云南彝良縣龍?zhí)躲U鋅礦地質(zhì)特征及找礦方向

曾正凱 ，陳 策

(彝良馳宏礦業(yè)有限公司，云南彝良 657600)

龍?zhí)躲U鋅礦區(qū)位于云南省彝良縣境內(nèi)，區(qū)內(nèi)多期次構造作用疊加復合強烈、成礦動力學機制復雜、成礦地質(zhì)條件優(yōu)越[1]。近年來，眾多地質(zhì)學者從礦床地質(zhì)、控礦構造、地球化學、成礦模式與找礦方法[2-10]等方面展開研究工作，取得了重要的理論與實踐成果。但前人的研究成果主要集中于區(qū)域上大型礦床，對龍?zhí)躲U鋅礦床的研究較少。本文在前人研究工作的基礎上，結(jié)合已有研究資料，從地層、構造、巖漿巖、圍巖蝕變、礦體特征等方面總結(jié)該礦床的地質(zhì)特征及找礦方向。

礦區(qū)大地構造位于揚子準地臺西南緣，處于南北向小江、昭通-曲靖隱伏斷裂帶之間、滇東北北東構造帶與北西向埡都-紫云斷裂帶復合部位。構造活動強烈，加里東期、華力西期、印支期以及燕山期運動均有表現(xiàn)，加里東期表現(xiàn)為北東向褶皺和斷裂，華力西期表現(xiàn)為北西構造，印支期-燕山期進一步疊加前期構造形成現(xiàn)今的地質(zhì)景觀。區(qū)域內(nèi)華力西晚期噴發(fā)的峨眉山玄武巖為區(qū)域內(nèi)鉛鋅礦形成后遭受熱液疊加改造提供了部分成礦物質(zhì)和熱動力環(huán)境。總體成礦條件有利。

1 礦區(qū)地質(zhì)特征

1.1 地層

礦區(qū)出露二疊系上統(tǒng)峨眉山玄武巖(P2β)、下統(tǒng)棲霞茅口組(Plq+m)、梁山組(P1l)及石炭系中統(tǒng)威寧統(tǒng)(C2w)、下統(tǒng)豐寧統(tǒng)(C1f)。(圖1)。

圖1 云南彝良龍?zhí)躲U鋅礦床地質(zhì)簡圖Fig 1.Geological Sketch Map of Longtan Pb-Zn Deposit in Yiliang，Yunnan1-上二疊統(tǒng)峨眉山玄武巖組；2-下二疊統(tǒng)棲霞茅口組；3-下二疊統(tǒng)梁山組；4-上石炭統(tǒng)威寧組；5-下石炭統(tǒng)豐寧組；6-地層界限；7-斷層及產(chǎn)狀；8-礦(化)體

(1)二疊系上統(tǒng)峨眉山組玄武巖(P2β)和下統(tǒng)棲霞茅口組(Plq+m)、梁山組(P1l)。

峨眉山組玄武巖：分布于礦區(qū)北西角，呈面狀分布，巖性為深灰色厚層狀玄武巖，中上部為杏仁狀、暗綠色斑狀玄武巖。與下伏棲霞茅口組呈斷層接觸，厚度不詳。

棲霞茅口組：分布于礦區(qū)中西部，上部灰色、青灰色中厚層狀細晶灰?guī)r；下部灰色、淺灰色中厚層狀細晶灰?guī)r夾淺灰色、灰白色粗晶白云巖、淺灰色虎斑狀灰?guī)r及生物碎屑灰?guī)r，與下伏梁山組呈平行整合接觸，厚265m～405m。

梁山組：分布于礦區(qū)中部，呈北北東向條帶狀展布。為紫、米黃色薄層狀砂質(zhì)頁巖夾灰、灰褐色薄-中厚層狀石英砂巖。上部常夾一層0～0.50m厚無煙煤，底部常見一層3m～5m厚雜色角礫狀灰?guī)r，有時可見幾十厘米厚的赤鐵礦小透鏡體。與下伏威寧統(tǒng)上段呈平行不整合接觸。厚50m～100m。

