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[摘要]经参与多年金厂河铜铅锌铁多金属矿勘查工作,探获铜铅锌矿资源储量和磁铁矿资源储量。本文作者主要对金厂河铜铅锌铁多金属矿床成因做出了分析和探讨,以供同行借鉴参考。
[关键词]矽卡岩型铜铅锌铁多金属矿 矿床地质特征 成矿阶段 控制因素
[中图分类号] P611 [文献码] B [文章编号] 1000-405X(2014)-12-16-2
金厂河矽卡岩型铅锌铜多金属矿床位于三江构造带,保山—永德铅锌多金属成矿带北段,是经物、化探异常圈定的隐伏多金属矿床,目前研究程度相对较低,本文对该矿床从成矿地质背景、矿床地质特征、成矿阶段、成矿控制因素及矿床成因初步探讨。
1区域成矿地质背景
金厂河铅锌铜多金属矿床位于冈底斯点-念青唐古拉褶皱系南段,福贡-镇康褶皱带中段,保山-永德褶皱束北段;处于“三江”地区“蜂腰”的南侧散开端,其东部的澜沧江断裂和西部的怒江断裂是深切入地幔的超壳断裂(云南省地质矿产局, 1990)。区域成矿带属于冈底斯-念青唐古拉一级成矿带南段,福贡-镇康二级成矿带中段,保山—永德铅锌多金属三级成矿带北段。区域上位于南北向保山地块与北西向瓦窑断裂带交汇锐角区之保山地块消亡带的保山复背斜倾伏端,核桃坪次级背斜东翼。由于受北西向瓦窑断裂带和保山地块控制及东西向压应力和北东、北西方向剪切应力的影响,矿区构造极为复杂。不同时代的地层多被断裂切割成大小不等、形态各异的断块,从矿区不同时代地层的分布位置仍显示出一轴线近南北向的破背斜形态。断裂主要发育近南北向、北北西向、北西向、北东向、东西向五组。区域上主要构造线方向为北北西向,南北向组断裂形成时间较早,并有多期次活动的特点。
2矿床地质特征
矿区出露地层主要为寒武系上统沙河厂组上段变质细砂岩、大理岩化灰岩(∈3sh2),沙河厂组下段变质砂岩(∈3sh1),核桃坪组上段大理岩化灰岩 (∈3h3)、中段二层钙质板岩(∈3h2-2),金厂河多金属矿床主要位于金厂河隆起核桃坪组中段一层(∈3h2-1)矽卡岩内。区内断裂发育,控矿断裂为F10和F2断层。F2走向305°,倾向南西,倾角74°。沿断裂泉点和碎裂岩发育,北西段构造破碎带发育,相伴见辉绿岩侵入,为矿区主要的导矿、容矿构造,具压扭性逆断裂活动特征。F10走向60°,倾向南东,倾角70°,具张扭性正断层活动特征。区内变质作用较为明显,区域变质作用形成大理岩化灰岩-大理岩、板岩及变质砂岩等;接触变质作用主要形成矽卡岩、少量角岩;动力变质作用主要沿断裂带形成构造角砾岩、碎裂岩及糜棱岩、断层泥等。
3成礦阶段
根据野外手标本穿插关系、结合镜下鉴定,如矿石结构构造及矿物共生组合等特征,将金厂河矿床划分为矽卡岩阶段、退化蚀变阶段、石英-硫化物阶段、碳酸盐阶段四个成矿阶段。各阶段矿物均产于沙厂河组灰岩和钙质板岩中,矿区内除少量辉绿岩并未见到其它含矿或临近矿体的岩浆岩,矿体均位于矽卡岩外接触带。
