兰坪县金顶铅锌矿床地质特征及成因分析

宁选凤，苏昌学

(1.云南弘迪矿产资源有限公司，云南 昆明 650011；2.云南有色地质局勘测设计院，云南 昆明 650051)

兰坪金顶铅锌矿是我国目前最大的铅锌矿床，也是目前世界上17个超大型铅锌矿床之一。自20世纪60年代被发现以来，受到国内外学者的广泛关注，80年代以来对矿床成因研究特别重视。矿区分北厂、架崖山、蜂子山、跑马坪、西坡、南厂及白草坪等7个矿段。全区已探获铅+锌总储量1533万吨。共生锶矿及伴生铊矿、镉矿均为超大型规模。

1 区域成矿背景

金顶铅锌矿区为一北北东向延伸的弯窿形构造，弯窿长约4km，宽约2km，并伴有不同方向的断裂构造，主要以南北向、北北西向和北北东向的区域断裂构造为主。这些断裂包括盆地边缘的金沙江—哀牢山断裂、澜沧江断裂以及盆地中央的兰坪—思茅断裂。

金沙江—哀牢山、澜沧江以及盆地中央的兰坪—思茅三条主要的断裂构成了兰坪—思茅盆地的基本断裂构造系统，其中金沙江—哀牢山断裂带位于盆地东侧的边界，其对古生代、三叠纪沉积有明显地控制作用；澜沧江断裂作为一条控盆断裂，位于盆地西侧的边缘地带，其中断裂东侧的中、晚三叠统堆积了厚约5 000m的火山岩，研究表明该断裂对印支期火山活动具有控制作用；兰坪—思茅断裂属于岩石圈断裂，位于盆地中央，具有壳幔穿透性质，并形成了一条变质带，该变质带的变质年龄是24～3lMa，其与该矿区喜马拉雅期幔源碱性岩浆侵入和喷出的时间相接近。兰坪—思茅断裂还控制着三叠纪和侏罗纪的沉积作用。

2 矿床地质特征

2.1 矿体的分带特征

区内铅锌矿体均赋存在F2断层破碎带中，近矿围岩分别为白垩系景星组(K1j)与古新统勐野井组(E1m)，按矿体上下叠复关系及围岩的不同，分为上含矿带(SKD)和下含矿带(XKD)。由于岩性及矿化特征的差异，断层上盘地层(K1j)属“外来系统”，各地保存不一，其中穹隆北翼及西翼保存较为完整；断层下盘地层(E1m)为本地系统，岩性变化较大，矿体有灰岩型与沙岩型两类，主要分数分布在穹隆的东翼及北翼，穹隆西翼及南翼矿化较弱，矿体较小。

2.1.1 上含矿带(SKD)

近矿围岩为白垩系景星组的一部分，矿化较强，有用组分分布也较均匀，构成厚大的砂岩型层状铅锌矿体，该含矿带主要有三个矿体，即北厂矿段的I1号矿体，蜂子山矿段的XIV1号矿体和架崖山矿段的ⅩⅢ1号矿体，前两个规模特大，后一个矿体因分布位置较高，大部已被剥蚀，残存面积较小。

2.1.2 下含矿带(XKD)

近矿围岩为古新统勐野井组(E1m)含膏盐的陆屑沉积，岩相变化很大。在北厂矿段P17线以东至架崖山及南厂矿段，以富含碳酸盐的粗碎屑沉积为主，赋存“灰岩型”矿体。由于灰质及沥青质含量高，空隙发育，大部分含矿较富，含有黄铁矿、白铁矿、天青石，深部夹有石膏岩、硫铁矿凸镜体。北厂矿段P17线以西，随屑粒度自东向西逐渐变细，以灰色含灰岩细角砾岩为主，赋存“砂岩型”似层状铅锌矿体。继续向西及南延，红色夹层增多，并出现石膏岩，铅锌矿化较弱[2]。

2.2 矿体产出特征

2.2.1 顶板围岩特征

金顶铅锌矿床矿体顶板围岩主要为中侏罗统花开左组(J2h)泥岩和细砂岩，个别地方为三叠系三合洞组(T3s)灰岩。其岩性特征如下：

花开左组泥岩呈紫红色，见水平层理，含粉砂—细砂屑，并含有少量的细角砾。泥岩与矿体接触部位有微弱的蚀变褪色现象，部分紫红色泥岩已变为灰绿色，在矿化强烈的地方见有黄铁矿化和铅锌矿化，有的地方的黄铁矿化和铅锌矿化甚至可以达到工业品位。

花开左组细砂岩多为紫红色或浅灰色，呈层纹状，砂屑粒径为0.1mm～0.55mm，分选差，胶结物以铁泥质为主，灰色细砂岩则以灰质胶结为主。部分地方细砂岩中见有弱的黄铁矿化和铅锌矿化。

