云南保山市金厂河铜多金属矿床成因探讨

吴小梅，高李阳，陈少伟

(云南黄金矿业集团股份有限公司 云南 昆明 650000)

金厂河铜多金属矿区位于冈底斯-念青唐古拉褶皱系南段，福贡-镇康褶皱带保山-永德褶皱束北段之核桃坪复背斜东翼，成矿区属保山-镇康铅锌多金属成矿带北段。

1 矿地质

矿区主要出露寒武系上统核桃坪组(∈3h)大理岩化灰岩、泥质条带灰岩夹板岩；沙河厂组(∈3h)灰岩、粉砂岩夹钙质泥岩；奥陶系中上统蒲缥组(Op)粉砂岩、泥岩；奥陶-志留系仁和桥组(OSr) 页岩；志留系中上统栗柴坝组(Sl) 泥质灰岩；泥盆系下统向阳寺组(D1x)粉砂质灰岩和第四系全新统(Q4)砂、砾石。其中核桃坪组二段一层(∈3h2-1)碳酸盐岩是矿区的主要赋矿岩层。

矿区处于核桃坪复式背斜东翼金厂河隆起部位，隆起中心部位矿化较强，向四周逐渐减弱。区内构造活动强烈，多组方向构造交汇，次级构造发育。金厂河隆起及次级断裂构造为矿区的主要控矿构造。

矿区地表主要出露辉绿岩、少量辉长岩岩体，分布范围广而零星。辉绿岩具多期性，以华力西期为主，呈岩脉、岩墙及岩枝状沿构造带产出。辉绿岩体与围岩接触带局部显示有多金属矿化，显示辉绿岩体为成矿作用有利因素。

矿区主要矿化蚀变有矽卡岩化、硫铁矿化、磁铁矿化、硅化、大理岩化、方解石化等，其中矽卡岩化、硫铁矿化、磁铁矿化、硅化与成矿关系最为密切。

2 矿体特征

金厂河铜锌铁多金属矿为隐伏矿床。矿体赋存标高1422m～2008m，位于地表以下261m～732m之间，平均370m。均赋存于核桃坪组二段一层(∈3h2-1)矽卡岩内，矿体以透镜状、似层状、层状为主，成群缓倾产出，空间分布由上往下具Pb、Zn带，Cu带，mFe带垂直分带特征，即上部为铅锌矿体，中部铜矿体，下部则以铁矿体为主(图1)。

目前，共圈定编号矿体174个，铜矿体57个、铅锌矿体43个、磁铁矿体65个、金矿(化)体9个。其中铜主矿体3个(CuV5、CuV32、CuV33)；铅锌主矿体1个(ZnV3)；磁铁主矿体2个(FeV15、FeV19)，矿体皆为矽卡岩型。代表性矿体特征简述如下：

铅锌铜矿体：代表性矿体ZnV3，矿体形态主要以透镜状、似层状、层状为主。走向长(短轴)150m，倾向长(长轴)1018m，控制最大斜深560m；分布标高1868.99m～1687.72m。矿体总体西高东低，往东倾伏，倾角约4°～20°，平均8°。矿体顶底板以矽卡岩、大理岩、大理岩化灰岩为主。矿石类型以矽卡岩型锌矿为主，极少量大理岩型锌矿。矿体厚0.21m～54.26m，平均17.69m；Zn品位1.07ω%～21.25ω%，平均品位3.85ω%，Pb品位0.02ω%～2.80ω%，平均品位0.53ω%，共伴生Cu平均品位0.38ω%。

图1 金厂河锌多金属矿8勘探线剖面简图

铜矿体：代表矿体CuV32，分布于上矽卡岩带—中矽卡岩带东侧，ZnV3矿体下延矿化带内，两者呈渐变过渡。矿体呈透镜状，向东倾伏，倾角19°～28°，平均22°，被F10错断。其中ZK22-18控制矿体厚度最大、铜品位最高，向四周厚度急剧变薄、品位变贫。

磁铁矿体：代表矿体FeV15，矿体分布在核桃坪组二段一层(∈3h2-1)下矽卡岩带内，呈似层状向西缓倾，倾角7°～16°，平均12°。矿体走向长100m，倾斜延深312m。矿体厚3.52m～23.21m，平均10.03m，mFe品位20.98ω%～44.47ω%，平均品位32.88ω%。