金厂河矿区矽卡岩主要为钙矽卡岩,发育于沙河厂组上段(∈3sh 2-1)大理岩化灰岩中,主要矽卡岩矿物为石榴子石、钙铁辉石、透辉石。由于该矿区Fe含量较高,石榴子石和辉石大多属于钙铁榴石和钙铁辉石,且石榴子石可根据形态、结构构造及穿插关系明显划分为两个世代。矿区内还可见少量与Pb、Zn 矿化有关的锰质石榴石,MnO 含量可高达20.15%。
矽卡岩退化蚀变阶段是矿区内主要成矿阶段之一,矿物主要为阳起石、透闪石、黑柱石、绿帘石,绿泥石,黄铜矿,闪锌矿,少量黄铁矿。这些矿物充填交代矽卡岩矿物,阳起石和透闪石多呈脉状穿插于早期矽卡岩和黑柱石中,同时形成大量磁铁矿呈稠密浸染状构造,大多磁体矿呈他形粒状结构沿黑柱石裂隙分布,少数磁铁矿成自形粒状结构沿阳起石和透闪石脉分布,形成黑柱石磁铁矿和阳起石磁铁矿。
石英—硫化物阶段主要形成闪锌矿、方铅矿、黄铜矿、石英,少量黄铁矿,毒砂,是最主要的成矿阶段之一。黄铜矿形成较早,多呈浸蚀结构,以浸染状、稠密浸染状沿石英脉分布,充填交代早期石榴石和阳起石;闪锌矿和方铅矿多呈稠密浸染状或脉状沿石英脉充填交代于早期石榴子石、透辉石、阳起石颗粒间,也有少量闪锌矿沿黑柱石裂隙充填,多晚于黄铜矿,呈交代溶蚀结构。黄铁矿与黄铜矿伴生产出。毒砂产出在矽卡岩与围岩大理岩化灰岩接触带上,赋存于矽卡岩化灰岩中。
碳酸盐阶段形成方解石、石英、萤石、少量黄铁矿、毒砂。黄铁矿多呈自形——半自形细粒结构,稀疏浸染状沿绿泥石化的石英、方解石细脉分布,定向性较明显,少量呈星点状分布于板岩粘土矿物中。方解石、石英多呈后期脉状分布,穿切交代早期形成的矿物。萤石以他形充填于石榴石和黑柱石裂隙间。毒砂产出在矽卡岩与围岩大理岩化灰岩接触带上,赋存于围岩灰岩中。
4成矿控制因素
矿体的形成和矿化的富集明显受地层、岩性、构造、矽卡岩化、热液蚀变及岩浆活动(?)等多重因素控制。
4.1构造因素
金厂河隆起形态主体与矽卡岩形态一致并控制了矿体的形态、分布、矿化特征和矿体厚度。隆起向北东、南东、南西向倾伏,倾伏褶曲轴部矿体厚大,铜铅锌矿富集,向外矿化强度减弱,矿体厚度变小。
4.2地层岩性
矿体产于寒武系上统核桃坪组中段一层(∈3h2-1)地层中,其中铅锌矿主要矿体赋存于上部上矽卡岩带,矿体呈透镜状、似层状、层状,具典型矽卡岩化特征;铜矿主要矿体赋存于中部中矽卡岩带,矿体呈透镜状、似层状,主要具矽卡岩化特征,少量具大理岩化特征;磁铁矿主要赋存于下部下矽卡岩带,主要呈似层状、层状,具较强烈的矽卡岩化特征,赋矿岩石为黑柱石矽卡岩。矿体顶板岩石主要为核桃坪组中段二层(∈3h2-2)薄层状钙质板岩、泥质灰岩夹泥质大理岩化灰岩,岩性致密,具有屏蔽、遮挡作用,利于含矿溶液反复交代、沉淀。 4.3矽卡岩化热液蚀变
近矿围岩蚀变主要为矽卡岩化,其次为大理岩化、方解石化、硅化、黄铁矿化,矿化蚀变主要受矽卡岩控制。
