云南普朗銅礦首采區構造(蝕變巖)地球化學特征及找礦預測

朱振東, 李正章, 李志鵬, 楊 帆, 任 濤, 管申進, 王 雷*, 吳練榮*

云南普朗銅礦首采區構造(蝕變巖)地球化學特征及找礦預測

朱振東1, 李正章2, 李志鵬3, 楊 帆2, 任 濤1, 管申進1, 王 雷1*, 吳練榮3*

(1. 昆明理工大學 國土資源工程學院, 云南 昆明 650093; 2. 中銅礦產資源有限公司, 云南 昆明 650051; 3. 云南迪慶有色金屬有限責任公司, 云南 香格里拉 674400)

普朗銅礦床是格咱島弧內最大的斑巖型Cu-Au-Mo礦床, 主礦體的展布與復式斑巖體、巖體裂隙發育程度、鉀化與青磐巖化蝕變帶分布密切相關, 為構造(蝕變巖)地球化學勘查技術應用奠定了基礎。本次在對首采區8線剖面進行構造?蝕變?礦化編錄的基礎上, 開展構造(蝕變巖)地球化學研究, 通過R型聚類分析和因子分析得到3組礦化元素組合, 結合礦床地質特征,1(Ag、Cu、Au、In、Se、S、Co、Fe、Zn、K、Ba、LREE、HREE)為Cu-Au礦化元素組合,3(Rb、Be、Nb、Ta、Th、U、Mo、Re、LREE)為Mo-Re礦化元素組合,4(Cu、Au、Se、Mo、-Ca、-Sr)為Cu-Au-Mo礦化元素組合。構造(蝕變巖)地球化學異常特征表明: (1)1、3、4因子在淺部的異常與已知礦體位置基本一致, 深部未封閉異常指示剖面深部東側具有較好找礦潛力, 可圈定有利找礦靶區; (2)同時出現了兩組Cu-Au礦化和兩組Mo礦化組合異常疊加, 指示具疊加成礦作用特征; (3)根據異常特征和空間疊置規律, 結合主礦體產狀特征(總體走向NNW, 傾向NEE)和蝕變分帶規律, 推測了成礦流體運移方向(走向由SSE→NNW, 傾向上由北東東深部→南西西淺部運移)和礦體展布特征, 并在5線、8線、12線開展靶區驗證工作, 取得較好找礦效果。綜合構造?蝕變?構造(蝕變巖)地球化學異常特征, 能夠有效的預測深邊部找礦信息, 在斑巖型銅礦深邊部找礦過程中具有較好的應用前景, 為構造(蝕變巖)地球化學服務深邊部找礦提供了新思路和范例。

普朗銅礦; 找礦預測; 構造地球化學; 斑巖礦床; 滇西北

0 引 言

斑巖型礦床因具規模大、品位低、埋藏淺等特征, 可大規模開采, 是銅、鉬、金等資源的重要來源, 經濟價值大(楊航等, 2023)。普朗銅礦床位于西南“三江”構造巖漿成礦帶內(圖1), 至2017年, 其累計探明金屬儲量: 銅480萬噸、金145噸、鉬19萬噸、銀2754噸(劉旭東, 2018), 是近年來新發現的超大型斑巖型銅多金屬礦床, 屬格咱島弧內印支期Cu-Au-Mo礦床(Zeng et al., 2004; Li et al., 2011)。眾多學者對該礦床開展了系列研究, 特別是在礦床地質特征(李文昌和曾普勝, 2007; 李文昌等, 2011)、成巖成礦年代(曾普勝等, 2004, 2006; 王守旭等, 2008; Leng et al., 2018; 石洪召等, 2018)、礦床地球化學特征(王守旭等, 2007; Wang et al., 2018; Kong et al., 2021)、成巖成礦環境(Meng et al., 2018; Li et al., 2019)、成礦流體來源與成礦機制(李文昌等, 2013; 劉江濤等, 2013)、礦物學特征(邢凱等, 2018; Guo et al., 2020; Pan et al., 2020)、圍巖蝕變(范玉華和李文昌, 2006; Li et al., 2011; 李文昌和劉學龍, 2015; Cao et al., 2019)、成礦規律和找礦勘查(范玉華和李文昌, 2006; 李文昌和劉學龍, 2015; Zhao et al., 2021)等方面成果豐碩。研究表明, 普朗銅礦床蝕變分帶特征明顯, 構造、蝕變與成礦關系密切(李文昌和劉學龍, 2015; 楊濤, 2017; Cao et al., 2019; Zhao et al., 2021; 吳練榮等, 2021)。普朗銅礦床受到多次巖漿侵位; 礦區內斷裂構造具多期次活動特征(曹殿華, 2007; 曹殿華等, 2009), 構造裂隙及各類脈體發育, 形成了礦區裂隙密度高、裂隙間連通性好、有效孔隙率高的網狀裂隙系統, 這些網狀裂隙系統控制了礦體的分布、礦石的品位、組構變化、礦化蝕變等(申萍等, 2015; 趙茂春等, 2020)。

