云南蘭坪金頂鉛鋅礦床礦體地質特征及找礦標志

李成厚，劉孜，楊獻珍，胡加昆，龍圣，趙亮，李相材，祝新友，呂曉強

（1.云南金鼎鋅業有限公司，云南 蘭坪 671400；2.北京礦產地質研究院有限責任公司，北京 100012；3.云南冶金資源股份有限公司，昆明 655011）

0 前言

金頂礦床位于云南省蘭坪縣，是中國第二大的鉛鋅礦床，從普查到勘探前后歷經30余年，累計探明Pb+Zn 資源量（333 以 上）1633 萬t（Pb 260 萬t，平均品位1.09%；Zn 1373萬t，平均品位5.72%），同時Tl、Cd、Ag、S、Sr也分別達到大型礦床規模。

自上世紀80年代以來，金頂鉛鋅礦的成因認識經歷了正常沉積、沉積改造、噴流沉積、后生熱液等觀點（施加辛等,1983;白嘉芬等,1985;高廣立,1989;吳淦國和吳習東,1989;趙興元,1989;覃功炯和朱上慶,1991;王京彬等,1991;羅君烈和楊荊舟,1994;王江海和顏文,1998;薛春紀等,2002;付修根等,2006;Leach et al.,2017）。雖然目前沒有獲得過確切的放射性同位素成礦測年結果，但根據礦田構造和礦床地質研究推測金頂鉛鋅礦床形成于始新世—漸新世或更新世（吳淦國和吳習東,1989;Xue et al.,2006,2007;He et al.,2009;王安建等,2009;唐永永等,2013;高炳宇等,2012;Yalikun et al.,2018;Song et al.,2020）。金頂大規模鉛鋅成礦過程經歷了角礫巖侵位-流砂底辟-流體排泄-金屬沉積過程（王安建等,2009），超量鉛鋅硫化物快速集中沉淀所需的H2S多被認為屬于地層匯總硫酸鹽通過多種方式還原提供（Xue et al.,2003,2006,2007;趙興元,1989;胡古月等,2013;Tang et al.,2014）。

金頂礦床主要賦存于砂巖及角礫巖和含灰巖角礫砂巖之中，后兩者中的礦石提供鉛鋅儲量近30%。云南地質三隊（1984）①將這套含礦砂巖歸屬于下白堊統景星組，并劃分為砂巖型礦體，而將含礦角礫巖和含礦含灰巖角礫砂巖歸屬于古新統云龍組，劃分為角礫巖型礦體。隨著礦區角礫巖/礫巖研究的深入，越來越多學者注意到角礫巖與含灰巖角礫砂巖的差異性（Chi et al.,2006,2007;王安建等,2007;張峰等,2010;池國祥等,2011;Song et al.,2020），而不同類型的礦體在找礦方向上存在差異，亟需建立對應的找礦標志，予以實現找礦突破。

因此，本文基于前人研究成果，通過系統的大比例尺地質填圖、鉆孔及坑道編錄等工作，查明金頂鉛鋅礦床各類型礦化特征，進一步劃分礦體類型，建立區域找礦預測標志，以期支撐礦區地質勘查工作。

1 區域地質背景

金頂鉛鋅礦位于西南三江造山帶中段蘭坪-思茅坳陷北部、中生代內陸斷陷盆地邊緣，處在哀牢山-紅河斷裂帶與瀾滄江斷裂帶所夾持的南北向斷裂帶之間（圖1）。瀾滄江斷裂以西為印度板塊，哀牢山-紅河斷裂以東為揚子板塊。蘭坪-思茅盆地演化受控于盆地所處的構造背景，經歷了不同性質的盆地演化，對盆地內礦床的形成起著不同的控制作用。中晚三疊世，受瀾滄江洋盆向東俯沖擠壓，蘭坪-思茅盆地經歷洋盆閉合造山逐漸轉化為（弧后）前陸盆地（牟傳龍等,1999;譚富文和許效松,2001;潘桂棠等,2001），侏羅—白堊紀時期處于陸內造山帶環境接受陸相碎屑沉積。至白堊紀晚期，蘭坪地塊普遍經受了印度次大陸的消減俯沖擠壓。至新生代古近紀時期，印度次大陸與亞洲大陸碰撞使青藏高原東端遭受擠壓、逃逸、走滑，局部形成拉分盆地，但總體遭受擠壓，使蘭坪盆地受到金沙江造山帶與瀾滄江造山帶的雙向擠壓，從而形成對沖推覆構造。在德欽燕門至白濟汛一帶，對沖推覆構造甚至將盆地完全覆蓋，同時將昌都盆地與蘭坪盆地分隔開來，東部的中生代地層大規模向西逆沖推覆，形成眾多的倒轉地層或飛來峰（覃功炯和朱上慶,1991;覃功炯和彭斯震,1994）。

