云南西畴县嘎机铅锌矿特征及找矿标志

杨昌毕，普 超，施国富，王云忠，郑天平，张兴恒

(1.云南省地质矿产勘查开发局第二地质大队，云南 文山 663000；2.云南地矿总公司(集团)，云南 昆明 650051)

云南西畴县嘎机铅锌矿处于羌塘-三江造山系东侧，扬子陆块区南缘，矿区位于都龙变质核杂岩构造的北部盖层区，都龙-斋江加里东-燕山期构造岩浆岩带向北凸出的倾伏端，该岩带在矿区内形成三条南北向构造-岩浆成矿亚带，分别与嘎机(Ⅰ)、小江东(Ⅱ) 、水对(Ⅲ)三个矿段空间位置相对应，并控制带内矿体分布产出(图1)。其中，嘎机矿段介于四角田钨铜矿与荒田钨矿之间，处于矿区西部，受嘎机-狮子山断裂控制；小江东矿段属红石岩矿区黄洞矿段大型铅锌铜矿床南延地段，受新马街断裂控制；水对矿段属于羊把石-石帽子铅锌矿带中西部。区域大规模成矿作用受晚古生代以来太平洋构造域和特提期构造域复合控制，主期成矿为燕山期应力场方向的大调整和岩石圈拆离减薄特殊地球动力学环境强烈构造-岩浆热事件的产物[1]。本区岩浆活动、变质作用及成矿作用均与都龙-斋江变质核杂岩构造的形成和发展演化关系密切。都龙-斋江变质核杂岩构造萌芽于加里东期，发展于印支期，定型于燕山晚期，并以都龙超单元花岗岩侵位而告结束，与区内钨、锡、铅、锌、铜等主要金属矿床形成时期相对应。

由核部杂岩向盖层方向，受南温河序列和都龙超单元酸性岩浆侵入体的影响，成矿具钨锡-铜-铅锌-锑分带，明显反映成矿温度的递降。就单个矿床、点环绕花岗岩体，从岩体内部到接触带、再到围岩，成矿亦具分带规律，一般而言，岩体内部到侵入接触带，从钨(石英脉、破碎带)、钼(岩体、石英脉)、锡矿化，到层控型(矽卡岩类型)的钨、铜、铅锌等多金属矿化、直至围岩断裂裂隙间的铅锌矿化。大的矿床(体)多产出于早期伸展正断层附近，及岩体外围田蓬组碎屑岩与碳酸盐岩复合层序中。受断裂和岩体、围岩三重控制。如都龙特大型钨锡铅锌多金属矿床产在盖层与核部杂岩主剥离断裂带附近，小江东矿段铜铅锌多金属矿，产在盖层浅变质岩系中。区内主要规模矿床，大部分表现出岩浆期后热液矿床，具层控矽卡岩型矿床特征；部分具热液脉型和变质改造成因。矿床(体)形成于早期南温河序列酸性岩浆侵位阶段，并可能受到区域和热流变质作用的影响，在都龙超单元酸性岩浆侵位时期进一步得到继承和发展。区域内典型层状矿床包括西畴县红石岩铅锌铜矿、西畴县荒田钨矿。滇东南地区的个旧、白牛厂、都龙等超大型矿床均表现出相类似的钨锡铜铅锌多金属成矿组合，其成因类型存在争议，但归纳起来主要有岩浆热液成矿、初始矿源层+岩浆热液改造叠加成矿和喷流成矿等认识[2～3]，究其实质，其成矿地质条件离不开花岗岩基+特定地层有利岩性组合(碎屑岩-碳酸盐岩交互层)+断裂构造“三位一体”的组合控制[4]。

1 矿区地质特征

1.1 矿区地层

矿区出露地层主要为古生界和新生界第四系。以早古生界中-上寒武统地层分布最广，其中田蓬组(∈2t)为区内主要赋矿地层；晚古生界主要集中分布于马关断裂以西山车一带，与早古生界为角度不整合接触。区内及邻近区中生代晚三叠世瑞替期-白垩纪无沉积记录，早-中三叠世在文麻断裂北东侧为深水、半深水盆地浊流沉积。至喜马拉雅期形成局部断陷，沉积了古近纪磨拉石建造、新近纪含煤碎屑建造，及第四纪松散沉积。

