671000)

0 引言

眾多的研究者、科研單位對該地區進行過研究和報道，積累了豐富的資料，對小龍潭礦區地層、構造、巖體特征、圍巖蝕變、礦化特征和控礦因素，以及地球化特征等方面進行了較全面的總結，論證了小龍潭產于喜馬拉雅期石英二長斑巖和花崗斑巖中的銅(鉬)礦為斑巖型巖漿(期后)熱液礦床[1-5]；并從流體包裹體、同位素、物質來源、成巖環境、地質背景等方面開展了研究，為研究項目的進行奠定了良好的基礎，測定了礦區成礦斑巖體成巖年齡為34.7～35.98 Ma[6-10]。但從某一側面研究的多，基礎重復研究的多，而從勘查區內整體的成礦系統方面的研究還存在不足。目前礦區揭露的礦體礦品位總體偏低，尋找細脈浸染型富厚工業礦體是急需探索解決的問題。本文系統收集和分析前人研究成果，從喜馬拉雅期富堿斑巖成礦地質的總體空間分布規律入手，以建立礦區成礦系統為目的，進一步總結成礦規律，探索構建礦區成礦模式，為尋找穩定的工業礦體構建理論支持，以指導生產實踐，對推進礦區與金沙江—紅河喜馬拉雅期富堿斑巖帶找礦工作具有一定的實踐意義。

1 區域地質背景

研究區處于揚子陸塊西緣與“三江”構造域的結合地帶，大地構造位于上揚子古陸塊楚雄陸內盆地之大姚—新平坳陷盆地的西部邊緣，緊鄰程海—賓川深大斷裂，東距魚泡江斷裂約30 km，位于與鹽源—麗江被動陸緣麗江陸緣裂谷接合部(圖1)。礦區成礦地質體為喜馬拉雅期富堿斑巖侵入體，屬于特提斯—喜馬拉雅斑巖成礦域西南三江斑巖銅礦帶之金沙江—紅河斑巖銅金多金屬礦帶，與環太平洋金屬成礦域相交匯。新生代經歷了印度板塊與歐亞板塊碰撞主階段、碰撞晚階段以及后碰撞伸展等過程，金沙江—紅河地區發生大規模走滑剪切作用，形成陸內走滑斷裂及其兩側伴生(派生)的次級張性-走滑斷裂構造，著名的北瀾滄江—金沙江—紅河喜馬拉雅期富堿侵入巖帶即產于該走滑斷裂系統內[11-12]。揚子陸塊基底具有結晶基底與褶皺基底“雙層”結構，結晶基底由太古宇—古元古界及其相伴的變質侵入體和TTG巖套組成，以康定巖群、哀牢山巖群、蒼山巖群、大紅山巖群、苴林巖群、河口巖群為代表；褶皺基底由中元古界及晉寧期巖漿巖組成，以昆陽巖群、會理巖群、鹽邊巖群為代表；沉積蓋層由震旦系及其以上沉積火山巖地層和華力西期侵入巖組成[13]。揚子地臺西南緣的演化可概括為經前震旦系基底形成后，繼而轉化為震旦紀—三疊紀被動大陸邊緣階段，以后卷入中生代碰撞造山過程，最終新生代發生的喜馬拉雅陸內造山運動的改造形成現今的構造格局[14]。古新世—始新世，印度板塊與歐亞板塊碰撞，三江地區進入擠壓褶皺和拆沉伸展階段[11，16]。晚漸新世以來，印度板塊繼續發生NNE向推擠，同時太平洋俯沖使揚子板塊向西推進，雙向推擠三江地區進入擠壓走滑階段，發育了大規模NNW向走滑斷裂[17]。在喜馬拉雅期運動的動力學背景下，金沙江一哀牢山縫合帶、瀾滄江縫合帶發生了大規模的走滑-剪切運動，為下地殼或上地慢的減壓烙融提供了條件，也為巖漿上侵提供了通道。呈菱形的鹽源一麗江構造帶的造山作用系印度—歐亞板塊碰撞所引發，擴展到揚子陸塊的西部邊緣，與之相伴的呈NNE向分布于鹽源、寧蒗、永勝、賓川等構造-巖漿亞帶巖石類型有二長花崗斑巖、石英二長斑巖、花崗斑巖等，呈巖株、巖墻、巖脈及巖筒產出，巖體同位素年齡多在年齡31.9～62 Ma，為金沙江—紅河富堿侵入巖帶的重要組成部分[12，18]。