圖1 中甸島弧地質構造簡圖(據Leng et al., 2018修改)

近年來, 我國深邊部找礦勘查工作取得了一系列進展, 深邊部礦產資源勘查已成為我國未來礦產勘查的重要方向(趙鵬大, 2007; 戴塔根等, 2019), 自然資源部出臺固體礦產重要礦山深邊部找礦預測技術要求, 以支撐新一輪找礦突破戰略行動的實施(羅娜, 2022)。構造地球化學方法通過斷裂構造巖、蝕變巖等研究, 探尋深部找礦信息(王明志等, 2016;宋威方等, 2022), 在預測礦體產狀、流體運移方向方面具有優勢, 被廣泛應用于隱伏礦預測中(韓潤生, 2005; 王雷等, 2010; 韓潤生和趙凍, 2022)。李彥強等(2022)對青海白日其利金礦床開展構造疊加暈研究, 為礦區深部找礦工作指明了方向; 程志中等(2021)先后對甘肅西河地區、江西巖背錫礦區外圍開展構造地球化學研究, 揭示了深部找礦線索, 并得到了鉆孔工程驗證。

普朗銅礦床作為西南三江地區勘探程度較高的斑巖型礦床, 具規模大, 主礦體延深和延長長, 巖石構造裂隙發育, 蝕變分帶明顯且蝕變巖分布范圍廣等特征, 同時, 剖面鉆孔工程覆蓋范圍大, 為利用構造地球化學方法開展研究奠定了基礎。前期對普朗銅礦床的研究多集中于3670 m標高以上(王凱, 2017; 江佳雯, 2022), 而對礦床深部鉆孔所反映的找礦信息研究較為薄弱, 這在一定程度上也制約了深邊部及外圍找礦工作的開展。隨著找礦勘查工作向深部推進, 礦區局部探礦工程已達2730 m標高, 為研究首采區主礦體在深部的展布特征和延伸情況奠定了基礎。伴隨首采區一期采礦井巷工程和深部鉆孔的逐步實施, 在主礦體下盤發現有大脈狀礦體分布, 同時結合斑巖型礦床外圍出現熱液脈狀銅礦體的規律, 普朗銅礦床淺部大脈狀礦體深部是否存在厚大的斑巖型盲礦體(圖2b), 有待進一步研究和驗證。本文運用構造(蝕變巖)地球化學方法, 在構造?蝕變?礦化編錄基礎上, 對構造(蝕變巖)樣品進行測試分析, 重點分析首采區深部的構造(蝕變巖)地球化學異常特征, 以期查明深部成礦元素的空間分布規律, 揭示成礦流體運移方向和深部礦體延伸特征, 開展找礦預測和靶區驗證, 探尋發現盲礦體, 擴大深部找礦空間。

圖2 普朗礦區地質簡圖(a)及8號勘探線剖面圖(b)(據李文昌和劉學龍, 2015修改)

1 成礦地質背景

1.1 區域地質特征

普朗銅礦床位于青藏高原與揚子板塊的接觸帶上, 甘孜?理塘結合帶與德格?中甸陸塊夾持的義敦島弧帶的南端, 屬三江特提斯構造?巖漿成礦帶。該區先后經歷了印支期俯沖造山、燕山期碰撞造山和造山后伸展、喜馬拉雅期陸內匯聚三大演化階段, 區內構造?巖漿?熱液活動強烈。區域內出露地層主要為三疊系尼汝組(T2)、曲嘎寺組(T3)、圖姆溝組(T3)和喇嘛啞組(T3), 局部出露第四系。受洋殼板塊俯沖和碰撞造山影響, 區內褶皺、斷裂發育, 主要由一系列NW向線性褶皺、斷裂和近EW向斷裂組成, 晚期發育規模較小的NEE向斷層(圖1)。區內巖漿活動頻繁, 廣泛分布印支期、燕山期、喜馬拉雅期的火山巖和侵入巖, 其中以印支期巖漿巖分布最廣。區域內礦床類型主要有斑巖型、矽卡巖型和熱液脈型三大類, 礦床形成主要與甘孜?理塘洋殼俯沖消減和陸內后碰撞伸展過程形成的巨量巖漿熱液成礦系統有關。與洋殼俯沖消減有關的島弧巖漿巖形成了諸多斑巖?矽卡巖?熱液脈型礦床, 如雪雞坪大型和普朗超大型斑巖銅金礦床、浪都大型矽卡巖型銅多金屬礦床等。后碰撞伸展環境形成了大量石英脈型、蝕變巖型、斑巖?矽卡巖型鉬多金屬礦床, 如紅山大型斑巖?矽卡巖型銅多金屬礦床、銅廠溝超大型斑巖?矽卡巖型鉬礦床、休瓦促大型石英脈型鉬礦床、東爐房大型斑巖?矽卡巖型鉬銅礦床等。

