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滇西羊拉铜矿矿床成因及成矿规律
2019-05-13
羊拉铜矿床位于昌都—思茅地块与中咱微板块的结合部位,是加仁花岗岩带上羊 拉—曲隆 Cu(PbZnAg)矿带中具有代表性的矿床之一。为进一步指导矿区深部及外围地质找矿 工作,结合区内已有的地质研究成果,详细分析了区域成矿背景、矿床地质特征、成矿要素、成因机 制,并深入探讨了地层岩性、构造及岩浆活动与成矿的关系。研究表明:①矿区主要出露志留系、泥 盆系地层,其中志留系江边组、志留系里农组为主要的赋矿层位;②矿床受地层、构造控制作用显 著,矿体整体规模、产状及厚度变化较大,沿倾向方向形态复杂多变,多呈层状、似层状、透镜状产 出;③矿床主要受控于近 SN向、NE向断裂组及层间破碎带,构造交汇部位矿...
Serial No. 600 April. 2019 现ꢀ 代ꢀ 矿ꢀ 业 MODERN MINING 总第 600期 2019 年 4 月第 4 期 · 地质·测量· 滇西羊拉铜矿矿床成因及成矿规律 1 1 2 陆继军 ꢀ 李ꢀ 莹 ꢀ 字红梅 ( 1. 中国有色金属工业昆明勘察设计研究院有限公司;2. 蜂巢智库工业设计有限责任公司) ꢀ ꢀ 摘ꢀ 要ꢀ 羊拉铜矿床位于昌都—思茅地块与中咱微板块的结合部位,是加仁花岗岩带上羊 拉—曲隆 Cu(Pb-Zn-Ag)矿带中具有代表性的矿床之一。 为进一步指导矿区深部及外围地质找矿 工作,结合区内已有的地质研究成果,详细分析了区域成矿背景、矿床地质特征、成矿要素、成因机 制,并深入探讨了地层岩性、构造及岩浆活动与成矿的关系。 研究表明:①矿区主要出露志留系、泥 盆系地层,其中志留系江边组、志留系里农组为主要的赋矿层位;②矿床受地层、构造控制作用显 著,矿体整体规模、产状及厚度变化较大,沿倾向方向形态复杂多变,多呈层状、似层状、透镜状产 出;③矿床主要受控于近 SN 向、NE 向断裂组及层间破碎带,构造交汇部位矿化进一步富化;④矿 床可划分为热水沉积成矿、岩浆热液成矿及构造热液改造成矿 3 个阶段,总体属热水沉积—热液改 造型矿床。 在上述研究的基础上,认为里农矿段西侧、路农矿段东侧及两者结合部位西北侧具有良 好的找矿前景。 关键词ꢀ 铜矿ꢀ 矿床地质特征ꢀ 矿床成因ꢀ 成矿条件ꢀ 成矿规律 DOI:10. 3969 / j. issn. 1674-6082. 2019. 04. 006 Deposit Genesis and Metallogenic Regularity of Yangla Copper Deposit in Western Yunnan Province 1 1 2 Lu Jijun ꢀ Li Ying ꢀ Zi Hongmei 1. Kunming Prospecting Design Institute of China Nonferrous Metal Industry Co. ,Ltd. ; . Hive Think Tank of Industrial Design Co. ,Ltd. ) ( 2 Abstractꢀ Yangla Copper Deposit is located in the binding site of Changdu-Simao Block and Zhong- zan Block,which is one of the representative deposits in Yangla-Qulong Cu (Pb-Zn-Ag) metallogenic belt of Jiaren granite belt. In order to provide some reliable references for the