云南兰坪县华昌山类密西西比型铅锌矿特征与成因

杨 波, 彭泽建, 邹启平

(1. 云南黄金矿业集团股份有限公司, 云南 昆明650051; 2. 云南乾峰地质勘查有限公司, 云南 昆明650051)

矿区位于云南省兰坪县兰坪盆地北段白秧坪银、 铜多金属矿集区东成矿带华昌山矿段内, 自2004年以来进行了地质勘查, 取得了较丰富的地质找矿成果, 截止2016 年9 月华昌山矿段已探获工业矿体5 条, 矿石量139. 52 万吨(332+333); 低品位矿体1 条(HKT7)。 通过对比, 该矿区矿体赋存特征、矿石组合、 矿石组构和围岩蚀变等, 与密西西比型(MTV) 铅锌矿床有很多的相似之处。 因此兰坪华昌山矿段铅锌银铜矿床为发育在逆冲推覆带中的类MTV 型铅锌矿床。

1 区域地质背景

矿区位于唐古拉-昌都-兰坪-思茅褶皱系中段, 兰坪-思茅中坳陷盆地北段东西两侧, 分别有元古界雪龙山岩群及中三叠世基-酸性火山岩; 上二叠世中基性、 酸性火山岩及喜山期中酸性侵入岩分布;盆地内发育巨厚的富含生物碎屑的碳酸盐岩、 碎屑岩及含膏盐碎屑岩建造。

白秧坪银、 铜多金属矿集区位于兰坪盆地北端, 由于东西两侧的断裂和中轴断裂所形的差异, 将矿集区划分为东、 西两个成矿带。 东带以分布在黑山-河西一线的热(卤) 水沉积改造型的铅、 锌、 铜、银矿床为代表; 西带以金满-富隆厂-白秧坪一带的中低温热液脉型铜、 银、 钴矿床为主。 由于受两侧边界深断裂长期活动影响, 区内发育复式平缓开阔褶皱, 断裂主要为大型逆冲及逆冲-推覆构造, 总体走向为近南北向、 北北西向及北北东向。 东矿带位于华昌山断裂和维西-乔后断裂夹持的华昌山复式背斜, 由北向南依次是麦地坡矿段、 东至岩矿段、 下区五矿段、 新厂山矿段、 燕子洞矿段、 华昌山矿段、灰山矿段、 黑山矿段、 白腊矿段。 成矿作用主要受华昌山逆冲推覆断裂带的控制(图1), 其次受次级断裂带控制。

2 矿区地质特征

2.1 矿区地层

以华昌山断裂(F1) 为界, 断裂以西出露第四系全新统(Qh)、 第三系始新统宝相寺组(E2b) 和古新统云龙组(E1y); 断裂以东出露上三叠统三合洞组(T3s)、 挖鲁八组(T3wl) 和麦初箐组(T3m)。

(1) 第四系全新统(Qh): 主要为洪积、 冰积物、 残坡积物等,

(2) 第三系始新统宝相寺组(E2b): 划分为上、 下两段, 下段又分为两个亚段。

宝相寺组上段(E2b2): 下部灰色钙质含长石石英砂岩; 上部浅灰、 灰黄色钙质细粒石英砂岩、 泥岩、 泥质粉砂岩。 厚＞200m。

图1 华昌山矿区地质图Fig 1. Geological Map of Huachangshan Orefield

宝相寺组下段二亚段(E2b1-2): 紫红色厚层、 块状细粒岩屑砂岩、 紫红色中层状粉砂岩。 厚度大于50m。

宝相寺组下段一亚段(E2b1-1): 灰紫色厚层、 块状复成分砾岩、 砂砾岩、 岩屑石英砂岩夹紫红色薄层状粉砂岩。 与下伏云龙组上段(E1y2-2) 呈角度不整合接触。 厚120m。