圖1 蘭坪-思茅微扳塊及蘭坪盆地區域地質簡圖（據Xue et al.,2007修改）

蘭坪-思茅盆地中北部由侏羅系、白堊系及第三系紅層沉積構成，東、西兩側礦床分帶存在差異。瀾滄江斷裂以西，沿碧羅雪山巖漿弧發育中三疊世玄武巖（細碧巖）和流紋巖組合，產有民樂（朱維光等,2011）、文玉（宋俊龍等,2018）等銅礦床，具有銅-鐵礦床的找礦前景，與東川-大紅山一帶的東川群火山巖類似；東側隨著中生代金沙江洋盆向西俯沖，形成黑礦型鉛鋅多金屬礦床，另有研究認為這些礦床均與盆地鹵水作用有關，礦體受硅鈣面、斷裂的控制，直接產于三合洞組（T3s）碳酸鹽巖中，屬于密西西比河谷型（MVT）鉛鋅礦（楊東華等,2016）。蘭坪-思茅盆地中的礦化和礦床以鉛鋅礦、銅礦為主，見少量天青石礦、石膏礦等，除沉積的石膏外，主要與區域盆地鹵水活動有關（Wang et al.,2014;Leach et al.,2017），含礦地層較多，包括三疊系、侏羅系和第三系。

2 礦床地質概況

礦區處于沘江大斷裂西側，整體由逆沖推覆構造和穹窿構造構成（圖2）。穹窿上部及翼部為倒轉的“外來系統”中生代地層，由老至新依次為上三疊統三合洞組（T3s）灰巖夾白云巖和麥初箐組（T3m）粉砂-細砂巖，中侏羅統花開左組（J2h）粉砂-泥巖和上侏羅統壩注路組（J3b）粉砂-泥巖（圖2）。穹窿下部及核部為正常層序的“原地系統”中-新生代地層，由下而上依次為上白堊統南新組（K2n）（具沉積韻律）砂礫巖、虎頭寺組（K2h）含長石石英砂巖、古新統勐野井組（E1m）（基于野外地質調查，并參照最新區域地層劃分方案，將原劃景星組石英砂巖、云龍組含膏鹽含角礫砂巖、果郎組泥質粉砂巖夾細砂巖歸并入勐野井組，相關研究認識已另形成文章重點論述），以及上新統三營組（N2s）中細粒砂巖夾礫巖、泥巖及褐煤。外來系統累計最大厚度大于900 m，但由于其內部發育的次級水平推覆斷層組常使地層呈楔狀尖滅，故一般厚300～500 m。

金頂逆沖推覆構造是蘭坪盆地古新世云龍期以后區域大型推覆構造的組成部分，在礦區表現為以F2或F8逆沖推覆構造為主及與之相平行的其他逆沖推覆斷層。其中外來系統與原地系統地層產狀大致吻合，交角較小，之間為水平推覆構造主斷層（F8）所分隔。礦區內近南北向、北東向斷裂構造發育，縱橫交錯呈棋盤格子狀特征，具有多期多階段活動特征，控制著地層、礦體的形成與保存。金頂穹隆構造整體呈北北東向延伸，長約4 km，寬約2.5 km，穹隆形態復雜，頂部地層總體較平緩，西翼、北翼向深部延伸具有變陡的趨勢，東翼北東段向深部延伸，南東段由于次級向斜的存在發生揚起的變化。

礦區內的圍巖蝕變，常見有重結晶作用、黃（白）鐵礦化、重晶石-天青石化、白云石化、方解石化、赤鐵礦化、石膏化以及褪色作用等。圍巖蝕變作用主要見于上含礦帶勐野井組中段石英砂巖建造（E1m2）以及下含礦帶勐野井組下段灰質角礫巖建造（E1m1）中。

