云南普洱银子山金多金属矿床地质特征及矿床成因初探

孟富军 ,龙兴跃 ,付奉甜 ,罗泽雄尹近

（1.云南省地质矿产勘查院，云南 昆明 650051；2.云南齐同地质勘查有限公司，云南 昆明 650051；3.湖北省地质局第四地质大队，湖北 咸宁 437100）

0 引言

云南普洱银子山金多金属矿床所在的滇西三江特提斯构造带，为全球特提斯构造在中国大陆最典型的地区，历来受到国内外学者的广泛关注（李四光，1973；陈国达和薛家谋，1977；黄汲清等，1980；Sengör et al.，1984；罗君烈，1990；从柏林等，1993；刘增乾等，1993；李兴振等，1995；李峰和段嘉瑞，1999,李峰和庄凤良,2000；莫宣学等，2001；潘桂棠等，2003；尹福光等，2006；邓军等，2010,2016,2020；郜周全等，2020）。银子山矿床是近些年新发现的铜金矿床，也是2019年新设立的国家财政项目“大平掌矿集区深部找矿预测”重点研究课题内容（云南省地质矿产勘查院，2020①）。该矿床规模已达中型以上（郜周全等，2019）。但是，矿区内研究程度仍然较低，有关矿床成因、成矿规律和成矿模式的研究仍显不足。本文通过开展区内找矿工作，初步厘定了银子山金矿的赋矿层位、含矿岩性及控岩、控矿构造，总结了矿床的地质特征及矿床地球化学特征，认为银子山金矿属于浅成低温火山热液碲化物型金矿，为下一步矿床成矿规律研究及找矿工作提供理论依据。

1 区域地质背景

云南普洱银子山金多金属矿床位于兰坪-思茅微板块西缘的古生代云县—景谷火山带（图1a），是洋壳向东俯冲过程中弧后裂陷带中火山间歇期后热液的产物。区内出露地层有侏罗系、三叠系、二叠系、志留系—泥盆系、元古界、古元古界等（图1b）。

图1 云南普洱银子山金矿大地构造位置图（a）和矿区区域地质略图（b）（据云南省地质调查院，2014②修改）

区内构造发育，主要以NW向、SN向、NE向和EW向断裂为主，其中NW向和EW向断裂为该矿床的区域控矿构造，尤其是酒房断裂，呈NNW向展布，区内地层展布方向与该断裂展布方向基本一致。断裂破碎带发育，常形成宽数十至百米不等的破碎带，其中的构造角砾岩、碎裂岩、断层泥化带和裂隙带等十分发育。产状倾向50°～70°，倾角80°～85°。该断裂对火山岩浆活动、沉积作用及成矿活动具有明显的控制作用。区域内岩浆岩比较发育，主要位于澜沧江断裂南段，火山活动主要集中在晚古生代和中生代，广泛发育着基性、中酸性火山岩及基性侵入体，按地质时期可分为加里东期、华力西期、印支期，各时代火山岩的分布明显受区域构造控制。基性及中酸性小侵入体规模都较小，均沿澜沧江断裂断续分布。较为复杂的构造及频繁的火山活动为银子山金矿提供了极为有利的成矿条件。

2 矿床地质特征

2.1 矿区地层

银子山矿区内出露地层主要有志留系—泥盆系大凹子组（S—D）d、二叠系—石炭系龙洞河组（C—P）l、三叠系大水井山组（T2d）、下坡头组（T2x）、侏罗系上统芒汇河组（J1mh）、中统花开左组（J2h）地层。其中最老的地层志留系—泥盆系大凹子组（S—D）d是矿床的主要赋矿层位，总体呈SN向，由玄武岩-安山岩-凝灰岩-英安岩-流纹岩等组成火山碎屑岩建造，在矿区内广泛分布。对比相邻矿床大平掌铜矿，由于缺失大凹子组四段标志岩性层，故矿区内只出露大凹子一段、二段和三段。大凹子组二段（S—D）d2出露于矿区西部，以基性玄武岩、安山岩为主；大凹子一段（S—D）d1是矿体的主要富集层位，出露于矿区中部，以基性—中酸性熔浆喷溢为主，含矿岩石为灰绿色安山岩、青灰绿色英安岩、凝灰岩及火山角砾岩；大凹子组三段（S—D）d3出露于矿区东部，以中酸性凝灰岩、英安岩、火山角砾岩为主。

