云南建水县暮阳铅锌矿特征及成矿规律分析

周伟山，袁 玲，袁科淇，李仕斌

(云南省有色地质局楚雄勘查院，云南 楚雄 675000)

云南建水县暮阳铅矿位于云南省红河州建水县城 25°方位，距县城直距约45km，地处建水县利民乡暮阳村境内。暮阳铅锌矿区大地构造位位置处于扬子准地台(I)滇东台褶带(I3)昆明台褶束(I31)建水台隆(I31-2)内，区域构造上位于弥勒—师宗断裂与小江断裂(西支)交叉部位的西侧。区内地层发育较全，但间断频繁，各地层以断裂接触。构造格架以近乎平行的北北东向断裂排列，具有大规模和较长的发展史。东西向和南北向构造对区内铅锌矿床的形成、分部起着重要的控制作用。

1 成矿地质条件

1.1 矿区地层

矿区出露地层有下元古界昆阳群美党组(pt1km)、古生界泥盆系中统曲靖组(D2q)、石炭系下统(C1)、二叠系下统茅口组(P1m)，现由老至新叙述如下：

(1)昆阳群美党组(pt1km)：出露在矿区东部矿界内，区域地层厚度大于1084m，岩性为深灰色薄层状绢云母板岩、千枚岩。

(2)泥盆系中统曲靖组(D2q)：为矿区含矿地层，根据岩性和化石特征，本组可分为一段和二段。

泥盆系中统曲靖组一段(D2q1)：出露在矿区中部，上部为深灰色厚层—块状白云岩，风化后呈褐黄或桃红色土状；下部为灰黑色厚层—块状含炭灰岩，风化后呈黑色土状。盛产珊瑚类和蜿足类化石。

泥盆系中统曲靖组二段(D2q2)：本段为矿区含矿地层。出露在矿区中部，岩性为灰、灰黑色薄-中厚层状白云岩及铅锌矿体，岩层裂隙发育，地层厚70m～120m。

(3)石炭系下统(C1)：上部与中部为灰白—深灰色厚层--块状隐晶—结晶灰岩，局部夹硅质灰岩；下部为薄—中厚层状砂页岩。与下伏曲靖组二段(D2q2)为断层接触。

(4)二叠系下统茅口组(P1m)：岩性为浅灰—灰色厚层—块状灰岩，与下伏二叠系下统茅口组(P1m)地层为断层接触。

1.2 矿区构造

矿区构造基本形态总体为一单斜构造。岩层走向为北北东，倾向北西西，倾角一般为 40°～55°；区内褶皱不发育，但断层极为发育，从而使矿区构造程度属复杂类型，对矿床开采影响大(图1)。

矿区断层按走向不同，可分为北北东向、北北西向、南北向三组。

(1) 北北东向断层：北北东向断层往往沿白云岩层发育，或微斜切岩层，常常形成层间破碎带。该组断裂主要 F2、F3、F60断层，属成矿前或成矿期断层。

(2)北西向断层：北西向断裂主要有 F41、F45、F46、F50、F55、F7断层，为成矿后断层，错断了矿体。因工程揭露少，断层性质、产状不甚清楚。

(3)南北向断层：南北向断层主要有 F4、F42断层，为成矿后断层。

图1 暮阳铅锌矿区地质矿产图

2.3 围岩蚀变

矿区围岩蚀变不强烈，主要围岩蚀变类型为碳酸盐化和硅化，次为黄铁矿化、褐铁矿化和重结晶现象，它们与铅锌矿的形成关系密切。

2.4 矿区变质作用

矿区变质作用分为区域变质作用、动力变质作用，其中区域变质作用为主要变质类型，但与成矿作用关系不密切。矿区昆阳群美党组(Pt1km)地层已发生区域变质作用，形成的岩石为绢云母板岩，变质程度低。矿区主要断裂及其两侧普遍发生动力变质作用，常见断层角砾岩、碎裂岩等动力变质岩，动力变质岩沿断层呈北北东向条带状展布。

