沙建泽,邓明国,吴清华,杨淑胜,魏汐竹,金梦迪,燕利军
(1.云南省地质调查院,云南昆明 650216;2.自然资源部三江成矿作用及资源利用重点实验室,云南昆明 650051;3.昆明理工大学国土资源工程学院,云南昆明 650093;4.云南大学地球科学学院,云南昆明 650500)
保山地块处于“三江”多金属矿成矿带中南段,是全球构造演化最复杂、岩浆活动最强烈、成矿作用最突出的造山带之一(Hou et al.,2007;邓军等,2014)。该地块为滇缅泰马地体的北延分支,包含怒江-高黎贡山断裂带-瑞丽江断裂带一线以东、柯街断裂带一线以西的潞西、瑞丽、泸水、保山、施甸、镇康、西盟、耿马等区域(图1a)。区内成矿作用突出,自北向南依次发育有核桃坪、金厂河、西邑、勐兴和芦子园等大-中型矽卡岩型和浅成低温热液型多金属矿床(表1),是我国西南重要的有色金属资源基地(Deng et al.,2014;黄华等,2014;Chen et al.,2017;2018;邓明国等;2017)。从表1中可以看出,云南保山-镇康地块主要发育三种类型矿床,即:① 以大雪山为代表的岩浆型Cu-Ni-Fe矿床(Wang et al.,2017)。该类型矿床以岩浆成矿作用为主,后期热液蚀变或叠加成矿可以忽略不计;② 以芦子园、金厂河、核桃坪为代表的矽卡岩型Pb-Zn-Fe-Cu多金属矿床。该类型矿床成矿作用为深部隐伏酸性岩体与寒武系金厂河组、核桃坪组碳酸盐岩地层之间接触交代成矿作用,普遍发育矽卡岩化、碳酸盐化、硅化,并常受区域大断裂控制(董鹏,2016;邓明国等,2017;陈福川,2018;Xu et al.,2019);③ 以勐兴、西邑、放羊山为代表的浅成低温热液型Pb-Zn-Ag-Cu多金属矿床。该类型矿床成矿作用以后期热液成矿为主,可能与深部隐伏酸性岩体有关,赋矿地层有寒武系、志留系、泥盆系等,碳酸盐化、硅化、白云石化、高岭土化等蚀变发育,矿体受断裂构造控制明显(郭继勇,2011;高海军,2017)。
表1 保山地块主要矿床信息一览表
放羊山矿床处于镇康复背斜核部,是近期发现的富含铜(Cu>0.80%)的铅锌铜多金属矿床,距芦子园矿床仅3.5 km。芦子园矿床为典型的矽卡岩型矿床,石榴子石、辉石、阳起石等矽卡岩矿物广泛发育,成矿金属以铅锌铁为主,伴生铜,岩浆是主要成矿物质来源(邓明国等,2017;Xu et al.,2019)。放羊山矿床作为保山地块低温热液型矿床的典型代表,在矿物共生组合、成矿金属元素和成矿作用类型存在显著差异,其矿化与方解石、石英脉紧密相关,成矿金属以铜铅锌为主,伴生银。耿齐卫(2019)对放羊山矿床的基础地质特征、硫化物矿物的微量元素组成、分布以及脉石矿物的C-H-O同位素进行了研究,认为放羊山铅锌铜多金属矿床主要受热液期和热液叠加改造期两期成矿作用,热液叠加期流体对热液期的矿物再次活化使铜元素富集,成矿物质可能与深部隐伏岩浆热液有关。陈伟(2019)和陈伟等(2020)通过对放羊山矿床的流体包裹体和C-O同位素研究认为,放羊山成矿流体主要来源于大陆碰撞形成的富CO2、中高盐度、中高温岩浆热液,后期受到中低温、低盐度大气降水的影响,矿床受构造控制明显,属于中高温热液矿床,并预测在矿区深部有望找到矽卡岩型矿体。
然而,由于前期矿区揭露的矿体较少,前人研究的样品均采自单一矿体(VII号矿体;陈伟等,2020)或单一钻孔(ZK16-5;耿齐卫等,2018),导致对矿床成因等的认识具有一定的局限性。笔者通过近年来对放羊山矿床进行地质找矿勘查工作,在深部揭露了厚大且富品位的KT3铅锌铜矿体,该矿体与矿床原先的矿体相比,矿体厚度明显较大且连续,品位高(Zn品位可达18.67 %)。该矿体的发现,不仅明显地增加了矿床的储量,使矿床具有更高的经济价值,同时,为矿床研究提供了理想的样品,对矿床成因的研究和总结更加系统和全面。本次研究在详细的矿床地质研究基础上,充分收集总结前人分析数据,并从刚揭露的KT3矿体中采集与矿化关系密切的石英、黄铜矿进行了同位素分析,开展S-Pb同位素和H-O同位素组成特征研究,示踪矿床的成矿流体及成矿物质来源,进一步深入探讨了放羊山矿床的成因机制,为矿区深部找矿指明了方向,同时对区域成矿作用研究和成矿模式的建立提供可靠资料。