矿化蚀变主要有黄铜矿化、闪锌矿化、方铅矿化、磁铁矿化。黄铜矿、闪锌矿、方铅矿紧密伴生或共生,少部分磁铁矿化与黄铜矿化紧密共生。磁铁矿以浸染状-细脉浸染状產出为主,团包状叠加构造发育,与矿体品位、厚度关系密切,厚大磁铁矿体往往具硅化。铜矿化主要产于中部矽卡岩带矽卡岩中,少量产于矽卡岩体内的大理岩夹石中,连生和包含结构发育,矿体厚大部位以浸染状构造为主叠加细脉状构造,边部以细脉状构造为主,矿体厚度较小,矿化不均匀。铅锌矿化主要产于上部矽卡岩带矽卡岩中,少量产于矽卡岩边部的大理岩中或矽卡岩化大理岩中,矿体厚大部位以浸染状构造为主叠加细脉状构造,边部以细脉状构造为主,矿体厚度较小,矿化不均匀,同时在铅锌矿化常见有铜矿化。后期石英脉中见黄铜矿化、闪锌矿化、磁铁矿化。铜、铅锌矿体中绿帘石、绿泥石、石英及毒砂、萤石发育。
总之,矿化的富集与矽卡岩化关系较为密切,铜、铅、锌、铁矿化主要与矽卡岩化相关,同时与后期的黄铁矿化、硅化也具有相关性。
4.4岩浆活动
一般认为,矽卡岩矿物化学组分、结构构造、共生组合等的研究,可以为矽卡岩形成条件提供有力证据。据Einaudi(1982),早期矽卡岩阶段钙铁榴石生成的反应式为:3CaCO3(方解石) + 3SiO2 + 2Fe3+ +3/2O2=Ca3Fe2Si3O12(钙铁榴石) +3CO2,该矿床矽卡岩阶段出现了钙铁榴石、钙铁辉石、透辉石组合,这表明本矿床流体在矽卡岩阶段呈现出酸度较低、氧逸度较高的特点(赵一鸣等,1997;梁祥济,1994)。前人研究表明,偏向钙铁榴石端员的石榴石相比于中间成分的石榴石形成于更加氧化的条件下(赵斌等,1982),该矿床晚期石榴石较早期相对贫Fe 富Al,更偏向钙铁榴石—钙铝榴石的中间成分,这表明流体的氧逸度较早期相对降低。
各种退化蚀变矿物(阳起石、透闪石、黑柱石、绿帘石、绿泥石、磁铁矿)的出现,表明流体温度降低,水解作用增强。区内大量磁铁矿沿闪石脉分布于黑柱石粒间,且阳起石、黑柱石和绿泥石Fe 含量均较高,这表明,流体在退化蚀变阶段铁质相对富集,以络合物形式运移的铁在温度降低、物化条件发生改变时沉淀出来。而绿帘石的出现则表明退化蚀变阶段流体氧逸度相对升高(Berman et al.,1985; Perkins et al., 1986)。金厂河矿区与铅锌矿有关的黑柱石中MnO 含量较高,最高可达6.61%,与磁铁矿有关的黑柱石中TFeO 含量很高。这表明铅锌矿的形成可能与中酸性岩浆有关,而磁铁矿的形成则可能与基性岩浆有关(唐萍芝等,2011)。矿区内发现辉绿辉长岩,未见中酸性岩,但在邻近的清水河矿区发现花岗斑岩,据此初步推测,金厂河多金属矿床属异地成矿的外接触带矽卡岩矿床,其形成可能与远程中酸性岩体以及本矿区辉绿辉长岩有一定关系。
5结束语
综上所述,金厂河矽卡岩型铅锌铜多金属矿床位于三江构造带,是经物、化探异常圈定的隐伏多金属矿床,本文对该矿床从成矿地质背景、矿床地质特征、成矿阶段、成矿控制因素及矿床成因初步分析探讨,为矿山开采提供了有力保证,对矿山企业发展带来较为重要意义。
参考文献
[1]云南黄金矿业集团股份有限公司. 2011.云南省保山市隆阳区金厂河锌多金属矿资源储量核实报告[R].内部资料.
[2]中国地质科学院矿产资源研究所.矿床地质.2014.北京:科学出版社.
[3]云南省地质矿产局.云南省区域地质志[M].北京:地质出版社.
[4]云南地矿局.1/20万永平幅区域地质调查报告[R].1986.