1.2 礦床地質特征

礦區主要出露上三疊統圖姆溝組(T3), 巖性為灰–深灰色板巖、粉砂質絹云板巖夾變質砂巖、安山巖等, 局部出露第四系(圖2a)。礦區巖漿巖非常發育, 以印支期中酸性侵入巖為主, 包括石英閃長玢巖、石英二長斑巖、花崗閃長斑巖, 其次為中性火山巖, 如安山巖。礦區內發育的褶皺包括普朗背斜及其次級褶皺, 斷裂包括NNW向黑水塘斷裂、NE向全干力達斷裂及其次級斷裂(圖2a)。其中, NNW向黑水塘斷裂為一級構造, 屬成礦前構造, 具有導巖導礦作用; 與主干構造平行的NNW向、NE-NEE向次級斷裂為二級構造, 屬成礦期構造, 具有控礦作用; 分布于二級構造中的NW-NWW向和NE向節理裂隙為三級構造, 屬容礦構造, 控制著礦脈的展布; SN向和疊加于成礦構造之上的部分NE-NEE向構造對早期構造和礦體具有一定的改造作用, 為成礦后構造(李文昌和劉學龍, 2015; 楊濤, 2017)。普朗銅礦床位于普朗向斜東翼, NNW向黑水塘斷裂與NE向全干力達斷裂的交匯部位, 這兩組構造的交匯帶控制了復式玢(斑)巖體的侵位和形態(平面上呈“Y”形)(圖2a), 進而控制了礦體的產出特征。此外, 兩組構造交匯所產生的復雜斷裂?裂隙系統, 為后期巖體的侵位以及含礦熱液的運移和沉淀提供了良好的空間條件。因此, 淺層含礦斷裂裂隙(大脈狀礦體)向深部延伸, 關系到礦化向深部延伸和富集的趨勢, 因此深部亦有可能存在斑巖型礦(化)體。

普朗銅礦區分為首采區、外圍北部(原北礦段和北部外圍)、外圍南部及礦區外圍東部四個礦段。目前共圈定出20多個大小不等的礦體, 以首采區主礦體為代表, 規模最大。北礦段礦體賦存于普朗復式巖體Ⅱ號巖體接觸帶、構造蝕變帶中, 礦化與強黃鐵絹英巖化蝕變帶相關; 北部外圍熱液脈狀鉛鋅礦體賦存于普朗復式巖體Ⅲ號巖體東南邊部外圖姆溝組(T3)中, 近EW向礦體受圖姆溝組二段第二層(T32-2)的板巖、砂巖、構造破碎帶及石英脈控制; 外圍南部以金異常為主; 外圍東部礦體賦存于普朗復式巖體Ⅰ號斑巖體邊部及石英二長斑(玢)巖脈中, 受近EW向節理裂隙構造控制而呈大脈狀產出(李志鵬, 2020)。

普朗銅礦床中礦石礦物主要有黃銅礦、黃鐵礦、輝鉬礦、磁黃鐵礦、斑銅礦, 少量方鉛礦、閃鋅礦; 脈石礦物主要有石英、斜長石、鈉長石、鉀長石、黑云母、絹云母、角閃石、綠泥石、綠簾石、黏土礦物。礦石結構有它形晶結構、交代溶蝕結構、半自形晶結構、粒狀結構、交代殘余結構等, 礦石構造以細脈浸染狀構造為主, 其次為浸染狀和脈狀構造。

2 構造?蝕變?礦化特征

為進一步查明礦床首采區深部找礦潛力, 為該區構造、蝕變、礦化的關系, 以及深部找礦提供科學依據, 本次選擇主礦體下盤鉆孔揭露較多的8線剖面為研究對象(圖2a), 對其系統開展1∶1000構造?蝕變?礦化填圖及構造(蝕變巖)地球化學研究。其中, ZK0801、ZK0805、ZK0809為該剖面地表施工鉆孔, ZK08K1、ZK08K2、ZK08K3為3670 m中段坑內鉆孔(圖2b), 結合構造(蝕變巖)地球化學異常與淺部礦體對應情況, 預測深邊部有利找礦地段, 進行找礦預測勘查。

