滇西大矿山地区铅锌矿成矿特征与找矿方向

李新民，明添学,2，苏肖宇，李 蓉,2，程胜辉,2

(1.云南省地质调查院，云南 昆明 650051；2.自然资源部三江成矿作用及资源勘查利用重点实验室，云南 昆明 650051)

铅锌作为我国国民经济重要的基础原材料，在国民经济中占据重要地位。目前，我国铅锌消费的主要领域集中在蓄电池、铅材及合金、铅的氧化物、镀锌、干电池、氧化锌、铜锌合金等。随着国民经济的不断发展，我国铅锌资源需求量将进一步扩大。位于滇西保山地块西部边缘的加里东期平河岩体，是研究保山地块大地构造演化的重要窗口，其侵位时代一直广受学者关注，众多学者对其开展了大量岩石学、岩石地球化学、锆石U-Pb年代学、Hf同位素特征的研究，获得了大量锆石U-Pb年龄数据和Hf同位素数据，构建了该区岩浆岩演化动力学背景与年代学框架[1-7]。同时该地区也是矿床学研究圣地，发育一系列金属矿产，岩浆高温热液型钨锡矿、伟晶岩型铍铷矿、矽卡岩型铅锌矿、热液型铅锌、铜、金银矿等类型矿床均有产出。大矿山地区铅锌矿产于平河岩体西缘与志留系碳酸盐岩、碎屑岩接触部位。自20世纪60年代发现以来，前人对大矿山铅锌矿研究甚少，对其矿床控矿因素、成因认识方面存在一定异议，认为其属沉积改造型层控矿床[8]和矽卡岩型矿床[9]。同时，经多年开采，大矿山铅锌矿矿床保有储量急剧下降，资源竭尽枯竭，急需进一步对矿区深部及外围开展找矿，增加矿床储量和远景，以确保矿山生产正常进行。近年来，大矿山矿区外围找矿取得了重要进展，在其东部新发现了羊橺梁子中型铅锌矿，为该区铅锌矿后期开发利用提供了资源保障。本文在矿床地质特征、成矿特征研究的基础上，提高了大矿山地区铅锌矿成矿认识、开阔了思路，并结合相关地球物理特征，指出可供进一步工作的远景区域，以期探寻更多相似铅锌矿床，取得找矿突破，对该区铅锌矿产资源保障意义重大。

1 区域地质背景

大矿山地区位于冈底斯-念青唐古拉褶皱系福贡-镇康褶皱带之芒市褶皱束西部中段，怒江断裂与龙陵-瑞丽大断裂之间。保山地块经历了漫长的地质构造演化历史，强烈的构造-岩浆活动使不同时期的地层、岩浆岩发生大规模的俯冲、走滑、复合、叠嵌，形成了特殊的构造地质单元。区域地质构造复杂，发育以北东向与南北向为主的断裂构造；研究区内岩浆活动强烈，加里东期平河岩体大面积分布于龙陵平达-平河一带(图1)，出露面积约1 200 km2，侵位于震旦系-中寒武统公养河群类复理石建造；岩体的锆石U-Pb同位素年龄为502～466 Ma[2-7]，属加里东期；岩性复杂多变，以二长花岗岩、似斑状二长花岗岩为主，局部为英云闪长岩、花岗岩、花岗闪长岩。研究显示[7]，平河复式岩体岩浆来源于古老地壳的重熔作用，属于泛非构造运动晚期，由造山环境向板内稳定环境构造转换的一个阶段，具有典型的造山后S型花岗岩的特点，其形成可能与滇西地区原特提斯地史阶段地块挤压碰撞、裂离过程密切相关。地层以震旦系-中寒武统公养河群未变质及浅变质碎屑岩为主，整体围绕平河复式岩分布，其主体为一套巨厚类复理石建造，由多个粗-细的沉积旋回组成，岩石普遍具轻变质现象；奥陶系-二叠系主要为浅海相具有盖层特征的陆源碎屑建造和碳酸盐岩建造，各时代地层间多为整合或假整合关系；震旦系-寒武系公养河群为一套未变质及轻微变质的页岩、长石石英砂岩夹少量泥质条带灰岩、板岩，厚度大于8 715 m；寒武系以页岩、泥质条带灰岩、灰岩、粉砂岩夹石英砂岩、硅质岩为主，厚度大于1 500 m；奥陶系为一套砂岩、泥质粉砂岩、砂泥质白云岩、粉砂质泥岩、砂质灰岩、笔石页岩，其上与下志留统呈整合-假整合接触，厚度大于2 895 m；志留系下统由笔石页岩及少量粉砂岩组成，中统主要为泥质灰岩、泥沙质白云岩，上统多为砂岩及粉砂岩，厚度达1 111 m，是区内大矿山铅锌矿、羊橺梁子铅锌矿的赋矿层位。

