云南西畴县菜园子铅锌铜矿床特征及成因

蔡金君，王吉东，李凌霄，杨 卓

(1.云南省有色地质局三一七队，云南曲靖 655000；2.云南省有色地质局楚雄勘查院，云南楚雄 675000)

菜园子铅锌铜矿区位于云南省西畴县兴街镇北西部。该矿区位于南温河变质核杂岩的北部盖层部位。大地构造位置属扬子陆块区(Ⅵ)上扬子古陆块(Ⅵ-2)都龙变质核杂岩(Ⅵ-2-10)北部，富宁-那坡被动陆缘((Ⅵ-2-9))中部。成矿区带划分属滨太平洋成矿域华南成矿省(Ⅱ4)个旧-文山-富宁Sn-W-Ag-Pb-Zn-Au-Sb-Mn-Al成矿带(Ⅲ13)薄竹山-马关Ag-Sn-W-Pb-Zn矿带(Ⅳ30)，属滇东南Sn、W、Ag、Au多金属地球化学区的南东端老君山Sn、Zn、Ag、W、Sb多金属地球化学分区。

1 矿床地质特征

矿区出露地层有下泥盆统坡脚组(D1p)、下泥盆统古木组(Dg)和非正式填图单位坝塘岩楔(bw)。

(1)下泥盆统坡脚组(D1p)：岩性主要为灰黄色、灰绿色板岩、千枚岩与深灰色薄至中厚层状粉晶灰岩、大理岩化灰岩和大理岩互层，夹灰白色、灰色薄至中层状硅质岩和灰绿色块状绿帘石矽卡岩。板岩、千枚岩变质新生矿物以绢云母为主，千枚状构造明显，大理岩具等轴粒状变晶结构，条带状构造。原岩主要为泥岩、灰岩，为滨岸-陆棚沉积环境。区内地层出露不完整，厚度大于300m，未见底；

(2)下泥盆统古木组(Dg)：中上部岩性主要为灰白色、浅灰色中厚层状至块状白云岩、白云质灰岩，下部主要为灰色、深灰色薄至中层状粉晶灰岩、生物碎屑灰岩，于底部见大量生物遗迹化石。岩石颜色整体从底部往顶部呈现逐渐变浅。

(3)坝塘岩楔(bw)主要岩性为灰黑色薄至中层状泥晶灰岩、炭质灰岩，局部见角砾状灰岩，水平纹层发育，其底界下超与坡脚组顶部，顶界于古木组中上部白云岩呈顶超接触，与其他地层接触部位多见潮道角砾岩、倒石堆角砾岩和揉皱构造。该岩楔是陡岸缓坡型台缘斜坡相沉积，为早泥盆世晚期至中泥盆世早期的跨时代沉积地质体。

矿区受压扭性文麻断裂(F1)的影响，构造整体呈现左行走滑特征(图1)区内北东向、北西向断层(F2、F3、F4、F5、F6、F7)均为文麻断裂的次生断裂。矿区受区域变质作用明显，岩层普遍浅变质，变质岩类型主要为板岩、千枚岩和大理岩。

图1 云南省西畴县菜园子铅锌铜矿区地质略图

2 矿体特征

2.1 矿体产状

矿区内铅锌铜矿为隐伏矿体，矿体呈层状、似层状，主要赋存于下泥盆统坡脚组(D1p)矽卡岩中(图2)，赋矿岩石为矽卡岩，矿层顶板为硅质岩，底板为千枚岩或矽卡岩化千枚岩。矿体产状与地层产状基本一致，矿体产状倾向165°～170°，倾角40°～50°。大致可分为上下两个含矿层，上部1号矿体，下部2号矿体。矿体走向长130m～800m，倾向延伸120m～700m，矿体厚度1.17m～3.87m，Pb品位0.885ω%～5.79ω%，Zn品位1.17ω%～4.52ω%，Cu品位0.04ω%～0.35ω%。

2.2 矿物组成和结构构造

矿石矿物主要有闪锌矿、方铅矿、黄铜矿、黄铁矿，少量赤铁矿、磁黄铁矿、磁铁矿等，脉石矿物主要为方解石、石英、绿帘石等，多呈自形、它形粒状、交代残余及固液体分离的乳滴状。矿石主要为条带状、纹层状，次为块状、浸染状、星点状。从矿石的结构及构造的微观和宏观特征上都表明喷流沉积作用的存在，含矿矽卡岩也说明了存在岩浆热液叠加作用。

2.3 围岩蚀变

区内铅锌矿有关的近矿围岩蚀变主要是：矽卡岩化、黄铁矿化和硅化。

2.4 成矿要素

根据《勘查区找矿预测理论与方法》[2]，总结矿区成矿要素，成矿地质体为下泥盆统坡脚组(D1p)；成矿构造为区域断裂文山-麻栗坡断裂与同生断裂，成矿结构面为硅钙面；成成矿作用标志为纹层状、条带状铅锌矿石，赋存于矽卡岩。

3 稀土元素分析样品选取和分析方法

用于稀土元素含量分析的样品采自菜园子铅锌铜矿床坑道内1、2号矿体，分别对矿体的顶板、底板及矿层进行系统控制，样品地表性强。稀土元素含量分析由澳实分析检测(广州)有限公司完成，采用电感耦合等离子体制谱法(ICP-MS)测定，分析精度优于10%。

