蘭坪金頂鉛鋅礦礦床成因與找礦預測淺析

蘭坪金頂鉛鋅礦床位于西南三江褶皺系南段緊密收斂部位的蘭坪—思茅中生代坳陷盆地北端的蘭坪盆地內，屬環特提斯構造域的一個重要組成部分。區域上先后沉積了海相—陸相的碳酸鹽巖、火山巖和碎屑巖建造，存在多個沉積間斷和多個含鹽層位。受板塊碰撞擠壓影響，盆地內地質構造發育，有大規模有效溝通地幔的盆地動力機制。蘭坪盆地內與礦床關系密切的主要為南北向構造高坪—老母井向斜與沘江深斷裂，同時區內地層普遍較高的地球化學背景和蒸發鹽、油氣藏等與礦床關系密切。

1 礦區地質特征

金頂鉛鋅礦床位于高坪—老母井向斜東翼，沘江大斷裂（F

）西側，為一穹窿構造。穹窿上部及翼部為已倒轉了的“外來系統”中生代地層所組成，由上而下依次為上三疊統歪古村組（T

w）紫紅色泥質粉砂巖、粉砂巖，三合洞組（T

s）灰至深灰色灰巖和麥初箐組（T

m）灰黑色粉砂質泥巖；中侏羅統花開左組（J

h）紫紅色泥巖、砂巖，上侏羅統壩注路組（J

b）紫紅泥巖與泥質粉砂巖互層和下白堊統景星組（K

j）含角礫細粒石英砂巖等

。穹窿下部及核部為正常層序的“原地系統”地層組成，由上而下依次為古新統云龍組（Ey）砂巖、灰質或砂質角礫巖，上白堊統虎頭寺組（K

h）淺灰紫色細粒含長石石英砂巖及南新組（K

n）紫紅色由含礫石及鈣質團塊的砂礫巖地層（見圖1）。兩套地層之間為水平推覆構造主斷層（F

）所分隔見（圖2）。礦體主要賦存于F

斷層上下盤的景星組（K

j

）與云龍組上段（Ey

）兩個巖性段內，按礦體上下疊復關系，稱上盤為上含礦帶，下盤為下含礦帶。

2 礦床特征

“上含礦帶”主要由淺灰色灰質膠結細粒石英砂巖組成，巖性單一，砂屑粒度分選性較好，孔隙較發育，幾乎全巖礦化。代表性礦體為Ⅰ號礦體，礦體控制走向長度1255m，控制最大傾斜延深達1300m，深部尚未尖滅，為本區已探明的規模最大的層狀鉛鋅礦體

。礦體產狀與地層一致，隨著F

與F

斷層夾持的景星組地層的變化而變化，礦體結構簡單，以工業礦為主，總體上鋅礦化強于鉛，礦床總體沿走向呈現東貧西富，傾向上深貧淺富，沿厚度方向則在F

斷層兩側較富，礦床平均品位鉛1.4%、鋅7.3%，總鉛鋅含量比約為1：5。

“下含礦帶”巖相變化大，礦區內大致以P17線為分界，東部以富含碳酸鹽的粗碎屑沉積為主，賦存“灰巖型”礦體，如北廠礦段的Ⅵ、Ⅶ、Ⅷ號礦體群以及跑馬坪礦段、架崖山礦段，由于灰質及瀝青質含量較高，孔隙發育，大部分含礦較富，深部夾有石膏、硬石膏及天青石、硫鐵礦透鏡體，一般為隱伏盲礦體，呈似層狀—透鏡狀產出，形態較為復雜，“灰巖型”礦以鋅為主，鉛含量偏少，礦體平均品位鉛1.7%，鋅8.3%，鉛鋅含量比約為1：5；P17線以西，碎屑粒度自東向西逐漸變細，以灰色含灰巖細角礫砂巖為主，石英砂屑粒度一般細于“上含礦帶”，賦存“砂巖型”似層狀鉛鋅礦體，礦體鉛含量偏低，平均品位鉛0.4%、鋅3.4%，鉛鋅含量比約為1：8，伴生少量細粒星散狀黃鐵礦、白鐵礦，局部含天青石斑點或團塊（見圖3）。

3 礦床成因分析

3.1 盆地地層認識

蘭坪中生代坳陷盆地以侏羅—白堊統沉積地層為主，盆地基底為前寒武統古老結晶基底。區內地層總體鉛鋅元素含量較高，據區域地質調查成果顯示，區內各地層土壤中鉛、鋅、銀平均含量分別為52.7ppm、92.92ppm、0.15ppm，巖石中鉛、鋅、銀平均含量分別為34.79ppm、60.86ppm、0.17ppm，鉛、銀在各地層中具有由老到新逐漸增加的趨勢，顯示化學活潑元素有隨地史發展向晚期富集的趨勢；鋅從晚侏羅世后，變化較為穩定，時代趨勢變化不明顯。作為金頂礦床基底地層的白堊統、侏羅統、三疊統地層均具有本區較高的Pb、Zn元素含量，推測其對礦區成礦提供了部分Pb、Zn源，同時，礦區及其鄰近地區鉛鋅礦除大部分賦存于景星組（K

