云南墨江金廠礦床鎳礦成因及找礦標(biāo)志

和繼圣 阮中華 李 星 何 雨

（1.云南銅業(yè)（集團(tuán)）有限公司；2.云南楚雄礦冶有限公司；3.中國銅業(yè)有限公司）

云南墨江金廠礦床位于墨江縣與元江縣的交界部位，大地構(gòu)造位置處于三江構(gòu)造帶蛇綠混雜巖帶之上［1-3］，整個(gè)哀牢山金礦帶上產(chǎn)出百余個(gè)超基性巖體，金廠礦床即是賦存于金廠超基性復(fù)式巖體與泥盆系淺變質(zhì)巖系的接觸帶中的鎳-金礦床，是成礦帶上唯一金礦與硫砷鎳礦共生的礦床［4-9］。金鎳共生的礦床鮮有發(fā)育，故該類礦床的成因一直以來也備受關(guān)注，前人在區(qū)內(nèi)亦開展過大量工作，但研究成果多體現(xiàn)在金礦的成礦時(shí)代、礦床地球化學(xué)、成礦條件等方面［10-14］，針對(duì)鎳礦成因的研究工作較少。本次工作在系統(tǒng)整理前人資料的基礎(chǔ)上，結(jié)合翔實(shí)的野外地質(zhì)調(diào)查及室內(nèi)綜合研究，通過分析金廠礦床的區(qū)域成礦背景、鎳礦的宏觀地質(zhì)特征，掌握鎳礦的賦存特征和富集規(guī)律，為下一步成礦規(guī)律及找礦工作的研究提供科學(xué)依據(jù)。

1 區(qū)域成礦背景

墨江金廠礦床位于唐古拉—昌都—蘭坪—思茅褶皺系墨江—綠春褶皺帶，總體賦存于金廠倒轉(zhuǎn)背斜的西翼。區(qū)內(nèi)地層總體可劃分為深、淺2 個(gè)變質(zhì)帶，最老的地層為哀牢山變質(zhì)巖系，與金礦、鎳礦成礦關(guān)系密切的地層以淺變質(zhì)帶部分層位為主［15］。區(qū)域構(gòu)造格局復(fù)雜，主干斷裂總體呈西北收斂、東南撇開的帚狀分布趨勢(shì)，4 條深斷裂分別為紅河深大斷裂、阿墨江大斷裂帶、九甲—安定深大斷裂及哀牢山深大斷裂，共同控制著區(qū)域的巖漿活動(dòng)帶。區(qū)內(nèi)巖漿活動(dòng)頻繁、持續(xù)時(shí)間長、巖漿巖種類多，總體具有深源巖漿活動(dòng)特征［16］。

區(qū)內(nèi)還經(jīng)歷了多期次的劇烈變質(zhì)作用，可見清晰顯著的區(qū)域變質(zhì)作用、動(dòng)力變質(zhì)作用及超變質(zhì)作用痕跡，巖石從低變質(zhì)程度的綠巖相到高變質(zhì)程度的麻粒巖相均有出露，變質(zhì)帶中地層時(shí)代愈新，變質(zhì)程度愈深。區(qū)內(nèi)成礦地質(zhì)條件良好，發(fā)育金、銀、鎳、鈷、石棉等多種礦產(chǎn)，金廠礦床即是產(chǎn)于哀牢山淺變質(zhì)帶硅質(zhì)建造帶中的典型金-鎳礦床。

2 礦區(qū)地質(zhì)特征

2.1 地層巖性

礦區(qū)下構(gòu)造層、上構(gòu)造層分別出露哀牢山淺變質(zhì)巖系和“紅層”，東部以超基性巖體為主，西部則主要分布上三疊統(tǒng)一碗水組（T3y）紅層，二者被狹長的淺變質(zhì)巖帶分離。地層倒轉(zhuǎn)為上部巖體、下部為“紅層”。上三疊統(tǒng)一碗水組（T3y）可進(jìn)一步分為上、下2層：上部（T3y2）巖性以灰黑色粉砂巖、泥巖互層為主，底部偶見薄層狀灰?guī)r，可見植物化石及瓣鰓類化石碎片；下部（T3y1）在礦區(qū)西側(cè)連續(xù)出露，北部見紫紅色、暗紫色底礫巖，礫石成分以砂巖、石英巖、板巖及基性巖、花崗巖等巖性為主，局部地段見礫石內(nèi)充填石英脈，并發(fā)育自然金。南段礫石成分漸變?yōu)榛揖G色、紫紅斑雜色超基性巖礫石，其發(fā)育的巨礫在10～30 cm，超基性巖碎屑構(gòu)成膠結(jié)成分，并見少量的砂、泥、化石及鐵質(zhì)等成分，局部地段則見到電氣石、鋯石和石英圓礫等重砂副礦物。

