滇东北茂租铅锌矿矿床地质特征及成矿模式*

柴 旺 赵志芳 段 鹏 余 璨

（1.云南大学地球科学学院；2.中国有色金属工业昆明勘察设计研究院有限公司；3.云南省高校国产高分卫星遥感地质工程研究中心；4.国土资源部三江成矿作用与资源勘查利用重点实验室）

滇东北铅锌多金属成矿带位于扬子准地台（I级）之滇东台褶带（II 级），是川滇黔区域最重要的铅锌成矿区域，矿床均产出于碳酸盐岩地层中，以震旦系灯影组铅锌矿床最为发育［1-4］。茂租铅锌矿位于滇东北巧家县NE 向平距48 km 处，西起长坡、东临大石包，南北受狮子山及申家梁子所围限。矿区展布面积为6.8 km2，自20 世纪50 年代西南地质局545 队在矿区发现含矿层以来，前人在矿区开展了大量工作，但由于交通、地域限制，研究程度总体较低［5-8］。本研究在系统整理已有资料的基础上，对矿床成矿地质背景进行分析，厘清矿床地质特征，总结成矿规律，为矿区下一步地质勘查工作提供依据。

1 成矿地质背景

区域出露地层繁杂，自元古界昆阳群、震旦系至第四系均有出露，地层总厚度达10 000 m 左右，矿床主要赋存于下二叠统茅口组、上泥盆统宰格组、下寒武统渔户村组及震旦系灯影组中。区域内岩浆活动总体不发育，仅局部地区分布晋宁期花岗岩、澄江期石英斑岩及流纹岩—玄武岩。此外，区内断裂构造发育，与褶皱共同组成的褶皱—断裂带，严格控制着区内Pb、Zn、Ag 矿床（点）的产出。区域由南向北分别展布复原—罗平矿带、牛首山—马龙矿带、金牛厂—矿山厂矿带、五星迤车讯—龙街矿带、大宝厂—长发硐矿带和巧家—莲峰矿带。以金沙厂—雨碌为界，东西两侧分别发育不同类型的矿床：东侧主要为赋存于二叠系、泥盆系地层中的铅锌矿床，西侧为产于古生界震旦系地层的铅锌矿带。总体而言，区内铅锌银矿产与构造、古地理环境、地层岩性密切相关，震旦系灯影组、下寒武统渔户村组、上泥盆统宰格组、下石炭统摆佐组对于成矿具有明显的时空控矿性，区域成矿主要受矿源层、古地理和褶皱—断裂带控制。

2 矿区地质特征

2.1 地 层

矿区北起麦子湾、南至杨棚子，地处茂租逆断层与臭水井断层所挟持得楔形区域内，出露地层较复杂（图1）［9］。奥陶系地层均出露于矿区狮子山以南，其中奥陶系中统大箐组（O2d）、巧家组（O2q）的灰白色—灰色白云质灰岩均分布于矿区狮子山以南，偶见燧石团块及腕足类、三叶虫化石；奥陶系中统红石崖组（O1h）自上而下岩性分别为紫红色泥质砂岩、浅灰色砂质白云岩及紫红色砂岩。寒武系地层分布于狮子山—杨棚子一线的南西侧，其中寒武系上统二道水组（ϵ3e）自上而下岩性为石英砂岩、灰色含泥质白云岩，寒武系中统岩性为西王庙组紫红色砂岩与陡坡寺组灰岩，寒武系下统龙王庙组、沧浪铺组及筇竹寺组广泛展布于矿区内。

矿区的主要含矿层位为震旦系上统灯影组，广泛出露于矿区北东侧及北西侧。其中，灯影组上段上亚段（Z2dn）为灰白色—深灰色粉—细中粗白云岩，多发育雪花（鸟眼）状萤石白云石基波纹状萤石白云石条带，闪锌矿、方铅矿呈散点状及细脉状分布其间，在上、下部分别形成I1、I2号似层状铅锌矿体；灯影组上段下亚段由灰白色—深灰色致密状硅质白云岩组成，可见闪锌矿、方铅矿呈斑点状、散点状、层块状及脉状嵌布其中，是茂租铅锌矿床II、III 号矿体的赋矿层位。

2.2 构 造

矿区总体位于茂租逆断层和臭水井断裂交汇的三角带内，构造十分发育。矿区褶皱由宽缓的向斜褶曲和平行排列的不对称背斜构成，自西向东分别发育长坡倒转背斜、洪发硐—四财硐不对称背斜、干树林不对称向斜及白卡向斜，在洪发硐背斜轴部构造羽状裂隙中发育脉状矿（化）体。长坡倒转背斜是位于茂租逆断层与长坡断层之间的次级褶皱，向南至桐子厂附近呈单斜构造。洪发硐—四财硐背斜两翼为寒武系下统地层，使白卡与干树林2个向斜合并为同一宽缓的大向斜，区域上与干树林不对称向斜毗邻。白卡向斜南东翼实则为宽缓的金阳背斜北西翼，由震旦系灯影组白云岩组成，北西翼及核部为寒武系下统地层，矿区总体位于核部区及东翼转折端。