2.2 矿区构造

矿区构造总体以线性构造为主，为大平掌矿区构造向南延伸组成部分，其走向有NNW向、NW向和SN向。其中，NNW向断裂是区内最主要的控岩控矿构造，最具代表的是酒房断裂，它切穿了中生代与古生代的不同地层，具有多期活动及复合性质（韩艳梅和李伟，2017），其至少形成于加里东期，经历了由张性（加里东期）→压性（海西末—印支期）→张性（燕山期）→左行压剪（喜山期以来）等作用过程。另外矿区内还发育褶皱构造，以背斜构造为主，核部地层由志留系—泥盆系大凹子组（S—D）d组成（为大平掌-昔本大山背斜向南延伸组成部分），两翼分别为中生代的三叠系、侏罗系等地层组成，背斜轴迹大致位于酒房断裂一带，由于受后期断裂构造的破坏，背斜形态被断层破坏严重，出露不完整，仅保留背斜的东翼，这造成矿区大凹子组总体向东倾斜的单斜构造为主。银子山矿区位于酒房断裂东侧，前人认为酒房断裂在海西晚期—印支期活动强烈（郜周全等，2020），对银子山金多金属矿、大平掌铜矿火山岩的发育及矿床的形成有直接关系。

2.3 矿区岩浆岩

矿区内出露的岩浆岩相对较简单，仅出现3种类型的岩浆岩，分别为志留—泥盆系大凹子组（S—D）d基性—中酸性火山岩、下侏罗统芒汇河组（J1mh2）陆相中—酸性火山岩及侵入于花开左组中的斜长花岗岩（γ），本文重点从岩石地球化学特征方面讨论矿区赋矿地层——志留—泥盆系大凹子组（S—D）d火山岩。根据火山岩的产状、岩石组合及岩石学特征，将大凹子组岩性分为两大类：熔岩类火山岩和火山碎屑岩类。主要岩石类型有火山集块岩、火山角砾岩、凝灰岩、砂质凝灰岩、基性蚀变玄武岩、安山质玄武岩、英安岩、流纹岩等。

2.4 矿（化）体、矿石特征

矿（化）体特征：矿区主要发育金矿化类型，共伴生铜、锌、银矿化，均产在蚀变带范围内。矿（化）体沿蚀变带走向呈北西向展布，主要集中在3～6号勘探线之间，就目前控制的情况来看，向南北两侧均有减弱的趋势（图2）。垂向上，金、铜、锌3种矿化常为共生关系，只是在矿化强度上有一定的分带，表现为铜矿化主要在标高大于300 m的偏浅部发育，而金矿化在200～ -100 m标高之间相对富集，锌矿化强度在垂向上变化不明显，即在浅部及深部均有发育。共圈出76条矿体（金矿体28条、铜矿体28条、锌矿体17条、银矿体3条）。其中金矿主矿体为Ⅰ号金矿体和Ⅱ号金矿体。Ⅰ号矿体产于大凹子组第一段中部英安岩内，连续性较差，成矿元素以金、铜为主，控制走向长210 m，倾向最长285 m，工程见矿厚度0.35～17.51 m，平均6.78 m，为较稳定型；单工程Au品位1.44～32.44 g/t，单样品位最高达1024 g/t，平均9.79 g/t,Cu品位0.38%～1.49%。矿化不均匀，矿体受硅化蚀变带控制明显，顶、底板围岩与含矿岩石一致，主要为硅化英安岩，次为硅化凝灰岩、火山角砾岩，围岩发育金矿化，与矿体呈渐变关系；Ⅱ号矿体产于大凹子组第一段中部英安岩、凝灰岩-火山角砾岩的蚀变带内，连续性较好，成矿元素以金为主，控制走向长175 m，倾向最长126 m，工程见矿厚度0.44～7.27 m，平均3.74 m,为较稳定型；单工程品位1.01～16.70 g/t，平均8.02 g/t，矿化不均匀，矿体特征与Ⅰ号金矿体类似，产于F2强硅化蚀变破碎带中,含矿岩性为强硅化绢云母化英安岩,顶底板岩性均为英安岩,少量为凝灰岩，矿体与围岩界线渐变，呈脉状、透镜状，沿走向及倾向有膨缩、尖灭再现及分支复合现象。

