王 凯,杨 帆,李 峰,坚润堂,孙玉海,杨 涛,李芙蓉
(1.昆明理工大学,云南昆明 650093; 2.中国有色金属工业昆明勘察设计研究院,云南昆明 650093)
云南普朗斑岩铜矿床热液蚀变及脉体系统研究
王 凯1,杨 帆2,李 峰1,坚润堂2,孙玉海2,杨 涛1,李芙蓉1
(1.昆明理工大学,云南昆明 650093; 2.中国有色金属工业昆明勘察设计研究院,云南昆明 650093)
云南普朗超大型斑岩铜矿床位于西南三江成矿带中段,形成于岛弧构造环境,是印支期甘孜-理塘洋壳向西俯冲于格咱-中甸微陆块之下,并引发大规模岩浆-成矿作用的结果。本文通过对矿区围岩蚀变及脉体系统的调查和大量的镜下薄片鉴定研究,总结首采区与外围的蚀变分带及脉体特征。结果表明,首采区的围岩蚀变从岩体由内向外,依次为钾硅酸盐化带-绢英岩化带-青磐岩化带-角岩化带,泥化和碳酸盐化多叠加于其它蚀变带之上,不形成独立蚀变带,铜矿化主要发育于钾硅酸盐化带中,以浸染状矿化为主,含矿岩体为石英二长斑岩。北部及东部外围的钾硅酸盐化带缺失或微弱,主要发育绢英岩化带-青磐岩化带-角岩化带-碳酸盐化带,铜矿化多发育于绢英岩化带中,以脉状矿化为主,含矿岩体为石英二长斑岩及闪长玢岩。首采区与外围的脉体系统具多期次-多类型特征,在 A、B、D三大类型脉中,前二者对成矿的贡献大。矿区蚀变特征总体与“二长岩”模式相符合,并与国内西藏玉龙、驱龙、多龙及多不杂等斑岩型铜矿床相似。
斑岩型铜矿床 围岩蚀变 脉体系统 普朗 云南
Wang Kai,Yang Fan,Li Feng,Jian Run-tang,Sun Yu-hai,Yang Tao,Li Fu-rong.Study on the hydrothermal alteration and vein systems of the Pulang porphyry copper deposit in Yunnan Province[J].Geology and Exploration,2016,52(3):0417-0428.
前人对普朗斑岩铜矿床做过大量研究工作,尤其在成矿构造环境、成矿岩体、成岩成矿年代、成矿流体与矿床成因等方面取得许多重要成果(范玉华等,2006;曾普胜等,2006;王守旭等,2008;庞振山等,2009;李文昌等,2011;任建波等,2011;刘学龙等,2013;曹康等,2014)。在矿区围岩蚀变类型及其分带方面,连长云等(2005)和李文昌等(2010)应用蚀变矿物填图技术(PIMA)圈定了蚀变分带,构建了矿区蚀变-矿化分带模型;谭康华等(2007)和胡清华等(2010)认为普朗铜矿床热液蚀变是多期次、多阶段构造-热液事件的结果,由中心向外依次为硅化核、硅化、钾化带-绢英岩化带-青磐岩化带-角岩化带,具面型蚀变特征。这些成果对建立成矿模式和指导找矿勘查均起了重要作用。但已有热液蚀变方面的研究主要依据地表地质调查和首采区部分钻孔岩芯的观察资料,外围区的观察控制程度总体很低。近年来,首采区坑道开拓系统逐步形成,外围(北部及东部)找矿勘查逐步展开,作者根据首采区坑道系统的大断面连续性蚀变剖面的观察分析和外围勘查新资料,进一步分析矿区围岩蚀变特点,并讨论首采区与外围在围岩蚀变及脉体系统特征上的区别,为完善普朗矿区热液蚀变-脉体系统模型奠定基础,并为找矿服务。
普朗铜矿是义敦岛弧带南端的超大型斑岩型铜矿床,位于甘孜-理塘结合带与德格-中甸陆块所挟持的义敦岛弧带(图1a)。早三叠世晚期,甘孜-理塘洋壳开始向西俯冲于中咱-中甸微陆块之下,至晚三叠世晚期形成义敦岛弧带(李文昌,2007),印支期洋壳俯冲过程中的大规模岛弧型火山-浅成侵入作用,为斑岩铜矿床的形成奠定了重要基础。
普朗矿区出露的地层主要有上三叠统图姆沟组(T3t)和中三叠统尼汝组(T2n)。图姆沟组分布最广,为一套主要由板岩、粉砂质绢云板岩、变质砂岩(局部夹灰岩)和中-中酸性火山岩组成的火山碎屑岩建造,厚>3000m。尼汝组(T2n)分布于西南端,岩性为灰色、灰白色薄层—厚层大理岩、白云质大理岩,局部夹粉砂质绢云板岩、变质砂岩、变质砾岩,厚﹥1726.57m。第四系(Q)仅局部分布于缓坡地带、洼地及河谷,为洪积、冲积、冰川、残坡积等堆积物,厚0m~170m。
矿区岩浆岩发育,矿区岩浆岩发育,在地表-浅地表出露主要由5个部分(Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ)组成的普朗复式杂岩体。复式岩体的主体为石英闪长玢岩,其中有石英二长斑岩、二长闪长玢岩及花岗闪长斑岩等岩体或岩脉穿插。岩浆活动时间跨度大,经历印支-燕山-喜山期。印支期岩体规模大、出露广,与成矿关系密切,石英二长斑岩为主要的成矿及含矿岩体。燕山期及喜山期岩体仅以小岩脉产出,分布范围有限(图1b)。其中,Ⅰ号复式岩体中的石英二长斑岩所在区是目前已探明铜资源的主要分布区,称为首采区。首采区东侧称为东部外围,Ⅱ号复式岩体区称北部外围(图1b)。
区内断裂系统发育,NNW向格咱断裂为一级断裂,具长期性、继承性活动的性质,属控岩控矿断裂。NW向黑水塘断裂(F1)和红山断裂(F2)等二级断裂为主要容矿构造。NW向、EW向、NE向等三级断裂-节理系统对含矿脉体起了重要的控制作用。受成矿后多期构造活动的影响,NW向断层还表现出一定的破矿特征。
自Lowelletal.(1970)和Hollister(1978)提出斑岩铜矿床蚀变分带模式后,斑岩型矿床中热液蚀变的研究逐渐趋于系统和完整。一般认为,岩浆热液流体沿控矿构造系统上升后,首先交代控矿构造带附近的岩石—成矿斑岩体本身以及接触围岩或先期形成的蚀变岩,而后向外逐步渗滤扩散。热流体渗滤扩散时,一方面交代围岩消耗热流体中的部分组分,另一方面又加人围岩被交代时所离解出来的部分物质,从而发生成份上的不断演化。随着温度和压力的降低,在空间上形成一套不同组合的蚀变矿物,组成各自的蚀变矿物晕,表现出蚀变分带(郦今敖等,1982)。普朗铜矿区表现出典型的斑岩热液蚀变特征。