保山地块东以昌宁断裂带为界与昌宁-孟连结合带为邻,西隔怒江断裂带与腾冲地块相接;地块整体呈近南北向延伸,南部向南西方向偏转,北端尖灭于福贡县匹河以北的崇山断裂带与怒江断裂带的交接部位,南端于耿马河外-镇康南伞一带延至缅甸(图1a;Burchfiel and Chen,2012;Deng et al.,2014)。区内出露的主要地层属古生代保山陆表海之次级永德陆表海、镇康陆表海构造-沉积单元。保山陆表海内表现为寒武系至泥盆系、二叠系至第三系海相沉积。该区主要控矿断裂、褶皱构造均呈北东向展布。
图1 (a)保山地块大地构造位置图;(b)芦子园矿集区地质简图;(c)放羊山铅锌铜多金属矿区地质简图Fig.1 (a) Tectonic seting of Baoshan block, (b) geological map of Luziyuan ore concentration area and (c) geologic map of the Fangyangshan Pb-Zn-Cu polymetallic deposit1-寒武系;2-奥陶系;3-志留系;4-泥盆系;5-石炭系;6-二叠系;7-三叠系;8-保山组一段三亚段;9-保山组一段二亚段;10-保山组一段一亚段;11-沙河厂组三段;12-沙河厂组一段一亚段;13-核桃坪组;14-碱性花岗岩;15-矿体及编号;16-地层界线;17-断层及编号;18-推断断层;19-见矿钻孔及位置;20-平硐及编号;21-产状;22-铜铅锌多金属矿床;23-铅锌矿床;24-磁铁矿床;25-锡矿床; 26-金矿床;27-背斜构造1-Cambrian;2-Ordovician;3-Silurian;4-Devonian;5-Carboniferous;6-Permian;7-Triassic;8-third sub-member of first member of Baoshan Formation;9-second sub-member of first member of Baoshan Formation;10-first sub-member of first member of Baoshan Formation;11-third member of Shahechang Formation;12-first sub-member of first member of Shahechang Formation;13-Cambrian Hetaoping Formation;14-alkali granite;15-orebody and number;16-stratigraphic boundary;17-fault and number;18-inferred fault;19-ore drill hole and location;20-adit and number;21-attitude;22-Cu-Pb-Zn polymetallic deposit;23-Pb-Zn deposit;24-magnetite deposit;25-tin deposit;26-gold deposit; 27-anticlinal structure
