云南省耿马勐简铅锌矿区地球化学特征及找矿前景预测
2010-01-12李汶奎杨贵兵唐文春
李汶奎,杨贵兵,唐文春
(1.湖南省地勘局417队,湖南衡阳 421001;2.四川地矿局化探队,四川德阳 618000)
0 前言
怒江～澜沧江～金沙江地区(简称“三江地区”)位于我国西南部,属青藏高原的东缘,地跨滇西、川西、藏东及青海南部广大地区,总面积达四十余万平方公里以上[1～3]。三江地区在地质上位于特提斯～喜马拉雅构造域东部,构造线由北西向急转呈南北向,也是欧亚古陆与冈瓦纳古陆强烈碰撞,挤压的地带。这里地质构造复杂,地层发育齐全,岩浆活动频繁,矿产资源丰富[4、5]。海西期以来,地壳活动频繁,岩浆活动与变质作用剧烈,特别是燕山晚期至喜马拉雅期印度板块的碰撞和陆内俯冲造山运动,为内生矿产的形成创造了更为有利的条件,形成了我国重要的有色金属、贵金属等矿产的集中蕴藏区之一[6]。
云南省耿马县勐简及旧木箐地区,银、铅、锌多金属矿区位于云南省西南部的临沧市耿马傣族佤族自治县的县城西北,地处“滇西纵谷地带”中的耿马坝子,西缘地貌分属于横断山系切割山地狭谷区,滇西南中山宽谷亚区。在工作区南东部的燕山期耿马花岗岩体中,Cu、Zn、As、Sn、Pb等元素含量较高,其中Cu、Pb、Zn、As(Ag)等元素的含量,在局部蚀变花岗岩中已达到工业品位,为查清矿化体外围银铅锌多金属资源潜力,作者对探矿权区进行了1∶50 000地球化学普查。
1 研究区地质概况
研究区位于滇西经向构造带(亦即三江经向构造带),澜沧江断裂以西,“保山～孟连沉降带”中段的南汀河断裂带与东区构造带之间(见下页图1)。区内构造面貌复杂,不同期次、不同方向、不同规模和不同力学性质的构造痕迹十分发育。变质作用强烈,岩浆活动频繁,具有良好的成矿地质条件,并形成了丰富的多金属矿。区域地层自古生界寒武系至新生界第四系,除因受地史演变影响缺失了志留系上统、三叠系下统及白垩系地层外,其余地层均有出露。区域构造以断裂为主,褶皱不甚发育。断裂多为北东、北西向低角度正冲断层,是矿液运输及集积的场所,与本区的矿产关系较为密切。区域岩浆岩活动较为剧烈,从石炭纪至三叠纪及白垩期基性、中性、酸性或碱性岩浆岩都有出露,与本区铅锌多金属矿有关的岩浆岩,主要为三叠纪侵入岩晚期花岗岩边缘相。区域矿产资源较为丰富,已知有煤、铁、铜、铅锌、锡、钨、金、银、磷钇矿等矿种,沿着北东向构造带旁次级构造带,广泛有序地分布着中低温热液型的铅锌金矿(化)点、铅锌矿(化)点。矿化带具备相当规模,具备良好的找矿前景。
图1 区域构造简图Fig.1 Schematic diagram of regional structure
2 地球化学特征
2.1 元素的含量统计
在研究区开展了30 km2的1∶50 000水系沉积物测量,分析测试了Pb、Zn、Cu、Ag、Au、As、Sb、Hg、Ni、W、Sn、Mo 12个元素。分析结果统计见表1。
从表1可以看出,研究区12个元素的平均值与全国水系沉积物均值和三江地区均值相比,均高于全国平均值和三江地区均值,其中Au、Ag、Pb、As、Sb分别是全国平均值的1.66倍、2.25倍、1.95倍、2.61倍、4.74倍,是三江地区的1.39倍、1.94倍、1.71倍、1.22倍、2.45倍,在工作区相对富集。
12个元素的变化系数值按均匀分布(CV<30%)、中等起伏(30%
2.2 元素相关性分析
对区内剔除异常后157个水系沉积物样品主要成矿元素进行了相关分析,相关系数见下页表2。
表1 研究区水系沉积物元素含量统计Tab.1 Element statistical contents of river sed iments in studying region
表2 研究区主要成矿元素相关系数表Tab.2 Correlation coefficient ofmain ore-forming elements in studying region
由表2可知,Pb、Ag、Sb、Cu、As、Au、Zn元素与成矿关系密切。
