云南北衙金礦含金紅土孢粉分析及其意義

闞迎松　黃玉鳳

［摘要］云南北衙超大型金礦次生富集成礦作用比較強烈，紅土型金礦分布較廣泛。對比前人在滇西鶴慶盆地的孢粉研究成果，初步將北衙金礦含紅土地層的沉積時代限定為漸新世－早上新世之間，略晚于含礦斑巖的形成時代。通過對礦區含金紅土的孢粉分析研究，其孢粉組合特征反映出，礦區附近區域可能分布以櫟、樺、栗為主的森林草原植被景觀，榆、榛、胡桃、椴少量分布，周邊莎草科、蒿屬等植被發育，氣候當以溫潤的亞熱帶氣候為主，類似于今天的華南地區。該氣候條件下，對紅土型金礦的形成是很有利的。

［關鍵詞］北衙；紅土型金礦；孢粉；時代；環境

北衙金礦是金沙江—哀牢山成礦帶與堿性深成巖有關的超大型金多金屬礦床。目前礦區內已發現多期堿性巖漿活動，按年齡大致可分為三期：早期是石英鈉長斑巖和煌斑巖在60～65Ｍａ侵位；中期石英正長斑巖在25～38Ｍａ侵入，并伴有煌斑巖的侵入；晚期的黑云母石英正長斑巖在3.7 Ｍａ侵位。中期與富堿巖帶北段的兩期巖漿活動基本吻合，形成的斑巖對金多金屬礦床的形成較為有利。北衙礦區勘探報告里，將有用金礦類型劃分為接觸帶矽卡巖型、層間破碎帶型、硅鈣面型、熱液脈型及紅土型五類。

紅土型金礦是含金較高的地質體在紅土化作用下，使所含的金發生活化、遷移、沉淀、富集形成的，產于紅色風化殼中的金礦。自80年代末期以來，在中國南方先后發現了蛇屋山、龍形寨、太坊、王家坊、龍塘、下甲、八渡、老萬場、勝境關、麥窩壩、北衙等一批紅土型金礦床。這些金礦均是改造紅土型金礦，并為現代紅土型金礦。國外首先自1980年在西澳大利亞的博丁頓地區發現大型紅土型金礦，1985年，在巴西的巴伊爾（Bahia）地區再次發現了產于太古宙基底之上發育的紅色風化殼中的大型紅土型金礦床。之后在澳大利亞和巴西的其他地區、法屬圭亞那、斐濟、印度、越南、喀麥隆、加蓬、尼日爾等國，相繼發現了大批紅土型金礦。

北衙金礦紅土型金礦體賦存于鈣結角礫巖之下的下雜色層與腐巖層中，礦體呈“Ｉ”形、“兀”形、“爪”形。具有厚度大、礦化均勻等特征。它的巨大蘊藏量主要得益于其豐富的原生金礦為其提供充足的成礦物質，而且特別發育的古喀斯特洞穴為含金紅土提供了特殊的儲存空間，強烈的氣液爆破作用形成的熱水角礫蓋層為其提供了良好的保存條件。滇西富堿斑巖帶不僅是重要的原生多金屬成礦帶，也是尋找紅土型金礦等次生礦床的重要遠景區。

