云南香格里拉普朗铜矿蚀变与矿化关系

2014-08-03刘卫东

云南地质 2014年2期

刘卫东

(云南省地质调查院，昆明 650051)

香格里拉普朗斑岩铜矿，出露于义敦—中甸岛弧南段的格咱火山—岩浆弧中(图1)。通过云南省2010～2013年3年找矿行动计划的实施，云南省地质调查院在该矿区获得了找矿突破，目前矿床达到超大型规模，铜品位高，伴生金、钼亦达大型矿床。是一个具有巨大资源潜力的斑岩铜多金属矿床。矿床地质特征、矿床成因、成矿时代及找矿问题等，前人已作了大量的讨论、研究与报道[1～5]。但是，与成矿有关的热液蚀变方面的研究还相对较少，至少缺乏系统性。笔者以宏观到微观，对矿床的围岩蚀变，及对应的矿化特征进行探讨。

1 地质概况

香格里拉普朗铜矿位于格咱火山—岩浆弧中，矿体即为复式斑岩体(岩体中的铜(钼)达到要求部分)，并受NW向断裂的控制。含矿岩体由石英二长斑岩、花岗闪长斑岩及石英闪长玢岩3类组成，而主要为石英闪长玢岩构成，且划分为中心相和边缘相两部分(图1)，石英闪长玢岩分布于边缘，石英二长斑岩分布于中心相，二者间为渐变接触。据侵入体的穿插关系，花岗闪长斑岩属晚期产物，与前述二类侵入体间为突变接触，从边缘→中心呈现中性→中酸性的相带。该复式岩体，前人研究成果属壳幔混合成因[6、7]。花岗闪长斑岩及石英闪长玢岩和石英二长斑岩均含矿，其中，石英二长斑岩的成矿较好，矿石品位比其它二类岩石的成矿品位高，铜品位达0.6ω%～ω3%。目前勘查和探明的主矿体KT1，占矿床储量的90%以上，并位于复式岩体中心(图1)。矿区主要地层为上二叠统图姆沟组(T3t)[8]，可分为三个岩性段：

一段(T3t1)：灰—深灰色板岩、变质砂岩、绢云板岩，夹含砾绢云板岩、灰岩，含T3薄壳双壳类化石，厚488m～634m。

二段(T3t2)：灰—深灰色粉砂质绢云板岩、板岩夹硅质岩及中—酸性火山岩，板岩中含大量薄壳双壳类，厚2347m～2713m。

三段(T3t3)：沿矿区外围分布，灰色—深灰色绢云板岩、粉砂质板岩，夹变质杂砂岩、灰岩，厚>270m。

矿区构造处于普朗背斜NE翼，总体背斜呈穹窿状，普朗复式岩体占据核部，图姆沟组围绕分布，背斜轴向与区域NW构造线向一致，矿区具有较为广泛的角岩化。

2 矿区蚀变类型

通过云南省地质调查院矿区填图和岩矿分析，以及连长云等(2005)利用PIMA和SP短波红外光谱技术[9]，圈定了普朗矿床围岩蚀变及其分带特征。矿区蚀变矿物有伊利石、镁绿泥石、多水高岭石、硬石膏、蒙脱石、黑云母6种矿物体积百分数>10%；铁镁绿泥石、白云母、阳起石、金云母、方解石5种矿物体积百分数>5%等。矿区围岩蚀变类型主要有钾长石化、黑云母化、钠长石化、硅化、绢云母化、钠黝帘石化，局部具有粘土化。各类蚀变特征如下：

(1)钾长石化是矿区主要蚀变类型，表现为3种形式：①后生石英和钾长石在岩石中呈不均匀集合体或团块及圈层状斑晶分布(图2中1)，或呈它形晶、脉状充填于石英颗粒间；②钾长石呈不规则它形晶交代基质中的钠长石和石英，构成交代包含结构；③次生钾长石和碳酸盐等矿物一起呈脉状分布。

