云南播卡金矿成因分析

2011-10-19张建斌

地质找矿论丛 2011年4期

张建斌，肖红

（北京中金泰科勘探技术有限公司，北京100089）

0 引言

播卡金矿位于昆明市东川区西北部的金沙江及小江夹持地区，属东川区拖布卡镇管辖。自1996年发现金矿以来，引起外界广泛关注，此后进行过多次找矿与评价工作。关于矿床的成因类型尚存在不同的认识，接触破碎带型金矿、层控型金矿［1］、剪切带型金矿［2］、热液型金矿［3］、后期火山喷气沉积淋滤改造型［4］等观点均有提及。本文在研究前人资料的基础上，结合近年来在拖布卡地区的金矿勘查工作，试图对播卡金矿床的成因类型作进一步探讨。

1 矿区地质特征

1．1 矿区大地构造位置及演化

播卡金矿地处扬子地台西缘康滇地轴中南段的东北侧。区内主要出露中元古界昆阳群的浅变质岩系，自上而下发育有上昆阳群麻地组、小河口组、大营盘组，中昆阳群青龙山组、黑山组（又称鹅头厂组）、落雪组、因民组，下昆阳群平顶山组（又称美党组）、菜园湾组（又称大龙口组）、望厂组、洒海沟组等。原岩为一套巨厚的以陆源细碎屑岩为主、碳酸盐岩次之的类复理石建造，局部夹有少量中－基性火山岩、火山碎屑岩。

古元古代龙川运动期间［5］，在康滇地轴新太古代—古元古代的原始地壳结晶基底之上，拉伸出现了近EW向边缘海火山－沉积盆地，沉积了大红山群及其相关岩系；中元古代，该区进一步张裂成为陆内／陆间裂谷盆地（即昆阳裂陷槽），并沉积了厚度巨大的昆阳群（＞10 000m）；晋宁期，区域全面褶皱回返，部分中－基性岩广泛侵位，发生区域低温动力浅变质作用；燕山期，区内构造活动强烈，拉张和挤压交替进行，地层在原褶皱的基础上再次褶皱，小江深大断裂及其次一级断裂系在此时形成；喜山期，构造运动形成了区内的复式褶皱及网状断裂的复杂构造格局。

昆阳群地层属高丰度值金源层［8］，为区域金矿床的形成提供了丰富的物源。受晋宁运动、燕山运动、喜山运动的影响，多期构造发育，为金矿的活化、富集提供了很好的动力、矿液流动通道及矿体赋存空间，区域成矿环境非常有利。

1．2 矿区构造特征

图1 播卡矿区构造略图Fig．1 Sketch map showing structure in Boka Au deposit

播卡金矿位于拖布卡复式向斜的北端。拖布卡复式向斜呈SN向展布，较为宽缓，自轴部向两边地层依次为：鹅头厂组→落雪组→因民组→平顶山组→大龙江组。整个褶皱构造因受EW向断裂的破坏被分割成多段，并由平顶山组（美党组）、因民组、落雪组在区内构成次一级的走向近SN的背斜构造；由于断裂的影响，岩层产状变化甚大，局部有倒转之势。向斜西翼的因民组与平顶山组（美党组）接触界线附近发育金矿化。

矿区内断裂构造极其发育（图1），按走向分为2组，一组为近SN向，一组为近EW向。近SN向断裂与近EW向断裂将区域切割成网状。SN向断裂最主要的当属小江断裂及其次级的小岩脚—蒋家湾断裂，断裂性质以张－剪性为主。近EW向断裂由数十条小断裂组成，以张性断裂为主，将矿区切割成棋盘状；矿化受构造控制明显。

（1）小江断裂：走近近SN向，全长延伸1 000km，倾向 W，倾角变化大（10°～87°）；断裂西盘为昆阳群，东盘多为古生界。据地震测深资料显示，该断裂已深及地壳底界面，具岩石圈断裂规模。断层带是一条经历过张、压、扭不同力学性质转化的断裂，现代仍时有地震发生，有热泉涌现，是一长期活动的深大断裂。

（2）小岩脚—蒋家湾断裂：小江深大断裂的次一级断裂。由于该断裂被数十条近EW向的断裂所错断，因此从整体上看，无大的断裂破碎带和较大的主断裂面，而是由若干较小的层间断裂组成的柔性剪切断裂带，断层面主体倾向E，为逆冲性质。断裂带两侧岩石发生不同程度的变质（石英岩、黑云片岩、片麻岩、白云片岩等），带内岩石发生强烈破碎，经探矿钻孔证实深部有多层糜棱岩存在。