受特提斯增生-碰撞复合造山作用影响,区内岩浆活动频繁,发育多期岩浆岩,包括以平和岩体为代表的早古生代S型花岗岩(董美玲等,2012;Li et al.,2016),以卧牛寺组玄武岩为代表的早二叠世基性-超基性岩(Liao et al.,2015),以木厂岩体为代表的中二叠世A型花岗岩(Ye et al.,2010),以志本山岩体为代表的早白垩世S型花岗岩(陶琰等,2010)和以漕涧、柯街岩体为代表的晚白垩世S型花岗岩(禹丽等,2014)。频繁的岩浆活动控制了保山地块多金属成矿作用,主要发育了与早二叠世基性-超基性岩浆活动相关的岩浆型Cu-Ni成矿作用(Wang et al.,2018),与早白垩世中酸性岩浆活动相关的矽卡岩型Fe-Cu-Pb-Zn成矿作用和浅成低温热液型Pb-Zn成矿作用(Chen et al.,2017,2018),和与晚白垩世S型花岗岩相关的热液脉型Sn-W成矿作用(廖世勇等,2013)。其中,镇康芦子园矿集区是与早白垩世中酸性岩浆活动相关的矽卡岩型Fe-Cu-Pb-Zn成矿作用和浅成低温热液型Pb-Zn成矿作用的典型代表。在镇康复背斜核部小河边一带,物探资料显示深部有隐伏中酸性岩体存在(肖斌等,2014;吾守艾力·肉孜等,2015;Laing et al.,2015;Xu et al.,2019,2021)。
矿床的金属矿物主要为闪锌矿、黄铜矿,次为方铅矿、磁黄铁矿和黄铁矿等,地表偶见有褐铁矿、白铅矿、孔雀石等氧化物。脉石矿物以方解石、石英、白云石、绿泥石为主,次为萤石和绢云母等。矿石中有用组分以锌、铜为主,次为铅,伴生有银。矿石早期结构具自形粒状结构-半自形结构、压碎结构,晚期结构为半自形结构-它形粒状结构、溶蚀-残余结构和交代结构等。矿石构造主要有角砾状构造、碎裂状构造(图2b)、网脉状构造(图2c、d)、稀疏浸染-浸染状构造(图2a、e)和块状构造等(图2f)。围岩蚀变主要有绿泥石化、硅化、方解石化等,未见明显的水平或垂向分带性。其中,绿泥石化与矿化关系最为密切,矿化带多为绿泥石化带。硅化和方解石化则分布较广,矿化区和非矿化区均广泛发育石英脉和方解石脉;有的与金属硫化物共生,有的则穿切金属硫化物脉,表明硅化和方解石化贯穿了整个成矿过程。
根据矿物在显微镜下共生组合、穿插交代关系等组构特征,将放羊山矿床的成矿作用划分为热液成矿期、热液叠加改造期以及表生期(表2):(1)热液成矿期划分为两个阶段:①黄铁矿-方解石-石英-白云石阶段(阶段Ⅰ):黄铁矿多呈半自形-自形,后期闪锌矿、方解石和石英等矿物沿构造裂隙充填交代(图2g),形成溶蚀、交代残余结构。②闪锌矿-绿泥石-石英-方解石阶段(阶段Ⅱ):是闪锌矿的主要形成阶段,伴有黄铁矿、磁黄铁矿、黄铜矿。闪锌矿沿阶段Ⅰ的石英、黄铁矿等矿物裂隙呈细脉状、网脉状分布,或沿破碎带充填呈浸染状,也见有磁黄铁矿、黄铜矿和方铅矿交代充填该阶段的闪锌矿等矿物(图2h、i),或磁黄铁矿、黄铜矿、方解石、石英脉切穿闪锌矿,表明黄铜矿、方铅矿形成晚于闪锌矿。(2)热液叠加改造期划分为两个阶段:①黄铜矿-萤石-磁黄铁矿-方解石-石英阶段(阶段Ⅰ):大量发育磁黄铁矿、黄铜矿,含少量闪锌矿,伴有方解石、萤石、白云石和石英,是形成黄铜矿的主要阶段(图2j)。黄铜矿与磁黄铁矿主要沿热液期的闪锌矿和黄铁矿构造裂隙及边缘充填,形成交代残余结构、脉状结构和网脉状结构(图2l),二者生成顺序不明显。②方铅矿-闪锌矿-方解石-石英阶段(阶段Ⅱ):为金属硫化物方铅矿主要形成阶段,伴有少量黄铁矿和闪锌矿,早阶段黄铜矿、闪锌矿和黄铁矿等矿物被该阶段的闪锌矿和方铅矿穿插交代(图2k)。(3)表生期:分布于近地表及构造破碎带附近,以发育次生氧化矿物菱锌矿、褐铁矿、孔雀石和白铅矿等为特征。
图2 放羊山矿床矿石标本及镜下照片Fig.2 Photographs of ore samples and features under microscope of the Fangyangshan depositPy-黄铁矿;Sp-闪锌矿;Gn-方铅矿;Ccp-黄铜矿;Po-磁黄铁矿Py-pyrite;Sp-sphalerite;Gn-galena;Ccp-chalcopyrite;Po-pyrrhotite
