云南永善县金沙厂铅锌矿控矿因素

王 莹，陈 希，罗泽雄

(云南省地质矿产勘查院 云南 昆明 650000)

永善县金沙厂铅锌矿区大地构造位置属扬子准地台(Ⅰ级)滇黔川鄂台拗(Ⅱ级)威宁水城陷断褶束(Ⅲ级)中的昭通凹断褶束(Ⅳ级)。矿区地处北东向巧家-莲峰大断裂的南东侧，主要为古生代地层组成的一个短轴背斜构造，矿体受碳酸盐岩地层及断层构造双重控制的中低温热液型铅锌矿床。

1 区域地质背景

区内地层出露相对齐全，除受华力西期运动影响缺失石炭系地层，受燕山—喜马拉雅运动影响缺失侏罗系、白垩系、第三系外，自中元古界到下三叠统均有出露。中元古界主要为长城系黄草岭组绢云千枚岩、变质粉砂岩。震旦系以灯影组为主属浅海相沉积的碳酸盐岩，岩性以泥质白云岩、肾形藻及层纹藻白云岩、含燧石条带硅质白云岩，是区域内主要的铅锌矿含矿层位之一，厚度约360m。寒武系以浅海相沉积的碳酸盐岩夹碎屑岩为主，下统梅树村组含磷块岩泥砂质岩，是滇中及滇东北地区重要的工业磷矿含矿层位；奥陶系出露较全以细碎屑岩夹灰岩及白云岩。志留系为下统称龙马溪组、黄葛溪组，中统为嘶风崖组、大路寨组，上统为韩家店组和回星哨组等以砂泥质岩及页岩夹灰岩。泥盆系以坡脚组、边箐沟组、箐门组、缩头山组、红崖坡组及曲靖组等以砂泥质岩类为主。二叠系超覆在志留系之上，分布面积广泛以细碎屑岩、铝土质页岩、碳酸盐岩等组成，中上部火山岩及火山碎屑岩分布。三叠系灰岩、白云岩及砂页岩。第四系分布于侵蚀阶地及山间沟谷地带。

区域内构造主要有分布于巧家-莲峰大断裂与金沙逆断层之间的金沙短轴背斜，断层以巧家-莲峰大断裂、金沙逆断等为主。

金沙短轴背斜：核部为上震旦统灯影组和下寒武统梅树村组，南北两翼分别为中、上寒武统、奥陶系、志留系、二叠系等组成。背斜轴走向近290°。核部由于金沙逆断层的影响形成一个盆状推覆体，使矿区构造复杂化。推覆体中地层产状平缓，两翼较陡。

巧家-莲峰大断裂：为区域性断裂，走向长约90km，倾向北西，倾角约80°，断失地层厚度约700m～1000m。断裂带的宽度一般10m～20m，最大宽度100m。具多期次活动特点，在断裂南段见有基性岩脉侵入活动，是川滇两省交界处重要的铅锌矿控矿断裂。

区域内岩浆活动仅有海西旋迴中的基性岩浆喷溢活动，形成二叠系峨眉山玄武岩建造，厚达几百到上千米。川滇黔铅锌矿成矿带铅锌矿床、矿点、矿化带与峨嵋山玄武岩的展布总体一致，表明铅锌矿床的形成与玄武岩浆活动有一定的关联性。

2 矿区地质

矿区位于滇东北铅锌成矿带内巧家-莲峰大断裂和北西向金沙逆断层锐角交汇处，主要由元古界和古生代地层组成一个短轴背斜(图1)。矿区以大厂沟、小厂沟为界由东向西分为金沙、官房、炎山3个矿段。

图1 云南永善县金沙厂铅锌矿区地质图

1-第四系洪冲积层；2-第四系残坡积层；3-沧浪铺组；4-统筇竹寺组；5-灯影组第四段；6-灯影组第三段；7-灯影组第二段；8-灯影组第一段；9-地质界线；10-假整合地质界线；11-逆断层；12-正断层；13-推测断层；14-陡倾脉状矿体及编号；15-隐伏缓倾斜矿体平面投影位置；16-河流