田蓬组主要分布于矿区嘎机向斜翼部、小江东背斜、阳维龙背斜核部。根据岩性组合特征，划分为二个岩性段。

(1)田蓬组一段(∈2t1)：顶部以炭质标志层出现划分上覆田蓬组二段，底界与隐伏花岗岩基呈侵入接触，厚度大于189m～408m。主要由深灰色、灰绿色、灰黑色绿泥绢云千枚岩、绿泥绢云石英千枚岩夹浅灰色条纹-条带状-板状含绿泥石英方解大理岩、条带状-板状白云石大理岩、条纹-条带状透闪方解大理岩、深灰色石榴透辉矽卡岩或互层。岩石变质不均匀，部分地段为板岩夹粉细晶灰岩、大理岩化灰岩；近岩体接触带，碎屑岩多变质为灰绿色透闪绿帘角岩、泥质角岩类。该段为矿区主要赋矿层位。工业矿体均产于岩体外接触带0～400m田蓬组一段围岩中，主要矿化岩石为大理岩或角岩中的大理岩。与上覆炭质标志层在空间展布上相协调，局部小角度穿层，但总体表现顺层产出，矿化部位及顶、底板变质碎屑岩中普遍含细粒黄铁矿。

(2)田蓬组二段(∈2t2)：底部以炭质标志层与田蓬组一段划分，顶部以碎屑岩减少，白云岩大量出现与上覆龙哈组(∈2l)整合接触，厚164m～305m。该段岩性在剖面及平面上同样存在相变，表现为碳酸盐岩与碎屑岩增减无法连接。小江东矿段经钻孔控制，主要岩性为灰、深灰色白云岩、白云质灰岩、泥质条带细晶灰岩、大理岩化细晶灰岩、大理岩夹灰紫色、灰黄色、深灰色、灰绿色钙质千枚状板岩、绢云千枚岩、绢云板状千枚岩。在小江东一带，部分碳酸盐岩交代变质为灰白色纹层状、厚层状、块状、角砾状次生石英岩，灰绿色、黄灰色囊状、大透镜状矽卡岩。

1.2 地质构造

矿区位于北西向特提斯构造域与东西向滨太平洋构造域交汇地带，被北西向的文-麻大断裂和北东向的马关断裂所夹持，其构造应力场总体受都龙-斋江变质核杂岩构造的控制。受深部隐伏花岗岩基强力就位抬升影响，盖层向北拆离滑移，区内主要构造形迹总体反映为系列早期的北东向—北西向线性褶皱、脆韧性断裂，被近南北向断裂所切割改造，最终形成的网状构造格架。共发育阳维龙背斜、田冲向斜、嘎机向斜、山车向斜等5个褶皱构造；近南北、北西向、北东向、近东西向断裂四组24条。其中，以近南北向的嘎机断裂、马街断裂、水对断裂及其中的层间滑脱构造破碎带控制区内矿化蚀变带、主要铜铅锌多金属矿体产出分布。

1.3 岩浆岩

矿区岩浆活动较为强烈，主要岩石类型为基性、酸性岩类。本次普查在地表共填绘出4个基性岩类侵入体，3个酸性岩类侵入体，在小江东矿段工程控制了一隐伏复式花岗岩基。其中，基性岩体呈岩墙、岩株产出，与成矿关系不明。酸性岩类以岩株、小岩枝状产出，推测与深部隐伏花岗岩基相连，控制区内铜铅锌钨锡等多金属矿的产出与分布。

2 矿床特征

2.1 矿体特征

由于嘎机和水对矿段工作程度较低，嘎机矿段目前发现的铜铅锌矿体较薄，水对矿段仅在地表发现铜铅锌脉状矿体及氧化矿体，深部发现少量脉状白钨矿化，小江东矿段工作程度较高，以铜铅锌矿化为主，垂向上向隐伏岩体靠近，具不同程度的钨、锡、钼矿化，因此本文将重点对小江东矿段进行研究。

图2 云南嘎机铅锌多金属矿床小江东矿段32号线勘探剖面图

小江东矿段共圈出1个主矿体(Ⅱ2)，2个次矿体(Ⅱ1、Ⅱ3)及45个零星矿(化)体(图2)，各矿(化)体沿小江东背斜轴部呈叠瓦状顺层平行展布，集中产出于隐伏花岗岩基之上、田蓬组一段(∈2t1)黑色炭质层之下范围内，浅变质碎屑岩与碳酸盐岩交互层序中，矿体主要受层间滑脱构造破碎带控制。

