滇西大平掌铜矿成矿地质条件及找矿前景

2019-10-15郜周全张云龙张桂银付奉甜

云南地质 2019年3期

郜周全，张云龙，张桂银，付奉甜

(云南省地质矿产勘查院，云南昆明 650051)

云南普洱市大平掌铜多金属矿床是“三江”地区发现的火山岩型块状硫化物(VHMS)矿床，该矿床的发现，为在澜沧江火山岩带寻找同类型矿床提供了依据，该矿床现保有铜金属资源量达中型。

本文以《勘查区找矿预测理论与方法(总论)》(叶天竺等，2014年)为指导，通过研究矿床“成矿地质体、成矿构造和成矿结构面、成矿作用特征标志三位一体”等特征，对矿区外围及深部找矿前景进行了探讨。所谓的勘查区找矿预测理论与方法是以地球化学、矿物学和矿床学理论为指导，在全面收集勘查区地质构造、矿化蚀变、物探、化探和遥感等资料的基础上，通过大比例尺专题填图，研究成矿地质条件，确定成矿地质体；研究成矿构造系统，确定成矿结构面；研究成矿地质作用，确定成矿作用特征标志，进而总结成矿要素及预测标志，建立找矿预测地质模型。最后，结合大比例尺物探、化探工作，经过综合分析，推断矿体位置，通过工程验证来发现并查明矿产资源。

1 矿区概况

大平掌矿区位于西南“三江”地区的澜沧江火山岩带中南段的南部，构造位置属于澜沧江火山岩带的云县-景洪弧构造-火山岩区，其西侧紧靠区域性酒房断裂，东侧是开阔的兰坪-思茅盆地。

矿区夹持于酒房断裂(F2)和李子树断层(F4)之间(图1)，矿区主要出露泥盆系-石炭系大凹子组(DCd)细碧岩-角斑岩-石英角斑岩等细碧角斑岩建造为主，为相对隆升的断块，也是大平掌背斜的核部地层。东、西两侧均以断层为界与其它地层接触，南北两端被中三叠统下坡头组(T2x)等中生代红层不整合覆盖，地层总体走向北西向，倾向北东，倾角50°左右。

矿区及外围出露的次火山岩(λπ)为流纹斑岩、角砾状流纹斑岩，沿北西向火山通道侵入于大凹子组(DCd)火山岩中，破坏了背斜的完整性。关于次火山岩(流纹斑岩)的时代，根据其与大凹子组(DCd)火山岩为侵入接触，而印支期斜长花岗斑岩又侵入其中，可能为大凹子组火山喷发旋回晚期的次火山岩相产物。大平掌铜矿矿体产于该背斜核部附近的次火山岩(λπ)及泥盆系-石炭系大凹子组(DCd)细碧-角斑岩-石英角斑岩岩系中。

大平掌铜矿具有典型的“上层下脉”的双层结构特征(图2)。即上部是与地层整合的块状硫化物组成的层状、透镜状矿体(V1)；下部是由热液蚀变岩筒中脉状、网脉状硫化物组成的细脉浸染型矿体(V2)。

图1 矿区地质简图

V1矿体：沿矿床中部大田梁子西侧及白沙井断层东侧出露，长轴方向为320°～330°，基本平行于区域断层走向方向，长约2500m。含矿岩石为沉凝灰岩，矿体的直接顶板为灰黑-黑色薄层状凝灰岩、沉凝灰岩或硅质-钙质凝灰岩，底板是围岩强蚀变的钠质流纹岩(石英角斑岩)及其火山碎屑岩。矿体受后期构造作用影响，矿体变形，完整性破坏。主要表现在：矿体产状与地层产状变化一致，总体倾向北东，倾角20°～60°不等，挠曲明显。V1矿体群中的矿石组分较复杂，硫化物主要有黄铁矿、闪锌矿、黄铜矿、方铅矿等，其总量一般在50%以上，局部可达80%。脉石矿物主要有石英、绿泥石、绢云母、方解石、长石等，含微量白云石、重晶石、高岭土等，含量变化大，一般在20%～40%，常呈粒状、鳞片状微晶集合体，质软极易泥化。V1型矿体群的矿体为以Cu为主共(伴)生有益组分为Zn、Pb、Au、Ag、S，资源量占整个矿区的80%以上。