图2 普朗斑岩铜矿岩矿石及蚀变特征

(2)黑云母化为后生黑云母交代早期黑云母(图2中2、4)、角闪石、斜长石、石英及(次生)钾长石等。蚀变的黑云母沿岩石裂隙呈脉状呈细鳞片状集合体分布，少量为不规则状交代基质中斜长石和角闪石。

(3)钠长石化是早期发生的一种面型蚀变，出现为斜长石的去钙作用，使岩石中斜长石部分变成了钠长石。另外，在成矿作用晚期，常出现一些脉状钠长石。

(4)硅化是矿区分布最广的蚀变作用，表现为多期性：①早期硅化表现为微粒石英集合体呈弥散性分布；②中期硅化主要以基质中的石英次生增大为特征，常与绢云母、黄铁矿伴生，是绢英岩化带的主要标志(图2中3)；③晚期硅化以脉状发育为特征，特别是含黄铜矿脉体的存在，是富矿体的重要标志。

(5)绢云母化也是矿区最常见的蚀变，表现为以下4种形式：①斜长石的绢云母化：首先表现为斜长石斑晶的绢云母化，绢云母常沿裂隙或从环带中心开始交代斜长石，并逐渐向外扩张。交代不完全时，外圈常得于保留，其与绢云母接触的边缘往往出现钠长石化，交代完全时，则整个斑晶都被鳞片状绢云母集合体所取代，只保留假象。当绢云母化作用足够强时，则基质斜长石也被绢云母化。②钾长石的绢云母化：绢云母化作用很强时，钾长石斑晶也被绢云母交代。与斜长石绢云母化不同的是，交代作用往往是从斑晶的边缘或裂隙处开始，逐渐向内发展。当绢云母化彻底时，原岩结构被破坏，原长石斑晶被绢云母和石英的不规则状或团块状集合体所交代，基质部分也变为绢云母和石英(图2中3)。③黑云母的绢云母化：常表现为黑云母发生褪色现象，当蚀变作用较强时，黑云母则被绢云母鳞片状集合体所取代。在黑云母蚀变过程中，常析出赤铁矿、磷灰石等，并与黄铁矿、黄铜矿等共生。④绢云母脉：绢云母常和石英、金属硫化物一起以脉的形式产出。

(6)绿泥石化和钠黝帘石化：普遍发育，构成岩体的外蚀变带(青磐岩化带)，同时叠加在其它蚀变带之上。表现为绿泥石、钠黝帘石的交代现象，以及碳酸盐脉的产出。

(7)粘土化仅在局部出现，强度不大。主要表现为长石矿物的粘土化。

3 普朗斑岩铜矿含矿岩体及围岩蚀变分带

普朗含矿斑岩型铜矿床具国内外典型斑岩型铜矿床蚀变分带模式，含矿斑岩体无论从平面，还是剖面上，由内向外可划分出：钾化硅化带→绢英岩化带→青磐岩化带→角岩化带(图1和图3)。

(1)普朗斑岩铜矿含矿岩体蚀变分带与矿化关系

硅化核(Si)：矿区见及硅化核(图2中未划分)，对应于斑(玢)岩体的中心部位，以强硅化为特征。主要表现为斑岩体岩石中长石斑晶被硅质取代，但长石斑晶仍保留假象；基质也大部分被硅质取代，使岩石变得坚硬、致密。硅化形成的石英脉大量在石英二长斑岩中相互穿插，脉宽0.5mm～3mm，多呈网脉状分布，排列不具规律。在硅化核中，虽见少量黄铜矿和辉钼矿，但矿化较弱，铜品位一般在0.3ω%以下，呈星点状分布，辉钼矿矿化不均，呈稀疏细脉状分布。

钾化硅化带(KSi)：为岩石交代作用强烈，蚀变矿物总量约占岩石矿物总量的20%～25%，主要为钾长石化，局部发生黑云母化，斜长石斑晶发生绢云母化及钠黝帘石化。角闪石和黑云母普遍蚀变成绿泥石，钾长石表面叠加有泥化现象。