该断裂带两侧地层主要为中元古界昆阳群碳质板岩、火山角砾岩、凝灰岩及细碧岩。带内岩石多发育网状劈理，由定向性强的绢云母组成（图2）。

根据该断裂带中的层片关系、剪切透镜体的长轴排列方向等特征的分析研究，该带属向西逆冲的脆－韧性剪切带。剪切带具有多期次活动特征：在早期活动中，张性断裂带内充填了大量石英脉；后期经多次剪切和挤压，使早期石英脉产生强烈扭曲（图2d）和破碎，部分区域形成砂糖状石英脉层。沿断裂带热液蚀变比较强烈，主要有硅化、碳酸盐化、热液碳化、黄铁矿化等，发育硅质条带、石英脉（透镜体）。该断裂是区内最主要的控矿、容矿断层。

图2 岩石构造现象照片Fig．2 phyllite and cleavages

薛步高认为［6］，该断裂与拖布卡之南的杉木箐角砾岩筒东缘的SN向断裂、姑庄—黑龙潭断裂（其南端被EW向的宝台厂—九龙断裂切断）为同一条断裂带，全长超过30km。笔者研究后认为，该断裂部分地段表现为轴向层间圧性断裂，说明其主形成时代应与研究区内的褶皱同期，结合李志伟［7］的研究成果，应为燕山运动的产物。（3）近EW向断裂：发育较多，但规模较小；断裂的走向70°～85°，与小江断裂大角度相交，倾向NW或SE，倾角45°～90°。断袭经过的地段岩石破碎。角砾带宽者为张性断裂；角砾带窄者或无角砾带者为剪性断裂，糜棱岩时有发育。EW向断裂发生的频率：1条∕0．3～1km。EW向断裂错断了SN向的褶皱和矿体，部分成为矿段的分界线（如F6，F8，F12，F13）。据此推测，这些规模较小的近EW向断裂应为成矿后构造，对矿体具有破坏作用。

3．3 矿区岩浆岩特征

矿区内岩浆岩较发育，多为浅成侵入体或喷出岩。岩体受区域SN向构造控制，呈岩脉、岩墙、岩株及岩床状。岩性包括辉长－辉绿岩、钠长斑岩、钠长岩、石英角闪正长岩、花岗斑岩、细碧岩等。

2 矿床特征

2．1 矿体特征

研究区目前可以划分4个矿段，自北向南依次为新山—马家沟矿段、小水井矿段、七角地—蒋家湾矿段、凉水棚矿段等。矿带整体呈近SN向分布，各矿段特征分述如下。

（1）新山—马家沟矿段。金矿体赋存于昆阳群因民组中下部与平顶山组的过渡部位，赋矿位置主要为碳质板岩、含碳岩屑砂岩夹砂质白云岩层间破碎带中。主矿体由多个小的透镜状、脉状、囊状矿脉组成，较大的单脉体延长30～50m，厚0．4～0．5m。单个矿体的产状、品位变化较大，沿走向、倾向的连续性均较差。在近SN向平行小断裂及羽状断裂密集分布地段、NNW向与NNE向断裂交汇处、断裂膨缩及产状变化部位矿（化）体增厚变富，局部形成鸡窝状特富矿囊。w（Au）＝0．4×10－6～5．6×10－6，平均0．5×10－6。矿石类型主要为含金石英脉型，少量含金碳酸盐脉型及褐铁矿化角砾型矿石。含金石英脉型和含金碳酸盐脉型矿石品位较高，褐铁矿化角砾型矿石的金品位较低。

（2）七角地—蒋家湾矿段。金矿分布于中性火山岩与昆阳群平顶山组接触部位的构造带中，岩性为火山角砾岩、凝灰岩及细碧岩。矿体呈脉状、透镜状、囊状，矿脉总体呈NW 走向，倾角50°～70°不等，w（Au）＝0．2×10－6～12．4×10－6，平均3．79×10－6。矿石类型主要有黄铁矿化石英脉型矿石、黄铁矿－褐铁矿－硅化网脉状矿石（构造角砾岩）、黄铁矿化石英细脉浸染状矿石和石英黄铁矿浸染状矿石。其中前两种矿石含金较富，而后两种矿石金品位较低。