图1 普朗矿区大地构造位置(a)及地质简图(b)Fig.1 Tectonic setting (a) and simplified geological map of the Pulang mining area (b) 1-第四系冰磧物、残坡积物;2-三叠系图姆沟组二段第二层;3-三叠系图姆沟组二段第一层;4-三叠系图姆沟组一段;5-喜山期石英闪长玢岩;6-燕山期花岗闪长斑岩;7-印支期石英二长斑岩;8-印支期石英闪长玢岩;9-印支期二长闪长玢岩;10-角岩(化)带;11-青磐岩化带;12-绢英化带;13-钾化带;14-实测地质界线;15-蚀变界线;16-岩体编号;17-断层;18-矿体及编号1-Quaternary moraines, residual slope deposit;2-Triassic Tumugou 2 section second layer;3-Triassic Tumugou 2 section first layer;4-Triassic Tumugou 1 section;5-Himalayan epoch quartz diorite porphyrite;6-Yanshan epoch granite diorite porphyry;7-Indo-Chinese epoch quartz-monzonite porphyry;8-Indo-Chinese epoch quartz diorite porphyry;9-Indo-Chinese epoch monzonitic diorite e porphyry;10-hornfelsic zones;11-propylitic zone;12-quartz-sericite zone;13-K-feldspar zone;14-measured geological boundary;15-alteration boundaries;16-rock mass number;17-fault;18-orebody and number
2.1 主要蚀变类型
2.1.1 钾硅酸盐化
钾化及黑云母化统称钾硅酸盐化,是斑岩热液系统中最先形成的蚀变类型。矿区首采区、东部及北部外围内均有不同程度的表现。
钾硅酸盐化在矿区不同地段表现形式和程度有所不同:在首采区广泛发育于石英二长斑岩中,出现面型钾化及黑云母化,其中钾化明显早于黑云母化,可见黑云母细脉常充填于钾化带裂隙中(图2a);东部外围钾硅酸盐化发育较差,不连续,以黑云母化为主,见黑云母充填于早期石英脉中,并被后期碳酸盐脉穿切(图3a);北部外围钾硅酸盐化发育很差,以微弱钾化为主,零星分布于二长斑岩或闪长玢岩裂隙中(图4a)。
图2 普朗铜矿首采区热液蚀变特征照片Fig.2 Photos of hydrothermal alteration features in the primary mining area of Pulang copper deposit a-Bt脉穿插在Qz + Kfs晕中;a1-Qz脉周边具Kfs晕;a2-单偏光镜下Qz+Kfs脉;b-后期的Cal脉充填穿插在Qz + Ser晕中;b1-Ser+Qz+ Mo脉;b2-Py + Ccp脉穿插在Qz+Ser晕中;c-Chl +Qz+ Py + Ccp脉;c1-单偏光镜下Chl +Qz+ Py + Ccp脉;d-Clay化;Qz-石英;Kfs-钾长石;Bt-黑云母;Pl-斜长石;Hbl-角闪石;Chl-绿泥石;Ep-绿帘石;Ser-绢云母;Cb-碳酸盐化;Gp-石膏;Mo-辉钼矿;Ccp-黄铜矿;Py-黄铁矿;Po-磁黄铁矿; Cal-碳酸盐脉;SiSe-绢英岩化;ChEp-青磐岩化;Hs-角岩化a-Bt vein Interpenetration in the Qz + Kfs halo;a1-surrounding the Qz vein appear Kfs halo;a2-Qz+Kfs vein under a single Polarized Light Microscope;b-deuteric Cal vein Interpenetration in the Qz + Ser halo;b1-Ser+Qz+ Mo vein;b2-Py + Ccp vein Interpenetration in the Qz + Ser halo;c-Chl +Qz+ Py + Ccp vein;c1-Chl +Qz+ Py + Ccp vein under a single Polarized Light Microscope;d-Clay;Qz-Quartz;Kfs-K-feldspar;Bt-biotite;Pl-plagioclase;Hbl-hornblende;Chl-chlorite;Ep-Epidote;Ser-Sericite;Cb-Carbonate;Gp-gypsum;Mo-Molybdenite;Ccp-chalcopyrite;Py-Pyrite;Po-pyrrhotite;Cal-carbon-ate veins;SiSe-quartz-sericite zone;ChEp-propylitic zone;Hs-hornstone
矿区钾硅酸盐化的具体表现形式主要有5种:①钾长石呈弥散状分布(图2a、图4a);②钾长石以脉状或细脉状产出(图2a1、图4a1);③钾长石蚀变晕的出现(图3a1);④黑云母以细脉形式的发育(图3a、图4a、图4a1);⑤斑晶中的黑云母的表现异常(图3a2)。其中,弥散状钾化最常见,它在宏观上使斑岩呈现肉红色,部分受后期蚀变叠加颜色变淡(绢英岩化影响)或加深(青磐岩化影响)。在微观上表现为斜长石的边部及裂隙被钾长石交代。在首采区,常见钾化与石英脉共生,并出现在石英+钾长石脉两侧(图2a1),这是由于流体运移的过程中,交代脉侧斜长石所致。黑云母化在首采区及东部外围均可见,尤以东部外围最发育,常以黑云母±方解石±石英±黄铜矿±黄铁矿±磁黄铁矿的脉体组合形式出现,黑云母呈茶褐色,显微镜下多色性增强,干涉色也较未蚀变的黑云母深,解理不发育或微弱发育。
图3 普朗铜矿东部热液蚀变特征照片Fig.3 Photos of hydrothermal alteration features in the eastern Pulang copper deposita-Bt+Qz+Cal脉、并发育Ser晕;a1-正交光镜下Bt+Qz+Cal脉,并发育Ser晕;a2-正常Bt与变异Bt(疑为Bt化);b-后期的Qz+Cal脉充填穿插在Qz+Ser晕中;b1-正交光镜下Cal脉穿插于被Ser化的Pl中;b2-单偏光镜下Cal脉穿插于被Ser化的Pl中;c-Cb化的长英质岩;c1-单偏光镜下Cb化的长英质岩;d-Pl发生Ep化a-Bt+Qz+Cal vein,and development Ser halo;a1-Bt+Qz+Cal vein under a orthogonal Light Microscope,and development Ser halo;a2-Normal Bt and variation of Bt (suspected Bt changed);b-deuteric Qz+Cal vein Interpenetration in the Qz+Ser halo;b1-Cal vein Interpenetration in the Pl and Pl turn into Ser Observed under a orthogonal Light Microscope;b2-Cal vein Interpenetration in the Pl and Pl turn into Ser Observed under a single Polarized Light Microscope;c-felsic rock appears carbonatization;c1-felsic rock appears carbonatization,Observed under a orthogonal Light Microscope;d-Pl appears Ep