2 矿体及矿石特征

该矿区矿化带南北长约2600多米，宽约300多米。分布的主要矿体均赋存于中泥盆统曲靖组二段白云岩中，总体上矿体组成带状矿群产出(图1)，而单个矿体往往呈似层状、脉状、透镜状(图2)，矿体受北东向断裂及层间断裂控制，总体产状为走向北北东，倾向北北西，倾角25°～80°，一般为40°～55°。矿体单工程厚度为2.01m～7.50m，平均厚为4.20m，厚度变化系数为51%，矿体厚度稳定程度为较稳定；矿体单工程Pb品位为0.74ω%～12.94ω%、Pb平均品位为1.86ω%，品位变化系数为52%；Zn品位0.85ω%～3.34ω%、Zn平均为2.19ω%，品位变化系数为52%，有用组分分布均匀程度为均匀。矿石自然类型为氧化铅锌矿石。

矿石结构主要有自形—半自形粒状结构、它形粒状结构、交代结构、残余结构等。主要矿石结构有交代(残留)结构，充填交代结构和胶结结构。矿体深部出现的硫化矿石构造主要有浸染状、角砾状、网脉状及块状构造。经样品化验分析矿石化学成分主要是Pb，其次为Zn，伴生有益元素Ag，及少量Cd、Ga、Gd。

图2 暮阳矿区23号勘探线矿体特征剖面图

3 成矿物质来源与成矿时间

3.1 铅同位素资料对成矿物质来源及成矿时间分析

在暮阳矿区进行采样分析，铅同位素分析结果，Pb206/Pb204为17.931～18.231，Pb207/Pb204为15.644～15.778，Pb208/Pb204为37.945～38.431，说明中泥盆统曲靖组中铅锌矿在很大范围内铅同位素稳定，具有单阶段正常铅演化特征。用H.H单阶段演化公式计算的模式年龄为246～362Ma。与含矿地层时代接近，说明部分Pb、Zn成矿物质来自含矿地层。铅同位素的μωκ值的稳定性也说明，铅锌主要来自壳源，至今尚未发现其它铅锌来源的证据。

3.2 硫同位素资料对成矿物质来源及成矿时间分析

对暮阳矿区硫化物单矿物样品进行硫同位素分析结果，δ34S变化范围大为-39.1～18.1%，其中正值24件，占样品总数的79.3%，变化范围9‰～18.1‰，绝大多数为10‰～15‰；负值六件，占样品总数的20.7%，变化范围-7.3～-39.1‰。可能硫主要来自中泥盆统(D2)含矿地层，地层中有两种硫源，一种来自局限滞流还原水盆地中沉积硫(硫酸盐和黄铁矿)，这是主要来源；另一种为地层中生物硫，为次要来源。

3.3 成矿热液及其运移

对该矿区与方铅矿和闪锌矿共生的方解石包裹体进行测试，结果包裹体为纯液体和液体包裹体，大小5～6μm，气液比5%～15%，均一温度为130°C～180°C，众数150℃，

对多件方铅矿进行爆裂法测温，起爆温度为120～220℃，众数160摄氏度，比均一温度高。用硫化物对(Py～Ga)硫同位素计算温度，结果为148℃。总之用不同的方法得到的温度大致吻合，说明成矿热液温度为150～160℃，属低温。

对矿区水样进行化学分析，各离子平均克当量百分比为(%)为：HCO为31%～82.27%，SO为42%～16%，Cl为1%～1.73%，Ca2+为59.7%，Mg2+为36.33%，K1++Na1+0.97%。化学成分类型HCO31--Ca2+-Mg2+型。总矿化度为532mg/L，PH为6.06，为弱酸性。

