云南个旧矿区龙树脚含矿断裂带构造成因及找矿远景

2018-03-21周永恒刘劲松赵国友李国伟

现代矿业 2018年2期

周永恒刘劲松赵国友李国伟

(云南锡业股份有限公司卡房分公司)

个旧矿床不仅是一个大型锡矿床，同时也是大型铜、铅矿床。近年来，众多学者对个旧矿区的成矿模式进行了探索，卢汉堤等[1]通过野外调查提出了个旧大型矿床的成矿模式，认为个旧地区的成矿模式与燕山期花岗岩成矿有关；赵江南等[2]、毛景文等[3]通过对个旧地区的成矿构造带进行了探索，指出了构造断裂带成矿元素，为进一步研究个旧高松矿田断裂构造造岩演化特征提供了依据；戎景会等[4]通过分析个旧锡铜多金属矿区的成矿条件，建立了矿区找矿地质模型，通过Surpac三维软件对现有的地层、断裂、岩体等进行了建模，为矿体资源量统计及成矿预测提供了可靠依据。本研究在上述成果的基础上，对个旧矿区的龙树脚含矿断裂带进行探索，从地质特征、断裂成因、断裂带的矿物元素富集程度等方面进行分析，探讨找矿方向，为进一步在该含矿断裂带深部进行找矿勘探及资源预测提供参考。

1 地质特征

个旧矿区龙树脚含矿断裂带位于云南省个旧市南部178°方向，直线距离约17 km处，为个旧市东部成矿区卡房矿田龙树脚矿段内呈EW向展布的主要含矿构造。龙树脚含矿断裂带(Ⅱ-11#含矿断裂带)范围北起黄泥坡、泥浆塘，南至白龙断裂，西起个旧断裂，东至方灵硐、大砚坡，具体位置如图1所示。龙树脚含矿断裂带为规模较大的EW向断裂带即锡、铅矿床的赋存部位。该含矿断裂带的地质特征如产状变化、构造岩划分等如图2所示。

图1 个旧矿区地质特征

1.1 产状

龙树脚含矿断裂带总体呈EW走向，平面上两端偏转呈S型，西段20排以西向北西偏转，东段52排以东向南北偏转弯曲，两端外延以沿层滑动形式逐渐消失。西段倾向SW约70°，中段上部陡立，倾向南北来回摆动，下部向S倾。东段倾向转为NE，上缓(30°)、下陡(70°)。

1.2 构造岩划分

龙树脚含矿断裂带由一挤压破碎带构成，破碎强度以“主干面”为中心向外逐渐减弱，基本与围岩成为一体。破碎带宽度为0.5～4.1 m，一般为数米，按破碎程度由内向外可划分为粒状破碎带、片理状破碎带、片状破碎带、块状破碎带以及节理破碎带[5-6]。

图2 龙树脚含矿断裂带地质特征

1.3 伴生及派生构造

在主断裂一侧或两侧邻近地段，岩层倾角较大，与断裂产状一致，形成了一条岩层陡立带，一般近地表无明显表现，自1 880 m中段向下则较明显，主要见于断裂中间一段，宽度为数米至150 m。

猪头山向斜南翼地层产状一般为EW走向往N缓倾，位于断裂旁侧发育一组轴向平行的小挠曲，轴线长数十米至200 m，在1 880 m中段断裂北侧及1 580 m 中段断裂南侧均表现得非常强烈，它们的形成显然与断裂有着密切的成因联系。

主干断裂的配套构造不发育，仅偶见旁侧NNW向压扭性断裂，常见到的是NNW向、NNE向共轭节理组，显然是EW向挤压带的配套构造。挤压带中还可见到一些平行波状压性面，断裂旁侧地层中可见沿层滑动现象。一些构造具有水平擦痕，充填有构造泥，部分充填有氧化矿，形成了一些小而薄的层状矿体。

1.4 断裂的发生、发展

龙树脚含矿断裂带与矿段内EW向构造展布和力学性质的一致性，说明两者均为区域性SN向压应力作用下的产物，断裂形态特征、构造岩类型、早期垂直擦痕、北盘地层的向上推复等一系列现象都可佐证。但区内断裂规模大于褶皱规模，断裂在平面上绕过褶皱[7]。在猪头山向斜与大花山背斜连接的翼部地层产状平缓，一般不可能产生如此强烈的断裂。据此可以推测，在褶皱形成过程中，早期有纵张性裂隙形成(在野外可以观察到挤压带中有张性破碎迹象)，褶皱形成后，SN向压应力继续作用，沿翼部地层挠曲、陡立，力的继续作用使得塑性形变变质为脆性形变，最终使得规模巨大的断裂趋于形成。在NW—SE向压应力作用下，形成了个旧矿区NNE向褶皱，派生的EW向应力形成了叠加压性带中的成矿前扭性面。