(2)石炭系中統(tǒng)威寧組(C2w)和下統(tǒng)豐寧組(C1f)，與下伏泥盆系呈平行不整合接觸。

威寧組為礦區(qū)上含礦組，主要為灰-灰白色中厚層狀灰?guī)r、細-粗晶白云巖，夾灰綠色頁巖，為礦區(qū)主要賦礦層位，礦體規(guī)模較小。與下伏豐寧組呈平行整合接觸，厚230m～380m。

豐寧組灰頁巖組下亞段分布于礦區(qū)南東部，上部為灰綠色、米黃色、紫色薄層狀褐色鐵質(zhì)硅質(zhì)結(jié)核；中部為米黃色薄層狀頁巖，夾一層厚1m～2m厚的紫紅色石英砂巖；下部為灰色中厚層狀細晶灰?guī)r，夾4cm～8cm灰黑色燧石條帶。厚44m～130m。

1.2 構造

礦區(qū)位于花苗寨背斜西翼，為一單斜構造，地層總體走向北北東，傾向北西西，傾角30°～70°。地層受北西-南東向擠壓變形強烈，層間擠壓滑動、剝離構造、節(jié)理、裂隙發(fā)育，地層厚度變化較大，并在層間擠壓滑動、剝離、剪切裂隙發(fā)育空間以及地層發(fā)生彎曲轉(zhuǎn)折的突出部位形成工業(yè)礦體。

礦區(qū)主要斷層有F1、F2、F3及一系列北北東、北東向?qū)娱g破碎帶。

F1位于礦區(qū)西部，貫穿全區(qū)，往北延伸至銅廠溝、毛坪等地，往南延伸至貴州境內(nèi)，全長大于36km，寬5m～10m，總體走向北東，北段延伸方向逐漸彎轉(zhuǎn)呈近東西向，總體呈大“S”型彎曲，傾向南東，傾角40°～60°。主要由構造角礫巖組成，角礫成分隨地而異，呈次圓狀、次棱角狀、扁豆狀，大小懸殊，礫徑1cm～20cm，鈣質(zhì)、鐵質(zhì)膠結(jié)。沿破碎帶兩側(cè)地層較破碎，次級小斷層及牽引褶皺發(fā)育，其構造線方向與該斷層呈銳角相交。東盤上升，西盤下降，斷距不詳，為一逆沖斷層；

F2分布于礦區(qū)東北角，北端和南端均延伸出礦區(qū)外，長度大于4km，寬1m～3m，總體走向近北北西，傾向南西西，斷層面沿走向呈“S”型彎曲，傾角40°～70°。主要由構造角礫巖組成，角礫成分主要為白云巖和灰?guī)r，大小不一，呈棱角至次棱角狀，鈣質(zhì)緊密膠結(jié)。地表表現(xiàn)為一右行平移斷層，水平斷距約180m；

F3分布于礦區(qū)南西角，北端和南端均延伸出礦區(qū)外，長度大于2km，總體走向北西，傾向不明。構造角礫巖成分主要為白云巖和灰?guī)r，大小不一，呈棱角至次棱角狀，鈣質(zhì)膠結(jié)明顯。地表表現(xiàn)為一右行平移斷層，水平斷距達190m；

北北東、北東向斷裂帶分布于花苗寨背斜北西翼，為順層破碎帶，寬0.4m～1.5m，走向多呈北北東、北東，傾向北西西、北西，傾角45°～80°。主要由碎裂巖、構造角礫巖組成，鈣質(zhì)膠結(jié)。其中威寧組二段層間破碎帶為礦區(qū)的主要容礦構造。破碎帶控制了礦區(qū)主要礦(化)體的分布，沿斷裂帶褐鐵礦化、粗晶白云巖化、硅化、鐵白云石化、鐵方解石化較明顯，局部充填鉛鋅硫化物。