圖1 西南三江(南段)地區新生代大陸動力學背景簡圖(據文獻[14]改編)Fig.1 Background map of Cenozoic continental dynamics in the south part of Southwest Sanjiang [14]

2 礦床地質特征

2.1 礦區地質特征

研究區內近SN向的程海—賓川斷裂與魚泡江斷裂之間地區形成了大致平行的較為緊密的斷層與褶皺相間的SN向構造體系，與之相伴的次級構造發育。礦區夾持于兩條呈NE向展布的次級構造之間，NW側為大營盤斷層，SE側為與拉烏—雄魯么斷層[19]。

2.1.1 地層

礦區出露的主要地層為中生代上三疊統羅家大山組煤系地層及白土田組河湖相碎屑巖建造地層，靠近巖體時巖石多蝕變為角巖。白土田組主要分布在礦區中部，組成筌麻箐—小龍潭向斜的軸部，為礦區鉬礦主要含礦層，近巖體部位(外接觸帶)是鉬礦體成礦有利部位。羅家大山組分布在礦區東西兩側，組成向斜的兩翼，向東為單斜巖層出露，在靠東部的李子丫口一帶有薄煤層出露(圖2)。由老至新簡述如下：

上三疊統羅家大山組(T3l)：主要為黑色、灰黑色頁巖、砂質頁巖、炭質頁巖，局部夾薄層砂巖的煤系地層。下部出露不全。厚度>1000 m。

上三疊統白土田組(T3b)，按巖性不同可劃分為五段：第一段(T3b1)為粉砂巖、中細粒長石石英砂巖及中粗粒砂巖，中部夾砂質頁巖、泥質粉砂巖，厚度約148 m，與下伏羅家大山組呈假整合接觸；第二段(T3b2)為灰黑色、黑色頁巖及砂質頁巖，厚度約110 m；第三段(T3b3)為紫色、紫紅色中厚層狀中細粒砂巖，上部為細—粉砂巖，厚度約100 m；第四段(T3b4)為黑色、灰黑色薄層狀頁巖、砂質頁巖、泥巖，厚度約150 m；第五段(T3b5)為紫色、紫紅色中細粒長石石英砂巖夾灰色泥頁巖組成，剝蝕不全，厚度>250 m。

圖2 云南省賓川縣小龍潭銅鉬礦蝕變分帶綜合地質圖Fig.2 Comprehensive geological map of alteration zonation of Xiaolongtan Cu-Mo deposit in Binchuan County， Yunnan

2.1.2 構造

礦區構造受深大斷裂長期活動影響及制約，總體處在米甸背斜西翼，礦區內次一級的褶皺構造有三節田—岔溝背斜和筌麻箐—小龍潭向斜。斷裂構造主要有與主構造線一致的近SN向壓性斷層及晚期近EW向線性斷層，主要有三節田斷層(F1)、七道箐—干海子斷層以及近EW向展布的核桃箐斷層(F2)(圖2)。

三節田—岔溝背斜：位于小龍潭西部，背斜軸部由砂巖組成，軸向SN，略為偏東。南北長約1.8 km，東西寬約0.65 km，長寬之比約3∶1，是一個短軸背斜。兩翼產狀東緩西陡，北部較緊密南部寬緩，東翼被斷層切割而不全，西翼則與西部的向斜相連。

筌麻箐—小龍潭向斜：軸向近SN，自北向南逐漸由NNE向轉為SSE向，彎拐最大處就在本區1號巖體，出露長度約3 km。向斜兩翼巖層保存完整。向斜東翼產狀較緩，傾角20°～45°；西翼較陡，傾角60°～90°，局部見倒轉。東翼寬緩而西翼狹窄，成不對稱狀。西翼為三節田斷層錯斷，小龍潭10號巖體以南向斜軸部向南東轉折。

