滇西北衙地区金多金属矿床成矿模式初探

肖晓牛，张少云，李勇，黄行凯

（1.江苏省有色金属华东地质勘查局资源调查与评价研究院，南京210007；2.中国地质大学（北京），北京100083）

滇西北衙金多金属矿位于云南省西部大理白族自治州鹤庆县的南部，是金沙江—哀牢山—红河富碱斑岩成矿带中段的丽江—大理斑岩型金多金属矿化集中区的重要组成部分。鉴于北衙地区良好的找矿潜力，自20世纪80年代以来，许多地勘单位在该区进行了大量的地质勘查与找矿工作。与此同时，也有不少研究单位在该区进行了有关矿床地质特征、成矿条件及成矿控制因素等方面的研究，积累了大量的研究资料［1－3］。本文重点通过对不同类型矿床的空间分布、矿床地质特征的野外详细观察和研究，结合前人对成矿流体和成矿物质来源的研究成果，用以探讨该区不同类型矿床之间的内在成因联系，并在此基础上建立以斑岩—热液成矿体系为核心的成矿模式，以期对该区寻找同类型矿床提供理论基础和科学依据。

1 矿床地质背景与特征

滇西北衙金多金属矿集区在大地构造上位于三江褶皱系与扬子准地台的弧形结合部位，总体上受南无山复式背斜东翼的一个次级构造NNE向向斜控制。区内存在EW向和NNE向两组隐伏断裂构造，其中EW向断裂控制着区内富碱斑岩的分布。矿体主要产于上述两组断裂的次级构造中，以及北衙向斜两翼和向斜轴部解理裂隙发育的地带（图1）。区内出露有二叠纪玄武岩、三叠纪中统北衙组灰岩、古近纪丽江组碎屑角砾岩等。其中北衙组灰岩是本区主要赋矿围岩，广泛出露于向斜两翼。区内广泛发育的围岩蚀变有钾化、硅化、绢云母化、矽卡岩化等。

据以往研究表明，北衙金多金属矿是由斑岩型、矽卡岩型、浅成热液型等多种成因类型组成，详见表1。

图1 北衙金多金属矿地质简图（据云南地质三队）Fig.1 geological sketch map of Beiyagold－polymetallic deposit（after No.3Geological Brigade of Yunnan）

2 矿床成因

2.1 矿床流体包裹体特征

前人通过对矿区石英脉、富碱斑岩中的石英斑晶以及方解石脉中流体包裹体进行相关的研究和分析，探讨了流体的性质、来源［4］。研究表明，该区存在3种流体，即高温高盐度流体、中高温高盐度流体、中低温低盐度流体。其中，高盐度流体不是由热水溶液的不混溶作用或沸腾作用形成，而是由中酸性岩浆在深部岩浆房中通过结晶分异作用形成，和／或在浅成条件下于岩浆结晶的最后阶段从浅部岩浆中直接出溶形成。局部矿段石英斑晶中金属矿物特别是黄铜矿的发现，也暗示早期来自岩浆的热液流体金属含量较高，形成于大气降水与岩浆热液混合之前。

表1 北衙地区矿床类型及其地质特征Table 1 Geological characteristics and metallogenic types of Beiya Gold－polymetallic Deposit

2.2 矿床地球化学特征

笔者根据流体包裹体中稀土微量元素和矿石S、Pb同位素分析结果，对成矿流体性质以及成矿物质来源等进行了讨论［5］。研究表明，本区不同类型矿床流体包裹体稀土总量较低，且配分模式表现为轻稀土富集型，流体包裹体与该区富碱斑岩的稀土配分模式基本一致。不同类型矿床的矿石S和Pb同位素分析结果显示，本区不同矿段不同硫化物的S和Pb同位素组成不具明显差异，且与富碱斑岩十分相似。结合已有流体包裹体气液相成分研究成果，推测北衙地区富碱斑岩岩浆在金多金属矿成矿过程中，不仅为含矿流体上升提供了动力和热能，同时也是成矿物质和成矿流体的主要来源。