研究区矿床为低温热液型银、铅、锌、硫化物矿床。铜、铅、锌在周期表中位于不同的族,但由于它们具有铜型离子结构(在戈尔施密特分类中均属亲铜元素),具有强烈的亲硫性,所以在自然界中常紧密共生[9];锑矿床的成矿温度是在220℃～40℃之间,大多数有工业价值的辉锑矿的成矿温度是200℃～80℃[10]。此外,锑硫化物的溶解度相对的比Cu、Pb、Zn等硫化物的溶解度大得多,有利于锑集中到低温残余溶液中[11];热液作用是Au、Ag富集的主要阶段,银在硫化物中,一般呈自然银或Ag2S的低温分凝物微包裹体并常见于方铅矿等硫化物中[9]。
因此,Pb、Ag、Sb、Cu、As、Au、Zn元素相关性较好,是与其元素性质和成矿条件密切相关的。
3 探矿权区元素成矿能量法地球化学分析
3.1 成矿能量方法简介[12～13]
用元素成矿能量法找矿,是地质热力学理论在地质勘探,特别是勘查地球化学找矿中的一个重要发展和应用。前苏联地质学家萨弗朗诺夫在1987年就提出,成矿元素由分散状态组合成富集体(矿体或矿石)时的地球自然能,也就是各种金属成矿元素从原始分散状态到局部富集成矿、成晕所要消耗的相应能量。换句话说,在成矿过程中,元素的浓缩和稀释,均要通过消耗能量才能完成,其能耗之和即为总成矿能。萨氏以物理化学原理为基础,导出有多少种元素参与成矿过程,即利用可以表示元素从最初的原始分散状态,到最终富集状态时富集程度的克拉克浓度,来表示其成矿能量的变化。具体到一个矿床,就是利用矿区内某几种元素的含量与区域内该元素的背景值的比值,来反映能量的变化。单位体积矿石(晕)上成矿能消耗(En)的计算公式为:
式(1)中,En为由n个元素形成单位体积矿石或地球化学晕时所消耗的能量;n为成矿、成晕的元素种数;ki为组成矿石或地球化学晕的第i个元素的克拉克浓度值(该元素含量/该元素区域背景值)。
这样计算出的成矿能量,只反映元素富集到现有程度能量增加或减少的相对值,而不反映元素富集或分散所消耗的能量的绝对值,同时也不反映具体到哪一种(期)地质作用对能量分布发生了什么的影响,仅是最终形成现有状态的能量的分布情况。但对于表征一个地区的地球化学综合信息是有实际意义的。
3.2 成矿能量法异常分析
3.2.1 单元素异常分析
根据成矿能量法计算各单元素成矿能量,并作空间分布图(见下页图2～图8)。
由图2～图8可见:
(1)Ag异常主要分布在古生界澜沧群b段(PZmb)地层中,个别位于云阳断裂带上,或印支期花岗岩体、岩脉边缘及附近。单点异常呈椭圆状、多点异常呈不规则状,异常总体呈北东向排布(见图2)。
图2 Ag元素成矿能量异常分布图Fig.2 Ore-for ming energy anomalies ofAg element
(2)As异常分布在古生界澜沧群b段(PZmb)地层,云阳断裂带上,或印支期花岗岩体,岩脉边缘及附近。异常呈椭圆状,异常总体呈北东向排布(见图3)。
图3 As元素成矿能量异常分布图Fig.3 Ore-for ming energy anomalies of As element
(3)Au异常主要分布在古生界澜沧群b段(PZmb)地层中,个别位于云阳断裂带上或印支期花岗岩体,岩脉边缘及附近。单点异常呈椭圆状,多点异常呈不规则状,不规则条带状,异常总体呈北东向排布(见图4)。
图4 Au元素成矿能量异常分布图Fig.4 Ore-forming energy anomalies of Au elements
(4)Cu异常主要沿云阳断裂带分布,其次分布在老厂铅锌矿附近的古生界澜沧群b段(PZmb)地层中(见图5)。
图5 Cu元素成矿能量异常分布图Fig.5 Ore-for ming energy anomalies of Cu element
(5)Pb异常主要分布在古生界澜沧群b段(PZmb)地层中,个别位于云阳断裂带上或印支期花岗岩体,岩脉边缘及附近。单点异常呈椭圆状,多点异常呈不规则状,不规则条带状,异常总体呈北东向排布(见图6)。
图6 Pb元素成矿能量异常分布图Fig.6 Ore-forming energy anomalies of Pb element