三節田斷層(F1)：位于小龍潭西部，呈SN向，斷層北端向西轉EW向，從而形成丁字型。斷層長約600 m，受SN向擠壓呈高角度斜沖斷層，明顯錯斷砂巖。平面位移不超過150 m。傾角60°～90°，西盤上升，東盤下移，錯斷三節田—岔溝背斜的東翼，傾向有變化，總體傾向東，為三節田—岔溝背斜東翼層間斷層，是本區較大的縱斷層。斷裂破碎帶約15 m，發育于泥質頁巖中。破碎帶由頁巖的片理、構造透鏡體組成，發育有與片理一致和不一致的石英脈，見褐鐵礦化。F1為礦區主要控巖構造之一。

F2(核桃箐斷層)：見于本區中部沿核桃箐展布，為后期破壞性斷層，性質為張扭性的正斷層，斷層長約3 km，近EW向展布，傾向NW，傾角60°～70°，南西盤為相對下降盤，北東盤為相對上升盤。西半部已將上盤斑巖體切割剝蝕出露，斑巖體露頭中局部殘留有構造滑面。

七道箐—干海子斷層：位于小龍潭東部干海子一帶，呈NE向，中部被F2錯斷，壓性正斷層，走向NE44°，傾向NW，傾角50°～60°，沿斷層帶褐鐵礦化較強，局部可見風化殘留擦痕。該斷層為礦區重要控巖構造。

2.1.3 巖漿巖

2.1.3.1 形態規模及巖性特征

礦區巖漿巖成群出露，巖性以黑云角閃石英二長斑巖為主體，穿插有部分灰色灰紫色石英二長斑巖及花崗斑巖等淺成中酸性斑巖，深部揭露有云斜煌巖。在核桃箐一帶因F2斷層的切割剝蝕而連續出露，造成巖體似有EW向展布的假象。出露比較集中的范圍約2 km2，較大的有1～10號斑巖露頭，其余多呈巖脈或脈群出露。總體上受NE向構造-巖漿帶的控制，沿NE向呈帶狀展布(圖2)。經初步查證核桃箐礦段分布1、2、3、4、8號巖體露頭在深部相連，靠上部或頂部巖體多為巖枝、巖墻或脈群，存在較多捕擄體，下部為不規則小巖株，長軸方向為NE，向NW傾伏，南西緣向NE側伏。揭露巖石類型可分為石英二長閃長斑巖、輝石石英二長斑巖、角閃黑云石英二長斑巖、灰紫色石英二長斑巖和淺色花崗斑巖等。其中，石英二長閃長斑巖出露于6號巖體東部及10號巖體南部，致密堅硬蝕變較弱無明顯礦化；輝石石英二長斑巖主要出露于1號巖體南部，蝕變較弱；角閃黑云石英二長斑巖主要出露于核桃箐溝兩側的2、3、8、9號等巖體，具明顯的蝕變與礦化為礦區主要含礦巖性之一；角閃黑云石英二長斑巖與輝石石英二長斑巖呈漸變過渡，推測可能由巖漿結晶分異程度不同引起；石英二長斑巖主要分布于3、4號露頭中，蝕變及礦化較強為礦區主要含礦巖性之一，巖石中可見有角閃黑云石英二長斑巖包體，接觸界線極不規則，無明顯的冷凝現象；淺色花崗斑巖多呈脈狀沿早期巖石的收縮裂隙貫入，稍晚于上述各類巖石，較大巖體為東部的5、6號巖體，巖體局具部蝕變礦化[5]。根據礦區巖體間的相互穿插關系，為多次脈動侵入形成雜巖體，以輝石石英二長斑巖為早期，花崗斑巖為晚期。巖石為斑狀結構，主要礦物為石英、鉀長石、斜長石，少量普通角閃石、黑云母，局部含輝石。副礦物磷灰石、磁鐵礦、榍石。巖體中可見大量圍巖俘虜體，巖石基質甚細，部分斑晶具溶蝕現象等特征，表明小龍潭斑巖體保留尚好，總體剝蝕較淺[3-4]。

