云南蘭坪金頂鉛鋅礦床構造特征與演化分析

李成厚，呂曉強，祝新友，胡加昆，蔣斌斌，劉孜，李相材

（1.云南金鼎鋅業有限公司，云南 怒江 671401；2.中色紫金地質勘查（北京）有限責任公司，北京 100012；3.云南冶金資源股份有限公司，云南 昆明 650216；4.北京礦產地質研究院有限責任公司，北京 100012）

0 引言

滇西北蘭坪金頂超大型鉛鋅礦床是我國規模第二大的鉛鋅礦床，位于著名的三江成礦帶南段蘭坪盆地內，是一產于陸相沉積巖建造與盆地流體作用有關的礦床（朱上慶等，2000；薛春紀等，2002）。金頂鉛鋅礦床的構造作用與成礦關系密切（吳淦國和吳習東，1989；侯增謙等，2008），國內外眾多地質學者在構造地質特征、形成與演化等方面開展了眾多的研究工作，取得一系列顯著進展（吳淦國和吳習東，1989；王安建等，2009；薛春紀等，2017；畢獻武等，2019）。但中新生代以來，青藏高原東緣地質演化過程十分復雜，前人的成果與認識存在明顯的爭議，主要體現在3個方面：其一，蘭坪-云龍盆地內分布的眾多中生代“外來系統”是否為區域大型逆沖推覆事件中形成的推覆體（何龍清等，2004；侯增謙等，2006）；其二，金頂穹隆的成因屬至少兩期褶皺作用形成的橫跨式構造穹隆（燕守勛等，1994），還是具有熱隆升性質，與深部隱伏巖體上涌有關（薛春紀等，2002），或與鹽丘底劈作用有關；其三是對礦區大型逆沖推覆作用的主推覆面是F2還是F8斷裂的認定，及F2斷裂兩側地層的歸屬（何龍清等，2004；侯增謙等，2006；Leach et al.,2017；Song et al.,2020）。

近年來隨著礦山的大規模露天開采，越來越多的地質現象被揭露，許多過去認識不清、爭議很大的問題得以進一步研究，為系統厘定礦區構造格架提供了新的契機。本文是在近年來礦區系統開展補充勘探、資源潛力評價工作的基礎上，以成礦地質背景研究新進展、礦區大比例尺地質修測為基礎，探討構造地質特征與演化過程，建立礦區構造格架，以期有效地服務指導礦山勘查生產及深化區域成礦規律認識。

1 區域成礦地質背景

金頂鉛鋅礦床位于三江褶皺帶南段構造域蘭坪前陸盆地內部（鄧軍等，2016；Song et al.,2020）。蘭坪盆地北起維西，南達景東，盆地東側以維西-喬后斷裂與金沙江-哀牢山造山帶相鄰，西側以瀾滄江斷裂為界（畢獻武等，2019）。蘭坪盆地的構造演化總體可以概括為晚三疊世—早侏羅世陸內裂谷盆地、中侏羅世—晚白堊世陸內坳陷盆地、古新世—始新世前陸盆地、晚漸新世以來走滑拉分盆地（侯增謙等，2006）。礦區內出露地層主要為上三疊統三合洞組（T3s）、麥初箐組（T3m），中侏羅統花開佐組（J2h），統稱為“外來系統”；下白堊統南新組（K1n）、虎頭寺組（K1h）及古新統勐野井組（E1m），統稱為“原地系統”。

