云南播卡金礦成因分析

張建斌，肖 紅

（北京中金泰科勘探技術有限公司，北京100089）

0 引言

播卡金礦位于昆明市東川區西北部的金沙江及小江夾持地區，屬東川區拖布卡鎮管轄。自1996年發現金礦以來，引起外界廣泛關注，此后進行過多次找礦與評價工作。關于礦床的成因類型尚存在不同的認識，接觸破碎帶型金礦、層控型金礦［1］、剪切帶型金礦［2］、熱液型金礦［3］、后期火山噴氣沉積淋濾改造型［4］等觀點均有提及。本文在研究前人資料的基礎上，結合近年來在拖布卡地區的金礦勘查工作，試圖對播卡金礦床的成因類型作進一步探討。

1 礦區地質特征

1．1 礦區大地構造位置及演化

播卡金礦地處揚子地臺西緣康滇地軸中南段的東北側。區內主要出露中元古界昆陽群的淺變質巖系，自上而下發育有上昆陽群麻地組、小河口組、大營盤組，中昆陽群青龍山組、黑山組（又稱鵝頭廠組）、落雪組、因民組，下昆陽群平頂山組（又稱美黨組）、菜園灣組（又稱大龍口組）、望廠組、灑海溝組等。原巖為一套巨厚的以陸源細碎屑巖為主、碳酸鹽巖次之的類復理石建造，局部夾有少量中－基性火山巖、火山碎屑巖。

古元古代龍川運動期間［5］，在康滇地軸新太古代—古元古代的原始地殼結晶基底之上，拉伸出現了近EW向邊緣海火山－沉積盆地，沉積了大紅山群及其相關巖系；中元古代，該區進一步張裂成為陸內／陸間裂谷盆地（即昆陽裂陷槽），并沉積了厚度巨大的昆陽群（＞10 000m）；晉寧期，區域全面褶皺回返，部分中－基性巖廣泛侵位，發生區域低溫動力淺變質作用；燕山期，區內構造活動強烈，拉張和擠壓交替進行，地層在原褶皺的基礎上再次褶皺，小江深大斷裂及其次一級斷裂系在此時形成；喜山期，構造運動形成了區內的復式褶皺及網狀斷裂的復雜構造格局。

昆陽群地層屬高豐度值金源層［8］，為區域金礦床的形成提供了豐富的物源。受晉寧運動、燕山運動、喜山運動的影響，多期構造發育，為金礦的活化、富集提供了很好的動力、礦液流動通道及礦體賦存空間，區域成礦環境非常有利。

1．2 礦區構造特征

圖1 播卡礦區構造略圖Fig．1 Sketch map showing structure in Boka Au deposit

播卡金礦位于拖布卡復式向斜的北端。拖布卡復式向斜呈SN向展布，較為寬緩，自軸部向兩邊地層依次為：鵝頭廠組→落雪組→因民組→平頂山組→大龍江組。整個褶皺構造因受EW向斷裂的破壞被分割成多段，并由平頂山組（美黨組）、因民組、落雪組在區內構成次一級的走向近SN的背斜構造；由于斷裂的影響，巖層產狀變化甚大，局部有倒轉之勢。向斜西翼的因民組與平頂山組（美黨組）接觸界線附近發育金礦化。

礦區內斷裂構造極其發育（圖1），按走向分為2組，一組為近SN向，一組為近EW向。近SN向斷裂與近EW向斷裂將區域切割成網狀。SN向斷裂最主要的當屬小江斷裂及其次級的小巖腳—蔣家灣斷裂，斷裂性質以張－剪性為主。近EW向斷裂由數十條小斷裂組成，以張性斷裂為主，將礦區切割成棋盤狀；礦化受構造控制明顯。

（1）小江斷裂：走近近SN向，全長延伸1 000km，傾向 W，傾角變化大（10°～87°）；斷裂西盤為昆陽群，東盤多為古生界。據地震測深資料顯示，該斷裂已深及地殼底界面，具巖石圈斷裂規模。斷層帶是一條經歷過張、壓、扭不同力學性質轉化的斷裂，現代仍時有地震發生，有熱泉涌現，是一長期活動的深大斷裂。

（2）小巖腳—蔣家灣斷裂：小江深大斷裂的次一級斷裂。由于該斷裂被數十條近EW向的斷裂所錯斷，因此從整體上看，無大的斷裂破碎帶和較大的主斷裂面，而是由若干較小的層間斷裂組成的柔性剪切斷裂帶，斷層面主體傾向E，為逆沖性質。斷裂帶兩側巖石發生不同程度的變質（石英巖、黑云片巖、片麻巖、白云片巖等），帶內巖石發生強烈破碎，經探礦鉆孔證實深部有多層糜棱巖存在。