2.1 地 层

矿区范围内出露地层主要有：上震旦统灯影组，寒武系下统筇竹寺组和沧浪铺组，在部份侵蚀阶地和河沟中分布第四系。地层特征如下：

灯影组一段(Z2dn1)：仅出露于小厂沟一线，岩性为深灰色、灰黑色薄至中厚层状泥质白云岩、泥灰岩，底部见星点状黄铁矿结核分布，顶部见灰色燧石条带及燧石结核。厚度大于107.86m，与上覆地层Z2dn2呈整合结触。

灯影组二段(Z2dn2)：出露于小厂沟、官房至炎山矿段东侧一带，岩性为灰、浅灰色中厚层状白云岩，局部为富藻白云岩，厚172.51m。

灯影组三段(Z2dn3)：广泛出露于金沙厂逆断层以北的地区，岩性为灰黄、浅黄至灰白色中厚层至块状硅质白云岩，厚287.48m，是矿区内铅锌矿主要含矿层位。

灯影组四段(Z2dn4)：呈线状出露于金沙厂逆断层以北地区，主要由白云岩、白云质磷块岩、硅质磷块岩和含磷白云岩、含磷硅质岩等组成，是磷矿主要赋矿层位，同时也是矿区金沙短轴背斜核部隐伏缓倾斜铅锌矿体的主要产出层位(401、402、403、404和405矿体等均产于其中)，厚20m～50m。与上覆地层∈1q呈假整合接触。

筇竹寺组(∈1q)：广泛出露于背斜核部周围，岩性为灰绿、深灰色及黑色泥岩夹页岩及粉砂岩。地层厚度217m，与上覆地层∈1c呈整合接触。

沧浪铺组(∈1c)：出露于矿区东部及北部地区，下部为灰绿色厚层状砂岩夹页岩，夹层厚1m～2m；中部页岩为主；上部页岩夹砂岩。地层厚207m，与上覆筇竹寺组(∈1l)呈整合接触。

第四系残坡积层(Qedl)：区内主要为残坡积物和少量浮土，分布于地台及地势相对平缓地区，现基本为耕地。

第四系冲积、洪积层(Qpal)：主要由砂、砾、转石等组成。主要分布于河沟地形底凹处，厚度0～20m。

2.2 构造

2.2.1 褶皱

金沙穹隆为金沙短轴背斜的组成部分，东西长约4km，南北宽约1.5km，面积约6km2。穹窿轴向近东西向，东端(金沙)略低，总体北东倾向；顶部宽阔平坦，宽0.5km～1km，岩层倾角较缓10°～20°。东部岩层倾向350°～85°，倾角12°～15°；北部倾向355°～10°，倾角28°～42°；西部总体倾向北西，约345°，倾角7°～37°；南部被F1(金沙逆断层)破坏，形成一个不完整椭球状阔顶型的穹窿构造。

2.2.2 断层

金沙厂铅锌矿区位于莲峰大断裂南东，受断裂影响，区内派生次级构造较发育，断裂构造破碎带宽几米至几十米，长几十至上千米不等。沿断裂带压碎、压碾现象十分明显，并普遍发育压碎角砾岩类、碎裂岩类岩石等。现对矿区内断层分述如下：

F1金沙逆断层：区内长约3.5km，地表出露方向线总体290°～110°左右，受地形切割呈连续的“之”字形，倾向北东，倾角43°；断层上盘为金沙穹窿构造，地层为Z2dn1、Z2dn2、Z2dn3和Z2dn4及∈1q；下盘岩层以∈1q和∈1c为主，断层附近岩石破碎强烈，具有星点状铅锌矿化、重晶石化和碳酸盐化产出。断层破碎带一般宽度20m，局部达100m。断层断距约700m，为逆冲压扭性质，是区内重要的导矿和贮矿构造，矿区Ⅱ号矿体群即产于该断层破碎带及其旁侧灯影组(Z2dn)中。

F10断层：在炎山矿段坑道中揭露，属F1逆断层派生的次级隐伏断层，近东西走向，走向长大于200m，倾向北东，倾角40°～65°，两盘地层为Z2dn3硅质白云岩。断层破碎带宽1m～5.49m，破碎带由硅质角砾岩、糜棱岩及铅锌矿化体组成，Ⅲ号矿体产于该断裂中。