2.1.3.2 巖石地球化學特征

礦區斑巖巖石地球化學樣品w(SiO2)變化在59%～69.86%之間，平均65.19%，屬中酸性巖類；w(Al2O3)為13.59%～17.25%，平均15.62%；鋁指數A/CNK值為0.94～1.21，平均1.04，顯示巖石為次鋁質—過鋁質巖石；全鐵平均值為4.17%，w(MgO)平均值為1.07%，w(CaO)平均值為1.23%，反映本區斑巖體總體上富鐵、鎂而貧鈣。礦區斑巖全堿w(Na2O+K2O)變化范圍為8.39%～12.02%，普遍較高，平均值為10.13%(>8%)，屬于富堿侵入巖，其中礦化斑巖的全堿平均值為12.02%。w(K2O)平均值為6.88%，大于w(Na2O)的平均值(3.25%)，K2O/Na2O值為2.12，表明更富鉀。里特曼指數σ變化范圍為2.82～7.03，平均值為4.63，屬于堿性巖系范圍，部分屬鈣堿性巖系[20]。本次統計研究區10種巖性巖石化學成果(表1)，通過萊特堿度率圖解(圖3)，顯示除礦化斑巖為過堿性巖系，其余均落在堿性巖石系列范圍內，平均堿度率為4.02，其中銅礦化斑巖達6.68。結合近期文獻研究小龍潭礦區斑巖屬于富堿高鉀的堿性巖系中酸性巖類[9-10]。

2.1.3.3 成巖年齡與構造環境

收集近年礦區巖體測年成果，獲得二長花崗斑巖鋯石U-Pb年齡為34.7 Ma[8]。含礦二長斑巖的206Pb/238U的成年齡為(35.98±0.16)Ma[9]，均屬喜馬拉雅期始新世巖漿活動產物。研究人員主要從戈蒂尼指數(τ)分析和投圖、微量元素分析、稀土元素和同位素等方面進行研究，表明小龍潭礦區始新世斑巖體源區組分主要來源于下地殼物質的部分熔融，并有幔源物質的加入，巖漿源區具殼慢混合特征[1，8-10]；被劃入富堿侵入巖及A型花崗巖礦床，但具埃達克巖典型地球化學特征，可認為研究區斑巖體為C型埃達克巖[9]。研究表明小龍潭礦區斑巖體形成于造山期向非造山期的轉換期，與造山期后花崗巖特征一致，屬于后碰撞期力學性質由擠壓向伸展轉化的構造背景[8-9]。

表1 小龍潭礦區斑巖巖石化學平均成分Table 1 Average petrochemical composition of porphyry rocks in Xiaolongtan mining area

圖3 小龍潭礦區萊特堿度率圖解Fig.3 Diagram of Wright alkalinity ratio inXiaolongtan mining area

2.2 礦床地質特征

2.2.1 礦體形態特征

礦區以銅礦化為主，鉬礦化次之，并伴生金、銀等。礦化組合類型有斑巖銅礦體、斑巖銅鉬共生礦體和角巖鉬礦體，主要圍繞斑巖體分布，產于內外接觸帶，靠內接觸帶以斑巖銅礦化為主，靠外接觸帶以角巖鉬礦化為主，礦(化)體的形態依屬于巖體的形態變化，礦體主要呈似層狀、呈透鏡狀，沿走向及傾斜延伸方向隨巖體變化常出現分岔合并或局部尖滅再現(圖4)[4，21]。

圖4 云南省賓川縣小龍潭銅鉬礦床A—A’、B—B’剖面圖Fig.4 A-A'and B-B' profiles of Xiaolongtan Cu-Mo deposit in Binchuan County， Yunnan

2.2.2 礦石特征

原生礦石金屬礦物主要為磁黃鐵礦、黃銅礦、黃鐵礦、斑銅礦、輝鉬礦、方鉛礦等。脈石礦物主要有石英、鉀長石、斜長石，其次是黑云母、角閃石、綠泥石、綠簾石、高嶺土等。礦石結構主要有晶質結構、交代結構、共結邊結構、同心圓(皮殼狀)結構及條帶狀結構。其中交代結構是本區主要結構類型，可細分為脈狀穿插交代結構、交代殘余結構、骸晶結構、鑲邊結構(反應邊結構)、交代港灣結構。礦石構造分為細脈狀浸染狀構造、稀疏浸染狀構造和稠密浸染狀，目前銅礦體以稀疏浸染狀構造為主。