次生钾长石呈粒状变晶结构相互镶嵌充填于斑晶及基质中，呈不规则状。次生钾长石交代原生钾长石、斜长石、黑云母斑晶及其基质，部分次生钾长石粒径可达1cm，与原生钾长石区别不明显。次生黑云母呈团块状、聚斑状、脉状交代原生斜长石、黑云母、石英及次生钾长石。次生黑云母交代次生钾长石，表明黑云母化晚于钾长石化。

图3 普朗铜矿04线剖面的斑岩蚀变带分布图

硅化形成的微粒石英，呈它形粒状充填于上述斑晶及基质间，交代原生斜长石、黑云母、石英，同时还交代次生钾长石，表明硅化晚于钾长石化。

该蚀变带之中，黄铜矿、黄铁矿呈不规则状，与显微粒状钾长石、黑云母紧密伴生，表明黄铜矿、黄铁矿为钾化的产物。

岩石局部可见碳酸盐交代原生和次生矿物，属最后的蚀变。

由此可见，岩石蚀变顺序为钾长石化、黑云母化(含黄铜矿、黄铁矿化)→硅化→碳酸盐化。该蚀变分带主要分布在石英二长斑岩之中，在石英闪长玢岩和花岗闪长斑岩中也有分布。

综合以上岩矿分析结果认为：钾长石化和黑云母化，是矿区内最强烈的蚀变之一，发育于二长斑岩的中心部位，本带大体与含钼的铜矿带对应，分布于硅化核(Si)之外，并以强钾交代和硅化为特征。蚀变岩发育各种方式，形成大量钾长石和石英，伴有少量黑云母脉。可见各种形式的钾长石化、黑云母化。硅化表现为石英变斑晶的形成和再生长，以及基质硅化，并伴有石英细脉(包括石英金属硫化物脉等)产生。原岩中的角闪石被次生黑云母取代，变化过程中释出的钙和微量元素与热流体的有关组分结合，形成磷灰石、锆石等次生副矿物。

该蚀变带是本矿区内重要的含矿部位，矿化以黄铁矿化为主，矿化“面型”分布，KTI矿体分布于其中，矿体长1600m，宽200m～600m，厚大于100m，最厚可大于500m，铜品位0.51ω%～3.74ω%，平均0.80ω%，矿化较均匀，铜矿物多呈细脉侵染状分布，矿区的大部分铜资源量集中该带。黄铁矿呈细脉状、局部侵染状、团块状分布，其含量和黄铜矿呈负相关。局部伴生金含量较高，可达0.8g/t。

绢英岩化带(SiSe)：分布于钾化硅化带(KSi)外缘，二者之间无明显界线，在过渡部位呈叠加和穿插关系。该带基本上与铜矿化带对应，靠近中心部位构成矿体。该带的热液蚀变作用主要硅化、绢云母化和黄铁矿化。蚀变矿物总量约占岩石矿物总量的30%以上，在该蚀变过程中，黄铜矿、黄铁矿呈不规则状，与硅化形成的石英紧密产出，表明黄铜矿、黄铁矿为硅化的产物。

矿区绢英岩化有两种表现形式：一是钾长石在热液蚀变作用下形成，二是由热液带入K﹢交代斜长石形成绢云母和石英，并有黄铁矿产出。在该带由内到外铜矿化微弱，直至无矿化。

该带中绢云母化、硅化相伴发生，钾化作用被逐渐取代。原岩中的斜长石和钾长石均不同程度的被绢云母和石英交代，但即使完全被交代亦有假象保留，故斑岩中的结构仍清晰完整。石英斑晶往往发生次生加大现象，黑云母全部褪色。这样形成的蚀变岩—绢英岩化石英闪长玢岩、石英二长斑岩的矿物成分主要为绢云母和石英，同时还有大量金属硫化物细网脉贯穿其中。