北衙金礦早期對紅土型金礦體進行過堆浸生產，浸出率為42％ ～43％，綜合回收率只達40％，生產成本及產品銷售價值基本保持平衡，目前對該部分礦體的利用處于停滯狀態。因此，確定其含金紅土的形成時代，擴大勘查范圍勢在必行。且確定該含金地層，對云南新生代地層及華南地區新生代氣候、環境的研究具有重要意義。北衙礦區三期勘探報告之前，將含金紅土層位對比區域地層資料，劃定其為始新世的麗江組地層。在后期的開采過程中，通過礦體、巖體與地層的接觸關系可發現，礦體與巖體都已被剝蝕，該組地層卻保存完好，而該礦區最晚的成礦年代在27Ｍa左右，石英正長斑巖的成巖時代在35～40Ｍａ，同時該組地層中包含有石英正長斑巖的碎塊，斑巖并不是侵入其中，因此地層的時代應晚于斑巖侵位的年齡和成礦年齡，該組地層的時代不應早于漸新世。北衙四期勘探報告里，根據灰巖角礫巖碳酸鹽膠結物ERS測年結果為！1.5～1.165Ｍａ，表明其處于第四紀更新世。所以根據接觸關系、巖性特征、測年資料等重新厘定了礦區原麗江組（E2l）的地層時代，將原麗江組下段（E2l1）、上段（E2l2）分別劃歸為第四系更新統蛇山組（Ｑ1s）與更新統（Pleistocene Series）。該結論證據碳酸鹽膠結物ERS測年結果并不充分，且KT4紅土型金礦體最厚處達175.66ｍ，我國南方形成30～50ｍ 厚的紅土風化剖面需要1Ｍａ至幾十Ｍa的時間，定為蛇山組（Ｑ1s）在年限上顯然條件不足。

孢粉是孢子和花粉的簡稱，因其產量大、傳播廣、易保存等特點，而廣泛存在于表生沉積物中，如殘破積物、半膠結砂礫巖及湖泊沉積等。近年來，隨著對孢粉研究的深入，其應用也越來越廣泛，尤其是在研究新生代以來的古氣候、地理環境分析和時代厘定上，孢粉學研究都有其重要意義。

本文首次在北衙礦區采用孢粉學方法，對比前人在云南鶴慶盆地的孢粉學研究成果，力圖給出北衙礦區含金紅土的時代歸屬及形成環境分析。

１ 研究區概況

北衙金多金屬礦區位于德格－中甸陸塊、揚子陸塊與蘭坪－思茅陸塊三個Ⅰ級構造單元結合部東側，地處揚子陸塊西緣的麗江－鹽源中生代地塊邊緣拗陷帶的南西緣，被夾持在金沙江－紅河斷裂、賓川－程海斷裂和麗江—木里斷裂之間（圖１）。

這三大斷裂構成區內的骨架構造，不但規模巨大，而且活動歷史久遠，屬超殼斷裂，長期以來，控制著區內的地層發育、褶皺變形、巖漿活動及各類礦產的形成與分布。

北衙礦區北自鍋廠河，南至金溝壩－雞鳴寺大溝，西起紅泥塘，東到筆架山－黃坪壩子西側邊緣，面積22.06ｍ２。由六個礦（化）段構成，大致以北衙壩子為界分為東西兩個礦帶：東帶包括桅桿坡、筆架山、鍋蓋山礦（化）段，西帶包括萬硐山、紅泥塘、金溝壩（化）礦段。礦區出露的地層有二疊系上統峨眉山組（P2β）、三疊系下統（T1）、青天堡組（T1q）、三疊系中統北衙組（T2b）、更新統（Ｑp）及更新統蛇山組（Ｑ1p）。

圖３ 為北衙礦區56號勘探線剖面圖，其中KT3、KT4礦體為紅土型礦體，分布于萬硐山及紅泥塘礦段第四系更新統蛇山組（Ｑ1s）底部與北衙組不整合接觸面附近，嚴格受不整合接觸面控制，礦體總體呈似層狀—層狀，礦石呈土狀、松散狀，含砂礫，主要礦物成分由褐鐵礦及粘土礦物組成。KT4礦體礦石全為紅土型礦石，單樣金最高品位17.40×10-6，一般0.8×10-6～2.5×10-6，礦體平均品位１.53×10-6～1.80×10-6，品位變化系數83％～158％，為組分變化均勻，礦石品位較巖金礦普遍偏低。

２ 樣品采集及分析方法

本次工作對北衙礦區萬硐山礦段原定第四系更新統蛇山組（Ｑ1s）進行樣品采集，其巖性主要為紫紅色復成分礫砂粘土，是北衙礦區紅土型金礦的主要富集層位，選取幾處典型地質點采集了６個樣品（圖４，表１）。