deep and edge prospecting work of the mining area,based on the geological research results for the mining area,the regional metallogenic geological background,deposit geological characteristics,metallogenic factors,genetic mechanism and the relationship between formation lithology,structure,magmatic activity and mineralization are discussed. The research results show that:①the strata distributed in the mining area is mainly for Silurian System and Nipen System,among them,Jiangbian Formation and Linong Formation of Silurian are the enriched strata; ② the deposit is mainly controlled by strata and tectonic,the whole scale,occurrence and thickness of the deposit vary greatly,the mineralization form is complex and changeable along the tending direction,which occurred as layered stratiform-like and lenticular;③ the deposit is mainly controlled by the SN trend faults,NE trend faults and interlayer fracture zone,and the mineralization is enriched in the intersection part of structure;④the mineralization of deposit can be divided into hydrothermal sedimentation,magmatic hydrothermal and tectonic hydrothermal transformation,therefore,the genesis of the copper deposit is de- fined as hydrothermal sedimentary-hydrothermal reformed deposit. According to the above discussion re- sults,it is further indicated that the west side of Linong ore-section,east side of Lunong ore-section and the combining site have favorable prospecting potential. ꢀ ꢀ 陆继军(1986—),男,工程师,650051 云南省昆明市。 1 9 总第 600 期 现代矿业 2019 年 4 月第 4 期 ꢀ ꢀ Keywordsꢀ Copper deposit,Geological characteristics of deposit,Deposit genesis,Metallogenic con- dition,Metallogenic regularity ꢀ ꢀ 羊拉铜矿位于滇西德钦县羊拉乡境内,早在 20 云砂 质 板 岩 及 绢 云 石 英 片 岩 为 主, 江 边 组 三 段 3 世纪 60 年代就被云南地勘局十八地质队在羊拉— 茂顶一带开展矿产普查时发现,但区内地形切割大、 地形复杂,地质工作很大程度受限于自然地理条件, 直至 20 世纪 90 年代,地质学者才对其展开了综合 (D1 j )为另一重要含矿层,里农矿段 KT4、KT5 及江 边矿段 KT1、KT2 均赋存于此,含矿岩性以细—中晶 大理岩为主,顶部发育层状—似层状矽卡岩;中、上 泥盆统里农组(D2+3 l)是矿区最主要的含矿层位,出 露于矿区中、西部,具体可划分为 3 个岩性段,以里 农组一段矿化最为富集,里农矿段 KT2(上)ꢁ1、KT2 (上)ꢁ2 及路农矿段 KT1、KT5 等均赋存于该层位, 含矿岩石为细粒石英砂岩夹砂质绢云板岩,矽卡岩 化作用强烈。 [ 1-2] 。 随后,众多学者集中于此开展地质研 地质调查 究,并在成矿地质背景、成矿作用、矿床地球化学、矿 [ 3-7] 。 目 床成因等方面取得了令人瞩目的地质成果 [ 8-11] 。 前,关于羊拉铜矿矿床成因尚未取得统一认识 为深入研究羊拉铜矿成矿地质条件,探讨矿床成因 机制,构建成矿模式,在野外地质工作的基础上,本 研究结合前人成果,探讨矿床里农矿段、路农矿段结 合部的成矿地质条件,厘定矿床成因,为羊拉铜矿深 部及外围找矿预测工作提供指导。 (2)构造。 受区域强烈构造运动的影响,区内 构造发育,主要表现为褶皱、层间断裂及节理。 里农 背斜轴向近 SN 向,以里农大沟为界,褶皱被划分为 东、西两翼,在区域构造挤压作用的影响下,层间平 卧、斜歪褶曲发育;矿区内断裂可分为近 SN、EW 及 NE 向 3 组,其中 SN 向断裂组以层间断裂为主,呈 狭长断续带状出露于里农组不同的岩性界面附近, 是区内重要的含矿及容矿构造,KT1、KT2、KT4 及 KT5 矿体均赋存于该破碎带内;F4 断裂为 NE 向构 造的代表性断裂,与 SN 向的金沙江区域断裂带相 交呈“入”字型构造格局,断裂附近围岩发育强烈的 碎裂岩化、糜棱岩化及微弱的褐铁矿化,多期次的活 动致使其由早期的平移性质转变为张性(晚期);多 期次 构 造 活 动 使 得 区 内 节 理 发 育, 具 体 划 分 为 NNE—NE、NEE 及 NW 向 3 组,与层间滑脱带、小破 碎带及不同岩性的接触带共同构成了矿质富集的有 利场所。 1 ꢀ 区域成矿地质背景 羊拉铜矿床大地构造位置处于欧亚板块与印度 板块的古特提斯构造域,夹持于昌都—思茅地块与 中咱微板块的金沙江板块结合带内,东西两侧被区 内近 SN 向的羊拉断裂及金沙江断裂所围限,与 NE 向断裂组共同组成了“入” 字型构造。 受区域不同 时期地质构造事件的影响,金沙江构造带沉积地层 较为复杂,自元古界至新生界均有出露,其中发育于 泥盆系—下石炭系的嘎金雪山群是区内重要的赋矿 层位,为一套碳酸盐岩、变质沉积岩及基性火山岩组 成的岩层,偶夹二叠系岩块,具体可划分为志留系、 江边组(D1 j)、里农组(D2+3 l)及贝吾组(C1 b),基性 火山岩发育洋岛火山岩特征,是区域内最为关键的 含矿围岩。 区域作为金沙江—哀牢山结合带的重要 组成部分,经历了洋盆发育、发展、萎缩及消亡的演 化过程,多期次的构造运动也为多期成矿作用提供 了基础条件,形成了区域著名的金沙江—哀牢山 Cu-Au 多金属成矿带,羊拉铜矿床即位于区内加仁 花岗岩带上的羊拉—曲隆 Cu(Pb-Zn-Ag)矿带中。 ( 3)岩浆岩。 区内岩浆活动剧烈、频繁,岩浆岩 分布广泛,火山岩、侵入岩及脉岩均有出露。 