從早奧陶世到晚漸新世以來，三江地區經歷了多旋回構造演化，蘭坪盆地遭受多期構造影響（鄧軍等，2016）。東側金沙江-哀牢山斷裂帶、西側瀾滄江斷裂帶和盆地中央的蘭坪-思茅斷裂（王安建等，2009），這3條斷裂和與之相配套的次級斷裂構成了盆地的基本斷裂系統。逆沖推覆構造是蘭坪-思茅褶皺帶最主要的構造型式，其形成源于印度-亞洲大陸的強烈碰撞和隨后的大陸斜向俯沖（侯增謙等，2008）。蘭坪盆地內發育兩個逆沖推覆構造系統，界線大致是蘭坪-云龍一線（何龍清等，2004）。蘭坪盆地周邊印支期巖漿強烈活動，燕山期、喜馬拉雅期巖漿活動相對較弱。中三疊世在盆地邊緣瀾滄江西和老君山地區形成了大面積分布的流紋巖-細碧角斑巖建造。燕山期僅在瀾滄江西側有少量白堊紀花崗巖巖株沿斷裂分布。新生代伴隨著大規模走滑斷裂系統的發育，于盆地東側沿巴塘、麗江、紅河一帶產出富堿侵入體，主要巖性包括富鉀的花崗斑巖、正長巖、粗面巖等，成巖年齡集中在41～27 Ma之間（侯增謙等，2006）。蘭坪盆地是我國重要的Pb、Zn、Ag多金屬礦成礦區，目前已發現礦種達20余種（畢獻武等，2019；李成厚等，2021），區內分布有金頂超大型Pb-Zn礦床、白秧坪超大型Ag-Cu-Pb-Zn礦集區、金滿大型Cu礦床和百余個小型礦床（點）（圖1）。

圖1 青藏高原東緣構造轉換帶走滑斷裂系統（a,據侯增謙等，2008修改）；蘭坪-云龍盆地區域地質礦產圖（b,據薛春紀等，2017修改）

2 礦區構造特征

金頂鉛鋅礦床分為北廠、架崖山、跑馬坪、蜂子山、西坡、南廠、白草坪等7個礦段，架崖山和北廠礦段為主礦段，鉛鋅儲量合計約占金頂礦區總儲量的2/3。礦區構造發育，發育近水平的一系列逆沖推覆斷裂和因褶皺構造疊加而成的構造穹隆，多期多階段、多性質轉換的近南北向、北東向斷裂的疊加使得金頂礦區地層-構造格架更加復雜（圖2）。

圖2 金頂礦區地質礦產圖（據薛春紀等，2017修改）

2.1 近水平產出逆沖推覆斷裂帶

金頂逆沖推覆斷裂是蘭坪盆地內東逆沖推覆系統的重要組成部分（侯增謙等，2008），在礦區內表現為以F8逆沖推覆斷裂為主及與之相平行的F6、F1等其他逆沖推覆斷裂（圖3）。

圖3 金頂北廠礦段P12勘探線剖面圖

以往工作中將F2斷裂認定為主逆沖推覆斷裂。近年來，大規模露天開采所揭露的地質現象越來越多，構造的特征也越來越清晰，主逆沖推覆斷裂受到質疑。F2斷裂帶寬自十余厘米至1.3米不等，斷層帶內見有眼球狀方解石及壓碎石英，方鉛礦、閃鋅礦等金屬硫化物呈條帶狀或不均勻分布于裂隙中。以北廠西段為例，F2斷裂作為含礦石英砂巖與層狀角礫巖的分界斷裂（圖4a）。斷層總體呈近東西走向，傾向北，傾角淺部緩10°～30°左右，深部變陡為50°～70°之間；斷層上下盤巖層產狀近乎一致，并與斷裂面平行；巖石組合相似，均為層狀角礫巖、石英砂巖、含角礫粉砂巖等（圖4b），局部見少量灰巖透鏡體。北廠東段因遭受成礦期坍塌作用的影響，F2斷裂特征不明顯或被改造嚴重。經過大量的巖石組合、接觸關系對比研究認為，F2斷裂兩側的地層均為古新統勐野井組（E1m）。因此，F2斷裂屬層間滑動斷裂。

F8斷裂斷層面清晰（圖4c），上、下盤巖石組合差異明顯，巖層產狀與斷層面具有明顯的截交關系。斷層上盤巖性以中侏羅統花開佐組（J2h）紫紅色粉砂質泥巖為主（圖4d），少量淺灰色長石石英細砂巖、條紋狀細砂巖，層理發育，巖石中鈣質成分含量普遍偏低。靠近斷裂接觸面附近的紫紅色粉砂質泥巖常形成0.3～2 m寬度不等的綠灰色泥巖（圖4e），為盆地鹵水交代褪色蝕變的產物。斷層下盤地層為古新統勐野井組（E1m），巖性主要為含礦石英砂巖、灰質角礫巖及層狀角礫巖，巖石中鈣質成分含量高，礦化顯著；方鉛礦、閃鋅礦等硫化物主要呈浸染狀分布，少量呈斑點狀、細脈狀產出。以上地質現象表明F8斷裂作為大型逆沖推覆作用的主推覆面，以及“外來系統”與“原定系統”的分界斷裂，更加符合客觀實際情況。且因其兩側礦化強度的顯著差異，可作為找礦預測的有效指示標志。以上地質特征也進一步明F2斷裂為F8主推覆斷裂的次級斷裂。

