云南香格里拉红山地区多金属矿床特征及成矿模式

2014-08-03曹晓民范玉华张世权王建昆

云南地质 2014年2期

曹晓民，范玉华，张世权，董涛，王建昆

(云南省地质调查院，云南昆明 650051)

0 引言

红山铜矿为一老矿区。近年来随着工作进展，多个钻孔在深部揭到全岩矿化斑岩体，深部找矿取得了重大突破，矿床规模不断扩大，已达大型。

前人在探讨矿床成因方面做了大量工作，取得了许多重要成果。笔者在收集、总结以往工作成果资料的基础上，从红山深部钼矿化斑岩→铜矿化矽卡岩→热液脉型铅锌矿这一成矿系列入手，综合多期岩浆成矿作用特点，结合成矿地质要素的分带特征对红山深部—红山、红山牛场—恩卡矿床成因作进一步探讨。

1 成矿地质背景

矿区地处扬子西缘多岛—弧—盆系之印支期(T3)义敦岛弧带内。

在晚三叠世岩浆弧发展阶段，该区发育了一套巨厚的碎屑岩—碳酸盐岩—火山岩建造，划分为曲嘎寺组(T3q)、图姆沟组(T3t)、喇嘛垭组(T3lm)(图1)。

矿区位于红山复式背斜中部，由一系列北北西向紧密线性褶皱和同向断裂组成，其中北北西向属早期拉张型断裂，控制了印支期钠质中—基性火山岩及同源的基性—中基性侵入岩；而北西向及近东西向断裂控制了印支晚期挤压型钙碱性系列钾质中—酸性火山岩，并有同源的大量中酸性浅成斑岩及次火山岩分布。燕山晚期花岗(斑)岩呈近南北向侵入于早期岩层之中。

区域上岩浆活动强烈，主要有三期：①印支期岛弧发育阶段形成以安山岩、英安岩为主的中酸性火山—沉积岩系，伴随有与浅成、超浅成侵入岩有关的斑(玢)岩型铜多金属矿化；②燕山晚期为陆内汇聚阶段，在构造活动强烈区发育碰撞(S)型酸性岩浆侵入，形成斑岩型、矽卡岩型等重要的铜、钼、钨矿化；③喜马拉雅早期本区主要表现为陆内伸展裂陷，发育正长(斑)岩—二长(斑)岩类，伴有斑岩型金、铜矿化。

2 矿区地质特征

矿区位于娘央—夏隆瓦断裂与红山断裂之间，主要出露上三叠统曲嘎寺组、图姆沟组地层，与火山岩同源的侵入体，地表仅有零散的闪长玢岩岩墙。此外，矿区中部见少量燕山期石英二长斑岩岩枝。矿区地表见大面积角岩化及矽卡岩化蚀变。

图1 红山地区区域地质及矿床(点)分布图

2.1 地层

矿区出露地层主要有上三叠统曲嘎寺组和图姆沟组，总体为一单斜构造(图2)，岩层倾向240°，倾角60°～80°。

(1)曲嘎寺组(T3q)

曲嘎寺组可细分为三段，本区仅出露二、三两段。

二段(T3q2)：出露于矿区中部，呈北西向展布。主要为深灰色砂泥质板岩、变质砂岩、大理岩和结晶灰岩夹基性火山岩及伴生的硅质岩。是矿区主要赋存层位，广泛发育矽卡岩化和角岩化。

图2 红山—红山牛场铜钼矿区地质图

三段(T3q3)：出露于矿区西部，主要为深灰色薄层—中厚层状灰岩、粉晶灰岩，夹绢云板岩、变质细粒长石石英砂岩及少量变质砾岩。为恩卡铅锌银金矿的主要赋矿层位。

(2)图姆沟组(T3t)

出露于矿区东部，为灰—深灰色板岩、粉砂质绢云板岩及中性、中酸性火山岩类，计有安山岩、流纹岩、英安岩等。

2.2 构造

矿区位于区域性北北西向红山断裂西侧，次级断裂发育，多数与区域构造线一致，呈北西—南东向，以正断层为主，逆断层次之。成矿前的层间裂隙、节理发育，是赋存矿(化)体的最有利部位。