火山岩 以玄武岩为主,大面积分布于矿区西部的贝吾组 ( C1 b)地层内,层厚大于 700 m,里农组中偶见玄武 安山岩夹层,还发现石炭纪—二叠纪牙形刺化石,反 映出该地层发生了构造错动以致混杂了里农组的二 叠系岩块;矿区内侵入岩十分发育,以中酸性花岗闪 长岩、斑岩及各类中—基性脉岩为主,自矿区北部至 南部出露贝吾岩株、里农岩株及加仁岩体,总体构成 了近 SN 向展布的构造—岩浆带,各岩体的接触带 发育一定的矽卡岩型(铜)矿化,尤以加仁岩体内矿 化最为富集。 2 ꢀ 矿区地质特征 ( 1)地层。 矿区内出露的嘎金雪山群具有显著 的混杂堆积特征,实则为蛇绿混杂岩堆积体,在矿区 内主要表现为志留系、泥盆系及石炭系地层。 志留 系主要发育一套石英砂岩变质而成的中—基性火山 碎屑岩,系浅水环境沉积而成;下泥盆统江边组(D1 j) 出露于矿区中、东部及南东侧,其中江边组二段 ( 4)围岩蚀变。 受区内多期次构造—岩浆—热 2 ( D1 j )为主要的含矿层位,以变质绢云石英砂岩、绢 液活动事件的影响,区内围岩蚀变发育,类型复杂且 2 0 ꢀ ꢀ 陆继军ꢀ 李ꢀ 莹等:滇西羊拉铜矿矿床成因及成矿规律ꢀ ꢀ ꢀ ꢀ ꢀ ꢀ ꢀ ꢀ ꢀ ꢀ ꢀ 2019 年 4 月第 4 期 多相互叠加,矽卡岩化、钾化、硅化、碳酸盐化及绢云 母化与矿化关系密切。 矽卡岩化广泛发育于变质碎 屑岩及碳酸盐岩的接触部位,与矿(化)体关系最为 紧密,多形成层状—似层状石榴子石-透辉石-钙铁 辉石矽卡岩型矿体;硅化在矿区内最为发育,表现为 石英斑晶、石英重结晶及石英脉 3 种形式,晚期形成 的硫化物-石英-方解石脉规模较早期的石英脉更 大,部分可富集形成矿体;钾化则呈钾长石、钾长石 类型:①赋存于花岗闪长岩-花岗斑岩体外基础带上 的层状、似层状矿(化) 体;②产于沉积岩与侵入岩 ( ( 花岗闪长斑岩) 接触带( 面) 的环形、弧形脉状矿 化)体,江边矿段矿体多属该类型矿化;③沉积岩 系与侵入岩系(花岗闪长斑岩) 的贯通裂隙中赋存 的厚大脉状矿(化) 体。 大水沟作为褶皱构造的轴 部,将矿床划分为里农、路农矿段,各矿段的矿体产 状有所不一:里农矿段内矿体总体呈近 SN 向展布, 倾角较缓(18° ~ 35°);路农矿段矿体总体呈近 EW 向展布,倾角相对陡;矿体在里农—路农结合部位则 呈 NE 走向。 总体上,羊拉铜矿体呈层状、似层状、 脉状及透镜状产出,严格受岩性、地层及构造控制。 + 石英+金属硫化物脉或黑云母雏晶、斑晶等发育于 岩体内。 3 ꢀ 矿床地质特征 3 . 1ꢀ 矿体特征 根据矿 体 产 出 形 态、 赋 存 位 置 等, 矿 区 内 矿 化) 体可划分为6个矿带( 表1) ,矿体总体有3种 ( 表 1ꢀ 羊拉铜矿床矿体特征参数 矿体编号或数量 形态 产状 矿带 走向 NE 倾向 NW NW W 倾角/ (°) 30 ~ 40 里农岩体西侧外接触带铜矿带 里农岩体内、外接触带 爆破角砾岩铜矿带 KT2(上)ꢁ1,KT2(上)ꢁ2,KT5 层状、似层状、透镜状 脉状、透镜状 KT6 ~ KT15 KT3 NE 45 ~ 80 近 SN NNE 65 ~ 68 层状、似层状、透镜状 脉状、透镜状 加仁岩体东侧外接触带铜矿带 加仁岩体北侧外接触带铜矿带 里农岩体东侧 10 支工业矿体 KT5 NW N 45 ~ 63 NE—NEE SN/ EW 75 ~ 80 似层状、透镜状、扁豆状 似层状、透镜状、脉状 JKT1、JKT2、JKT8 E / N 50 ~ 60 / 25 ~ 40 3 . 