V2矿体：赋存于次火山岩的顶部，含矿岩石为流纹斑岩、角砾状流纹斑岩。矿体主要分～布于25-20勘探线之间，其形态为中间厚，边缘薄的薄饼-透镜状，走向北西，倾向北东，总体缓倾斜，但产状变化比较大。矿石中的矿物组合较简单，主要由黄铁矿、黄铜矿组成，脉石矿物以石英为主，其次为绢云母，绿泥石含量很低，与块状硫化物矿石的差别显著。V2型矿石中有用成分也较简单，主要成矿元素为Cu，相对V1型矿体矿石组分，本类矿石在成分上具有SiO2含量高，Fe、Cu、Pb、Zn含量低的特点。

图2 大平掌0号勘探线剖面示意图

2 成矿地质特征

2.1 成矿地质体特征

成矿地质体是指与矿床形成在时间、空间和成因上有密切联系的地质体。矿床的形成与成矿地质体的形成时间同时或相近，矿床空间分布与成矿地质体相依，是形成矿床主要矿产主成矿阶段空间定位的成矿地质作用的载体(叶天竺等，2014)。

据野外观察：大平掌铜矿V1矿体群主要产于上泥盆-下石炭统大凹子组(DCd)火山喷发的间歇期或喷发期后，矿体产于沉凝灰岩、硅质岩下部(矿区称毕胜标志层)，块状硫化物矿体常与含放射虫硅质岩、硅质凝灰岩、硅质-钙质沉凝灰岩或透镜状灰岩整合产出；V2矿体群主要产于次火山岩(λπ)顶部的流纹斑岩、角砾状流纹斑岩中。

钟宏等(2001)通过对大平掌铜矿微量元素特征及成矿元素的迁移、富集机制、稀土元素特征、铅同位素组成等研究表明，大平掌铜多金属矿床的成矿金属主要来源于对流循环的海底热卤水对火山岩围岩的淋滤作用，成矿过程中细碧岩、角斑岩、石英角斑岩均可能提供较多的Cu、Au。

综上，我们认为大平掌铜矿成矿地质体为泥盆统-石炭统大凹子组(DCd)细碧岩-角斑岩-石英角斑岩及次火山岩建造。

2.2 成矿构造和成矿结构面

成矿构造指控制地质体空间位置、形态、规模、产状及其内部结构的构造；成矿结构面指成矿作用过程中赋存矿体的显性或隐性存在的岩石物理及化学性质不连续面，也就是赋存矿体的各类界面；成矿构造和成矿结构面研究的目的是直接解决矿体的空间赋存位置、形态、规模和产状等特征，是找矿预测的直接目的(叶天竺等，2014)。

2.2.1 成矿构造

大平掌铜矿成矿构造为同时受深大断裂和火山机构、次火山岩体接触面所共同影响的构造。区域上规模较大的断裂为澜沧江和酒房断裂，澜沧江断裂是兰坪-思茅微板块与保山微板块分界的巨型超壳深大断裂，总体呈北北西向的弯曲弧度较小的S形延伸，沿断裂带形成强烈的岩浆-火山活动带，该断裂对其两侧地区的地质作用具有明显的控制(杨岳清等，2006)；酒房断裂位于澜沧江断裂之东约30 km处，两者基本平行延伸，该断裂具有明显的压扭性特征，为隐伏-半隐伏的区域性大断裂，是思茅中生代断陷盆地与澜沧江复杂火山岩带的边界，沿断裂带形成数十米宽的挤压破碎带。杨岳清等(2008)认为酒房断裂在海西晚期-印支期活动强烈，对大平掌矿区内火山岩的发育及矿床的形成有直接关系。

矿区内的构造甚为复杂，总体为一不完整的复背斜构造(图2)，尤以断裂构造发育为特征。最发育的断裂为北西向的压性断层，西侧的白沙井断层为区域性酒房大断裂的一部分，东侧为北西向李子树断层，两者控制了泥盆纪-石炭纪地层，同时也破坏了侏罗系的完整性。另外，还发育有近东西向和南北向的断层，它们多是成矿后的产物，对矿区地层的展布和矿体原始状态均有强烈破坏。

因此，我们认为在海西晚期-印支期活动强烈的酒房断裂，对大平掌矿区内火山岩的发育有直接关系，为成矿物质的流通提供了良好的通道，而矿区内复背斜构造为成矿物质的富集提供了良好储矿空间。

2.2.2 成矿结构面

大平掌铜矿成矿流体是一种温度较高、酸性、富含金属元素(Fe、Cu、Pb、Zn、Au、Ag等)的还原性流体，在火山喷发结束或间歇期后，与无限大体积的冷海水、碱性的氧化流体混合，在迅速冷却的瞬时沉淀形成Fe、Cu、Pb、Zn等金属矿物，喷口附近产生高效率富集沉淀，在火山岩和火山碎屑岩界面附近形成酸碱、氧化还原转换双重地球化学障，形成层状矿体。钟宏等(2001)认为携带Cu、Pb、Zn、Au、Ag等成矿元素的成矿流体沿较大的断裂带或拉张构造上升，与下渗的氧化程度较高的冷海水发生混台，造成金属元素与热液中的S 或H S反应形成不可溶的硫化物沉淀，在矿液通道壁处及附近破裂的岩石中形成浸染状、细脉状矿体。