F11断层：在炎山矿段坑道中揭露，属F1逆断层派生的次级隐伏断层，走向300°～310°，走向长大于400m，倾向北，倾角29°～32°，为层间断层。两盘为Z2dn3硅质白云岩，断层两盘岩石极为破碎。断层破碎带宽1.15m～9.29m，Ⅳ号矿体产于该断层破碎带中。

3 矿床地质

金沙厂铅锌矿区共圈定大小矿体群28条，根据其产出特征可分为两大类，即产于金沙断裂(F1)破碎带及其旁侧的陡倾斜脉状Ⅱ号矿体群和产于金沙短轴背斜核部顶端震旦系三至四段(Z2dn3-4)地层层间破碎带及层间滑脱部位缓倾斜似层状矿体，构成了典型的“上层下脉、上缓下陡”的成矿模式(图2)。现将矿区内具有代表性的重要矿体(群)Ⅰ1、Ⅰ2、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ等六条特征分述如下：

3.1 矿体特征

3.1.1 陡倾斜矿体

Ⅱ矿体群：为矿区主矿体，其沿金沙逆断层破碎带(F1)呈北西西向在矿区南部横跨穿炎山、官房、金沙矿段，为隐伏、半隐伏矿体，矿体除在小厂沟及官房矿段坑道附近出露地表外，其余均为隐伏。矿体群总体走向290°，倾向北北东，倾角较陡，平均倾角84°；矿体群受F1断裂控制，呈脉状、透镜状产于断裂及其旁侧灯影组(Z2dn)硅质白云岩中，矿体一般距F1断裂主裂面0m～20m，矿化带具有重晶石化、萤石化、黄铁矿化、硅化等蚀变。矿体沿走向、倾向均存在尖灭再现现象，矿体群矿化带走向长3.86km，倾斜延伸27m～407m。根据矿体空间形态，将Ⅱ矿体群分圈为Ⅱ-1、Ⅱ-2、Ⅱ-3、Ⅱ-4、Ⅱ-5等5条矿体，矿体厚 0.40m～11.39m，平均厚2.95m；矿体平均品位Pb2.21ω%、Zn5.23ω%(Pb+Zn7.44ω%)、Ag 38.31g/t。厚度变化系数84%，品位变化系数Pb82%、Zn67%、Ag65%，属厚度变化较稳定、有用组份分布较均匀的矿体。矿石自然类型为构造破碎石英-重晶石、萤石、蚀变白云岩型铅锌矿石，工业类型除小厂沟东侧附近有少量氧化矿及混合矿外其它均为硫化铅锌矿石。

图2 云金沙厂铅锌矿区15号勘探线剖面图

1.第四系洪冲积物；2.第四系残坡积物；3.寒武系下统筇竹寺组；4.震旦系上统灯影组四段；5.震旦系上统灯影组三段；6.洪积物；7.泥质粉砂岩；8.含磷白云岩；9.硅质白云岩；10.含泥质白云岩；11.平行不整合地质界线；12.地质界线；13.实测(推测)断层及编号；14.铅锌矿体及编号；15.磷矿体；16.坑道

3.1.2 缓倾斜矿体

Ⅳ矿体：出露于矿区炎山矿段西部，赋存于Z2dn3层间破碎带(F11)中，矿体与顶底板白云岩界线较清楚，金属矿物呈致密团块状、细脉浸染状、星点状产出。总体为缓倾斜隐伏矿体，走向300°～310°，倾向NE，总体倾角20°，与地层倾角相一致。走向长250m，控制斜深28m～64m，厚度1.08m～8.73m，平均4.63m；矿体平均品位Pb8.96ω%，Zn0.43ω%、Ag68.82 g/t。厚度变化系数为64%；品位变化系数Pb69%、Zn107%、Ag135%；属厚度变化较稳定、有用组份分布较均匀的矿体。矿石工业类型为氧化铅锌矿石(少部分为混合矿石)，自然类型为构造破碎石英-重晶石、蚀变白云岩型铅锌矿石(含少量锌)。Ⅲ、Ⅳ、Ⅰ1、Ⅰ2等四条缓倾斜矿体矿石类型相同，为构造破碎石英-重晶石、蚀变白云岩型铅矿石，有用组份铅高锌低，铅锌比分别Ⅲ矿体为14.22∶1、Ⅳ矿体为20.84∶1、Ⅰ1矿体1.79∶1、Ⅰ2矿体1.73∶1。而陡倾斜的Ⅱ矿体群及Ⅴ矿体有用组份锌高铅低，铅锌比分别为Ⅱ-1矿体1∶2.37、Ⅱ-2矿体1∶2.82、Ⅱ-3矿体1∶1.80、Ⅱ-4矿体1∶1.06、Ⅱ-5矿体1∶3.44、Ⅴ矿体1∶1.36。