Ⅱ2铜铅锌矿体：为矿区小江东矿段最大的矿体，分布于小江东矿段背斜轴部0线至40线间。矿体呈较稳定的层状产出，产状与小江东背斜近轴部两翼产状一致构成背形，走向近南北向，西翼倾角2°～41°，东翼倾角10°～45°。单工程厚度0.79m～6.51m、平均2.26m。Cu 品位0.02ω%～1.03ω%、平均0.40ω%，Pb 0.01ω%～5.27ω%、平均1.13ω%，Zn 0.52ω%～9.09ω%、平均3.68ω%。属于厚度较稳定、品位较均匀的矿体。

Ⅱ1铜铅锌矿体：为矿区小江东矿段的一个次要矿体，分布于小江东矿段背斜轴部0线至32线间。矿体呈较稳定的似层状产出，产状与小江东背斜近轴部两翼产状一致构成背形，走向近南北向，西翼倾角7°～35°，东翼倾角17°。单工程厚度1.09m～5.13m、平均1.89m，铜铅锌品位均匀的矿体。

Ⅱ3铜矿体：为矿区小江东矿段的另一个次要矿体，分布于小江东矿段背斜轴部16线至28线间。矿体呈较稳定的似层状产出，产状与小江东背斜南部，近轴部两翼产状一致构成背形，走向近南北向，西翼倾角14°～43°，东翼倾角2°～29°。单工程厚度1.13m～1.98m、平均1.33m，属于厚度稳定、品位均匀的矿体。

2.2 矿石类型及结构构造

2.2.1 矿石类型

按氧化程度划分，矿区主要工业矿体矿石类型主要为原生硫化矿石。仅局部存在少量混合矿石且分布零星。按赋矿岩石划分，可划分为碳酸盐岩型(大理岩)矿石、角岩型矿石，存在少量硅化岩及矽卡岩型矿石；接触带附近存在蚀变花岗岩型白钨矿、辉钼矿、锡矿矿石。按矿石矿物组分及组合划分，矿区矿石类型以毒砂-磁黄铁矿-黄铜矿-方铅矿-闪锌矿矿石、磁黄铁矿-方铅矿-闪锌矿矿石类型占约大多数。

2.2.2 矿石结构

矿石结构主要有它形粒状结构、自形-半自形粒状结构、鳞片变晶结构、隐晶质-胶状结构。

(1)它形粒状结构：黄铜矿、闪锌矿及磁黄铁矿等矿石矿物呈它形粒状共生，分布于方解石、石英、白云石、绿泥石等脉石矿物间，彼此紧密镶嵌。

(2)半自形-自形粒状结构：半自形方铅矿与它形闪锌矿、黄铜矿、磁黄铁矿等矿石矿物共生，分布于方解石、石英、白云石、绿泥石等脉石矿物间。

(3)隐晶质-胶状结构：矿石矿物以隐晶质-胶状黄铁矿、磁黄铁矿为主，半自形方铅矿与它形闪锌矿、黄铜矿、磁黄铁矿等矿石矿物共生，分布于方解石、石英、白云石、绿泥石等脉石矿物间。

2.2.3 矿石构造

矿石构造主要有细脉浸染状、稀疏浸染状、条纹-条带状、稠密浸染状、块状、角砾状等构造。

(1)星散状-细脉浸染状：黄铜矿、闪锌矿、方铅矿等矿物或集合体，呈星散状-细脉状产于大理岩、角岩或次生石英岩等赋矿岩石中，构成星散状-细脉浸染状构造。

(2)稀疏浸染状构造：黄铜矿、闪锌矿、方铅矿等矿物或集合体，呈稀疏浸染产于大理岩、角岩或次生石英岩等赋矿岩石中，构成稀疏浸染状构造。

(3)条纹-条带状构造：黄铜矿、闪锌矿、方铅矿等矿物集合体，呈条纹-条带状产于大理岩、角岩或次生石英岩等赋矿岩石中，构成条纹-条带状构造。

(4)稠密浸染状-块状构造：磁黄铁矿、黄铜矿、闪锌矿、方铅矿等矿物集合体(主要为磁黄铁矿)，呈稠密浸染状-块状产于大理岩、角岩或次生石英岩等赋矿岩石中，构成稠密浸染状-块状构造。

