云南宾川县小龙潭铜钼矿床成矿模式探讨

张金学，唐永昆

(云南省有色地质局三一○队，云南 大理 671000)

0 引言

众多的研究者、科研单位对该地区进行过研究和报道，积累了丰富的资料，对小龙潭矿区地层、构造、岩体特征、围岩蚀变、矿化特征和控矿因素，以及地球化特征等方面进行了较全面的总结，论证了小龙潭产于喜马拉雅期石英二长斑岩和花岗斑岩中的铜(钼)矿为斑岩型岩浆(期后)热液矿床[1-5]；并从流体包裹体、同位素、物质来源、成岩环境、地质背景等方面开展了研究，为研究项目的进行奠定了良好的基础，测定了矿区成矿斑岩体成岩年龄为34.7～35.98 Ma[6-10]。但从某一侧面研究的多，基础重复研究的多，而从勘查区内整体的成矿系统方面的研究还存在不足。目前矿区揭露的矿体矿品位总体偏低，寻找细脉浸染型富厚工业矿体是急需探索解决的问题。本文系统收集和分析前人研究成果，从喜马拉雅期富碱斑岩成矿地质的总体空间分布规律入手，以建立矿区成矿系统为目的，进一步总结成矿规律，探索构建矿区成矿模式，为寻找稳定的工业矿体构建理论支持，以指导生产实践，对推进矿区与金沙江—红河喜马拉雅期富碱斑岩带找矿工作具有一定的实践意义。

1 区域地质背景

研究区处于扬子陆块西缘与“三江”构造域的结合地带，大地构造位于上扬子古陆块楚雄陆内盆地之大姚—新平坳陷盆地的西部边缘，紧邻程海—宾川深大断裂，东距鱼泡江断裂约30 km，位于与盐源—丽江被动陆缘丽江陆缘裂谷接合部(图1)。矿区成矿地质体为喜马拉雅期富碱斑岩侵入体，属于特提斯—喜马拉雅斑岩成矿域西南三江斑岩铜矿带之金沙江—红河斑岩铜金多金属矿带，与环太平洋金属成矿域相交汇。新生代经历了印度板块与欧亚板块碰撞主阶段、碰撞晚阶段以及后碰撞伸展等过程，金沙江—红河地区发生大规模走滑剪切作用，形成陆内走滑断裂及其两侧伴生(派生)的次级张性-走滑断裂构造，著名的北澜沧江—金沙江—红河喜马拉雅期富碱侵入岩带即产于该走滑断裂系统内[11-12]。扬子陆块基底具有结晶基底与褶皱基底“双层”结构，结晶基底由太古宇—古元古界及其相伴的变质侵入体和TTG岩套组成，以康定岩群、哀牢山岩群、苍山岩群、大红山岩群、苴林岩群、河口岩群为代表；褶皱基底由中元古界及晋宁期岩浆岩组成，以昆阳岩群、会理岩群、盐边岩群为代表；沉积盖层由震旦系及其以上沉积火山岩地层和华力西期侵入岩组成[13]。扬子地台西南缘的演化可概括为经前震旦系基底形成后，继而转化为震旦纪—三叠纪被动大陆边缘阶段，以后卷入中生代碰撞造山过程，最终新生代发生的喜马拉雅陆内造山运动的改造形成现今的构造格局[14]。古新世—始新世，印度板块与欧亚板块碰撞，三江地区进入挤压褶皱和拆沉伸展阶段[11，16]。晚渐新世以来，印度板块继续发生NNE向推挤，同时太平洋俯冲使扬子板块向西推进，双向推挤三江地区进入挤压走滑阶段，发育了大规模NNW向走滑断裂[17]。在喜马拉雅期运动的动力学背景下，金沙江一哀牢山缝合带、澜沧江缝合带发生了大规模的走滑-剪切运动，为下地壳或上地慢的减压烙融提供了条件，也为岩浆上侵提供了通道。呈菱形的盐源一丽江构造带的造山作用系印度—欧亚板块碰撞所引发，扩展到扬子陆块的西部边缘，与之相伴的呈NNE向分布于盐源、宁蒗、永胜、宾川等构造-岩浆亚带岩石类型有二长花岗斑岩、石英二长斑岩、花岗斑岩等，呈岩株、岩墙、岩脉及岩筒产出，岩体同位素年龄多在年龄31.9～62 Ma，为金沙江—红河富碱侵入岩带的重要组成部分[12，18]。