图2 银子山金矿0号勘探线剖面图（据云南省地质矿产勘查院，2019③修改）

矿石特征：矿石通常呈团块状、细脉状、浸染状构造。矿体中金属矿物有黄铁矿、黄铜矿、方铅矿、褐铁矿，碲金矿、碲铋矿，脉石矿物有石英、斜长石、绿泥石、绢云母、高岭石、冰长石、叶腊石等。金矿石主要产于强硅化的英安岩内，但矿化极不均匀，金主要以碲金矿及自然金的形式存在，对比矿化强弱不同的矿石后可发现：（1）金矿石是多阶段矿化叠加的产物。早期形成的强硅化-星散状黄铁矿化造成了金元素的初始富集，后期叠加的团块-脉状烟灰色石英中碲金矿含量较高，造成了金元素的工业富集（图3a），缺乏烟灰色石英团块的部位，碲金矿含量较低，金往往达不到工业富集（图3b）；（2）金矿化与硅化的程度呈正相关关系，硅化强烈的部位，原岩结构基本被改造，金品位往往较高（图3c）。硅化改造不彻底的部位，原岩结构残留，往往仅发育金矿化，达不到工业品位（图3d）。

图3 银子山金矿石野外特征

金矿体与碲化物的富集最为密切，据电子探针及扫描电镜分析，碲化物主要有碲金矿、自然碲及少量碲铋矿、碲镍矿、碲铅矿，其中碲金矿为该矿床金的主要赋存状态，多呈星散状、团块状、细脉状，分布于石英及黄铁矿粒间（图4a、图4b），粒内裂隙内或者呈出熔状，包裹于黄铁矿内，常与萤石、绢云母等矿物密切共生（图4c）；自然碲呈团块状、脉状产出，常溶蚀黄铁矿充填其粒间、粒内裂隙中（图4d），或与绢云母共生充填在石英裂隙中（图4e）；碲铋矿呈他形团块状、脉状，充填于石英裂隙中（图4f），局部溶蚀早期黄铁矿。

图4 银子山金多金属矿金矿石显微镜特征

3 矿床地球化学特征

3.1 样品采集及测试方法

本次测试分析共采集10件样品，均为近矿围岩，来自见矿钻孔岩芯，具体岩性描述见表1。样品的全岩分析在国土资源部昆明矿产资源监督检测中心完成。分析方法大致流程如下：将加工成粒径＜0.074 mm（200目）以下的样品粉末置于烘箱中，于105 ℃烘干12 h；从烘箱中取出样品，准确称取粉末样品（50±1）mg置于坩埚中；用1～2滴高纯水润湿样品，然后依次缓慢加入1.5 ml的高纯硝酸，1.5 ml的高纯氢氟酸；将坩埚放入钢套，拧紧后置于烘箱中于（190±5）℃加热＞48小时；待溶样冷却，开盖后置于电热板上（140 ℃）蒸干，然后加入1 ml硝酸；并再次蒸干；加入3 ml 30%硝酸，再次将坩埚放入钢套，拧紧后置于烘箱中于（190±5）℃加热＞12 h；将溶液转入聚乙烯塑料瓶中，并用2%硝酸稀释至100 g，密闭保存，最后进行ICP-MS测试分析。

表1 岩（矿）石取样位置及样品描述

3.2 主量元素地球化学特征

本次工作主要针对赋矿地层大凹子组火山岩进行了10件样品的全岩分析、组合分析。岩石化学成分、CIPW标准矿物含量及主要参数平均值见表2、表3。从表2中可以看出：SiO2平均含量为74.0%；TiO2含量0.11%～1.44%，平均值为0.36%，属低钛型；A/CNK大多数均＞1,（除了GXW08为0.96），属铝过饱和类型；里特曼指数（δ）变化范围为0.11.8，均小于3.3，属钙碱性岩系列；总碱K2O+Na2O变化范围为2.55%～5.63%，K2O/Na2O平均为0.55；岩石化学成分总体FeO/MgO＜4，Fe2O3/FeO相对较低，总体Na2O＞K2O且P2O5、TiO2含量较低，具岛弧火山岩与洋底火山岩性质。