3 礦體類型及特征

3.1 主要礦段礦體特征

礦區主要工業礦體均發育在古新統勐野井組（E1m）中，分布范圍不到10 km2，鉛、鋅、鍶、鉈、鐵、銀礦化度極高。已圈定和探明的鉛鋅礦體為數眾多，環繞整個金頂構造穹隆分布（圖2）。礦體在金頂穹窿構造的北翼、西翼保存較為完整，在穹窿的東翼、南翼極為零散。其中主要礦體30條，特大和大型礦體5條，分別是北廠I1、II2、VII1礦體，架崖山X1、XI1礦體，其所占有儲量與經濟價值極高；其它礦體規模相對較小或偏小，特征大致相同。主要礦體多呈層狀、似層狀產出。礦石中金屬礦物主要有閃鋅礦、方鉛礦、黃鐵礦、白鐵礦，非金屬礦物為天青石、重晶石，脈石礦物有方解石、石英等。

圖2 蘭坪金項鉛鋅礦區地質圖

北廠-架崖山礦段以斷裂F27為界，北廠礦段礦體呈北西-南東走向分布，總體傾向北東，起于F27向西止于F4，長約1255 m。架崖山礦段的礦體呈北北東或近南北走向展布，總體傾向東，起于南端F20向北止于F27，長約510 m。位于穹窿的西翼及北翼，集中分布在F4斷裂與F17斷裂之間，鉛鋅礦體主要賦存在含角礫細砂巖中，表現出連續、穩定、延深大等特點，多呈層狀、似層狀、透鏡狀產出，產狀東緩西陡，最大延深可推至1850 m標高線以下，出露的最大寬度可至百余米。在穹窿的北東翼及東翼，以F17斷裂以東—架崖山礦段為主，鉛鋅礦體主要賦存在灰質角礫巖中，表現出變化大、不連續、不穩定等特點，整體沿角礫巖帶呈北東向展布，傾角較陡，地表至深部的地質特征相似。在穹隆的東翼，位于架崖山礦段出現石膏礦體的地段，鉛鋅礦化顯示出變弱的跡象。另外，I1號礦體依據容礦石英砂巖成因的不同解體為西段Ia與東段Ib礦體（圖3）。

圖3 北廠-跑馬坪縱剖面圖

跑馬坪礦段鉛鋅礦分布標高為2030～2450 m，主要集中在2100～2300 m之間。主要賦礦圍巖為角礫巖，以勐野井組中段（E1m2c）層位發育最好，巖性以灰巖角礫巖為主，局部夾少量灰巖巖塊及厚薄不一的細砂巖。鉛鋅礦體沿層分布，并有一定的分層性，表現為在礦化富厚中心，礦化連續，上下礦體疊置等特征，最厚達123.1 m；以及自富厚中心向外，特別是沿著走向方向，礦化減弱明顯，礦體變薄分叉、尖滅迅速。另外，鉛鋅礦體共生硫鐵礦體、鍶礦體、石膏礦體，均埋深在地表以下100～500 m，以及分布在勐野井組中段（E1m2c）層位，其中硫鐵礦體產出于鉛鋅礦體附近。

峰子山礦段礦體位于F4斷裂以西，總體向西傾斜，表現出上部平緩、下部陡傾的特征，平均傾角約50°。鉛鋅礦體賦存于勐野井組（原劃景星組）砂巖中，大體上受層位控制，可能為北廠西側礦體向西的延伸部分。礦體總體穩定，南部較北部穩定，并往深部穩定延伸，控制深度一般<400 m。鉛鋅品位較低，一般為2%～4%；北部礦體較南部礦體富，以鉛礦為主，且Zn/Pb比值同樣呈現北部高、南部低的特征。

3.2 礦體類型及特征

依據賦礦圍巖巖性及成因差異，將礦體劃分成兩類，即砂巖型礦體和角礫巖型礦體（表1）。其中砂巖型礦體占鉛鋅總量的63.2%，角礫巖型礦體占36.8%，前者相對富鉛貧鋅，后者相對富鋅貧鉛。

表1 金頂鉛鋅礦床礦體類型特征

3.2.1 賦礦圍巖特征

砂巖型礦體以北廠Ia、II、III、IV（圖4a），蜂子山XIV號礦組為代表。容礦巖石以石英砂巖、層狀（砂基）角礫巖為主（圖5a,b,d,e），巖石碎屑成分主要為石英，少量長石，屬沉積作用的產物。層狀角礫巖中含大量瀝青灰巖角礫為特征，角礫大多定向排列，可拼貼，屬沉積成巖期后蒸發巖溶解、灰巖坍塌的結果。膠結物主要為碳酸鹽巖（鈣質、方解石），少量粘土質?？紫栋l育，滲透率高。礦石結構以膠結、細粒它形結構為主，并發育浸染狀、斑點狀構造，以及少量層紋條帶狀構造、脈狀構造。褪色蝕變在砂巖型礦體內普遍存在，即賦（含）礦地層的原巖絕大部分呈紫紅色，受流體交代褪色蝕變作用后呈淺色（灰色、灰綠色）。

