滇西北衙金多金属矿成矿系列研究

刘张荣，赵 玉，陈立豪

(1.云南黄金集团鹤庆北衙矿业有限公司，云南 鹤庆 671507；2.中国地质大学(北京)，北京 100083；3.兰州大学，甘肃 兰州 730000)

北衙金多金属矿田位于云南省西北部鹤庆县境内，是金沙江-红河铜-钼-金成矿带的重要组成部分，受到了地质学者的广泛关注。至2015年底，矿区累计探获(333)类以上共伴生资源量金360吨，品位2.47克/吨，铁1.7亿吨，品位37%，铜81万吨，品位0.52%，铅260万吨，品位2.01%，锌80万吨，品位1.38%，银9000吨，品位45克/吨，硫1266万吨，品位10.41%。其中金已达超大型，北衙金多金属矿田已成为我国重要的黄金产地。

自上世纪80年代以来，该区已发现大量斑岩型矿化、矽卡岩型矿化；随着近年来勘查工作的深入，红泥塘、笔架山、芹河等地区新探明一批似层状热液矿化体，因此北衙金多金属矿田内共发现了三种类型的内生矿床。

近年来大量积累的不同矿化类型的同位素研究成果，为研究北衙矿田成矿系统提供了新的视角。本文通过总结H-O、S、Pb及成矿年代学研究，探讨了北衙金多金属矿田内不同类型矿化成矿物质来源及演化关系。

1 矿区地质特征

金沙江-红河富碱斑岩成矿带位于我国西南地区(图1a)，是该区域重要的Cu-Mo-Au成矿带，该带北起唐古拉，南至金平，延伸约两千公里，带内发育一系列与喜马拉雅期富碱斑岩体有关的铜、钼、金矿床(图1b)。

北衙金多金属矿田是该成矿带的重要组成部分，位于金沙江-红河走滑断裂东侧，扬子克拉通西侧。矿田内主要出露有二叠系上统峨眉山组(P2β)、三叠系下统青天堡组(T1q)和中统北衙组(T2b)、第四系更新统蛇山组(Q1s)、更新统(Qp)及全新统(图1c)。

(1)峨眉山玄武岩(P2β)：厚约250m，以暗色玄武岩为主，具气孔杏仁状结构，块状构造，呈南北向分布，与上覆三叠系青天堡组呈假整合接触。

(2)青天堡组(T1q)：厚度约175m～350m，岩性主要为长石砂岩、杂砂岩，局部夹薄层状泥质灰岩、页岩，与上覆三叠系北衙组呈平行不整合接触。

(3)北衙组(T2b)：是该区最主要的赋矿地层，岩性主要由白云质灰岩、白云岩、白云质砂屑灰岩、铁质砂屑灰岩、砂屑灰岩、泥质灰岩、似角砾状灰岩等组成。(4)第四系更新统蛇山组(Q1s)：为一套复成分含砂砾粘土、细砂、砂砾层；更新统为灰质角砾岩；全新统为粘土、砂砾和岩块。

矿田内构造以南北向北衙向斜为主，两翼受断层和岩浆侵入作用影响，局部发育褶皱、断裂、裂隙等构造。区内已于万硐山、红泥塘、大沙地等矿段发现喜马拉雅期富碱斑岩体九个，岩体走向总体以南北向为主，岩性以富碱石英正长斑岩、正长斑岩、石英二长斑岩为主，局部可见煌斑岩脉穿切斑岩体及地层。

图1 北衙金多金属矿田地质简图(据王建华等，2015)

2 矿床地质特征

北衙金多金属矿田是一个以金、铁、铜成矿为主的多金属矿田，根据成矿地质特征及成矿作用可将该矿田划分为内生成矿系列和外生成矿系列。外生成矿系列主要为赋存于第四系地层内的风化-堆积型金矿化；内生成矿系列根据成矿特征，主要划分为斑岩型矿化、矽卡岩型矿化、热液型矿化三种矿化类型(图2)。