2.1.2 绢英岩化
绢英岩化是绢云母化及硅化的统称。普朗矿区首采区、东部及北部外围的绢英岩化均广泛发育于石英二长斑岩及石英闪长玢岩中。其形成时间仅次于钾硅酸盐化,既叠加于钾硅酸盐化的外带,又被后期的青磐岩化及泥化所叠加。绢英岩化主要表现形式有4种:①大量斜长石及少部分钾长石发生绢云母化(图2b2、图4b2);②黑云母局部或整体蚀变成绢云母并褪色;③石英细脉的大量发育,局部呈现大的团斑状石英聚集(图2b、图2b1、图2b2、图3a、图4b1);④斑晶及基质中的石英发生次生增大。
2.1.3 青磐岩化
青磐岩化包括绿泥石化及绿帘石化,广泛发育于石英闪长玢岩中,部分与绢英岩化相互叠加。青磐岩化主要有三种形式:①绿泥石及绿帘石沿黑云母、角闪石等铁镁质矿物的边部或裂隙呈弥散状交代分布(图4c、图4c2);②绿泥石及绿帘石呈细脉状充填于围岩裂隙中(图4c1);③部分绿泥石及绿帘石沿边部或裂隙交代斜长石。前两种形式在整个矿区均普遍存在,后者主要见于东部外围(图3d)。
图4 普朗铜矿北部热液蚀变特征照片Fig.4 Photos of hydrothermal alteration features in the eastern Pulang copper deposit a-Bt脉穿插在Kfs晕中;a1-Kfs晕,发育有Qz + Cal脉;a2-单偏光镜下Cal脉+Kfs晕、Bt发生Chl化;b、b1-SiSe化;b2-正交镜下的Qz +Ser晕、Bt发生Chl化;c-ChEp化;c1-Chl脉、Ep脉;c2-单偏光镜下的Hbl发生Ep化、Bt发生Chl化;d-Clay化;e-Cb化薄膜;f-Hs化a-Bt vein Interpenetration in the Kfs halo;a1-Kfs halo,and developed Qz + Cal vein;a2-Cal vein +Kfs halo、Bt appears Chl,Observed under a single Polarized Light Microscope;b、b1-SiSe;b2-Qz +Ser halo、Bt appears Chl;c-ChEp;c1-Chl 、Ep vein;c2-Hbl appears Ep、Bt appears Chl,Observed under a single Polarized Light Microscope;d-Clay;e-Cb;f-Hs
2.1.4 泥化
泥化主要指长石类矿物发生高岭土化及伊利石化。该类蚀变强度总体较弱,往往叠加在其它蚀变带之上。主要表现形式有2种:①长石的高岭土化(图4d),主要发生在钾长石中,斜长石中少见,断层或节理带处发育较强,说明泥化不仅受热液流体影响,而且受风化作用控制;②斜长石斑晶的伊利石化,主要见于东部外围,局部基质中的斜长石也可见晕状伊利石化,其成因主要与热液流体交代斜长石斑晶有关。
2.1.5 碳酸盐化
首采区、东部及北部外围均可见碳酸盐化。其中,首采区的碳酸盐化主要叠加于其它蚀变分带上,难以圈出独立的蚀变带。碳酸盐化的基本形式有三类:①脉状-细脉状碳酸盐化,常形成碳酸盐脉±石英±黄铜矿±黄铁矿±磁黄铁矿的脉体组合;②长石类、铁镁质矿物经热液交代形成碳酸盐矿物,并伴有金属硫化物团斑及颗粒;③沿节理及裂隙形成碳酸盐薄膜(图4e),也伴有金属硫化物团斑及颗粒。
2.1.6 角岩化
该带主要分布在矿床外围,为砂板岩、凝灰岩及火山碎屑岩等原岩,经高温热接触变质形成(图4f)。区内角岩以长英质角岩为主,次为黑云母角岩,后者往往遭受青磐岩化的叠加。北部外围的角岩质地干净,矿化极弱,东部外围角岩常有细脉状的石英脉、碳酸盐脉穿切,磁黄铁矿化也很发育,与东部外围裂隙系统发育好流体作用相对较强有关。
2.2 首采区与外围蚀变特征对比
首采区的蚀变分带较完整,从内到外依次为钾硅酸盐化带-绢英岩化带-青磐岩化带-角岩化带,钾硅酸盐化带和绢英岩化带发育好,青磐岩化带和角岩化带发育中等。东部外围绢英岩化带、青磐岩化带和碳酸盐化带发育好,泥化带发育中等,缺失钾硅酸盐化带。北部外围绢英岩化带和青磐岩化带发育较好,其它蚀变带发育较中-弱。其特征对比见表1。
表1 首采区与外围蚀变特征对比
斑岩型矿床中的脉体系统不仅记录了热液流体演化的各个不同阶段,还对热液蚀变作用的特点及其与金属硫化物沉淀的关系具有指示意义(王翠云等,2012)。关于斑岩型矿床中的脉体类型的研究,早期主要以矿物特征进行分类(Meyeretal.,1965;Gustafsonetal.,1975;Clarketal.,1995;Munteanetal.,2000);近年来对于斑岩型矿床中的脉体系统的研究逐渐向反演矿床形成的应力机制演化过程(Gruenetal.,2010)、成矿流体演化及与成矿关系(Redmondetal.,2010)和矿化蚀变系统的联系(王志等,2014;杨毅等,2015)等方向发展。目前,被学者广泛接受的脉体分类主要为A、B、D三类,它们分别形成于成矿早期(A型脉)、成矿中期(B型脉)和成矿晚期(D型脉)。
本文按Gustafsonetal.(1975)脉体分类法,依照其矿物组合及穿切关系,对区内的脉体进行厘定。矿区内识别出18种主要脉体,并根据它们的形成演化及与成矿关系,分别归入A型脉、B型脉和D型脉类中(表2)。
3.1 A型脉
A型脉在首采区大量发育,北部较少,东部基本未见,主要产于具钾硅酸盐化的石英二长斑岩体中(图5a、图5b、图5d、图5k),绢英岩化带中局部可见,石英闪长玢岩、石英二长闪长玢岩及角岩等围岩中A型脉不发育。按矿物组合可分4种脉体(表2),其中,钾长石脉±石英脉最早形成,多被后成A型脉切穿,脉幅多在3mm左右,部分宽达5cm(图5a)。无矿石英脉往往分布于钾长石脉内部,脉宽5mm左右。黑云母±石英脉不及钾长石脉±石英脉发育,且脉宽较细,均在1mm~3mm左右。石英+钾长石脉+黄铜矿脉及石英+黑云母±黄铜矿±黄铁矿脉发育较少,且稍晚于前二者,但它们是钾化蚀变中重要的脉状矿化类型,为铜矿床的重要贡献者之一。
表2 普朗铜矿区主要脉体类型及其特征
3.2 B型脉
B型脉在矿区普遍发育,首采区、东部及北部均出露广泛,主要产于绢英岩化及钾硅酸盐化-绢英岩化过渡带中,石英二长斑岩、石英闪长玢岩及石英二长闪长玢岩中均可发育(图5c、图5e、图5f、图5g、图5h、图5i、图5j、图5k、图5m、图5n、图5o)。按矿物组合可分石英+辉钼矿脉、石英+辉钼矿+磁黄铁矿+黄铜矿脉、石英+磁黄铁矿脉、磁黄铁矿+黄铜矿+黄铁矿脉、石英+黄铜矿±黄铁矿脉、石英+黄铜矿+辉钼矿±黄铁矿脉及石英+黄铜矿+石膏±辉钼矿±黄铁矿脉等7种。其中,石英+黄铁矿±黄铜矿脉最为发育,脉宽2mm~10mm之间不等,该脉既切穿前述的A型脉,又被同类型不同期次的其它脉体切穿,成矿意义重大;其次为石英±磁黄铁矿脉±黄铜矿脉,脉宽1mm~5mm不等,局部见宽约20cm的磁黄铁矿脉。石英+辉钼矿脉和石英+石膏±金属矿脉等虽有发育,但成矿意义较小。总体看,B型脉为主要的脉状铜矿体供给者。