對8線剖面開展系統的構造?蝕變?礦化填圖(圖3), 結合該礦床斷裂帶內充填物的特征, 在該剖面上共揭露到三條斷裂(碎裂巖帶): FⅠ、FⅡ-1和FⅡ-2。其中, FⅠ主要由淺部鉆孔控制, 傾向SW; FⅡ-1與FⅡ-2主要由深部鉆孔控制, 傾向NEE, FⅡ-1與FⅡ-2在深部有相交的趨勢(圖4)。在斷裂帶附近碎裂巖十分發育(圖3a、b), 最寬碎裂巖帶達35 m(圖5)。該剖面從淺部至深部, 從西部至東部鉆孔碎裂巖的發育程度逐漸增加, 脈體、蝕變、礦化的發育程度受碎裂巖控制明顯, 碎裂巖發育地段Cu品位更高(圖5)。

(a)、(b) 碎裂巖帶; (c) 強硅化石英二長斑巖, 在石英脈中發育黃銅礦、輝鉬礦; (d) 鉀化石英二長斑巖; (e) 綠簾石化二長斑巖中發育黃銅礦、輝鉬礦; (f) 石英脈中發育團斑狀綠泥石; (g) 鉀硅化石英二長斑巖中發育兩期石英脈; (h) 鉀硅化石英二長斑巖中發育石英?綠簾石脈; (i) 綠簾石化二長斑巖中發育石英?輝鉬礦?黃銅礦?黃鐵礦脈; (j) 星點狀黃銅礦; (k) 輝鉬礦切穿黃銅礦; (l) 磁黃鐵礦切穿黃銅礦; (m)鏡下絹云母; (n) 鏡下綠簾石; (o) 鏡下綠泥石。礦物代號: Cp. 黃銅礦; Mol. 輝鉬礦; Py. 黃鐵礦; Po. 磁黃鐵礦; Ser. 絹云母; Ep. 綠簾石; Chl. 綠泥石。

圖4 8線構造?蝕變分帶圖

圖5 蝕變分帶與構造、礦化關系對應圖

斑巖型礦床具有獨特的熱液蝕變分帶特征, 是重要的找礦標志, 因此開展圍巖蝕變和蝕變分帶特征研究, 是斑巖型礦床找礦勘查的必要環節。本次在對8線剖面開展構造?蝕變?礦化填圖的基礎上, 應用PIMA進行蝕變礦物的鑒定, 修正原先劃分的蝕變分帶(另文發表)。8線剖面的蝕變主要為硅化、鉀化、綠簾石化、綠泥石化、絹云母化、泥化。其中, 硅化表現為發育大量的石英脈或巖石整體堅硬(圖3c、f); 鉀化表現為鉀長石脈、鉀長石蝕變暈和彌散狀鉀長石(圖3d、h); 綠簾石化和綠泥石化中綠簾石、綠泥石呈網脈或獨立的細脈產出(圖3e、h), 在綠簾石、綠泥石脈的斷口處, 可見黃銅礦呈稀疏浸染狀產出; 絹云母化表現為長石類、黑云母類及角閃石等斑晶礦物選擇性蝕變, 形成彌散狀絹云母; 泥化在近地表和碎裂巖帶中發育, 表現為高嶺土等黏土礦物的富集。通過鉆孔中蝕變礦物的分帶組合特征, 結合PIMA以及鏡下對蝕變礦物的鑒定(圖3m、n、o), 圈出鉀硅酸巖化帶、黃鐵絹英巖化帶及青磐巖化帶3種蝕變分帶(圖4)。其中青磐巖化帶的分布面積最廣; 鉀硅酸巖化帶主要集中分布在中深部, 且蝕變分帶的長軸方向與FⅡ-1與FⅡ-2斷裂產狀一致; 黃鐵絹英巖化帶在該剖面上發育范圍較小。前人對普朗銅礦床的蝕變控礦模型開展研究(范玉華和李文昌, 2006; Li et al., 2011; 李文昌和劉學龍, 2015; Cao et al., 2019), 認為其與典型的斑巖型銅礦床的同心圓狀蝕變分帶并無區別, 由內向外可劃分出: 鉀硅化帶?→絹英巖化帶→青磐巖化帶→角巖化帶。在絕大多數斑巖型銅礦中, 青磐巖化帶與中心的鉀硅酸巖化帶相鄰, 銅礦化主要集中在鉀硅酸巖化帶中(范玉華和李文昌, 2006; 陳建航, 2021), 而在青磐巖化帶中礦化較弱。然而, 通過對普朗銅礦區8線剖面進行系統的蝕變填圖發現, 礦區內青磐巖化帶分布范圍較大, 且礦化不僅集中在鉀硅酸巖化帶中, 還大量的發育在青磐巖化帶中, 在青磐巖化帶與鉀硅酸巖化帶疊加或過渡帶礦化尤為發育(圖5)。Cao et al. (2019)對此現象做出解釋, 認為在普朗銅礦床附近存在另一個斑巖型銅礦床, 其流體使早期與鉀硅酸巖化帶蝕變有關的銅成礦作用發生再活化。在8線剖面上, 主要發育黃銅礦、輝鉬礦、黃鐵礦以及少量的磁黃鐵礦(圖3j、k、l), 礦化主要以石英?黃銅礦±綠簾石脈或石英?輝鉬礦±黃銅礦±黃鐵礦脈的形式產出(圖3g、h、i), 局部可見黃銅礦呈浸染狀產出。其中, 輝鉬礦主要與石英呈細脈狀產出, 局部可見輝鉬礦穿插黃銅礦(圖3k), 表明了輝鉬礦出現晚于黃銅礦。

