滇西老廠銀鉛鋅多金屬礦床熱液蝕變特征

吳忠如，王思學(xué)，楊玉瓊，魏中林

（1.江西有色地質(zhì)勘查五隊(duì)，江西 九江 332000；2.江西省地質(zhì)工程（集團(tuán)）公司，江西 南昌 330001；3.中國(guó)礦業(yè)大學(xué)（北京）地球科學(xué)與測(cè)繪工程學(xué)院，北京 100083）

0 引言

滇西瀾滄老廠銀鉛鋅多金屬礦床位于云南省瀾滄縣城北西約30 km，地理坐標(biāo)東經(jīng)99°43′28″～99°45′14″，北 緯22°43′21″～22°46′24″，是“三江”成礦帶南段最具代表的多金屬硫化物礦床之一，同時(shí)也是昌寧-孟連裂谷帶內(nèi)目前探明資源儲(chǔ)量最大的多金屬硫化物礦床，累計(jì)查明原生工業(yè)鉛金屬量561621 t，鋅金屬量398548 t，銀金屬量1899.06 t，銅金屬量118464 t、品位0.83%，鉬335 t、品位0.01%；原生低品位鉛金屬量2207 t，鋅金屬量1973 t，銀金屬量38.14 t，伴生銅金屬量220 t（李峰等，2010a，2012；代清華和鐘桂芬，2012）。前人對(duì)礦區(qū)成礦地質(zhì)環(huán)境演化、成礦地質(zhì)條件及控礦因素、礦床地質(zhì)特征、成礦規(guī)律等做了大量研究，認(rèn)為老廠礦床火山巖的形成與演化對(duì)成礦十分有利，火山巖直接控制了礦體展布，是主要的礦源層，同時(shí)火山噴發(fā)必然帶來(lái)大量熱源，使得地層中的成礦元素活化、遷移（龍漢生等，2007；葉霖等，2012；張?jiān)聘叮?020），并建立了“雙成礦系統(tǒng)同位疊加”成礦模式—早石炭世火山噴流沉積成礦系統(tǒng)（VMS型）和始新世隱伏花崗斑巖成礦系統(tǒng)（斑巖型或熱液型），初步將礦區(qū)圍巖蝕變類型劃分為矽卡巖化、黃鐵絹英巖化、鐵錳碳酸鹽化和青磐巖化4類（梅友松和汪東坡，2000；李峰等，2010a），但關(guān)于礦區(qū)深部與隱伏花崗斑巖有關(guān)的熱液蝕變特征與成礦研究不多。因此，本文主要以礦區(qū)1480 m中段2號(hào)硐室主巷和CM9穿脈橫向礦化蝕變剖面為研究對(duì)象，在野外詳細(xì)觀察和室內(nèi)巖礦鑒定工作的基礎(chǔ)上，參考前人研究成果，對(duì)老廠礦區(qū)深部熱液蝕變分帶特征及其礦化特征總結(jié)，以期能進(jìn)一步理解老廠礦區(qū)成礦作用特征和成礦機(jī)理，為礦區(qū)今后深部找礦工作提供依據(jù)。

1 成礦地質(zhì)背景

滇西老廠銀鉛鋅多金屬礦床位于昌寧-孟連裂谷帶南段的黑河斷裂與昌寧-雙江斷裂交匯處附近，裂谷帶經(jīng)歷了大陸裂谷期（D—P）-區(qū)域斷塊隆升與斷陷期或滇西特提斯開(kāi)啟與閉合期（T—K）-陸內(nèi)碰撞造山期（Kz）的演化（圖1a）（李峰等，2010a）。區(qū)域內(nèi)出露的地層有泥盆系、石炭系、二疊系、侏羅系、白堊系；區(qū)內(nèi)斷裂極發(fā)育，主要構(gòu)造線為南北向、北西向及北東向3組，其中南北向斷裂在全區(qū)范圍內(nèi)最為發(fā)育，規(guī)模也較大，與區(qū)域裂谷構(gòu)造線一致；裂谷帶內(nèi)僅在礦區(qū)的北東方向和南部地區(qū)出露有印支期黑云母二長(zhǎng)花崗巖、花崗閃長(zhǎng)巖和燕山晚期淺色花崗巖、白云母花崗巖。