2.3 矿床成矿作用及成矿模式

北衙金多金属矿区金属矿种类复杂，矿床类型随成矿作用时代、期次、空间分布而变化，不同期次和不同成因类型矿床既可独立出现，也可以相互重叠形成复合型矿床。但无论是独立的矿床，还是复合型矿床，在空间上均呈现出以富碱斑岩为核心的斑岩型矿床为主，兼有热液脉状充填交代型矿床、高温接触交代矽卡岩型矿床、爆破角砾岩型矿床等，组成一个完整的成矿系列。大量研究表明，北衙金多金属矿的不同矿床类型系列组合整体统一受控于喜马拉雅期岩浆—热液成矿事件，近期的研究成果进一步明确提出北衙矿区金多金属矿床的成矿作用是对印度—欧亚大陆碰撞的一种响应。

前人基于对青藏高原及其周边地区斑岩型矿床的研究，将青藏高原碰撞造山带的碰撞造山过程分为主碰撞期（65～41Ma）、晚碰撞期（40～26Ma）和后碰撞期（25～0Ma）3个阶段［6－7］。晚碰撞期成矿作用主要集中于青藏高原东缘的构造转换带，成矿高峰期集中于35±5Ma。并认为晚碰撞造山作用期间，位于青藏高原东缘的三江地区，在碰撞应力的远程传递作用背景下，金沙江—红河和盐源—丽江走滑断裂及永胜—程海断裂等深大断裂发生大规模走滑拉分，以及印度大陆和扬子地块斜向碰撞和相向俯冲导致软流圈上涌，进而诱发了加厚下地壳部分熔融和富碱岩浆活动，富碱岩浆沿走滑断裂及其与基底断裂交汇处上升形成浅成侵位。在此过程中，岩浆带来了大量的流体、挥发分和成矿物质，并在局部拉张和应力释放的环境下逐渐分凝出成矿岩浆流体，继而形成了引人瞩目的金沙江—红河富碱斑岩成矿带。

北衙金多金属矿就是青藏高原东缘晚碰撞成矿作用的一个典型实例，与成矿密切相关的石英正长斑岩的年龄值为31～34Ma，可代表斑岩侵位的时间［8］。前人有关研究认为，因为小斑岩体的形成时间一般很短，通常不超过数月至数百年［9－10］。斑岩型矿床与岩浆期和岩浆期后热液作用密切相关，其成矿时代多数情况下晚于侵位成岩时代，成岩与成矿作用的时差不会超过0.5～3Ma［11－13］。北衙金多金属矿是滇西北与喜山期富碱岩浆活动有密切的时空和成因联系的典型代表之一［14］，北衙矿区不同类型原生矿床的成因均与斑岩岩浆的侵位及分异演化有关，因此其成矿时代应与富碱斑岩体侵位时间（31～34Ma）相近或稍晚。这与区域上大规模走滑拉分成矿事件主要集中于35±5Ma［6］是一致的，也与金沙江—红河成矿带斑岩铜钼矿的成矿集中期（33～36Ma）［12］吻合。

图2 北衙金多金属矿成矿模式Fig.2 Mineralization model of Beiyagold－poymetallic deposit

为此，我们建立了北衙金多金属矿成矿模式（图2），有关原生矿床成矿作用过程大致为：在成矿早期阶段，由于温度较高，含矿热液活动性很强，与已冷凝的斑岩体外壳发生反应，形成碱质硅酸盐交代岩，以钾化为主。在此过程中由于物理化学条件的改变，成矿金属组分沿斑岩体内部的裂隙和节理带中沉淀富集，形成了斑岩型铜金矿。当部分富碱斑岩发生高侵位时，由于温度、压力骤然降低及岩浆结晶分异形成了大量的挥发分，使富碱岩浆体系的内压力急剧增大，当压力增大到静岩压力以及岩石的张性强度时，则引起斑岩体顶部爆破，产生网脉破裂和局部形成爆破角砾岩筒，这时含矿热液因温度的降低和压力的突然释放，产生相分离及络合物溶解度降低，导致矿质沉淀，在此过程中对角砾岩进行充填胶结，形成了爆破角砾岩型金多金属矿。当含矿热液在温度、压力梯度的驱动下远离斑岩体向附近接触带以及灰岩裂隙和构造破碎带迁移，在此过程中可能与大气降水发生混合，导致成矿流体温度下降、盐度降低、pH值升高，从而促进矿质沉淀，形成矽卡岩型和热液脉型金多金属矿。总体来看，富碱岩浆在成矿作用过程中不仅提供了成矿物质和成矿流体，也为成矿热液的运移提供了动力和热能，表现为整个成矿事件受控于统一的斑岩—热液成矿系统。