表2 银子山铜矿大凹子组火山岩岩石化学成分表/%

根据岩石化学数据（表2），将矿区大凹子组火山岩主量元素进行火山岩分类图解的投图，从（Na2O+K2O）-SiO2的图解（图5a）中可以看出，火山岩样品点主要落在流纹岩及英安岩区域，仅1个样品点落在安山岩区域，因此银子山矿区大凹子组火山岩岩石组合是以流纹岩—英安岩系列为主、夹少量基性安山岩的双峰式火山岩为特征。

在（K2O/Na2O）-SiO2图解（图5b）中可以看出，样品主要落入低钾—中钾区域，主体以低钾火山岩为主，部分火山岩钾含量稍高，因此银子山矿区大凹子组火山岩属于低钾—中钾火山岩类型。

图5 银子山矿区大凹子组火山岩TAS图解（a）（底图据Le Maitre,1984）和钾含量图解（b）（底图据Le Bas et al.，1986）

3.3 微量元素地球化学特征

共采集分析测试了10件大凹子组火山岩微量元素，分析结果见表3。由表可见，不同岩石中的微量元素含量差别较明显。凝灰岩和英安岩类的大部分元素含量没有显著异常。这说明该区火山岩的微量元素组成具有大离子亲石元素（Rb、Ba、Sr等）和高场强元素（Nb、Ta、Zr等）亏损的特征。

在原始地幔标准化后微量元素蛛网图上（图6a）具有以下特征：1）曲线呈锯齿状，这反映微量元素分馏明显；2）微量元素平均值蛛网图相似程度较高，均以Ba、U、La、Zr、Hf相对富集，Th、Nb、Sr、Sm、Y相对亏损为主要特征,具有同源同期岩浆岩的微量元素地球化学特征；3）同类火山岩中，蚀变岩石与未蚀变岩石的微量元素分布没有明显变化，说明微量元素在蚀变过程中保持相对稳定；4）凝灰岩的微量元素分布曲线虽与英安岩、流纹岩类有所不同，但也具Cs、Ba、Th、U 富集和Cr、Nb亏损的特征，这与英安岩、流纹岩类火山岩总体有相似性。

图6 大凹子组火山岩微量元素原始地幔蛛网图（a）和稀土元素球粒陨石配分图（b）(球粒陨石标准化值和原始地幔质量分数据Sun and Mc Donough,1989)

上述英安岩、凝灰岩不相容元素的特征与岛弧或活动大陆边缘环境下的玄武岩、安山岩、英安岩、流纹岩非常相似（李昌年，1992）。Ba是俯冲带流体中非常富集的元素，高Ba/Th比值（＞300）一般说明俯冲带流体对岩浆源区的贡献比较显著。该区火山岩微量元素Ba/Th比值较高，其中灰白色硅化英安岩（GXW04、GXW05）的比值分别为365、362，大于300，而该两件样品恰好是含矿岩石，说明俯冲带的成矿流体作用对大凹子组火山岩中的大离子亲石Ba元素的富集具有显著影响。

3.4 稀土元素地球化学特征

大凹子组火山岩的ΣREE=6.51×10-6～117.08×10-6，稀土总量变化较大（表3）。δEu＝0.32～0.96（平均为0.64），显示出了中等程度的负铕异常，且δEu与稀土元素总量呈明显的负相关关系，这说明岩浆在成岩过程中经历了一定程度的斜长石分离结晶作用（或熔融残余）。δCe＝0.97～1.06（平均为1.02），岩石铈异常总体不明显，这表明岩石主要形成于弱氧化环境中。（La/Yb）N=1.01～6.55，轻稀土元素的分异程度较重稀土强烈。稀土元素分配模式曲线表现为向右倾斜的轻稀土富集型（图6b），各样品之间相似的稀土元素配分曲线暗示了它们之间可能有相似的源区和成岩过程。另外，从总量上划分属于稀土含量低型；从（La/Yb）N比值上划分属于轻稀土富集型；从δEu方面划分属于Eu亏损型—Eu平坦型。