[5]铜、铅、锌、银、钼、镍矿地质勘查规范DZ/T 0214-2002.
[6]硫铁矿地质勘查规范DZ/T 0214-2002.
[关键词]矽卡岩型铜铅锌铁多金属矿 矿床地质特征 成矿阶段 控制因素
[中图分类号] P611 [文献码] B [文章编号] 1000-405X(2014)-12-16-2
金厂河矽卡岩型铅锌铜多金属矿床位于三江构造带,保山—永德铅锌多金属成矿带北段,是经物、化探异常圈定的隐伏多金属矿床,目前研究程度相对较低,本文对该矿床从成矿地质背景、矿床地质特征、成矿阶段、成矿控制因素及矿床成因初步探讨。
1区域成矿地质背景
金厂河铅锌铜多金属矿床位于冈底斯点-念青唐古拉褶皱系南段,福贡-镇康褶皱带中段,保山-永德褶皱束北段;处于“三江”地区“蜂腰”的南侧散开端,其东部的澜沧江断裂和西部的怒江断裂是深切入地幔的超壳断裂(云南省地质矿产局, 1990)。区域成矿带属于冈底斯-念青唐古拉一级成矿带南段,福贡-镇康二级成矿带中段,保山—永德铅锌多金属三级成矿带北段。区域上位于南北向保山地块与北西向瓦窑断裂带交汇锐角区之保山地块消亡带的保山复背斜倾伏端,核桃坪次级背斜东翼。由于受北西向瓦窑断裂带和保山地块控制及东西向压应力和北东、北西方向剪切应力的影响,矿区构造极为复杂。不同时代的地层多被断裂切割成大小不等、形态各异的断块,从矿区不同时代地层的分布位置仍显示出一轴线近南北向的破背斜形态。断裂主要发育近南北向、北北西向、北西向、北东向、东西向五组。区域上主要构造线方向为北北西向,南北向组断裂形成时间较早,并有多期次活动的特点。
2矿床地质特征
矿区出露地层主要为寒武系上统沙河厂组上段变质细砂岩、大理岩化灰岩(∈3sh2),沙河厂组下段变质砂岩(∈3sh1),核桃坪组上段大理岩化灰岩 (∈3h3)、中段二层钙质板岩(∈3h2-2),金厂河多金属矿床主要位于金厂河隆起核桃坪组中段一层(∈3h2-1)矽卡岩内。区内断裂发育,控矿断裂为F10和F2断层。F2走向305°,倾向南西,倾角74°。沿断裂泉点和碎裂岩发育,北西段构造破碎带发育,相伴见辉绿岩侵入,为矿区主要的导矿、容矿构造,具压扭性逆断裂活动特征。F10走向60°,倾向南东,倾角70°,具张扭性正断层活动特征。区内变质作用较为明显,区域变质作用形成大理岩化灰岩-大理岩、板岩及变质砂岩等;接触变质作用主要形成矽卡岩、少量角岩;动力变质作用主要沿断裂带形成构造角砾岩、碎裂岩及糜棱岩、断层泥等。
3成礦阶段
根据野外手标本穿插关系、结合镜下鉴定,如矿石结构构造及矿物共生组合等特征,将金厂河矿床划分为矽卡岩阶段、退化蚀变阶段、石英-硫化物阶段、碳酸盐阶段四个成矿阶段。各阶段矿物均产于沙厂河组灰岩和钙质板岩中,矿区内除少量辉绿岩并未见到其它含矿或临近矿体的岩浆岩,矿体均位于矽卡岩外接触带。
金厂河矿区矽卡岩主要为钙矽卡岩,发育于沙河厂组上段(∈3sh 2-1)大理岩化灰岩中,主要矽卡岩矿物为石榴子石、钙铁辉石、透辉石。由于该矿区Fe含量较高,石榴子石和辉石大多属于钙铁榴石和钙铁辉石,且石榴子石可根据形态、结构构造及穿插关系明显划分为两个世代。矿区内还可见少量与Pb、Zn 矿化有关的锰质石榴石,MnO 含量可高达20.15%。