三合洞组灰岩多为浅灰一灰黑色，主要有石灰岩、含燧石结核灰岩、含沥青灰岩以及含白云质灰岩等。在架崖山矿段和北厂矿段深部可以见到矿体产于灰岩之下。

由花开左组泥岩、细砂岩组成的顶板围岩，其具有孔隙度小、渗透率低，固结早的特点(成矿之前早以固结成岩)。在金顶地区，花开左组岩厚度为300m～600m，在区域上花开左组岩层出露厚度为283m～5960m，为较好的覆盖层。而覆盖于花开左组上的三叠系又增加了花开左组岩层的封闭能力。

2.2.2 底板围岩特征

金顶铅锌矿床的底板围岩主要为古新统勐野井组第一段(E1ma)的浅灰色、棕红色的细砂岩、粉砂岩及泥质粉砂岩。在不同的矿段具有不同的岩性组合特征。

紫红色夹浅灰色泥质粉砂岩和粉砂岩的组合主要分布在北厂矿段的西部。该类型岩石组合以粘土类矿物为主，局部含少量角砾岩。

浅灰色、灰绿色泥质粉砂岩和灰色细砂岩的组合主要分布在北厂矿段的东部、架崖山和蜂子山矿段。该类型岩石组合也是以粘土类矿物为主，在细砂岩中含有少量的细角砾。

棕红色粉砂岩、层纹状粉—细砂岩夹棕红色泥岩的组合主要分布在北厂矿段的21号勘探线以东的深部及架崖山矿段的北部。与矿体之间为断层接触关系。

从岩相上看，金顶铅锌矿底板围岩属于构造活动型冲积扇中的扇缘过渡相，该相岩层具有碎屑物分选性好，粒度细的特点。而这些由粉砂岩及泥质粉砂岩组成的底板围岩的孔隙度和渗透率均较小，能够有效地阻止成矿流体的下渗，同时使大气降水、孔隙水聚集在储集层中。

2.2.3 含矿岩层特征

金顶矿区含矿岩层按空间位置可分为上含矿层和下含矿层。

上含矿层容矿主岩为白垩系的景星组下段(K1j1)之浅灰色一灰色石英砂岩，偶夹有粉砂岩，上部含灰岩角砾。上下岩层矿化强烈，为主要的含矿岩层。石英砂岩中陆源碎屑成分以石英为主，其次为硅质岩屑和长石，胶结物多为钙质胶结，此外还见有方铅矿、闪锌矿和黄铁矿等金属硫化物聚集成斑点，构成基底式或孔隙式胶结。

下含矿层容矿主岩为古新统勐野井组第二段(E1mb)角砾岩和砾质砂岩，岩相变化大。西部为灰色、棕红色含砾砂岩及砂岩，厚度为110m左右，为金顶矿区重要的砂岩型矿化层位。东部为灰黑色含沥青砾屑砂岩，地层厚度剧增至320m，为角砾岩型矿体的赋存部位。砾岩及砾质砂岩中角砾一般为深灰色，大者达数十米，小至0.1cm，分选极差，多呈角砾状至半角砾状，系未经搬运或短距离搬运而成。

从岩相上看，金顶铅锌矿床含矿岩系属于滑塌角砾岩相和构造活动型冲积扇相。滑塌角砾岩相主要分布于纰江断裂以西，包括跑马坪、北厂东部、架崖山以及部分西坡矿段。该岩相主要由巨大的岩块和角砾岩组成，夹有泥石流、冲积粗碎屑岩。角砾成分主要是灰岩和膏岩，角砾大小不一，无分选性，呈杂乱堆积，不显层理。构造活动型冲积扇相主要发育在同生断裂的边部，滑塌角砾岩之上或交互产出，由扇顶相和扇中相组成。扇顶相粒度较粗，由大的砾石及岩块为支撑，孔隙间被泥砂质充填，伴有泥石流与滑塌角砾岩。角砾以灰岩为主，分选性差至中等，一般不显层理，该岩相岩石的孔隙度大，但连通性差，为含水层也是含矿层；扇中相粒度变细，以砂岩为主，夹有灰岩角砾，砾石直径变为更小，仍以灰岩砾石为主，该相岩石的孔隙度比扇顶相差，但连通性较好，为含水层和含矿层。

由石英砂岩和角砾岩组成的含矿岩层具有孔隙度、渗透率均较高的特点，砂岩孔隙度为6%～36%，角砾岩中孔隙度和渗透率更高。在实际成矿过程中，由于该岩层未完全固结，使得孔隙度和渗透率明显大于现在所测定的结果，这一特征对于金属矿床中成矿流体的贮集是十分重要的。另外，同沉积断裂的活动使邻近于断层的角砾岩和砂岩发生破裂形成裂缝，增强了岩石的渗透性，而后期断裂的多期活动使得该区容矿岩层多为疏松状。