圖1 滇西瀾滄老廠大地構(gòu)造位置圖（a）和老廠礦區(qū)地質(zhì)簡(jiǎn)圖（b）（據(jù)李峰等，2010a）

2 礦床地質(zhì)特征

礦區(qū)出露地層主要有石炭系、二疊系（圖1b）。石炭系出露有下石炭統(tǒng)依柳組和中上石炭統(tǒng)，下石炭統(tǒng)依柳組主要由中-基性火山巖及碳酸鹽巖組成，屬火山-沉積建造，自下而上出露有（葉慶同等，1992），其中段上部為灰色、灰白色粗面安山質(zhì)凝灰?guī)r夾沉凝灰?guī)r、炭質(zhì)灰?guī)r；中部為雜色粗面玄武質(zhì)凝灰?guī)r和粗面安山質(zhì)角礫熔巖；下部為灰色粗面玄武質(zhì)凝灰?guī)r夾條帶狀硅質(zhì)巖、透鏡狀大理巖，是礦區(qū)火山噴流沉積型鉛鋅礦體（Ⅰ、Ⅴ號(hào)礦體群）最主要的含礦控礦地質(zhì)體；中上石炭統(tǒng)巖性為深灰色中厚層狀泥晶灰?guī)r、粗晶白云巖、鮞狀灰?guī)r及紫色頁(yè)巖，其裂隙發(fā)育地段及與下伏巖性段接觸地段是礦區(qū)Ⅲ、Ⅱ號(hào)鉛鋅礦體群主要的賦礦空間。二疊系地層主要為下二疊統(tǒng)，巖性為深灰色中厚層狀泥晶灰?guī)r、粗晶白云巖夾泥晶灰?guī)r、鮞狀灰?guī)r及紫色頁(yè)巖。

礦區(qū)褶皺主要為老廠背斜（圖1b），延伸約2.1 km，軸向近南北向，受后期北西向、近東西向斷層錯(cuò)動(dòng)，但保存較完整，核部由下石炭統(tǒng)依柳組安山玄武巖、集塊巖（）組成，兩翼地層為組成，西翼地層產(chǎn)狀220°～250°∠50°～82°，東翼地層產(chǎn)狀115°～135°∠45°～55°。主要發(fā)育有南北向和北西向兩組斷裂，南北向斷層是礦區(qū)內(nèi)最重要的主干斷層，與區(qū)域裂谷構(gòu)造近于平行，由西往東主要有F11、F3、F1等，產(chǎn)狀為75°～103°∠72°～82°，控制著區(qū)內(nèi)巖漿巖及Ⅳ號(hào)礦體群的分布，是主要的控巖控礦構(gòu)造；F4斷層是礦區(qū)內(nèi)規(guī)模最大的北西向斷層，北起礦區(qū)西北部太爾布，延伸至饅頭山后與F10斷層相接，產(chǎn)狀為35°～40°∠52°～60°，切割南北向斷層，為成礦后斷裂。

礦區(qū)地表無(wú)巖漿巖出露，前人在ZK15006、ZK15007、ZK15106、ZK14827等鉆孔深部陸續(xù)見(jiàn)到花崗斑巖脈，侵入的最高層位為，總體受F1、F3斷層及老廠背斜軸部控制，整體呈北北西向分布，其巖性屬于酸性偏鋁質(zhì)高鉀鈣堿性系列巖漿巖，是礦區(qū)深部矽卡巖（斑巖）型銅鉬礦（Ⅵ礦體群）主要成礦母巖。通過(guò)SHRIMP鋯石U-Pb法測(cè)定隱伏花崗斑巖的侵位結(jié)晶年齡為（44.6±1.1）Ma，輝鉬礦進(jìn)行Re-Os同位素測(cè)定其等時(shí)線年齡為（43.78±0.78）Ma（李峰等，2010b）。

礦區(qū)內(nèi)礦體可分為兩大類，由火山噴流沉積作用形成的Ⅰ、Ⅱ、Ⅴ礦體群和與隱伏花崗斑巖侵入作用有關(guān)的Ⅲ、Ⅳ、Ⅵ礦體群（圖2）（張準(zhǔn)等，2006；王磊等，2019）。Ⅰ、Ⅱ、Ⅴ號(hào)礦體群產(chǎn)于依柳組巖性段及巖性段與中上石炭統(tǒng)接觸地段，礦體走向長(zhǎng)80～350 m，傾向延伸50～230 m，厚5～12 m，主要呈層狀-似層狀、透鏡狀，受后期褶皺變形的影響，隨地層產(chǎn)狀同步變形，主要為黃鐵礦、方鉛礦、閃鋅礦、含銅黃鐵礦等硫化物礦石；Ⅲ號(hào)礦體群產(chǎn)于中上石炭統(tǒng)C2+3碳酸鹽巖各種次級(jí)斷層和節(jié)理裂隙中，規(guī)模小，一般厚1～10 m，延伸10～60 m，多呈脈狀、透鏡狀產(chǎn)出，主要為鉛鋅礦、褐鐵礦；Ⅳ號(hào)礦體群是指產(chǎn)于F3、F1等主斷層中的陡傾斜大脈狀礦體，后生性明顯，礦體發(fā)育有角礫巖型礦石，氧化程度較高，普遍褐鐵礦化；Ⅵ號(hào)礦體群是賦存于隱伏花崗斑巖體及外圍矽卡巖中呈細(xì)脈狀、浸染狀銅（鉬）礦體（李峰等，2009；楊玉瓊等，2014）。