3 成矿特征及规律

3.1 控矿因素特征

3.1.1 地层因素特征

矿区内广泛分布上寒武统核桃坪组、沙河厂组，据陈永清等(2005)对矿集区成矿地层地球化学的研究显示：核桃坪组二段(∈3h2)强烈富集Zn、Bi、Sb、As、B(K：6.87～57.12)，富集Ag、Pb、W(K：1.43～4.49)，Au、Cu、Sn、F的平均含量接近克拉克值(K：0.94～1.17)，贫化Mo、V、Cr、Ni、Co(K：0.46～0.71)。据此推测寒武系上统核桃坪组为矿区成矿提供部分成矿物质来源，为初始矿源层；核桃坪组二段钙质板岩与泥质灰岩、泥质条带灰岩不等厚互层，该段钙质成分化学性质活泼，容易发生交代作用，具有多个“层控”成矿结构面(似硅钙面)，提供了矿质容矿空间。

3.1.2 构造因素特征

核桃坪复背斜整体控制矿集区矿床点的分布(图2)。矿床内部矿体受小褶皱控制明显，“S”形挤压褶皱面、褶皱虚脱部位是容矿有利空间。

区内与成矿有关的断裂对成矿的控制可分三级。一级断裂构造控制成矿带的展布；二级断裂构造(南北向、北北西、北北东向断裂)控制矿床、矿(化)点的分布；三级次级断裂控制矿(化)体的形态及赋存部位。

图2 矿区推测隐伏岩体及矿化蚀变水平分带示意图

1-推测隐伏中酸性岩体；2-矽卡岩化带；3-破碎蚀变带；4-硅化带；5-多金属矿(中高温)/金矿(中低温)；6-断层及编号；7-有用组分运移方向；8-1∶10布格重力异常等值线1×10-5m/s2

3.1.3 岩浆岩因素特征

矿集区内地表仅出露辉绿岩、辉长岩、辉绿(玢)岩等基性岩体，以华力西期为主，总体呈岩脉、岩墙及岩枝状沿构造带产出。基性岩体微量元素地球化学显示，富集Cu、Zn、Fe、W等元素，可能与成矿物质来源有关联。

3.2 地球物理因素特征

3.2.1 重力异常特征

该区岩石密度测定：中酸性岩2.6×103kg/m3，大理岩2.72×103kg/m3、砂板岩2.65×103kg/m3，区域内碳酸盐岩类、基性侵入岩密度值较高，砂岩、页岩次之，花岗岩及崇山群变质岩密度较低，花岗岩与寒武系核桃坪组之间存在0.07×103kg/m3的密度差，密度差异明显。寒武系地层平均密度为2.53×103kg/m3，接近中间层改正值，不会引起重力异常，华力西期基性—超基性岩和矽卡岩型铁铜矿平均密度最高，能引起重力高，崇山群变质岩和花岗岩侵入体平均密度最低，会引起重力低。因此重力高值区是寻找矽卡岩型铁铜矿有利部位，而重力低值区是寻找隐伏中酸性岩体有利部位。依据1∶10万布格重力异常等值线显示金厂河东重力低异常。由此重力低异常区可推测深部存有隐伏中酸性岩体。推测岩体为中心由内向外、由深至浅均具有矽卡岩型铁铜矿床→矽卡岩型铅锌铜矿床→构造破碎蚀变岩型铅锌金矿床→石英脉型金矿床的成矿分带性(图2)。也指示成矿从高温元素到中低温元素的成矿作用过程。

3.2.2 磁异常特征

依据以往岩矿石磁性特征(表1)可知灰岩、板岩、辉绿岩、褐铁矿为弱磁性体；褐铁矿化石英脉有一定磁性；矽卡岩、矽卡岩型铜铅锌矿石为高强度磁性体。该区运用高精度磁测方法是寻找矽卡岩型或热液型多金属矿体的有利手段。

表1 区域岩矿石磁性特征统计表

金厂河1∶1万磁地面磁测圈定了磁异常，异常通过向下延拓转换，下延100m的异常形态与0m异常形态一致(图3)，与目前已探知铜锌铁矿体群高度吻合，说明磁异常区是寻找矽卡岩型铜锌铁矿的有利部位。尤其是低缓磁异常是寻找较大规模的隐伏矽卡岩型铜锌铁多金属矿有利位置，推测1∶5万磁异常值≥50nT范围均有找矿潜力。

3.2.3 地球化学特征

矿区1∶2.5万土壤化探测量圈定金厂河Au异常，呈不规则面状分布，向西南与上坪子综合异常相连，极值分别为25.8×10-9、29.0×10-9、34.6×10-9，面积约2.0km2。矿区西侧ZK22-19中控制金矿化体，金厂河Au异常可能为侧向分带的金矿化在地表的反映。