3.3 D型脉
D型脉在首采区、东部及北部均出露广泛,主要产于青磐岩化带中,部分产于角岩化带中,含脉岩体主要为石英闪长玢岩及部分角岩(图5c、图5d、图5e、图5h、图5i、图5j、图5l、图5m、图5n)。按矿物组合可分石英+黄铜矿+绿帘石+碳酸盐脉、石英+绿帘石+黄铁矿、石英+绿泥石脉+黄铜矿+黄铁矿、绿泥石±绿帘石、石英+黄铁矿+黄铜矿±磁黄铁矿+及石英±碳酸盐脉等7种。其中绿泥石+绿帘石±石英脉及石英±碳酸盐脉为主要脉体,脉宽1mm~5mm不等,部分脉体中含有金属硫化物,总体含矿性差。
4.1 蚀变分带与矿化的关系
普朗矿床蚀变系统复杂,但在平面及剖面上均表现出明显的分带性。从平面图(图1b)上看,自首采区“葫芦状”KT1矿体向外,依次出现钾硅酸盐化带-绢英岩化带-青磐岩化带-角岩化带,泥化带在矿区内不发育,碳酸盐化带往往叠加在其它分带上,无法单独划分。从剖面图(图6)上看,其蚀变分带更加明显,具典型斑岩铜矿床蚀变分带特征。首采区2号勘探线剖面具有完整的蚀变分带,浸染状的矿体产在钾硅酸盐化带及绢英岩化带中,从剖面右侧蚀变分带与Cu品位的关系曲线中也可看出:工业品位及接近边界品位的Cu投点都落在钾硅酸盐化带及绢英岩化带中,且与石英二长斑岩体有关;东部E4号勘探线剖面主要有绢英岩化带及青磐岩化带,大脉状的矿体产在绢英岩化带中,其含矿斑岩为石英闪长玢岩,蚀变分带及Cu品位关系图也能反映出此信息;北部56号勘探线剖面中,大脉状矿体产于绢英岩化带及青磐岩化带边界部位,也是石英二长斑岩与石英闪长玢岩的接触带,ZK5618蚀变分带及Cu品位关系图也能反映。
图5 普朗矿区典型脉体特征照片Fig.5 Photos of typical vein features in the Pulang copper deposit a-钾硅酸盐化带中的A-Kfs+Q+Ccp型脉(ZK0406);b-钾硅酸盐化带中的A型脉(ZK0406);c-绢英岩-青磐岩化中发育的B-Qz+Mo脉,被D-Qz+Ep+Py脉切穿(ZK0406);d-绢英岩-青磐岩化中发育的A-Kfs+Qz脉被后期的各类D型脉切穿(ZK0406);e-绢英岩-青磐岩化中发育的B、D型脉(ZKE006);f-绢英岩化中发育的B-Qz+Po+Py+Ccp脉(ZKE004);g-绢英岩化中发育的B-Qz+Gp+Ccp型(ZKE002);h-绢英岩化中发育的B、D型脉(ZKE402);i-绢英岩化中发育的B、D型脉(ZKE401); j-绢英岩化中发育的B、D型脉(ZK6626);k-钾硅酸盐化-绢英岩化中发育的A、B型脉(ZK6426);l-青磐岩化中发育的D型Chl-Ep脉(ZK6425);m-绢英岩化中发育的B-Py+Ccp+Po脉被后期的D-Qz+Py+Ccp脉切穿(ZK5620);n-青磐岩化中发育的D型脉(ZK5620);o-绢英岩化中发育的B型脉,共有3期,前期的Qz+Mo,中期的Qz+Mo+Py,后期的Gp脉(ZK5618)a-A-Kfs+Q+Ccp type vein developed in the K-silicate zone(ZK0406);b-A type vein developed in the K-silicate zone(ZK0406);c-B-Qz+Mo vein developed in the quartz-sericite zone and the propylitic zone,they been interpenetrated by the D-Qz+Ep+Py vein(ZK0406);d-A-Kfs+Q vein developed in the quartz-sericite zone and the propylitic zone,they been interpenetrated by the D type vein( ZK0406); e-B,D type vein developed in the quartz-sericite zone and the propylitic zone(ZKE006);f-B-Qz+Po+Py+Ccp vein developed in the quartz-sericite zone(ZKE004); g-B-Q+Gp+Ccp vein developed in the quartz-sericite zone (ZKE002);h-B、D type vein developed in the quartz-sericite zone (ZKE402);i-B、D type vein developed in the quartz-sericite zone (ZKE402) ;j-B,D type vein developed in the quartz-sericite zone( ZK6626); k-A、B type vein developed in the K-silicate zone and the quartz-sericite zone(ZK6426);l-Chl-Ep vein of D type developed in the propylitic zone(ZK6425);m-B-Py+Ccp+Po vein developed in the quartz-sericite zone is interpenetrated by the later D-Q+Py+Ccp vein(ZK5620); n-D type vein developed in the propylitic zone(ZK5620); o-B type vein developed in the quartz-sericite zone,A total of 3 period,early Q + Mo,the middle of the Q + Mo + Py vein and the late of Gp vein(ZK5618)
图6 典型剖面蚀变分带及其与Cu品位关系图Fig. 6 Typical alteration zoning sections and their relationship with Cu grade1-第四系;2-石英二长斑岩;3-石英闪长玢岩;4-角岩;5-钾硅酸盐化带;6-绢英岩化带;7-青磐岩化带;8-Cu品位变化曲线;9-地质界线;10-钻孔;11-高品位矿体;12-低品位矿体1-Quaternary;2-quartz-monzonite porphyry;3-quartz diorite porphyrite;4-hornfels;5-K-silicate zone;6-quartz-sericite zone;7-propylitic zone;8-grade of Cu;9-geological boundary;10-drilling;11-high-grade ore-body;12-low-grade ore-body
