四川會理天寶山鉛鋅礦床礦石顯微特征及成礦期次研究

吳小艷，毛曉冬，廖　娟，徐長昊，李良波成都理工大學地球科學學院，四川成都610059

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四川會理天寶山鉛鋅礦床礦石顯微特征及成礦期次研究

吳小艷，毛曉冬，廖娟，徐長昊，李良波
成都理工大學地球科學學院，四川成都610059

天寶山鉛鋅礦是我國川滇黔低溫成礦域內大型鉛鋅礦床之一.礦床主要由天寶山和新山2個礦段組成，礦床主要礦石礦物為閃鋅礦、方鉛礦及少量黃鐵礦、黃銅礦.在野外觀測的基礎上，對采集的巖礦石標本及對應的光片進行了系統的鑒定和研究.根據礦物組合特征和礦物相互之間的穿插關系，確定了它們形成的先后順序，進而劃分出3個成礦期和5個成礦階段.

鉛鋅礦床；礦石組構；成礦期次；會理天寶山；四川省

天寶山鉛鋅礦大地構造位置在揚子板塊西緣康滇地軸東緣的攀西裂谷中，受安寧河斷裂帶控制明顯［1］.礦床具有以下地質特征：區域地層分布廣泛，從元古宇到新生界均有出露，上震旦統燈影組白云巖為主要的賦礦地層；礦體產狀有明顯的層控性，礦體主要呈層狀、似層狀及透鏡狀產出于斷裂、滑脫構造以及褶皺轉折端［2］；圍巖蝕變主要為硅化及碳酸鹽化；礦石礦物以方鉛礦、閃鋅礦為主.本研究通過礦石光片鏡下分析，準確掌握了礦物組合、礦石結構構造以及圍巖蝕變類型，為確定礦床類型及進一步探討礦床成因提供了理論依據.

1　礦區地質概況

1.1地層

天寶山鉛鋅礦礦區地層出露簡單，由老至新發育有古元古界前震旦系會理群天寶山組（Pt1t）碎屑巖、上震旦統燈影組（Z2d）白云巖、中寒武統西王廟組（2x）砂巖、上三疊統白果灣組（T3bg）砂巖、泥巖互層及第四系（Q）殘坡積層.礦區內震旦統燈影組地層分布廣泛，燈影組巖性主要為白云巖，出露面積占礦區的70%左右，該地層為本礦區主要含礦層，礦體陡立切層產出.

1.2構造

天寶山鉛鋅礦構造比較復雜.礦區位于攀西裂谷，礦區內的構造線以近南北向為主［4］，礦區處于安寧河斷裂帶中.安寧河斷裂“南北成條、條斷成塊”的作用，將礦區分割成塊狀和網格狀.

圖1　天寶山鉛鋅礦床地質簡圖Fig.1　Geological map of the Tianbaoshan Pb-Zn deposit

益門斷裂（F1）是安寧河斷裂帶中的骨干斷裂，形成于晉寧期，走向北北西，切割天寶山向斜，同時控制了上三疊統白果灣組和輝綠巖體的分布［4］，并派生出其他斷層.F2為張扭性隱伏斷裂，走向東西，傾角大于80°，是礦區內典型的容礦構造，它控制了天寶山和新山礦體的分布［5］.F3斷裂走向北西，斷層切過天寶山礦段，將Ⅱ號礦體分為東西兩段（圖1），礦體的水平錯距為50～110 m，是天寶山礦段主要的破礦斷裂.根據斷裂及礦體間的時間和空間關系，認為F1、F2為成礦前斷裂，F3為成礦后斷裂.

礦區內主要褶皺為北東向，其中天寶山向斜和小塘梁子向斜規模較大.除此外，礦區內還發育南溝箐背斜，沙溝向、背斜，新山溝向、背斜等短軸傾伏褶皺，這些褶皺規模較小，軸長200～800 m，寬100～300 m［6］.

2　礦床地質特征

天寶山鉛鋅礦床由天寶山礦段及新山礦段組成［7］，天寶山礦段被輝綠巖墻分割為Ⅰ、Ⅱ號礦體，如今Ⅰ號礦體已被開采完，Ⅱ號礦體為主礦體，該礦體占礦區金屬儲量的78%.Ⅱ號礦體位于輝綠巖墻的西部，礦體走向近東西向，長約280 m，厚度巨大，且自東向西厚度逐漸變小，最后分叉消失.礦體垂直延深大于370 m，上部礦體較厚，往下部逐漸變薄，該礦體陡傾，傾角約75～80°，邊緣呈鋸齒狀，該礦體被F3及F7錯開（圖1），形成北西、南東方向的兩個礦塊.

