杨秦昆
(金诚信矿山工程设计院有限公司,北京 100071)
目前我国正处于市场经济高速发展期,大规模工业生产使得矿产等非可再生资源需求量大幅增加。但实际上,我国的资源供给已经无法满足工业生产需求,矿产资源的进口量持续加大,一定程度上制约了我国经济与社会发展。为有效缓解这一资源短缺问题,对老矿区资源情况进行进一步了解,评价其深边部资源潜力具有显著意义[1]。
地处云南东北部的都龙锡锌多金属矿床,是我国重要的锡铜铅锌资源区之一。该矿床不仅金属锡储量可观,而且伴生大量的有益组分,主要包括铅、铜、银、铟和镉等,特别是富含重要的金属资源铟[2,3],是我国资源研讨的热点地区。本文专门针对都龙地区的锡铜铅锌矿床资源分布情况进行分析,并对该区深部地质资源勘查进行评价,为该区及外围未来规划发展提供有价值的参考。
都龙地区大地构造背景属于华南褶皱系西端与扬子地块、哀牢山褶皱系等三大构造单元的交接部位[4],上扬子古陆块的都龙变质核杂岩中,成矿带为华南成矿区的广南—文山—马关有色金属贵金属稀有金属成矿带。北以弥勒—师宗断裂为界与扬子地台相邻,西以红河断裂为限与哀牢山断块毗邻,南部紧邻越北古陆[5]。
整个矿区内平行于地层走向的纵向断层十分发育,成组性较明显,存在多期次活动情况,整体看来错距不大[6]。在多旋回构造运动演化进程中,其沉积作用、变质作用、岩浆作用、成矿作用,均显示出复杂性、多期性、继承性的特点。本区北西向、北东向、南北向褶皱、断裂遍布,其中北西向马关—都龙断裂、文山—麻栗坡断裂、老君山断裂,对本区的成矿、岩浆活动、陆内造山作用起着主导作用。断裂中普遍存在矿化蚀变现象,张性断层表现明显,断层倾角达40°~60°,岩层产状与地层基本保持一致,其断裂中也含有锡矿化石英脉。
区内岩浆岩较发育,以侵入岩为主,岩石类型主要为酸性岩,其中花岗岩系列的形成经历了区域变质→混合岩化→花岗岩化→重熔岩浆侵位→分异冷凝等阶段。花岗岩岩石较单一,以二云母花岗岩为主,岩石酸度较高,以富碱、铝过饱和为特征,含Sn、W、Be、Zn、Cu、F等成矿元素。岩体内交代现象发育,具残留片麻理及阴影构造。暗色矿物主要为黑云母,角闪石极少见,斜长石有序化程度高。该区花岗岩为壳源花岗岩,是大陆隆起低压条件下挤压环境中经地壳重熔而成。
同时有少量的白垩纪扣哈单元侵入到寒武系地层中,形成了含矿矽卡岩。而在了解花岗岩化过程中,需要对其花岗岩原岩中的Zn、Pb等成矿元素进行分析,了解其矿物质成分变化,对其矿化叠加富集内容进行调整,最终才能形成结构完整的工业矿体。
都龙地区的锡铜铅锌矿床矿体结构复杂,大多赋存于寒武系田蓬组及新远古界新寨岩组地层中,岩性主要为云母石英片岩、白云母大理岩、绿泥石岩、大理岩、复杂矽卡岩、片麻岩、变粒岩等[7]。矿体主要呈层状、似层状、透镜状、囊状和网脉状产出于中寒武统田蓬组当中,在平面上和剖面上分别呈近南北向带状分布和叠瓦状分布[2]。矿体整体呈现矽卡岩控制状态,大多顺层产出并与围岩相交,而大理岩与片岩交替频繁带为矽卡岩带,这说明了都龙地区的矽卡岩与大理岩二者之间是存在着相对明确的依存关系的。
总体看来,都龙地区矿体整体产状与含矿地层产状基本保持一致,走向为近南北向,向西倾斜,倾角10°~35°。岩石组合复杂、沿倾向岩相变化频繁,矽卡岩成带出现,主矿体顺层产出。在针对该地区矿石矿物的研究中,需要了解其分布不均匀的情况,结合矿床厚度变化较大这一问题分析了解其矿体实际情况。
都龙地区矿石矿物类型丰富,主要以黄铁矿为主,其次为闪锌矿、方铅矿、铁闪锌矿、磁黄铁矿、毒砂、锡石、黄铜矿等。其中锡石、闪锌矿和方铅矿、黄铜矿等为主要可利用矿物,黄铁矿可作为伴生利用矿物加以利用,另外银、铟等组分主要与其它矿物一起回收利用。脉石矿物有钙铁辉石、透辉石、绿泥石、绿帘石、阳起石、斜黝帘石、石榴子石、透闪石、白云母、金云母、石英、萤石、方解石等。
