云南宁蒗县白牛厂矿区重力场特征及找矿意义

黄元有，代达龙，白曜宇

(1.云南省地质调查院，云南 昆明 652106；2.云南富盛锌鑫投资股份有限公司，云南 昆明 650021)

云南省宁蒗县白牛厂在清道光-光绪年间，曾是盛极一时的银采冶集中地，迄今仍遗留大量古炉渣、硐渣。云南富盛锌鑫投资股份有限公司取得矿区采、探矿权后，经过多年的采、勘，认为产于下二叠统阳新组(P1y)灰岩与中二叠统峨嵋山玄武岩组(P2β)凝灰岩接触面附近的金银矿体，在深部F7断裂之下仍存在向下延伸，尚有找矿潜力[1-7]。

为了解矿区深部构造、斑岩体侵入情况，云南富盛锌鑫投资股份有限公司自畴资金，开展大比例尺重力测量，根据布格重力异常线性特征、方向导数极值异常线推测矿区深部构造，根据布格重力低值异常、剩余重力负异常结合地质、化探资料推测是否存在隐伏斑岩、中酸性岩浆侵入，为矿区矿产资源的宏观决策、规划管理及矿产资源可持续发展提供保障。

1 矿区地质背景

云南省宁蒗白牛厂矿区大地构造属于扬子陆块区(Ⅵ)—盐源—丽江被动陆缘(Ⅵ-2-13)与楚雄陆内盆地(Ⅵ-2-12)结合部，宁蒗陆缘坳陷(丽江陆缘裂谷Ⅵ-2-13-2)与华坪陆表海(Ⅵ-2-12-2)部位；成矿区带属滨太平洋成矿域(Ⅰ2)、上扬子(陆块)成矿省(Ⅱ3)、丽江-大理-金平(陆缘凹陷)Au-Cu-Ni-Pt-Pd-Mo-Fe-Pb-Zn成矿带(Ⅲ9)之丽江(陆缘凹陷)Au-Cu-Pt-Pd-Mo-Mn-Fe-Pb-Zn矿带(Ⅳ18)[8]。

1.1 地层

矿区主要出露上古生界二叠系、三叠系及第三系始新统。各地层单元特征如下

(1)下二叠统阳新组(P1y)：分4个岩性段，自下而上为粉晶灰岩，沥青质灰岩、白云质灰岩、角砾状灰岩，生物碎屑泥晶灰岩、硅质灰岩、粉晶灰岩夹生物碎屑泥晶灰岩，白云质灰岩团块、粉晶灰岩；

(2)中二叠统峨嵋山玄武岩组(P2β)：分3个岩性段，自下而上为杏仁状、致密状玄武岩、玄武质凝灰岩、岩屑、玻屑凝灰岩，杏仁(气孔)状玄武岩夹玄武质火山角砾岩及凝灰岩透镜体、砂质凝灰岩夹玄武质火山角砾岩；

(3)上二叠统黑泥哨组(P3h)：为凝灰质砂岩、泥质粉砂岩、粉砂质页岩夹煤线；

(4)三叠系下统青天堡组(T1q)：岩性为砂砾岩、长石砂岩，长石岩屑砂岩、岩屑石英砂岩夹粉灰质泥岩；

(5)中三叠统白衙组(T2b)：为陆缘碳酸盐岩建造，岩性为泥质白云质灰岩、生物屑泥晶灰岩；

(6)第三系始新统宝相寺组(E2b)：岩性为泥砾岩、砂砾岩，钙质泥岩膏岩层。

1.2 构造

矿区处在扬子地台西北部宁蒗-程海北北东向断裂带上，构造形迹主要表现为一系列北北东向短轴褶皱、断裂(图1)。断裂构造主要有白牛厂主干断裂以及马耳他-伟达断裂、苦荞湾-大丫口断裂、西范坪北东向断裂组成向西凸出的弧形断裂；这些断裂是上古生界中二叠统峨嵋山玄武岩组和后期喜山期碱性-中酸性岩浆侵入的通道。褶皱主要是色都向斜、白牛厂背斜和西范坪复式背斜。断裂构造在本区是控制成矿最主要的地质因素之一，其具体控制作用表现为主干断裂以导岩(脉)导矿为主，次级北北东向断裂及北西向断层则多为容岩(矿)构造，晚期发育的北西向断层，切错了早期断裂及褶皱。