新山礦體位于新山溝背斜旁，是一個規模中等的脈狀礦體.礦體被北北西向的F203斷層分割為東西兩段（圖1），東段長約180 m，西段長約270 m.礦體最大延深約320 m，傾角80～85°.

本礦區近礦圍巖蝕變為一套中—低溫熱液蝕變，蝕變強度低，規模較小，主要為硅化、白云石化，其次有黃鐵礦化、絹云母化等.

3　礦石礦相學特征

通過對光片觀察鑒定，礦物成分較復雜，礦石礦物較多，主要為一套中低溫熱液成因的礦物組合，金屬礦物有10多種，原生金屬硫化物包括方鉛礦、閃鋅礦、黃鐵礦、黃銅礦及少量毒砂、銀黝銅礦等；次生氧化礦物包括菱鐵礦、白鉛礦、褐鐵礦、藍銅礦等；脈石礦物主要有白云石、方解石、石英、絹云母.

3.1主要金屬硫化物鏡下特征

閃鋅礦主要形成于熱液改造期，是該礦床最主要的金屬礦物，含量較高，呈棕色、深棕色，具有自形—半自形粒狀結構，粒徑在0.03～4 mm，變化范圍較大.閃鋅礦呈網脈狀或團塊狀充填于脈石礦物間，常與方鉛礦、黃銅礦共生.鏡下可見閃鋅礦呈葉片狀分布在黃銅礦中（圖2e）.有的閃鋅礦包裹少量黃鐵礦，有的呈交代殘余結構交代黃鐵礦，故閃鋅礦的形成應晚于早期黃鐵礦而早于晚期黃鐵礦.方鉛礦含量僅次于閃鋅礦，呈鉛灰色，反射光下呈淺白色，呈半自形—他形晶，粒徑0.01～0.5 mm，晶體中可見較多擦痕及黑色三角孔，其常與閃鋅礦伴生，鏡下可見方鉛礦呈細脈狀（圖2g）或浸染狀交代閃鋅礦，邊緣呈港灣狀（圖2b），方鉛礦交代或包裹閃鋅礦（圖2d），故其形成應該晚于閃鋅礦.另外可見菱形或矛頭狀毒砂分布在閃鋅礦中（圖2c）.

黃鐵礦在圍巖及礦石中均比較常見，其產出遍及整個礦床且貫穿整個成礦過程，在鏡下呈黃亮白色，圍巖中常為自形—半自形晶.早期黃鐵礦晶型較好，大多為自形晶，晶型常呈立方體（圖2h），粒徑約0.5～1 mm，常被閃鋅礦、方鉛礦交代，呈交代殘余結構（圖2d）.晚期黃鐵礦常與閃鋅礦、方鉛礦等共生，大多呈半自形或他形晶.

黃銅礦是礦石中主要的銅礦物，分布較稀疏，富集程度不高，含量相對較少.黃銅礦呈銅黃色，有金屬光澤，反射色為亮黃色.常呈半自形及他形粒狀結構，粒度在0.01～0.02 mm間，鏡下黃銅礦主要呈乳滴狀分布于閃鋅礦中（圖2f），形成兩者的固溶體分離產物.

3.2礦石組構特征

由于礦區位于破碎帶中，礦石的構造主要為充填構造，包括浸染狀構造、脈狀構造、塊狀和致密塊狀構造、角礫狀構造和斑狀構造.

礦石結構包括結晶結構、交代結構、固溶體分離結構、揉皺結構和碎裂結構.結晶結構為最常見的礦石結構，由于結晶形態不同又可分為自形—半自形粒狀結構和半自形—他形粒狀結構.另外交代殘余結構也比較普遍，表現為方鉛礦交代閃鋅礦，閃鋅礦交代黃鐵礦.而揉皺碎裂結構是受應力作用形成（圖2a），常出現在斷層破碎帶.

