云南永善金沙厂铅锌矿成矿特征及成因浅析

2014-08-03李高良乔丽梅潘金禄孙万明刘大荣

云南地质 2014年2期

李高良，乔丽梅，潘金禄，孙万明，刘大荣

(永善金沙矿业有限责任公司，云南永善 657309)

1 矿区地质

云南省永善县金沙厂矿区位于云南东北部，构造上属于滨太平洋成矿域，是我国重要的铅锌成矿区之一。受北东向的巧家—莲峰大断裂和北西向的金沙逆断层锐角交汇影响，矿区地层构造主要为古生代地层组成的一个短轴背斜(图1)，矿体主要受北东向构造控制，该矿床为地层碳酸盐岩和断层构造控制的铅锌矿床。

1.1 地层

矿区地层发育，除泥盆系—石炭系、侏罗系—白垩系外，自中元古界至下三叠统均有出露。其中震旦系上统灯影组和下寒武统梅树村组碳酸盐岩是本区铅锌矿的赋矿地层。

矿区内灯影组与下伏震旦系砂岩、紫色页岩、冰碛砾岩及薄层状泥质白云岩与炭质白云岩整合接触，与上覆下寒武统梅树村组白云岩、硅质白云岩平行不整合接触。灯影组在本区仅出露其上部的两个填图单元，即旧城段(Z2dn4)和白岩哨段(Z2dn5)。白岩哨段又可分为上、下两个亚段：白岩哨段下亚段(Z2dn5-1)厚163.19m，为灰、浅灰色厚层状藻白云岩，白岩哨段下亚段是本矿区主要的赋矿层位；白岩哨段上亚段(Z2dn5～2)厚70.52m，岩性为灰白色中-薄层状粉晶白云岩。

下寒武统梅树村组可分为三段：小歪头山段(∈1m1)、中谊村段(∈1m2)和大海段(∈1m3)，其中中谊村段和大海段为本区次要的赋矿层。中谊村段厚21.25m，主要由白云质磷块岩、硅质磷块岩和含磷白云岩、含磷硅质岩组成。为本区磷矿主要产出层位。大海段厚8m～10m，主要为灰色中厚层状泥质白云岩，夹深灰色薄层状磷质粉砂质泥岩和硅质条带，底部多为内碎屑白云岩，中部常出现层纹状和条带状白云岩，顶部与筇竹寺组分界处往往出现一层厚约0.2m的生物碎屑磷块岩。梅树村组向上与筇竹寺组呈现整合接触。

图1 永善金沙厂铅锌矿区域地质图

1.2 构造

由于受区域构造挤压，矿区金沙厂背斜和金沙断裂(F1)、层间滑动断层(FC1)、层间滑动断层(FC2)及陡倾斜断层(F4)等构造形迹构成了矿区的主体控矿构造格架(图2)。

(1)金沙厂背斜：为一近东西向展布的穹窿构造，背斜核部为灯影组，翼部四周依次为寒武系、奥陶系、志留系、二叠系。

(2)金沙断裂(F1)：是矿区内的主要断裂，为逆断层，贯穿整个矿区，断层倾向北东，倾角40°～73°，垂直断距60m～130m，断层破碎带宽数米至10m左右。该断层为矿区成矿后构造。

(3)层间滑动控矿断层(FC1、FC2)：

FC1位于寒武系下统梅树村组大海段(∈1m3)与寒武系下统筇竹寺组(∈1q)之间，为张性层间滑动成矿断层，总体倾向为北北东。该层间滑动控矿构造控制着矿区第II种类型的矿体。

FC2位于震旦系上统灯影组白岩哨段下亚段(Z2dn5-1)内部白云岩之间，为张性层间滑动成矿断层，构造控制着矿区第I种类型矿体的展布。

(4)F4切层的陡倾斜控矿正断层。F4位于金沙厂背斜核部，切断震旦系上统灯影组白岩哨段(Z2dn5)、寒武系下统梅树村组(∈1m)及寒武系下统筇竹寺组(∈1q)等地层，为张性成矿断层，总体倾向北北东，为区内铅锌矿赋矿构造，发育1～3条控矿构造，控制着矿区第III种类型矿体的形成。

(5)成矿后的陡倾斜断层：位于金沙厂背斜不同部位，切断震旦系上统灯影组白岩哨段(Z2dn5)寒武系下统梅树村组(∈1m)及寒武系下统筇竹寺组(∈1q)等地层和矿区所有控矿构造，为压扭性破坏矿体断层，总体走向为北北东和北西向，该组断层往往使得区内三种类型的矿体发生错位，严重影响找矿勘查工作。