图1 西南三江(南段)地区新生代大陆动力学背景简图(据文献[14]改编)Fig.1 Background map of Cenozoic continental dynamics in the south part of Southwest Sanjiang [14]

2 矿床地质特征

2.1 矿区地质特征

研究区内近SN向的程海—宾川断裂与鱼泡江断裂之间地区形成了大致平行的较为紧密的断层与褶皱相间的SN向构造体系，与之相伴的次级构造发育。矿区夹持于两条呈NE向展布的次级构造之间，NW侧为大营盘断层，SE侧为与拉乌—雄鲁么断层[19]。

2.1.1 地层

矿区出露的主要地层为中生代上三叠统罗家大山组煤系地层及白土田组河湖相碎屑岩建造地层，靠近岩体时岩石多蚀变为角岩。白土田组主要分布在矿区中部，组成筌麻箐—小龙潭向斜的轴部，为矿区钼矿主要含矿层，近岩体部位(外接触带)是钼矿体成矿有利部位。罗家大山组分布在矿区东西两侧，组成向斜的两翼，向东为单斜岩层出露，在靠东部的李子丫口一带有薄煤层出露(图2)。由老至新简述如下：

上三叠统罗家大山组(T3l)：主要为黑色、灰黑色页岩、砂质页岩、炭质页岩，局部夹薄层砂岩的煤系地层。下部出露不全。厚度>1000 m。

上三叠统白土田组(T3b)，按岩性不同可划分为五段：第一段(T3b1)为粉砂岩、中细粒长石石英砂岩及中粗粒砂岩，中部夹砂质页岩、泥质粉砂岩，厚度约148 m，与下伏罗家大山组呈假整合接触；第二段(T3b2)为灰黑色、黑色页岩及砂质页岩，厚度约110 m；第三段(T3b3)为紫色、紫红色中厚层状中细粒砂岩，上部为细—粉砂岩，厚度约100 m；第四段(T3b4)为黑色、灰黑色薄层状页岩、砂质页岩、泥岩，厚度约150 m；第五段(T3b5)为紫色、紫红色中细粒长石石英砂岩夹灰色泥页岩组成，剥蚀不全，厚度>250 m。

图2 云南省宾川县小龙潭铜钼矿蚀变分带综合地质图Fig.2 Comprehensive geological map of alteration zonation of Xiaolongtan Cu-Mo deposit in Binchuan County， Yunnan

2.1.2 构造

矿区构造受深大断裂长期活动影响及制约，总体处在米甸背斜西翼，矿区内次一级的褶皱构造有三节田—岔沟背斜和筌麻箐—小龙潭向斜。断裂构造主要有与主构造线一致的近SN向压性断层及晚期近EW向线性断层，主要有三节田断层(F1)、七道箐—干海子断层以及近EW向展布的核桃箐断层(F2)(图2)。

三节田—岔沟背斜：位于小龙潭西部，背斜轴部由砂岩组成，轴向SN，略为偏东。南北长约1.8 km，东西宽约0.65 km，长宽之比约3∶1，是一个短轴背斜。两翼产状东缓西陡，北部较紧密南部宽缓，东翼被断层切割而不全，西翼则与西部的向斜相连。

筌麻箐—小龙潭向斜：轴向近SN，自北向南逐渐由NNE向转为SSE向，弯拐最大处就在本区1号岩体，出露长度约3 km。向斜两翼岩层保存完整。向斜东翼产状较缓，倾角20°～45°；西翼较陡，倾角60°～90°，局部见倒转。东翼宽缓而西翼狭窄，成不对称状。西翼为三节田断层错断，小龙潭10号岩体以南向斜轴部向南东转折。

