云南梁河县来利山锡矿床成矿地质条件分析

沈 辉，赵梓涵

(云南省地质矿产勘查院，云南 昆明 650051)

云南省梁河县来利山锡矿分为老熊窝、淘金处、三个硐及丝光坪四个矿段。矿区出露地层为泥盆-石炭系勐洪群(DCM)变质碎屑岩夹板岩；矿区断裂发育，主要控矿断裂为北东向组，具先压扭、后拉张多期活动的特征；矿区岩浆岩以喜马拉雅早期花岗岩为主，显多阶段侵位复式岩体的特点，岩性主要为似斑状黑云母二长花岗岩及中-粗粒黑云母正长花岗岩；围岩蚀变种类较多，成矿期的近矿围岩蚀变主要有云英岩化、硅化、黄铁矿化，是矿区明显的找矿标志。

锡矿体呈脉状、透镜状产于喜马拉雅早期中-粗粒黑云母正长花岗岩与泥盆-石炭系勐洪群变质碎屑岩的接触带及其附近构造破碎带中。矿体的产出部位有三种形式：产于中-粗粒黑云母正长花岗岩与围岩接触带中，受花岗岩接触带控制(三个硐矿段)；产于外接触带的构造破碎带中，受构造破碎带控制(老熊窝矿段、丝光坪矿段)；受花岗岩接触带和构造破碎带的联合控制(淘金处矿段)。矿石矿物组合类型主要有黄铁矿-石英-锡石型、黄铁矿-黄玉-白云母-锡石型、黄铁矿-石英-白云母-锡石型、黄铁矿-石英-萤石-锡石型等四种。

1 成矿地质体研究

1.1 来利山岩体空间展布特征

来利山岩体呈北东向分布，出露面积约7km2，呈岩株产出。岩体北西部与上石炭统空树河组为断层接触，局部地段为侵入接触，北东部于薄刀岭一带与泥盆-石炭系勐洪群(DCM)呈侵入接触，内接触面产状为240°∠45°。在岩体南东侧中-粗粒黑云母正长花岗与勐洪群(DCM)接触带上普遍发育断裂破碎带，形成具有工业价值的锡矿体(图1)。

1.2 来利山岩体特征

1.2.1 岩石地球化学特征

研究成果表明，中-粗粒黑云母花岗岩SiO2含量范围为73.21%～77.31%，平均为75.43%，属于酸性岩的范围。里特曼指数σ为1.75～2.56，平均为2.17<3.3，属于钙碱性岩系列；Al2O3的含量范围为12.25%～13.62%，Al2O3饱和度A/CNK(A12O3/ (CaO+Na2O+K2O ))为1.05～1.24，平均为1.09>1，是弱过铝质岩石到强过铝质岩石；稀土总量变化范围较大，轻稀土和重稀土含量分别为50×10-6～292×10-6和25×10-6～87×10-6，轻重稀土比值为1.54～8.2，(La/Yb)N=0.97～8.87，δEu变化范围为0.02～0.23，Eu强烈亏损，表现为轻重稀土分馏不明显，Eu负异常特别严重的V形稀土分布型式。

图1 来利山矿区地质简图

1.2.2 岩浆演化特征

来利山岩体具有一定的相带特征，其中似斑状黑云母二长花岗岩的相带不明显，而黑云母正长花岗岩呈中-粗粒，相带比较完整。似斑状黑云母二长花岗岩和中-粗粒黑云母正长花岗岩均呈现高度分异的特点。从似斑状黑云母二长花岗岩到中-粗粒黑云母正长花岗岩，岩石的酸性程度升高，分异程度也升高，K2O/Na2O值降低，镁、铁含量降低，暗色矿物含量减少，Al2O3、CaO、P2O5含量也减少了，碱性长石含量增加。在稀土元素特征方面，中-粗粒黑云母正长花岗岩相对似斑状黑云母二长花岗岩稀土总量有所降低，Eu的亏损更加强烈，显示富Eu、Al、LREE的斜长石分离结晶特征。主微量组成特征表明，SiO2和Al2O3、CaO、Sr、Ba、Eu呈负相关，由于Al、Eu、Sr、Ca、Ba等元素主要存在于斜长石中，该变化趋势可能与斜长石的分离结晶有关。中-粗粒黑云母正长花岗岩中Sr和P的强烈亏损是由于斜长石和磷灰石的分离结晶导致的，而Ba的亏损则是残余岩浆的体现。