志留系金廠組（S1-2j）總體為淺海相的碎屑沉積巖系，形成預(yù)下古生界的加里東地槽帶，偶夾火山熔巖和火山碎屑沉積，并由碎屑-化學(xué)沉積構(gòu)成地槽邊緣相帶，自下而上可劃分為3 段：爛山段（S1-2j1）為中產(chǎn)出金、鎳礦床，巖性以深灰色石英巖、板巖、變余砂巖互層為主，該層具淺區(qū)域動(dòng)熱變質(zhì)作用，所穿插的石英脈體中含較多變余粉砂巖、板巖，是重要的控礦層；四十八兩山段（S1-2j2）巖性以灰黑色板巖、變余粉砂巖互層為主，底部發(fā)育1層綠片巖或含凝灰質(zhì)的綠泥片巖，局部發(fā)育微弱的砷硫化、鎳礦化；馬乎洞段（S1-2j3）出露于四十八兩山及礦區(qū)以北的外圍地段，變質(zhì)程度極淺，未見礦化。

2.2 構(gòu) 造

礦區(qū)構(gòu)造主體由九甲—安定深大斷裂構(gòu)成，在礦區(qū)內(nèi)被定名為“金廠大斷裂”，超基性巖體侵入其中。礦區(qū)強(qiáng)烈構(gòu)造活動(dòng)導(dǎo)致巖體破碎。總體而言，礦區(qū)內(nèi)斷層按走向可分為3組：北西（303°～330°）斷層組為礦區(qū)內(nèi)最發(fā)育的1組斷裂，傾角65°～85°，為走向斷層組；北北西（330°～350°）斷層組較發(fā)育，傾向北東；北西西（275°～290°）斷層組發(fā)育規(guī)模相對(duì)小。受區(qū)域構(gòu)造活動(dòng)的影響，礦區(qū)內(nèi)節(jié)理、裂隙較為發(fā)育，多見羽狀裂隙、NW組及近EW組層間裂隙等，其中羽狀裂隙為斷層派生的次生裂隙，其間賦存金英石脈和砷硫化鎳礦，其余方向上的裂隙則多為成礦后形成（圖1）。

2.3 變質(zhì)作用

礦區(qū)內(nèi)變質(zhì)作用發(fā)育，區(qū)域變質(zhì)作用深化階段在礦區(qū)幾乎已無影響，主要表現(xiàn)為低變質(zhì)作用的綠片巖-淺變粒巖相。華力西褶皺造山運(yùn)動(dòng)、印支升降運(yùn)動(dòng)、喜山褶皺造山運(yùn)動(dòng)等構(gòu)造動(dòng)力作用在礦區(qū)內(nèi)留下顯著活動(dòng)痕跡，礦區(qū)地層在構(gòu)造力作用下發(fā)生了強(qiáng)烈的褶曲、錯(cuò)斷，局部地區(qū)的地層還發(fā)生大規(guī)模倒轉(zhuǎn)，爛山一帶的淺變質(zhì)擠壓碎裂巖帶及老金牛一帶的角礫狀碎裂石英巖均是該時(shí)期的產(chǎn)物，其中碎裂-糜棱巖為構(gòu)造擠壓作用所致，在成礦后期，壓碎裂紋中充填蝕變、礦化礦物的細(xì)網(wǎng)脈或顆粒。此外，礦區(qū)構(gòu)造熱液活動(dòng)繼承了區(qū)域構(gòu)造活動(dòng)特性，具有多階段、高強(qiáng)度的顯著特征，并伴隨著大范圍的圍巖蝕變和不同程度的礦化，在多階段多種類的熱液蝕變中，鎳礦化與中、低溫?zé)嵋何g變作用相關(guān)。