圖2 老廠礦區(qū)9號(hào)勘探線剖面簡(jiǎn)圖（據(jù)李峰等，2010a修改）

礦石結(jié)構(gòu)主要有自形—半自形粒狀、交代、殘余、溶蝕、細(xì)脈充填交代、草莓狀、膠體等結(jié)構(gòu)；構(gòu)造主要有塊狀、角礫狀、稠密浸染狀、層紋狀、斑雜狀、透鏡狀及條帶狀等。按礦體產(chǎn)出部位，將礦石類型劃分為火山巖型、碳酸鹽型和矽卡巖型3種。其中火山巖型礦石金屬礦物主要有方鉛礦、閃鋅礦、黃銅礦、輝銀礦、黃鐵礦、褐鐵礦，次為硫鋅鉛礦、白鉛礦、鉛釩、毒砂、雌黃鐵礦等；脈石礦物主要為石英、方解石、白云石、長(zhǎng)石等。碳酸鹽型礦石金屬礦物主要有白鉛礦、方鉛礦、菱鐵礦、閃鋅礦等；脈石礦物主要為方解石、白云石、石英。矽卡巖型礦石金屬礦物以黃銅礦、輝鉬礦、含銅黃鐵礦、黃鐵礦、雌黃鐵礦為主，次為方鉛礦、輝鉍礦、黑鎢礦等；脈石礦物主要為石英、方解石、石榴石、綠泥石、透輝石、硅灰石等、絹云母、榍石等（圖3）。

圖3 老廠礦區(qū)矽卡巖型礦石結(jié)構(gòu)構(gòu)造

3 蝕變類型及蝕變帶特征

3.1 蝕變類型

礦區(qū)圍巖蝕變強(qiáng)烈，類型多樣、復(fù)雜，分為與火山噴流作用有關(guān)的熱液蝕變和與隱伏花崗斑巖巖漿作用有關(guān)的熱液蝕變兩類?；鹕絿娏髯饔糜嘘P(guān)的熱液蝕變類型主要有硅化、黃鐵礦化和碳酸鹽化等；隱伏花崗斑巖巖漿作用有關(guān)的熱液蝕變主要有矽卡巖化、青磐巖化、絹英巖化等。

3.2 蝕變帶特征

為研究老廠銀鉛鋅多金屬礦區(qū)深部與隱伏花崗斑巖巖漿作用有關(guān)的熱液蝕變及成礦特征，筆者在礦區(qū)1480 m中段2號(hào)硐室主巷和CM9穿脈橫向礦化蝕變剖面共采集13件代表性巖礦石樣品（10件不同程度蝕變樣品和3件大理巖樣品）。根據(jù)樣品特征和礦化蝕變特征劃分為大理巖化帶（①③④帶）、含鈣鋁榴石黃鐵礦絹云母綠泥石青磐巖化帶（②帶）、黃鐵礦化透輝石矽卡巖化帶（⑤帶）、黃銅礦化硅灰石-透輝石-石榴子石矽卡巖化帶（⑥帶）和黃鐵絹英巖化帶（⑦帶）（圖2,4）（張叔貞和凌其聰，1993；王道會(huì)等，2020）。

大理巖化帶：巖石呈灰白色、灰黑色，變晶結(jié)構(gòu)，致密塊狀構(gòu)造，主要由方解石、白云石組成，局部含星點(diǎn)狀方鉛礦、閃鋅礦，青磐巖附近大理巖化帶局部裂隙充填有脈狀鉛鋅礦（圖4a）。