不難看出，天寶山鉛鋅礦既有沉積礦床礦石組構的特征，又有熱液改造礦床礦石組構的特征，有部分礦石既有沉積成巖標志，又有熱液改造活動特征，足以說明該礦床沉積成巖作用和熱液成礦作用間的密切關系.

4　成礦期次研究

天寶山鉛鋅礦嚴格受地層控制，礦體主要賦存于震旦系燈影組碳酸鹽巖中.根據礦石礦物的共生組合、自形程度、礦石類型、組構特征及礦物空間關系，確定了礦物的生成順序，并將該礦床劃分為3個成礦期［8］，依次為沉積成巖期、熱液成礦期和表生期（表1）.

1）沉積成巖期：天寶山鉛鋅礦位于揚子地臺西南緣，物源豐富，為鉛鋅的富集提供了物質基礎，形成初始礦源層.初始礦源層形成以白云石、方解石及金屬硫化物的沉積為主，伴隨交代作用.通過鏡下觀察，發現該時期礦物的組合簡單，多為黃鐵礦，早期的黃鐵礦晶形較好，被其他礦物交代形成交代殘余結構.另外該時期的碳酸鹽物質，主要為白云石和方解石，有明顯的成層性及條帶性，為沉積成巖作用的特征.該階段形成的黃鐵礦不僅在礦區出現，在距離礦區較遠的地方也有出現.

2）熱液成礦期：成礦熱液從下往上移動的過程中，成礦物質往往以細脈狀和浸染狀產出于裂隙和角礫膠結物中［9］.因此本時期是礦化的主要時期，形成了較多硫化物，如閃鋅礦、方鉛礦、黃銅礦.在熱液成礦期，礦石有明顯的交代特征.在宏觀上，礦石具有浸染狀、脈狀構造；在微觀上，礦物有細脈狀結構、殘余結構、骸晶結構等交代結構，還有黃銅礦呈乳濁狀分布于閃鋅礦中的固溶體分離結構等；半自形為主的黃鐵礦以及黃銅礦充填在早期形成的閃鋅礦空隙中.另外，該時期的礦石組合類型比較復雜，有方鉛礦、閃鋅礦、毒砂、黃銅礦、深紅銀礦等典型的中—低溫熱液礦物類型組合出現.該時期的礦化有明顯的層控性和受構造控制的特征，鏡下可見石英脈及一些礦物金屬脈沿著礦物之間的裂隙貫入，說明該階段成礦過程為成礦熱液運移到礦區的構造裂隙、巖石節理、溶蝕孔洞等有空隙位置后，發生沉淀進而成礦，具有熱液成礦作用的特征.除此以外，礦區圍巖蝕變主要為硅化、碳酸鹽化、絹云母化，也是中低溫熱液成礦作用的表現.

根據野外觀測及光片鑒定，礦區有3種不同形態的閃鋅礦［10］.第一種為塊狀、角礫狀和浸染狀構造的礦石，礦物為深褐色至褐黑色，呈自形—半自形粒狀結構，粒徑為0.03～0.05 mm；第二種閃鋅礦呈脈狀穿插于第一種閃鋅礦里，顏色為棕褐色，自形程度相對降低，粒徑變大，在0.03～0.1 mm間；第三種閃鋅礦呈細脈狀穿插于第一種及第二種閃鋅礦中，自形程度差，顏色為淺棕褐色，粒徑更大，在0.03～4.0 mm間.這3種閃鋅礦的顏色變淺、自形程度變低、粒度變大，說明3種閃鋅礦并不是同時形成的，而是經歷了不同階段的成礦作用.根據礦物標型特征：淺色、粒度大、自形程度差的閃鋅礦形成的溫度較低.根據礦物相互之間的穿插關系，將熱液成礦期劃分為黃鐵礦-閃鋅礦-石英、閃鋅礦-方鉛礦以及閃鋅礦-石英-方解石3個成礦階段（表1）.

圖2　顯微鏡下礦石光片特征Fig.2　Characteristics of ores under microscope（polished section）

3）表生氧化期：在成礦以后，一部分原生的金屬硫化物礦石會在淺地表條件下被氧化生成次生礦物，形成氧化礦石.顯微觀察主要表現為黃銅礦受到氧化出現錆色.本礦床在該期主要形成菱鐵礦、白鉛礦、褐鐵礦、異極礦、藍銅礦等次生氧化礦物.