沿早期春扭性面(往往与主干断裂重合)，成矿后又有扭动，扭裂面平直光滑紧闭，延伸性好，贯穿整个破碎带，并破坏矿体，部分伴生有角砾岩带，砾石细小滚圆，被含矿黏土胶结，厚达0～60 cm。滑面具有细小水平擦痕，总体上为断裂北盘东移，断距不大，个别点的水平错距为4.7 m，但该扭性面切穿性很强，它不仅切割了压性破碎带，而且切割了氧化矿及后期张扭性破碎带，为最晚期叠加的扭性断裂，局部尚有规模不大的平行扭裂面产出。

龙树脚含矿断裂带两侧地层层位差别较大，北侧出露老地层，南侧出露新地层。但是晚期扭性面水平断距较小，鉴于早期压性面发育粗大的垂直擦痕，由此可以认为断裂的垂直错移为主要的，北盘上升，垂直断距达400～700 m。

2 含矿断裂带成因

2.1 断裂构造成因机制

在燕山中晚期，随着越北古陆继续漂移插入康滇古陆下部，同时伴有海底火山喷发活动，在卡房成矿区形成并扩大了近SN向、NE向断裂和EW向裂隙构造的规模，同时改造了EW向构造，形成了仙人硐断裂、龙树脚断裂、白龙断裂等构造[8]。伴随该次构造运动，深部含矿岩浆沿鸡心脑背斜、黄泥坡背斜(五子山复式背斜南西段)轴部侵入，在NE向与EW向构造的复合部位，形成了黄泥坡隐伏花岗岩体，含矿岩浆以岩舌、岩株形式侵入EW向断裂带和三叠纪中统个旧组卡房段碳酸盐类地层(T2g1)，并伴随成矿作用，形成了花岗岩接触带矿体、断裂带矿体和层间矿体(图3)。

图3 断裂构造形成应力示意

在挽近期，继越北古陆继续漂移，EW向挤压应力继续作用，扩大了NE、EW向断裂构造破碎带的规模，同时伴生有NW、NE向次级断裂构造呈“X”型共轭产出，其应力作用和规模均相对较小，但对前期成矿过程有进一步的破坏作用，并对EW向构造有轻微改造作用，在局部地段发生了表生变化、次生富集和机械沉积作用[8]。

2.2 成矿物质来源、搬运和沉淀

个旧矿区内的成矿物质来源主要为壳源重熔型中—细粒黑云母花岗岩。其中，老卡岩体年龄为81 Ma，新山岩体年龄为67～74 Ma。据蒙子庙、龙树脚地区Pb同位素测定成果，矿区成矿物质除了主要来自地壳深部的深熔花岗岩岩浆以外，尚有一部分来自深部围岩同化混染加入的外来铅。

(1)成矿元素搬运。锡石-硫化物型矿床的成矿元素主要以硫锡络合物的形式搬运，其他亲硫的多金属元素(如Cu、Pb、Zn、Fe、As等)主要以硫化物、氯化物、氟化物组成的复杂溶液形式搬运。

(2)成矿元素沉淀。区内高温岩浆携带富含成矿元素及挥发组分的含矿热液沿近SN向I级构造与EW向次级构造相互交切形成的“交集点”为主要运移通道，沿锐角挟持带裂隙发育破碎、断裂局部膨大部位贯入，自北向南、由下至上侵入背斜轴部层间剥离破碎带中，与个旧组碳酸盐类围岩发生交代、置换作用，随着压力、温度逐渐下降，含矿热液出现结晶、冷凝，S2-大量出现后，首先沉淀毒砂、磁黄铁矿，继而含铁量渐减，以岩体为中心按金属活动顺序(Ag、Cu、Pb、Sn、Fe、Zn)硫化物依次沉淀。

3 含矿断裂带元素富集及矿体特征

3.1 元素富集特征

(1)Sn。Sn主要沿龙树脚断裂转折端膨大部位下部的裂隙发育破碎地段富集，还有Pb、Ag共伴生富集，且垂向上存在由上至下Sn、Pb、Ag品位逐渐升高的趋势。Ⅱ-11#含矿断裂带中Sn品位为0.23%～1.427%，共生Pb品位为1.183%～7.479%，伴生Ag品位为32.868～95.817 g/t。