2.3 岩浆岩

图3 石英二长斑岩的主要元素差别图

图4 红山异常剖析图

图5 红山地区蚀变遥感异常分布示意图

矿区岩浆活动强烈，主要有印支期及燕山期。两期岩浆活动在矿区表现各异，其成矿作用也各有不同，具有叠加成矿的特点。

(1)印支期挤压型钙碱性系列钾质中—酸性火山岩

曲嘎寺组中发育基性火山岩，而图姆沟组中则以安山岩、英安岩为主。侵入岩为浅成斑(玢)岩，地表零星出露。在矿区深部存在一些石英二长斑岩和花岗斑岩，前人在勘探时对这类岩石测定了化学成分。根据主元素对比图(图3)判别，矿区石英二长斑岩属钙碱性和强铝质系列岩石。在红山矿区石英二长斑岩中获Rb—Sr单矿物模式年龄为214Ma(谭雪春等，1985)，说明岩体形成时代为印支晚期。该期岩浆活动对矿区成矿具有积极的作用，属早期成矿作用。

(2)燕山期滞后型花岗闪长岩系列

分布于矿区中部，地表仅零星出露，表现为岩枝、岩脉，近年来在红山矿段17线、9线、3线中施工的多个钻孔在深部揭到厚大的含矿斑岩体，主要岩类有石英二长斑岩、二长花岗斑岩等。

徐兴旺、李文昌等先后在矿区做过辉钼矿Re—Os测年分析，石英二长斑岩成矿作用的活动时间大致为(80.2±1.3)Ma—(77.6±1.1)Ma(李文昌等)，石英—辉钼矿阶段的辉钼矿Re—Os年龄大致为(77±2)Ma(徐兴旺等，2006)，两者十分相近。

2.4 围岩蚀变

与矿化关系密切的围岩蚀变主要有钾化、矽卡岩化、角岩化。

钾化主要出现在石英二长斑岩中，其与钼铜矿化关系密切。

矽卡岩化、角岩化在区内分布较广，两者多相间排列，并与地层产状一致。矿体主要产于矽卡岩中。矽卡岩接触的围岩不同，其矿物组合也有所不同。与角岩接触时，主要为透辉石—钙铁榴石矽卡岩，而靠近大理岩一侧则为钙铁榴石矽卡岩及次透辉石钙铁榴石矽卡岩。

2.5 物探异常特征

矿区激电中梯Ms异常和磁测△T异常分布态势基本相同，总体反映了红山矿段东部矽卡岩型铜铁矿体具有强磁、高极化、顺层产出且有一定规模的电、磁场特征；红山矿段西部电、磁异常分布在角岩带上，与角岩裂隙充填的网脉状中等磁性、中等极化的矿(化)体相对应。

2.6 化探异常特征

矿区属典型的“高、大、全”化探异常，一比五万土壤化探所分析的七种元素Cu、Pb、Zn、Ag、Au、W、Mo均为强异常(图4)，出现异常的元素尚有Sn、Cd、As、Sb、Hg、Co、Fe、Th、Bi(1/20万化探)等，是全测区内元素组合最多，最复杂的异常。综合异常浓集中心突出，各元素重合好，以同心浓集为特征。从内往外，依次为Mo、W、Au、Cu、Ag、Zn、Pb，显示由高温向中低温变化特征。从形态看，Cu、W、Mo形态最为规整，其次Pb、Zn、Ag、Fe、Au。异常区西侧有一北西向Pb、Zn、Ag、Au浓集小区，显示该区至少存在二期以上多金属成矿热液作用。

2.7 遥感异常特征

矿区蚀变遥感异常以铁染异常为主，并伴有零星羟基异常分布(图5)。其中铁染异常产出部位与矿体产出部位吻合较好。另外，矿区还有多个羟基异常或羟基+铁染异常中心存在，推测其可能与斑岩型铜矿有关。