图1 大矿山地区区域地质简图

大矿山地区地层构造岩浆岩发育(图2)，地层主要是志留系中上统(S2+3)和泥盆系中统回贤组(D2h)，岩浆岩发育燕山期灰白色中粒、细-中粒白云母二长花岗岩，构造发育有断裂构造和褶皱构造。志留系上统(S2+3)在矿区西南部、中部大面积出露，上部为灰白色透辉石、透闪石石英岩；中部为浅褐色大理岩、石英岩、白云岩；下部为青灰色黑云母石英岩、方解石石英岩；志留系中上统(S2+3)中段碎裂化大理岩、矽卡岩化大理岩是区内铅锌矿主要的赋矿层位。回贤组(D2h)出露于工作区北西部，上部为青灰色、灰白色大理岩，局部具矽卡岩化；下部为角岩，局部夹堇青石角岩、斑点板岩，与志留系中上统(S2+3)断层接触。

(注：1-泥盆系中统回贤组；2-志留系中上统；3-燕山期花岗岩；4-矽卡岩；5-产状；6-地质界线；7-平行不整合地质界线；8-逆断层；9-正断层；10-性质不明断层；11-铅锌矿体群；12-隐伏铅锌矿体群；13-激电异常及编号；14-找矿远景区及编号；15-剖面位置。)

区内构造较为简单，以褶皱、断裂和裂隙为主。大矿山地区背斜核部地层为中上志留统(S2+3)，轴向近东西向，位于F7断裂旁，其轴部岩性为大理岩或大理岩夹角岩，两翼依次为角岩、砂质角岩、砂质板岩、石英岩，北翼受F5断裂和F6断裂破坏，出露角岩，岩层走向近东西向，北翼大角度北倾，倾角普遍大于60°，南翼南倾，倾角为40°～70°。F7断裂(大矿山断裂)位于区内中部，为区域断裂大公山断裂之北段，是高角度逆冲断层，倾向正北，倾角73°～82°，糜粒岩化带沿断层分布，该断层是区内主要的导矿容矿构造，是铜、铅、锌的热液通道，近断层部位岩石发生强烈的角岩化、大理岩化、矽卡岩化。F5断裂为层间正断层，其走向与倾向均与地层相似，走向为NE80°W，倾向为340°～10°，倾角约75°，以层间发育有压碎带、辟理化带为特征，宽为1～10 m。F6断裂为F5断裂的次级断裂，为层间正断层，其走向与倾向均与地层相似，走向为NE80°W，倾向为350°～20°，倾角约80°，以层间发育有压碎带、辟理化带为特征，宽为1～15 m，为次级导矿、容矿构造。研究显示大矿山地区裂隙发育，特别在断裂交接复合部位尤为发育，有三组裂隙，以南西向(200°～250°)斜交裂隙最为发育，其次为顺层裂隙(45°～83°)，南东向(110°～160°)斜交裂隙较弱，裂隙倾角最大为85°，平均为65°～80°[10]。

2 铅锌矿成矿特征

区内铅锌矿体赋存于花岗岩体与志留系中上统(S2+3)大理岩、砂页岩接触带附近的大理岩中，部分矿化集中分布在远离花岗岩岩体的大理岩中。矿化严格受岩性、构造、岩浆岩等联合控制，在岩性界面(层间破碎带)矿化相对富集。叶天竺等[11-12]通过对典型矿床成矿地质体、成矿构造和成矿结构面、成矿作用特征标志等成矿特征内容的研究，对勘查区综合地质信息找矿预测，建立矿床地质找矿模型，指导勘查找矿工作。

2.1 铅锌矿成矿地质体

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[12]。20万区域地球化学显示，区内志留系碳酸盐岩、砂页岩土壤层中Pb、Zn元素丰度值分别为27.8 ppm、157.0 ppm，远高于寒武系、奥陶系、泥盆系地层中Pb、Zn的元素丰度；燕山期花岗岩体土壤层中Pb、Zn元素丰度值亦较高，分别为17.19 ppm、72.33 ppm，说明志留系碳酸盐岩、砂页岩是本区铅锌矿成矿的矿源层。区内铅锌矿体主要赋存于F7断裂与F5断裂夹持部位，即大矿山背斜北翼，该区岩石碎裂化强烈，裂隙发育，矿体呈似层状赋存于碎裂化矽卡岩化大理岩中，矿体走向近东西向，倾向为340°～0°，倾角为60°～85°。区内铅锌矿成矿地质体为层间破碎带、裂隙与志留系中上统(S2+3)碎裂化矽卡岩化大理岩组合(图3(a))，矿体的产出受其控制明显。