8線剖面鉆孔主要揭露到的巖石以石英二長斑巖為主, 局部可見石英閃長玢巖, 礦化主要發育于石英二長斑巖中。在3670 m標高以上僅揭露FⅠ碎裂巖帶, 碎裂巖不發育, 脈體多為石英?綠簾石?黑云母細脈, 黃銅礦化、輝鉬礦化主要呈細脈狀產出, 蝕變分帶以青磐巖化帶為主; 3670 m標高以下發育FⅡ-1、FⅡ-2兩條斷裂(碎裂巖帶), 鉆孔中的碎裂巖發育, 脈體類型較多, 礦化主要以石英?黃銅礦?綠簾石脈或石英?輝鉬礦±黃銅礦脈的形式產出, 局部可見黃銅礦呈浸染狀產出, 蝕變以青磐巖化和鉀硅酸巖化為主。深部鉆孔碎裂巖和脈體的發育程度、鉀硅酸巖化帶的分布面積、礦化程度遠高于淺部鉆孔, 且深部鉀硅酸巖化帶的長軸方向與FⅡ-1、FⅡ-2兩條斷裂(碎裂巖帶)傾向延伸方向一致, 反映了脈體、蝕變、礦化的發育程度與FⅡ-1、FⅡ-2密切相關。

3 構造(蝕變巖)地球化學特征

3.1 樣品采集與分析

通過對8線剖面地表→深部代表性鉆孔進行1∶1000構造?蝕變?礦化編錄, 采集與成礦關系密切的碎裂巖樣品, 碎裂巖不發育地段選擇蝕變巖樣品進行代替。共采集分析構造(蝕變巖)樣品106件, 每件樣品1～2 kg, 樣品全部研磨至200目, 縮分成測試樣品, 送廣州澳實分析測試中心分別采用M61-MS81和P61-XRF26Fs方法測定微量元素和主量元素。測試樣品增加5%的密碼樣, 經檢驗測試數據質量符合要求。詳細采樣及測試方法見韓潤生(2006)、王雷等(2010)。

3.2 構造(蝕變巖)元素組合分析

為研究普朗銅礦床成礦元素間的親緣性, 在符合統計學前提下, 運用聚類分析和因子分析方法, 對8線剖面106件構造(蝕變巖)樣品測試數據進行元素組合分析, 以期找出數目較少, 彼此獨立的新的基本變量, 用以繪制構造(蝕變巖)地球化學異常圖, 總結異常特征, 優選重點找礦靶區, 進行定位找礦預測。

3.2.1 聚類分析

選擇測試數據中常用對數符合正態分布(圖6)且與成礦關系密切的28個元素進行聚類分析, 揭示成礦元素的共生組合關系, 按照完全距離系數連接及1-PearsonR相關系數, 得到R型聚類分析譜系圖(圖7), 在距離系數為0.42時, 分為四組元素組合: 第一組: Ag、Cu、Au、In、Se、S、Co、Fe、Zn、K、Ba;第二組: P、Sc、V、Cr、Sn、Ti、Tl、Rb; 第三組: Be、Nb、Ta、Th、U、Mo、Re; 第四組: Ca、Sr。結合礦床地質特征, 第一組代表Cu-Au礦化元素組合; 第二組代表巖體元素組合; 第三組代表Mo-Re礦化元素組合; 第四組代表鉀硅酸巖化帶遷出元素組合。其中第一、第二組在距離系數為0.42時聚為一類, 第一、第二、第三組在距離系數為0.45時聚為一類, 指示了巖體與礦化元素的成礦專屬性。

圖6 普朗銅礦不同元素的分布型式

圖7 普朗銅礦8線剖面R型聚類分析譜系圖

3.2.2 因子分析

在聚類分析基礎上, 選擇與成礦關系密切的28個元素測試數據和LREE、HREE常用對數值進行R型因子分析, 按照累計方差貢獻值達到70%取因子個數, 選擇表1每列荷載大于0.5的元素作為關聯成員, 從而得到4個主因子:

表1 普朗銅礦8線剖面R型因子分析方差極大旋轉載荷矩陣

1: Ag、Cu、Au、In、Se、S、Co、Fe、Zn、K、Ba、LREE、HREE;

2: P、Sc、V、Cr、Sn、Ti、Tl、HREE;

3: Rb、Be、Nb、Ta、Th、U、Mo、Re、LREE;