2ꢀ 矿物组合特征 碎屑岩的接触部位,矽卡岩中见多期蚀变叠加绿泥 石、绿帘石等矿物与黄铁矿、黄铜矿的金属硫化物形 成稠密浸染状—块状矿石,里农矿段主矿体均产于 此蚀变带;③石英-绢云母化带(SiSe)分布于岩体西 外接触带里农组底部,以硅化、绢云母化为主,发育 石英+金属硫化物脉、石英+绢云母+金属硫化物脉、 黄铜矿+黄铁矿脉等,但矿化程度较前述 2 个蚀变 带弱,赋存 KT2(下)、KT4;④青磐岩化带(ChEp)位 于岩体边缘及外部,以青磐岩化、碳酸盐化为主,无 明显金属矿化。 矿床内矿石类型复杂,对应硫化物、氧化物及碳 酸盐类等多种类型的矿物,以黄铜矿、孔雀石及少量 赤铜矿、斑铜矿及蓝铜矿等为主。 黄铜矿为矿床内 最重要的铜矿物,多呈浸染状、脉状产出,在矽卡岩 中与石英、黄铁矿、毒砂等共生,在角岩及大理岩型 矿石中与黄铁矿组成硫化物脉而穿切岩层层理,少 量呈乳滴状、斑点状产于闪锌矿内部;斑铜矿多呈他 形粒状与黄铜矿、方铅矿、闪锌矿共生,主要赋存于 矽卡岩、角岩及大理岩型矿石中;孔雀石是氧化矿、 混合矿的主要铜矿物,多嵌布于硫化矿节理、裂隙 中,或呈纤维状、皮壳状、薄膜状充填于岩石或矿物 表生裂隙中。 4ꢀ 成矿条件 4. 1ꢀ 地层岩性 矿床主要的含矿岩石为泥盆系江边组及里农组 大陆斜坡相地层中的中—基性火山物质,岩性为均 匀砂质板岩及变质绢云石英砂岩,偶夹白色、灰白色 中—厚层状细晶—中晶大理岩。 据取样分析,发现 该主要赋矿地层中 Cu、Mo、Zn、Pb、Ba、W、Bi 等金属 元素集中富集特征显著,各元素含量除高于地壳平 均值外,均明显高于其余时期形成的地层,反映出一 部分金属元素富集于在地层沉积过程中,在岩浆期 后含矿构造热液的活化作用下,原先富钙质的沉积 岩被交代成为含透辉石、石榴石的矽卡岩,构成了矿 3 . 3ꢀ 蚀变分带 矿区内与花岗闪长岩体相关的蚀变控制着主矿 体的富集规模及展布形态,自岩体中心→边缘→接 触带→远离岩体围岩具有明显的蚀变分带:①角岩 化带(Hs) 主要分布于江边组二段(D1 j2 ) 与岩体接 触带,主要发育中等透辉石化、硅化、绢云母化,蚀变 岩石中多见石英-钾长石脉、碳酸岩脉及石英金属硫 化物脉,对应着 NE 向大脉状铜矿体(KT6 ~ KT15); ② 矽卡岩化带(SK) 发育于近岩体的大理岩与变质 2 1 总第 600 期 现代矿业 2019 年 4 月第 4 期 [ 12] 床内关键的含矿岩性 。 此外,绢云石英板岩、绢 云石英砂岩等变质碎屑岩在热液活动作用下,重结 晶成为斑点状绢云石英板岩、角岩化的石英砂岩,局 部活动剧烈部位演化形成角岩,这一重结晶作用往 往伴随着强烈的矽卡岩化,铜矿化与矽卡岩化成显 著的正相关关系,矿(化)体受地层岩性控制作用显 著。 湾状半封闭空间是成矿的有利部位,主矿体随岩体 整体倾伏变化向西倾伏;④矿床内层间断裂发育较 多,是早期成矿流体的有利导矿通道,具体表现为印 支—燕山期挤压环境下的中酸性岩浆形成的含矿热 液顺构造裂隙产生纵向运移的同时,在里农组、江边 组地层中进行侧向运移、弥散及矿质沉淀,层间断裂 在为流体运移提供通道的同时,形成了纹层状矽卡 岩矿(化)体;⑤岩体内裂隙产状与岩体产状一致, 裂隙多被石英脉充填,同时伴随着黄铜矿化、黄铁矿 化及辉铜矿化的产生,尤以石英二长斑岩体内矿化 最为富集,是含矿热液在岩体内的有利运移通道及 沉淀场所。 4 . 2ꢀ 岩浆活动 区内经历了多期次的岩浆活动,自海西期至印 支期均有发育,各期内热液作用及侵入岩与成矿均 有密切关系。 华力西期超基性岩体的发育常伴随着 Cr、Fe 矿的产出;印支—燕山期中酸性岩体接触带 及岩体内 NE 向构造破碎带(滑脱带、裂隙带) 中多 发育 Cu 矿或 Cu-Pb-Zn(Au、Ag) 矿床,羊拉铜矿即 是该岩浆成矿期的代表矿床。 羊拉铜矿区内主要出 露中酸性岩体,岩体规模以小岩株及岩瘤为主,矿 5ꢀ 成矿规律 羊拉矿床内矿石类型繁多,金属量富集显著,并 非由单一的成矿作用即可形成,是经历了多期成矿 作用的结果。 