圖4 老廠礦區(qū)1480 m中段2號(hào)硐室主巷及CM9穿脈熱液蝕變分帶示意圖及標(biāo)本照片

含鈣鋁榴石黃鐵礦絹云母綠泥石青磐巖化帶：巖石呈淺黃-淺墨綠色，致密塊狀構(gòu)造，主要由綠泥石、絹云母、黃鐵礦、鈣鋁榴石、方解石和石英組成，局部含石英、方解石以及鈣鋁榴石顆粒。綠泥石晶體為假六方板狀（圖5a）；絹云母呈片狀，主要分布于綠泥石之間（圖5b）；黃鐵礦主要分布在方解石顆粒一側(cè)，呈它形粒狀。

黃鐵礦化透輝石矽卡巖化帶：巖石呈灰綠-淺黃綠色，致密塊狀構(gòu)造，主要由透輝石、綠泥石組成，其次為黃鐵礦、方解石等（圖5c～d），是礦區(qū)深部矽卡巖型鉬礦主要的含礦地質(zhì)體。

黃銅礦化硅灰石-透輝石-石榴子石矽卡巖化帶：巖石呈墨綠色、淺紅棕色，致密塊狀構(gòu)造，主要由石榴子石、透輝石、硅灰石組成，其次為方解石、絹云母、黃銅礦、黃鐵礦等。石榴石主要為鈣鋁榴石，裂紋中充填有絹云母細(xì)脈（圖5e）；黃鐵礦、黃銅礦主要沿裂隙分布（圖3e）；透輝石集合體呈粒狀或放射狀，局部含方解石顆粒（圖5g）；硅灰石單礦物為針狀，集合體呈放射狀，與鈣鋁榴石共生（圖5f），是礦區(qū)深部矽卡巖型銅（鉬）礦最主要的賦礦空間與含礦地質(zhì)體。

黃鐵絹英巖化帶：巖石呈淺綠色，致密塊狀構(gòu)造，主要由絹云母、石英、黃鐵礦組成。石英單見(jiàn)溶蝕現(xiàn)象，黃鐵礦呈它形粒狀有后期石英脈穿插，絹云母主要沿石英顆粒分布（圖5h～i）。

圖5 老廠礦區(qū)典型蝕變巖正交偏光鏡下照片

3.3 蝕變帶與成礦關(guān)系

通過(guò)對(duì)老廠礦區(qū)1480 m中段2號(hào)硐室主巷和CM9 穿脈野外編錄及光薄片鑒定，由內(nèi)向外將與隱伏花崗斑巖有關(guān)的蝕變巖劃分為黃鐵絹英巖、黃銅礦化硅灰石透輝石石榴子石矽卡巖、黃鐵礦化透輝石矽卡巖、含鈣鋁榴石黃鐵礦絹云母綠泥石青磐巖和大理巖，銅（鉬）礦（化）由內(nèi)向外逐漸減弱，主要分布于矽卡巖內(nèi)，尤以黃銅礦化硅灰石透輝石石榴子石矽卡巖內(nèi)銅（鉬）礦（化）最強(qiáng)，是礦區(qū)深部矽卡巖型銅（鉬）礦最主要的含礦地質(zhì)體（圖4f）。含礦熱液演化后期，沿含鈣鋁榴石黃鐵礦絹云母綠泥石青磐巖旁側(cè)大理巖裂隙充填鉛鋅礦脈（圖4a）。

4 結(jié)論

（1）老廠礦區(qū)深部由巖體中心往外，出露有黃鐵絹英巖、黃銅礦化硅灰石透輝石石榴子石矽卡巖、黃鐵礦化透輝石矽卡巖、含鈣鋁榴石黃鐵礦絹云母綠泥石青磐巖、大理巖。

（2）銅（鉬）礦（化）主要分布于矽卡巖內(nèi)，其中黃銅礦化硅灰石透輝石石榴子石矽卡巖是深部矽卡巖型銅（鉬）礦最主要的含礦地質(zhì)體，含鈣鋁榴石黃鐵礦絹云母綠泥石青磐巖旁側(cè)大理巖裂隙是鉛鋅礦脈主要賦礦空間。

（3）靠近巖體一側(cè)，矽卡巖呈現(xiàn)紅棕色，遠(yuǎn)離巖體一側(cè)，矽卡巖過(guò)渡為灰綠色，這將對(duì)后期深部隱伏花崗斑巖體（脈）的預(yù)測(cè)及尋找與斑巖有關(guān)的礦床提供了找礦思路與方向。

致謝感謝各位同行對(duì)本次工作的大力支持，同時(shí)感謝編輯部老師和審稿專家的意見(jiàn)與建議。