4 矿床成因初探

银子山金多金属矿床产出于志留—泥盆系大凹子组火山岩第一岩性段的断裂构造蚀变带内，成矿与火山作用密切相关，矿体的空间展布特征受构造蚀变带的严格控制，同时矿体的产出与火山间歇期的凝灰质火山碎屑岩关系密切。由于区域上大平掌-银子山成矿带处于弧-盆系统中的弧后裂陷带中，火山为该成矿带提供了主要的热源和物源。笔者认为银子山矿区火山是以酒房深大断裂为主要火山通道，总体岩性反映了以陆相火山岩喷发相活动的特征。矿区复杂而强烈的火山活动为成矿提供了大量的物质基础和热动力条件，而矿区内发育的裂隙式次级火山通道是矿区火山期后含矿热液上升的有利通道。志留系—泥盆系强烈的火山活动在兰坪-思茅弧-盆系统中的弧后裂陷带中沉积了巨厚的中酸性火山岩、火山碎屑岩，这不仅为矿区内形成金多金属矿体提供了物质基础，而且弧后裂陷带内火山活动强烈，地热活动强烈，也为金、铜、锌元素迁移富集形成矿体提供了热动力条件。因此，强烈的火山活动对本区金多金属矿体的形成提供了大量成矿物质基础和热动力成矿条件。另外，大平掌矿区大凹子组火山岩（凝灰岩）SHRIMP锆石U-Pb年龄为（420.8±1.6）Ma，含矿凝灰岩成矿流体温度150～280 ℃（李峰等，2012），类比银子山矿区相似含矿岩性的成岩成矿年龄和成矿温度，可推测出，银子山矿区也有类似的成矿年龄和成矿温度。

综合上述矿床地质特征以及矿床地球化学特征表明：银子山金多金属矿床产于志留—泥盆系大凹子组火山岩中；矿体主要产于强硅化蚀变岩（原岩以英安岩、凝灰岩为主）中，其中矿石矿物形态为细脉状硫化物和团块状碲化物的金品位较高；矿体形态总体具有脉状、透镜状、分支复合状等特征；矿石具由明显的交代残余结构、填隙结构，脉状、角砾状构造，无明显的沉积构造特征；自蚀变带中心向两侧具绢云岩化（含金硅化蚀变带）→硫化物矿化蚀变（含铜、锌、银，伴生金）→青磐岩化的蚀变分带模式；成矿具有多期多阶段性；岩矿石微量、稀土元素的组成特征表明，成矿流体总体呈弱氧化-还原性质，成矿物质部分可能来源于含矿火山岩。金主要以碲金矿、斜方碲金矿的形式存在，少量呈自然金形式存在。

5 结论

银子山金多金属矿床主要产于志留系—泥盆系大凹子组火山岩构造蚀变带内，成矿与火山作用密切相关，矿区内强烈的火山活动为成矿提供了大量的物质基础和热动力条件，发育的裂隙式次级火山通道是矿区火山期后含矿热液上升的有利通道。矿体的空间展布受构造蚀变带的严格控制，具有脉状、透镜状、分支复合等特征；成矿具有多期多阶段性。矿物形态主要以碲金矿、斜方碲金矿的形式存在，少量呈自然金形式存在。矿区内赋矿地层大凹子组赋矿岩性凝灰岩和英安岩的地球化学特征显示，赋矿岩性总体为钙碱性系列，岩石化学成分总体与岛弧拉斑玄武岩相似，具有铝过饱和、高Na2O、低TiO2的特点，属活动陆缘火山岛弧常见的火山岩组合。综合表明，银子山金多金属矿床为产于火山机构中的浅成低温火山热液碲化物型金矿床。

注 释

①云南省地质矿产勘查院.2020.云南省大平掌矿集区深部找矿预测课题成果报告[R].

② 云南省地质调查院.2014.中华人民共和国1∶5万地质图说明书（官房幅）[R].

③云南省地质矿产勘查院.2019.云南省思茅市银子山铜矿2019年度地质勘查项目成果报告[R].