2.4 圍巖蝕變

硅化為礦區(qū)內(nèi)發(fā)育最為廣泛的圍巖蝕變，具體表現(xiàn)為石英重結(jié)晶、超基性巖全硅化、硅質(zhì)析出或“側(cè)分泌”形成的充填-交代石英脈及變質(zhì)砂巖的“石英巖化”等［17］，在平面上具有顯著的分帶性。

黃鐵礦化在礦區(qū)內(nèi)亦普遍發(fā)育，除少部分形成于原巖沉積期外，大多數(shù)屬熱液蝕變的產(chǎn)物。由于黃鐵礦化具有持續(xù)性、多期性的發(fā)育特征，因此礦區(qū)內(nèi)多見多世代黃鐵礦迭生，對(duì)鎳礦化、金礦化的遷移富集有一定的控制作用。

水云母化廣泛發(fā)育于礦體及巖漿巖中，在斷裂構(gòu)造兩旁及金廠復(fù)式巖體的接觸帶最為富集，整體由中低溫成礦熱液（富含Cr、Ni）及圍巖的泥質(zhì)礦物組成，并伴有鋁鉻礦及水云母礦物，該類蝕變表現(xiàn)出的鮮艷翠綠色是礦區(qū)內(nèi)獨(dú)特的成礦標(biāo)志。

金廠巖體及圍巖中還廣泛發(fā)育碳酸鹽化、蛇紋石化及滑石化，具體表現(xiàn)為圍巖中Mg、Ca 礦物在富含CO2的熱液作用下形成蛇紋石、滑石和碳酸鹽礦物，在石英脈、石英巖中呈浸染狀、星散狀產(chǎn)出，由于其吸附自然金而常見于富金脈中。而部分泥質(zhì)物成分則因熱液蝕變而發(fā)育絹云母化、綠泥石化和綠鱗石化。

3 鎳礦床地質(zhì)特征

3.1 礦體地質(zhì)特征

砷硫化鎳礦分布于超基性巖體、巖枝、巖舌的內(nèi)外接觸帶部位，賦礦巖性主要為石英巖、硅質(zhì)菱鎂巖、蛇紋巖及變余粉砂巖，距離接觸帶愈遠(yuǎn)則礦化愈弱。鎳礦體常發(fā)育于構(gòu)造破碎帶及緊靠圍巖一側(cè)的斷裂帶中，伴隨著綠色水云母化蝕變帶的產(chǎn)出，在礦區(qū)南段的貓鼻梁子一帶則主要賦存于金礦體下盤，偶見鎳礦體、金礦體的交叉、穿插、迭生現(xiàn)象，2 種礦化帶幾乎重疊。

礦區(qū)老金牛38 號(hào)線至貓鼻梁子102 號(hào)線范圍內(nèi)共圈定75個(gè)鎳礦體，多成群出現(xiàn)，自北向南礦化逐漸微弱、礦體逐漸分散，總體具中型規(guī)模。1 號(hào)鎳礦體位于91～100 號(hào)勘探線間，形態(tài)呈復(fù)雜枝杈狀，向SE（160°）方向側(cè)伏，礦體出露標(biāo)高為1 915～1 720 m，鎳平均品位0.808%，厚9.74 m（圖2）。

3.2 礦石礦物

綠色泥巖黃鐵礦型礦石主要賦存于灰綠色水云母泥巖及水云母化蝕變強(qiáng)烈地段的蝕變帶中，該層位中可見稠密的星散狀和浸染狀，少量呈塊狀構(gòu)造。砷硫礦物的成分較為復(fù)雜，以黃鐵礦最為發(fā)育，輝砷鎳礦次之，偶見白鐵礦、方硫鎳礦、針鎳礦及斜方砷鎳礦等，礦石質(zhì)地疏軟易碎，遇潮可析出大量毛發(fā)狀、粉末狀鎳華、碧釩及硫酸鎳等氧化礦物，鎳品位0.8%～1.2%。石英巖浸染狀黃鐵礦型礦石巖性為“三化”石英巖或變余粉砂巖，多見細(xì)粒浸染狀黃鐵礦，煙灰粉末狀黃鐵礦則伴隨著輝鎳礦的產(chǎn)出，鎳品位0.5%～1.0%。