线环构造组合显示，矿区位于东西向构造与南北向构造交汇构造背景上，岩浆热液环呈东西向分布，并呈串珠状、同心多层环状组合。

3 矿床及矿体特征

依据成矿系列的观点，结合矿体空间展布及成矿元素组合，初步将矿床划分为三个矿段，从东至西依次为红山矿段、红山牛场矿段、恩卡矿段。

3.1 矿床规模及矿体特征

红山矿段与红山牛场矿段成矿特征基本一致。矿体赋存于矽卡岩、角岩及深部斑岩体中。成矿元素以铜钼为主，次为铅锌。成因属与斑岩体关系密切的斑岩—矽卡岩型。

恩卡矿段位于矿区西部硅化灰岩、板岩中。成矿元素以铅锌为主，次为银金，成因属热液脉型。

3.1.1 红山铜钼矿段

位于红山老矿区内。上世纪七十年代，原云南地矿局第七地质大队作过初勘工作，共圈定大小矿体20个，其中规模较大的10个。矿体长一般30m～1223m，厚3.92m～19.56m，斜深20m～330m，铜品位一般0.86ω%～1.76ω%，平均1.01ω%。

根据矿体赋存特征及成矿元素组合，笔者将红山矿段初步划分为两个部分。分别是：上部的矽卡岩型铜矿，包括V1、V2、V3、V4等多个矿体；深部斑岩型铜钼矿，有 V11矿体。

V1矿体：为矽卡岩铜矿体。呈似层状—脉状，长1330m，斜深285m，倾向240°，倾角65°。厚31m～35m，平均33m，铜品位一般0.43ω%～0.54ω%，平均0.48ω%。

V2矿体：为矽卡岩铜矿体。呈似层状，长1435m，斜深390m，倾向240°，倾角70°。厚7m～33m，平均23m，铜品位一般0.23ω%～0.81ω%，平均0.5ω%。

V3矿体：为矽卡岩铜矿体。呈似层状，长1435m，斜深388m，倾向240°，倾角70°。厚4m～65m，平均24m；铜品位一般0.23ω%～0.7ω%，平均0.50ω%。

V4矿体：为矽卡岩铜矿体。呈似层状，长726m，斜深410m，倾向240°，倾角72°。厚10m～11m，平均10.5m，铜品位一般0.22ω%～1.38ω%，平均1.0ω%。

V11矿体：矿体赋存于石英二长斑岩体及外接触带角岩中，属斑岩型钼矿体(图6)。呈大透镜状，长1435m，斜深590m(未控全)，倾向240°，倾角65°。厚117m～302m，平均203m，钼品位一般0.034ω%～0.057ω%，平均0.04ω%。

3.1.2 红山牛场铜矿段

位于红山铜矿段西侧，平距800m。含矿岩性主要为矽卡岩，另有少量角岩，矿体顶、底板主要为大理岩、角岩，部分为矽卡岩。矿体与围岩呈渐变关系。共圈定工业矿体6个，其中KT2、KT3、KT4、KT6矿体规模较大。

KT2矿体：为矿区主矿体，呈似层状—脉状，长1353m，深部未控全，倾向230°，倾角75°。中段及南东端有分支复合现象。厚度0.98m～13.59m，平均5.72m，铜品位0.20ω%～3.79ω%，平均品位1.71ω%。

图6 红山铜钼多金属矿区9号勘探线剖面图

KT3矿体：位于KT2西侧，呈脉状—似层状。长271m，深部未控全，倾向194°，倾角60°，两端有分支复合现象。一般厚0.79 m～3.54m，平均厚2.08m，铜品位0.23ω%～0.81ω%，平均0.66ω%。

KT4矿体：位于KT3西侧，呈脉状—似层状，长567m，深部未控全。倾向260°，倾角67°。一般厚1.78 m～6.0m，平均厚4.01m，铜品位0.33ω%～0.51ω%，平均0.44ω%。

KT6矿体：呈透镜状，长274m，深部未控全。总体倾向255°，倾角80°。厚度3.32 m～36.46m，平均15.77m，铜品位0.26ω%～2.66ω%，平均品位1.01ω%。

3.1.3 恩卡铅锌银金矿段

位于矿区西南部，恩卡断裂以东地区，走向北西—南东。矿体产于三叠系上统曲嘎寺组三段(T3q3)结晶灰岩层间破碎带中，空间展布形态受层间断裂构造控制。围岩主要为结晶灰岩、板岩，夹石多为结晶灰岩。

初步圈定9个矿体，规模较大的有3个，呈脉状、透镜状、似层状产出。走向长50m～440m，产状232°～265°∠56°～89°，厚0.82m～1.85m。矿化以铅、锌为主，并普遍共伴生银、金。矿体品位：铅l.73ω%～6.87ω%，锌 2.15ω%～4.29ω%，伴生银 56.60 g/t～249.78g/t，金1 g/t～3g/t。矿石呈黑褐色块状，脉石矿物以碳酸盐为主，石英次之。金属矿物多呈微粒状，铁锰质含量高。

