云南官房铜矿床地质特征与构造控矿规律
2019-04-01毛艺刘雅兰杜金锐余春梅廖海
毛艺,刘雅兰,杜金锐,余春梅,廖海
云南官房铜矿床地质特征与构造控矿规律
毛艺1,刘雅兰2,杜金锐1,余春梅3,廖海1
(1.四川省矿产资源储量评审中心,成都 640045;2.成都理工大学国土资源部构造成矿成藏重点实验室,成都 610059;3.四川三合空间科技有限公司,成都 610041)
官房铜多金属矿床位于云南省南澜沧江火山岩带北段,属云县-景洪(火山弧)铜多金属成矿带。通过总结官房铜矿床的区域地质背景、地质特征与构造控矿规律,认为该铜矿床是与岩浆热液有关的中-低温热液型矿床。该矿床主要成矿期为晚三叠世早期,区域性南北向澜沧江断裂控制了区域成矿带的展布;伴随火山活动形成的放射状断层、节理和玄武岩的气孔状构造控制了矿体的空间产出形态。岩浆作用晚期的含矿气液在产状陡倾的断层中形成以角砾状矿石为特征的透镜状矿体,在玄武岩气孔或裂隙中富集形成脉状或似层状矿体。
铜矿床;构造控矿;南澜沧江火山岩带;云南官房
南澜沧江火山岩带是一个寻找与火山岩有关的铜多金属成矿带[1、2],伴随着不同历史时期的构造-岩浆作用,大量成矿元素从深部带到地表,从而在火山岩中形成了众多的矿床(点)。其中,以大平掌、民乐、文玉、官房等铜多金属矿床最有代表性。它们分别形成于不同构造环境的火山活动中,从早到晚,总体具有从岛弧中心向大陆边缘、板内裂谷转移的构造环境变化特征[3-7]。构造环境的复杂性导致成矿类型的多样性,这在中国众多火山岩系成矿带中是十分少见的。
官房铜多金属矿床位于云南省南澜沧江火山岩带的北段,行政区划属云南省临沧市云县。区内地形复杂,地势北高南低,起伏比较大,属于切割强烈的高中山区。官房铜矿在解放前曾有过开采,并从1959年后断续开展过不同程度的地质勘查工作。但由于研究程度有限及野外工作条件限制等影响,前人对官房铜矿地质特征、成矿规律等认识存在较多争议[8、9]。在前期勘探工作基础上,通过野外调查和室内分析,对该矿床地质特征,尤其是控矿构造特征进行分析和总结,以期为区内的找矿工作提供理论支持。
图1 南澜沧江带地质简图[12]
1.洋脊/洋岛型玄武岩;2.超镁铁岩;3.钾质/钠质弧灿岩;4.花岗岩;5.主动边缘(浊蚀岩)弧前斜坡相;6.洋盆深水相;7.半深水-深水相;8.浅水碳酸盐台地;9.前泥盆系地层;10.前寒武系基底;11.T3-Q地层
1 区域地质背景
1.1 大地构造位置
官房铜矿的大地构造位置划属西南三江构造-岩浆带之兰坪-思茅双向弧后-陆内盆地。区内构造岩浆活动频繁,沿南澜沧江河谷两岸分布了大量的古生代末-早中生代火山岩,形成南澜沧江火山岩带[10]。云县-景洪二叠纪-三叠纪弧火山岩带是南澜沧江火山岩带的重要组成部分,其分布于临沧-勐海花岗岩带东侧,兰坪-思茅盆地西缘,沿澜沧江两岸展布[11]。其北起云县,经官房、文玉、民乐向南延至景洪一带,呈南北向狭长带状特征,长达400km,宽约30km,南端撒开宽度可达80km[12](图1)。
带内广泛分布三叠纪火山岩,其中尤以北部的云县一带出露较完整,自下而上为划分为忙怀组(T2)、小定西组(T3)和芒汇河组(T3)。火山岩系内各组之间呈整合或假整合接触,与下伏前三叠纪的地层为不整合接触,被中侏罗统复成分砾岩和紫红色泥岩不整合上覆[13]。
1.2 区域地质构造特征
区域以南北向断裂构造为主。澜沧江断裂位于研究区东侧,是一条巨型超壳深断裂,断裂带常由宽数百米-数千米的糜棱岩带和破碎带组成,分布着巨大的构造混杂岩带。分布于澜沧江断裂西侧的拿鱼河断裂是平行澜沧江深大断裂的次级断裂,沿着南北向的拿鱼河波状延伸[14]。断裂的倾向为东,倾角为50°~75°,属于压性断裂,断裂带宽为150~1 500m。三叠系上统小定西组(T3)和中统的忙怀组(T2)火山岩在断层的两侧发育。