該斷裂帶兩側地層主要為中元古界昆陽群碳質板巖、火山角礫巖、凝灰巖及細碧巖。帶內巖石多發育網狀劈理，由定向性強的絹云母組成（圖2）。

根據該斷裂帶中的層片關系、剪切透鏡體的長軸排列方向等特征的分析研究，該帶屬向西逆沖的脆－韌性剪切帶。剪切帶具有多期次活動特征：在早期活動中，張性斷裂帶內充填了大量石英脈；后期經多次剪切和擠壓，使早期石英脈產生強烈扭曲（圖2d）和破碎，部分區域形成砂糖狀石英脈層。沿斷裂帶熱液蝕變比較強烈，主要有硅化、碳酸鹽化、熱液碳化、黃鐵礦化等，發育硅質條帶、石英脈（透鏡體）。該斷裂是區內最主要的控礦、容礦斷層。

圖2 巖石構造現象照片Fig．2 phyllite and cleavages

薛步高認為［6］，該斷裂與拖布卡之南的杉木箐角礫巖筒東緣的SN向斷裂、姑莊—黑龍潭斷裂（其南端被EW向的寶臺廠—九龍斷裂切斷）為同一條斷裂帶，全長超過30km。筆者研究后認為，該斷裂部分地段表現為軸向層間圧性斷裂，說明其主形成時代應與研究區內的褶皺同期，結合李志偉［7］的研究成果，應為燕山運動的產物。（3）近EW向斷裂：發育較多，但規模較小；斷裂的走向70°～85°，與小江斷裂大角度相交，傾向NW或SE，傾角45°～90°。斷襲經過的地段巖石破碎。角礫帶寬者為張性斷裂；角礫帶窄者或無角礫帶者為剪性斷裂，糜棱巖時有發育。EW向斷裂發生的頻率：1條∕0．3～1km。EW向斷裂錯斷了SN向的褶皺和礦體，部分成為礦段的分界線（如F6，F8，F12，F13）。據此推測，這些規模較小的近EW向斷裂應為成礦后構造，對礦體具有破壞作用。

3．3 礦區巖漿巖特征

礦區內巖漿巖較發育，多為淺成侵入體或噴出巖。巖體受區域SN向構造控制，呈巖脈、巖墻、巖株及巖床狀。巖性包括輝長－輝綠巖、鈉長斑巖、鈉長巖、石英角閃正長巖、花崗斑巖、細碧巖等。

2 礦床特征

2．1 礦體特征

研究區目前可以劃分4個礦段，自北向南依次為新山—馬家溝礦段、小水井礦段、七角地—蔣家灣礦段、涼水棚礦段等。礦帶整體呈近SN向分布，各礦段特征分述如下。

（1）新山—馬家溝礦段。金礦體賦存于昆陽群因民組中下部與平頂山組的過渡部位，賦礦位置主要為碳質板巖、含碳巖屑砂巖夾砂質白云巖層間破碎帶中。主礦體由多個小的透鏡狀、脈狀、囊狀礦脈組成，較大的單脈體延長30～50m，厚0．4～0．5m。單個礦體的產狀、品位變化較大，沿走向、傾向的連續性均較差。在近SN向平行小斷裂及羽狀斷裂密集分布地段、NNW向與NNE向斷裂交匯處、斷裂膨縮及產狀變化部位礦（化）體增厚變富，局部形成雞窩狀特富礦囊。w（Au）＝0．4×10－6～5．6×10－6，平均0．5×10－6。礦石類型主要為含金石英脈型，少量含金碳酸鹽脈型及褐鐵礦化角礫型礦石。含金石英脈型和含金碳酸鹽脈型礦石品位較高，褐鐵礦化角礫型礦石的金品位較低。

（2）七角地—蔣家灣礦段。金礦分布于中性火山巖與昆陽群平頂山組接觸部位的構造帶中，巖性為火山角礫巖、凝灰巖及細碧巖。礦體呈脈狀、透鏡狀、囊狀，礦脈總體呈NW 走向，傾角50°～70°不等，w（Au）＝0．2×10－6～12．4×10－6，平均3．79×10－6。礦石類型主要有黃鐵礦化石英脈型礦石、黃鐵礦－褐鐵礦－硅化網脈狀礦石（構造角礫巖）、黃鐵礦化石英細脈浸染狀礦石和石英黃鐵礦浸染狀礦石。其中前兩種礦石含金較富，而后兩種礦石金品位較低。