综上可知:“斑岩型”矿床的矿化与蚀变息息相关,主要分布在钾硅酸盐化带及绢英岩化带中,含矿岩体为石英二长斑岩及石英闪长斑岩。
4.2 脉体系统与矿化的关系
在普朗矿床中,错综复杂的脉体系统是铜的重要赋存地,脉中的铜至少占矿区铜资源总量的30%以上,其中以A型脉及B型脉与成矿关系最为密切。早期形成的A型脉中,石英+钾长石+黄铜矿脉及石英+黑云母+黄铜矿+黄铁矿脉为主要的含Cu矿脉体,占所有脉状Cu矿的25%左右。B型脉中几乎全部都含有金属硫化物,其中石英+黄铜矿±黄铁矿脉、黄铜矿±辉钼矿脉、石英+黄铜矿±磁黄铁矿±黄铁矿脉及黄铜矿+黄铁矿+磁黄铁矿脉为主要的含Cu矿脉体,对脉状的Cu矿贡献最大,占所有脉状Cu矿的70%以上。D型脉中,主要以见绿泥石脉、绿帘石脉、方解石脉为特色,Cu矿往往被包含其中,部分石英脉及单独的黄铜矿脉也是存在的。常见的D型脉中含Cu矿脉的组合有:石英+黄铜矿+绿帘石+方解石、石英+绿泥石+黄铜矿+黄铁矿、石英+黄铜矿+黄铁矿±磁黄铁矿及黄铜矿+黄铁矿+磁黄铁矿,此类脉占所有脉状Cu矿的5%左右。
综上可知:普朗铜矿的脉体系统与矿化关系密切,尤其对脉状的Cu矿。脉体系统具多期次-多类型的特点,时间跨度大,持续性长,对于形成普朗超大型矿床是极为有利的。
4.3 与其它矿床对比
在斑岩矿床的典型蚀变分带模式中,以Lowelletal.(1970)的“二长岩”模式及Hollister(1978)的“闪长岩”模式最具有代表性。“二长岩”模式以钾化带-似千枚岩化带(绢云母化带)-泥化带-青磐岩化带为特点,相关的斑岩体主要以花岗闪长斑岩-二长花岗斑岩为代表的钙碱性中酸性斑岩系统;“闪长岩”模式以斑岩为中心形成钾化带,外部形成青磐岩化带为特征,相关斑岩体主要为钙碱性中性岩-闪长岩。相对而言,普朗铜矿床更类似“二长岩”模式,但泥化带发育较差。与国内冈底斯成矿带玉龙、驱龙、多不杂、波龙等铜矿床蚀变特征比较,也具较高的相似度,但普朗铜矿区具泥化弱、石膏和磁铁不发育、磁黄铁矿较发育(尤其在东部)等特点。
致谢:野外工作及文稿撰写过程中得到中国有色金属工业昆明勘察设计研究院邹国富总经理、吴练如工程师及云南迪庆有色金属有限责任公司吴维虎主任等的帮助和指导,审稿专家对本文提出了宝贵的修改意见,在此一并表示最诚挚的感谢!
Cao Kang,Xu Ji-feng,Chen Jian-lin,Huang Xiao-xiao,Ren Jang-bo.2014.Origin of porphyry intrusions hosting super large Pulang porphyry copper deposit in Yunnan Province:Implications for metallogenesis[J].MINERAL DEPOSITS,33(2):307-322(in Chinese with English abstract)
Clark MB,Brantley SL,Fisher DM.1995.Power law vein thickness distributions and positive feed back in vein growth[J].Geology,23:975-978
Fan Yu-hua,Li Wen-chang.2006.Geological characteristics of the Pulang Porphyry copper deposit,Yuunan[J].Geology in China,33(2):352-362(in Chinese with English abstract)
Gruen G,Heinrich CA,Schroeder K.2010.The Bingham Canyon Porphyry Cu-Mo-Au deposit.Vein geometry and ore shell formation by pressure-driven rock extension[J].Econ Geol,105:69-90
Gustafson LB,Hunt JP .1975.The porphyry copper deposit at EI Salvador,Chile.Econ Geol,70:857-912
Guo Xin,Du Yang-song,Pang Zhen-shan,Li Shun-ting,Yang-song,Li Qing.2009.Characteristics of the Ore-forming Fluids in Alteration Zones of the Pulang Porphyry Cupper Deposit in Yunnan Province and Its Metallogenic Significance[J].GEOSCIENCE,23(3):465-471(in Chinese with English abstract)
Hollister VF.1978.Geology of the porphyry copper deposits of the western Hemisphere[J].New York:Soc Mining Engineers AIME:219
Hu Qing-hua,Zhang Shi-quan,Yin Jing,Huang Ding-zhu1,Wu Jian-jing,Meng Qing,Yang Li-mei,Luo Guang-ming.2010.A Study of Wall-rock Alteration in the Zhongdian Pulang Porphyry Copper Deposit[J].Bulletin of Mineralogy,Petrology and Geochemistry,29(2):192-201(in Chinese with English abstract)
Li Jin-ao, Cai Hong-yuan, Wang Jian-ye, Fu Jin-bao, Huang Shu-jun. 1982. Evolutionary history and alteration zoning pattern of alteration porphyry copper deposit [J]. Institute of Geology, Ministry of Metallurgical Industry reported, the first phase: 30-34(in Chinese)
