云南省耿馬勐簡鉛鋅礦區地球化學特征及找礦前景預測

李汶奎,楊貴兵,唐文春

(1.湖南省地勘局417隊,湖南衡陽 421001;2.四川地礦局化探隊,四川德陽 618000)

0 前言

怒江～瀾滄江～金沙江地區(簡稱“三江地區”)位于我國西南部,屬青藏高原的東緣,地跨滇西、川西、藏東及青海南部廣大地區,總面積達四十余萬平方公里以上[1～3]。三江地區在地質上位于特提斯～喜馬拉雅構造域東部,構造線由北西向急轉呈南北向,也是歐亞古陸與岡瓦納古陸強烈碰撞,擠壓的地帶。這里地質構造復雜,地層發育齊全,巖漿活動頻繁,礦產資源豐富[4、5]。海西期以來,地殼活動頻繁,巖漿活動與變質作用劇烈,特別是燕山晚期至喜馬拉雅期印度板塊的碰撞和陸內俯沖造山運動,為內生礦產的形成創造了更為有利的條件,形成了我國重要的有色金屬、貴金屬等礦產的集中蘊藏區之一[6]。

云南省耿馬縣勐簡及舊木箐地區,銀、鉛、鋅多金屬礦區位于云南省西南部的臨滄市耿馬傣族佤族自治縣的縣城西北,地處“滇西縱谷地帶”中的耿馬壩子,西緣地貌分屬于橫斷山系切割山地狹谷區,滇西南中山寬谷亞區。在工作區南東部的燕山期耿馬花崗巖體中,Cu、Zn、As、Sn、Pb等元素含量較高,其中Cu、Pb、Zn、As(Ag)等元素的含量,在局部蝕變花崗巖中已達到工業品位,為查清礦化體外圍銀鉛鋅多金屬資源潛力,作者對探礦權區進行了1∶50 000地球化學普查。

1 研究區地質概況

研究區位于滇西經向構造帶(亦即三江經向構造帶),瀾滄江斷裂以西,“保山～孟連沉降帶”中段的南汀河斷裂帶與東區構造帶之間(見下頁圖1)。區內構造面貌復雜,不同期次、不同方向、不同規模和不同力學性質的構造痕跡十分發育。變質作用強烈,巖漿活動頻繁,具有良好的成礦地質條件,并形成了豐富的多金屬礦。區域地層自古生界寒武系至新生界第四系,除因受地史演變影響缺失了志留系上統、三疊系下統及白堊系地層外,其余地層均有出露。區域構造以斷裂為主,褶皺不甚發育。斷裂多為北東、北西向低角度正沖斷層,是礦液運輸及集積的場所,與本區的礦產關系較為密切。區域巖漿巖活動較為劇烈,從石炭紀至三疊紀及白堊期基性、中性、酸性或堿性巖漿巖都有出露,與本區鉛鋅多金屬礦有關的巖漿巖,主要為三疊紀侵入巖晚期花崗巖邊緣相。區域礦產資源較為豐富,已知有煤、鐵、銅、鉛鋅、錫、鎢、金、銀、磷釔礦等礦種,沿著北東向構造帶旁次級構造帶,廣泛有序地分布著中低溫熱液型的鉛鋅金礦(化)點、鉛鋅礦(化)點。礦化帶具備相當規模,具備良好的找礦前景。

圖1 區域構造簡圖Fig.1 Schematic diagram of regional structure

2 地球化學特征

2.1 元素的含量統計

在研究區開展了30 km2的1∶50 000水系沉積物測量,分析測試了Pb、Zn、Cu、Ag、Au、As、Sb、Hg、Ni、W、Sn、Mo 12個元素。分析結果統計見表1。

從表1可以看出,研究區12個元素的平均值與全國水系沉積物均值和三江地區均值相比,均高于全國平均值和三江地區均值,其中Au、Ag、Pb、As、Sb分別是全國平均值的1.66倍、2.25倍、1.95倍、2.61倍、4.74倍,是三江地區的1.39倍、1.94倍、1.71倍、1.22倍、2.45倍,在工作區相對富集。

12個元素的變化系數值按均勻分布(CV<30%)、中等起伏(30%120%)分類,則Sb為很大起伏,As、Pb、Ag、Hg為較大起伏,Cu、Au接近較大起伏,這在一定程度上反映出該類元素有明顯的局部集中趨勢(礦化)特征。

2.2 元素相關性分析

對區內剔除異常后157個水系沉積物樣品主要成礦元素進行了相關分析,相關系數見下頁表2。

表1 研究區水系沉積物元素含量統計Tab.1 Element statistical contents of river sed iments in studying region