圖4 北廠礦段推覆斷裂F8、F2斷層面特征

因構造疊加作用、成礦作用及剝蝕作用的影響，F8逆沖推覆面形態多變，呈不規則狀。在穹隆核部呈近水平狀產出，穹隆北側、西側，推覆面產狀向深部逐漸變陡，傾角大于60°；穹隆的南部，推覆面產狀相對平緩；而在穹隆的東部，受到近南北向F5斷裂的影響，表現出因地層向上抬升、遭受剝蝕而缺失的特點。在架崖山、北廠東段及跑馬坪礦段等坍塌角礫巖發育地段，F8主推覆面因大規模膏鹽溶解引發坍塌作用的影響而變得彎曲不平，表現為坍塌界面。

綜上，厘定F8逆沖斷裂為下部“原地系統”與上部“外來系統”的分界斷裂。F6、F1逆沖推覆斷裂呈疊瓦狀疊加其上，分屬中侏羅統花開佐組（J2h）、上三疊統麥初箐組（T3m）、三合洞組（T3s）分界斷裂（圖3），客觀反映出金頂礦區內由北向南或北北東向南南西持續擠壓而發生疊瓦狀逆沖推覆的特點。

2.2 金頂構造穹隆

金頂穹隆構造發育，總體呈北北東向延伸，長約4 km，寬約2.5 km，為一因構造疊加而成的背斜構造。穹隆形態復雜，頂部地層總體較平緩，傾角近水平或緩傾斜；西翼、北翼向深部延伸產狀變陡，傾角>65°，與主推覆面F8斷裂產狀特征類似；東翼向深部延伸產狀變緩，越靠近沘江斷裂呈現出由于次級向斜的存在發生揚起的變化；南翼地層產狀總體平緩，傾角變化不大。

金頂穹隆屬于至少兩期褶皺作用疊加的產物。早期褶皺構造以“原地系統”褶皺變形形成的開闊、平緩褶皺，其樞紐呈近南北向或北北東向沿白草坪、南廠-西坡、架崖山-北廠東段、跑馬坪一線展布，且向北東端傾伏，這與白草坪、白菁溝一帶出露古新統勐野井組下段（E1m1）及其下伏下白堊統虎頭寺組（K1h）的地質現象相吻合。晚期褶皺構造受大型褶皺-逆沖推覆作用的影響，表現為“外來系統”疊置在“原地系統”之上（圖3），共同褶皺變形形成沖斷褶皺，多階段的構造疊加也造成了穹隆翼部地層產狀變化大的客觀事實。早期開闊褶皺變形與晚期沖斷褶皺變形橫跨式疊加作用造就了金頂穹隆的構造樣式，且多因二者之間不協調而形成的虛脫帶，特別是穹隆的頂部，為成礦物質富集提供了大量有利的圈閉空間。

金頂穹隆受后期斷裂構造影響大，保存不完整，這些斷裂構造將金頂穹隆劃分為多個塊體，表現出相互拼貼的特點。穹隆控制礦床形成并保存，伴隨著隆升剝蝕，使頂部礦體遭受強烈的改造。

2.3 斷裂構造

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。多期多階段、不同性質斷裂疊加改造，控制著礦區地層、礦體的形成與保存。

2.3.1 近南北向斷裂

近南北向斷裂從西向東包括F3、F4、F5以及礦區東側沘江斷裂（圖5～6），均表現出陡傾斜的特征。

沘江斷裂（F33）作為區域上重要的控巖斷裂，屬于蘭坪盆地中軸構造帶（蘭坪-思茅斷裂）的一部分（王安建等，2009），形成始于白堊紀末，晚白堊世至古新世初活動強烈，它控制了古新統勐野井組（E1m）的沉積，斷層面整體西傾，為一西盤下降、東盤上升的高角度正斷層；受大型逆沖推覆作用的影響，斷層面局部反轉；至新近紀末仍然有活動。