Li Wen-chang.2007.The tectonic evolution of the Yidun Island Arc and the Metallogenie Model of the Pulang PorPhyry Copper Deposit,Yunnan,SW China[A].A Dissertation Submitted to China University of Geosciences for Doctoral Degree:13-30(in Chinese with English abstract)
Li Wen-chang,Pan Gui-tang,Hou Zeng-qian,Mo Xuan-xue,Wang Li-quan. 2010. Archipelagic -Basin, Forming Collision Theory and Prospecting Techniques along the NujiangLancangjiang-Jinshajiang Area in Southwestern China[M]. Beijing: Geological Publishing House: 382-391(in Chinese)
Li Wen-chang,Liu Xue-long,Zeng Pu-sheng,Yin Guang-hou.201l.The characteristics of metallogenic rocks in the Pulang porphyry copper deposit of Yunnan Province[J].Geology in China,38(2):403-414 (in Chinese with English abstract)
Li Wen-chang,Yin Guang-hou,Yu Hai-jun,Xue Shun-rong,Wang Ke-yong,Wang cheng-xiang,Wang Wen-xu.2013.Characteristics of the Ore-Forming Fluid and Genesis of the Pulang Copper Deposit in Yunnan Province[J].Journal of Jilin University( Earth Science Edition),43(5):1436-1447(in Chinese with English abstract)
Lian Chang-yun, Zhang Ge,Yuan Chun-hua.2005.Application of SWIR reflectance spectroscopy to Pulang porphyry copper ore district, Yunnan Province[J]. MINERAL DEPOSITS,24(6):621-637(in Chinese with English abstract)
Liu Xue-long,Li Wen-chang,Yin Guang-hou,Zhang Na.2013.The geochronology,mineralogy and geochemistry study of the Pulang porphyry copper deposits in Geza arc of Yunnan Province[J].Acta Petrologica sinica,29(9):3049-3064(in Chinese with English abstract)
Lowell JD,Guilbert JM.1970.Lateral and vertical alteration-mineralization zoning in porphyry copper deposits[J].Econ.Geo1.,65:373-408
Meyer C.1965.An early potassic type of wall rock alteration at Butte,Montana[J].American Mineralogist,50:1717-1722
Muntean JL,Einaudi MT.2000.Porphyry gold deposits of the Refugio district,Maricunga belt,northern Chile[J].Econ Geol,95:1445-1472
Pang Zhen-shan,Du Yang-song,Wang Gong-wen,Guo Xin,Cao Yi,Li Qing.2009.Single-grain zircon U-Pb isotopic ages,geochemistry and its implication of the Pulang complex in Yunnan Province,China[J].Acta Petrologica Sinica,25(1):159-165(in Chinese with English abstract)
Redmond PB,Einaudi MT.2010.The Bingham Canyon porphyry Cu-Mo-Au deposit.I.Sequence of intrusions,vein formation,and Sulfide deposition[J].Econ Geol,105:43-68
Ren Jang-bo,Xu Ji-feng,Chen Jiang-lin,Zhang Shi-quan,Liang Hua-ying.2011.Geochemistry and petrogenesis of Pulang porphyries in Sanjiang region[J].ACTA PETROLOGICA ET MINERALOGICA,30(4):581-592(in Chinese with English abstract)
Tan Kang -hua,Zhang Shi-quan,Huang Ding -zhu,Li Guang-jun,Meng Qing.2007.THE ALTERATION AND METALL OGENESIS OF PULANG PORPHYRY CU DEPOSIT[J].Yunnan geology,26(3):271-276(in Chinese with English abstract
Wang Cui-yun,Li Xiao-feng,Xiao Rong,Yang Feng,Wang Zeng-Ke,Zhu Xiao-Yun.2012.Types and distribution of veins in Tongchang porphyry copper deposit,Dexing,Jiangxi Province[J].MINERAL DEPOSITS,31(1):94-110(in Chinese with English abstract)