（3）涼水棚礦段。金礦體賦存于昆陽群黑山組、落雪組碳質板巖及硅質白云巖的構造破碎帶中，部分礦體產于地層與輝長巖脈的接觸帶。礦段受構造控制，北段走向NNE向，南段隨構造展布方向轉變為NWW向。礦體呈似層狀、透鏡狀、脈狀產出于剪切破碎帶中，隨機撿塊樣平均w（Au）＝0．4×10－6。礦石類型主要有黃鐵礦化石英脈型、硅化網脈狀礦石和石英細脈浸染狀礦石。

（4）小水井礦段。位于新山—馬家溝礦段東側，礦（化）體受輝長巖體與黑山組變質砂巖、絹云母板巖的接觸帶控制。礦（化）體呈NW－SE向延伸，傾向SW，傾角40°～60°，產于輝長巖與板巖的接觸帶，礦石以角礫狀構造為主。圍巖具強烈的褐鐵礦化、黏土化、黃鐵礦化及弱的硅化、黃銅礦化。

圖3 播卡金礦5600剖面圖Fig．3 Section 5600of Boka gold deposit

據已有鉆孔資料顯示（2007年底），礦區深部礦體一般為數量較多的小礦體，連續性較差，礦體厚度2～10m不等，目前施工鉆孔的控制深度為500m，控制礦化帶最大厚度為290m，深部礦體沒有封閉（圖3）。

礦石礦物較為簡單，主要有自然金、黃鐵礦、褐鐵礦、其次為黃銅礦、輝銀礦，局部地段見閃鋅礦、方鉛礦、黃銅礦等。脈石礦物以石英、方解石、絹云母常見，少量白云母。研究表明，礦區金礦化經歷了3個階段：第一階段為黃鐵礦－菱鐵礦階段，第二階段為黃鐵礦－鐵白云石－自然金－石英礦化階段，第三階段形成了黃銅礦、針鎳礦、方鉛礦、閃鋅礦等礦物。

礦石結構有自形—半自形和他形粒狀結構、浸染狀結構、包含結構、交代溶蝕結構和充填結構；礦石構造中碎裂狀構造最為常見，其次為塊狀構造、網脈狀構造、浸染狀構造，一般在斷裂附近形成角礫狀構造，向外出現塊狀構造、網脈狀構造和浸染狀構造。

2．2 圍巖蝕變

礦區圍巖蝕變相對簡單，常見的有硅化、碳酸鹽化、絹云母化、高嶺土化和綠泥石化。蝕變與金礦化關系密切，碳酸鹽化共同存在且蝕變強烈時，金含量有明顯增高趨勢。

3 礦床成因探討

3．1 成礦物理化學條件

播卡金礦床的礦物包裹體有2種，一種為液相包裹體，較普遍；另一種是氣液兩相包裹體，含量相對較少。包裹體大小一般2～7μm，形狀為長條形、橢圓形和不規則狀，多呈零星或線狀分布。其溫度、鹽度和成分分析數據見表1和表2。

由表1和表2中可知，礦床流體包裹體氣相成分以H2O為主，含少量CH4；液相成分以Na＋和Cl－為主，其次為Ca2＋和SO2＋4。流體性質為富含有機質的Na＋－Ca2＋－Cl－－SO2－4型鹽水，鹽度較高，一般w（NaCl）＝13．18%～24．55%，成礦均一溫度為114．5～236．7℃，說明礦床為弱酸性環境下的中－低溫成礦。

包裹體樣品BK01到BK04的采集是從北至南，而成礦溫度數據似乎也有從北到南逐漸變化的趨勢。

表1 播卡金礦床礦物包裹體的均一溫度和鹽度Table 1 Homogenization temperatures of fluid inclusions from Boka Au deposit

表2 播卡金礦床礦物流體包裹體的成分Table 2 Chemical analysis of fluid inclusion of Boka Au deposit

3．2 成礦物源探討

播卡金礦區出露地層主要為第四系及中元古界昆陽群。第四系為坡積物和沖積、洪積砂礫堆積物；上昆陽群：麻地組、小河口組、大營盤組；中昆陽群，青龍山組、黑山組、落雪組、因民組，累計厚度3 798 m；下昆陽群，平頂山組（黨美組）、菜園灣組、望廠組、灑海溝組，累計厚度＞2 745m。與成礦關系密切的地層是主要為因民組和平頂山組，其次為黑山組和落雪組。

從播卡礦區部分巖石的微量元素分析結果（表3）可以看出，礦區地層中w（Au）＝3．1×10－9～78．8×10－9。依據東川幅化探報告，區內昆陽群含金豐度值大于5．5×10－9［2］，較為豐富；輝長巖及閃長斑巖的w（Au）＝41．0×10－9～130．6×10－9，說明該區地層及侵入體是金的主要來源之一。