3.2 矿石结构构造

矿石具自形、半自形晶结构、氧化残余结构、包含结构、交代残余结构等。硫化矿石具浸染状、脉状、角砾状、次块状及条带状构造；氧化矿具土状、薄膜状、葡萄状、土状、蜂窝状皮壳状、多孔状及蜂窝状构造。

3.3 围岩蚀变

矿区围岩蚀变主要有硅化、方解石化、白云石化、重晶石-天青石化、石英岩化、黄铁矿化、褐铁矿化等。

3.4 矿化富集

(1)石英脉分布密集的地段矿化集中，闪锌矿、方铅矿、黄铜矿呈星点散状分布于石英脉中或成细脉充填于石英脉旁侧裂隙中。

(2)围岩蚀变硅化、褐铁矿化、黄铁矿化、方解石化、白云化、重晶石-天青石化、石英岩化与矿化体品体呈正相关。

(3)围岩为砂岩、附近有黑色碳质层、紫红色泥岩的地层均是矿化体存在的信息点。

(4)次级断裂或层间破碎带越发育则矿化越强。

3.5 矿石矿物成份

金属矿物主要有：闪锌矿、方铅矿、车轮矿、黄铁矿、辉银矿、黄铜矿及菱锌矿、异极矿、水锌矿、白铅矿、铅矾、孔雀石、蓝铜矿、褐铁矿；非金属矿物主要有：石英、重晶石、白云石、萤石、铁白云石、泥质、方解石。

3.6矿石化学成份

经对Ⅱ矿体群采样进行化学全分析及组合分析(表1)。从表1中得出Ⅱ矿体群主要的化学组分为SiO2、CaO、CaF2、BaSO4、P2O5；矿石有益组分除主元素Pb、Zn外，伴生S、Ag、Ge、Ga、Cd、CaF2、BaSO4。伴生元素Ag含量36.7～879×10-6，伴生元素S含量2.30～15.42%，Ga含量16.67～40.14×10-6，Ge含量0.28～3.22×10-6，Cd含量0.01～0.10%，CaF22.88～12.54%，BaSO40.72～33.72%；有害元素不超标。

表1 金沙铅锌矿Ⅱ矿体矿石化学组分含量表

注：表中Au、Ag、Ge、Ga单位为×10-6，其它元素为×10-2

4 成矿因素

4.1 矿床形成与褶皱的关系

由于先期(成矿期前)的构造运动影响，在形成金盆穹窿及金沙逆断层(F1)的同时，因岩层的刚柔不同，厚与薄不同和受力的不均，从而在Z2dn4与∈1q平行不整合面及Z2dn3地层中上部产生规模不等的层间破碎带或层间剥离空间，矿液活动时，沿断裂构造及层间破碎带或剥离空间运移充填而形成层状、似层状、透镜状、扁豆状的铅锌矿体。因此金沙短轴背斜金盆穹窿核部顶端Z2dn4与∈1q平行不整合面地层分界面及Z2dn4、Z2dn3层间构造空间的封闭区域是含矿热液和有用物质沉淀的极佳部位，层状、似层状、扁豆状缓倾斜矿体群产出空间形态受其控制(图3)，即层间构造破碎带是区内重要的控矿因素之一。

图3 金沙厂铅锌矿区成矿模型图

4.2 矿床形成与断裂的关系

金沙逆断层(F1)下盘为∈1q含炭质泥质粉砂岩及泥岩，岩石孔隙度较小渗透性较差，具有较强的可塑性，对含矿热液运移具有阻隔和封闭的作用；上盘为Z2dn白云岩系，岩石孔隙度较大渗透性较好，且属刚性岩类性脆，受构造F1断裂构造应力作用，沿F1断裂面及旁侧形成构造角砾岩或碎裂岩化带，从而有利于含热液的运利和沉淀。金沙逆断层(F1)是区内重要的导矿和容矿构造(图3)，在断裂面变化的区域矿体厚度增大、品位较高，是矿区内陡倾斜脉状矿体重要的断裂控矿因素，沿断裂带走向及深部具有较好的找矿空间。