(2)Pb。Pb主要沿鸡心脑背斜轴部、龙树脚断裂带分布，集中于鸡心脑背斜及大花山背斜翼部两侧、沿龙树脚断裂及其两侧次级断裂发育地段[8]，多以Pb-Sn或Pb-Ag共伴生富集，Pb品位为1.424%～11.601%，共生Sn品位为0.11%～0.476%，部分伴生Ag品位为1.344～23.678 g/t。

3.2 矿体特征

(1)矿体主要产于EW向压性断裂带中。目前已揭露的12个氧化(富)矿和含矿破碎贫矿带的矿体产状、矿化范围、空间排布等都严格受控于压性断裂，断裂带既是导矿通道又是容矿空间[6-7]。氧化(富)矿呈扁豆状沿断裂呈线型分布。矿石呈扁豆状，产状与矿体一致，均显示典型的压性特征。富矿在断裂带中直接富集于构造破碎最强烈处——“主干”断裂中，充填交代粒状破碎带[6-7]。在矿体厚大部位可见破碎空隙全部被矿液充填或铁锰硫化明显沿破碎岩石裂隙面充填交代，形成较连续的贫矿带。矿液富集于上述部位与断裂的多期活动以及岩石经过强烈破碎后空隙特别发育有关。矿体展布空间严格受断裂带制约，断裂与近旁围岩产状的一致性有关。

(2)矿体明显富集于断裂的转折部位。断裂带中的矿体明显富集于断裂东西两端的弧形转折处。东部转折有Ⅱ-11-1#矿体，西部有Ⅱ-11-7#、Ⅱ-11-8#、Ⅱ-11-9#等矿体。该类矿体的规模、矿化强度均优于其余矿体。平面上断裂东西两段转折处，SN向压应力可形成水平分力而产生扭动，形成较好的容矿空间，在后期NW—SE向压应力的作用下，转折处也易形成层间挠曲，使得构造破碎程度加剧。

(4)矿体在断裂带中呈扁豆状成串分布。矿体在平面上沿断裂带成一长串分布，无矿间隔为50～200 m。Ⅱ-11-1#矿体长度最大，连续长达800 m，又可进一步细分成5个膨胀狭缩的扁豆体。在断裂西段Ⅱ-11-9#等矿体采场内，扁豆体的长度有时仅为数米。该类富矿呈尖灭再现的成串分布特征，也显现出成矿环境的压性特点。

3.3 金属分带特征

龙树脚含矿断裂带垂向上具有明显的金属分带性，即上部(标高2 150～1 800 m)为铅、锌矿带，中部(标高1 800～1 500 m)为锡铅矿化带，中下部(标高1 500～1 200 m)为锡银、锡铜矿化带，且向上、向下都有减弱趋势。Cu品位呈现由上至下跳跃式递增趋势，断裂带深部少数钻孔控制的Sn、Pb品位甚微，主要出现铜矿化，品位高达5.66%。由于断裂纵向上存在分带性，使得断裂切割较深可成为矿液有利的运移通道，因此矿液可能来自北部的水平分配，也有来自深部由下而上的分配。地表化探趋势面分析也指示了这一可能性。矿区Cu剩余异常分布于2个地段，一是黄泥坡断裂北侧趋势高值中心，二是沿Ⅱ-11#含矿断裂带长距离内。后者不可能单独来自北部矿液分配，也说明矿液有来自深部的叠加成分。

4 找矿远景

4.1 控矿特征

矿区内锡多金属矿床的形成均受地层、构造、岩浆岩的控制。燕山中—晚期花岗岩为成矿母岩。Ⅱ-11-1#矿体深部虽然未揭露花岗岩，但根据矿床中锡石标准特征、锡石爆裂法测温结果(275 ℃)，并结合矿体中残留硫化矿石的矿物组合、矿物结构构造进行综合分析，本研究认为区内锡多金属矿床属于高—中温热液矿床[9-11]。龙树脚含矿断裂带的成矿部位主要为断裂挟持带、断裂与互层(地层)交切部位、断裂扎根部位、断裂分支复合部位以及断转折端。

银、铅、锡多金属矿床属于花岗岩外接触带碳酸盐岩层中的层间矿床，花岗岩相对隐伏深度大，在900 m标高以下[7]。因此花岗岩的直接控矿作用不明显，但根据大量钻孔揭露，矿床下部的石灰岩变质、褪色、重结晶现象明显，矽卡岩脉、硫化物细脉频繁产出，铜矿化显著增强，说明通过断裂构造的连通作用，岩浆活动为矿床的形成提供了矿物质、热液和热源[12-13]。