j

）和云龍組（Ey）內，侏羅統、三疊統地層中亦發現鉛鋅礦床，如菜籽地鉛鋅礦產于花開左組（J

h）砂巖中，來龍鉛鋅礦、金龍鉛鋅礦產于三合洞組（T

m）灰巖中，由此可以推測，盆地在沉積過程中存在沉積成礦的可能，盆地基底地層可能本身已經礦化或局部已富集成礦，區內深部地層具有一定的找礦潛力

。

3.2 推覆構造認識

近日，寧夏青龍管業股份有限公司喜訊頻傳，不僅在河南省安陽市南水北調配套工程建設勞動競賽中獲第二階段競賽管材制造一等獎和“先進管材制造單位”稱號，還被中國水利企業協會評選為“2011—2012年度全國優秀水利企業”。此外其旗下的全資子公司天津海龍管業有限責任公司預應力鋼筒混凝土管三期工程獲得了天津市濱海新區2013年度工業技術改造專項資金。青龍管業可謂“名利雙收”，公司的品牌效力和綜合實力再度彰顯。

金頂穹隆在地表出露范圍3km×2.5km，為北北東向稍長的橢圓形，核部地層以云龍組和白堊統地層為主，頂部及周邊是推覆構造的外來系統地層，巖層與礦體圍繞著穹隆核心分布，穹隆構造在褶皺過程中產生一系列層間滑移，特別是在穹隆頂部產生虛脫剝離構造，為成礦提供良好的容礦空間，這也解釋了為何越靠近穹隆頂部礦體越厚；在穹隆頂部由于巖層上拱到一定程度使得穹隆破裂，從而形成放射狀張性斷裂，據以往科研認為，該穹隆具有熱隆升性質，隆升應在云龍組沉積結束，推覆構造形成之后發生，可能與隱伏巖體有關，也可能與鹽丘、油氣藏的底劈作用有關，鉛鋅成礦作用的流體動力源可能來自于熱隆升使深部含礦流體向上運移。受推覆構造和熱隆升及穹隆上部巖性圈閉構造控制，礦體呈板狀、層狀、似層狀、脈狀產在主推覆構造面上下的景星組和云龍組陸相碎屑巖中。穹隆北、西兩翼礦體保存較好，東、南兩翼因剝蝕殘存不全。

納入標準：所有患者入院時均存在不同程度脊柱骨折，患者及其家屬均配合實驗并簽署知情同意書；均經醫院倫理委員會批準；

3.3 穹隆構造認識

由于云龍組上段（Ey

）巖性在空間上變化較大，東部多為灰巖或瀝青質角礫巖、大巖塊砂礫巖，向西變為礫質含礫的石英砂巖、細砂巖，巖性均具有高孔隙度、高滲透率特性，有利于成礦熱液的流動，但同樣因為東西部巖性差異及孔隙度的不同，東部灰巖或含瀝青質角礫巖的滲透性以及鈣、鎂、瀝青質與鉛鋅親和度較高，更易與含礦流體發生化學反應，而較之于西部砂巖滲透性以及巖石化學活性相較于東部較弱，從而造成云龍組西部礦體較東部品位相對偏低，但礦體連續較為穩定，東部連續性差，品位相對較高。由此可以推測，推覆構造可能在礦區北部某個部位與沘江斷裂溝通，主推覆斷層F

可能既是一個容礦構造，又是一個導礦構造，成礦熱液先沿著沘江斷裂上升，然后進入F

斷層，在其中的有利部位成礦

。

3.4 蒸發鹽認識

區域上蘭坪—思茅盆地具有多套儲油、生烴含油系統，晚三疊世—侏羅紀、第三系膏鹽沉積層是區域重要的含油層位。金頂礦區瀝青總體含量低，但分布廣，一般含量0.01%～0.1%，呈亮黑色、黑褐色，在孔洞、裂隙中與金屬硫化物及天青石、方解石、石膏密切共生，成分分析結果表明，油質、石臘質、瀝青質、膠質等，礦區東部灰巖角礫中多見呈黑色玻璃狀焦瀝青，其與方鉛礦、閃鋅礦、黃鐵礦、天青石等密切共生；同時在方解石、天青石晶洞中、灰巖角礫巖的裂隙中和呈包裹體賦存于粗大的方解石、天青石晶體中可見黑褐色、黑色粘稠狀瀝青，此外在礦區南北向構造破碎帶礦體中亦可見大量黑色、黑褐色瀝青。據以往地質科研研究發現，金頂鉛鋅礦床中硫化物S同位素為生物硫成因。包裹體測溫顯示鉛鋅成礦溫度為270℃～350℃，推測為有機質經過熱變質作用使硫酸鹽還原產生，含礦熱液使有機質發生熱裂解，其結果使有機質大量消耗，形成CO