播卡礦區礦石氫氧同位素分析結果（表4）顯示，δ（D）＝－53．7×10－3～－67．2×10－3，δ（18O）＝3．92×10－3～6．55×10－3，說明成礦流體以地下熱鹵水為主，混合了部分巖漿水。

表3 播卡金礦區部分巖石微量元素分析結果Table 3 Micro－element analysis of some rocks in Boka Au deposit

根據成礦流體的Na＋／K＋和F－／Cl－比值也可以用來判別成礦流體來源［9－10］。播卡金礦的Na＋／K＋＝7．91～9．19，Na＋／Ca2＋＝2．02～3．09，說明成礦液體來源可能為地下循環水和大氣降水；F－／Cl－＝0．07～0．11，比較小，也顯示了地下熱鹵水成礦的特點。

表4 播卡金礦床礦石氫氧同位素分析結果Table 4 H，O isotopic analysis of Boka Au Aeposit

綜上所述，播卡礦區的成礦金屬物源主要來中元古界昆陽群，區內的中－基性巖漿巖也為成礦提供了部分物源。成礦流體以地下熱鹵水為主，混合了部分巖漿水和大氣降水。

3．3 成礦時代

研究資料顯示［11］：播卡金礦的40Ar／39Ar年齡為（59．93±0．21）～（44．34±0．44）Ma，即金的成礦時代為新生代早期。

3．4 成因類型

從含金剪切帶的概念可知［12－15］，含金剪切帶形成應該包括3個基本條件：①含金剪切帶是長期活動的大型構造通道；②主巖（含金建造）早于韌性剪切帶形成或與韌性剪切帶同時形成；③含金剪切帶產于基底巖系中。播卡金礦符合含金剪切帶形成的基本條件。

切割地殼的小江深大斷裂及其次級斷裂是長期活動的斷裂系統，其形成時代是昆陽群沉積后晉寧運動時期，該斷裂至今仍然是一條大型的活動斷裂，是成礦熱液的深大通道；礦區內的昆陽群是成礦元素的主要來源（即含金建造）；小江深大斷裂的次一級斷裂小巖腳—馬家溝—蔣家灣斷裂的性質為脆－韌性剪切帶，該剪切帶控制著礦化帶的展布方向，次一級的斷裂控制著礦體的產出部位，表現為小礦體向多個方向延長，且在多組構造交匯的部位發育囊狀的富礦體。這表明播卡金礦化帶至少受2級構造控制：礦脈／礦化整體分布受區域構造控制（含礦流體沿斷層和剪切帶運移），而金礦脈／金的分布受局部次級構造控制（即物理化學條件有利礦化的地段）。

播卡金礦床的成礦特征分析表明，金礦的形成經歷了3個主要階段：①晉寧運動階段，韌性剪切帶使巖石發生糜棱巖化和強烈片理化，為熱液活動提供了通道，剪切帶內巖石強烈蝕變，在剪切帶中心部位形成強硅化蝕變巖帶；該階段先形成含金磁黃鐵礦，繼而被含金黃鐵礦、白鐵礦所代替，金為分布于硫化物晶格內的不可見金，為金的初步富集階段；②隨后的構造運動階段，剪切作用形成脆性裂隙及各種充填脈（透鏡狀、脈狀石英），并且礦物被壓碎，石英細粒化成糖粒狀，成為金礦物的有利儲集體；該階段熱液作用導致早期含金硫化物分解，金在有利部位富集成為可見金；③喜山運動階段：在脆性變形機制下，大量張性裂隙在剪切帶中形成，前期形成的金礦化產生原位重新活化，形成粒度較粗的金。

因此，播卡金礦的成因類型應屬與脆－韌性剪切帶有關的含金剪切帶型金礦。

4 結論

播卡金礦床產于小江脆－韌性剪切帶中，礦床形態為透鏡狀、脈狀、囊狀等，明顯受構造控制。礦體規模小，數量多；礦石類型主要為構造角礫巖型及石英脈型，礦物組合較為簡單；圍巖蝕變發育，且與礦化關系密切；流體包裹體測試結果顯示，礦床成礦溫度為114．5～236．7℃，屬弱酸性環境下的中－低溫成礦；礦石氧同位素、硫同位素測試結果表明成礦流體以地下熱鹵水為主，混合了部分巖漿水和大氣降水。礦床的成因類型應屬與脆－韌性剪切帶有關的含金剪切帶型金礦。

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