本带也是矿区重要部位之一，矿化主要为黄铁矿化、黄铜矿化。黄铜矿矿化不均，且品位比较低，铜的品位多在0.5ω%～0.61ω%，靠近钾硅化带一侧具面型矿化，形成比较厚大的工业矿体，铜矿物多呈细脉状及侵染状分布。边部具“线型”矿化，形成大脉状矿体。

在该矿床中，钾化硅化和绢英岩化是构成斑岩型细脉浸染状矿体的必要条件，两者总是相伴产出，且矿化和蚀变均呈渐变过渡关系，由于矿区岩体发生多期次的构造热液事件，岩石中原生造岩矿物为次生蚀变矿物交代，次生蚀变矿物又被更晚期的蚀变矿物交代。故硅化钾化带中有绢英岩化蚀变矿物产出，绢英岩化带中亦有硅化钾化蚀变反应发生，由于温度、压力，PH值、EH值的改变，热液中的金属硫化物沿蚀变矿物周围发生沉淀，形成黄铁矿、黄铜矿、辉钼矿等的金属矿化。矿化呈细脉状或细脉侵染状分布，在硅化钾化带和绢英岩化带中富集成矿，并伴有金矿化。

青磐岩化带(Pro)：发育于远离蚀变中心的石英闪长玢岩中，蚀变范围分布广，强度弱。主要表现为长石、角闪石和黑云母被绿泥石、绿帘石、钠黝帘石、碳酸盐等矿物交代，此外，还叠加在其它蚀变带上，使蚀变中心矿化增强。石英二长斑岩、花岗闪长斑岩中虽有斜长石、角闪石和黑云母被绿泥石和绿帘石交代的现象，但非主要，分布范围有限。由于铜矿物已经向硅化钾化带及绢英岩化带中富集，该带中基本无铜矿化，局部有脉状、细脉状铅锌矿化和弱黄铁矿化。

由此可见，矿区矿化体具典型的“斑岩型”蚀变分带，蚀变特证主要表现为面型蚀变，由斑岩体核部向外依次为强硅化带→硅化钾化带→靠外侧的绢英岩化带，并依次产出筒状→条带状→大脉状矿体。硅化钾化带是矿区铜品位最好的区域，是热液作用最强的蚀变带。矿化型式相应出现“面型”—“线型”—“稀疏细脉或星点状”矿化，金属矿物组合为黄铜矿、黄铁矿、辉钼矿—黄铜矿、黄铁矿、磁黄铁矿—黄铁矿。斑岩及矿化蚀变强烈，蚀变与矿化总是密切相伴进行。

(2)岩体围岩角岩化带(Hs)

普朗复式岩体的围岩主要是图姆沟组(T3t)火山碎屑—沉积岩，主要岩性为安山岩、粉砂质绢云板岩、变质砂岩。围岩分布有宽广范围的蚀变晕(是岩体范围的2～3倍)。安山岩在热变质作用下多形成浅灰绿色的青磐岩。而粉砂质绢云板岩、变质砂岩等多形成结构致密坚硬的角岩(Hs)，为角岩结构，形成长英角岩、石英角岩等。蚀变类型有中等硅化、绢云母化、绿泥石化、碳酸盐化，弱钾化。蚀变岩石中偶见金属硫化物脉，岩体北东该蚀变带产有脉状铅锌矿化体(参见图3)。

据李文昌等[10](2010)、曾普胜等[3](2004)及杜杨松等[7](2007)：普朗斑岩铜矿黑云母化和钾长石化石英二长斑岩成矿作用的活动时间为235.4±2.4Ma—221.5±2.0Ma，石英—辉钼矿阶段的辉钼矿Re-Os年龄213±3.8Ma，以及主矿体钾长石K-Ar年龄-182.5±1.8Ma等，含矿岩体及围岩蚀变时限为182.5±1.8Ma—235.4±2.4Ma，长达50 Ma之久。