三节田断层(F1)：位于小龙潭西部，呈SN向，断层北端向西转EW向，从而形成丁字型。断层长约600 m，受SN向挤压呈高角度斜冲断层，明显错断砂岩。平面位移不超过150 m。倾角60°～90°，西盘上升，东盘下移，错断三节田—岔沟背斜的东翼，倾向有变化，总体倾向东，为三节田—岔沟背斜东翼层间断层，是本区较大的纵断层。断裂破碎带约15 m，发育于泥质页岩中。破碎带由页岩的片理、构造透镜体组成，发育有与片理一致和不一致的石英脉，见褐铁矿化。F1为矿区主要控岩构造之一。

F2(核桃箐断层)：见于本区中部沿核桃箐展布，为后期破坏性断层，性质为张扭性的正断层，断层长约3 km，近EW向展布，倾向NW，倾角60°～70°，南西盘为相对下降盘，北东盘为相对上升盘。西半部已将上盘斑岩体切割剥蚀出露，斑岩体露头中局部残留有构造滑面。

七道箐—干海子断层：位于小龙潭东部干海子一带，呈NE向，中部被F2错断，压性正断层，走向NE44°，倾向NW，倾角50°～60°，沿断层带褐铁矿化较强，局部可见风化残留擦痕。该断层为矿区重要控岩构造。

2.1.3 岩浆岩

2.1.3.1 形态规模及岩性特征

矿区岩浆岩成群出露，岩性以黑云角闪石英二长斑岩为主体，穿插有部分灰色灰紫色石英二长斑岩及花岗斑岩等浅成中酸性斑岩，深部揭露有云斜煌岩。在核桃箐一带因F2断层的切割剥蚀而连续出露，造成岩体似有EW向展布的假象。出露比较集中的范围约2 km2，较大的有1～10号斑岩露头，其余多呈岩脉或脉群出露。总体上受NE向构造-岩浆带的控制，沿NE向呈带状展布(图2)。经初步查证核桃箐矿段分布1、2、3、4、8号岩体露头在深部相连，靠上部或顶部岩体多为岩枝、岩墙或脉群，存在较多捕掳体，下部为不规则小岩株，长轴方向为NE，向NW倾伏，南西缘向NE侧伏。揭露岩石类型可分为石英二长闪长斑岩、辉石石英二长斑岩、角闪黑云石英二长斑岩、灰紫色石英二长斑岩和浅色花岗斑岩等。其中，石英二长闪长斑岩出露于6号岩体东部及10号岩体南部，致密坚硬蚀变较弱无明显矿化；辉石石英二长斑岩主要出露于1号岩体南部，蚀变较弱；角闪黑云石英二长斑岩主要出露于核桃箐沟两侧的2、3、8、9号等岩体，具明显的蚀变与矿化为矿区主要含矿岩性之一；角闪黑云石英二长斑岩与辉石石英二长斑岩呈渐变过渡，推测可能由岩浆结晶分异程度不同引起；石英二长斑岩主要分布于3、4号露头中，蚀变及矿化较强为矿区主要含矿岩性之一，岩石中可见有角闪黑云石英二长斑岩包体，接触界线极不规则，无明显的冷凝现象；浅色花岗斑岩多呈脉状沿早期岩石的收缩裂隙贯入，稍晚于上述各类岩石，较大岩体为东部的5、6号岩体，岩体局具部蚀变矿化[5]。根据矿区岩体间的相互穿插关系，为多次脉动侵入形成杂岩体，以辉石石英二长斑岩为早期，花岗斑岩为晚期。岩石为斑状结构，主要矿物为石英、钾长石、斜长石，少量普通角闪石、黑云母，局部含辉石。副矿物磷灰石、磁铁矿、榍石。岩体中可见大量围岩俘虏体，岩石基质甚细，部分斑晶具溶蚀现象等特征，表明小龙潭斑岩体保留尚好，总体剥蚀较浅[3-4]。