(1)斑岩型矿化：主要成矿元素为金、铜，发育于万硐山、红泥塘矿段，笔架山等矿段零星分布。该类型矿化矿体呈透镜状、细脉状、网脉状赋存于富碱斑岩体裂隙中，矿石矿物主要有黄铜矿、斑铜矿、黄铁矿等，矿石呈半自形、他形结构，具块状、网脉状、细脉状构造。围岩蚀变主要包括钾化、硅化、绿泥石化、青磐岩化、绢英岩化等。矿体产状受岩体内节理裂隙、断裂产状的变化而变化，矿体倾角较陡，大多在50°～70°之间，厚度几厘米至几米不等，矿石金平均品位约1.86 g/t，铜平均品位约0.39ω%。

(2)矽卡岩型矿化：是北衙金多金属矿田内最普遍的矿化类型，该类矿化主要的成矿元素为金、铜、铁，主要发育于万硐山、红泥塘矿段。矽卡岩型矿化矿体以似层状-层状、脉状、透镜状赋存于富碱斑岩体与北衙组碳酸盐岩接触带部位。总体走向近南北，向西倾斜，产状变化较大，各部位差异较大。矿体顶部(1720m标高以上)产状平缓，倾角小于5°；岩体北部接触带矿体，中段(1550m～1720m标高)倾向西，倾角26°，下段矿体上翘，倾向东，倾角25°；中部矿体穿插于岩体内凹部位，倾向西，倾角37°；岩体东部及南部接触带矿体产状平缓，变化小。矿体顶板岩性为石英正长斑岩及矽卡岩、蚀变灰岩，矿体底板岩性为矽卡岩、蚀变灰岩，矿体厚度0.88m～51.51m，平均13.62m。矿石矿物主要为磁铁矿、黄铁矿、黄铜矿、磁黄铁矿等，矿石具半自形-自形粒状结构，具块状、脉状构造。围岩蚀变以矽卡岩化、钾化、碳酸盐化、硅化等为主。矽卡岩型矿化矿石金平均品位约2.68 g/t，铜平均品位约0.58ω%。

图2 北衙矿区56线剖面图

(3)热液型矿化：成矿元素以铅、锌、银、金为主，主要发育于笔架山、锅盖山、芹河、炉坪矿段，矿体呈脉状、透镜状、不规则囊状、局部串珠状赋存于青天堡组与北衙组之间或北衙组内不同岩性段之间的滑脱带、层间破碎带、节理裂隙等构造发育部位，矿体产状与滑脱带或层间破碎带产状一致。矿体近南北走向，向西倾斜，平均倾角22°，厚度3.95m～12.24m，平均7.78m。矿石矿物以方铅矿、闪锌矿、黄铁矿、黄铜矿为主，呈半自形-他形粒状结构、镶嵌结构，具块状、网脉状构造。围岩蚀变以硅化、褐铁矿化、碳酸盐化等为主。矿石铅平均品位为3.19%，金平均品位为0.70 g/t，银平均品位为48 g/t，锌平均品位为0.81ω%。

上述三类矿化显示了以斑岩体为中心，中心为斑岩型矿化，向外逐渐过渡为矽卡岩型矿化，外缘为热液型矿化，成矿元素分带显示中心以铜、金矿化为主，向外过渡为铜、金、铁，外缘为铅、锌、银、金。

3 成矿时代

前人对矿田内富碱斑岩体、煌斑岩及矿化进行了大量成矿年代学研究。张维涛(2017)统计前人对富碱斑岩体蚀变矿物40Ar-39Ar坪年龄、锆石U-Pb定年，得出北衙金多金属矿田内富碱斑岩体成矿年代集中于35～37 Ma，斑岩型矿化成矿时代与斑岩体成岩时代较接近，可近似为斑岩型矿化成矿时代。和文言(2014)在对矿田内煌斑岩进行锆石U-Pb测年获得成岩年龄34.92±0.66 Ma。付宇等(2015)对红泥塘矿段矽卡岩型矿化矿石内的辉钼矿进行Re-Os测年获得成矿年龄34.7±1.6 Ma。王建华(2017)对笔架山矿段热液型矿石闪锌矿进行Rb-Sr测年，并获得等时线年龄32.8±1.9 Ma。总体而言，北衙金多金属矿田内岩浆岩与各类内生矿化成矿时代相近，集中于37～32Ma，表明内生矿化与喜马拉雅期岩浆热液活动关系密切，应属同一成矿系统，是金沙江-红河铜-钼-金成矿带喜马拉雅期第二次成矿事件(36.10～33.76 Ma)的主要组成部分。