3.2 矿石质量

(1)红山矿段和红山牛场矿段

因成矿条件及矿床成因类型相似，故二者矿石质量接近。

矿石矿物成份：金属矿物主要为孔雀石、黄铜矿、磁黄铁矿、黄铁矿，辉钼矿、方铅矿及闪锌矿；脉石矿物主要为石榴子石、透辉石、斜长石、石英。

矿石结构：主要为粒状、陨铁状、乳浊状固溶体结构等。

矿石构造：主要为块状、浸染状、脉状构造。块状构造包括致密块状、斑块状、花斑状、环斑状；浸染状包括稠密浸染状、星散状；脉状包括细脉状、网脉状。

(2)恩卡矿段

矿石矿物成分：矿石矿物主要有方铅矿、闪锌矿、黄铁矿、异极矿、菱锌矿、白铅矿、铅矾等；脉石矿物主要有方解石、石英、绢云母、黑云母、绿泥石等。

矿石结构：具自形—半自形粒状、它形粒状、碎裂、充填交代等结构。

矿石构造：有浸染状、团斑状、块状、脉状等构造。

3.3 矿石类型及矿石的化学成份

(1)红山矿段和红山牛场矿段

矿石类型多样，其自然类型可分为氧化矿、混合矿、硫化矿，以硫化矿为主，氧化带不发育。工业类型按含矿岩石可分为矽卡岩型、角岩型、斑岩型，按有用矿物可分为含铜磁铁矿型铜矿石、含铜辉钼矿型铜钼矿石、含铜方铅矿闪锌矿型矿石、铅锌矿石。

铜矿石中以铜为主，独立的钼矿体中平均含钼0.042ω%，其中石英二长斑岩含钼0.04ω%，角岩含钼0.046ω%，独立的铅锌矿体含铅0.50ω%～12.02ω%，平均4.875ω%，含锌1.13ω%～18.04ω%，平均0.337ω%，另外可综合利用的银平均6.856g/t，钴0.00449ω%，铋0.016ω%，铟0.000611ω%，硫10.66ω%。

(2)恩卡矿段

矿石有用元素主要为铅、锌，并普遍共伴生银，银品位一般25.81 g/t～283.22 g/t，最高861.41 g/t。据铅与银的相关关系，银主要赋存于方铅矿中。矿石自然类型以硫化矿为主，局部可见少量氧化矿及混合矿。

矿石工业类型有黄铁矿—方铅矿型，方铅矿—闪锌矿—黄铁矿型，铅锌银黄铁矿大理岩型，铅锌银黄铁矿绿泥板岩型。

4 矿床成因与成矿模式

4.1 矿床成因

4.1.1 包体测温及含盐度

经对石英二长斑岩、蚀变石英二长斑岩的包体测温，其含盐度高，ω(NaCl)达32.3%～75%。除常见钠盐子晶外，经常同时有钾盐子晶产出。上述岩体所测均一法温度也高。已测定的23个数据中，492℃～579℃有2个，330℃～420℃有10个，220℃～190℃有10个，仅1个为156℃。说明成矿作用以气成—高温阶段为主，延续到中温阶段。

4.1.2 蚀变分带

深部斑岩体内以钾化、硅化为主，钾化强则矿化强。

接触带则以矽卡岩化为主，在矽卡岩与角岩相间排列宽达800m的矿化带中，空间分布有下列两种规律：

(1)石英黑云母角岩+蚀变黑云母角岩→透辉斜长岩+透辉富铝石榴子石矽卡岩+钙铁石榴子石矽卡岩+次透辉石钙铁石榴子石矽卡岩→含硅灰石、透闪石、透辉石大理岩+大理岩。

(2)石英黑云母角岩+蚀变黑云母角岩→透辉斜长岩+透辉富铝石榴子石矽卡岩→钙铁石榴子石矽卡岩+次透辉石钙铁石榴子石矽卡岩→透辉富铝石榴子石矽卡岩+透辉斜长岩→蚀变黑云母角岩+石英黑云母角岩。