成矿流体主要来源于地表水，地下水，海水，大气降水。由于矿床类型不是沉积型，所以该区成矿热液运移是通过构造带进行的，矿体产出特征也正好验证。

4 矿床成矿规律

4.1 地层控矿规律

层位控矿表现在在一定地区范围内，矿化集中在一定层位。该区控矿层位为中泥盆统曲靖组。从建水北部苏租到弥勒西部的铅厂一带，北西全长30km～40km，十余处铅锌矿床(点)几乎都产于中泥盆统曲靖组内。对于本区的沉积—改造矿床而言，层位控矿更是严格，矿化几乎只集中于一、两个岩性层中。在苏租-暮阳，共有中小型矿床8处。该区出露曲靖组按岩性分成5段，总厚度1900m，但铅锌矿主要集中产于第一段生物灰岩之上的炭泥质白云岩和白云岩约200m厚度范围内，所以该矿区赋矿层位稳定。

4.2 岩相古地理控矿规律

中寒武世以后滇中地壳升降运动频繁，总体以上升为主，地层缺失较多，分布局限，这种状况一直到早泥盆世。在滇中地区，下泥盆统也几乎全部缺失，中泥盆统不整合覆盖于下伏不同时代地层之上。按岩相和厚度，中泥盆世沉积可分为三个小区，即曲靖-建水区，武定-禄劝区和昆明-宣威区。华宁-弥勒一带，是中泥盆世最大的沉降中心，形成了一套厚度近千米的碳酸盐建造，岩性为暗色灰岩、泥灰岩、白云岩和生物灰岩铅锌丰度值高达千余个ppm，矿点多，构成了滇中区最重要的铅锌矿带。

由于中泥盆世之前古陆几度上升遭受长期风化淋滤，形成了大量富铁风化产物，故在武定、弥勒等地中泥盆统中形成了沉积型铁矿，铁矿中常伴有铅锌。在滇中，由于岩浆活动较少，所以是否铅锌的后期改造成矿与火山活动有一定关系，值得研究。燕山期中酸性侵入作用主要发生在南部的石屏、建水、个旧等地、伴随形成了个旧锡多金属矿床，并对建水、石屏地区一些层控铅锌矿有明显的叠加改造作用。

暮阳矿区含矿岩系下部为生物灰岩，上部为炭泥质白云岩夹砂岩，往东沙泥质减少，往西靠近滇中古陆，相变为砂岩。曲靖组厚度1900m，应为古陆边缘生物礁相和海湾泻湖相。这种环境物源丰富，形成的矿源层厚度大，原始沉积的Pb、Zn含量高，后期改造成矿也好。

4.3 岩性控矿规律

建水暮阳矿区，储矿围岩为炭泥质白云岩，下盘为泥沙质石灰岩和生物灰岩，上盘为白云岩。从化学成分上看，由矿体下盘围岩、矿体到上盘围岩SiO2、Al2O3总体降低，CaO、MgO增加，说明泥砂质减少，碳酸盐增加，矿体产于过度类型的岩石中。造成这种矿床的过渡带成因，可能是：沉积介质的变化有利于铅锌的沉积；不纯的碳酸岩常含炭质和泥质，其对铅锌有吸附作用；同生沉积的黄铁矿可能直接作为硫的来源；碳酸盐岩性脆，化学性质比砂页岩活泼，裂隙发育，有利于后期改造过程中的充填交代作用。

其次，通过对比，发现同为曲靖组中的铅锌矿，在苏租-暮阳地区，曲靖组厚度大，为1900m。这个地区是已知云南泥盆系中铅锌矿化最强的地方，不但矿点多，而且矿化规律也较大，矿石品位高。该区往北东弥勒西部地区，曲靖组厚1400m～1700m，也有一些铅锌矿点，但矿化规模小。往南的石屏-元江一带，曲靖组厚度为23m～281.7m，在曲靖组中很少有铅锌矿化。由上推断，矿化强度与含矿岩层系厚度大致呈正比关系。应为含矿系厚度大，原始铅锌潜在量多，矿源丰富，后来成矿也好；含矿岩系厚度小，原始铅锌潜在量也少，矿源不足，成矿差或不成矿。