表2 放羊山矿物生成顺序表
本次对放羊山矿区的1762 m中段(PD2)、1850 m中段(PD3)及1905 m中段(PD4)矿体中采集的样品进行了H、O、Pb同位素的分析。测定H、O同位素的石英样品与主成矿阶段的黄铜矿和闪锌矿密切共生;S同位素样品为黄铁、磁黄铁矿、闪锌矿、方铅矿、黄铜矿;Pb同位素样品为改造期阶段Ⅰ黄铜矿。样品的分析测试委托由北京科荟测试技术有限责任公司稳定同位素实验室完成。
(1)包裹体H同位素分析:将挑选的石英单矿物放置锡杯中,并在烘箱中烘干。样品在高温裂解炉中,裂解矿物包体水释放后与玻璃碳瞬间反应,用高纯氦气(5N)携载,最后进入质谱仪测定H2的同位素比值。
(2)石英O同位素分析:将石英样品放置于烘箱中烘干。在高温条件下BrF5与含氧矿物反应提取氧,O2气体利用5Å分子筛样品管收集,相对标准为V-SMOW。用253plus气体同位素比质谱仪进行测试。
(3)S同位素采用冷冻法收集SO2气体,用Delta V Plus气体同位素质谱仪分析S同位素组成,相对标准为V-CDT,相对误差均小于0.2‰。
(4)Pb同位素分析:在ISOPROBE-T上测试单矿物用混合酸溶解并用树脂交换提纯的Pb,相对误差均小于0.005%。
放羊山矿床热液期阶段II和改造期阶段I石英的H、O同位素组成如表3所列。可见放羊山矿床成矿流体的δD值和δ18OH2O值相对聚集,所选石英样品的δD值为-102.9‰~-94.2‰,平均为-98.75‰,18OV-SMOW‰值为11.65‰~13.17‰,对应的δ18OH2O值为3.54‰~5.06‰,平均为4.07‰。其中,热液期阶段II成矿流体的δD值为-102.9‰,δ18OH2O值为5.06‰;改造期阶段I成矿流体的δD值为-99.2‰ ~-94.2‰,δ18OH2O值为3.54‰ ~ 3.62‰,表明从热液期至改造期,成矿流体具有的δD值升高,δ18OH2O值降低的演化趋势。
表3 放羊山铅锌铜矿床的成矿流体H、O同位素组成
放羊山矿床热液期和改造期共13件金属硫化物的S同位素组成如表4所列。矿床整体δ34S值变化范围为8.24‰~14.91‰,平均为11.59‰,极差为6.67‰,主要集中在10.10‰~13.31‰,总体变化范围比芦子园矿床宽,而相对于水头山矿床较窄。按矿物类型分类,2件黄铁矿δ34S值平均为10.56‰;2件磁黄铁矿δ34S值平均为12.20‰;3件黄铜矿δ34S值平均为10.94‰;4件闪锌矿δ34S值平均为12.64‰;2件方铅矿δ34S平均值10.92‰;。按成矿期次划分,热液期阶段I黄铁矿的δ34S值10.68‰,阶段II闪锌矿和方铅矿的δ34S值10.69‰~11.66‰;改造期阶段I硫化物的δ34S值8.24‰~14.91‰,阶段II方铅矿和闪锌矿的δ34S值10.10‰~11.73‰。所测金属硫化物样品富集重硫同位素为特征,δ34S均正值,其变化范围较窄,说明硫来源单一。
表4 放羊山矿床硫化物的S同位素组成
放羊山矿床金属硫化物(分析结果见表5)中206Pb/204Pb=18.2984~19.0580,平均值18.4991,极差0.7596,207Pb/204Pb=15.7731~15.8510,平均值15.7904,极差0.0779,208Pb/204Pb=38.6550~39.4110,平均值38.8410,极差0.7560。其中,闪锌矿Pb同位素变化范围比黄铜矿Pb同位素的变化范围小。数据显示,所测各类金属硫化物样品的Pb同位素值较为集中,指示放羊山矿床的Pb源较为稳定。不同结构构造的硫化物间有类似的Pb同位素值极差均小于1,表明Pb源一致,其形成于应为同一成矿热液。
表5 放羊山矿床硫化物的Pb同位素组成
续表5