表2 研究區主要成礦元素相關系數表Tab.2 Correlation coefficient ofmain ore-forming elements in studying region

由表2可知,Pb、Ag、Sb、Cu、As、Au、Zn元素與成礦關系密切。

研究區礦床為低溫熱液型銀、鉛、鋅、硫化物礦床。銅、鉛、鋅在周期表中位于不同的族,但由于它們具有銅型離子結構(在戈爾施密特分類中均屬親銅元素),具有強烈的親硫性,所以在自然界中常緊密共生[9];銻礦床的成礦溫度是在220℃～40℃之間,大多數有工業價值的輝銻礦的成礦溫度是200℃～80℃[10]。此外,銻硫化物的溶解度相對的比Cu、Pb、Zn等硫化物的溶解度大得多,有利于銻集中到低溫殘余溶液中[11];熱液作用是Au、Ag富集的主要階段,銀在硫化物中,一般呈自然銀或Ag2S的低溫分凝物微包裹體并常見于方鉛礦等硫化物中[9]。

因此,Pb、Ag、Sb、Cu、As、Au、Zn元素相關性較好,是與其元素性質和成礦條件密切相關的。

3 探礦權區元素成礦能量法地球化學分析

3.1 成礦能量方法簡介[12～13]

用元素成礦能量法找礦,是地質熱力學理論在地質勘探,特別是勘查地球化學找礦中的一個重要發展和應用。前蘇聯地質學家薩弗朗諾夫在1987年就提出,成礦元素由分散狀態組合成富集體(礦體或礦石)時的地球自然能,也就是各種金屬成礦元素從原始分散狀態到局部富集成礦、成暈所要消耗的相應能量。換句話說,在成礦過程中,元素的濃縮和稀釋,均要通過消耗能量才能完成,其能耗之和即為總成礦能。薩氏以物理化學原理為基礎,導出有多少種元素參與成礦過程,即利用可以表示元素從最初的原始分散狀態,到最終富集狀態時富集程度的克拉克濃度,來表示其成礦能量的變化。具體到一個礦床,就是利用礦區內某幾種元素的含量與區域內該元素的背景值的比值,來反映能量的變化。單位體積礦石(暈)上成礦能消耗(En)的計算公式為:

式(1)中,En為由n個元素形成單位體積礦石或地球化學暈時所消耗的能量;n為成礦、成暈的元素種數;ki為組成礦石或地球化學暈的第i個元素的克拉克濃度值(該元素含量/該元素區域背景值)。

這樣計算出的成礦能量,只反映元素富集到現有程度能量增加或減少的相對值,而不反映元素富集或分散所消耗的能量的絕對值,同時也不反映具體到哪一種(期)地質作用對能量分布發生了什么的影響,僅是最終形成現有狀態的能量的分布情況。但對于表征一個地區的地球化學綜合信息是有實際意義的。

3.2 成礦能量法異常分析

3.2.1 單元素異常分析

根據成礦能量法計算各單元素成礦能量,并作空間分布圖(見下頁圖2～圖8)。

由圖2～圖8可見:

(1)Ag異常主要分布在古生界瀾滄群b段(PZmb)地層中,個別位于云陽斷裂帶上,或印支期花崗巖體、巖脈邊緣及附近。單點異常呈橢圓狀、多點異常呈不規則狀,異常總體呈北東向排布(見圖2)。

圖2 Ag元素成礦能量異常分布圖Fig.2 Ore-for ming energy anomalies ofAg element

(2)As異常分布在古生界瀾滄群b段(PZmb)地層,云陽斷裂帶上,或印支期花崗巖體,巖脈邊緣及附近。異常呈橢圓狀,異常總體呈北東向排布(見圖3)。

圖3 As元素成礦能量異常分布圖Fig.3 Ore-for ming energy anomalies of As element

(3)Au異常主要分布在古生界瀾滄群b段(PZmb)地層中,個別位于云陽斷裂帶上或印支期花崗巖體,巖脈邊緣及附近。單點異常呈橢圓狀,多點異常呈不規則狀,不規則條帶狀,異常總體呈北東向排布(見圖4)。

圖4 Au元素成礦能量異常分布圖Fig.4 Ore-forming energy anomalies of Au elements

(4)Cu異常主要沿云陽斷裂帶分布,其次分布在老廠鉛鋅礦附近的古生界瀾滄群b段(PZmb)地層中(見圖5)。

圖5 Cu元素成礦能量異常分布圖Fig.5 Ore-for ming energy anomalies of Cu element

(5)Pb異常主要分布在古生界瀾滄群b段(PZmb)地層中,個別位于云陽斷裂帶上或印支期花崗巖體,巖脈邊緣及附近。單點異常呈橢圓狀,多點異常呈不規則狀,不規則條帶狀,異常總體呈北東向排布(見圖6)。