4: Cu、Au、Se、?Ca、?Sr、Mo。

結合該剖面的實際地質情況以及因子分析結果, 區內存在三組礦化元素組合, 其中1為Cu-Au礦化元素組合, 與鉀硅酸巖化帶大量遷入元素K、Ba呈正相關;2代表巖體元素組合;3為Mo-Re礦化元素組合;4為Cu-Au-Mo礦化元素組合, 與鉀硅酸巖化帶遷出元素Ca、Sr呈負相關(陳建航, 2021), 表明礦化與鉀硅酸巖化蝕變帶密切相關。在四個主因子中出現多組礦化元素組合, 結合礦區地質特征, 反映礦區可能存在多期(階段)銅、鉬疊加成礦特征。

3.3 構造(蝕變巖)地球化學異常特征

普朗銅礦床賦礦斑(玢)巖產于NNW向、NEE向兩組斷裂的交匯部位。受斷裂構造長期活動與巖漿多期次侵位的影響, 斑(玢)巖體中節理(裂隙)發育(吳練榮等, 2021), 這些裂隙系統為礦液的運移、擴散和沉淀提供了良好的導礦和容礦空間。李文昌等(2015)通過研究認為巖體內裂隙構造越發育, 銅多金屬礦化也越富集。8線剖面鉆孔構造?蝕變?礦化編錄和測試結果(圖5)也反映了該特征。根據各礦化因子得分值, 本文利用Mapgis軟件繪制普朗銅礦8線剖面因子得分異常圖(圖8), 結合該剖面地質特征, 分析其地球化學場的空間變化規律。三組礦化因子的異常特征如下:

(a) F1(Cu-Au礦化)因子異常圖; (b) F3(Mo-Re礦化)因子異常圖; (c) F4(Cu-Au-Mo礦化)因子異常圖。

1因子為Ag、Cu、Au、In、Se、S、Co、Fe、Zn、K、Ba、LREE、HREE元素, 代表Cu-Au礦化元素組合, 可圈定出三個異常區(A1～A3;圖8a)。Cu-Au礦化因子異常區A1、A2與8線剖面淺部已揭露礦體一致, A3異常區位于該剖面中深部東側, 長軸方向傾向NEE, 異常未封閉, 預示剖面深部東側具有較好的銅成礦前景。3因子為Rb、Be、Nb、Ta、Th、U、Mo、Re、LREE, 代表Mo-Re礦化元素組合, 可圈定出兩個異常區(C1～C2; 圖8b), Mo-Re礦化異常區C1與8線剖面淺部已揭露礦體一致。C2異常區位于該剖面中部東側, 長軸傾向NEE, 異常未封閉, 表明Mo-Re礦化多集中在剖面中部。4因子為Cu、Au、Se、Ca、Sr、Mo元素, 代表Cu-Au-Mo礦化元素組合, 可圈定三個異常區(D1～D3; 圖8c)。Cu-Au-Mo礦化異常區D1與8線剖面淺部已揭露礦體較吻合。Cu-Au-Mo礦化因子異常區D2、D3依次位于該剖面中、深部(3700 m標高以下), 規模大, 高值區域主要集中在剖面東側, 長軸傾向NEE, 未閉合。三個異常區長軸方向的傾向與Ⅱ-1、Ⅱ-2的傾向一致, 且三個礦化因子異常高值區均位于Ⅱ-1、Ⅱ-2附近。

(1) 異常分布特征指示礦化富集中心, 可預測找礦靶區

1(Cu-Au礦化)因子異常區A1、A2,3(Mo-Re礦化)因子異常區C1,4(Cu-Au-Mo礦化)因子異常區D1與8線剖面淺部已揭露銅、鉬礦(化)體范圍一致, 表明成礦元素組合異常是礦(化)體原生暈的集中反映, 礦化異常強弱和分布范圍可代表礦化強度和成礦規模。三組礦化因子異常在深部異常分布范圍和異常強度指示該剖面中深部東側具有較好找礦潛力, 可根據異常特征圈定有利找礦地段。

(2) 深部三組礦化因子異常重疊區可作為重點找礦靶區

在構造(蝕變巖)地球化學因子異常中, 多元素組合異常重疊和相鄰區是主要的成礦地段,1(Cu-Au礦化)因子異常區A3,3(Mo-Re礦化)因子異常區C2,4(Cu-Au-Mo礦化)因子異常區D2、D3在深部具有很好的重疊性, 具有由深→淺部1(Cu-Au礦化)→4(Cu-Au-Mo礦化)→F3(Mo-Re礦化)因子異常依次產出的特點, 表明了普朗銅礦床在剖面上Cu-Au-Mo礦化具差異富集現象。結合前人研究成果, 普朗礦區礦化時限較長(曾普勝等, 2004; 王守旭等, 2008; 李萬倫, 2011; 石洪召等, 2018), 指示該區礦化具有脈動式多中心疊加的特點, 礦區深邊部構造?裂隙較為發育, 蝕變多出現鉀化和青磐巖化疊加, 疊加部位形成了高品位斑巖型銅礦體, 以上特征為揭示普朗銅礦床疊加成礦規律提供元素分布依據。A3和D3、C2和D2異常區的高值區域在深部傾向均為NEE, 向深部延伸未閉合, 指示了在該剖面深部NEE傾向上具有較好的找礦潛力, 結合剖面地質特征, 東側邊界為角巖, 異常未閉合范圍推測為角巖下部巖體, 預示具有較好找礦前景。