2.2.3 圍巖蝕變特征

研究區具有多階段的巖漿活動以及由此而產生的自交代與熱液作用，使本區巖體的蝕變種類復雜，多期疊加。礦區按網度系統采取巖石薄片樣，并按蝕變礦物特征劃分蝕變帶，顯示有清楚面型蝕變分帶特征，蝕變較明顯地段集中在核桃箐1、2、3、4、8、9號巖體露頭區，以此為中心由內向外分為鉀化—石英絹云母化—泥化—青盤巖化，在平面上蝕變帶呈橢圓形，蝕變中心略偏西，形成不對稱的環帶狀，南部覆蓋較大工作程度有限情況不清，但有封閉的趨勢，總體呈NNE向(圖2)。銅鉬礦化的模式依屬于蝕變的模式，絹云母化疊加黑云母化是較好的礦化蝕變指示；顯著的黃鐵礦化蝕變帶在礦區找礦中具有重要的指導意義；早期黃鐵礦化分布的范圍與綠泥石、綠簾石、碳酸鹽化帶相一致。圍巖為砂泥質巖石，變質后成為黑云母角巖、黑云母石英角巖，并受后期熱液階段的硅化和絹云母化疊加。

3 成礦模式探討

3.1 成礦規律

1)礦床成礦地質體為喜馬拉雅期淺剝蝕深源淺成中酸性復式雜巖體，屬于富堿高鉀的堿性巖石系列，巖漿來源為以下地殼物質的部分熔融為主的殼幔混合源。

2)含礦巖體總體受NE向構造-巖漿-成礦帶控制。近SN向的三節田斷層和NE向的七道箐—干海子斷層屬程海斷裂的次級構造，為礦區主要成巖成礦構造。斑巖體與角巖內外按觸帶是床的有利成礦結構面。

3)礦床類型屬斑巖型巖漿(期后)熱液銅礦床。銅鉬礦化的模式依屬于蝕變的模式，經初步查證核桃箐礦段地表礦化集中在核桃箐礦段以2、3、4、8號斑巖體露頭為中心，在水平方向3、8號斑巖體露頭礦化以銅鉬共生為主，向外以銅礦化為主。在垂直方向由上至下亦顯示為銅礦化—銅鉬礦化—鉬礦化—銅礦化，具同心環狀分帶特征(圖5)。與礦化分帶相伴，金屬礦物由內向外為輝鉬礦→黃銅礦、黃鐵礦→黃鐵礦、方鉛礦、閃鋅礦，由中心向外，黃鐵礦與黃銅礦的數量比亦有明顯增加，金屬礦物分帶明顯。礦石構造由中心向外展現為從稀疏浸染型礦體一細(網)脈浸染型礦體一大脈型的“三層樓式”分帶特征[1，4-5]。

圖5 云南省賓川縣小龍潭銅鉬礦成礦模式圖Fig.5 The metallogenic model map of Xiaolongtan Cu-Mo deposit in Binchuan County，Yunnan

3.2 成礦模式

通過從成礦地質體、控礦構造系統與成礦結構面以及成礦作用特征標志“三位一體”總結了礦床成礦規律，構建小龍潭礦床成礦模式(圖5)。將以往看似孤立、零散的信息融入礦區成礦模式系統，以進一步打開工作思路。結合以往施工的ZK3002(孔深167.9 m)，初步查證8號與5、6號之間形成半島狀角巖圍巖殘留體中具有較強的黃鐵礦化，并在角巖中揭露到3層低品位銅礦脈，反映出與平面石英-絹云母化帶一致，在垂向上呈現了較強的黃鐵-絹云母化帶，半島狀角巖圍巖殘留體具有封閉條件較好，并在ZK2402孔在深部內外接觸帶揭露到厚大的石英脈型工業鉬礦體。東部5號露頭施工的ZK4002孔中揭露到細脈浸染型銅礦體，顯示了5、6號露頭為礦化巖枝的前峰部位，預示了在石絹云母化帶與細(網)脈浸染型礦體相對應(圖4)。沿干海子斷層褐鐵礦化較強，礦床主礦體伴生金0.15×10-6 [22]，干海子一帶處于蝕變帶的外帶(綠泥石綠簾石碳酸鹽化帶)，為尋找銅金礦的有利靶區。