2.1.3.2 岩石地球化学特征

矿区斑岩岩石地球化学样品w(SiO2)变化在59%～69.86%之间，平均65.19%，属中酸性岩类；w(Al2O3)为13.59%～17.25%，平均15.62%；铝指数A/CNK值为0.94～1.21，平均1.04，显示岩石为次铝质—过铝质岩石；全铁平均值为4.17%，w(MgO)平均值为1.07%，w(CaO)平均值为1.23%，反映本区斑岩体总体上富铁、镁而贫钙。矿区斑岩全碱w(Na2O+K2O)变化范围为8.39%～12.02%，普遍较高，平均值为10.13%(>8%)，属于富碱侵入岩，其中矿化斑岩的全碱平均值为12.02%。w(K2O)平均值为6.88%，大于w(Na2O)的平均值(3.25%)，K2O/Na2O值为2.12，表明更富钾。里特曼指数σ变化范围为2.82～7.03，平均值为4.63，属于碱性岩系范围，部分属钙碱性岩系[20]。本次统计研究区10种岩性岩石化学成果(表1)，通过莱特碱度率图解(图3)，显示除矿化斑岩为过碱性岩系，其余均落在碱性岩石系列范围内，平均碱度率为4.02，其中铜矿化斑岩达6.68。结合近期文献研究小龙潭矿区斑岩属于富碱高钾的碱性岩系中酸性岩类[9-10]。

2.1.3.3 成岩年龄与构造环境

收集近年矿区岩体测年成果，获得二长花岗斑岩锆石U-Pb年龄为34.7 Ma[8]。含矿二长斑岩的206Pb/238U的成年龄为(35.98±0.16)Ma[9]，均属喜马拉雅期始新世岩浆活动产物。研究人员主要从戈蒂尼指数(τ)分析和投图、微量元素分析、稀土元素和同位素等方面进行研究，表明小龙潭矿区始新世斑岩体源区组分主要来源于下地壳物质的部分熔融，并有幔源物质的加入，岩浆源区具壳慢混合特征[1，8-10]；被划入富碱侵入岩及A型花岗岩矿床，但具埃达克岩典型地球化学特征，可认为研究区斑岩体为C型埃达克岩[9]。研究表明小龙潭矿区斑岩体形成于造山期向非造山期的转换期，与造山期后花岗岩特征一致，属于后碰撞期力学性质由挤压向伸展转化的构造背景[8-9]。

表1 小龙潭矿区斑岩岩石化学平均成分Table 1 Average petrochemical composition of porphyry rocks in Xiaolongtan mining area

图3 小龙潭矿区莱特碱度率图解Fig.3 Diagram of Wright alkalinity ratio inXiaolongtan mining area

2.2 矿床地质特征

2.2.1 矿体形态特征

矿区以铜矿化为主，钼矿化次之，并伴生金、银等。矿化组合类型有斑岩铜矿体、斑岩铜钼共生矿体和角岩钼矿体，主要围绕斑岩体分布，产于内外接触带，靠内接触带以斑岩铜矿化为主，靠外接触带以角岩钼矿化为主，矿(化)体的形态依属于岩体的形态变化，矿体主要呈似层状、呈透镜状，沿走向及倾斜延伸方向随岩体变化常出现分岔合并或局部尖灭再现(图4)[4，21]。

图4 云南省宾川县小龙潭铜钼矿床A—A’、B—B’剖面图Fig.4 A-A'and B-B' profiles of Xiaolongtan Cu-Mo deposit in Binchuan County， Yunnan

2.2.2 矿石特征

原生矿石金属矿物主要为磁黄铁矿、黄铜矿、黄铁矿、斑铜矿、辉钼矿、方铅矿等。脉石矿物主要有石英、钾长石、斜长石，其次是黑云母、角闪石、绿泥石、绿帘石、高岭土等。矿石结构主要有晶质结构、交代结构、共结边结构、同心圆(皮壳状)结构及条带状结构。其中交代结构是本区主要结构类型，可细分为脉状穿插交代结构、交代残余结构、骸晶结构、镶边结构(反应边结构)、交代港湾结构。矿石构造分为细脉状浸染状构造、稀疏浸染状构造和稠密浸染状，目前铜矿体以稀疏浸染状构造为主。