综合分析含矿岩层特征可以发现，虽然金顶地区储层厚度不大(<500m)，但无论是储集层类型、沉积相特征还是有效孔隙度特征均显示该层为有利的含矿层位。

2.2.4 控矿、容矿构造特征

图1 兰坪金顶矿区地质图(据云南地质矿产局第三地质队修改，1989年)

中始新世早期末，印支地块北部受到来自东西向的共同挤压；中始新世时期，该区在继续受东西向挤压的同时，印支地块向南东向挤出，以下地壳物质向南东流展为主。东西向和南北向背斜叠加形成穹窿构造，金顶穹窿就形成于这一过程中。同时，在穹窿形成过程中又产生了一系列的层间滑动构造，特别在穹窿的顶部产生的层间虚脱剥离构造部位，为成矿提供了良好的容矿空间。因此，在穹窿的顶部，矿化特别富集，矿体也比较厚大；而往翼部延伸部位矿化明显减弱。金顶铅锌矿床明显受控于穹窿构造，整体上表现为断续的环形(图1)。随穹窿构造褶皱成穹形的F2断层为容矿构造，矿体沿F2断层上下岩层分布。该断层形成于纰江断裂之后，矿区其它各组断裂之前。矿区内断层宽10cm至1.3m不等，断层中见有眼球状含铅锌的糜棱岩，厚度达3m，闪锌矿、白铁矿及方铅矿等金属硫化物呈条带状或不均匀浸染状分布于碎粒间，见有碳沥青绕眼球体分布。

2.3 矿体形态特征

金顶铅锌矿床矿体产于古新统勐野井组(E1m)砂岩和角砾岩中，矿体呈稳定的层状或似层状产出，与围岩呈整合接触，并有多层矿化(图2)。角砾岩型矿石主要分布于架崖山和北厂东部，并被硫化物网脉体所交切。砂岩型矿石则分布于角砾岩型矿石的外侧，少量分布于其顶部。以F2断层为界，大体可以把金顶铅锌矿床分为上含矿带和下含矿带。上含矿带中的矿石分布在剖面的最上部，以中侏罗统花开左组红层为其顶板，底板多以F2断层为界，界线比较清楚。下含矿带矿体的类型、形态比较多样，但在分布上有一定规律，不同类型的矿体都各自分布在一定的岩相带中。砂岩型矿体分布在穹窿的北翼及一定的岩相带中。砂岩型矿体分布在穹窿的北翼及西翼的含角砾细砂岩带中，该穹窿核部出露古新统勐野井组(E1m)，翼部为侏罗系和三叠系；而灰岩型矿体则分布在北东翼及东翼的角砾岩块中。

图2 金顶铅锌矿北厂矿段P12勘探线剖面图

2.4 矿石的矿物组合和结构构造特征

2.4.1 矿石的矿物组合特征

矿石的矿物成分简单，以闪锌矿、方铅矿、黄(白)铁矿为主，在共生的锶、石膏矿体中则以石膏或天青石为主，脉石矿物主要有石英、方解石、石膏、天青石以及其它的碎屑矿物，有时有重晶石出现。表生矿物种类很多，常见的有菱锌矿、水锌矿、白铅矿和异极矿等。

2.4.2 矿石组构特征

砂岩型矿石以胶结结构为主，次有溶蚀结构，他形晶粒结构、次生增长结构等。角砾岩型矿石的组构较为复杂，除常见的晶粒结构、胶状同心环状结构、交代溶蚀结构、似斑状结构、角砾状构造、环带状构造、晶洞状构造以外，还见有鲕状结构、葡萄状结构，草莓状构造和气孔一晶洞构造等。

2.5 围岩蚀变

金顶矿床的围岩蚀变主要是方解石化，发育在北厂—架崖山一带的矿体下部，尤以角砾状矿石下部最发育，至西坡—峰子山一带基本消失，总体呈似筒状。蚀变带为浅灰色，系原岩中红色铁泥质胶结物被亮晶方解石交代所致，并以发育气孔—晶洞构造为特征，有时见有方解石微脉。这种蚀变与典型后生蚀变有所不同，交代作用主要出现在胶结物中，可能是一种发生在原岩尚未完全固结成岩时的准同生蚀变。蚀变过程中带出Fe、Mg、Na、K，带入Mn、Ca、CO、和Cu、Pb、Zn，表明蚀变与成矿关系密切。

在北厂—架崖山一带的矿体上盘，即推覆岩系底部近矿的紫红色泥质粉砂岩中见有厚0.2m±的退色晕，稍远则变为灰绿色粘土质斑点或网脉，粘土成分为斜绿泥石和水云母，网脉中含Pb：193×10-6，Zn：3 705×10-6。