（3）凉水棚矿段。金矿体赋存于昆阳群黑山组、落雪组碳质板岩及硅质白云岩的构造破碎带中，部分矿体产于地层与辉长岩脉的接触带。矿段受构造控制，北段走向NNE向，南段随构造展布方向转变为NWW向。矿体呈似层状、透镜状、脉状产出于剪切破碎带中，随机捡块样平均w（Au）＝0．4×10－6。矿石类型主要有黄铁矿化石英脉型、硅化网脉状矿石和石英细脉浸染状矿石。

（4）小水井矿段。位于新山—马家沟矿段东侧，矿（化）体受辉长岩体与黑山组变质砂岩、绢云母板岩的接触带控制。矿（化）体呈NW－SE向延伸，倾向SW，倾角40°～60°，产于辉长岩与板岩的接触带，矿石以角砾状构造为主。围岩具强烈的褐铁矿化、黏土化、黄铁矿化及弱的硅化、黄铜矿化。

图3 播卡金矿5600剖面图Fig．3 Section 5600of Boka gold deposit

据已有钻孔资料显示（2007年底），矿区深部矿体一般为数量较多的小矿体，连续性较差，矿体厚度2～10m不等，目前施工钻孔的控制深度为500m，控制矿化带最大厚度为290m，深部矿体没有封闭（图3）。

矿石矿物较为简单，主要有自然金、黄铁矿、褐铁矿、其次为黄铜矿、辉银矿，局部地段见闪锌矿、方铅矿、黄铜矿等。脉石矿物以石英、方解石、绢云母常见，少量白云母。研究表明，矿区金矿化经历了3个阶段：第一阶段为黄铁矿－菱铁矿阶段，第二阶段为黄铁矿－铁白云石－自然金－石英矿化阶段，第三阶段形成了黄铜矿、针镍矿、方铅矿、闪锌矿等矿物。

矿石结构有自形—半自形和他形粒状结构、浸染状结构、包含结构、交代溶蚀结构和充填结构；矿石构造中碎裂状构造最为常见，其次为块状构造、网脉状构造、浸染状构造，一般在断裂附近形成角砾状构造，向外出现块状构造、网脉状构造和浸染状构造。

2．2 围岩蚀变

矿区围岩蚀变相对简单，常见的有硅化、碳酸盐化、绢云母化、高岭土化和绿泥石化。蚀变与金矿化关系密切，碳酸盐化共同存在且蚀变强烈时，金含量有明显增高趋势。

3 矿床成因探讨

3．1 成矿物理化学条件

播卡金矿床的矿物包裹体有2种，一种为液相包裹体，较普遍；另一种是气液两相包裹体，含量相对较少。包裹体大小一般2～7μm，形状为长条形、椭圆形和不规则状，多呈零星或线状分布。其温度、盐度和成分分析数据见表1和表2。

由表1和表2中可知，矿床流体包裹体气相成分以H2O为主，含少量CH4；液相成分以Na＋和Cl－为主，其次为Ca2＋和SO2＋4。流体性质为富含有机质的Na＋－Ca2＋－Cl－－SO2－4型盐水，盐度较高，一般w（NaCl）＝13．18%～24．55%，成矿均一温度为114．5～236．7℃，说明矿床为弱酸性环境下的中－低温成矿。

包裹体样品BK01到BK04的采集是从北至南，而成矿温度数据似乎也有从北到南逐渐变化的趋势。

表1 播卡金矿床矿物包裹体的均一温度和盐度Table 1 Homogenization temperatures of fluid inclusions from Boka Au deposit

表2 播卡金矿床矿物流体包裹体的成分Table 2 Chemical analysis of fluid inclusion of Boka Au deposit

3．2 成矿物源探讨

播卡金矿区出露地层主要为第四系及中元古界昆阳群。第四系为坡积物和冲积、洪积砂砾堆积物；上昆阳群：麻地组、小河口组、大营盘组；中昆阳群，青龙山组、黑山组、落雪组、因民组，累计厚度3 798 m；下昆阳群，平顶山组（党美组）、菜园湾组、望厂组、洒海沟组，累计厚度＞2 745m。与成矿关系密切的地层是主要为因民组和平顶山组，其次为黑山组和落雪组。

从播卡矿区部分岩石的微量元素分析结果（表3）可以看出，矿区地层中w（Au）＝3．1×10－9～78．8×10－9。依据东川幅化探报告，区内昆阳群含金丰度值大于5．5×10－9［2］，较为丰富；辉长岩及闪长斑岩的w（Au）＝41．0×10－9～130．6×10－9，说明该区地层及侵入体是金的主要来源之一。