2.2.3 围岩蚀变特征

研究区具有多阶段的岩浆活动以及由此而产生的自交代与热液作用，使本区岩体的蚀变种类复杂，多期叠加。矿区按网度系统采取岩石薄片样，并按蚀变矿物特征划分蚀变带，显示有清楚面型蚀变分带特征，蚀变较明显地段集中在核桃箐1、2、3、4、8、9号岩体露头区，以此为中心由内向外分为钾化—石英绢云母化—泥化—青盘岩化，在平面上蚀变带呈椭圆形，蚀变中心略偏西，形成不对称的环带状，南部覆盖较大工作程度有限情况不清，但有封闭的趋势，总体呈NNE向(图2)。铜钼矿化的模式依属于蚀变的模式，绢云母化叠加黑云母化是较好的矿化蚀变指示；显著的黄铁矿化蚀变带在矿区找矿中具有重要的指导意义；早期黄铁矿化分布的范围与绿泥石、绿帘石、碳酸盐化带相一致。围岩为砂泥质岩石，变质后成为黑云母角岩、黑云母石英角岩，并受后期热液阶段的硅化和绢云母化叠加。

3 成矿模式探讨

3.1 成矿规律

1)矿床成矿地质体为喜马拉雅期浅剥蚀深源浅成中酸性复式杂岩体，属于富碱高钾的碱性岩石系列，岩浆来源为以下地壳物质的部分熔融为主的壳幔混合源。

2)含矿岩体总体受NE向构造-岩浆-成矿带控制。近SN向的三节田断层和NE向的七道箐—干海子断层属程海断裂的次级构造，为矿区主要成岩成矿构造。斑岩体与角岩内外按触带是床的有利成矿结构面。

3)矿床类型属斑岩型岩浆(期后)热液铜矿床。铜钼矿化的模式依属于蚀变的模式，经初步查证核桃箐矿段地表矿化集中在核桃箐矿段以2、3、4、8号斑岩体露头为中心，在水平方向3、8号斑岩体露头矿化以铜钼共生为主，向外以铜矿化为主。在垂直方向由上至下亦显示为铜矿化—铜钼矿化—钼矿化—铜矿化，具同心环状分带特征(图5)。与矿化分带相伴，金属矿物由内向外为辉钼矿→黄铜矿、黄铁矿→黄铁矿、方铅矿、闪锌矿，由中心向外，黄铁矿与黄铜矿的数量比亦有明显增加，金属矿物分带明显。矿石构造由中心向外展现为从稀疏浸染型矿体一细(网)脉浸染型矿体一大脉型的“三层楼式”分带特征[1，4-5]。

图5 云南省宾川县小龙潭铜钼矿成矿模式图Fig.5 The metallogenic model map of Xiaolongtan Cu-Mo deposit in Binchuan County，Yunnan

3.2 成矿模式

通过从成矿地质体、控矿构造系统与成矿结构面以及成矿作用特征标志“三位一体”总结了矿床成矿规律，构建小龙潭矿床成矿模式(图5)。将以往看似孤立、零散的信息融入矿区成矿模式系统，以进一步打开工作思路。结合以往施工的ZK3002(孔深167.9 m)，初步查证8号与5、6号之间形成半岛状角岩围岩残留体中具有较强的黄铁矿化，并在角岩中揭露到3层低品位铜矿脉，反映出与平面石英-绢云母化带一致，在垂向上呈现了较强的黄铁-绢云母化带，半岛状角岩围岩残留体具有封闭条件较好，并在ZK2402孔在深部内外接触带揭露到厚大的石英脉型工业钼矿体。东部5号露头施工的ZK4002孔中揭露到细脉浸染型铜矿体，显示了5、6号露头为矿化岩枝的前峰部位，预示了在石绢云母化带与细(网)脉浸染型矿体相对应(图4)。沿干海子断层褐铁矿化较强，矿床主矿体伴生金0.15×10-6 [22]，干海子一带处于蚀变带的外带(绿泥石绿帘石碳酸盐化带)，为寻找铜金矿的有利靶区。