，CH

，H

O，H

S及其他氣態、液態烴類。H

S提供了還原硫，甲烷以及其他氣態、液態烴類還可將硫酸鹽還原形成H

S(如CaSO

+CH

→CaCO

+H

S+H

O)，從而為金頂超大型礦床的形成提供了還原硫以及成礦時的氧化還原條件，有機質對礦區成礦起著顯著作用。據薛春紀、高永寶等研究認為，金頂油氣藏先于鉛鋅硫化物大規模成礦，烴類物質具有通過熱化學還原硫酸鹽提供鉛鋅成礦所需硫化氫的客觀條件，油氣成藏與鉛鋅成礦在金頂礦床很可能是一個先后發生的連續地質過程，成藏為成礦奠基，成礦伴隨著油氣藏的破壞。

3.5 有機質 （油氣藏）認識

金頂地區無巖漿巖出露，深部亦無蝕變增強的現象，但礦層及周圍具有大量蒸發巖類。區域上蘭坪—思茅盆地已知的食鹽/鉀鹽礦床20余處，石膏類礦床100余處，鹽泉90多處，在厚約25km的沉積建造中，鹽系地層將近2km。蘭坪縣境內鹽礦1處（拉井鹽礦）、鹽泉16處，均產于云龍組地層內，拉井鹽礦至今已開采200余年，與區域上的江城勐野井鹽礦具有極高的相似性，據鄭綿平、張震等對勐野井鹽礦研究，鹽類物質在區域性構造作用下使得深部原鹽通過大型通道（斷層）發生由下向上的塑性流動，遷移至淺部合適層位，形成“二層樓成礦模式”。蘭坪地區在古新統至三疊統地層均有石膏礦發現，一般為隱伏礦體，與鉛、鋅、硫鐵、天青石礦共生。區域上已證實主要的蒸發巖建造為：中—上三疊統含鹽建造(T

)；中—上侏羅統含鹽建造(J

)；古新統云龍組含鹽建造(E

y)。在這些蒸發巖建造中，易溶鹽類可以提供高鹽度的含礦流體，而硫酸鹽類又是提供還原硫的主要來源，由于可溶鹽類溶解時，其中的金屬可以全部進入鹵水中，因此蒸發巖建造還可提供部分鉛、鋅、鍶、鋇等金屬礦源，此外，蒸發鹽的溶解和硫酸鹽的還原作用形成蒸發鹽溶解崩塌，為成礦提供了有利容礦空間。礦區花開左組、云龍組巖層均可見可溶鹽類溶蝕充填痕跡，巖層層面及滑動面不同程度可見石膏薄膜，由此可以推測，金頂穹隆核部“原地系統”的深部地層具有提供含礦鹵水的可能，在區域構造或鹽丘、油氣藏底劈作用下，深部熱鹵水將蒸發鹽中的金屬元素萃取向上運移，在合適位置形成礦體。

3.6 成礦模式

綜合上述認識，初步認為金頂礦床成因有別于MVT、SST和Sedex型鉛鋅礦床類型。區域多個膏鹽層在深大斷裂的導通以及推覆構造、熱隆升、油氣等的多重作用下，不同深度、地層以及地幔源含礦流體之間發生混合，在膏巖層的溶蝕崩塌及油氣藏的熱解作用下，形成鉛鋅礦床（見圖4）。

金頂鉛鋅礦床的“外來系統”中發育著一組水平推覆斷層，主要有F

、F

、F

及主推覆斷層F

，推覆構造使得“上含礦帶”從深部推覆至第三系地層之上的同時，導通了地表與深部的聯系，導致深部含礦熱液與盆地鹵水形成對流，在景星組（K

j

）地層本身已礦化或已成礦成立的條件下，構造的導通在使上含礦層鉛鋅礦再度富集，更使斷層云龍組（Ey）地層蒸發鹽溶解坍塌，為“下含礦層”成礦提供了良好容礦空間，這也是上含礦層礦石品位高于下含礦層“砂巖型”的原因之一。

選用甘農2號紫花苜蓿、隴春BJ103小麥作為試驗材料，供試種子來自甘肅農業大學草業學院，肉桂酸、羥基苯甲酸、香豆素和苜蓿素4種外源自毒物質購買于武漢天植生物技術有限公司，分析純≥99%，并分別編號為：A、B、C、D。

4 結論

金頂鉛鋅礦床成礦是多因素耦合的結果，穹隆核部地層在區域上具有較好的成礦條件和物質基礎，在多因素綜合作用下，預測核部地層具有較好鉛鋅礦資源找礦前景，有必要針對穹隆核部展開適當找礦探索研究。

[11]Richard Butwell, “Burma and Southeast Asian Politics”, United Asia, Vol.11, No.3, 1959, p.256.

金頂礦床在主推覆構造延伸方向礦體尚未殲滅，沿主構造傾向延伸具有極好的找礦潛力。

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