同位素图解(图3)显示,放羊山矿床样品投点均落在原生岩浆水或变质水区与大气降水线之间,与邻区的芦子园矽卡岩型矿床相比,放羊山矿床成矿流体的δ18OH2O值与芦子园基本一致,而具有更低的δD值,而与紧邻的水头山矿床的H-O同位素投点基本重合,接近原生岩浆水区(δD值为-85‰~-40‰,δ18OH2O值为5‰~9.5‰)(Hedenquist and Lowenstern,1994;邓明国,2017),相对远离变质水区(δD值为-65‰~-20‰,δ18OH2O值为4.5‰~25‰)(Hedenquist and Lowenstern,1994;邓明国,2017)。这表明矿床成矿流体早期以原生岩浆水为主,后期成矿流体可能受大气降水的渗入影响,说明放羊山矿床的形成与深部隐伏中酸性岩浆热液活动关系密切。
图3 放羊山矿床石英δD-δ18OH2O投点图解 (底图据 Taylor,1997)Fig.3 Projection-point diagram of δD and δ18OH2O for quartz from the Fangyangshan deposit (base diagram from Taylor,1997)
黄铜矿、闪锌矿、磁黄铁矿、方铅矿、黄铁矿等常呈细脉状、稀疏浸染状或稠密浸染状不均匀分布于矿石中,一般磁黄铁矿化强的矿石中铅锌矿化就相对较弱。围岩(粉砂质板岩)中星散状分布有自形粗晶黄铁矿,其δ34S值为10.68‰。热液期的黄铁矿具有破碎浑圆特征,被后期闪锌矿切穿,δ34S值为10.43‰;热液期的闪锌矿呈它形,被含黄铜矿石英方解石脉穿切,δ34S值为10.69‰~11.66‰;改造期阶段Ⅰ的细粒半自形磁黄铁矿与半自形或它形黄铜矿具密切共生的特点,δ34S值为11.49‰~12.91‰;闪锌矿多为他形粒状,与方铅矿密切共生,δ34S值为13.31‰~14.91‰;黄铜矿与石英方解石共生呈集合体或呈它形粒状,与磁黄铁矿生成顺序不清晰,δ34S值为8.24‰~13.04‰;方铅矿呈脉状、星散状分布于后期石英脉中,切穿或交代早期的闪锌矿、黄铁矿及黄铜矿等矿物,δ34S值为10.10‰~11.73‰。
对比研究显示,放羊山矿床各成矿阶段矿物中δ34S值较接近,δ34S值范围有部分重叠,但总体上呈现改造期阶段Ⅰ闪锌矿的δ34S>改造期阶段Ⅰ磁黄铁矿的δ34S>热液期阶段Ⅱ闪锌矿的δ34S>改造期阶段Ⅰ黄铜矿的δ34S>改造期阶段Ⅱ方铅矿的δ34S的特征,表明成矿流体沉淀时硫化物中的硫同位素分馏基本达到了平衡(李志明等,2005)。
放羊山矿床所有阶段硫化物的δ34S值范围在8.24‰~14.91‰,与矿集区内水头山矿床(4.1‰~12.2‰,邓明国等,2017)和芦子园矿床(9.23‰~10.17‰,夏庆霖等,2005)较为接近,与幔源硫(δ34S=-3‰~3‰,Chaussidon and Lorand,1990)、古海相硫酸盐(寒武纪-三叠纪时期,δ34S=15‰~35‰)(Claypool et al.,1980)等端元δ34S范围的相对位置如图4所示,投点基本落入花岗岩范围内(δ34S=5‰~15‰)(Ohmoto and Goldhaber,1997)的范围之内,表明隐伏酸性岩浆热液可能为放羊山矿床中成矿硫的主要来源。S同位素分布图(图4)显示,放羊山矿床与水头山矿床S同位素组成特征相近,较芦子园矿床S同位素值分布范围更宽,总体与花岗岩值较为相近,推测矿床的矿质来源主要与隐伏中酸性岩体的存在有着密切关系,与H-O同位素显示的成矿流体来源一致。
图4 放羊山S同位素组成分布(底图据 Ohmoto and Goldhaber,1997;Anderson et al.,1998)Fig.4 Distribution of S isotopic compositions of Fangyangshan deposit and other deposits (base diagram from Ohmoto and Goldhaber,1997;Anderson et al.,1998)