4.3 矿床形成与岩性的关系

矿区主要含矿层位为Z2dn的中上部白云岩、硅质白云岩(部份为含磷白云岩)及灯影组白云岩、硅质白云岩与寒武系筇竹寺组灰绿、深灰色泥岩、页岩、粉砂岩接触带。由于白云岩、硅质白云岩是属于性脆而坚硬的岩石，受力后易于产生层间剥离空间或层间破碎带和裂隙，为成矿提供空间。而寒武系筇竹寺组灰绿、深灰色泥岩、页岩、粉砂岩地层具可塑性和不透水性，对含矿溶液的上升(或下降)、扩散、运移起了阻挡的作用。同时Z2dn的中上部白云岩、硅质白云岩空隙度大，对矿液具有一定的亲合性。Z2dn的中上部白云岩、硅质白云岩是矿区层状和脉状矿体的赋矿层位，也是区域内重要的地层找矿标志之一。

4.4 成矿温度

根据以往勘查及科研工作，对方铅矿、闪锌矿的包体测温，其温度多为50°C～250℃，成矿温度应为中-低温。

4.5 矿床成矿规律及成因的认识

(1)矿体的形成受地层的严格控制，矿体产于Z2dn的中上部白云岩中。就其地层的物理性质而言，Z2dn的中上部白云岩、硅质白云岩性脆，且厚薄相间，在构造作用下，易产生层间破碎带或沿层剥离空间，为矿体运移、沉淀提供了空间，而∈1q灰绿、深灰色泥岩、页岩、粉砂岩具可塑性和不透水性，对含矿溶液的运移起到了阻挡的作用，有利于成矿。就其化学性质而言，Z2dn地层均为白云岩，其化学性质活泼、易于交代成矿。

(2)矿体受断层构造控制。走向近东西向的陡倾斜深大断裂(F1)既为含矿热液的向上运移提供了通道，同时也为含矿热液的富集成矿提供了场所，而Z2dn的中上部白云岩中的层间破碎带也为成矿提供了赋存空间，有利于成矿。

(3)矿体中矿物组分繁多，除主要组份铅、锌、银外，尚有伴生组份十余种。以方铅矿、闪锌矿、车轮矿、黄铁矿、辉银矿、重晶石、萤石等为主要代表性原生矿物。从矿物互相穿插关系及溶蚀交代现象和在晶洞中萤石呈独立的单一立方体产出等现象都显示为低温热液成矿的特点

(4)工业矿体多以隐伏矿体展示，其周围岩石均有不同程度硅化、黄色蚀变、重晶石化、萤石化、碳酸盐化、炭化及褪色蚀变。

综合上述地质特点，说明金沙厂铅锌矿是以充填为主，交代居次的低温的热液矿床(开放孔隙充填后成矿床)。矿床类型属碳酸盐岩型铅锌矿床。

5 结论

矿区由于燕山期及喜马拉雅期强烈的构造挤压作用，造山带隆起作用有密切关系，导致形成区域性的连峰-巧家大断裂和矿区内的高角度金沙逆冲断层F1和短轴金盆窍窿，同时在金盆窍窿顶部震系上统灯影组地层中形成多条近北西西向的层间断层。随后由于应力场的松驰使断层产生了宽窄不一的碎裂岩、断层角砾岩带，为含矿热液(卤)水的运移、沉淀提供了通道和空间。伴随构造活动所产生的中低温热液(卤)水使地层有用元素活化迁移到有利场所富集成矿。初步对矿床控因素分析，矿床受地层+岩性+构造的多重因素控制，在矿区深部沿F1断裂带及下盘∈1q底部与Z2dn接触带具有较好的找矿资源潜力，同时在矿区东部牛角湾河以东∈1q底部与Z2dn接触带附近磷块岩中亦发现了较好的铅锌银矿化信息，具有寻找缓倾斜矿体的有利部位。