播卡矿区矿石氢氧同位素分析结果（表4）显示，δ（D）＝－53．7×10－3～－67．2×10－3，δ（18O）＝3．92×10－3～6．55×10－3，说明成矿流体以地下热卤水为主，混合了部分岩浆水。

表3 播卡金矿区部分岩石微量元素分析结果Table 3 Micro－element analysis of some rocks in Boka Au deposit

根据成矿流体的Na＋／K＋和F－／Cl－比值也可以用来判别成矿流体来源［9－10］。播卡金矿的Na＋／K＋＝7．91～9．19，Na＋／Ca2＋＝2．02～3．09，说明成矿液体来源可能为地下循环水和大气降水；F－／Cl－＝0．07～0．11，比较小，也显示了地下热卤水成矿的特点。

表4 播卡金矿床矿石氢氧同位素分析结果Table 4 H，O isotopic analysis of Boka Au Aeposit

综上所述，播卡矿区的成矿金属物源主要来中元古界昆阳群，区内的中－基性岩浆岩也为成矿提供了部分物源。成矿流体以地下热卤水为主，混合了部分岩浆水和大气降水。

3．3 成矿时代

研究资料显示［11］：播卡金矿的40Ar／39Ar年龄为（59．93±0．21）～（44．34±0．44）Ma，即金的成矿时代为新生代早期。

3．4 成因类型

从含金剪切带的概念可知［12－15］，含金剪切带形成应该包括3个基本条件：①含金剪切带是长期活动的大型构造通道；②主岩（含金建造）早于韧性剪切带形成或与韧性剪切带同时形成；③含金剪切带产于基底岩系中。播卡金矿符合含金剪切带形成的基本条件。

切割地壳的小江深大断裂及其次级断裂是长期活动的断裂系统，其形成时代是昆阳群沉积后晋宁运动时期，该断裂至今仍然是一条大型的活动断裂，是成矿热液的深大通道；矿区内的昆阳群是成矿元素的主要来源（即含金建造）；小江深大断裂的次一级断裂小岩脚—马家沟—蒋家湾断裂的性质为脆－韧性剪切带，该剪切带控制着矿化带的展布方向，次一级的断裂控制着矿体的产出部位，表现为小矿体向多个方向延长，且在多组构造交汇的部位发育囊状的富矿体。这表明播卡金矿化带至少受2级构造控制：矿脉／矿化整体分布受区域构造控制（含矿流体沿断层和剪切带运移），而金矿脉／金的分布受局部次级构造控制（即物理化学条件有利矿化的地段）。

播卡金矿床的成矿特征分析表明，金矿的形成经历了3个主要阶段：①晋宁运动阶段，韧性剪切带使岩石发生糜棱岩化和强烈片理化，为热液活动提供了通道，剪切带内岩石强烈蚀变，在剪切带中心部位形成强硅化蚀变岩带；该阶段先形成含金磁黄铁矿，继而被含金黄铁矿、白铁矿所代替，金为分布于硫化物晶格内的不可见金，为金的初步富集阶段；②随后的构造运动阶段，剪切作用形成脆性裂隙及各种充填脉（透镜状、脉状石英），并且矿物被压碎，石英细粒化成糖粒状，成为金矿物的有利储集体；该阶段热液作用导致早期含金硫化物分解，金在有利部位富集成为可见金；③喜山运动阶段：在脆性变形机制下，大量张性裂隙在剪切带中形成，前期形成的金矿化产生原位重新活化，形成粒度较粗的金。

因此，播卡金矿的成因类型应属与脆－韧性剪切带有关的含金剪切带型金矿。

4 结论

播卡金矿床产于小江脆－韧性剪切带中，矿床形态为透镜状、脉状、囊状等，明显受构造控制。矿体规模小，数量多；矿石类型主要为构造角砾岩型及石英脉型，矿物组合较为简单；围岩蚀变发育，且与矿化关系密切；流体包裹体测试结果显示，矿床成矿温度为114．5～236．7℃，属弱酸性环境下的中－低温成矿；矿石氧同位素、硫同位素测试结果表明成矿流体以地下热卤水为主，混合了部分岩浆水和大气降水。矿床的成因类型应属与脆－韧性剪切带有关的含金剪切带型金矿。

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