(3) 古新统宝云龙组(E1y): 分为上、 下段, 上段分为两个亚段。

云龙组上段二亚段(E1y2-2): 砖红色、 紫红色薄层状粉砂岩与泥岩互层, 夹泥砾岩, 厚350m。

云龙组上段一亚段(E1y2-1): 灰紫色、 紫红色中层状细粒岩屑石英砂岩、 薄层状粉砂岩, 底部为灰白色不连续条带状中层状含铜细粒岩屑石英砂岩, 厚270m。

云龙组下段(E1y1): 紫红色钙质泥岩、 粉砂岩夹薄层细砂岩及泥砾岩透镜体, 顶部为杂色钙质粘土岩及泥质粉砂岩。 岩石中夹石膏细脉产出。 厚240m。

(4) 上三叠统三合洞组(T3s): 分为上、 下两段, 下段分为两个亚段。

三合洞组下段一亚段(T3s1-1): 深灰色厚层状白云质灰岩, 细晶灰岩, 块状粉晶灰岩。 厚29m ～76m, 是次要赋矿层位。

三合洞组下段二亚段( T3s1-2): 灰色白云质灰岩、 白云岩、 灰岩, 厚55m ～132m。 是主要赋矿层位。

三合洞组上段(T3s2): 灰色中厚层状粉晶、 细晶、 泥晶灰岩, 生物碎屑灰岩、 角砾状灰岩, 顶部富含硅质。 厚度150m, 是主要赋矿层位

(5) 上三叠统挖鲁八组( T3wl): 黑色页岩、 其次为粉砂岩、 粉砂质泥岩夹薄层细砂岩。 厚＞126m,

(6) 上三叠统麦初箐组(T3m): 灰、 深灰色粉砂岩、 粉砂质泥岩夹灰黑色页岩及细砂岩, 底部为灰色岩屑石英砂岩, 厚178m。

2.2 构造

区内为一向东倾斜的单斜构造, 主要为近南北向的华昌山断裂(F1) 及其推覆系统的次级构造。

(1) 华昌山断裂(F1): 呈近南北向纵贯全区, 倾向近东, 倾角50° ～80°, 具波状弯曲。 该断裂控制着上三叠统地层的展布和南北向断裂的特征, 是华昌山矿段的主要控矿构造。

(2) F2断层: 位于矿段北端, 走向290°, 走向延伸700m, 将F1错断, 为平移断层。

次级断层构造分别有F31、 F32、 F33等, 属华昌山矿段次级控矿构造。

2.3 围岩蚀变

近矿围岩蚀变主要为硅化、 碳酸盐化、 白云石化、 萤石化, 弱硅化和方解石化是主要找矿标志。

3 矿体地质特征

3.1 矿体特征

通过地质勘查工作, 在矿区内已探获矿体6 条, 分别为HKT2、 HKT4、 HKT4-1、 HKT5、 HKT7、HKT13-2, 代表性矿体特征如下

(1) HKT2 矿体: 位于矿段中北部, 属陡倾斜隐伏矿体。 呈似层状、 透镜状赋存于近南北向次级断裂(F31) 破碎带内, 矿体走向长390m, 最大控制斜深60m, 最大垂深58m, 总体呈上厚下薄趋势, 具膨大收缩现象。 矿体产状与破碎带产状一致, 并随破碎带的变化波状起伏。 矿体向西倾, 倾角50° ～60°, 矿体厚度0. 79m～26. 28m, 平均6. 29m。 含矿岩石主要为褐黄色构造角砾岩。 铅品位: 2. 05ω% ～17. 34ω ﹪, 锌品位0. 24ω% ～15. 19ω%, 银5. 0 ～115. 76g / t。 平均品位铅6. 43ω ﹪, 锌6. 20ω ﹪, 银37. 2 g / t。

(2) HKT5 矿体: 属隐伏矿体。 矿体呈扁豆状赋存于次级断裂( F31) 破碎带内, 控制矿体长300m, 倾向延深284m。 该矿体按照空间上下叠置关系, 分别圈定为铜、 银矿体。 矿体向北东缓倾(图2), 总体倾角产状18°。 含矿岩性为骨屑粉晶灰岩, 铜品位0. 62ω% ～2. 43ω%, 平均品位1. 12ω%, 银品位79. 2 ～189. 89g / t, 平均品位133. 71g / t, 铜矿体厚度0. 99m ～8. 10m, 平均3. 28m; 银矿体厚度1. 39m～3. 48m, 平均厚2. 96m。

(3) HKT7 矿体: 呈似层状沿与F1近平行的次级断裂破碎带产出, 属尖灭再现, 由4 个小矿体(图2) 组成, 矿体中段薄, 往南、 北两段有变厚之特点, 矿化不连续, 北部矿化减弱, 总体为低品位矿。 控制矿体走向长860m, 矿体厚度2. 74m ～10. 82m, 平均厚6. 69m。 北端走向呈北北东向, 南段近南北向, 总体倾向南东, 倾角47° ～35°。 Pb 品位1. 01ω% ～3. 17ω%, 平均品位1. 95%; Zn 品位0. 64ω% ～4. 73ω%, 平均Zn2. 41ω%, Ag10. 39-48. 49 g / t。 矿体围岩为上叠三统合洞组(T3s2) 灰岩,含矿岩性以碎裂状白云质灰岩型为主, 少量构造角砾岩。

3.2 矿石特征

华昌山矿段矿石主要为氧化矿石, 少量残留硫化矿, 含矿岩石为碎裂状白云质灰岩、 骨屑粉晶灰岩和构造角砾岩, 矿物组合较简单, 属中低温热液期的硫化矿物及氧化产物。 主要的矿石矿物有灰硫锑铅矿、 方铅矿、 铅矾、 白铅矿及砷铅矿、 异极矿、 闪锌矿、 菱锌矿。 脉石矿物主要以方解石、 白云石为主, 次为重晶石及少量石英。

矿石结构主要为半自形-它形粒状结构、 微晶结构、 包含结构、 胶结结构、 压碎结构、 碎斑-碎粉结构。 矿石原生构造主要有: 块状构造、 细脉-网脉状构造、 浸染状构造、 角砾状构造、 斑点-斑杂状构造等, 风化后呈土状、 蜂窝状、 皮壳状、 放射状、 葡萄状构造等。