本次采集的６件樣品（Ｌ1～Ｌ6）的孢粉測試工作在中國地震局地質研究所地震動力學國家重點實驗室完成，每個樣品取干重85ｇ左右，經常規酸堿處理，用比重1.9的重液浮選，2500轉／分離心15分鐘（個別樣品離心60分鐘才能沉淀下來），得到富集的孢粉。樣品均見有豐富的孢子花粉，共統計1212粒孢子花粉，平均202粒／樣品。

３ 孢粉分析結果

實驗結果顯示樣品中類型較豐富，被子植物花粉類型較多，常見的有櫟屬（Quercus），栗屬（Castanea），栲屬（Catanopsis），樺木屬（Betula），鵝耳櫪屬（Carpinus），榛屬（Corylus），蒿屬（Artemisia），莎草科（Cyperaceae），藜科（Chenopodiaceae），禾本科（Gramineae），蓼科（Polygonaceae），在個別樣品中零星或少量出現的有榿木屬（Alnus），胡桃屬（Juglans），榆屬（Ulmus），椴屬（Tilia），楓香屬（Liquidambar），山礬科（Symplocaceae），杜鵑花科（Ericaceae），白刺屬（Nitratia），木犀科（Oleaceae），胡頹子科（Elaeagnaceae），楊梅科（Myrtaceae），薔薇科（Rosaceae），紫菀屬（Aster），唐松草屬（Thalictrum），菊科（Compositae），狐尾藻屬（Myriophyllum），香蒲屬（Typha），十字花科（Cruciferae），茄科（Solanaceae），地榆屬（San-guisorba）．荇菜屬（Nymphoides），律草屬（Humu-lus），唇形科（Labiatae），傘形科（Umbelliferae）等。樣品中還有少量不能鑒定的花粉類型，多數因為花粉結構不清晰所致。裸子植物花粉類型有松屬（Pinus），云杉屬（Picea），冷杉屬（Abies），鐵杉屬（Tusga），麻黃屬（Ephedra），蕨類孢子和藻類主要有水龍骨屬（Polypodium），其余如盤星藻（Pediastrum），泥炭蘚（Sphagnum），環紋孢（Concentricystis），里白屬（Hicriopteris），鳳尾蕨屬（Pteris），卷柏屬（Selaginella），石松屬（Lycopodium）等僅在個別樣品中零星出現（圖5）。

孢粉組合如圖所示，針葉類花粉以Pinus為主，含量為8.9%～14.3%，平均11.1%；Picea含量為0～1.9%，平均1.1%；Tsuga和Abies在個別樣品中零星出現。闊葉類如Quercus含量為13.8% ～21.2%，平均17.6%；Castanea-Castanopsis的含量為5.7%～9.7%，平均為8.1%；Betulaceae（Betula+Carpinus+Carylus+Alnus）的含量為8.9%～18.6%，平均為13.3%，以Betula（3.8% ～10.9%，平均7.7%）和Corylus（0.6%～5.7%，平均4.2%）為主；Ulmus含量為0.4%～2.0%，Juglans含量為0.6%～1.9%，Alnus含量為0～2.2%。另外，Tilia，Liquidambar等在個別樣品中零星或少量出現。

草本植物花粉以Cyperaceae，Artemisia，Chenopodiaceae，Gramineae為主。Cyperaceae的含量為6.8%～13.4%，平均10.6%；Artemisia的含量為5.9%～11.0%，平均含量為8.4%；Chenopodiaceae的含量為1.8%～5.2%，平均2.7%。Gramineae的含量為0.5%～4.1%，平均2.4%。另外，經常出現的如Polygonaceae的含量為0.6%～2.2%，平均1.5%；Rosaceae的含量為0～2.7%，平均為1.4%；Myriophyllum的含量為0.4%～1.5%，平均0.9%。其他如Nitratia，Aster，Com-positae， Umbelliferae，Cruciferae，Solanaceae，San-guisorba，Thalictrum等在樣品中零星出現。

蕨類孢子和藻類以Polypodium為代表．含量為1.7%～5.3%，平均3.6%。Hicriopteris，Concentricystis，Pteris，Pediastrum，Sphagnum等在個別樣品中零星出現，平均含量均不到1%。另外，在組合中還出現了少量不能鑒定的蕨類孢子。