图2 小定西组玄武岩特征
(左:青灰色致密块状玄武岩;右:灰绿色杏仁状玄武岩)
酒房断裂处于研究区中部,在澜沧江断裂的东侧约30km处,呈北北西-南南东展布,倾向为西,倾角是60°~85°,断裂长50km。断裂为隐伏-半隐伏的区域性大断裂,具有明显的压扭性特征[15]。酒房断裂对区内沉积作用、岩浆活动、构造变形及变质作用均有明显的控制性,是一条活动时间长、表现比较活跃的区域性断裂。从火山岩的分布情况看,二叠纪、三叠纪的火山岩,主要分布在断裂西侧,上泥盆统火山岩分布在断裂东侧,表现了该断裂对不同时代火山活动的控制作用。断裂沿线岩层的产状陡立、倒转,并有平卧的小褶皱,断裂带内岩石破碎、劈理、菱形构造体和擦痕发育。
2 矿床地质特征
2.1 地层岩性
矿区主要分布上三叠统小定西组中-基性火山岩,岩性组合主要为高钾钙碱性玄武岩-钾质粗玄岩-钾玄岩-安粗岩,局部夹有泥质砂岩和凝灰质砂岩,与下伏的中三叠统忙怀组中酸性火山岩为假整合接触。
小定西组火山岩是矿区的主要含矿岩系,其总体发育五个喷发旋回,每个喷发旋回的下部总体为青灰色厚层块状隐晶质玄武岩,中上部为紫红色-砖红色或灰绿色气孔、杏仁状玄武岩,局部发育安山玄武质角砾岩(图2)。
图3 官房铜矿床地质简图[16]
T3x1-1-上三叠统小定西组第一段第一亚段;T3x1-2-小定西组第一段第二亚段;T3x2-1-小定西组第二段第一亚段;T3x2-2-小定西组第二段第二亚段;T3x2-3-小定西组第二段第三亚段;T3x3-1-小定西组第三段第一亚段;1-地质界线;2-向斜轴;3-断层和推测断层;4-辉绿岩脉;5-铜矿体;6-火山集块岩;7-花岗岩.
2.2 地质构造
矿区位于张导山复式向斜的向阳山次级向斜核部,矿区断裂构造发育,断裂总体具有环状和放射状特点,其中以近南北向、北东和北西方向构造最为发育(图3)。矿区发育有放射状的节理构造,节理倾角主要为50°~85°,近东西向、近南北向和北西-南东向的节理主要为压剪性节理,北东向主要为张性节理,节理分布密度不等,平均为5~7条/m。
2.3 矿体与矿石特征
官房铜矿的矿化蚀变分带明显,显示矿化蚀变作用受断裂和岩相控制的特征。官房矿区主要发育硅化、黄铁矿化、碳酸盐化、绿帘石化、绿泥石化等蚀变类型,成矿与硅化和黄铁矿化蚀变关系密切(图4)。矿区硅化蚀变显示至少两期蚀变的特征,早期为较高温度的热液在火山碎屑中交代充填形成;晚期硅化是温度较低阶段在细脉中充填形成。黄铁矿化常以浸染状产出在矿体、围岩、角砾岩的胶结物中,从内向外表现出黄铁+黄铜矿→黄铁的分带特征。碳酸盐化常以方解石团块和网脉状分布在基性岩裂隙中,绿泥石化在基性火山岩中不同程度的发育。
矿体主要受NW向、NE向等多组方向的断裂控制,并以向阳山为中心呈放射状分布。垂向上,铜矿体主要赋存于小定西组基性火山岩中下部矿化蚀变带中,其下伏的忙怀组火山岩中仅见比较强矿化蚀变带。含矿带下部的矿体总体表现受断裂控制的特征。矿体产状陡倾,呈断续分布的透镜状小矿体群,矿体厚度不大但延伸稳定,呈浸染状、网脉状、角砾状赋存于块状隐晶质玄武岩中;含矿带上部的矿体与岩相有一定的空间对应关系,其主要以似层状、透镜状、杏仁状赋存于杏仁状(气孔状)玄武岩中,矿体产状平缓。总体上,上部含矿带的矿石品位较下部含矿带矿石品位低。
图4 矿化蚀变特征
(左:裂隙中发育的石英脉;右:裂隙中发育的方解石脉)