4.4 构造控矿规律

构造是暮阳铅锌矿形成的重要控制条件。一些规模较大的断裂构造在同生沉积控制了海陆的空间分布，沉积盆地的轮廓和发展演化历史，控制了控矿地层的沉积相、厚度以及成矿元素的原始富集，总之，控制了矿源层的形成。在后期改造中控制了成矿元素活化迁移富集和工业矿体的形成。

(1)成矿带构造控矿：暮阳铅锌矿区是北东向的次一级断裂控矿构造，小江断裂为古生代地层中铅锌矿的成矿带构造。小江断裂为岩石圈断裂，古生代、中生代、新生代都有明显活动。古生代及其以前以张性为主，对震旦纪和古生代岩相古地理环境和矿源层形成有明显控制作用。

(2)矿田构造控矿：暮阳矿区主要矿田构造形式是其中断裂发育的背斜构造，这种背斜构造形变强烈，在鞍部容易产生低压的虚脱空间。这种虚脱空间往往是矿液流转、停积和沉淀的场所。在背斜的中和面以下为相对高压空间，矿源层中铅锌易于活化迁出，并向上部低压的虚脱空间流转。切穿背斜的断裂有利于含矿热液流通。由于苏租-暮阳铅锌矿区上覆有含泥质的盖层，地层-构造圈闭条件更好，更有利于成矿。

矿床构造和矿体构造控矿：暮阳铅锌矿主要受到矿床的层间构造控矿，主要是层间断裂控制，包括层间破碎、层间滑动控矿，形成似层状、透镜状的平行矿体。

4.5 矿种类型规律

苏租-暮阳矿区矿类型为沉积-改造型铅锌矿及后成型铅锌矿。这两种矿种类型主要受大地构造-岩浆演化控制的结果。古生界分布于东部为地台沉积，当时经过地槽阶段以后地壳分异程度提高，厚度也增加，二叠纪以前缺乏火山活动。环境稳定，沉积分异好，矿源层中含Fe、Cu较低，后来改造形成的铅锌矿床组分单一，为单铅或铅锌组合。

4.6 暮阳矿区大矿和富矿规律

从滇中地区情况来看，建水县暮阳北东向铅锌矿带铅锌矿床规模较大，矿石品位也高，可算为大矿和富矿。大矿和富矿的形成主要有三个条件，一是矿源丰富；二是具圈闭良好的储矿空间；三是铅锌反复浓集和沉淀。

(1)矿源丰富：矿区的共同特点是，成矿物质来源丰富，铅锌至少有两个来源。暮阳地区，主要铅锌金属来自就地或就近的矿源层，还有部分镑锌来自下伏不同时代的地层。由于就近或就地(曲靖组下部)矿源层厚度大、铅锌丰度值高，加之下伏一些地层中有一些铅锌，所以矿质来源丰富。

(2)圈闭良好的储矿空间：该地区矿田(床)构造都为背斜。矿体产于背斜靠鞍部附近。这种部位构造应力集中，纵横断裂和层间构造(包括层问破碎、层间滑动和层间剥离)发育，加之上面有泥质夹层(苏祖-暮阳)的屏蔽作用，形成了地层-构造圈闭空间。这种圈封空间是储矿有利场所。苏祖-暮阳铅锌矿，北东向的百里背斜为矿田构造。矿化主要受复背斜鞍部附近的纵向断裂控制，在背斜轴两侧形成了两个次级矿带。由于储矿空间地层-构造圈闭好，矿床较多，规模较大，矿石品位较高。多数矿体主要受层间构造控制，所以矿体形态以似层状和扁透镜状为主。

(3)铅锌反复浓集和沉淀：该地区再一个共同特点是，古矿岩系以碳酸盐为主，其中含有不等量的生物和炭质，岩石色调为灰黑、深灰色。这种含有机质的碳酸盐岩，属碱性还原介质，对Pb、zn有重要的固着作用。地层铅锌背景分析资料说明，这种岩石在同生沉积时就含一定铅锌。在后期改造成矿中，当含矿热液与之接触时，又使热液中铅锌发生沉淀。