(3) 異常空間分布特征受巖石碎裂程度、蝕變分帶控制明顯, 異常和蝕變分帶的長軸方向反映成礦流體流向

剖面上三組礦化因子異常長軸方向(圖8)與圈定的多個鉀化蝕變帶長軸方向(圖4)一致; 同時三組礦化因子異常中心與多個鉀化蝕變中心具有較好對應性。構造?蝕變?礦化編錄特征(圖5)表明, 礦化富集部位多存在鉀化、青磐巖化疊加現象。以上特征均反映礦區存在多期(階段)成礦的疊加, 三組異常長軸傾向方向反映在剖面上蝕變分帶和元素分帶規律相一致, 剖面異常和蝕變分帶的長軸方向均與Ⅱ-1、Ⅱ-2斷裂傾向方向相同(圖4、8), 反映成礦流體在剖面上運移方向為北東東深部向南西西淺部運移。

各礦化組合因子異常區分布與剖面上碎裂巖的分布(圖4、8)存在一定聯系, Cu-Au礦化異常、Mo-Re礦化異常分布與鉀化蝕變、鉀化與青磐巖化過渡帶高度吻合, 異常長軸方向和蝕變帶長軸方向指示礦化在剖面上向深部NEE方向延伸, 結合礦區玢(斑)巖空間展布特征(走向NNW, 傾向NEE), 預示淺部銅鉬礦(化)體在深部NEE方向具有一定的找礦潛力。

4 深部找礦預測

4.1 找礦預測標志

(1) 蝕變標志: 石英二長斑巖及其中分布的鉀化帶、青磐巖化帶, 二者疊加部位是富礦體分布區;

(2) 構造(蝕變巖)地球化學異常標志:1、3、4因子異常分布區, 單個異常高值區和多個異常重疊區是重點找礦靶區;

(3) 構造?蝕變?異常綜合標志: 石英二長斑巖中巖石碎裂部位(Ⅱ-1、Ⅱ-2), 多控制了青磐巖化和鉀化帶的展布情況, 碎裂巖帶向深部延伸處,1、3、4因子異常長軸向深部延伸處可作為有利找礦地段。

4.2 找礦預測

(1) 根據地質找礦標志(鉀化、青磐巖化帶特征), 8線剖面中深部向NEE方向是有利成礦地段, 結合普朗銅礦區首采區主礦體產狀特征(走向NNW, 傾向NEE), 普朗銅礦床5-16線中深部礦體向NEE方向延伸處均具有較好找礦前景。

(2) 根據構造標志和8線構造(蝕變巖)地球化學異常分布特征, 反映8線剖面北東東側中深部具有較好找礦潛力。

(3)1、3、4異常由深→中深部, 具有(Cu-Au)→ (Cu-Au-Mo)→(Mo-Re)元素組合的分帶規律, 反映了成礦流體流向和多期(階段)疊加特征, 為深部找礦預測提供重要依據。

綜合研究認為普朗銅礦區首采區主礦體(8線)沿著傾向方向北東東側分別在中、深部具有較好找銅?金、鉬礦體的潛力, 結合主礦體產狀特征, 可考慮在構造?蝕變?礦化綜合編錄基礎上, 對8線以北、以南適當勘探線開展驗證工作, 可逐步由各剖面南西西淺部向北東東深部進行驗證。

4.3 預測效果

根據地質找礦標志和構造(蝕變巖)地球化學異常標志, 開展找礦預測, 分別對8線剖面北東東側中深部、8線以北(12線)、8線以南(5線)中深部開展鉆孔工程驗證(圖9)。其中8線施工ZK08K4孔(1200.39 m), 揭露工業礦體約700 m, Cu平均品位約0.41%, 其中約150 m礦體伴生Mo平均品位0.06%; 12線施工ZK12K5孔(1000.18 m), 揭露工業礦體約650 m, Cu平均品位約0.66%, 其中約250 m礦體伴生Mo平均品位約0.07%; 5線施工ZK05K3孔(825.07 m), 揭露工業礦體約600 m, 礦體中Cu平均品位約0.83%, 其中120 m礦體伴生Mo平均品位約0.11%。勘查結果表明構造(蝕變巖)地球化學技術方法在斑巖銅礦深邊部找礦預測方面具有一定找礦效果, 普朗銅礦中深部(3600～2700 m)仍具有較大找礦空間。

