云南墨江县金厂金镍矿成矿规律及找矿远景

尹红光，钱梦静，李万平，宗富

(1.云南省有色地质局三一三队，云南 玉溪 653100；2.墨江县矿业有限责任公司，云南 墨江 654800)

金厂金镍矿床位于云南墨江县城北东40°，直距约10km的哀牢山中南段。已查明金属量金43.4t，镍54.8万t(以硅酸镍为主，少量砷硫化镍)，钴1.97万t。伴生Co、Se、Ag、Ga、Te、PGE等元素[1]。“残坡积、风化壳型硅酸镍矿床”镍钴矿勘查深度一般几十m～>100m；金、砷硫镍矿勘查深度400m～500m。深部金矿体变厚变贫，矿体自然延深、尖灭再现。多数矿体圈定为透镜状，未探边摸底。

1 矿区地质特征

大地构造位置属于西藏-三江造山系，扬子西缘多岛-弧-盆系，金沙江-哀牢山蛇绿混杂带。哀牢山蛇绿混杂带，处于特提斯成矿域，三江(造山带)成矿省，墨江-绿春(火山弧)Au-Cu-Mo-Pb-Zn矿带，哀牢山(结合带/小洋盆)Au-Cu-Mo-Cr矿带(图1)。经历了加里东-华力西早期大陆边缘沉积，华力西中晚期古特提斯拉张，华力西末期-印支早期挤压，印支中期古特提斯发育为陆缘岛弧，印支晚期强烈造山，喜马拉雅期走滑的发展过程。基性-超基性岩体侵位于九甲-安定深大断裂(F3)，为主要矿源层，金、镍矿体分布于基性-超基性岩体底部内外接触带。矿床类型为阿拉斯加型，Cu-Ni-PGE就地熔离和贯入式矿化为主；成矿时代为志留纪、泥盆纪。已发现评价镇沅老王寨金矿、墨江金矿、元江安定镍矿、元阳大坪金矿、金平白马寨镍矿等中大型矿床。

图1 牢山中南段重要金矿分布图

1.1 地层

矿区出露志留系中下统金厂组(S1-2j)板岩、石英岩(硅质岩)、砂岩，赋矿层之一；三叠系上统一碗水组(T3y)泥(页)岩、砂岩。图2。

图2 墨江金矿矿区地质构造及平剖面图

(1)第四系：①全新统(Qh)残坡积层，以砾石、砂土、红色粘土。厚0～10余m；②更新统(Qp)古残积层，见于超基性岩体之上，呈面型风化壳。

(2)三叠系上统路马组(T3l)以灰红、灰紫、灰黄、黄绿、黑色等杂色泥(页)岩与砂岩互层为主，局部夹煤线。厚度>800m；三叠系上统一碗水组(T3y)厚度>400m，分上下两段。下段分上下两层。上段(T3y2)灰黑色粉砂岩、泥岩互层，底部夹薄层灰岩；下段上层(T3y1-2)出露于矿区西侧。白红色含砾砂岩、砂岩、泥岩，下段下层(T3y1-1)灰绿色、紫红色砾岩、粉砂岩、泥岩。底部具底砾岩，其厚度变化大(0m～数十m)。为明显的古侵蚀面、古风化壳。地层倒转，“红层”翻伏于S1-2及岩体之下。走向320°～330°，倾角30°～60°，倾向北东。南段可见局部“红层”产状正常，覆于岩体之上，向西倾斜。

(3)志留系中下统金厂组(S1-2j)自下而上分为三段。其中①马乎洞段(S1-2j3)顶部紫灰色叶片状板岩，中下部灰黑色板岩夹变余粉砂岩，厚266m。岩层中顺层分布数层花岗斑岩(有的鉴定为霏细斑岩)。该层未见金、镍矿化；②四十八两山段(S1-2j2)顶部灰黑色薄层状细晶灰岩，厚10m。中部为灰黑色薄层状板岩夹砂岩。下部灰绿色绿泥片岩，总厚406m。该层仅见局部轻微的砷硫化镍矿化；③烂山段(S1-2j1)上部深灰色薄-中层状泥质变余粉砂岩，中下部深灰色黄铁矿化石英岩为主。总厚大于456m，为金镍矿床赋存层位。出露于四十八两山、老金牛、烂山、平坡及猫鼻粱子地段。