3.3 成矿分带特征

金厂河矿体成群位于核桃坪复式背斜东翼，整体处于重力高值异常带，呈近水平产于核桃坪组二段一层(∈3h2-1)内，以铜矿、铅锌矿和磁铁矿为主，均为隐伏的硫化矿(原生矿)。隐伏矿体群东受限木瓜树—阿石寨断裂(F11)，南北受限于北西向F2、F3断层。成矿在空间分布由上往下具Pb、Zn，Cu，mFe的垂直分带特征。矿体延伸呈现沿走向延深小、倾向延深大的特点，具透镜状、似层状、层状为主的层控特征。

金厂河隐伏矿矿化蚀变主要为矽卡岩化、硫铁矿化、磁铁矿化、少量硅化等。其中矽卡岩化最为发育，目前发现矿体均产于其中。矽卡岩化带总体向东缓倾，由下往上变化为：含Fe钙质矽卡岩带(钙铁榴石+钙铁辉石+普通黑柱石+铁阳起石)→含Cu钙质矽卡岩带(阳起石、透闪石、石榴子石)→含Pb-Zn(或Cu)锰质矽卡岩带(含锰阳起石+含锰黑柱石+少量锰铝榴石+少量锰钙铁辉石)→大理岩(李敬，2011)。

图3 金厂河铜锌铁矿地表下延100m磁异常ΔZ等值线图

3.4 成矿规律特征

3.4.1 成矿时代

据黄华等(2014)研究，金厂河铁铜铅锌多金属矿床ZnV3矿体石英—硫化物阶段闪锌矿及共生矿物(方铅矿、黄铜矿、石英)Rb-Sr同位素测年结果均为118Ma左右(黄华、毛景文等，2014)，属早白垩世。其成矿时代与北部云龙县志本山、铁厂等花岗岩体的形成年龄基本一致，反映矿床成因上可能与燕山期构造—岩浆活动有关。

3.4.2 矿床物质来源

成矿流体特征及来源：金厂河主成矿阶段流体包裹体均一温度分布于135.3℃～423.5℃，频率分布单峰值为210℃。矿床的平均成矿温度为184℃，平均成矿压力为27.87MPa(薛传东，2008)。

矿床成矿流体的投影点分基本上都落在与原生岩浆水相邻近的左下方区域内(图4)，表明其成矿热液可能来源于岩浆水与大气降水或沉积建造水的混合。成矿流体主要是地下深部岩浆水与沉积建造水或大气降水的混合，沿着深部断裂侵入与围岩发生交代使得铜、铅、锌的沉淀富集，形成金厂河铜锌铁多金属矿。

成矿物质来源：金厂河铅锌矿34S变化范围为3.9‰～7.1‰(薛传东，2008)。反映硫的物质来源比较单一，成矿热液中的硫可能主要是深源硫，并混入了部分地层硫，反应了成矿物质主要来自于深部，寒武系可能提供部分成矿物质。

图4 矿集区成矿流体δ18DV-SMOW-δ18O水关系图解

4 成因探讨

综上金厂河成矿机理可推断(图5)，早期富含铁铜的岩浆岩侵位于核桃坪组二段中，在岩体分异和含矿质热液与围岩发生接触交代作用形成矽卡岩，该含矿质热液流体在退化蚀变阶段铁质(黑柱石、阳起石等)相对富集，并以络合物形式运移的铁随着温度降低、物化条件的改变而沉淀出来，先形成磁铁矿；后期因构造运动，中酸性岩浆(燕山晚期)再次侵位，矿质再次活化迁移，含矿质热液流体沿构造、裂隙上升，在金厂河隆起部位因物化条件改变和受围岩遮挡，与碳酸盐岩经过多期次矽卡岩化变质作用，铁与部分铜在下部进一步富集，而大部分铜及铅锌因流体物化条件变化、控矿层位的不同，在中上部经矽卡岩化等变质作用最终形成铜矿和铅锌铜矿；其中也有部分含矿质热液流体继续向上、向旁侧迁移与向下渗透并萃取了围岩成矿元素的地表水汇合，经矽卡岩化作用、大理岩化等作用反复交代形成部分矽卡岩型、大理岩型铜铅锌矿体。因此，矿床成因属与岩浆热液活动有关的矽卡岩型铜锌铁多金属隐伏矿床。

图5 金厂河成矿机理示意图