5　結論

天寶山鉛鋅礦主要金屬礦物為閃鋅礦、方鉛礦、黃鐵礦、黃銅礦和少量毒砂以及一些次生氧化礦物，如菱鐵礦、白鉛礦、褐鐵礦、異極礦等.礦石的結構有結晶結構、交代殘余結構、固溶體分離結構、揉皺結構和碎裂結構.礦石的構造主要為充填構造，包括浸染狀構造、脈狀構造、塊狀和致密塊狀構造、角礫狀構造、斑狀構造等.

天寶山鉛鋅礦主要賦存于震旦統燈影組白云巖中，該礦床受地層控制，有明顯的層控性，屬于沉積型礦床，另外構造裂隙控礦性也較明顯.通過對手標本的觀察及光片的鑒定分析，將該礦床的成礦作用分為3個期次，即沉積成巖期、熱液成礦期及表生氧化期，其中熱液成礦期為主要的成礦期，其可分為3個成礦階段：黃鐵礦-閃鋅礦-石英、閃鋅礦-方鉛礦以及閃鋅礦-石英-方解石成礦階段.

表1　天寶山礦物生成順序表

［1］成會章.四川會理天寶山鉛鋅礦斷裂構造研究及找礦實踐［J］.礦產與地質，2013，27（4）：298—301.

［2］李建忠，胡琴霞，余金元，等.四川省攀西裂谷成礦帶成礦地質特征及找礦方向［J］.中國礦業，2013，22（5）：69—72.

［3］黃小雨，鐘康惠，陳燃.四川會理天寶山鉛鋅礦床地質特征［J］.地球，2013（2）：71—72.

［4］劉文周，徐新煌.論川滇黔鉛鋅成礦帶礦床與構造的關系［J］.成都理工學院學報，1996，23（1）：71—77.

［5］馮鏡權，李勇，劉文周.會理天寶山鉛鋅礦礦床地質特征及控礦條件淺析［J］.四川地質學報，2009，29（4）：426—431.

［6］胡麗，馬成龍，孫志強.四川某鉛鋅礦構造特征及構造控礦作用分析［J］.內蒙古石油化工，2010，36（18）：74—76.

［7］張裴培.四川會理天寶山鉛鋅礦成礦過程分析［J］.云南地質，2006，25（4）：428—429.

［8］陳正.論礦物的共生順序和共生組合［J］.中國地質科學院礦床地質研究所所刊，1990：57—72.

［9］杜理科，王志勵.浙江省天臺縣銀坑鉛鋅銀多金屬礦床巖礦石顯微組構特征及成礦期次研究［J］.地球，2014（5）：78—79.

［10］涂首業.四川會理天寶山鉛鋅礦礦相學特征及意義［D］.成都：成都理工大學，2014.

Microscopic characteristics of ore and metallogenic period of the Tianbaoshan Pb-Zn deposit in Sichuan Province

WU Xiao-yan,MAO Xiao-dong,LIAO Juan,XU Chang-hao，LI Liang-bo
College of Earth Sciences,Chengdu University of Technology,Chengdu 610059,China

The Tianbaoshan deposit,composed of two ore blocks,i.e.Tianbaoshan and Xinshan,is one of the largest Pb-Zn deposits in the Yunnan-Guizhou-Sichuan epithermal metallogenic province.The ore minerals are mainly sphalerite and galena,with minor pyrite and chalcopyrite.Based on field observation,the authors identify and study the rock and mineral samples and polished sections.According to the assemblage and interrelations of minerals,the forming sequence is determined.The Tianbaoshan Pb-Zn deposit is then divided into 3 metallogenic periods with 5 mineralization stages.

Pb-Zn deposit;ore fabric;metallogenic period and stage;Tianbaoshan;Sichuan Province

1671-1947（2016）02-0154-05

P618.42；P618.43

A

2015-05-07；

2015-06-18.編輯：李蘭英.

吳小艷（1990—），女，在讀碩士研究生，從事礦物學、巖石學、礦床學研究，通信地址四川省成都市成華區二仙橋東三路，E-mail// 79480970@qq.com

毛曉冬（1962—），男，教授，主要從事礦產普查與勘探、礦物學巖石學礦床學研究，E-mail//mxd@cdut.edu.cn