金厂组各段地层间呈整合接触，顶部层位剥蚀，底部层位因与岩体呈侵入接触，矿区内顶底层位均未出露完全。地层已全部倒转，走向310°～330°，倾向北东，倾角20°～60°。

1.2 构 造

区域内最大的主干断层构造为九甲-安定深大断裂(F3)，褶皱构造为金厂破背斜西翼。矿区内构造变动较强烈，地层已发生倒转、翻卷现象，岩层较破碎，褶皱、断层较发育。

(1)断裂：九甲-安定深大断裂(F3)沿衰牢山分水岭或西坡一线出露。矿区段称“金厂大断裂”，侵入的超基性岩体“金厂岩体”侵位占据。矿区即位于其中段部位紧靠西旁侧。该断裂北端与哀牢山深大断裂合并，墨江以南部分逐渐隐入红层(上构造层)之下，走向300°～310°，倾向北东，倾角70°～80°，逆断层。沿深大断裂或近两旁侧，侵入“哀牢山超基性岩”(华力西-喜山期)，见压碎带、糜棱岩化带，硅化程度高。断裂东侧主要出露下古生界，西侧主要出露上古生界，但多为三叠系“红层”掩覆。

矿区内断层可分三组，多为成矿期后断裂。断距仅3m～5m，多属逆断层。断层面常见水平擦痕。破碎带规模亦不大，仅宽数十cm至1m～2m，有的不见破碎带。a.北西断层组走向303°～330°，最发育的一组断裂。倾角65°～85°，倾向多北东，少数南西。为走向断层组；b.北北西断层组走向330°～350°，较发育的一组断裂。倾角50°～85°，倾向多北东，少数南西。其中最大的F59是“红层”与Sl-2j地层不整合面间发生滑动形成的逆(掩)断层，破碎带宽3m～5m；c.北西西断层组走向275°～290°，不甚发育。倾角50°～70°，倾向多为北东，多为平移断裂。

矿区内节理、裂隙发育，主要为断层构造派生的次级羽状裂隙。北西组、近东西组及岩层的层间裂隙主要属成矿期裂隙，是含金石英脉和砷硫化镍矿的容矿裂隙。

(2)褶皱：属华力西-印支褶皱(下构造层S1-2)和喜山褶皱(上构造层T3)。轴线走向与区域主干构造线走向一致(295°)。金厂同斜破背斜轴部，个别地段甚至发生翻卷现象。超基性岩体后期以冷侵入形成“压入体”，(底辟)呈岩舌状局部挤入红层。

老金牛-烂山地段S1-2中有一些挠曲形成的舒缓波状短轴小背向斜，似盘碟，鞍部平坦，轴向多北西，个别近东西。下构造层中有大岩脚翻卷小背斜(Ⅳa)。上构造层马乎洞-龙潭阱同斜向斜东翼，据红层底板等高线图，显示几个隐伏的隆起和坳陷，单个长约200m～600m。

1.3 岩浆岩

金厂岩体是岩带中最大的岩体，平面上呈反“S”形，长15.6km，宽0.4km～1.93km，一般宽1.2km，面积19.24km2；连接其北端岩体(深部)，一个长约40余km的大岩墙，长34km，宽1km～3km，面积64km2，成矿深度预测达10km。岩体两端细窄，中部膨大，呈弯豆荚状。与围岩呈锯齿状接触。岩性以斜方辉石橄榄岩(φ3)为主，斜方辉石辉橄岩(φ2)次之，亦有少量的含辉纯橄岩(φ12)和纯橄榄岩(φ11)，橄辉岩和辉石岩异离体很少见；二辉岩相和单辉岩相带亦极少见。造岩矿物以斜方辉石、橄榄石为主，单斜辉石少见。岩体中有少量分异的辉绿岩体或岩脉(βμ)，多见于岩体南端部。还有少量分异或蚀变成的含钛铁矿辉长岩脉、榴辉岩脉、顽火辉石岩脉、直闪石岩脉等。

岩体数值特征：①岩体主要属镁质超基性岩类，镁铁比值(m/f)7～11，平均值9.3，分为镁质、富镁质、超镁质三个亚类。②岩石化学系列属铝过饱和系列(占40%)和正常系列(占40%)；少量属碱过饱和系列(占20%)，铝含量偏高，无长石出现。③岩石普遍含Ni、Cr。岩体NiO含量与MgO含量、a/c值、m/f值成反消长关系。Ni呈硅酸镍状赋存于岩石中，含Ni0.26ω%；纯橄岩类中Cr2O3含量1.41ω%，斜辉辉橄岩中0.5ω%，斜辉橄榄岩中0.34ω%。