2.2 成矿构造和成矿结构面

成矿构造是指和矿体空间就位直接相关的各类构造，成矿结构面是指成矿作用过程中赋存矿体的显性或者隐性存在的岩石物理及化学性质不连续面[12]。构造不仅为成矿热液的运移提供了有利的通道，而且为含矿热液沉淀提供了有利的成矿空间，其在矽卡岩型、碳酸盐岩型铅锌矿普遍存在，对成矿控制尤为重要[13-14]。研究显示，区内铅锌矿主要赋存于中上志留统(S2+3)碎裂化矽卡岩化大理岩和层间破碎带中，含矿层位稳定，矿体产出受地层或岩性界面及构造控制明显，F5断裂、F6断裂、F7断裂及裂隙是铅锌矿主要成矿构造，其为成矿热液的运移提供了有利的通道，使含矿热液在有利部位成矿；中上志留统(S2+3)矽卡岩化碎裂化大理岩的层间破碎带及节理裂隙构造为后期成矿提供了良好的容矿空间。通过对该区铅锌矿床的成矿结构面研究，区内成矿结构面以构造成矿结构面为主，少量岩性成矿结构面。岩性成矿结构面为碎裂化大理岩-矽卡岩-角岩接触面，反映了该区古地质环境的骤然变化，既涉及到元素组成、温度、压力条件的变化，又涉及到酸碱度、氧化还原环境的变化，对铅锌矿成矿具有重要意义[15]；构造成矿结构面为矽卡岩化碎裂化大理岩及其层间破碎带，局部为断裂破碎带，在东部近岩体地段隐伏铅锌矿表现尤为明显，隐伏矿体赋存于矽卡岩化碎裂化大理岩中(图3)，含矿热液沿破碎带两侧向中心在温度、压力、酸碱度等条件变化下沉淀形成铅锌矿体。

图3 大矿山地区西部和东部铅锌矿体剖面图

2.3 成矿作用特征标志

成矿作用特征标志指成矿作用的过程中的全部产物，包括矿体、矿物、元素成分等[12]。区内铅锌矿矿石矿物有方铅矿、闪锌矿、黄铜矿、磁黄铁矿等，见菱锌矿、车轮矿、白铅矿、铅钒、褐铁矿等金属矿物，主要脉石矿物为白云石，少量方解石、绢云母、绿泥石、石英等。

图4为区内矿石物质成分与结构构造图。 由图4可知，方铅矿呈铅灰色，金属光泽，它形粒状结构，稀疏浸染状分布或分布于矿石裂隙中，常常交代闪锌矿，少数充填于脉石矿物中，粒度在0.06～0.50 mm之间；闪锌矿呈棕色，油脂光泽，它形粒状结构，主要沿碎裂纹充填呈脉状产出，部分密集分布，常被方铅矿交代，粒度在0.01～0.80 mm之间；车轮矿零星可见，主要与方铅矿共生，粒度在0.05～0.20 mm之间；磁黄铁矿星点分布，被闪锌矿交代；黄铜矿呈它形粒状结构，充填于裂隙中；白铅矿呈它形粒状零星分布，粒度在0.02～0.07 mm之间。矿石结构有不等粒它形粒状结构、交代结构、粒状变晶结构、柱状变晶结构、碎裂结构等，构造常见浸染状构造、细脉状构造、团块状构造、块状构造、角砾状构造等。

(注：(a) 交代结构，后生成的方铅矿交代闪锌矿；(b) 方铅矿、车轮矿共生；(c) 脉状构造，方铅矿沿裂隙充填在脉石矿物中；(d) 黄铜矿沿裂隙充填于脉石矿物中；(e) 交代结构，后生成的方铅矿交代闪锌矿；(f) 交代结构，闪锌矿交代磁黄铁矿；(g) 矽卡岩化(蛇纹石)大理岩；(h) 透闪石呈柱状变晶结构，矽卡岩化大理岩；(i) 透辉石呈柱状变晶结构，矽卡岩化大理岩；(j) 矽卡岩化(白云母)大理岩；(k) 矽卡岩(绿泥石)化大理岩；(l) 他形白铅矿、方解石和透闪石；Sp-闪锌矿；Gn-方铅矿；Bo-车轮矿；Ccp-黄铜矿；Po-磁黄铁矿；Dol-白云石；Sep-蛇纹石；Tr-透闪石；Di-透辉石；Ms-白云母；Chl-绿泥石；Cal-方解石；Cer-白铅矿。)