从稀土元素分析结果得出，似斑状黑云母二长花岗岩的稀土元素分布特点和上地壳的非常相似，为轻稀土较陡、重稀土较缓的L型模式，暗示其源区可能和上地壳物质有关。中-粗粒黑云母正长花岗岩相对于似斑状黑云母二长花岗岩有较大差异，具体表现为轻稀土含量降低，重稀土含量升高，稀土元素分布型式为近V型模式，具有明显的四分组效应，可能是由于花岗质熔体和富挥发分流体的相互作用形成的。中-粗粒黑云母正长花岗岩稀土元素四分组效应表明上地壳物质部分熔融形成初始岩浆之后，在上升侵位过程中经过高度的结晶分异后，形成了富挥发分的流体和熔体共存的体系，熔体和流体之间发生了相互作用。中-粗粒黑云母正长花岗岩的Nb、Ta含量远大于似斑状黑云母二长花岗岩，也暗示岩浆经历了结晶分异和流体相互作用特点。

由此可以看出，来利山花岗岩中似斑状黑云母二长花岗岩和中-粗粒黑云母正长花岗岩是一次岩浆作用的产物，花岗质岩浆从源区部分熔融形成后，上升侵位在53Ma形成似斑状二长花岗岩，剩余岩浆随后结晶形成中-粗粒黑云母正长花岗岩，两者构成一个侵位过程的两个阶段，其侵入时间上是连续的。

1.2.3 源岩及成因类型

中-粗粒黑云母正长花岗岩显示Rb、Th、U的富集和Ba、Sr、P、Ti的亏损，具有极高的Th、U、Pb含量以及强烈的负Eu异常，表明其源岩是典型的上地壳岩石。中-粗粒黑云母正长花岗岩的87Sr/86Sr比值比较接近且含量较高，均大于0.7120，说明来源较浅，为上地壳源区产物。

中-粗粒黑云母正长花岗岩Sr同位素初始比值较高，其Rb/Sr均>0.9，显示S型花岗岩的特征。岩石地球化学特征与沉积岩区熔融的S型花岗岩非常吻合，且SiO2含量较高且变化范围较窄、碱含量中等且相对富钾，不同于I型、A型花岗岩，其P2O5和TiO2含量高有别于A型花岗岩；岩石中P2O5随SiO2含量的增加其变化不大，轻重稀土分馏较明显，配分模式为富集轻稀土，亏损重稀土的右倾型，均显示S型花岗岩的特征。

1.3 成矿地质体的确定

从来利山矿区岩体、矿体的年龄测试得出，来利山花岗岩成岩年龄为50～53Ma，老熊窝矿段锡矿成矿年龄为50Ma，丝光坪矿段锡矿成矿年龄为46Ma，说明区内锡矿形成时代略晚于来利山花岗岩，年龄相差3～7Ma，但均属于喜马拉雅早期的锡成矿事件。从矿体与岩体的空间位置上看，老熊窝矿段、丝光坪矿段与喜马拉雅早期花岗岩体相距约200m～1500m。从岩体地球化学特征上看，中-粗粒黑云母正长花岗岩中稀土元素分布型式为近V型模式，具有明显的四分组效应，为流体-熔体相互作用提供物质基础。

通过对来利山锡矿石进行氢、氧、硫同位素研究，δ18O值为6.0‰～9.2‰，均为正值，显示为岩浆来源。硫同位素δ34S值变化区间为2.4%～5.7‰，平均值为4.22‰，硫同位素变化范围较窄，基本具有塔式分布特征，说明热液中硫化物具有单一硫来源特征，而且有深源岩浆硫组成的特征；成矿流体密度范围为0.82～0.99g/cm3，与大多数岩浆热液流体密度(ρ<1.0g/cm3)相当。该结论表明成矿热液流体与岩浆热液密切相关，成矿物质来源于中-粗粒黑云母正长花岗岩体晚期热液。