3.3 成礦機理

研究表明小龍潭礦區斑巖體形成于后碰撞期力學性質由擠壓向伸展轉化的構造背景，印度板塊與歐亞板塊全面碰撞開始于65 Ma，礦區成礦巖體成巖年齡為34.7～35.98 Ma，屬古近紀始新世構造一巖漿活動的產物，與拆沉伸展期(44～32 Ma)相對應，其中金沙江—哀牢山縫合帶北部巖漿侵位年齡集中在41 Ma，中部及南部集中在約35 Ma[11]，與青藏高原晚碰撞階段(40～26 Ma)大規模走滑斷裂系統有關的斑巖型銅-鉬(金)成礦事件相對應[23]。研究區富堿斑巖的初始巖漿在印度板塊—歐亞板塊主碰撞俯沖作用條件下開始形成初始含礦地幔巖漿，并在形成過程中引發了地殼物質的混染，碰撞期后隨著青藏高原進入造山期后運動，伴隨大規模走滑斷裂系統，深切地幔的走滑深大斷裂引發巖漿上侵。初始殼幔混合巖漿沿分支次級斷裂程海—賓川斷裂通道向地殼淺部運移，形成了小龍潭斑巖巖體[2，9]。沿鹽源一麗江構造帶已發現或探明西范平、白牛廠、羅卜地、銅廠、白象廠、馬廠箐等多處斑巖型銅、鉬、金、銀、鉛礦床(點)，呈現出了較理想的找礦潛力。

4 找礦方向

尋找細脈浸染型富厚工業礦體是小龍潭礦區下階段勘查工作的關鍵節點。核桃箐礦段中部3、8號斑巖中礦石構造以細點(稀疏)浸染為主，伴有部分細(網)脈浸染型礦體。現階段鉆探工程主要集中在鉀化帶內，在礦區成礦模式的指導下，進一步打開找礦思路與空間。結合礦區地、物、化、遙等資料，重點關注地表沿NE向角巖中斷續出露的銅礦化露頭，下步找礦總體方向應以核桃箐礦段鉀化帶為中心為中心，擴大北部，解剖東部，探索南部[22]，其中8號巖體露頭以東的石英絹云母化帶區塊是尋找富厚細脈浸型工業銅礦體的有利部位，呈NE向干海子斷層帶為銅金礦化帶的重點靶區。

5 結論

1)研究區成礦環境屬于后碰撞期力學性質由擠壓向伸展轉化的構造背景，含礦巖體總體受NE向構造-巖漿-成礦帶控制。區內斑巖年齡為34.7～35.98 Ma，為金沙江—紅河富堿斑巖帶的組成部分，與拆沉伸展期(44～32 Ma)相對應，處于青藏高原東部碰撞造山的晚碰撞轉換時期(40～26 Ma)。

2)研究區成礦地質體為喜馬拉雅期深源淺成中酸性復式雜巖體，屬于富堿高鉀的堿性巖石系列，巖漿為以下地殼物質的部分熔融為主的殼幔混合源。礦床剝蝕較淺，蝕變礦化保存較為完整，具有同心(環)帶狀圍巖蝕變及相應的細脈狀和(或)浸染狀金屬礦化，礦石構造由中心—外圍具有從稀疏浸染型一細(網)脈浸染型一大脈型的“三層樓式”構造特征。是尋找大型斑巖銅礦床的重要靶區。

3)在總結成礦地質條件及成礦規律的基礎上，從成礦地質體、控礦構造系統與成礦結構面以及成礦作用“三位一體”探索構建了小龍潭礦床成礦模式，將以往看似孤立、零散的信息融入礦區成礦模式系統，為尋找穩定的工業礦體構建理論支持，進一步打開找礦思路與空間。提出以核桃箐礦段鉀化帶為中心，擴大北部，解剖東部，探索南部勘查思路，其中提出在8號巖體以東的石英-黃鐵-絹云母化帶內，是尋找富厚細脈浸型工業銅礦體的有利部位，呈NE向干海子斷層帶為銅金礦化帶的重點靶區。在實踐中通過產研結合進一步深化地質認識推進勘查工作，為推進礦區找礦工作的全面突破具有一定的實踐意義。