矿区以NE向断层最为发育，次为NE向、SN向断层。矿区西部被茂租逆断层由纵向切错，上盘发育震旦系灯影组白云岩，下盘主要发育寒武系、二叠系地层，垂直断距达4 000 m，是矿区主要的控矿构造。长坡逆断层为茂租逆断层的派生断层，向北延至长坡白水沟与大岩硐断层相交，断层上盘局部发育轻微硅化、萤石化及铅锌矿化；大岩硐断层北至白水沟交于茂租逆断层，错断上层铅锌矿体约60 m，其断面上见缓倾斜擦痕及少量铅锌矿脉。矿区次级断裂组分布零散且规模不大，产状变化较大，多在震旦系灯影组白云岩中发育矿化程度不一的裂隙矿，对于一、二层铅锌矿体有着显著的改造富集作用，尤以铅的富化作用最为显著。

2.3 围岩蚀变

矿区围岩蚀变以硅化、萤石化为主，其次为重晶石化、方解石化及褐铁矿化。硅化集中发育于铅锌矿（化）体及边缘的围岩中，局部地段受矽质浸染而发育为矽化白云岩，偶见石英脉穿插于白云岩及铅锌矿物中，在干树林北段及申家梁子一带尤为发育，是鉴别灯影组上段顶部上层矿与灯影组上段中上部下层矿的标志之一。萤石化多见脉状萤石分布于矿体内部及围岩中，矿体局部边缘见厚数厘米至数十厘米的萤石脉，在白云岩中偶见单独发育的萤石脉，还观察到浸染状、细脉状铅锌矿，在II2、II5号矿体中发育最显著。

3 矿床地质特征

3.1 矿化层

矿区主要赋矿层位为震旦系上统灯影组上、下亚段，上含矿层自上而下可划分为5 个岩性层：①上部浅灰色、深灰色为中—粗晶白云岩中形成I 号似层状铅锌矿体，厚约13 m；②浅灰色薄—中厚层状细—中粗晶白云岩中发育稀密度极不均匀的白云石斑点及黄铁矿，局部见散点状铅锌矿化，沿裂隙发育铅锌矿脉；③灰白色—深灰色细—中晶白云岩中多发育雪花（鸟眼）状萤石白云石，发育I 号下部矿（化）体，以底部波纹状萤石白云石条带为典型特征；④浅灰色—灰色粉—细晶白云岩中发育萤石、白云石斑点或团块，偶见散点状铅锌矿化；⑤下部为灰白色角砾状粉—细晶硅质白云岩，局部发育铅锌矿化。该含矿层厚度小且变化较大（14～39 m），以东西向的变化最大，水平方向和垂直方向上的变化次之，彼此交替重叠发育，层理清晰，偶有斜交层纹发育，表明矿床发育于不稳定的动荡沉积环境中。

下含矿层岩性相对单一，主要发育灰白色—白色的致密块状硅质白云岩，燧石扁豆自西向东逐渐增多，条带也逐渐清晰，厚度逐步增大。层位中发育II 号矿体，沿局部裂隙发育铅锌细脉，富化为III 号矿（化）体。

3.2 矿体特征

矿床内共圈定了11 条矿体，上含矿层发育I1、I2、I3、I4、I5、I6共6条矿体，下含矿层发育II1、II2、II3、II5共4条矿体，脉状矿体1 条（III3号矿体），其中主矿体共7条。I2号矿体是矿区内规模最大的矿体，矿石量占总资源储量的35.7%，总体赋存于上含矿层至强风化灰黄色、浅灰色薄—中厚层细—中粗晶白云岩中，多见褐铁矿、铅锌矿氧化物呈囊状、蜂窝状产出，也见闪锌矿、方铅矿及黄铁矿呈散点状、斑点状及细脉状嵌布，I2号矿体Zn平均品位为6.27%（表1）。

表1 矿体特征参数统计

总体上，上、下含矿层是矿区的主要矿化类型，矿（化）体呈似层状产出，总体展布于干树林向斜北西翼及洪发硐背斜轴部一带，矿体产状与围岩产状一致，走向N—NE、倾向SE，延深254～725 m，厚度1.6～5.64 m，以形态规则、产状稳定为主要特征，普遍发育规模较大。洪发硐背斜轴部及其东翼的构造羽状裂隙中发育脉状矿（化）体，倾角较陡，走向NW、倾向E，延长60～94 m，矿体形态复杂且规模较小。