F3斷裂走向近南北，斷層面總體向西陡傾，傾角58°～82°，西側古新統勐野井組（E1m）陡沖于上三疊統三合洞組（T3s）之上（圖5）。斷裂帶寬1～6 m，斷層巖由角礫巖、碎斑巖、碎裂巖、糜棱巖化砂巖及斷層泥組成，其中角礫存在定向排列及磨圓特征。斷裂帶附近見有白云石化現象，鉛、鋅、鎘等元素在斷裂帶附近明顯富集，鉛含量為1000×10-6、鋅含量為5000×10-6。

圖5 金頂礦區蜂子山西-架崖山東地質剖面圖

F4斷裂直切礦區中部，該斷層形成較晚，遙感影像清晰，為一正斷層。斷裂帶寬約1～10 m不等，帶內發育大小不等的角礫及粘土。斷層面向西陡傾，西盤下降（圖6），傾角一般65°～80°，西盤地層向北西陡傾，東盤地層產狀平緩。斷層兩側巖石褪色程度相差顯著，如西坡礦段，斷層西側層狀角礫巖中褪色程度強，東側磚紅色泥質粉砂巖相對較弱，反映F4斷層形成晚于成礦期。

F5斷裂位于北廠-架崖山礦段與跑馬坪礦段之間，由一組近南北向平行排列的斷裂帶組成。單個斷裂寬約1～5 m，帶內角礫和斷層泥發育，并伴生有擦痕滑動面；斷層面產狀向東陡傾，傾角72°～76°。F5斷裂帶具有多期活動性，不僅影響古新統勐野井組（E1m）厚層灰質角礫巖與粉砂巖、細砂巖斷層接觸，而且截切近水平產出的F8斷裂。該斷層具逆斷層運動學特征，將其東側地層向上錯動（圖6）。

圖6 北廠礦段北部-跑馬坪礦段縱剖面圖

2.3.2 北東向斷裂

北東向斷層以F27、F48斷裂為代表（圖2）。F27斷裂作為架崖山、北廠礦段的分界斷裂，整體表現為北東向延伸，向北陡傾（傾角約80°）的正斷層特征。斷裂破碎帶寬約1～4 m，最寬處約10 m，帶內見有大量源于兩側地層的巖石碎塊，成分復雜。架崖山一帶，該斷裂北側的次級斷層表現出“右行”特點，錯斷F1斷裂、坍塌界面等；在蜂子山一帶，該斷裂錯斷F4斷裂，亦表現右行張扭性的特征。F48斷裂位于礦區南東側，兩側地層均屬古新統勐野井組，但巖石組合差異明顯，北西側地層中硬石膏巖、泥灰巖、灰質角礫巖、層狀角礫巖層明顯增多，且厚度差異明顯，局部地段存在顯著的突變特點；巖石中棱角狀-次棱角狀含瀝青灰巖角礫常見，體現出同生斷裂帶的特點。

3 構造演化分析

蘭坪盆地屬于蘭坪-思茅盆地的北段，具盆嶺相間的構造格局，為三江褶皺帶內年輕造山帶的一部分（鄧軍等，2016），獨具特色的蘭坪盆地演化受控于新生代復雜的大陸碰撞造山作用（侯增謙等，2006）。礦區構造發育，初步厘定為3期構造演化事件：大規模走滑事件、褶皺-逆沖推覆事件、成礦后伸展事件。

3.1 大規模走滑事件

大規模走滑斷裂系統控制著走滑拉分盆地的發育，如在近東西向持續擠壓作用下，沿喬后斷裂西側形成蘭坪左型走滑拉分盆地，盆地整體呈北北西向箕狀展布。喬后斷裂在區域上被認為是紅河-哀牢山走滑斷裂的北西向延伸，由一組北北西向間隔性分布的斷裂組合構成（圖7）。