因此从时代、空间位置及岩体地球化学特征及成矿物质来源等方面综合分析后，认为该区成矿地质体为喜马拉雅早期中-粗粒黑云母正长花岗岩体。

2 成矿构造及成矿结构面研究

来利山矿区处于三锅腔-来利山断裂束内。区内褶皱不明显，断裂发育，断裂构造以断层、层间破碎带为主，节理、裂隙次之。矿区断裂按走向可分为北东向组、南北向组和北西向组，以北东向组为主，次为南北向组和北西向组(图1)。它们显示了多次活动、继承、发展和复合的特点，各主要断裂特征详见表1。

北东向组断层中F3、F23、F26、F6、F5分别控制了三个硐、老熊窝、淘金处及白沙坡矿点总体沿北东向展布的规律。其中三个硐和淘金处矿段的矿体产出位置为岩体与围岩的接触带附近的F3、F26的断层界面上；老熊窝矿段矿体产出位置位于岩体与围岩的外接触带的F23断裂部位，与接触带的水平距离约500m。

北西向组断层中F7、F2为平移断层，与成矿关系不密切；仅丝光坪矿段的矿体严格受F15断裂控制，其产出位置位于岩体与围岩外接触带约800m～1500m处。

南北向组断层中在矿区内仅发育F4，该断裂与成矿关系不密切。

综上所述：来利山矿区内发育的北东向、北西向和南北向断裂中以北东向组断裂最为发育。目前，该组断裂中除F1外，在其断层带及其两侧的构造破碎带中均发现了锡矿(化)体，初步认为是在成矿地质体形成过程中受成岩原生构造应力控制而形成的原生成矿构造，为矿区的成矿构造，成矿结构面为该组断层的断层面或断层的构造破碎带。故该区找矿方向应重点围绕岩体与围岩的外接触带，且发育北东向组断裂的部位开展。

表1 来利山锡矿区主要断层特征一览表

3 成矿作用特征标志

3.1 来利山矿区岩性蚀变分带特征

通过构造岩性蚀变填图，共圈定出浅变质石英粉砂岩岩性带、角岩化带、绢云板岩岩性带、似斑状黑云母二长花岗岩岩性带、中-粗粒黑云母正长花岗岩岩性带及辉绿玢岩脉等6个岩性蚀变带(图2)。其中角岩化带主要岩性为紫色致密块状角岩，紫色角岩在构造破碎带周边由于受高温热液的硅化、云英岩化等蚀变作用而发生褪色蚀变，原岩中的大量暗色矿物消失，形成白色的褪色石英角岩带，在褪色蚀变带上伴随有大量黄(褐)铁矿化、硅化、高岭土化等蚀变特征发育地段，即为锡成矿的有利部位。按成矿关系总体可化分为Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ个带(即地表由岩体至矿体(由西向东)具有喜马拉雅早期岩体→角岩花带→褪色蚀变带的岩性蚀变分带规律)；其中Ⅲ带与成矿关系最为紧密。

图2 来利山锡矿区蚀变分带示意图

3.2 矿物组合及围岩蚀变特征

锡矿石中金属矿物主要有锡石、黄铁矿，次为褐铁矿、磁黄铁矿、黄铜矿。非金属矿物有黄玉、白云母、石英、萤石、方解石、菱铁矿等。成矿期蚀变有云英岩化、硅化、萤石化、黄铁矿化、绿泥石化、绿帘石化、赤铁矿化、高岭土化等；矿化分带特征表现为近地表含铁锡矿体因氧化而形成褐铁矿铁帽。其中丝光坪矿段矿体从地表至深部，其矿化蚀变类型依次为褐铁矿化、蛋白石化、黄铁矿化及碳酸盐化等。

以上岩性蚀变分带、矿物组合及围岩蚀变特征为成矿作用特征标志。

4 结论

综上所述，来利山大型锡矿床成矿地质体为喜马拉雅早期中-粗粒黑云母正长花岗岩体；成矿构造为北东向组断层；成矿结构面为北东向组断层的断层面或断层破碎带；成矿作用特征标志为蚀变分带、矿物组合及围岩蚀变特征。