在海西期,热水沉积作用提供了部分 成矿物质,但成矿元素富集程度较低,未能形成一定 规模的矿(化) 体;至晚印支期,进入岩浆成矿作用 的主要成矿期,在先前沉积的矿化富集部位形成接 触交代型主矿体,残余岩浆则侵位形成石英板岩 (体);晚燕山—喜山期后,构造热液改造成矿作用 使得矿(化)体进一步富集,并将矿体错断形成不同 的矿段。 羊拉铜矿床的主矿(化) 体是矽卡岩型矿 体,反映出岩浆热液成矿作用是重要的成矿条件,成 矿流体自深部岩浆房运移至浅部并最终沉淀,可大 致划分为 3 个阶段:①岩浆房在早期的去气过程中, 含矿流体温度、压力分别降至 550 ℃、50 MPa,流体 在此环境中分异为高盐度、富 Cu 的卤水相及低盐 度的气相,其中卤水相遇大理岩交代形成早期的矽 卡岩,由于低 S 含量而未能富集成矿,总体为热水沉 积阶段;②岩浆房晚期去气时低温梯度较高,超临界 流体未能与气液两相线相交,而是在温度降至 370 ℃时因压力降低至饱和蒸汽压以下而发生相分离, 含矿流体在氧逸度、温度降低、pH 升高、Cl 离子火 毒降低及外来流体加入等因素的影响下,铜的硫化 ( 化)体多发育于岩体内、外接触带或岩体内部的破 碎带、裂隙带内,岩体对成矿的控制主要表现为:① 据测试统计,矿区含矿岩体中 Cu、Sn、Bi、As、Sb 等 元素含量较其余岩(地)层高,其中成矿元素(Cu)含 量为中国花岗岩含 Cu 均值的数十倍,为成矿提供 了有利物源,并在岩体边部普遍发育细脉—浸染状 黄铁矿和黄铜矿;②岩体严格控制着矿(化)体的空 间分布及展布形态,岩体形态不规则或由陡变缓的 转折地段是矿质有利的沉淀部位;③早期形成的钙 质围岩多被晚期形成的中酸性花岗岩侵入,在剖面 上形成了起伏波状、锯齿状的接触面,平面上揭露的 港湾状接触带是容矿的有利部位,这一现象在路农 矿段、江边矿段东部广为发育,常见花岗闪长斑岩体 与围岩的锯齿状接触带内赋存矿化体,自岩体中心 往外分布厚度不均、矿化不均的的湿矽卡岩带→干 矽卡岩带,是矽卡岩矿体的重要产出部位。 4 . 3ꢀ 构ꢀ 造 区内构造运动剧烈、频繁,形成了复杂的构造格 局,区域性大断裂及矿区次级断裂构造共同控制着 矿带/ 体的产出及分布:①区内深大断裂严格控制着 岩浆活动、沉积建造及变质作用的产生,尤以近 SW 向断裂对金沙江基性—超基性岩带、拱卡蛇绿混杂 岩带、加仁—贝吾花岗岩带等 5 大 SN 向岩浆岩带 及矿产的空间分布控制作用最为显著;②矿区内 NE 向断裂与区域 SN 向深大断裂交汇为“入”字形构造 格局,并将矿床错断划分为里农、路农、贝吾、江边、 通吉格、尼吕及加仁 7 个矿段;③岩体接触构造严格 控制着矿体的产出形态,在岩体隐伏地段形成的港 [ 12] 物逐渐沉淀富集成矿 ,为岩浆热液成矿期;③成 矿后期,矿区在燕山—喜山剧烈构造运动的影响下, 矿质进一步活化迁移,于构造破碎带内叠加富集为 脉状金属硫化物-石英-方解石矿(化) 体。 总体上, 羊拉矿床属热水沉积—热液改造型矿床。 6ꢀ 结ꢀ 论 详细分析了羊拉矿床的矿体地质特征、成矿机 制,认为矿区找矿远景区主要包括:①里农矿段西 侧,本研究在该区揭露了规模不大的斑岩体,尽管出 2 2 ꢀ ꢀ 陆继军ꢀ 李ꢀ 莹等:滇西羊拉铜矿矿床成因及成矿规律ꢀ ꢀ ꢀ ꢀ ꢀ ꢀ ꢀ ꢀ ꢀ ꢀ ꢀ 2019 年 4 月第 4 期 长岩的锆石 U-Pb 年龄、Hf 同位素特征及其地质意义[ J]. 岩 露面积小,但在斑岩体顶部发现了黄铜矿化、黄铁矿 化及辉钼矿化的方解石-石英脉,3 250 m 中段斑岩 及附近 Cu 含量达 0. 20% ~ 1. 20% ,且 Au(0. 24% 石学报,2010,26(6):1833-1844. 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