根据铅同位素特征参数和比值间的相互关系可以有效示踪成矿物质来源,还可以指示矿床成因及地壳演化(Macfarlane et al.,1990;吴开兴等,2002;Chiaradia et al.,2004)。放射性成因和μ值大于9.58的Pb,研究认为相对富集 U、Th的上地壳是其主要来源(Zartman and Doe,1981;吴开兴等,2002)。放羊山矿床所有成矿阶段硫化物Pb的μ值范围为9.80~9.89,平均值为9.83,高于上地壳平均值,表明成矿物质主要来源于上地壳(吴开兴等,2002);特征参数ω值分布范围为38.54~40.39,平均值为39.51,比上地壳物质的ω平均值(40.860)略低;κ值范围为3.81~3.96,平均值为3.89,与全球上地壳的Th/U平均值3.88(Zartman and Haines,1988)基本吻合,各组数据一致显示,上地壳是主要成矿物质来源。
在207Pb/204Pb-206Pb/204Pb图(图5a)上,放羊山矿床的样品投点都呈线性分布在上地壳演化线上方;在208Pb/204Pb-206Pb/204Pb图(图5b)上,样品投点也都呈线性分布在上地壳演化线上方。放羊山矿床所有硫化物Pb的投点基本呈线性趋势(刘家军等,2000),与芦子园矿床和水头山矿床硫化物Pb同位素组成在变化趋势上略有不同,更靠近上地壳端元而相对远离地幔端元,表明放羊山矿床成矿物质受地幔的贡献更小。因此,认为贫钍富铀铅的上地壳物质是该矿床矿质的主要来源,可能部分Pb是幔源岩浆提供的。从Pb同位素组成的△γ-△β图解(图6)上也可以看出,热液期的样品在岩浆作用区域密集投落,靠近壳-幔混合俯冲带铅和上地壳铅,而远离幔源铅,这与以往根据物探信息推断存在隐伏岩体相吻合(肖斌等,2014;Liang et al.,2015);改造期投点总体分散,个别投落在岩浆作用区域,主要投在上地壳铅源区域,显示改造期地层提供了部分成矿物质。
图5 放羊山矿床硫化物Pb同位素组成投点图解(底图据Zartman and Doe,1981;水头山矿床硫化物闪锌矿、方铅矿数据 引自邓明国等(2017);芦子园矿床数据引自王帅帅(2019))Fig.5 Projection-point diagrams of Pb isotopic compositions of Fangyangshan sulfides (base diagram from Zartman and Doe, 1981;the data of the Shuitoushan deposit are from Deng et al.(2017)and that of the Luziyuan deposit from Wang (2019))
图6 放羊山矿床Pb同位素的△γ-△β投点图解(底图据 朱炳泉,1998)Fig.6 Projection-point diagram of △γ and △β of Pb isotopes for the Fangyangshan deposit (base diagram from Zhu,1998)
放羊山矿床位于芦子园矿集区北端。矿集区内各矿床沿NE向镇康复式背斜和派生次级断裂展布,矿体呈似层状、透镜状产于构造破碎带,围岩中节理、裂隙发育。早期的矿石组构特征为自形粒状结构、半自形结构和浸染状构造,晚期的矿石组构特征为它形结构、压碎结构、交代残余结构、溶蚀结构,角砾状构造、细脉状构造、网脉状构造等典型的构造-热液作用。矿床的形成受构造、热液活动因素影响,具有显著的多期多阶段成矿作用特征。根据前人研究成果,芦子园矿集区的成矿时代为早白垩世,与深部隐伏的中酸性岩体有关(朱飞霖等,2011;Xu et al.,2021)。深部岩浆热液上升交代碳酸盐岩围岩,形成了芦子园超大型多金属矿床。同时也在周围发育了水头山和放羊山等浅成低温热液型铅锌矿床。此外,H-O同位素数据表明,深部岩浆热液是放羊山矿床原始成矿流体的主要来源,与水头山铅锌矿床(邓明国等,2017;Xu et al.,2019)及芦子园铅锌铜铁矿床(邓明国等,2017)相比具有比较类似特征,成矿流体在构造通道上升运移过程中,可能渗入大气降水参与了成矿过程。S同位素组成与水头山矿床相接近,与花岗岩值相近,表明来源于深源岩浆硫。Pb同位素比值及参数特征显示,上地壳为芦子园矿集区放羊山、芦子园和水头山铅锌矿床的同一物质来源。