1.3 巖漿巖

區(qū)內(nèi)巖漿巖發(fā)育，分布于龍?zhí)兜V區(qū)西側(cè)，主要為晚二疊紀峨眉山玄武巖。大陸裂隙式間歇性多次噴發(fā)分布較廣泛，與下伏棲霞茅口組灰?guī)r多呈假整合接觸。巖石類型為熔巖和凝灰?guī)r。可分四個噴發(fā)旋回：第一個旋回以堿玄武巖為主；第二個旋回下部為堿玄武巖，上部鈣堿性玄武巖；第三個旋回主要為杏仁狀少斑玄武巖、杏仁狀玄武巖、半玻璃質(zhì)玄武巖、致密玄武巖；第四旋回為暗綠色少斑玄武巖、杏仁狀玄武巖、致密玄武巖。各旋回均為噴發(fā)不整合接觸，顯示多期活動的特點。主要造巖礦物有斜長石、單斜輝石、含鈦普通輝石，橄欖石極少見，其巖石化學成分見表1：

表1 峨眉山玄武巖化學成分平均含量表Tab 1.Average Chemical Composition of Emeishan Basalt

1.4 圍巖蝕變

龍?zhí)躲U鋅礦床熱液蝕變普遍發(fā)育，強度變化較大，并具多期多階段特點，屬中低溫熱液蝕變。蝕變類型主要有(鐵)白云石化、(鐵)方解石化、黃鐵礦化(少見)、褐鐵礦化、硅化、重晶石化等，形成多種蝕變礦物組合，均與成礦關系密切。

(鐵)白云石化：主要表現(xiàn)為白云巖遭受熱液作用發(fā)生重結(jié)晶，形成中-粗晶白云巖，主要順層分布，受裂隙、層理、斷層控制較明顯；

(鐵)方解石化：主要呈肉紅色-紅褐色、白色-灰白色團塊狀或不規(guī)則脈狀、細脈狀產(chǎn)出于白云巖、灰?guī)r、鉛鋅礦石中，方解石內(nèi)可見星點狀鉛鋅礦化；

黃鐵礦化：礦體內(nèi)部和近礦圍巖中較發(fā)育，主要呈浸染狀或細脈狀分布于白云巖、灰?guī)r節(jié)理和裂隙中(地表及淺部黃鐵礦多氧化成褐鐵礦)；

褐鐵礦化：礦體內(nèi)部和近礦圍巖中較發(fā)育，主要呈浸染狀或薄膜狀分布于白云巖、灰?guī)r節(jié)理和裂隙中；

重晶石化：呈兩種形態(tài)，一是呈脈狀分布于礦體外圍，脈內(nèi)肉眼未見礦化；二是呈脈石與鉛鋅礦共存于同一容礦空間；

硅化：主要分布于礦體內(nèi)部和近礦圍巖中。

1.5 礦體特征

礦區(qū)內(nèi)已查明兩條規(guī)模不等的礦體，礦體呈脈狀、透鏡狀產(chǎn)于北東-北北東向?qū)娱g破碎帶中，傾向北西西、北西，傾角50°～80°。礦化以鉛鋅為主，共(伴)生銀、鍺、鎘礦化。賦礦地層為中石炭系威寧組白云巖，威寧組二段內(nèi)層間破碎帶為礦區(qū)主要容礦構造(圖2)。

圖2 云南彝良龍?zhí)躲U鋅礦床①號礦脈剖面圖Fig 2.Section of Ore Vein 1 in Longtan Pb-Zn Deposit in Yiliang，Yunnan

1號礦脈為區(qū)內(nèi)主要礦脈，分布于礦區(qū)中部，總體走向27°，傾向330°，傾角63°～80°。礦脈主要由碎裂化細晶白云巖組成，局部見中粗晶白云巖，走向不連續(xù)。控制礦脈走向長約1500m，控制最高標高2221m，最低標高2128m，礦脈厚0.30m～1.30m，平均0.65m。礦化以Pb、Zn為主，Pb平均品位0.25ω%、Zn平均品位3.18ω%。

2號礦脈分布于礦區(qū)南部。總體走向20°，傾向340°，傾角50°～70°。礦脈主要由碎裂化中粗晶白云巖組成，局部見構造角礫巖，走向不連續(xù)。控制礦脈走向長約310m，控制最高標高2212m，控制最低標高2195m，礦脈厚0.90m～1.20m，平均1.05m。礦化以Pb、Zn為主，Pb平均品位0.84ω%、Zn平均品位4.93ω%。