岩体中各类岩石均已蛇纹岩化(地表向下500m内)。金属矿物以磁铁矿、铬铁矿、铬尖晶石为主，偶见黄铁矿(挤压成薄膜状)、赤铁矿、石棉 (横纤维)亦较常见。

中酸性侵入岩呈少数岩墙、岩株，30余个岩体多呈狭长状岩墙侵入九甲-安定岩体旁侧。中性侵入岩极少呈豆状小岩体侵入P、T3地层中；酸性侵入岩以花岗岩、花岗斑岩、石英斑岩类为主，Au矿源之一。侵入时代属燕山期。

超基性岩结晶年龄476.6Ma～551.6Ma(云南第三地质大队)、417.6Ma(陈景荣，2002)，花岗斑岩脉结晶年龄180Ma。金镍矿石PGE含量[3]ΣPGE2.58×10-9～109.66×10-9，与超基性岩ΣPGE4.58×10-9～50.48×10-9相差不大，显示墨江金镍矿PGE来源主要来自超基性岩体。

2 矿床地质特征

2.1 矿体特征

(1)金矿床地质特征

矿区原圈定159个大小金矿体，生产探矿新增13个，南北长约3.2km，东西宽约0.4km，面积1.34km2。产于金厂岩体底部内外接触带(图3)。出露最高标高2093m，最大埋深400余m。矿体金>1000kg有6个工业矿，300kg～1000kg有5个，100kg～300kg有5个。最大的矿体是Ⅰ10，金资源储量10.49t。金矿体产状大多数与地层产状一致或略穿层，矿体长轴多与区域主构造线方向一致，形态完整。其中，四十八两山地段矿体倾角60°～80°；老金牛-烂山地段矿体倾角20°～30°；猫鼻梁子地段矿体倾角35°～45°。主要金矿体特征见表1。

表1 矿区主要金矿体特征表

图3 墨江金矿42纵、94横剖面图

主要金矿体Ⅰ10矿体：位于烂山-平坡地段。工业矿体长1120m，宽110m，平均厚度16.25m，品位Au2.88ω×10-6。赋存标高2130m～1900m。矿体两端形态较规整，成鞍状、倒鞍状，金矿体多夹于上、下镍矿体之间。呈长条带似层状，走向300°～305°，倾向北东，倾角25°～45°。矿石类型以“混合型”为主。金镍矿体产于岩体的底部，部分有穿插现象。

(2)镍矿床地质特征

图4 196线剖面图(风化壳型镍矿)

2.2 矿石矿物组成及其特征

含金矿物：自然金(含银自然金)、银金矿。含银矿物：硫锑铜银矿-银黝铜矿-含银黝铜矿(系列)、自然银、辉银矿、辉锑银矿、中银黄铁矿；含镍矿物：辉砷镍矿(含钴)、针镍矿、方硫镍矿、锑硫镍矿、斜方砷镍矿、辉镍矿；氧化矿物镍华、碧矾；硫化矿物：黄铁矿、磁黄铁矿、白铁矿、黄铜矿、斑铜矿、辉锑矿、方铅矿、闪锌矿、铁闪锌矿、毒砂、砷黝铜矿；其它金属矿物：磁铁矿、铬铁矿、铬尖晶石、锡石、异极矿。菱锌矿、菱铁矿、自然铜。氧化矿物：褐铁矿、赤铁矿、针铁矿、铜兰、孔雀石、白铅矿、铅矾、黄铁钾矾、水绿矾等；

副矿物：电气石、锆英石、钛铁矿、榍石、金红石、白钛石等；脉石矿物：石英、玉髓、隐晶硅质、蛋白石、绢云母、绿泥石、钠长石等；蚀变矿物：“绿色水云母”-包括云南水云母、单热水云母、伊利石(水云母)等种，菱镁矿、铁白云石、白云石、胶蛇纹石、滑石、臭葱石、沸石、鱼眼石；粘土矿物：高岭石、多水高岭石、迪开石、拜来石、蒙脱石等。