总之，金顶矿床的围岩蚀变是一套中低温组合，但蚀变是不对称的：矿体下伏围岩蚀变强烈而广泛，蚀变温度相对较高；上覆围岩蚀变则微弱而局限，为低温蚀变，反映了二者所记录的成矿历史不同。换言之，下伏强烈的方解石化带是一种与矿液补给过程有关的盆下蚀变，当时顶板并不存在，矿质是沉淀在湖底上的，当后继推覆岩系覆盖在矿层之上时，由于残余矿液向上渗滤导致了推覆岩系底都的退色化。

3 矿床成因分析

关于兰坪金顶铅锌矿床的成因，许多地质专家从不同的角度提出不同的观点，如热液充填交代型矿床、层控后生型矿床、同生沉积矿床和喷流(热水)沉积矿床等观点，尤以喷流(热水)沉积矿床占主导地位。

喷流沉积作用是许多超大型矿床一个重要的成矿机制，这种成矿是一个循环的开放体系，远比岩浆成矿、变质成矿在封闭、半封闭条件下，成矿物质供给有利和充分。

金顶矿床系陆内湖底喷流沉积成矿，成矿机制为喷流沉积作用，主要依据是：

矿床两套成矿系统(两层结构)明显。上部为湖底化学沉积系统；下部为补给系统。两套系统的矿体宏观形态及矿石类型、结构、构造、蚀变等均有差异。

沉积系统有砂岩型层状、似层状矿体，矿石以胶结结构、浸染状块状构造为主，蚀变弱，除黄铁矿化和白铁矿化外，以重晶石化为主。补给系统有角砾岩型透镜状、筒状等不规则状矿体，矿石以交代溶蚀结构和晶粒结构、角砾状构造和脉状构造为主，蚀变强烈，除黄、白铁矿化外，以天青石化为主，尚有方解石化、赤铁矿化。

矿区内已经发现四种热水沉积岩—微晶(含石英)白云岩、天青石岩、硬石膏岩和赤铁矿岩，其中热水沉积白云岩与金属成矿有密切的关系。这与典型的海底沉积喷气型(SEDEX型)或火山喷气型(黑矿型)矿床中的重晶石±石膏层、硅质—铁锰质等热水沉积岩相似。

金顶铅锌矿体与围岩的产状一致，同步褶皱形成穹窿，剥蚀后，矿体围绕穹窿核心，在平面上呈不规则的环带。此并非穹窿形成时的虚脱剥离空间和翼部层间裂隙控矿。金顶矿床主要形成于穹窿之前，形成后虽有热液活动，但次要零星。

兰坪金顶铅锌矿床的沉积岩容矿的特征和典型的海底热水沉积矿床的许多特征可以进行类比，如赋矿三级盆地，代表热液排放通道的纰江断裂及与其有关的盆下方解石化带，硫化物矿化外侧和顶部的热水沉积岩，矿体整合的层状及分带性，出现波状构造、硫化物细层，硫化物矿屑和鲕粒等同沉积组构及类似现代海底“黑烟囱”的管状构造等。这意味着金顶矿床在矿液就位和淀出方式上和一般海底热水沉积矿床是类似的，即含矿热液沿纰江断裂上升，注入湖底局部洼地中，通过和冷的湖水混合迅速淀出成矿。矿体形成后又被外来推覆岩系所覆盖。

但是，金顶矿床的产出环境和海底热水沉积矿床明显不同，它是产于湖盆中，属红色碎屑岩容矿的层状硫化物矿床，矿化地层新，矿石以浸染状为主，块状矿石相对较少，同生脉石矿物以方解石为主，和一般海底热液矿床如沙和文型、黑矿型、塞浦路斯型及别子型等有明显差别，是一新的热水沉积矿床类型—陆(湖)相热水沉积矿床或称为金顶型矿床。

4 结 论

兰坪金顶铅锌矿床产于古新世陆相盐盆内的钙质胶结的砂岩、灰岩角砾岩中，处于多组大断裂的交汇部位，为一长期构造活动带，具有矿液运移的良好通道；推覆—滑塌—弯窿构造为理想的容矿构造，早期经过沉积成矿阶段的初步富集，弯窿构造形成过程中矿物质再次富集，形成了一个陆(湖)相热水沉积超大型矿床。

参 考 文 献

[1]昆明理工大学国土资源工程学院.兰坪铅锌矿科研报告[R].2006.

[2]薛春纪，陈毓川.滇西兰坪盆地构造体制和成矿背景分析[J].矿床地质，2002，21(1)：36～44.

[3]曾荣，薛春纪，刘淑文等.金顶超大型铅锌矿床成矿条件分析[J].地球科学与环境学报，2005，27(2)：21～25.

[4]高建华.滇西金顶铅锌矿床和蒸发岩建造成因关系的初步探讨[J].地球科学(中国地质大学学报)，1989，14(5)：513～522.