(5)角砾状等构造：见于局部矿石，角砾由方解石、白云石、石英组成，填隙物主要是方铅矿、闪锌矿及磁黄铁矿等，充填交代于石英、方解石破碎角砾之间。

2.3 矿物生成顺序

矿区主要矿石类型中具有代表性矿物共生关系主要为磁黄铁矿与闪锌矿、方铅矿共生，根据各矿物间包裹、交代及相互间关系，各主要矿物生成顺序如下：

(1)稀疏浸染状：金属矿物主要由它形粒状磁黄铁矿、黄铁矿和少数白铁矿、黄铜矿、毒砂、闪锌矿、方铅矿等组成，呈稀疏浸染状产出。毒砂、黄铁矿呈半自形-它形粒状，星散分布，常连生在一起，黄铁矿被白铁矿选择性交代，进一步被磁黄铁矿交代。它形粒状磁黄铁矿、黄铜矿、闪锌矿、方铅矿等连生，局部可见少数磁黄铁矿包裹于黄铜矿、方铅矿中。生成顺序：黄铁矿、毒砂→白铁矿→磁黄铁矿→黄铜矿、闪锌矿、方铅矿。

(2)脉状-条带状：金属矿物主要由它形粒状磁黄铁矿、闪锌矿和少数黄铜矿、方铅矿、斜方辉铅铋矿、自然铋等组成，总体呈不明显的条带状产出。它形粒状磁黄铁矿星散分布，总体呈断续-连续条带状富集。它形粒状黄铜矿、闪锌矿、方铅矿、斜方辉铅铋矿等不均匀分布于磁黄铁矿粒间。具两期黄铜矿，早期呈它形粒状，与闪锌矿伴生；晚期呈乳滴状于闪锌矿中构成固溶体分离结构。方铅矿不均匀分布于闪锌矿中，少数闪锌矿包裹于方铅矿中，说明方铅矿形成可能比闪锌矿稍晚。偶见它形粒状自然铋包裹于方铅矿、斜方辉铅铋矿中，说明自然铋形成可能稍早于方铅矿等。生成顺序：磁黄铁矿→自然铋、早期黄铜矿、闪锌矿、方铅矿、斜方辉铅铋矿→晚期黄铜矿。

(3)稠密浸染状-块状：金属矿物主要由它形粒状磁黄铁矿、闪锌矿、方铅矿和少数黄铜矿、黄铁矿、白铁矿等组成，总体在矿石一侧富集产出，呈稠密浸染状产出。黄铁矿残余状于半自形柱状白铁矿中，零星分布。闪锌矿、方铅矿不均匀分布于磁黄铁矿粒间，少数磁黄铁矿包裹于铅锌矿中，铅锌形成可能稍晚于磁黄铁矿。它形粒状黄铜矿与磁黄铁矿、方铅矿、闪锌矿伴生，极不均匀分布。生成顺序：黄铁矿→白铁矿→磁黄铁矿→闪锌矿、方铅矿、黄铜矿。

2.4 围岩蚀变

矿区围岩蚀变广泛分布于嘎机、小江东、水对各矿段，与岩浆侵入作用形成的热液交代蚀变有关。与成矿密切的围岩蚀变及岩石类型有：次生石英岩化、矽卡岩化、硅化、白云石化等；并伴随黄铁矿化、铜铅锌矿化、磁黄铁矿化等金属矿化。