1.6 礦石及礦物組合特征

龍?zhí)躲U鋅礦床礦石自然類型以硫化礦石為主，自形-它形粒狀結(jié)構、交代結(jié)構、揉皺結(jié)構、鑲嵌結(jié)構等，浸染狀、網(wǎng)脈狀、細脈狀構造。礦石礦物主要為方鉛礦、閃鋅礦、黃鐵礦，次為白鉛礦、菱鋅礦、水鋅礦、鉛釩等，脈石礦物主要有白云石、方解石、重晶石等。

方鉛礦：鉛灰色，呈自形-半自形粒狀集合體，彼此聚集緊密，粒徑0.10mm～1.20mm，結(jié)晶顆粒粗大，具完全解理，晶粒孔隙間伴有閃鋅礦，有時產(chǎn)于閃鋅礦與黃鐵礦接觸面上，少量被黃鐵礦包裹。

閃鋅礦：呈他形-半自形粒狀、粗大自形粒狀結(jié)構，透明-半透明，粒徑0.10mm～5mm，一般0.3mm～2.6mm，彼此呈緊密聚集的不規(guī)則粒狀集合體，具有兩組垂直解理。

黃鐵礦：單礦物呈五角十二面體，多數(shù)聚集呈集合體形成脈狀、斑塊狀，星點狀沿閃鋅礦交代形成，或由方鉛礦、閃鋅礦交代黃鐵礦呈不規(guī)則粒狀集合體，自形-半自形粒狀結(jié)構。

白云石：主要表現(xiàn)為成巖白云巖遭受熱液作用發(fā)生重結(jié)晶，形成細-粗晶白云巖，主要分布于礦體旁及其外側(cè)。

方解石：白色、煙灰色，主要呈團塊狀、斑點狀、不規(guī)則脈狀分布在礦體內(nèi)。

重晶石：白色，玻璃光澤，主要呈團塊狀集合體、不規(guī)則脈狀分布在礦體內(nèi)。

2 礦床成因模式

2.1 礦床成因

縱觀川-滇-黔接壤區(qū)鉛鋅礦床之成因，許多專家學者從不同角度或側(cè)重點研究提出了不同的觀點，其主流觀點為MVT型和沉積為主導的層控型。韓潤生等針對滇東北礦集區(qū)鉛鋅礦床地質(zhì)特征，提出該區(qū)為HZT(會澤型)型鉛鋅礦，目前該觀點已被大多數(shù)人接受。龍?zhí)躲U鋅礦亦屬于HZT型鉛鋅礦，即產(chǎn)于擠壓構造背景下，受沖斷褶皺構造(翻身村斷裂、花苗寨背斜)控制，以碳酸鹽巖為容礦巖石，中(高)溫-中低鹽度富CO2成礦流體“貫入”成礦的鉛鋅礦床。礦床成因類型為受地層-巖性-構造聯(lián)合控制的碳酸鹽巖容礦的非巖漿后生熱液型鉛鋅礦床[1]。

HZT型礦床為造山帶前陸碳酸鹽巖臺地的褶皺沖斷構造帶內(nèi)，同位素示蹤成礦流體主要來源于中元古代褶皺基底的流體，成礦期斷裂構造巖HREE富集特征反映了成礦流體/巖石發(fā)生了相互作用。該礦床成礦動力學過程可概括為三個階段：

(1)沖斷褶皺構造形成與流體大規(guī)模運移階段：印支晚期，礦集區(qū)周邊造山事件誘發(fā)本區(qū)發(fā)生強烈的構造推覆和沖斷褶皺的形成，引發(fā)區(qū)域大規(guī)模流體運移，使賦礦地層中膏鹽層的硫還原成硫代硫酸和氫硫酸，并淋濾出中元古界基底巖石中的成礦元素；

(2)成礦流體貫入與氣-液分異作用階段：基底昆陽群中富CO2中高溫酸性流體運移到?jīng)_斷褶皺帶發(fā)生減壓沸騰作用和中和反應，導致大量富CO2流體逃逸進入碳酸鹽巖發(fā)生大規(guī)模白云石化和氣液流體分異作用，形成鉛、鋅、鍺等富礦流體；