總體而言，砷硫化鎳礦物生成于燕山期中、低溫?zé)嵋撼傻V活動(dòng)階段，礦物生成順序黃鐵礦（I、II 世代）、方硫鎳礦→黃鐵礦（III世代）→輝砷鎳礦→針鎳礦→銻硫鎳礦→磁黃鐵礦→輝銻礦→白鐵礦→閃鋅礦→褐鐵礦→鎳華、碧釩。

4 礦床成因

砷硫化鎳礦礦質(zhì)主要源自金廠超基性巖體，與砷硫化鎳礦床成因相關(guān)的成礦熱液為再生巖漿熱液，此熱液活動(dòng)的蝕變產(chǎn)物以綠色水云母為主［18-19］。砷硫化鎳成礦期可見超基性巖體侵位其中，巖體中的含鎳礦質(zhì)在該成礦期內(nèi)被運(yùn)移、富集。前已述及，金廠砷硫化鎳礦化中發(fā)育一套中（偏高）溫?zé)嵋旱V物共生組合，其成礦與區(qū)域酸性巖侵入活動(dòng)的巖漿期后熱液關(guān)系密切，總體劃分為熱液成礦期及表生期：熱液成礦期主要表現(xiàn)為哀牢山褶皺帶在燕山中—末期有強(qiáng)烈的酸性巖漿侵入，遠(yuǎn)源的巖漿期后中溫?zé)嵋貉亟饛S巖體西接觸帶上升，熱液中S2-、As2-離子濃度充分高時(shí)，致使巖體中輝石、橄欖石、蛇紋石等含鎳礦物中的Ni2SiO4離解，形成鎳硫砷化物的同時(shí)，伴隨著黃鐵礦、輝銻礦及閃鋅礦的形成，礦質(zhì)在接觸帶附近及構(gòu)造有利位置沉淀、富化，這是金廠砷硫化鎳礦床的主要成礦階段；喜山期礦（化）體隨區(qū)域褶皺運(yùn)動(dòng)抬升，部分礦（化）體暴露地表遭受剝蝕、氧化作用和地下水淋濾，淺部的砷硫化物被氧化為褐鐵礦、鎳華和碧釩，氧化帶硫砷化物保存極少，“石英巖型”礦石抗風(fēng)化能力較強(qiáng)，僅在露頭和裂隙面形成包殼狀的氧化層。

5 找礦標(biāo)志

（1）砷硫化鎳礦床賦存于深大斷裂旁側(cè)及有利再生重溶作用形成的酸性巖漿活動(dòng)地帶附近，成礦總體受區(qū)域構(gòu)造控制，深大斷裂旁側(cè)、燕山花崗巖活動(dòng)帶或旁側(cè)是尋找砷硫化鎳礦的大地構(gòu)造位置標(biāo)志。

（2）金廠礦床總體產(chǎn)于哀牢山超基性巖帶，以圍巖的形式為熱液提供Ni、Co 礦質(zhì)，因此Ni、Co 背景值較高的超基性巖體邊部和旁側(cè)是有利的找礦層位。

（3）礦床總體受控于燕山期酸性巖漿侵入活動(dòng)，巖漿期后中溫?zé)嵋撼傻V帶通道或附近地域內(nèi)是重要的找礦空間。

（4）礦床賦存于有利交代儲(chǔ)礦的黃鐵礦化綠色水云母泥巖、黃鐵礦化石英巖、蛇紋巖中，嚴(yán)格受控于地層層位，反映了該段地層中多具儲(chǔ)礦容礦的本質(zhì)，綠色水云母化是本類型礦床典型的蝕變標(biāo)志，黃鐵礦化是常見的伴生標(biāo)志，尤其是細(xì)粒、色暗的煙灰粉末狀黃鐵礦，多由含輝神鎳礦所致，是重要的熱液蝕變標(biāo)志。

（5）礦（化）體周圍常伴隨Ni、Co、Cu、As元素組合的原生-次生暈異常，常有自電負(fù)異常伴隨疊合，可作為地球物理化學(xué)找礦標(biāo)志。