圖6 Pb元素成礦能量異常分布圖Fig.6 Ore-forming energy anomalies of Pb element

(6)Sb異常主要分布在古生界瀾滄群b段(PZmb)地層中,個別位于云陽斷裂帶上或印支期花崗巖脈附近。異常呈橢圓狀、不規則狀,總體呈北東向排布(見圖7)。

圖7 Sb元素成礦能量異常分布圖Fig.7 Ore-forming energy anomalies of Sb element

(7)Zn異常主要分布在古生界瀾滄群b段(PZmb)地層中,個別位于云陽斷裂帶上,印支期花崗巖脈附近。異常呈橢圓狀,近橢圓狀,總體呈北東向排布(見圖8)。

圖8 Zn元素成礦能量異常分布圖Fig.8 Ore-for ming energy anomalies of Zn element

3.2.2 元素綜合異常分析

根據元素能量法公式(1)進行元素綜合異常計算,并繪制出元素成礦能量En綜合異常圖(如圖9所示)。

從圖9中可以看出,元素綜合成礦能量En異常主要以北東～南西呈線狀分布,區內的中部、北東部異常較高。與研究區水系沉積物元素含量綜合異常分布(見圖10)基本一致,成礦能量法對于弱異常提取更充分。

圖9 元素綜合成礦能量En分布圖Fig.9 Comprehensive ore-forming energy anomalies

根據主成礦元素及伴生元素、指示元素的地球化學性質,結合元素異常的空間套合關系,將測區異常分為Pb、Zn、Cu、Ag成礦及伴生元素組合,Au、As、Sb、Hg伴生及遠程指示元素組合。

測區單元素異常以Pb、Ag、Au為主,其異常數相對較多,異常強度相對較高,規模相對較大,反映該類元素為測區內的主要成礦及伴生元素。Zn、Cu、As、Sb的異常數、異常強度、規模相對次之,為測區成礦的次要伴生元素及指示元素。Hg異常數目較多,但異常強度較低,規模較小,異常無明顯的濃集趨勢,與區內的成礦及伴生指示元素相關性差,沒有空間分布上的一致性,反映異常與礦化無關,可能為地層中的含量起伏所致。

圖10 研究區水系沉積物綜合異常略圖Fig.10 Element comprehensive distribution of sediments in studying region

4 成礦預測

4.1 鉛、鋅、銀、銅、金、銻找礦遠景區

在位于研究中西部,面積約8 km2,處于云陽斷裂與南臘福榮背斜之間,出露古生界瀾滄群b段(PZmb)絹云母石英千枚巖與片巖地層,以及印支期花崗巖脈,成礦條件較好。找礦靶區有:

(1)9-乙1鉛、銀、金、銻一級找礦靶區(見圖10),位于研究區的東南角,靶區面積約1.5 km2,鉛、銀、金、銻異常強度較高,規模較大,組合元素多,具有較大工作價值,有尋找中型以上多金屬礦床規模的較大遠景。

(2)5-乙2鉛、鋅二級找礦靶區,位于9-乙1鉛、銀、金、銻一級找礦靶區以北,面積大于0.3 km2,異常未封閉,異常峰值和襯值較高,元素組合好,具有進一步工作價值,有一定找礦潛力。

(3)6-乙3鋅、鉛三級找礦靶區,位于9-乙1鉛、銀、金、銻一級找礦靶區和5-乙2鉛、鋅二級找礦靶區以東,面積為0.5 km2,鋅、鉛異常有一定規模和異常元素套合,有一定找礦意義。

4.2 鉛、銅找礦遠景區

在位于研究區東角南臘福榮背斜核部附近至支陽斷裂,面積約3 km2,可能處于老廠已知鉛、鋅礦北西向斷裂延伸帶上,主要出露古生界瀾滄群b段(PZmb)絹云母石英千枚巖與片巖地層找礦靶區,有:3-乙2鉛銅二級找礦靶區,位于研究區的東北角,靶區面積約0.5 km2,鉛銅異常強度較高,有一定規模和異常元素套合,有一定找礦潛力。

5 結論

(1)在研究區水系沉積物中Au、Ag、Pb、As、Sb含量,遠高于全國和三江地區平均值。

(2)由元素成礦能量法研究顯示,Pb、Zn、Cu、Ag、Au、Sb異常主要呈東北～西南走向的線狀分布,區內的中部、東北部異常較高。

(3)成礦前景區可分為二個區域:東北角的Pb-Cu找礦區和西南角的Cu、Pb、Zn等多金屬找礦區。其中,西南角成礦條件較好,可能出現工業礦床。

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