都龙地区矿石主要呈自形与半自形不规则的颗粒状集合体,其化学成分非常复杂,主要有用组分为锡、铜、铅、锌,其它存在一定有害元素如砷元素,且含量较高。矿石结构主要为(自形-)半自形-它形粒状结构,还有部分细脉状结构、胶结粒状结构,矿石构造主要为稀疏浸染状、稠密浸染状及星点状、条带状构造、块状构造,另外还存在明显的固熔体分离结构及压碎结构。再者就是金属硫化物呈现扭曲构造,这是受应力影响的结果。这些部位的脉石矿物直接与金属硫化物相互交替形成条带,产生扭曲变形。
该区变质作用较广泛,变质类型以区域动力热流变质为主,并叠加动力及接触变质作用。矿区蚀变类型有矽卡岩化、碳酸岩化、黄铁矿化、规划、绿泥石化、绢云母化等。该区矿石特征方面的研究需要考虑成矿与变质作用存在的密切联系,特别是与矽卡岩化相关的变质作用,对于矿物赋存规律的了解具有重要意义。
该区矿物成分复杂,经过多期次复杂的沉积、变质作用、岩浆作用,对于其成因的研究异常困难。尽管研究数据与工作成果也非常丰富,但围绕该区成矿成因问题依然存在分歧和争议,目前有热水沉积-变质改造-岩浆热液叠加成因[8]、岩浆热液成因[2,9]、沉积成因[10,11]等多种不同观点和认识。本文此次并不对这些成因作评价,无论哪种成因,在该区成矿均与矽卡岩、岩浆、构造、热液等因素紧密相关。
考虑到都龙地区的锡铜铅锌矿区大面积的晚燕山期花岗岩单元,其沿张性断裂带侵入围岩发生接触交代作用,需要深入分析接触交代作用,更多从围岩变质程度与接触交代过程建立扩容带分析体系。再利用岩浆热液侵入形成矽卡岩,此时再对矿床成因进行分析。都龙地区锡铜铅锌矿床受地层、断裂、矽卡岩以及岩浆岩多重控制,其构造复杂。矿化地层内的破碎带、褶皱等为后期成矿提供了有利条件与空间。在针对地层内大理岩岩石活性进行分析过程中则发现其岩石活性较高,有利于物质交换并最终形成矽卡岩,同时也能形成大量的岩浆气水热液,为成矿提供了大量有效的热源与物质来源。
上述矽卡岩作用热源与物质交换,形成都龙地区的锡铜铅锌矿化,而在后期含矿热液的多次作用下形成工业矿体。总体而言,该区的矿化与矽卡岩化作用有直接的联系,对矽卡岩化作用的研究将对进一步的勘查有显著意义。
在评价该区深部资源勘查时,首先需要明确都龙地区锡铜铅锌矿床的勘查类型划分问题,从矿床成因来进行分析,深部资源应与上部变化不大,矿体规模以中—小型为主,矿体形态以似层状、脉状、透镜状为主,构造影响程度中等—大,有用组分分布均匀—较均匀,厚度变化中等—大,勘查类型主要为II—III类型。勘查难度较大。
在勘查方法与工程布置方面,根据矿体赋存特征应主要采用探采结合的方式进行。坑道用于采矿的同时,也对岩矿体特征、变化情况、矿化规律等进行研究,开展综合研究工作。另外坑道也作为生产探矿工程的钻探联络道、钻机位使用,在极大地减少钻探工程量的同时也避免了深钻偏斜对探矿工作的影响,坑内钻探也可借助坑道揭露的矿体对成矿规律、矿石性质、加工费技术性能、开采技术条件等工作进行更加深入地研究。
另外,在都龙矿区,物探工作也具有较好地效果。矿化的石英岩、片岩、板岩、千枚岩及含硫化矿矽卡岩密度较高,一般为3.5g/cm3~4.1g/cm3,与围岩密度差>0.5g/cm3,可引起局部重力异常。含矿的岩石中有较多的黄铁矿、磁黄铁矿,磁性较高;矿化石英岩、板岩、千枚岩、片岩、矽卡岩具弱至中等磁性,花岗岩无磁性,通过适当的磁法测量也可指导深部资源的勘查。
针对云南省马关县都龙地区的锡铜铅锌矿床地质特征进行分析,根据目前矿床的形成机制、矿石特征、矿体特征、岩浆岩特征及变质特征等,对其深部资源勘查进行评价,提出了具有针对性的勘查技术方法及工程有效布置,为进一步勘查规划提供了参考依据,也为都龙地区矿区未来发展规划提供了有价值的参考条件。