综上所述,笔者认为放羊山矿床的物质来源与芦子园和水头山矿床相类似,成矿均与深部可能存在的中酸性隐伏岩体有关,为一受构造控制明显的热液矿床。
(1)地层岩性标志
矿区范围内主要的赋矿岩性为沙河厂组三段的结晶灰岩+大理岩化灰岩+钙质板岩组合,铅锌矿体主要赋存于灰岩中,少数产于钙质板岩的层间破碎带中。在矿区范围内,寻找沙河厂组三段的岩性组合,是铅锌矿体成矿的首要标志。
(2)蚀变标志
矿区及外围蚀变异常发育强烈,常表现为绿泥石化、硅化、方解石化、白云石化,在矿体部位主要表现为绿泥石化。另外,蚀变带分布与构造线及含矿层展布方向一致,沿构造带零星分布有铁帽,地表分布铁帽、绿泥石化蚀变带是该区的直接找矿标志。
(3)构造标志
矿体均产于NE向及其派生的次级断裂破碎带中,并严格受其控制。另外,在次级小型褶皱的隆起或凹陷的虚脱部位往往出现矿体厚度膨大现象。
(4)地球物理、地球化学标志
磁异常强度较高,且成带展布的磁异常区;重力低异常局部出现重力高异常区;低阻高极化激电测量异常区对找矿有重要的指示作用。呈带状较大面积的铅、锌、铜等元素高值叠加的化探异常区,是最有利的找矿区。
(1)围着芦子园复式背斜分布有多个矿床,北西翼有芦子园铅锌铁矿床、放羊山铜铅锌矿床、小河边铁铜矿床;南西翼有水头山铅锌矿床、罗家寨铅锌矿床及打拢锡矿床,认为分布的诸多矿床是同一构造体系、同一成矿系统下不同成矿阶段的产物。复式背斜两翼矿体埋藏浅,矿体均已揭露,而背斜核部成矿条件较好,认为仍具有较大找矿潜力。
(2)放羊山矿体赋存于沙河厂组的层间破碎带中,呈似层状产出,与该区其它矿床矿体的赋存层位一致。芦子园、小河边矿体在倾向上延伸均大于500 m,而放羊山目前所揭露矿体接近地表,且揭露的矿体在倾向上延伸小于260 m。近期在矿区深部发现了新的铜铅锌矿体,往深部铜矿化有增强趋势。
(3)芦子园地区通过重力测量圈定了芦子园-忙丙一带重力异常区,异常轴线与镇康复背斜轴线基本一致,推测与深部隐伏岩体有关。局部重力高异常与已知的芦子园、小河边矿床相吻合,重力异常中心位于放羊山矿床北西侧距离500 m处,对应矿体深部,可对其作近一步验证。
综上所述,放羊山矿区深部及芦子园复式背斜核部具有较大找矿潜力。
(1)放羊山矿床产出与镇康复式背斜以及断裂构造关系密切,矿体沿构造破碎带呈透镜状、似层状产出,主要有用矿物为闪锌矿、黄铜矿、方铅矿,具有绿泥石化、硅化及方解石化等蚀变,矿石以具角砾状、细脉状、网脉状和浸染状等构造为主要特征。笔者认为放羊山矿床是一个与构造具有密切关系,经多期多阶段成矿作用而成的构造热液脉型铜铅锌多金属矿床。
(2)放羊山铅锌铜矿床的H、O同位素组成显示,成矿流体可能以深部隐伏岩体的岩浆热液为主,后期可能渗入大气降水参与了成矿过程的影响,表明成矿流体源区为深源。S同位素组成分布特征与花岗岩相近,说明其主要来源为深部岩浆硫;Pb同位素数据表明该区成矿物质来源上地壳。因而,矿床的形成可能与深部壳源岩浆热液有关。通过对比C、O、S、Pb同位素特征,判断放羊山与同一矿集区内的芦子园、水头山矿床有极为相似的成矿流体与物质来源,暗示它们具备属同一个构造-岩浆热液成矿系统的可能性。
(3)铁帽、绿泥石化蚀变带是研究区直接找矿标志,矿床深部及外围具有较好的成矿潜力。
致谢:感谢滇西应用技术大学陈伟的支持,感谢云南大学孙涛老师的亲切指导,感谢编辑部对论文撰写和修改提出宝贵意见。