1.3 岩浆岩

区域内岩浆活动仅有海西旋迴中的基性岩浆喷溢活动，形成玄武岩火山建造。区域内可能距溢出中心不远，据岩性、岩石组合特征自下而上划分为下、中、上三段，共厚1 131m。下段主要由玄武质火山集块岩、火山角砾岩及含斑玄武岩组成，厚267m；中段主要由斑状玄武岩、杏仁含斑玄武岩夹凝灰岩等组成，厚317m；上段主要由致密玄武岩，杏仁玄武岩夹凝灰岩、熔角砾岩等组成，厚547m。川滇黔铅锌矿带的矿点、矿化带与峨嵋山玄武岩的展布相一致，表明铅锌矿床的形成与玄武岩浆活动有一定的关联性。

2 矿床(体)地质特征

金沙厂铅锌矿体分别受缓倾斜层间滑动和陡倾斜断层破碎带的控制，可分为三种类型(图2)。

第一种是赋存于矿区震旦系上统灯影组白岩哨段下亚段(Z2dn5-1)层间滑动断层破碎带(FC2)并顺层产出的铅锌矿体(第I种类型)。矿体受地层和层间滑动破碎断层带FC2控制。位于金沙断裂F1上盘的矿体因地层产状较平缓，矿体产状也大多较平缓，而位于F1下盘的矿体因地层产状较陡，矿体产状也较陡，局部甚至直立。该类矿体的形态较为复杂，呈似层状、透镜状、囊状形态产出，矿体沿走向和倾向都表现出尖灭再现、分支复合现象。矿体与围岩界限清楚，其顶底界限呈波状起伏。在矿体中，有时见到围岩夹层和包体。单个矿体规模大小不一，其中最大的矿体长140m，宽50m，平均厚度2.16m～4.42m。其一般矿体长30m～100m，宽20m～50m，平均厚2m～3m。矿石矿物主要为铅灰色、灰黑色的方铅矿，黄色、褐黄色的氧化方铅矿、闪锌矿、黄铜矿、孔雀石、铜蓝、蓝铜矿、辉银矿、辉铜矿，黝铜矿、银黝铜矿、砷黝铜矿、硫锑铜矿。铅品位2ω%～12ω%、锌品位1ω%～2ω%、铜品位0.3ω%～5ω%、银品位60～450g/t。该类型矿体厚度变化不稳定和品位变化较不均匀。脉石矿物主要为重晶石为主、萤石、铁白云石和少量方解石。矿石多为硫化矿、少量为氧化矿。

第二种是赋存于矿区寒武系下统梅树村组大海段(∈1m3)层间滑动断层破碎带(FC1)控制的缓倾斜顺层产出的铅锌矿体(第Ⅱ种类型黑矿)。该类矿体均赋存于寒武系下统梅树村组大海段(∈1m3)含磷质、硅质白云岩地层中。矿体受地层和层间构造滑动面及层间破碎断层带FC1控制。矿体的分布和产状与寒武系下统梅树村组大海段(∈1m3)地层的分布和产状一致，位于金沙断裂F1上盘的，产状较缓。位于F1下盘的矿体产状较陡，有的直立甚至局部倒转。该类矿体形态大多呈层状、似层状、扁豆状和脉状。矿体在赋矿层位中的分布存在沿走向和倾向具有尖灭再现、断续分布的特点。矿体与围岩和构造面的界限明显。单个矿体长20m～60m，宽10m～50m，厚度相对稳定一般为1m～4m。矿石矿物主要为黄色、褐黄色的具有玻璃光泽的闪锌矿，少量铅灰色的方铅矿，锌品位1.5ω%～8ω%、铅品位1.5ω%～4ω%。该类型矿体厚度变化稳定和品位变化较均匀。脉石矿物主要为重晶石为主、萤石、石墨、磷灰石、泥质和少量方解石。所有矿石均为硫化矿。

图2 金沙厂铅锌矿区6号勘探线剖面图

第三种是产于矿区陡倾斜断层破碎带中的铅锌矿体(第Ⅲ种类型)。矿体产于F4断裂构造破碎带中，呈复脉状产出，一般由3～6条脉体组成。矿体产状与断层产状一致，均为陡倾斜，倾向北东，倾角65°，复脉体分布宽度为1m～3m，长度20m～50m不等，倾斜延深10m～50m，矿体厚度1m～3.76m。矿石矿物主要为铅灰色、灰黑色的方铅矿，黄色、褐黄色的氧化方铅矿、闪锌矿、黄铜矿、孔雀石、铜蓝、蓝铜矿、辉铜矿、辉银矿，黝铜矿、银黝铜矿、砷黝铜矿极少量，铅品位2ω%～6ω%、锌品位1ω%～3ω%、铜品位0.3ω%～2ω%、银品位60～350g/t。该类型矿体厚度不稳定，品位变化大。脉石矿物主要为重晶石为主、萤石、石英、褐铁矿、铁白云石和少量方解石。矿石多为硫化矿、少量为氧化矿。

矿区三种类型的矿体都为容易选冶矿，含有害元素不超标。矿体多位于潜水面之上，为隐伏矿体，全部用坑道地下开采，采矿对地下水和地表环境影响比较小，但是由于岩石比较破碎使得开采难度大。