3 结论

根据以上研究，可以得出以下结论：

1）北衙地区富碱斑岩岩浆在金多金属矿成矿过程中，不仅为含矿流体上升提供了动力和热能，同时也是成矿物质和成矿流体的主要来源，整个成矿事件受控于统一的喜马拉雅期斑岩—热液成矿系统，该区的成矿作用是对印度—欧亚大陆碰撞的一种响应，矿床成因类型随成矿期次和成矿作用方式的不同而变化。

2）以往大量的地质勘查和研究工作表明，北衙金多金属矿是一个与新生代富碱斑岩有着密切成因联系的成矿系列组合，具有相当广阔的找矿前景。本文重点以斑岩、成矿系列等现代成矿理论为指导，对该区的成矿模式进行探讨，初步建立了以斑岩—热液成矿体系为核心的成矿模式，以期为该区下一步矿产勘查提供理论和科学依据。

［1］ 晏建国，崔银亮，陈贤胜.云南省北衙金矿床成矿预测和靶区优选［J］.地质与勘探，2003，39（1）：10－13.

［2］ 马德云，韩润生.北衙金矿床构造地球化学特征及靶区优选［J］.地质与勘探，2001，37（2）：64－68.

［3］ 赵晓鸥.云南北衙铅矿氧化带含金性研究［J］.地质与勘探，1989，25（6）：1－8.

［4］ 肖晓牛，喻学惠，莫宣学，等.滇西北衙金多金属矿床流体包裹体研究［J］.地学前缘，2009，16（2）：250－261.

［5］ 肖晓牛，喻学惠，莫宣学，等.滇西北衙金多金属矿床成矿地球化学特征［J］.地质与勘探，2011，47（2）：170－179.

［6］ 侯增谦，潘桂堂，王安建，等.青藏高原碰撞造山带：Ⅱ晚碰撞转换成矿作用［J］.矿床地质，2006，25（5）：521－543.

［7］ 侯增谦，莫宣学，杨志明，等.青藏高原碰撞造山带成矿作用：构造背景、时空分布和主要类型［J］.中国地质，2006，33（2）：340－351.

［8］ 肖晓牛，喻学惠，莫宣学，等.滇西洱海北部北衙地区富碱斑岩的地球化学、锆石SHRIMP U－Pb定年及成因［J］.地质通报，2009，28（12）：1786－1803.

［9］ Turner S，Sims K W W，Reagan M，et al.A Pb－Ra－Th－U study of Klyuchevskoy and Bezymianny volcanoes，Kamchatka［J］.Geochimica et Cosmochimica Acta，2007（71）：4771－4785.

［10］ Petford N，Gallagher K.Partial melting of mafic lower crust by periodic influx of basaltic magma［J］.Earth and Planetary Sciences Letters，2001，193（3／4）：483－499.

［11］ 侯增谦，曲晓明，王淑贤，等.西藏高原冈底斯斑岩铜矿带辉钼矿Re－Os年龄：成矿作用时限与动力学背景应用［J］.中国科学（D辑），2003，33（7）：609－618.

［12］ 王登红，屈文俊，李志伟，等.金沙江—红河成矿带斑岩铜钼矿的成矿集中期：Re－Os同位素定年［J］.中国科学（D辑），2004，34（4）：345－349.

［13］ 曾普胜，侯增谦，高永峰，等.印度—亚洲碰撞带东段喜马拉雅期铜—钼—金矿床Re－Os年龄及成矿作用［J］.地质论评，2006，52（1）：72－84.

［14］ 葛良胜，郭晓东，邹依林，等.云南北衙金矿床地质特征及成因研究［J］.地质找矿论丛，2002，17（1）：32－46.