2.3 成矿作用特征标志

能够直接指示矿体赋存位置的和对找矿预测具有特殊意义的标志称为成矿作用特征标志。这些标志必须是通过宏观和微观手段确定的地质事实。成矿作用特征标志研究是找矿预测的核心内容之一，也是预测未揭露矿体的主要依据(叶天竺等，2014)。

大平掌铜矿区位于兰坪-思茅微板块西缘的古生代岛弧火山岩带中，西与澜沧江结合带相邻。从区域构造环境分析，矿床处于南澜沧江洋壳与兰坪-思茅微板块相互作用的地带，由于强烈的区域构造运动及造山运动，其火山岩发生了强烈的变质变形，火山机构、火山岩相已破坏，完整清晰的火山机构标志很难发现。

矿区矿体蚀变强烈，下部浸染状矿体较上部块状矿体更强，主要有硅化、黄铁矿化、绿泥石化、绢云母化、碳酸盐化、重晶石化等，其中硅化、黄铁矿化与矿化关系较为密切。

(1)硅化：主要发育于块状硫化物矿体下部酸性火山岩中，硅化主要表现为：早阶段主要对基质中原玻璃或隐晶长英质产生交代重结晶，形成细晶石英集合体，也可沿裂隙形成石英脉；其次为与石英斑晶交代，常形成次生反应边；晚阶段硅化主要以大量含矿石英脉形式出现，V2矿体细脉浸染状矿体发育在强硅化部位，富矿体与黄铜矿-黄铁矿石英脉富集程度密切相关。

(2)黄铁矿化：V2矿体细脉浸染状矿体及其周边围岩中广泛发生黄铁矿化，形成稀疏浸染状、稠密浸染状、团斑状和细脉状等不同产出的黄铁矿。黄铁矿化明显具有多期性：早期黄铁矿化呈半自形立方体粗晶，被黄铜矿交代或穿插，交代残余结构明显；中期黄铁矿呈它形细粒状集合体充填与矿石裂隙中，常穿切含铜硫化物石英脉。

(3)绿泥石-绿帘石化：V2矿体细脉浸染状矿体及其周边围岩中，绿泥石-绿帘石化、硅化、黄铁矿化等共同组成成矿热液蚀变带，矿体及其围岩中出现斑点状、团斑状、网脉状绿泥石及绿帘石，但总体分布在热液蚀变带外带；矿体上部安山岩中也有一定程度的绿泥石-绿帘石化，表现在岩石中的角闪石等暗色矿物被绿泥石-绿帘石交代，成稀疏浸染状分布，有的地段伴有少量黄铁矿化，偶见微弱黄铜矿化。

(4)绢云母化：绢云母化主要伴随硅化发生，特别是矿化带中的火山岩中的长石斑晶几乎都产生绢云母化，有的只保留长石假象。V1矿体含矿凝灰岩发生绢云母化也较强，新生绢云母多以不规则的细小鳞片状、团斑状或条带状出现。

(5)碳酸盐化：是矿区分布很广的蚀变，强矿化地段相对较弱，矿体周边相对较强，多以碳酸盐薄膜、方解石细脉等形式出现，在含矿火山岩中，也可以团斑状方解石形式出现。

(6)重晶石化：相对不易发现，在块状硫化物铜多金属矿体中，偶见不规则重晶石微细脉产出，有时可见充填于硫化物裂隙中。

总体看，矿区的蚀变类型以中低温蚀变为主。在空间分布上，块状矿体之下为强硅化蚀变带；在平面分布上，7～16线硅化强度最大，出现大量硅化石英岩或强硅化角砾岩和流纹岩，而绢云母化、碳酸盐化及绿泥石化的分布范围则较广，超出矿体范围；在剖面上，沿块状硫化物矿体下部，形成大致对称分布的、由内向外依次为强硅化-黄铁矿化-角砾岩带→硅化-绢云母-黄铁矿化带→绢云母-碳酸盐化带→碳酸盐-绿泥石-绿帘石化带的蚀变分带，并与矿体构成一个完整的矿化-蚀变岩筒。无论从矿化结构，还是从蚀变组成及其空间结构等角度看，大平掌矿床具有火山喷流-沉积矿床特有的矿化-蚀变组合及结构特征。