矽卡岩退化蚀变阶段是矿区内主要成矿阶段之一,矿物主要为阳起石、透闪石、黑柱石、绿帘石,绿泥石,黄铜矿,闪锌矿,少量黄铁矿。这些矿物充填交代矽卡岩矿物,阳起石和透闪石多呈脉状穿插于早期矽卡岩和黑柱石中,同时形成大量磁铁矿呈稠密浸染状构造,大多磁体矿呈他形粒状结构沿黑柱石裂隙分布,少数磁铁矿成自形粒状结构沿阳起石和透闪石脉分布,形成黑柱石磁铁矿和阳起石磁铁矿。
石英—硫化物阶段主要形成闪锌矿、方铅矿、黄铜矿、石英,少量黄铁矿,毒砂,是最主要的成矿阶段之一。黄铜矿形成较早,多呈浸蚀结构,以浸染状、稠密浸染状沿石英脉分布,充填交代早期石榴石和阳起石;闪锌矿和方铅矿多呈稠密浸染状或脉状沿石英脉充填交代于早期石榴子石、透辉石、阳起石颗粒间,也有少量闪锌矿沿黑柱石裂隙充填,多晚于黄铜矿,呈交代溶蚀结构。黄铁矿与黄铜矿伴生产出。毒砂产出在矽卡岩与围岩大理岩化灰岩接触带上,赋存于矽卡岩化灰岩中。
碳酸盐阶段形成方解石、石英、萤石、少量黄铁矿、毒砂。黄铁矿多呈自形——半自形细粒结构,稀疏浸染状沿绿泥石化的石英、方解石细脉分布,定向性较明显,少量呈星点状分布于板岩粘土矿物中。方解石、石英多呈后期脉状分布,穿切交代早期形成的矿物。萤石以他形充填于石榴石和黑柱石裂隙间。毒砂产出在矽卡岩与围岩大理岩化灰岩接触带上,赋存于围岩灰岩中。
4成矿控制因素
矿体的形成和矿化的富集明显受地层、岩性、构造、矽卡岩化、热液蚀变及岩浆活动(?)等多重因素控制。
4.1构造因素
金厂河隆起形态主体与矽卡岩形态一致并控制了矿体的形态、分布、矿化特征和矿体厚度。隆起向北东、南东、南西向倾伏,倾伏褶曲轴部矿体厚大,铜铅锌矿富集,向外矿化强度减弱,矿体厚度变小。
4.2地层岩性
矿体产于寒武系上统核桃坪组中段一层(∈3h2-1)地层中,其中铅锌矿主要矿体赋存于上部上矽卡岩带,矿体呈透镜状、似层状、层状,具典型矽卡岩化特征;铜矿主要矿体赋存于中部中矽卡岩带,矿体呈透镜状、似层状,主要具矽卡岩化特征,少量具大理岩化特征;磁铁矿主要赋存于下部下矽卡岩带,主要呈似层状、层状,具较强烈的矽卡岩化特征,赋矿岩石为黑柱石矽卡岩。矿体顶板岩石主要为核桃坪组中段二层(∈3h2-2)薄层状钙质板岩、泥质灰岩夹泥质大理岩化灰岩,岩性致密,具有屏蔽、遮挡作用,利于含矿溶液反复交代、沉淀。 4.3矽卡岩化热液蚀变
近矿围岩蚀变主要为矽卡岩化,其次为大理岩化、方解石化、硅化、黄铁矿化,矿化蚀变主要受矽卡岩控制。
矿化蚀变主要有黄铜矿化、闪锌矿化、方铅矿化、磁铁矿化。黄铜矿、闪锌矿、方铅矿紧密伴生或共生,少部分磁铁矿化与黄铜矿化紧密共生。磁铁矿以浸染状-细脉浸染状產出为主,团包状叠加构造发育,与矿体品位、厚度关系密切,厚大磁铁矿体往往具硅化。铜矿化主要产于中部矽卡岩带矽卡岩中,少量产于矽卡岩体内的大理岩夹石中,连生和包含结构发育,矿体厚大部位以浸染状构造为主叠加细脉状构造,边部以细脉状构造为主,矿体厚度较小,矿化不均匀。铅锌矿化主要产于上部矽卡岩带矽卡岩中,少量产于矽卡岩边部的大理岩中或矽卡岩化大理岩中,矿体厚大部位以浸染状构造为主叠加细脉状构造,边部以细脉状构造为主,矿体厚度较小,矿化不均匀,同时在铅锌矿化常见有铜矿化。后期石英脉中见黄铜矿化、闪锌矿化、磁铁矿化。铜、铅锌矿体中绿帘石、绿泥石、石英及毒砂、萤石发育。