Wang Shou-xu,Zhang Xing-chun,Leng Cheng-biao,Qin Chao-jiang,Ma De-yun,Wang Wai-quan.2008.The zircon SHRIMP U-Pb dating of the Pulang porphyry copper deposit,northwestern Yunnan,China:The ore-forming time limitation and geological significance[J].Acta Petrologica Sinica,24(10):2313-2321(in Chinese with English abstract)
Wang Shou-xu,Zhang Xing-chun,Qin Chao-jian,Shi shao-hua,Leng Cheng-biao,Cheng Yan-jing.2007.Fluid inclusions in quartz veins of Pulang porphyry copper deposit,Zhongdian,north western Yunnan,China[J].GEOCHIMI CA,36(5):467-478(in Chinese with English abstract)
Yang Yi,Zhang Zhi,Tang Ju-xing,Chen Yu-chuan,Li Yu-bin,Wang Li-qiang,Li Jian-li,Gao Ke,Wang Qin,Yang Huan-huan.2015.Mineralization,alteration and vein systems of the Bolong porphyry copperdeposit in the Duolong ore concentration area,Tibet[J].GEOLOGY IN CHINA,42(3):759-776(in Chinese with English abstract)
Zeng Pu-sheng,Mo Xuan-xue,Yu Xue-hui,Lu Zhen-quan.1999.Preliminary Research on the Intermediate-acidic Porphyrise and Their Ore-bearing in Zhongdian Area,Northwest Yunnan[J].ACTA GEOSCIENTIA SINICA,20(Z1):359-336(in Chinese with English abstract)
Zeng Pu-sheng,Li Wen-chang,Wang Hai-ping,Li-Hong.2006.The Indosinian Pulang Super large porphyry copper deposit in Yunnan,China:Petrology and chronology[J].Acta Petrologica sinica,22(4):989-1000(in Chinese with English abstract)
Zhang zhi,Chen Yu-chuan,Tang Ju-Xin,Li Yu-Bin,Gao Ke,Wang Qin,Li Zhuang,Li Jian-li.2014.Alteration and Vein systems of Duobuza gold—rich porphyry copper deposit,Tibet[J].MINERAL DEPOSITS,33(6):1268-1286(in Chinese with English abstract)
[附中文参考文献]
曹 康,许继峰,陈建林,黄肖潇,任江波.2014.云南普朗超大型斑岩铜矿床含矿斑岩成因及其成矿意[J].矿床地质,33(2):307-322
范玉华,李文昌.2006.云南普朗斑岩铜矿床地质特征[J].中国地质,2006,33(2):352-362
郭 欣,杜杨松,庞振山,李顺庭,李 青.2009.云南普朗斑岩铜矿蚀变带成矿流体特征及其成矿意义.现代地质,23(3):465-471
胡清华,张世权,尹 静,黄定柱,伍健兢,孟 青,杨丽梅,罗光明.2010.中甸普朗斑岩型铜矿床围岩蚀变初步研究[J].矿物岩石地球化学通报,29(2):192-201
郦今敖,蔡宏渊,王建业,付金宝,黄书俊.1982.斑岩铜矿床蚀变作用的演化历史以及蚀变分带模式[J].冶金工业部地质研究所所报,第一期:30-34
连长云, 章 革, 元春华.2005.短波红外光谱矿物测量技术在普朗斑岩铜矿区热液蚀变矿物填图中的应用[J].矿床地质,24(6):621-637
刘学龙,李文昌,尹光侯,张 娜.2013.云南格咱岛弧普朗斑岩型铜矿年代学、岩石矿物学及地球化学研究[J].岩石学报,29(9):3049-3064
庞振山,杜杨松,王功文,郭 欣,曹 毅,李 青.2009.云南普朗复式岩体锆石年龄U-Pb年龄和地球化学特征及其地质意义[J].岩石学报,25(1):159-165
任建波,许继峰,陈建林,张世权,梁华英.2011.“三江”地区中甸弧普朗成矿斑岩地球化学特征及其成因[J].矿物岩石学杂志,30(4):581-592
谭康华,张世全,黄定柱,李光军,孟 青.2007.普朗斑岩铜矿蚀变及矿化特点[J].云南地质,26(3):271-276
李文昌.2007.义敦岛弧构造演化与普朗超大型斑岩铜矿成矿模型[A].中国地质大学(北京)博士学位论文:13-30
李文昌,潘桂棠,候增谦,莫宣学,王立全.2010.西南“三江”多岛弧盆-碰撞造山成矿理论与勘查技术[M].北京:地质出版社:382-391
李文昌,刘学龙,曾普胜,尹光侯.2011.云南普朗斑岩型铜矿成矿岩体的基本特征[J].中国地质,38(2):403-414
李文昌,尹光侯,余海军,薛顺荣,王可勇,王承洋,王文旭.2013.云南普朗斑岩型铜矿床成矿流体特征及矿床成因[J].吉林大学学报(自然科学版),43(5):1436-1447
王翠云,李晓峰,肖 荣,杨锋,王增科,朱小云.2012.德兴铜厂斑岩铜矿脉体类型、分布规律及其对成矿的指示意义[J].矿床地质,31(1):94-110
王守旭,张兴春,秦朝建,石少华,冷成彪,陈衍景.2007.滇西北中旬普朗斑岩铜矿流体包裹体初步研究[J].地球化学,36(5):467-478
王守旭,张兴春,冷成彪,秦朝建,马德云,王外全.2008.滇西北普朗斑岩铜矿锆石离子探针U-Pb年龄:成矿时限及地质意义[J].岩石学报,24(10):2313-2321