矿区主要以原生硫化物矿石为主,矿石结构以它形粒状结构、交代结构为主,矿石发育浸染状构造、网脉状构造和杏仁状(气孔状)构造(图5)。
主要金属矿物有黄铜矿、斑铜矿、黝铜矿、黄铁矿,少量辉铜矿、方铅矿、闪锌矿,脉石矿物主要为长石、石英,少量方解石、绢云母、绿帘石等。
图5 矿石结构构造特征
上图:紫红色杏仁状含矿玄武岩(a-手标本,b-镜下特征);下图:网脉状铜矿石(c-手标本,d-镜下特征);
3 构造控矿规律分析
3.1 区域构造控矿规律
区域性断裂控制澜沧江成矿带的空间分布。三江构造带属于特提斯构造域的东段,位于冈瓦纳大陆与劳亚大陆的结合部位,由于两大板块的多次开、合,区域先后经历了晚古生代-中生代特提斯增生造山和新生代印度-欧亚大陆碰撞造山的叠加转换阶段,使本区域的地壳结构复杂化,区域构造岩浆发育,造就了极为有利的成矿条件和聚矿场所,形成了三江地区重要的铜、铅、锌、银、金、钨、锡等多金属成矿带。
区域晚古生代的岩浆活动发生于拉张的构造背景下,在昌宁-孟连带形成洋脊/洋岛型玄武岩,发育块状硫化物矿床和热液型矿床铅、锌、银和铜矿床。至中生代,区域岩浆活动强烈,发育碰撞型和滞后型弧岩浆带及临沧-勐海花岗岩带,形成斑岩型、热液型、矽卡岩型铜、铅、锌、金、银、锡多金属矿床。对研究区而言,伴随澜沧江洋壳的打开,洋壳向东侧思茅地块的俯冲消减,保山地块与思茅地块的碰撞,以及陆内变形等不同阶段的构造演化过程,形成了沿澜沧江近南北分布的火山岩带及其空间关系密切的铜多金属成矿带。近南北向断裂与近东西向、北东向断裂交汇处多为区内矿床的集中分布区(如文玉-官房铜矿田),显示区域构造对区内成矿的控制作用。
3.2 矿田构造控矿规律
官房铜矿区的矿体在平面和垂向上表现出与断裂及岩相的密切空间分布关系。官房铜矿区主体位于向阳山向斜东西两翼,区内断裂构造发育。断裂在平面上显示放射状或环状的展布特征,推测可能与区内火山作用有关,矿体的平面分布与断裂构造平面特征基本一致。
在垂向上,矿体的分布表现为两种形态特征。含矿带下部的矿体主要以北西、北东、东西向三组断裂带内的矿体最为发育。由于断裂产状较陡,矿体主要为断续分布的陡倾透镜状产出,矿体厚度不大,但延伸稳定,呈浸染状、网脉状、角砾状赋存于块状隐晶质玄武岩中。
相对与下部的矿体,含矿带上部的矿体则表现出与气孔状玄武岩是发育的气孔状构造、节理、岩层中的破碎带关系密切。这类矿体总体含矿品位不高,且不稳定,多以脉状、似层状、透镜状、杏仁状赋存于上部杏仁状(气孔状)玄武岩中。
4 结论
在南澜沧江地区,构造、岩浆作用的发生都受到特提斯演化的影响。一方面,大型构造变形的形成、发展、演化和古特提斯洋的打开→俯冲→碰撞造山等过程有关,伴随着火山岩浆的喷溢,深部的大量成矿元素被带到地表附近,富集形成矿床。中生代的古特提斯碰撞造山作用及其之后的陆内变形作用与官房铜矿成矿作用关系密切[17]。早二叠世开始,澜沧江洋壳向东俯冲消减,引起了早三叠世思茅地块和保山地块发生碰撞,至中三叠世进入了碰撞作用的晚期,由于俯冲的大洋板块在深部发生了拆沉,导致官房地区的构造机制从挤压变为伸展,在伸展作用下形成了双峰式火山岩。在中三叠世末期及晚三叠世早期,岩浆作用晚期的含矿气液沿火山通道运移,在火山通道内发育隐爆角砾岩,成矿物质胶结角砾形成角砾状矿石;部分含矿热液沿着层间裂隙运移,在玄武岩气孔或杏仁体中富集形成脉状或似层状矿体;沿着环形或放射状裂隙运移的含矿热液则在有利构造部位富集,形成产状较陡的透镜状矿体。
[1] 陈莉, 王立全, 王保弟, 等. 滇西云县-景谷火山弧带官房铜矿床成因:流体包裹体及年代学证据[J]. 岩石学报,2013,29(4):1279-1289.