总之,矿化的富集与矽卡岩化关系较为密切,铜、铅、锌、铁矿化主要与矽卡岩化相关,同时与后期的黄铁矿化、硅化也具有相关性。
4.4岩浆活动
一般认为,矽卡岩矿物化学组分、结构构造、共生组合等的研究,可以为矽卡岩形成条件提供有力证据。据Einaudi(1982),早期矽卡岩阶段钙铁榴石生成的反应式为:3CaCO3(方解石) + 3SiO2 + 2Fe3+ +3/2O2=Ca3Fe2Si3O12(钙铁榴石) +3CO2,该矿床矽卡岩阶段出现了钙铁榴石、钙铁辉石、透辉石组合,这表明本矿床流体在矽卡岩阶段呈现出酸度较低、氧逸度较高的特点(赵一鸣等,1997;梁祥济,1994)。前人研究表明,偏向钙铁榴石端员的石榴石相比于中间成分的石榴石形成于更加氧化的条件下(赵斌等,1982),该矿床晚期石榴石较早期相对贫Fe 富Al,更偏向钙铁榴石—钙铝榴石的中间成分,这表明流体的氧逸度较早期相对降低。
各种退化蚀变矿物(阳起石、透闪石、黑柱石、绿帘石、绿泥石、磁铁矿)的出现,表明流体温度降低,水解作用增强。区内大量磁铁矿沿闪石脉分布于黑柱石粒间,且阳起石、黑柱石和绿泥石Fe 含量均较高,这表明,流体在退化蚀变阶段铁质相对富集,以络合物形式运移的铁在温度降低、物化条件发生改变时沉淀出来。而绿帘石的出现则表明退化蚀变阶段流体氧逸度相对升高(Berman et al.,1985; Perkins et al., 1986)。金厂河矿区与铅锌矿有关的黑柱石中MnO 含量较高,最高可达6.61%,与磁铁矿有关的黑柱石中TFeO 含量很高。这表明铅锌矿的形成可能与中酸性岩浆有关,而磁铁矿的形成则可能与基性岩浆有关(唐萍芝等,2011)。矿区内发现辉绿辉长岩,未见中酸性岩,但在邻近的清水河矿区发现花岗斑岩,据此初步推测,金厂河多金属矿床属异地成矿的外接触带矽卡岩矿床,其形成可能与远程中酸性岩体以及本矿区辉绿辉长岩有一定关系。
5结束语
综上所述,金厂河矽卡岩型铅锌铜多金属矿床位于三江构造带,是经物、化探异常圈定的隐伏多金属矿床,本文对该矿床从成矿地质背景、矿床地质特征、成矿阶段、成矿控制因素及矿床成因初步分析探讨,为矿山开采提供了有力保证,对矿山企业发展带来较为重要意义。
参考文献
[1]云南黄金矿业集团股份有限公司. 2011.云南省保山市隆阳区金厂河锌多金属矿资源储量核实报告[R].内部资料.
[2]中国地质科学院矿产资源研究所.矿床地质.2014.北京:科学出版社.
[3]云南省地质矿产局.云南省区域地质志[M].北京:地质出版社.
[4]云南地矿局.1/20万永平幅区域地质调查报告[R].1986.
[5]铜、铅、锌、银、钼、镍矿地质勘查规范DZ/T 0214-2002.
[6]硫铁矿地质勘查规范DZ/T 0214-2002.