围岩蚀变类型主要有矽卡岩化、黄铁矿化、碳酸盐化，其次是硅化、绿泥石化、绢云母化、角岩化。其中，矽卡岩化、黄铁矿化与成矿关系密切。矽卡岩化与矿化关系密切，主要分布于岩体外接触带及破碎带中，主要矿物有透辉石、透闪石、绿帘石，次为阳起石、绿泥石、钙铝榴石、绢云母，发育有方铅矿、闪锌矿、黄铁矿、磁铁矿等金属矿化；黄铁矿化近矿围岩普遍存在，呈细脉、网脉、星散状分布于近矿围岩中，或呈星散粒状、脉状-网脉状、团块状分布于铅锌矿体中，与铅锌矿化关系密切，是寻找铅锌矿标志。

2.4 矿床成因

中上志留系大矿山地区发生沉积成岩作用，局部形成富含Pb元素、Zn元素、Cu元素、Ag元素的碳酸盐岩矿源层；经燕山期酸性岩浆侵位作用，在岩浆岩与大理岩接触带附近发生交代作用，萃取矿源层中成矿元素与岩浆热液携带的成矿物质混合，沿断裂运移在地下水作用下，在导矿断裂旁侧的次级断裂部位、层间破碎带、裂隙中冷凝沉淀成矿，形成具有工业价值的铅锌矿床，矿床成因属矽卡岩型铅锌矿床[10,16]。

2.5 找矿远景分析

结合实践表明，激发极化法结合地质信息是寻找隐伏铅锌矿体的有效办法之一[17-20]。局部1∶5 000激电扫面显示，在大矿山地区东部羊橺梁子矿区岩体与地层接触带附近存在8个激电异常，分布与断裂、岩体与围岩接触带关系密切，其中在激电异常J5已发现有两条隐伏铅锌矿体。研究表明，该区铅锌矿矿床成因类型为矽卡岩型铅锌矿，目前发现的铅锌矿体产于矽卡岩远端大理岩中。根据铅锌矿成矿特征认识，结合激电异常分布特征，筛选出8个找矿远景区(图2)。A1找矿远景区目前已发现有隐伏铅锌矿体，激电异常形态呈北西向椭圆状，需注意该区深部是否存在类似Ⅰ矿体群、Ⅱ矿体群北西向次级控矿断裂、破碎带；A2找矿远景区、A3找矿远景区位于岩体与围岩接触带上，且发育较好的激电异常，其可能具有较好的铅锌矿找矿潜力；值得一提的是，本区矽卡岩与矿化关系密切，常含有方铅矿、闪锌矿、黄铁矿、磁黄铁矿、磁铁矿等，而目前发现的铅锌矿体均产于矽卡岩外远端碎裂化矽卡岩化大理岩中，因此，本区是否存在产于矽卡岩近端大理岩与矽卡岩中的铅锌矿体需密切关注。B1找矿远景区～B4找矿远景区均为岩体与其接触带，并发育有激电异常；B5找矿远景区为岩体、矽卡岩、围岩接触带，发育有厚大的褐铁矿化、弱铅锌矿化层，需关注其是否存在矽卡岩近端成矿的铅锌矿。

3 认识与建议

1) 大矿山地区铅锌矿成矿地质体为层间破碎带、裂隙与志留系中上统(S2+3)碎裂化矽卡岩化大理岩组合；F5断裂、F6断裂、F7断裂及裂隙是铅锌矿主要成矿构造，其不仅为成矿热液的运移提供了有利的通道，而且为含矿热液沉淀提供了有利的成矿空间；成矿结构面以构造成矿结构面为主，即矽卡岩化碎裂化大理岩及其层间破碎带，局部为断裂破碎带。

2) 铅锌矿矿石矿物有方铅矿、闪锌矿、黄铜矿、磁黄铁矿等，尚见菱锌矿、车轮矿、白铅矿、铅钒、褐铁矿等金属矿物，主要脉石矿物为白云石，少量方解石、绢云母、绿泥石、石英等；矿石结构有不等粒它形粒状结构、交代结构、粒状变晶结构、柱状变晶结构和碎裂结构等，构造有浸染状构造、细脉状构造、团块状构造、块状构造、角砾状构造等；围岩蚀变类型主要有矽卡岩化、黄铁矿化、碳酸盐化、硅化、绿泥石化、绢云母化、角岩化等，其中，矽卡岩化、黄铁矿化与成矿关系密切。

3) 大矿山地区铅锌矿成因类型属矽卡岩型铅锌矿，目前仅发现产于矽卡岩远端大理岩中的铅锌矿体，今后工作需注意矽卡岩近端成矿的铅锌矿。

4) 本区工作程度较低，根据铅锌矿成矿特征认识，结合激电异常，筛选出8个找矿远景区。A1找矿远景区需注意该区深部是否存在北西向次级控矿断裂、破碎带，A2找矿远景区和A3找矿远景区可能具有较好的铅锌矿找矿潜力，B5找矿远景区值得关注其是否存在矽卡岩近端成矿的铅锌矿。