图2 华昌山矿区14 勘探线地质剖面图Fig 2. Geological Section of Exploration Line 14 of Huachangshan Orefield

4 本矿区矿体特征与前人总结的密西西比型(MVT) 铅锌矿矿床特征对比

本矿区矿体特征、 矿石矿物特征、 围岩和夹石与前人总结的密西西比型(MVT) 铅锌矿矿床特征对比, 有较多的相似性(表1)。

表1 华昌山铅锌银铜矿床与MTV 型铅锌矿矿床地质特征对比表Tab 1. Comparison of Geological Characteristics of Huachangshan Pb-Zn-Ag-Cu Deposit to those of MTV

5 矿床成因分析

(1) 区内矿体主要受华昌山逆冲断裂和相关的次级断裂控制, 部分矿体因断裂性质在倾向上存在规律性变化, 矿体产状均与容矿断裂产状基本一致, 并随其变化而同步变化。 矿体的规模、 形态也受断裂破碎带规模、 形态的制约, 矿体形态简单, 呈似层状、 透镜状产出。 区域性华昌山断裂破碎带规模大, 便于矿液的运移、 交代、 沉淀。

该区溶洞也是矿体赋存部位之一。 在部分开拓工程(PD3057) 和多处民采老坑中见极高品位灰岩角砾岩和未成岩的泥质内沉积层赋存于溶洞内。 其次, 在构造破碎带内(F32), 亦见有未矿化的古溶洞的存留, 其中发育白色方解石。 空旷的溶洞利于泥质的沉积和矿液的沉淀、 富集。

(2) 矿体主要赋存于三合洞组白云质灰岩、 骨屑灰岩等碳酸盐岩内。 在构造运动的作用下, 以上岩石沿断裂形成构造角砾岩及碎裂岩带, 其容矿岩石主要为碎裂白云质灰岩(含灰岩), 次为构造角砾岩。

构造角砾岩及碎裂白云质灰岩, 利于矿液在角砾、 颗粒间进行交代, 因而矿石具胶结结构(又称似海绵陨铁结构)、 半自形-它形粒状结构, 或在裂隙中进行充填-交代而呈浸染状、 细脉状、 网脉状的矿石, 说明矿化对岩性有一定选择性, 即岩性活泼、 孔隙度高、 裂隙发育的岩石易于成矿, 而岩石完整或破碎带内的断层泥矿化弱或不具矿化, 说明容矿岩性是成矿的重要条件。

(3) 兰坪-思茅中坳陷盆地北段东西两侧, 分别有元古界雪龙山岩群及中三叠世基-酸性火山岩;晚二叠世中基性、 酸性火山岩及喜山期中酸性侵入岩分布; 盆地内发育巨厚的富含生物碎屑的碳酸盐岩、 碎屑岩及含膏盐碎屑岩建造, 这些地层及岩类为盆地北段多金属矿床(体) 的形成提供了丰富的物源。

盆地在形成、 演化过程中, Cu、 Pb、 Zn、 Ag、 等元素得到了初步富集。 在长期的、 多期的构造运动和深部循环热卤水溶液的作用下(包裹体测试为富含氯化物的溶液), 能将地层或岩石中(包括盆地两侧火山岩、 老地层) 有用元素活化而转入溶液中, 随着溶液中成矿物质的不断加入而富集成含矿热液。 在含矿热液的驱使下, 长期活动的大断裂将深源物质导向浅部容矿构造的有利部位定位成矿。

6 结论

(1) 根据上三叠统三合洞组中发现的热液型铅锌矿的矿体赋存特征、 矿物组合、 矿石组构和围岩蚀变特点与密西西比型(MVT) 铅锌矿床特征(张长青等, 2009)、 赵发勇溶洞控矿MVT 地质特征(刘英超等, 2019) 的对比(表1), 发现本矿区产于三合洞组中的铅锌银矿体和MVT 铅锌矿床非常类似。

一是矿体赋存在白云质灰岩和灰岩中, 断裂带具有很强的控矿作用;

二是矿物组合主要为灰硫锑铅矿、 方铅矿、 铅矾、 白铅矿及砷铅矿、 异极矿、 闪锌矿、 菱锌矿, 脉石矿物主要以方解石、 白云石为主, 次为重晶石及少量石英;

三是矿石结构以粒状、 微晶、 胶结、 压碎结构为主。 构造以块状、 细脉-网脉状、 浸染状、 角砾状构造为主;

四是围岩蚀变主要为硅化、 碳酸盐化、 白云石化、 萤石化;

五是该区部分溶洞中赋存极高品位灰岩角砾岩和未成岩的泥质内沉积层。

根据以上五点相似特征, 认为该类产于三合洞组中的中低温热液铅锌银矿为类MVT 型铅锌矿。

(2) 在今后的地质勘查和矿床研究中, 应将MVT 型铅锌矿的相关研究成果逐步引入到该成矿区域, 对该地区溶洞赋矿(控矿) 也予以重视, 以期在今后勘查和矿床研究中, 取得更进一步的突破。