4 成矿物质来源

Pb元素具有多种同位素，被广泛应用于成矿物质来源示踪。作为北衙金多金属矿田内重要的成矿元素，前人通过Pb同位素进行了大量的研究工作。王绍波和牛学勇(2018)在对北衙金多金属矿田内北衙组地层内的泥质灰岩、铁质灰岩、白云质灰岩研究得出该地层Pb元素丰度0.63～1.53 ppm，地层Pb对矿田内矿化贡献不大。随着近期大量的热液型矿石Pb同位素数据被报道，本次研究通过统计矿田内喜马拉雅期岩浆岩及三类内生矿化类型矿石的Pb同位素特征，对其成矿物质来源进行深入分析。

矿区内岩浆岩及不同类型矿石Pb同位素(图3)所示：斑岩型矿石Pb同位素数据全部落入岩浆岩Pb同位素数据，暗示了该类矿化成矿物质主要来自于深源岩浆物质；矽卡岩型矿石相对斑岩型矿石Pb同位素尽管也全部落入岩浆岩Pb同位素区域，但相对于斑岩型矿石较分散，表明其成矿物质来源仍为深部岩浆物质，但可能有少量其他物质加入；热液型矿石Pb同位素数据集中于岩浆岩Pb同位素区域与碳酸盐岩地层区域，相对靠近碳酸盐岩地层区域，表明该类型矿石除深源岩浆物质提供部分成矿物质之外，地层物质也是重要的成矿物质提供者。总体而言，由斑岩型矿化→矽卡岩型矿化→热液型矿化，成矿物质显示由深源岩浆物质为主向岩浆物质与地层物质混合来源过渡。

图3 北衙金多金属矿田不同类型矿化Pb同位素分布图(据自吴兴开，2005；和文言，2014；吴松，2016；Zhou et al.，2016)

5 成矿模式

北衙金多金属矿田空间上以富碱斑岩体为中心，向外为斑岩型矿化，矽卡岩型矿化，最外缘为热液型矿化，成矿物质由内向外逐渐由深源物质向地层混源物质过渡，成矿物质与成矿时代具有相当的一致性，应属同一岩浆热液成矿系统，将其成矿模式归纳如下：

(1)滇西地区在经历亚欧板块与印度板块对接造山后，约在35 Ma岩石圈失稳下沉，部分下地壳重熔，深部岩浆上涌冷凝，在岩浆与地层的接触带形成矽卡岩带，并在岩浆上涌过程中形成大量断裂、裂隙；

(2)岩浆流体在上涌冷凝过程中形成大量富铜、金成矿热液，成矿流体以富碱斑岩体为中心沿深部裂隙向外运移，并与赋矿围岩发生水岩反应，从地层获得部分成矿物质；

(3)成矿流体由于温度、压力等的变化，先在斑岩体内部形成斑岩型矿化；在向外运移过程中与围岩发生水岩反应形成矽卡岩，并形成矽卡岩矿化；流体再进一步向外运移过程中由于成矿温度、PH、氧逸度等发生改变，在地层之间滑脱带形成似层状热液矿化。

6 结论

(1)北衙金多金属矿田以斑岩体为中心向外，内生矿化类型主要有斑岩型矿化、矽卡岩型矿化、热液型矿化。

(2)三种内生矿化类型成矿时代集中于37～32 Ma，属同一岩浆热液成矿系统。

(3)斑岩型矿化、矽卡岩型矿化、热液型矿化成矿物质来源有以深源物质为主逐渐向深源物质与地层物质混合过渡的趋势。