3 矿床三位一体地质模型

3.1 成矿地质体

金镍矿床赋矿岩层为镁铁-超镁铁杂岩底部内外接触带。形成时间经历了加里东-华力西-印支期-喜马拉雅期，具有多期性。基性-超基性岩体是Au、Ni、Co矿源层、成矿地质体。侵位于华力西期九甲-安定深大断裂(F3)及两旁侧，后期有中酸性岩体侵入，但都围绕基-超基岩体；金镍矿体赋存于超基性岩体旁侧同一地质体的中下部、底部与围岩接触带。金矿体多见于外接触带200m范围内，最远未超过400m。分布于岩体内分异形成的特殊岩相带、岩体底部或侧伏端。基性-超基性岩体是Au、Ni、Co的载体、矿源层、成矿地质体[4]。

3.2 成矿构造与成矿结构面

金镍矿体间常有间距，少数交叉、穿插、迭生，金矿体(矿化带)中广泛弥散镍、钴矿化和绿色水云母化，矿化带几乎重叠的。

3.2.1 金矿体空间分布特征及变化规律

(1)主要分布于“烂山段(S1-2j1)”上部板岩夹变余砂岩、粉砂岩(或互层)中。呈穿层产出，受压扭性裂隙控制空间上呈雁行式、侧幕式斜列。远离金厂岩体一端品位较富，脉体厚度一般较厚。近岩体一端品位较贫，厚度变薄或分枝、尖灭。

(2)浸染状含金石英岩夹含金石英脉型(“混合型”)金矿体沿层分布受石英岩、变余粉砂岩层位控制。金矿体产状与含金石英脉一致或呈斜交关系，脉体在矿体中呈多字型或侧幕式斜列，脉带长轴方向与矿体长轴方向一致。

综合上述分析，借鉴国外的经验，我国可以将有假释的裁量终身监禁作为死刑的替代刑。但是，需要注意的是，设立一项制度与废除一项制度同样艰难，况且，我国现有的刑罚制度——无期徒刑同样可以发挥出与有假释的裁量终身监禁同样的效果。死刑一旦被废止，无期徒刑的适用范围自动扩大，不仅包括本就适用无期徒刑的犯罪，还包括了之前应当适用死刑的罪行。对于一些特殊的犯罪，如若采取无期徒刑不符合罪责刑相适应的原则，可以在确定适用无期徒刑的同时，规定服刑的最低年限。

(3)金矿体较集中分布于“红层”底板起伏较大地段。较平整地段，金矿体分布较少。

(4)富金石英脉近东西向组发育，富集带也多呈近东西向，少数呈北西或北东向。

3.2.2 砷硫化镍矿体空间分布特征

(1)分布于超基性岩体、岩支、岩舌内外接触带弯曲部位，平直部位矿体少见。产于石英岩、变余粉砂岩及蛇纹岩、硅质菱镁岩中。一般离接触带愈远矿化愈弱，矿体出现愈少。

(2)矿体常分布于紧靠围岩一侧断裂带或构造破碎带中，伴随出现绿色水云母化蚀变带，矿体与绿色蚀变带分布一致，但蚀变带范围更宽。

(3)部分矿体(富矿体)常赋存于“绿色泥岩”中。由泥岩经绿色水云母化蚀变生成。

(4)矿区北段烂山一带镍矿体产于金矿体下盘，南段猫鼻梁子一带多产于金矿体上盘。

3.3 成矿作用特征

(1)岩浆熔离与成矿：①金厂岩体中岩石普遍含Ni、Cr等亲铜元素。Ni呈硅酸镍状态，Ni0.26ω%。纯橄岩类中Cr2O3含量1.41ω%，斜辉辉橄岩中0.5ω%，斜辉橄榄岩中0.34%。铬铁矿富集空间与纯橄岩类分异空间一致，矿区及外围发现平坡杂岩带、江水坝、公路石桥数等处矿化带或小矿体(Cr203最高23ω%)。②S熔离：岩石矿物组分复杂，其中黄铁矿、白铁矿含量5%～15%；其它金属矿物含量总计1%～2%。区内围岩和各类岩体中普遍黄铁矿化，局部十分强烈，说明岩体中有S熔离出来。通过硫同位素测定，基性火山熔岩σs34平均值-4.2，与围岩σs34平均值亦相近，硫主要来源于围岩中含“火山沉积硫”，即海底火山喷发期形成的海水硫酸盐(与地层同时沉积的产物)。镍矿体中块状黄铁矿σs34平均值-5.2，与金厂超基性岩体σs34平均值(-5.1)相近，有同源性。矿石硫比围岩硫重约1‰，围岩硫来自海水硫酸盐，矿石硫则掺合有部分深源硫。