[2] 刘增铁, 丁俊, 秦建华, 等. 中国西南地区铜矿资源现状及对地质勘查工作的几点建议[J]. 地质通报,2010,29(9):1371-1382.
[3] 彭头平. 澜沧江南带三叠纪碰撞后岩浆作用、岩石成因及其构造意义[D]. 广东:中国科学院广州地球化学研究所, 2006.
[4] 沈上越, 冯庆来, 刘本培. 三江地区南澜沧江带火山岩构造岩浆类型[J]. 矿物岩石,2002,22(3):66-71.
[5] 杨岳清, 杨建民, 徐德才, 等. 云南澜沧江南段火山岩演化及其铜多金属矿床的成矿特点[J]. 矿床地质,2006,25(4):447-462.
[6] Deng J , Wang Q , Li G , et al. Cenozoic tectono-magmatic and metallogenic processes in the Sanjiang region, southwestern China[J]. Earth-Science Reviews, 2014, 138:268-299.
[7] Peng T , Wang Y , Zhao G , et al. Arc-like volcanic rocks from the southern Lancangjiang zone, SW China: Geochronological and geochemical constraints on their petrogenesis and tectonic implications[J]. Lithos, 2008, 102(1-2):358-373.
[8] 张彩华. 澜沧江火山弧云县段铜矿床地质特征、成矿模式与找矿预测[D]. 湖南:中南大学,2007.
[9] 云南省地质矿产勘查院. 云南省云县-忙怀-景谷民乐地区铜多金属矿整装勘查工作部署[R], 2015.
[10] 范蔚茗, 彭头平, 王岳军. 滇西古特提斯俯冲-碰撞过程的岩浆作用记录[J]. 地学前缘,2009,16(6):291-302.
[11] 沈上越, 冯庆来, 魏启荣, 等. 南澜沧江带北段上二叠统陆缘弧火山岩的厘定[J]. 矿物岩石, 2006,26(2):35-39.
[12] 李兴振. 西南三江地区特提斯构造演化与成矿(总论)[M]. 北京: 地质出版社, 1999.
[13] 莫宣学. 三江中南段火山岩-蛇绿岩与成矿[M], 北京: 地质出版社, 1998.
[14] 谭富文, 潘桂棠, 王剑. 滇西泥盆纪-三叠纪盆-山转换过程与特提斯构造演化[J]. 矿物岩石, 2001,21(3):179-185.
[15] 杨开辉, 莫宣学. 滇西南晚古生代火山岩与裂谷作用及区域构造演化[J]. 岩石矿物学杂志,1993,12(4):297-311.
[16] 刘德利. 澜沧江火山岩带官房铜矿去矿床地球化学与成矿模式[D]. 湖南:中南大学,2009.
[17] 李龚健. 三江特提斯复合造山带构造演化与点型矿床成矿过程研究[D]. 北京:中国地质大学,2014.
Geological Features and Structural Ore-Control of the Guanfang Cu Deposit in Yunnan
MAO Yi1LIU Ya-lan2DU Jin-rui1YU Chun-mei3LIAO Hai1
(1-Mineral Resources Reserve Assessment Center of Sichuan Province, Chengdu 640045; 2-
The Guanfang Cu-polymetallic deposit lies in the Yunxian-Jinggu (volcanic arc) Cu- polymetallic metallogenic belt of the north part of the south Lancangjiang volcanic arc belt. The Guanfang Cu deposit is a mesothermal to epithermal one related to magmatic activity. This paper has a discussion on regional geological setting, geological features and structural ore-controls of the Guanfang Cu deposit. The deposit was formed mainly in the early stage of Late Triassic. The N-S trending Lancangjiang fault got the regional metallogenic belt under control. The ring or radical faults and joints formed with volcanic activities got morphology and spatial distribution of the ore-body under control. The ore fluids were formed by the late magmatic activity. Steeply dipping ore-bodies were emplaced in cryptoexplosive breccia, while vein or layered ore-bodies were emplaced in pore or fissure of basalt.
geological feature; structural ore control; south Lancangjiang volcanic belt; Guanfang Cu deposit
2018-12-05
本文受四川省国土资源厅项目(KJ2016-16)、四川省教育厅项目(18ZB0065)资助
毛艺(1985-),女,工程师,现主要从事矿山储量评审、矿床学、矿山地质环境方面的工作及相关研究。
P618.41
A
1006-0995(2019)01-0075-04
10.3969/j.issn.1006-0995.2019.01.018