阳新组第四段(P1y4)是区内一重要含矿部位，锰银矿化、金矿化沿北西向断裂旁侧构造充填交代发育破碎蚀变岩型金(银)矿；同时伴生铁锰化、碳酸盐化等多种围岩蚀变，为本矿区主要含矿层位，与中二叠统峨眉山玄武岩组(P2β)呈角度不整合接触。

阳新组第四段(P1y4)与峨眉山玄武岩组第一段(P2β1)层间断裂(F7)破碎带是矿区主要控矿构造，其控制了金矿体的产出。

图1 宁蒗白牛厂矿区地质图(据文献[6，15])

1-大地构造界线；2-地层界线：3-断裂线；4-第四系：5-宝相寺组；6-中三叠统北衙组；7-下三叠统青天堡组；8-上二叠统黑泥哨组；9-中二叠统峨眉山玄武岩组；10-下二叠统阳新组；11-石英二长斑岩；12-金银矿体及编号

1.3 岩浆岩

矿区岩浆岩类型较多，其活动强弱差异大。火山岩以晚二叠世基性玄武岩喷发最为广泛，侵入岩以喜马拉雅期富碱岩浆侵位活动最为广泛，主要分布于断裂带两侧[9]，多伴生斑岩Cu-Au 矿床[10-13]。侵入岩分印支期和喜马拉雅期二个岩浆活动时期，各期矿化特征亦不尽相同；喜马拉雅期的浅成-超浅成碱性-中酸性斑岩，是成矿物质的主要来源。

2 物性特征

根据采集的不同层位岩石物性参数统计(表1)，碎屑岩密度稍低为2.63×103kg/m3；碳酸盐岩密度中等为2.68×103kg/m3左右；火山岩密度最高达2.73×103kg/m3；碱性-中性斑岩密度最低仅为2.47×103kg/m3。在地表碎屑岩、碳酸盐岩、火山岩出露区出现重力低异常可能为地下隐伏碱性—中性斑岩、深部中酸性岩体引起。

表1 白牛厂矿区地层物性参数表

3 重力场特征

3.1 重力异常特征

在区域重力场上矿区位于宁蒗重力低异常北东侧，近北北东向三江口-宁蒗-程海与北东向木里-丽江重力梯级带交汇部位[14]。

从矿区大比例尺高精度重力测量成果看(图2)，矿区布格重力异常等值线总体北北东向展布，将北北东向三江口-宁蒗-程海区域重力梯级带细分为东西2支。

东支为北东向略向东凸的规模宏大的张家湾子-水波衣-纸房沟-菜园子布格重力异常梯级带，区内长约17.5 km，梯度北陡南缓，北部张家湾子一带达7.0×10-5m/s2/km，向南到西厂一带受东南侧罗卜地局部重力低影响梯度变缓，为3.5×10-5m/s2/km。

西支为北北东向展布的牛窝子-龙洞湾-大丫口-大黄山布格重力异常梯级带，区内长约14 km，梯度北缓南陡，北部为东侧方家坪—菜园子北东向长条带状重力高异常区与西侧规模宏大的梨树坪重力低异常带北延部分的分界线，中部大丫口一带为重力梯级带，梯度变化为5.0×10-5m/s2/km。两梯级带南北两端延出图外有相交的趋势。

中部沿张家湾子-华样-岩脚村-白牛厂-菜园子一线，为北东向长条带状方家坪-菜园子重力高异常带与东侧北北东向长条状曹湾-余家村重力低异常区的分界线，长约11.5 km，华样-岩脚村间为梯度平缓的梯级带，梯度变化最大约为4.2×10-5m/s2/km。

图2 白牛厂矿区布格重力异常图

张家湾子-方家坪-岩脚村-白牛厂-菜园子重力异常变异线，与张家湾子-水波衣-纸房沟-菜园子重力梯级带夹持区域，为规模宏大的北北东向长条状曹湾-余家村重力低异常区，长约10.2 km，水波衣一带最宽处约3.4 km，等值线北北东向展布、东密西缓，受龙头山-纸房沟、寒鸡儿局部重力高影响，自北向南由北西向长条状曹湾、水波衣和东西向长轴状余家村低值中心组成，水波衣低值中心规模最大，北西向长条状，长约2 km，宽0.5km，最低值-310.5×10-5m/s2。