圖7 瀾滄江-犁頭尖山-金頂-圓頂山地質剖面圖和鹵水運移方向（據云南省地質礦產局，1990①修改）

古新世至早—中始新世，伴隨著青藏高原東緣碰撞造山作用的開始，中生代原本統一的蘭坪盆地，隨著雪邦山的隆起，被分割成兩個獨立沉積的盆地，即東側喬后斷裂控制的彌沙-蕎后盆地和西側沘江斷裂控制的蘭坪-云龍盆地（王國芝等，2001）。沘江斷裂屬蘭坪-云龍盆地的東側邊界斷裂，在通甸北一帶與喬后斷裂銳角截交。斷層面整體向西陡傾，同沉積正斷層性質明顯（覃功炯和朱上慶，1991）。本時期蘭坪-云龍盆地具有引張、走滑雙重特性（王國芝等，2001）。盆地內沉積形成巨厚的紅層建造，如沿沘江河東側青巖村-金頂-兔子山一帶廣泛分布的古新統勐野井組（E1m），為區內重要的賦礦層位。

青藏高原東緣持續匯聚碰撞造山背景下，率先導致靠近盆地邊緣沘江河-沘江斷裂一帶沉積形成古新統勐野井組（E1m）的構造變形，該區域缺失始新統等黑組（E2d）也證實了構造變形過程的發生。金頂礦區在近東西向擠壓應力的作用下，形成開闊褶皺。礦區“原地系統”形成樞紐走向近南北向或北北東向的開闊復式褶皺，兩翼產狀為20°～58°。相較北東部跑馬坪礦段，南側白草坪-南廠一帶揚起明顯，見下伏平行不整合接觸的下白堊統虎頭寺組（K1h）出露，顯示褶皺樞紐整體略顯向北東傾伏的特點。

3.2 褶皺-逆沖推覆事件

金頂超大型Pb-Zn多金屬礦床的形成是一系列成礦有利因素耦合的結果（畢獻武等，2019），包括金頂構造穹隆、逆沖推覆構造等。

褶皺-逆沖斷裂系統與鉛鋅成礦關系密切（侯增謙等，2006），發育于蘭坪-云龍盆地內部，形成稍早階段東部逆沖斷裂系與稍晚階段西部逆沖斷裂系，二者大體沿蘭坪-云龍一線分界（何龍清等，2004）。

東部逆沖斷裂系以金頂地區為代表，尤其是沘江河以東一帶，沿青巖村-金頂-兔子山-溫水廟一線，大量發育中生界“外來系統”以主推覆面為界覆蓋于古新統勐野井組（E1m）等“原地系統”之上的飛來峰。綜合對比石鐘山、馬登與金頂地區三合洞組（T3s）巖性、巖石組合、厚度、古生物等方面地質特征，均存在一定差別，從而認定金頂飛來峰并非來自其東側石鐘山、馬登一帶。

金頂礦區屬于東部逆沖斷裂系，地層-構造格架對蘭坪-云龍盆地內褶皺-逆沖推覆事件均有響應。大規模擠壓逆沖推覆作用，導致金頂礦區依次形成以F8、F6、F1為代表的疊瓦狀逆沖推覆斷層，以北廠西段為例，表現出自北向南逆沖的特征。逆沖斷層帶大多緩傾斜或近水平，屬大型逆沖推覆構造前鋒帶的產物，這與F8主逆沖斷層面在金頂穹隆核部白菁溝、西坡及南翼白草坪一帶產狀平緩的特征相吻合。近年來的勘探工作揭露其在北廠礦段北側深部，產狀變陡，可能與多次疊加脈動式擠壓推覆作用的影響有關。大型逆沖推覆作用同時造成三疊紀—侏羅紀“外來系統”疊置于古近紀“原地系統”之上，形成一系列推覆體構造群，以及與大型逆沖推覆作用有關的沖斷褶皺。沖斷褶皺與早期形成并卷入逆沖推覆構造的開闊褶皺橫跨式構造疊加，共同形成金頂構造穹隆。因此，金頂構造穹隆為至少兩期褶皺疊加的產物，形成有利于大型鉛鋅礦賦存的構造圈閉。