(6)Sb异常主要分布在古生界澜沧群b段(PZmb)地层中,个别位于云阳断裂带上或印支期花岗岩脉附近。异常呈椭圆状、不规则状,总体呈北东向排布(见图7)。
图7 Sb元素成矿能量异常分布图Fig.7 Ore-forming energy anomalies of Sb element
(7)Zn异常主要分布在古生界澜沧群b段(PZmb)地层中,个别位于云阳断裂带上,印支期花岗岩脉附近。异常呈椭圆状,近椭圆状,总体呈北东向排布(见图8)。
图8 Zn元素成矿能量异常分布图Fig.8 Ore-for ming energy anomalies of Zn element
3.2.2 元素综合异常分析
根据元素能量法公式(1)进行元素综合异常计算,并绘制出元素成矿能量En综合异常图(如图9所示)。
从图9中可以看出,元素综合成矿能量En异常主要以北东～南西呈线状分布,区内的中部、北东部异常较高。与研究区水系沉积物元素含量综合异常分布(见图10)基本一致,成矿能量法对于弱异常提取更充分。
图9 元素综合成矿能量En分布图Fig.9 Comprehensive ore-forming energy anomalies
根据主成矿元素及伴生元素、指示元素的地球化学性质,结合元素异常的空间套合关系,将测区异常分为Pb、Zn、Cu、Ag成矿及伴生元素组合,Au、As、Sb、Hg伴生及远程指示元素组合。
测区单元素异常以Pb、Ag、Au为主,其异常数相对较多,异常强度相对较高,规模相对较大,反映该类元素为测区内的主要成矿及伴生元素。Zn、Cu、As、Sb的异常数、异常强度、规模相对次之,为测区成矿的次要伴生元素及指示元素。Hg异常数目较多,但异常强度较低,规模较小,异常无明显的浓集趋势,与区内的成矿及伴生指示元素相关性差,没有空间分布上的一致性,反映异常与矿化无关,可能为地层中的含量起伏所致。
图10 研究区水系沉积物综合异常略图Fig.10 Element comprehensive distribution of sediments in studying region
4 成矿预测
4.1 铅、锌、银、铜、金、锑找矿远景区
在位于研究中西部,面积约8 km2,处于云阳断裂与南腊福荣背斜之间,出露古生界澜沧群b段(PZmb)绢云母石英千枚岩与片岩地层,以及印支期花岗岩脉,成矿条件较好。找矿靶区有:
(1)9-乙1铅、银、金、锑一级找矿靶区(见图10),位于研究区的东南角,靶区面积约1.5 km2,铅、银、金、锑异常强度较高,规模较大,组合元素多,具有较大工作价值,有寻找中型以上多金属矿床规模的较大远景。
(2)5-乙2铅、锌二级找矿靶区,位于9-乙1铅、银、金、锑一级找矿靶区以北,面积大于0.3 km2,异常未封闭,异常峰值和衬值较高,元素组合好,具有进一步工作价值,有一定找矿潜力。
(3)6-乙3锌、铅三级找矿靶区,位于9-乙1铅、银、金、锑一级找矿靶区和5-乙2铅、锌二级找矿靶区以东,面积为0.5 km2,锌、铅异常有一定规模和异常元素套合,有一定找矿意义。
4.2 铅、铜找矿远景区
在位于研究区东角南腊福荣背斜核部附近至支阳断裂,面积约3 km2,可能处于老厂已知铅、锌矿北西向断裂延伸带上,主要出露古生界澜沧群b段(PZmb)绢云母石英千枚岩与片岩地层找矿靶区,有:3-乙2铅铜二级找矿靶区,位于研究区的东北角,靶区面积约0.5 km2,铅铜异常强度较高,有一定规模和异常元素套合,有一定找矿潜力。
5 结论
(1)在研究区水系沉积物中Au、Ag、Pb、As、Sb含量,远高于全国和三江地区平均值。
(2)由元素成矿能量法研究显示,Pb、Zn、Cu、Ag、Au、Sb异常主要呈东北～西南走向的线状分布,区内的中部、东北部异常较高。
(3)成矿前景区可分为二个区域:东北角的Pb-Cu找矿区和西南角的Cu、Pb、Zn等多金属找矿区。其中,西南角成矿条件较好,可能出现工业矿床。
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