(3)富礦流體卸載與流體-構造耦合成礦階段：構造動力驅(qū)動下富礦流體沿北東向壓扭性構造帶“貫入”卸載，發(fā)生構造與流體耦合及共生分異作用，形成HZT型富鍺鉛鋅礦床。

2.2 成礦模式

毛坪鉛鋅礦與龍?zhí)躲U鋅礦相鄰，位于花苗寨背斜核部，核部地層近于直立，西翼地層倒轉(zhuǎn)、近于直立，處于翻身村斷裂與洛澤河斷裂交匯部位的開闊地帶，構造應力明顯大于龍?zhí)兜V區(qū)，地表標高明顯低于龍?zhí)兜V區(qū)(高差接近1000m)，礦液沿導礦、容礦構造運移至龍?zhí)兜V區(qū)2000m標高以上需要很大壓力差、溫度差，龍?zhí)兜V區(qū)地表可見鉛鋅礦化，表明沿礦化帶往深部，可能具高品位的工業(yè)礦體。毛坪鉛鋅礦紅尖山礦段與龍?zhí)兜V區(qū)相鄰，成礦條件與龍?zhí)兜V區(qū)相似，表現(xiàn)出地表礦化較差，多為礦化蝕變帶，但中深部見高品位工業(yè)礦體，表明礦體往下具變富趨勢。龍?zhí)躲U鋅礦區(qū)礦體主要產(chǎn)出在1500m標高以下，富礦體產(chǎn)出在1300m標高以下，反應龍?zhí)?500m標高以下，尤其是1300m標高以下具有較大找礦前景。從找礦模型圖可以看出(圖3)，龍?zhí)兜V區(qū)1500m標高附近可能發(fā)現(xiàn)小礦體，1000m標高附近可能出現(xiàn)高品位工業(yè)礦體，龍?zhí)兜V區(qū)下一步找礦靶區(qū)為1500m標高以下，1500m標高以上主要查明蝕變帶的空間分布。

圖3 云南彝良龍?zhí)躲U鋅礦床找礦模型簡圖Fig 3.Prospecting Model Sketch Map of Longtan Pb-Zn Deposit in Yiliang，Yunnan

3 找礦方向

3.1 控礦因素

龍?zhí)躲U鋅礦床礦體的富集與地層-巖性-構造關系密切，賦礦巖性為石炭系威寧組白云巖，成礦構造為北西向斷裂附近的北北東、北東向?qū)娱g斷裂帶。含礦熱液在應力作用下沿構造破碎帶向上運移-侵位時萃取圍巖(碳酸鹽巖)中的Pb、Zn成礦元素在斷裂、裂隙處和構造應力集中、巖石破碎處富集形成鉛鋅礦體。賦礦層威寧組二段中微量元素含量Pb、Zn、Ag、Cd元素含量明顯高于地殼豐度值(尤其是C2w2-3)(表2)，表明地層與成礦關系密切。

表2 龍?zhí)兜V區(qū)不同地層微量元素含量表Tab 2.Trace Element Content of Different Strata in Longtan Orefield

3.2 找礦方向

基于目前所探獲的2條礦脈，結(jié)合區(qū)內(nèi)成礦地質(zhì)條件較好的特點，認為威寧組中段(C2W)沿北西向斷裂附近的北北東、北東向?qū)娱g斷裂帶有利的容礦空間內(nèi)，標高1300m以下可作為下一步找礦的重點靶區(qū)。

4 結(jié)論

(1)龍?zhí)躲U鋅礦床賦礦地層、巖性、控礦構造、圍巖蝕變、礦體特征等顯示，其為受地層-巖性-構造聯(lián)合控制的碳酸鹽巖容礦的非巖漿后生熱液型鉛鋅礦床，成礦地質(zhì)條件較好。

(2)礦床地層-巖性-構造的聯(lián)合控礦規(guī)律及部分鉆探工程驗證表明，沿北西向斷裂附近的北北東、北東向?qū)娱g斷裂帶具有較大的找礦潛力，將是下一步找礦的重點靶區(qū)。