4.1.3 成矿阶段

当矽卡岩及角岩经成矿热液再蚀变时，矽卡岩变成类矽卡岩、角岩变成堇青石斜长石透辉石角岩，其成矿阶段如下：

高温的硅化、钾钠长石化，为磁铁矿形成期；高中温的硅化、早期碳酸盐化阶段，为磁黄铁矿、辉钼矿、白钨矿形成期；中温的阳起石化、绿泥石化、绿帘石化阶段，为以黄铜矿、黄铁矿为主的硫化物形成期；低温的晚期碳酸盐化、沸石化阶段，为方铅矿、闪锌矿形成期。

因此，自矽卡岩向大理岩，金属矿物呈带状分布：下部为磁铁矿，依次为磁黄铁矿，再向上为黄铜矿、黄铁矿，最上部为方铅矿、闪锌矿。

4.1.4 矿床成因

综上，认为矿区曾经历了印支期燕山期两期岩浆活动。

印支晚期(214Ma，谭雪春等，1985)斑(玢)岩体主要位于矿区北东侧。围岩蚀变弱，经观察岩体与矿化关系不是很密切。

燕山期石英二长斑岩体侵位于矿区深部。其成矿作用的活动时间大致为(80.2±1.3)Ma-(77.6±1.1)Ma(李文昌等)，石英—辉钼矿阶段的辉钼矿Re-Os年龄大致为(77±2)Ma(徐兴旺等，2006)，两者十分相近。且野外工作证实，该期斑岩体与矿化关系密切。故认为矿区主成矿时期应为燕山期。

此外，宋保昌等(2006)根据铅同位素分布特征，经对比分析认为红山矿区存在新生代成矿的可能。

由此，可认为红山—红山牛场—恩卡矿床成因为与燕山期斑岩体关系密切的斑岩—矽卡岩—热液脉型复合型矿床成因类型，形成一个成矿系列，并于有利部位叠加了后期成矿作用，使成矿元素进一步富集。

4.2 成矿模式探讨

综上所述，红山—红山牛场—恩卡铜钼铅锌银金多金属矿床具有明显的地质分带性。

(1)矿化的分带性：矿区具有多种成矿元素，如钨、钼、铜、铅、锌、金、银等，全区以岩体为中心表现出明显的分带性。中心(岩体内部)以钼(钨)矿化为主→中部(矽卡岩、角岩中)则以铜、钼矿化为主→外围则是铅锌银金矿化。

(2)热液蚀变的分带性：中心矿化斑岩体以钾化、黄铁绢英岩化蚀变为主；接触带以矽卡岩化、角岩化、硅化为主；外围以大理岩化、青盘岩化为主。

(3)成矿类型的分带性：中心是细脉浸染状矿化；中部是矽卡岩型矿化和裂隙充填矿化；外围是沿裂隙充填的脉状矿化。

以上分带性具有较好的对应关系，并赋存有相应矿体，构成一个完整的斑岩型→矽卡岩型→热液脉型矿床系列。其中，中心部位对应的是全岩矿化的石英二长斑岩体，具钾化、黄铁绢英岩化蚀变，矿化以钼(钨)为主，辉钼矿、黄铜矿、黄铁矿等矿石矿物呈细脉浸染状产出，具典型的“斑岩型”面型矿化特征，如红山深部的V11矿体；接触带附近以矽卡岩、角岩为主，硅化强，矿化以铜、钼为主，黄铜矿、黄铁矿、辉钼矿等成矿物质呈脉状沿裂隙产出，形成红山、红山牛场矽卡岩型铜钼矿；远离岩体则主要沿构造、裂隙充填于角岩化板岩、大理岩化灰岩等地层中，矿化以铅、锌、银、金为主，呈脉状产出，形成恩卡热液脉型铅锌银金矿。

由此笔者初步提出红山—红山牛场—恩卡铜钼铅锌银金多金属矿床的成矿模式(图7)。

隐伏的含矿斑岩体是成矿的主体，全岩矿化，发育细脉浸染状矿化，具有较大规模。其顶部延伸的一些岩枝，是成矿斑岩体的一部分，具有斑岩型矿化特征。其形成于燕山期，成矿年龄(80.2±1.3)Ma—(77.6±1.1)Ma(李文昌等)，晚于矿区北东侧印支晚期斑(玢)岩体(214Ma，谭雪春等，1985)。

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