3.3 矿石矿物特征

矿床内矿石矿物类型较为简单，硫化物以闪锌矿、方铅矿为主，局部发育少量黄铁矿。闪锌矿为黄棕色—棕色、褐红色，呈半透明状、球粒状、不规则状及细脉状展布于白云岩中。方铅矿为铅灰色、钢灰色，呈不规则状及细脉状嵌布于白云岩中。脉石矿物主要包括萤石、白云石和石英，局部地段发育燧石、方解石和炭泥质。

矿石结构以粒状结构、粒状胶结结构、镶嵌结构及斑状结构为主，多见铅锌矿物呈半自形粒状聚集为团块，或呈不规则粒状嵌布于白云石颗粒中，偶见分布于硅质脉和方解石脉边缘，局部地段见铅锌矿物呈不规则粒状被铁质、硅质、磷灰石、白云石所胶结，或呈不规则状颗粒与白云石镶嵌在一起。

矿石构造主要为斑点状构造、块状构造、浸染状构造、土状构造和脉状构造。其中，富矿地段以块状构造为主，主要为闪锌矿、方铅矿沿层紧密堆积，或为半自形—自形晶斑嵌布于白云岩中；胶状结构、土状结构发育于氧化带中，铅锌矿物呈胶体状充填于空硐或裂隙中，亦或呈疏松土状见于地表及老硐中；脉状构造主要发育于裂隙构造中，多被铅锌矿物充填，或见方解石、白云石交代呈脉状。

4 成矿规律

4.1 上层矿

上含矿层具有厚度小而变化大（14～39 m）、岩性变化大及层理清晰等特征，上含矿层稳定赋存于含磷层下11.5 m 范围内，富矿化与赋矿层Z2dn22的厚度、岩相与热水沉积构造的发育程度关系密切。成矿特征：①震旦系灯影组上段上亚段厚度集中于19～25 m 时，仅见小规模裂隙矿；②灰岩厚度集中于1～5 m 时，岩层分布范围较广，于长坡地段发育贫薄的I3号矿体；③在0～1 m 后的灰岩层中，相变的白云岩中发育厚大的I2号矿体，6 号斜井干树林核部可见闪锌矿与萤石、白云石一并构成条纹状矿化，而狮子山洪发硐背斜区萤石、白云石斑点较少，矿化程度较低。总体而言，上含矿层受控于原始沉积环境及岩性条件［10-14］。

4.2 下层矿

下层矿（化）体赋存于距燧石角砾顶板1～5 m 层内，矿化在该层内变化较大，矿体多见尖灭、分枝复合现象，矿体品位亦随之变化。下层矿主要受控于岩性岩相条件，角砾层、燧石层的厚度直接决定着矿体的赋存特征。当岩层内无燧石条带且角砾层较厚大时，矿化发育程度低，富矿化主要集中于燧石角岩层0.52～3.40 m 段的过渡地段，即角砾层和燧石层的过渡地带是工业矿体的主要产出部位。近矿围岩成分复杂，局部可见层理清晰的灰色—深灰色泥质角砾，同样是动荡沉积环境的有利佐证。偶见圈层状硅质白云岩，推测其为强烈热水旋流的产物［15-18］。

4.3 裂隙型铅锌矿

裂隙型铅锌矿（化）体主要受控于层位及N25°～43°W 的羽状裂隙组，由含矿热液沿同生断裂两侧裂隙充填及后期改造而成，以III1、III2及III3号矿体最为典型（图2）。

5 矿床成因

茂租铅锌矿总体属“上层矿—下层矿—脉”三位一体的热水沉积成矿模式，3 个矿（层）是热水沉积成矿作用的统一产物。含矿热水沿同生断裂上升时，断裂旁侧裂隙被附近薄弱地带充填、交代形成脉状或不规则的扁豆状况（化）体，热液上升通道受阻、热水压力较高时矿化最为富集。当含矿热水喷溢至海底时，热液就地沉积于喷口附近的洼地形成似层状上层矿和下层矿。其中，下层矿形成于同生断裂热水活动的中早期，热水在该阶段喷发强度较高、水体动荡，形成大量同生角砾岩，但由于热液中含矿浓度较低，故而该阶段矿化品位偏低、矿体规模较小；上层矿形成于热水活动的中晚期，热水经充分演化分异而含矿浓度较高，以溢流为主，易于在有利部位沉积形成规模较大的工业矿体。

6 结 论

（1）茂租铅锌矿床是产于碳酸盐岩及断层破碎带的热水沉积型矿床，层状、似层状矿（化）体赋存于上震旦统灯影组白云岩中，脉状矿（化）体则赋存于断裂破碎带。

（2）矿床总体受地层、构造控制，向南倾伏的大岩硐、洪发硐背斜及NE向F12组成“背斜加一刀”的构造组合，成矿条件良好，背斜倾伏端断裂破碎带及两翼地层找矿潜力良好。矿床南侧的白马厂—核桃湾总体位于莲峰—巧家大断裂及茂租断裂的构造交汇部位，成矿地质条件良好，具有较好的找矿前景。