3 矿床成因及找矿标志

3.1 矿床成矿、控矿因素及成因分析

区域尺度上，矿床成矿、控矿地质条件受控于都龙-斋江变质核杂岩构造，主期成矿为燕山期应力场方向的大调整和岩石圈拆离减薄特殊地球动力学环境强烈构造-岩浆热事件的产物[1]。大规模伸展构造提供了容矿构造，都龙复式花岗岩基提供成矿热液来源。矿区尺度上，南北走向的嘎机、新马街两条大的破碎带构成了深部岩浆-成矿流体通道，沿小江东背斜∈2t1碳酸盐岩-碎屑岩有利岩石组合间的层间滑脱构造破碎带提供了顺层交代、充填的容矿空间，炭质层及千枚岩层提供了封闭隔挡条件(图3)。成矿物质来源主要为隐伏花岗岩基，不排除围岩成分的加入。这从矿石化学组分，矿物组分均显示较多In、Sn、W、Mo等亲岩浆来源成分，或与之关系密切的物质来源得到证明。矿体受“层控”产出明显。这与矿区地质位置形成的特殊控矿、容矿空间密切相关：一方面都龙-斋江变质核杂岩构造盖层区拆离滑脱导致顺层面理构造极为发育，这种面理沿早期先存界面包括碳酸盐岩-碎屑岩间界面优选发育；另一方面也可能存在早期沉积铅、锌原始富集层，这从矿区炭质层厚薄与下伏矿体厚度、品位存在一定相关性可以印证。矿床中存在矽卡岩，但主要矿体均不赋存于矽卡岩中，主期成矿为矽卡岩期之后。

综上所述，该矿床成矿控矿条件、特殊的矿化蚀变组合暗示成矿流体主要来自隐伏花岗岩，沿马街断裂等构造通道上升，被层间滑脱构造破碎带+碎屑岩圈闭层遮挡，沿碳酸盐岩运移途中分层萃取-交代沉淀的成矿机制和成矿作用过程。矿床明显具有地层-构造圈闭+岩浆活动成矿地质条件，不完全具备密西西比型(MVT)和砂岩型(SST) 铅锌矿特征，却与沉积喷流型(SEDEX)矿床极其相似，但与喷流矿床形成的古构造环境及沉积建造不符(通常认为产于冒地槽(陆块-洋壳边缘)或盆地(陆间)的造山前环境)，不完全具备区域内矽卡岩型矿床特点，符合层控岩浆期后热液矿床类型特征[4]。

图3 西畴县嘎机铅锌多金属矿区成矿模式图

3.2 矿化富集规律

矿区铜铅锌等多金属矿化明显受嘎机-四角田、小江东、水对三个构造岩浆岩亚带的控制，总体属于区域上的都龙-斋江构造岩浆岩带的北延部分，具类似的成、控矿地质条件和成矿规律。

从矿区尺度上看，嘎机矿段目前发现的铜铅锌矿体较薄，但白钨矿化明显，其北侧与荒田大型钨矿床、南侧与四角田小型铜钨矿床相邻，因而该岩带主要以铜铅锌-钨矿化为主；小江东矿段工作程度较高，目前圈出的隐伏矿体明显受小江东背斜轴部控制，以铜铅锌矿化为主，垂向上向隐伏岩体靠近，具不同程度的钨、锡、钼矿化；水对矿段仅在地表发现铜铅锌脉状矿体及氧化矿体，深部发现脉状白钨矿化，其矿化富集特征应该与小江东矿段相类似。

受局部构造-地层圈闭，及岩体侵位、流体成分差异等因素影响，可能表现出复杂多变的矿化富集和贫化差异。目前发现小江东矿段隐伏矿体与炭质层分布区域、厚薄呈一定相关性，是沉积岩相导致原始成分的变化，还是其对成矿流体的遮挡所致，或者二者兼而有之，有待深入研究。

3.3 找矿标志

西畴县嘎机铅锌多金属矿处于都龙-斋江变质核杂岩构造北部盖层区，重力异常推断的花岗岩基向北倾伏的脊状突出部位，本次工作以地质、物化探、典型矿床为基础支撑，综合多学科资料建立构造成矿模式，通过深部钻探验证，取得了深部铅锌多金属找矿的新突破。总结主要找矿标志如下：

(1)成矿、控矿地质条件组合标志：地层(田蓬组一段)+构造(背斜轴部、同轴向破碎带导矿+层间滑脱构造破碎带容矿)+都龙复式花岗岩基(主要成矿物质来源)。

(2)直接矿化标志：地表脉状产出的铜铅锌矿(化)体。

(3)围岩蚀变组合标志：矽卡岩+次生石英岩代表的交代岩类蚀变组合；角岩+大理岩类为代表的热接触变质晕组合；碳酸盐化、绿泥石化、硅化代表的近矿围岩蚀变组合。

(4)物化探异常组合：物探剩余重力负异常、磁异常叠合，同时具化探铜铅锌异常及钨锡钼异常套合地段。