剩余重力异常(图3)特征基本与布格重力异常一致，等值线南北向展布；在矿区核心区白牛厂背斜核部圈定了由多个长条状、等轴状圈闭负值中心组成北北东向略向东凸的长条带状曹湾-余家村剩余重力负异常区，负极值中心由北北西向长条状曹湾负异常、北北西向水波衣负异常、等轴状余家村负异常组成，水波衣局部负异常规模最大、幅值最低，长约2.1 km，宽1.0 km，极小值-6.0×10-5m/s2；该重力负异常区西南端在菜园子一带与规模宏大的南北向长条带状梨树坪负异常带相联。周围正异常环绕西部为北北东向长条带状岩脚村剩余重力正异常、东部为马道子-罗卜地山顶剩余重力正异常。

图3 白牛厂矿区剩余重力异常图

1-剩余重力异常零值线及注记；2-剩余重力异常正值线及注记：3-剩余重力异常负值线及注记；4-图切反演拟合剖面位置及编号；5-找矿有利地段位置及编号

曹湾-余家村负异常区为白牛厂背斜核部，主要出露下二叠统阳新组(P1y)碳酸盐岩，零星见喜马拉雅期浅成-超浅成碱性-中性斑岩脉侵入；在背斜核部中、高密度的碳酸盐岩区出现形态规整、规模、幅值较大的剩余重力负异常区，推断背斜核部隆起部位地下深部有低密度的中酸性岩体侵入。周围岩脚村、马道子-罗卜地山顶剩余重力正异常区为高密度的中二叠统峨嵋山(P2β)玄武岩分布。

3.2 布格重力异常密度界面反演拟合地质断面

区域上北东向三江口-宁蒗-程海断裂，矿区北东向牛窝子-龙洞湾-大丫口-大黄山断裂(F3)，张家湾子-水波衣-纸房沟-菜园子(F7)断裂均是中二叠统峨嵋山玄武岩组喷发沉积的通道。F7断裂及其周边次级断裂也是后期喜马拉雅期碱性斑岩脉(浅成相)、深部中酸性岩浆(深成相)侵入的通道。

为研究矿区深部隐伏岩体空间形态特征，通过余家村、曹湾剩余重力负异常中心(图3)图切布格重力异常剖面，进行2.5D拟合密度界面反演，大致推断地下深部有中酸性岩体隐伏中酸性岩体沿F7断裂侵入(图4)，向西倾伏，深部向西延伸较大；断面上岩体规模南小北大，顶界面埋深约300m左右。

将反演的地下深部隐伏中酸性岩体特征点投影至地面可以看出，隐伏中酸性岩体在南部余家村一带，规模小、顶界面埋深略大，中部大湾子-水波衣一带处于沟谷低洼处，规模最大、顶界面埋深最小，再往北随海拔高度增加，岩体规模较大、顶界面埋深也增大，岩体平面呈南北收缩、中部膨大的趋势。断面上在余家村东、水波衣-大湾子间、曹湾东形成岩枝(株)凸起，岩体顶界面埋深最小，而白牛厂、龙头山-纸房沟一带、寒鸡儿一带形成岩凹，岩体顶界面埋深较大。

图4 局部重力异常Ⅰ、Ⅲ拟合计算及地质解释剖面

4 结论

矿区勘探程度较高，表层褐铁矿化金矿体主要受构造、岩浆岩和地层等多种因素控制，其成因类型属火山及次火山-热液金银矿矿床[5]。喜马拉雅期碱性斑岩沿断裂侵入零星出露，大比例尺重力测量推测F7为深大断裂，是岩浆侵入的通道，背斜核部地下空间推测有中酸性岩体侵入，在余家村东、水波衣-大湾子间、曹湾东形成岩枝(株)凸起，岩体顶界面埋深最小；而在白牛厂、龙头山-纸房沟、寒鸡儿一带为岩凹，与碳酸盐岩接触界面之凹陷部位，为容矿空间，根据控矿断裂F7位置、地表矿体出露情况及矿区深部钻孔见矿层位，推测白牛厂-余家村、大湾子、水波衣这三个区域(图3)是矽卡岩型铅锌铜多金属矿体成矿有利地段，深部找矿潜力较大。