角礫巖型礦體以北廠Ib、VI、VII、架崖山X、XI（圖4b）號礦組為代表。容礦巖石以灰質角礫巖（圖5c,f～l）、液化砂巖為主?；屹|角礫巖中角礫成份主要為含瀝青灰巖，少量泥巖、粉砂巖，分選性、磨圓度均較差，大小不一，相差懸殊，角礫中通常沒有礦化。膠結物主要為砂基和礦基，礦化普遍；晶粒結構、膠狀同心環結構、交代結構為主，少量鮞粒、球粒、草莓結構，脈狀、角礫狀、塊狀構造為主，少量結核狀、條帶狀、浸染狀和放射狀等構造。液化砂巖為Ib礦體的主要容礦巖石，巖石中不見沉積層理，基本全巖礦化。巖石中幾乎不含灰巖角礫，碎屑顆粒（以硅質碎屑為主）懸浮在方解石膠結物中（Leach et al.,2017），為非正常沉積成因（王安建等,2009;高蘭等,2008）。

圖4 北廠砂巖型礦體（P12勘探線）（a）；架崖山角礫巖型礦體（P29勘探線）（b）

圖5 金頂鉛鋅礦床典型礦石類型特征

3.2.2 橫向斷裂控礦特征

賦礦圍巖中發育大量橫向斷裂，即一系列與巖層走向近直交的陡立斷裂，表現為與古新統勐野井組（E1m）大角度相交，集中分布在P7～P17線之間，構成一組密集相間平行排列的斷裂帶。位于II號礦體附近（圖6a,b），橫向斷裂走向均在340°左右，產狀較陡，傾角70°～80°；斷裂帶寬0.5～5 m，帶內方鉛礦、閃鋅礦、黃鐵礦化明顯；斷裂帶通過處，巖石褪色明顯，形成淺色層，具有愈靠近斷裂帶礦化程度愈強的趨勢。VII號礦體為角礫巖型礦體的代表，以P22線為中心，集中分布在P20～P24線之間（圖6a），其長軸呈北東向展布，整體呈“非”字型產出，明顯受到北西向橫向斷裂的控制作用。據此，橫向斷裂為礦區內重要的導礦斷裂，為含礦熱液的運移通道，控制了礦體的產出。

圖6 北廠I、II、VII號礦體及橫向斷裂2600 m標高平面分布圖（a）；II號礦體內產出的橫向斷裂（b）

3.2.3 礦化階段劃分

依據礦石礦物的組構特征將金頂礦床方鉛礦、閃鋅礦的成礦過程劃分為早、晚兩個階段：（1）早礦化階段主要包括產在砂巖型礦石中的微細粒浸染狀礦化和產在角礫巖型礦石中的塊狀礦化，典型礦物組合為閃鋅礦+方鉛礦+黃鐵礦。（2）晚礦化階段主要包括產在角礫巖型礦石中的粗結晶的大脈狀或團塊狀方鉛礦和膠狀閃鋅礦、黃鐵礦等，典型礦物組合為方鉛礦+閃鋅礦+黃鐵礦（少）+方解石+重晶石，其中膠狀黃鐵礦微量元素最大的特點是富集Zn、Pb、Mn等元素（黃世強,2019）。常見晚階段方鉛礦-方解石脈穿切早階段塊狀或浸染狀Zn礦石（畢獻武等,2019），膠狀閃鋅礦、黃鐵礦內部包含微細粒黃鐵礦、閃鋅礦，黃鐵礦顆粒內部存在大量顯微裂隙，且常充填大量方鉛礦和閃鋅礦等硫化物（劉俊來等,2009）。

4 找礦標志

根據灰質角礫巖、液化砂巖巖石學特征，結合其在礦區內呈不規則、透鏡狀角礫巖帶空間分布的特點，以及角礫巖帶內大角礫的差異性、特殊性分布規律，初步判斷其應屬厚層蒸發巖溶解導致上部層位坍塌的結果。根據層狀角礫巖產于砂巖層間、成分近砂源及層狀構造等特征，初步認為其應屬薄層蒸發巖溶解坍塌的結果（基于野外地質調查認識，已另形成文章重點論述）。另外，砂巖型與角礫巖型礦石組構特征在早礦化階段具有一致性，指示二者屬同一時期、同一盆地鹵水在不同建造單元中聚集、沉淀成礦的結果。