图2 云南省西畴县菜园子铅锌铜矿区0号勘探线剖面图

4 稀土元素地球化学特征

4.1 分析结果

菜园子铅锌铜矿床各类岩(矿)石稀土元素含量及特征参数见表1。所有样品∑REE含量范围9.93×10-6～202.99×10-6，平均值121.15×10-6，∑LREE/∑HREE=7.16～14.31，平均值11.17，(La/Yb)N=7.15～21.17，平均值14.57，为轻稀土富集型，球粒陨石标准化曲线均具有右倾特征(图3)，(La/Sm)N=2.47～6.10，平均值4.67，反映轻稀土分异相对较强，(Gd/Yb)N=1.16～3.53，平均值2.15，重稀土分异较弱，其δEu值变化范围为0.54～1.00，平均值0.70，属于Eu负异常，其δCe值变化范围为1.00～1.08，平均值1.04，属于弱Ce正异常或Ce无异常。

(1)两件分属1、2号矿体顶板硅质岩∑REE含量范围9.93×10-6～15.19×10-6，平均值12.56×10-6，∑LREE/∑HREE=10.72～12.55，平均值11.64，(La/Yb)N=13.61～21.17，平均值17.39，为轻稀土富集型，球粒陨石标准化曲线均具有右倾特征，(La/Sm)N=2.47～3.65，平均值3.06，反映轻稀土分异相对较强，(Gd/Yb)N=3.05～3.53，平均值3.30，重稀土分异较弱，其δEu值变化范围为0.54～1.00，平均值0.77，属于Eu负异常，其δCe值变化范围为1.03～1.07，平均值1.05，属于弱Ce正异常。

(2)三件分属于1、2号矿体矽卡岩、矽卡岩化千枚岩∑REE含量范围150.86×10-6～202.99×10-6，平均值175.79×10-6，∑LREE/∑HREE=10.69～14.31，平均值12.27，(La/Yb)N=12.58～18.44，平均值15.56，为轻稀土富集型，球粒陨石标准化曲线均具有右倾特征，(La/Sm)N=4.79～5.72，平均值5.30，反映轻稀土分异相对较强，(Gd/Yb)N=1.56～2.23，平均值1.89，重稀土分异较弱，其δEu值变化范围为0.59～0.65，平均值0.62，属于Eu负异常，其δCe值变化范围为1.00～1.08，平均值1.04，属于弱Ce正异常或Ce无异常。

表1 菜园子铅锌铜矿床各类岩性稀土元素含量(ωB×10-6)及特征参数一览表

(3)两件分属于1、2号矿体底板千枚岩∑REE含量范围147.65×10-6～147.91×10-6，平均值147.77×10-6，∑LREE/∑HREE=7.16～10.95，平均值9.05，(La/Yb)N=7.15～13.38，平均值9.05，为轻稀土富集型，球粒陨石标准化曲线均具有右倾特征，(La/Sm)N=4.58～6.10，平均值5.34，反映轻稀土分异相对较强，(Gd/Yb)N=1.16～1.61，平均值1.39，重稀土分异较弱，其δEu值变化范围为0.72～0.77，平均值0.75，属于Eu负异常，其δCe值变化范围为1.02～1.06，平均值1.04，属于弱Ce正异常。

4.2 成因讨论

稀土元素的含量和相关参数能为揭示成矿流体性质，示踪成矿流体来源和反演成矿作用过程等方面提供重要信息[3]。Fleet于1993年研究热液成因和非热液成因的金属沉积后，得出结论，前者∑REE低，后者∑REE高；喷流沉积硅质岩具有∑REE含量低的特点[4-6]。矿区矿体顶板硅质岩∑REE含量低，且远低于矿层及底板的∑REE，暗示地层成岩成矿过程中存在喷流沉积作用。不同的沉积环境形成的硅质岩δCe值也有所不同，大洋中脊附近硅质岩平均δCe值为0.29，广海平原的硅质岩平均δCe值为0.60，大陆边缘的硅质岩平均δCe值为1.03[7]，矿区内样品整体显示弱Ce正异常或Ce无异常，暗示沉积环境为大陆边缘，与下泥盆统坡脚组(D1p)滨岸-陆棚沉积环境相吻合。

矿区样品整体表现出Eu负异常(图3)，造成Eu严重亏损主要有3个原因，即多次分馏、广泛交代作用及多阶段分离结晶的结果[8]。矿区的矽卡岩印证了交代作用的存在，由于交代作用导致Eu负异常，岩浆热液来源可能与隐伏花岗岩体有关。

Y和Ho具有相同的价态和离子半径，两者常具有相同的地球化学性质，在许多地质过程中，Y/Ho并不发生改变，因此，可以利用Y/Ho值对成矿流体来源进行研究[9-10]。矿区样品Y/Ho值为25.49～31.00(均值27.56)，与都龙矿区深部燕山期隐伏花岗岩接近(31.86-37.14，均值34.03)[9]，暗示成矿物质来源可能来源于隐伏花岗岩。

图3 各类岩性稀土元素球粒陨石标准化分布型式图

5 结论

通过对菜园子铅锌铜矿区坑道内1、2号矿体系统取样并进行稀土元素地球化学研究，结合区域地质和矿床地质特征，并根据勘查区找矿预测理论与方法，认为菜园子铅锌铜矿区内存在至少2次成矿作用，第一次为下泥盆统坡脚组(D1p)沉积时的喷流沉积作用，第二次为深部燕山期隐伏花岗岩提供岩浆热液形成交代作用，所以本文认为矿床的成因类型为喷流沉积叠加后期岩浆热液作用成矿。