3 矿床成因和找矿标志

3.1 成矿要素

研究表明，区域内的成矿作用主要有四方面因素：

(1)构造要素

由于成矿期的构造运动影响，在形成金沙厂穹窿褶皱的同时，因岩层的刚柔不同，厚与薄不同和受力的不均，从而在寒武系下统梅树村组大海段(∈1m3)与寒武系下统筇竹寺组(∈1q)平行不整合面以及震旦系上统灯影组白岩哨段下亚段(Z2dn5-1)地层中分别产生了规模不等的层间破碎带或层间剥离空间(FC1、FC2)和陡倾斜张扭性断裂带(F4)等容矿控矿构造，同时伴随成矿热液活动，成矿热液沿上述层间破碎带或剥离空间及张扭性断裂带运移充填而形成似层状、脉状、透镜状、扁豆状的铅锌铜银多金属矿体。上述层间破碎带或层间剥离空间带(FC1、FC2)，以及张扭性断裂带F4对成矿有利，是矿区的成矿构造要素(图3)。

图3 金沙厂铅锌矿区控矿构造模型图

(2)矿床形成与岩性的关系

矿区主要含矿层位为震旦系上统灯影组白岩哨段下亚段(Z2dn5-1)的中上部白云岩、硅质白云岩和寒武系下统梅树村组大海段(∈1m3)含磷白云岩、白云岩、硅质白云岩与寒武系筇竹寺组灰绿、深灰色泥岩、页岩、粉砂岩接触带。由于白云岩、硅质白云岩是属于性脆而坚硬的岩石，受力后易于产生层间剥离空间或层间破碎带和裂隙，为成矿提供空间。而寒武系筇竹寺组灰绿、深灰色泥岩、页岩、粉砂岩地层具可塑性和不透水性，对含矿溶液的上升(或下降)、扩散、运移起了阻挡的作用。同时白云岩、硅质白云岩对矿液中含矿元素具有很好的亲合性，它们是本矿区成矿的岩性因素。

(3)成矿环境因素

该矿床在早期沉积建造成岩时，康滇古陆中元古界昆阳群老地层中的含矿风化剥蚀物在古陆边缘海的环境沉积成岩作用下就形成了原始矿源层。峨眉山玄武岩喷发时热液作用略有富集，但在这时还没有形成工业矿体，后期受到褶皱断裂构造热源活动作用时富集形成工业矿体。

(4)成矿温度因素

矿体中矿物组分繁多，除主要组份铅、锌、银、铜外，尚有伴生组份十余种。以方铅矿、闪锌矿、铜矿、黄铁矿、辉银矿、重晶石、萤石等为主要代表性原生矿物。以及矿物互相穿插关系及溶蚀交代现象和萤石呈独立的浅紫色、无色单一立方体出现等现象都显示该矿床为低温热液成矿的特点。

3.2 矿床成因认识

矿体的形成受古陆边缘海环境地层岩石的严格控制，矿体产于震旦系上统灯影组白岩哨段下亚段(Z2dn5-1)的中上部白云岩和寒武系下统梅树村组大海段(∈1m3)含磷白云岩、白云岩、硅质白云岩中，寒武系筇竹寺组灰绿、深灰色泥岩、页岩、粉砂岩为封闭层。就其地层岩石的物理性质而言，震旦系上统灯影组白岩哨段下亚段(Z2dn5-1)与寒武系下统梅树村组大海段(∈1m3)的白云岩、硅质白云岩性脆，且厚薄相间，在构造作用下，易产生层间破碎带或沿层剥离空间，为矿体运移、沉淀提供了空间，而寒武系下统筇竹寺组(∈1q)灰绿、深灰色泥岩、页岩、粉砂岩具可塑性和不透水性，对含矿溶液的运移起到了阻挡的作用，有利于成矿。就其化学性质而言，震旦系上统灯影组白岩哨段下亚段(Z2dn5-1)与寒武系下统梅树村组大海段(∈1m3)地层的岩石均为白云岩，其化学性质活泼、易于交代成矿。

矿体受断层破碎带控制明显。多期活动的巧家-莲峰陡倾斜深大断裂为含矿热液的向上运移提供了通道，而震旦系上统灯影组白岩哨段下亚段(Z2dn5-1)与寒武系下统梅树村组大海段(∈1m3)的白云岩中的层间破碎带及陡倾斜断裂为成矿提供了赋存空间，有利于成矿。

矿体中矿物组合及成因矿物学特征，矿物互相穿插关系、溶蚀交代现象和在萤石呈独立的浅紫色单一立方体产出等现象都显示为低温热液成矿的特点。

综合上述金沙厂铅锌矿是受地层、岩石和断裂控制的碳酸盐岩类型中低温热液铅锌铜银多金属矿床。