5 結 論

(1) 對普朗銅礦區8線剖面礦體分布區構造(蝕變巖)地球化學數據進行聚類分析和因子分析, 得到三組礦化元素組合:1為Cu-Au礦化元素組合,3為Mo-Re礦化元素組合,4為Cu-Au-Mo礦化元素組合, 同時出現了兩組Cu-Au礦化和兩組Mo礦化元素組合, 指示了該區存在多期(階段)疊加的特點。

(2) 綜合構造?蝕變?構造(蝕變巖)地球化學異常推測的找礦靶區和有利找礦地段, 被資源勘查證實是可行的, 為構造(蝕變巖)地球化學服務深邊部找礦提供了新思路和范例。

致謝:野外工作過程中得到了云南迪慶有色金屬有限責任公司和中銅礦產資源有限公司工作人員的大力支持; 中南大學李歡教授和中國地質科學院礦產資源研究所張長青研究員兩位審稿專家對論文提出了寶貴的修改意見和建議, 在此表示衷心的感謝。

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Geochemical Characteristics of Tectonic (Altered Rock) in the Initial Mining Areaand Prospecting Prediction of Yunnan Pulang Porphyry Copper Deposit

ZHU Zhendong1, LI Zhengzhang2, LI Zhipeng3, YANG Fan2, REN Tao1, GUAN Shenjin1, WANG Lei1*, WU Lianrong3*

(1. Faculty of Land Resources Engineering, Kunming University of Science and Technology, Kunming 650093, Yunnan, China; 2. China Copper Mining Resources Co. Ltd., Kunming 650051, Yunnan, China; 3. Diqing Nonferrous Metals Co. Ltd., Shangri-La 674400, Yunnan, China)

As the most significant porphyry Cu-Au-Mo deposit in the Geza island arc, the occurrence of the main orebody of the Pulang porphyry copper deposit is closely related to the composite porphyry intrusion, the intensity of structural fracture development, and the potassic and propylitic alteration surrounding the magmatic intrusion. These features provide the basis for an effective application of tectonic geochemical exploration techniques. Based on the tectonic, alteration, and mineralization logging of the Line 8 section in the initial mining area, the tectonic (alteration) geochemical characteristics of the Pulang porphyry copper deposit were investigated. Through R-type cluster analysis and factor analysis, combined with the geological characteristics of the deposit, three ore metal element assemblages were determined, namely1(Ag, Cu, Au、In, Se、S, Co, Fe, Zn, K, Ba, LREE, HREE) copper-gold ore metal element assemblages,3(Rb, Be, Nb, Ta, Th, U, Mo, Re, LREE) molybdenum-rhenium ore metal element assemblages, and4(Cu, Au, Se, Mo, -Ca, -Sr) copper-gold-molybdenum ore metal element assemblages. The tectonic (alteration) geochemical anomalies indicate that, (1) The1,3, and4sub-surface anomalies are generally consistent with the proven orebodies. Unconfined anomalies at depth indicate that the section has promising potential and can be considered as a preferred target; (2) The superimposition of copper-gold and copper-molybdenum mineralization anomalies indicates the possibility of superimposed mineralization; (3) Based on the anomalous features and spatial pattern, combined with the occurrence of the main ore body and alteration zonation, it is suggested that the ore-forming fluids were transported from SSE→ NNW horizontally and NEE(deep)→SWW (shallow) vertically. The results of this study were validated in the target areas of the Line 5, Line 8 and Line 12, and achieved good results in prospecting. In summary, the inferred mineralization targets and potential mineralized sections based on the integrated tectonic (alteration) geochemical anomalies have been proven to be practical. It provides a new idea and example for application of tectonic (alteration) geochemistry in the deep and marginal area prospecting.

Pulang porphyry copper deposit; mineralization prediction; tectono-geochemistry; porphyry deposit; northwestern Yunnan

10.16539/j.ddgzyckx.2023.05.005

2023-03-06;

2023-05-31

校企合作項目(HZ2021F0427)、云南省興滇英才支持計劃“青年人才”專項和云南省重大科技專項(202202AG050014)聯合資助。

朱振東(1997–), 男, 碩士研究生, 礦物學、巖石學、礦床學專業。E-mail: 1553302372@qq.com

王雷(1983–), 男, 教授, 從事礦床學與找礦預測研究。E-mail: kust_wanglei@kust.edu.cn

吳練榮(1972–), 男, 正高級工程師, 從事資源勘查及礦山地質管理工作。E-mail: 490434378@qq.com

P612

A

1001-1552(2023)05-1002-016