杨 毅,张 志,唐菊兴,陈毓川,李玉彬,王立强,李建力,高 轲,王 勤,杨欢欢.2015.西藏多龙矿集区波龙斑岩铜矿床蚀变与脉体系统[J].中国地质,42(3):759-776
尹 静,邱文龙,胡清华.2010.云南中甸普朗斑岩铜矿成因探讨[J].东华理工大学学报(自然科学版),33(3):219-230
曾普胜,莫宣学,喻学惠,卢振权.1999.滇西北中甸地区中酸性斑岩及其含矿性初步研究[J].地球学报,20(增1):359-336
曾普胜,李文昌,王海平,李 红.2006.云南普朗印支期超大型斑岩铜矿床:岩石学及年代学特征[J].岩石学报,22(4):989-1000
张 志,陈毓川,唐菊兴,李玉彬,高 轲,王 勤,李 壮,李建力.2014.西藏多不杂富金斑岩铜矿床蚀变与脉体系统[J].矿床地质,33(6):1268-1286
Study on the Hydrothermal Alteration and Vein Systems of the Pulang Porphyry Copper Deposit in Yunnan Province
WANG Kai1,YANG Fan2,LI Feng1,JIAN Run-tang2,SUN Yu-hai2,YANG Tao1,LI Fu-rong1
(1.DepartmentofLandResourceEngineering,KunmingUniversityofScienceandTechnology,Kunming,Yunnan650093;2.KunmingProspectingDesignInstituteofChinaNonferrousMetalsIndustry,Kunming,Yunnan650093)
The Pulang porphyry copper mine is a super-large porphyry copper deposit located in the middle of the Sanjiang area,which was formed in an island arc tectonic environment,and resulted from the subduction of the Ganzi-Litang oceanic crust to the west beneath the Geza-Zhongdian micro landmass in the Indo-Chinese epoch that caused massive lava magmatic-mineralization. This work built on an analysis of existing data,detailed investigations of alteration of surrounding rock and vein systems as well as a great amount of thin-sheet identification under microscope observations. Then it summarized the alteration zoning and the characteristics of veins system of the mining area. The results show that the alteration zoning of the Pulang porphyry copper deposit in the primary mining area are successively the K-silicate zone,the quartz-sericite zone,the propylitic zone and hornfels zone from the inner to outside.Mudding and carbonation have no independent alteration belts,often superimposed on other alteration belts. The Cu mineralization is mainly disseminated and the disseminated ore-body mainly formed in the K-silicate zone. The ore-bearing rock mass is quartz-monzonite porphyry. In the peripheral of the primary mining area east and north of the K-silicate zone,the concentric alteration zones from the inner to outside are the quartz-sericite zone-the propylitic zone-Hornfels zone,with the Cu mineralization mainly in big veins,quartz-sericite zones. The ore-bearing rock mass is quartz-monzonite porphyry and quartz diorite porphyrite. The vein system of the primary mining area and its periphery are of the multi-stages-multi-type. The A-and B-type veins have the greatest contribution to the mineralization. The alteration features of the Pulang mining area are consistent with the“monzonite”model,and similar to the porphyry copper deposits in Yulong,Qulong,Duolong and Duobuza of Tibet.
porphyry copper deposit,alteration zone,vein systems,Pulang,Yunnan
2016-02-01;
2016-04-18;[责任编辑]陈伟军。
国家自然科学基金项目(41363002)和对外科技合作计划(省院省校科技合作)(2014IB001)共同资助。
王 凯(1989年-),男,在读硕士研究生,成矿规律与找矿预测研究方向。E-mail:970727389@qq.com。
李 峰(1957年-),教授,博士生导师,主要从事区域地质与成矿学的教学与研究工作。E-mail:lifeng@kmust.edu.cn。
P618.41 [文献标示码]A
0495-5331(2016)03-0417-12