依據礦體產出空間位置判斷，砂巖型礦體礦化程度與褪色蝕變強度正相關，角礫巖型礦體與坍塌角礫巖帶關系密切，而且耦合橫向斷裂區間為形成厚大礦體的有利地段。綜上所述，可以將坍塌角礫巖、褪色蝕變、橫向斷裂作為區域找礦預測標志。

（1）坍塌角礫巖：金頂角礫巖為蒸發巖溶解形成的坍塌角礫巖，角礫巖帶控制著角礫巖型鉛鋅礦體的形成與產出，可以作為尋找角礫型礦體的重要標志。規模大的角礫巖塊在鉛鋅成礦過程中除了為鉛鋅成礦流體的沉淀提供隔擋層和還原劑的作用，如北廠VII號礦體大多分布于角礫巖塊下部，更多的是使礦體出現孤立存在的無礦天窗或夾石，使礦體結構顯得復雜。另外，裂隙發育程度、灰巖巖塊的大小和多少，還會影響礦石的品位。在金頂礦區，角礫巖型礦體屬于坍塌角礫巖帶的一部分。

（2）褪色蝕變：褪色蝕變制約砂巖型礦體的規模與成礦潛力，是砂巖型礦體的重要找礦標志。褪色蝕變在透水性高的紫紅色碎屑巖中表現明顯，褪色巖石呈現灰白色，且巖石滲透性越好，褪色蝕變越強，相應的礦化越好。而在鹵水交代的邊緣地帶，則形成淺紫交互帶，鉛鋅礦化相對較弱。泥質巖石由于低滲透率，未發生大規模顯著褪色蝕變，僅在接觸帶附近形成幾十厘米寬的綠灰色褪色帶，接觸面呈彎曲不平的綠紫交互帶。因此，褪色蝕變帶即為廣義上的礦化帶，砂巖型礦體即為褪色帶的一部分。

（3）橫向斷裂：橫向斷裂帶控制著鉛鋅礦體的產出，以分布于北廠礦段的II、III、VII號鉛鋅礦體為代表，是尋找砂巖型與角礫型礦體的重要標志。橫向斷裂帶內細脈狀閃鋅礦、方鉛礦、黃鐵礦發育，褐鐵礦化發育，兩側巖石主要為中厚層狀砂基灰質角礫巖、含角礫石英砂巖、細砂巖與灰質角礫巖，巖石內礦化樣式差異性顯著。砂基灰質角礫巖中金屬礦化閃鋅礦、方鉛礦、黃鐵礦等均賦存于砂基、膠結物內，大多與方解石共生，灰質角礫中難以見到金屬硫化物。含礦細砂巖中Pb、Zn礦化體現出重結晶、液化作用控礦特點，可見紋層狀硫化物（黃鐵礦、方鉛礦、閃鋅礦），礦化相對較強，紋層中石英顆粒增大且礦化強烈。

5 結論

（1）金頂鉛鋅礦床礦體可以劃分成砂巖型礦體和角礫巖型礦體，二者屬同一時期、同一盆地鹵水在不同建造單元中聚集、沉淀成礦的結果，具體表現為勐野井組含礦砂巖、層狀含礦含角礫砂巖歸類為砂巖型礦體，而含礦坍塌角礫巖、液化砂巖歸類為角礫巖型礦體。

（2）砂巖型礦體集中分布在北廠礦段F4與F17斷裂之間、峰子山礦段F4斷裂以西一帶，主要表現出連續、穩定、延深大等特點。角礫巖型礦體主要分布在北廠礦段F17斷裂以東—架崖山礦段一帶，整體沿角礫巖帶北東向展布，表現出變化大，不連續、不穩定等特點。

（3）坍塌角礫巖、褪色蝕變、橫向斷裂為金頂地區尋找角礫巖型、砂巖型鉛鋅礦體的重要標志，尤其是褪色蝕變耦合橫向斷裂區間為形成厚大砂巖型礦體的有利地段。

注 釋

①云南省地質礦產局第三地質大隊.1984.云南省蘭坪縣金頂鉛鋅礦詳細勘探地質報告[R].