(2)同化混染作用：金厂岩体侵入及其自身变质引起一系列热液活动，使岩体及围岩中贫金石英脉和含金石英岩受到相应的改造，发生滑石化、蛇纹石化等蚀变，部分脉体和矿体中添加(或蚀变)入更多有吸附金矿质能力的成分(滑石、蛇纹石等)，金矿质进一步聚积、富集。热液从岩体中溶解大量Au、Ni，金矿质迁移再分配，优先选择交代富含蛇纹石、高岭石等成分石英脉体，部分金矿质迁移富集形成品位低的含金石英岩矿体，迭加(或蚀变生成)较多的含镍矿物、硫化矿物、绿色水云母，形成较复杂的矿物组合，富金也富银的格局。

(3)流体作用：加里东地槽沉积形成期，伴随火山喷发活动，含金矿质火山凝灰硅质岩经华力西期区域浅变质作用，硅质岩中部分Si02以侧分泌方式析出，为含金石英脉雏形。

华力西期金厂岩体侵入及其变质引起热液活动(接触岩浆热液、岩浆期后热液、超基性岩自变质热液)，金矿质再次进一步聚积、富集。热液富含氯、硫组分，且从岩体中溶解携带部分金矿质，促成贫金脉体和矿体的迭加富集。

燕山中晚期区域发生再生岩浆热液活动(酸性岩侵入)，远源岩浆期后中温热液沿金厂岩体西接触带(通道)上升，富含Fe+2、Sb+2、Zn+2等重金属阳离子和部分S-2、As-2等阴离子，同时从围岩和岩体中溶解携带矿质，当S-2、As-2离子浓度足够高时，使岩体含镍矿物(橄榄石、辉石、蛇纹石)中Ni2SiO4离解，Ni+2与S-2、As-2反应形成镍的硫砷化物。上升过程中，随着温度、压力下降，矿质在接触带附近和构造带有利位置沉淀、聚集成矿，围岩发生硅化、黄铁矿化、绿色水云母化等热液蚀变。

(4)成矿作用特征：墨江金镍矿是多元、多期、多阶段成矿[7-8]，为熔离-贯入作用+改造+迭生演化复杂的“复成金镍矿床”。是受断裂控制与超基性岩体有生因联系的石英脉型金矿床，金矿床成因类型属岩浆期后中低温热液交代矿床。砷硫化镍矿床镍矿质来自金厂超基性岩体，成矿热液属与燕山期区域酸性岩浆(花岗岩类)侵入活动有关的热液。

金矿成矿作用：金矿质来源的多源性。一是金厂组(S1-2j)围岩含金丰度值高，高于地壳各类岩性含金丰度平均值l～2个数量级；二是华力西期金厂超基性岩体，含金丰度高于地壳超基性岩含金丰度平均值；三是燕山期远源中低温热液活动。经历了多期多阶段变质作用和各种热液活动改造，金矿质发生迁移、聚集、再分配、富集成矿，形成了金矿床。

镍矿成矿作用：砷硫化镍矿床镍矿质来自金厂超基性岩体，含镍丰度平均高达2100×10-6(即0.21%)，一般2000×10-6～2500×10-6，石英岩620×10-6，变余粉矿岩600×10-6；花岗斑岩550×10-6。岩浆型矿床主要为就地熔离矿体、深部熔离、贯入矿体、晚期贯人矿体、接触交代矿体和热液叠加矿体。

综上，构建“三位一体”的找矿模式，建立墨江金矿找矿预测模型(图5)[4]，指导找矿。

图5 墨江金矿找矿预测模型

4 找矿远景

哀牢山中南段具有生成墨江金镍钴矿床的地质条件。有必要开展区域性找矿基础地质工作，加强区域性综合研究及成矿预测，同时加强工业指标论证，有助于提升矿床规模。

(1)哀牢山中南段360km基性-超基性岩体(带)分布有多处金镍矿床(镇沅老王寨金矿、墨江金矿、元江安定镍矿、元阳大坪金矿、金平白马寨镍矿[6]，岩体大至几十至上百km2，小至<1km2，岩体周围都成矿，有大面积综合探矿空间。

(2)哀牢山中南段类似墨江金镍矿蚀变带和金镍钴矿化点亦有发现，如老王寨金矿中镍矿、安定镍矿中金矿，综合勘查评价能提升其价值；加强工业指标论证，提高矿床规模。

(3)墨江金镍矿现勘查深度400m～500m，成矿深度预测达10km。预测规模大-超大型。