分布于蜂子山礦段以西近南北向弧形展布的F3斷裂，造成西側“原地系統”勐野井組（E1m）陡沖于“外來系統”三合洞組（T3s）之上，表明其形成于F1逆沖推覆構造之后；斷裂帶寬1～6 m不等，由角礫巖、碎斑巖、碎裂巖、糜棱巖化砂巖及斷層泥組成，斷層面向西陡傾，反應其遭受近東西向擠壓應力的影響；斷裂帶附近見有白云石化現象，鉛鋅鎘等元素在斷裂帶附近明顯升高，指示其屬于成礦前的構造。近東西向的強烈擠壓，亦導致位于金頂構造穹隆西翼的蜂子山礦段中含礦建造產狀呈緩→陡→緩的“S型”變化特點，建造厚度亦呈現出厚→薄→厚變化規律。巖層的這種形態變化規律客觀反映出在擠壓壓力的作用下，褶皺沿翼部地層產生滑動，平緩地段即為引張地帶，巖層變厚，陡傾地段即為擠壓地段，巖層變薄。相應的受含礦建造制約的砂巖型鉛鋅礦體形態也表現出同樣的變化規律。

3.3 成礦后隆升剝蝕及伸展事件

隨著時間的推移及青藏高原東緣持續的匯聚作用，蘭坪-云龍盆地沉積范圍由盆地邊緣向中心逐漸縮小。區域伸展作用或三江地區地塊旋轉，造成地殼淺部層次發育地塹系或半地塹系，同時疊加和改造了早期發育的各種構造、礦床體系，使得區域構造格局更加復雜（劉俊來等，2009）。

穹隆構造、高原隆升及伸展事件中形成的張性斷裂，耦合控制了礦床形成后礦體的變化與保存。穹隆構造與高原隆升相結合，形成礦區內尖頂-渾圓狀中山地貌，穹隆核部剝蝕強度大，使得古新統勐野井組（E1m）下伏下白堊統虎頭寺組（K1h）不規則狀出露地表。

近南北向延伸的F4、F5斷裂，以及北東向展布的F27斷裂、北北東向延伸的F24斷裂，共同作用造成礦區整體東高西低階梯狀的地貌格局，不僅錯斷了地層、礦體，也客觀的導致了礦區差異性剝蝕的存在。架崖山礦段F5斷裂東側，連同其北側跑馬坪礦段，相交西側北廠、南廠礦段，普遍因強烈剝蝕從而缺失外來系統；而受到F4正斷層的影響，西側羊頭山、蜂子山一帶地層下降明顯，剝蝕程度相對較小；F27斷裂、F24斷裂的共同作用，進一步導致了古新統勐野井組（E1m）地層上、下層位之間的水平構造接觸。

4 結論

金頂超大型鉛鋅礦床的形成及保存與新生代三江褶皺帶南段蘭坪前陸盆地內復雜構造作用關系密切。

（1）金頂超大型鉛鋅礦床圈閉構造的形成是至少兩期褶皺事件疊加的結果。受到區域上大規模走滑事件的影響，褶皺變形過程中形成開闊復式褶皺；之后在早期褶皺變形的基礎上，疊瓦狀逆沖推覆斷裂造成外來系統推覆系疊置于原地系統之上，并形成沖斷褶皺，二者橫跨式疊加，形成金頂構造穹隆。

（2）相繼發生的區域褶皺-逆沖推覆事件中，礦區大型逆沖推覆作用的主推覆面為F8，與近水平延伸的、疊瓦狀排列的F6、F1等斷裂共同構造區內逆沖斷裂系。F2斷裂為F8斷裂的次級斷裂，層間滑動特征明顯。F3斷裂形成于F1逆沖推覆構造之后，造成西側“原地系統”勐野井組（E1m）陡沖于“外來系統”三合洞組（T3s）之上。

（3）成礦后伸展事件，形成一系列張扭性斷裂，包括近南北向F4、F5、北東向F27，疊加改造早階段形成的逆沖斷層、穹隆等構造，將其分割成不規則網格狀塊體，加之成礦后隆升造成的差異性剝蝕，二者影響制約金頂鉛鋅礦體的變化與保存。

致謝在工作中得到云南冶金資源股份有限公司蘭坪項目部的幫助和大力支持，在此深表感謝。

注 釋

①云南省地質礦產局.1990.蘭坪縣幅1∶50000區域地質調查報告（地質部分）[R].