3.3 成矿机理

研究表明小龙潭矿区斑岩体形成于后碰撞期力学性质由挤压向伸展转化的构造背景，印度板块与欧亚板块全面碰撞开始于65 Ma，矿区成矿岩体成岩年龄为34.7～35.98 Ma，属古近纪始新世构造一岩浆活动的产物，与拆沉伸展期(44～32 Ma)相对应，其中金沙江—哀牢山缝合带北部岩浆侵位年龄集中在41 Ma，中部及南部集中在约35 Ma[11]，与青藏高原晚碰撞阶段(40～26 Ma)大规模走滑断裂系统有关的斑岩型铜-钼(金)成矿事件相对应[23]。研究区富碱斑岩的初始岩浆在印度板块—欧亚板块主碰撞俯冲作用条件下开始形成初始含矿地幔岩浆，并在形成过程中引发了地壳物质的混染，碰撞期后随着青藏高原进入造山期后运动，伴随大规模走滑断裂系统，深切地幔的走滑深大断裂引发岩浆上侵。初始壳幔混合岩浆沿分支次级断裂程海—宾川断裂通道向地壳浅部运移，形成了小龙潭斑岩岩体[2，9]。沿盐源一丽江构造带已发现或探明西范平、白牛厂、罗卜地、铜厂、白象厂、马厂箐等多处斑岩型铜、钼、金、银、铅矿床(点)，呈现出了较理想的找矿潜力。

4 找矿方向

寻找细脉浸染型富厚工业矿体是小龙潭矿区下阶段勘查工作的关键节点。核桃箐矿段中部3、8号斑岩中矿石构造以细点(稀疏)浸染为主，伴有部分细(网)脉浸染型矿体。现阶段钻探工程主要集中在钾化带内，在矿区成矿模式的指导下，进一步打开找矿思路与空间。结合矿区地、物、化、遥等资料，重点关注地表沿NE向角岩中断续出露的铜矿化露头，下步找矿总体方向应以核桃箐矿段钾化带为中心为中心，扩大北部，解剖东部，探索南部[22]，其中8号岩体露头以东的石英绢云母化带区块是寻找富厚细脉浸型工业铜矿体的有利部位，呈NE向干海子断层带为铜金矿化带的重点靶区。

5 结论

1)研究区成矿环境属于后碰撞期力学性质由挤压向伸展转化的构造背景，含矿岩体总体受NE向构造-岩浆-成矿带控制。区内斑岩年龄为34.7～35.98 Ma，为金沙江—红河富碱斑岩带的组成部分，与拆沉伸展期(44～32 Ma)相对应，处于青藏高原东部碰撞造山的晚碰撞转换时期(40～26 Ma)。

2)研究区成矿地质体为喜马拉雅期深源浅成中酸性复式杂岩体，属于富碱高钾的碱性岩石系列，岩浆为以下地壳物质的部分熔融为主的壳幔混合源。矿床剥蚀较浅，蚀变矿化保存较为完整，具有同心(环)带状围岩蚀变及相应的细脉状和(或)浸染状金属矿化，矿石构造由中心—外围具有从稀疏浸染型一细(网)脉浸染型一大脉型的“三层楼式”构造特征。是寻找大型斑岩铜矿床的重要靶区。

3)在总结成矿地质条件及成矿规律的基础上，从成矿地质体、控矿构造系统与成矿结构面以及成矿作用“三位一体”探索构建了小龙潭矿床成矿模式，将以往看似孤立、零散的信息融入矿区成矿模式系统，为寻找稳定的工业矿体构建理论支持，进一步打开找矿思路与空间。提出以核桃箐矿段钾化带为中心，扩大北部，解剖东部，探索南部勘查思路，其中提出在8号岩体以东的石英-黄铁-绢云母化带内，是寻找富厚细脉浸型工业铜矿体的有利部位，呈NE向干海子断层带为铜金矿化带的重点靶区。在实践中通过产研结合进一步深化地质认识推进勘查工作，为推进矿区找矿工作的全面突破具有一定的实践意义。