該地點整體上以闊葉類和灌木草本植物花粉占優勢，前者含量為33.3％～44.5％，平均38.8％；后者為35.7％ ～38.0％，平均37.2％。針葉類植物花粉居次要地位，含量為10.4％ ～20.0％，平均13.1％；蕨類孢子和藻類含量相對較少，為6.4％～12.3％，平均9.6％。部分典型孢粉形態見圖６。

４ 討論

在滇西鶴慶盆地地區，前人的孢粉研究甚多，成果顯著。研究表明，第三紀以來，滇西地區整體上呈溫潤的亞熱帶山地氣候，植被景觀也多以森林、草原為主。中新世中晚期以來，溫度有下降趨勢，造成溫帶落葉闊葉植物成分增多，而亞熱帶植物成分較前期減少。

蔣雪中通過鶴慶鉆孔（HQ 孔）頂部8.11ｍ 巖芯剖面樣品的多項環境指標的綜合分析，重建了鶴慶盆地３Ｍa以來的古氣候環境演化歷史，表明該區氣候在千年尺度上表現為冷濕與暖干組合交替的特點。彭金蘭等根據鶴慶盆地HQ孔介形類的研究，將鶴慶盆地近15萬年以來的古氣候、古環境初步劃分為5個階段，總的氣候特征為冷期偏濕，暖期偏干。同時各氣候階段與深海同位素及黃土剖面相對比，又顯示出其氣候變化的協同性。

用孢粉來定時代，在很大程度上要依托于前人在該地區或區域上的研究工作。依據本次研究的孢粉組合特征，和前人的研究做對比，從而給出一個相對的時代。對比前人在滇西地區的孢粉研究工作不難看出，北衙金礦區含金紅土的孢粉組合里，木本含量相對較低（僅38.8％），而第四紀以來，尤其是2.8～1.8Ｍa年間，孢粉組合以木本為主，高達80％左右，可排除含金紅土的時代為第四紀的可能。北衙金礦在第四期詳查報告里，依據灰巖角礫巖碳酸鹽膠結物ERS測年（1.165～1.5Ｍａ）結果，將其含金紅土的時代定為第四紀更新世，這一結論是有待考證的。本次研究的孢粉組合里，蕨類含量（9.6％）較晚上新世（24.4％）低的多，因此可進一步將其時代確定為早上新世以前。結合北衙金礦區眾多富堿斑巖小巖體的年代學研究，以及與含金紅土賦存層位的接觸關系，初步厘定北衙金礦紅土型金礦的時代為漸新世—早上新世之間。然而要給出含金紅土的精確時代，乃至對其賦存層位定出組名，還有待于進一步的工作。

環境分析方面，從孢粉組合特征可看出，研究區附近區域可能分布以櫟、樺、栗為主的森林草原植被景觀，榆、榛、胡桃、椴少量分布，周邊莎草科、蒿屬等植被發育，氣候當以溫潤的亞熱帶氣候為主，類似與今天的華南地區。在該氣候條件下，對紅土型金礦的形成是很有利的。

５ 結論

（１）北衙金礦區含金紅土的孢粉組合里，木本含量相對較低（僅38.8％），蕨類含量為9.6％，對比前人資料，初步厘定北衙金礦紅土型金礦的時代為漸新世—早上新世之間。

（２）從孢粉組合特征可看出，研究區附近區域可能分布以櫟、樺、栗為主的森林草原植被景觀，榆、榛、胡桃、椴少量分布，周邊莎草科、蒿屬等植被發育，氣候類似今天的華南地區，以溫潤的亞熱帶氣候為主。

致謝

本次研究的野外工作中，得到了程成工程師、楊叢府工程師、和文言博士、王新宇博士和黃丁伶博士的大力支持；中國地震局地質研究所孢粉分析室的馬小林博士對本次研究的實驗部分進行了有效指導；另中國科學院南京地理與湖泊研究所的肖霞云老師，對孢粉組合結果的分析給予了詳細地指導，在此一并致謝。