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滇东北毛坪铅锌矿床矿体空间结构及深部矿体预测

2022-05-05韩润生周高明佐嘉庚

矿床地质 2022年2期
关键词:层间铅锌矿猫猫

王 磊,韩润生**,张 艳**,周高明,钟 华,佐嘉庚,邓 平

(1昆明理工大学国土资源工程学院,有色金属矿产地质调查中心西南地质调查所,云南昆明 650093;2彝良驰宏股份有限公司,云南昭通 657600)

滇东北泛指西以安宁河-绿汁江断裂为界,南以弥勒-师宗断裂为界的云南省境内地区,因其地质环境复杂、多期构造叠加强烈、成矿动力学机制复杂,成矿地质条件优越,形成了一系列大型-超大型富锗银铅锌多金属矿床(韩润生等,2012),是中国重要的铅锌锗银产地之一(韩润生等,2014;Zhang et al.,2015)。迄今,滇东北铅锌矿集区已发现超大型铅锌矿床1个(会泽)、大型铅锌矿床5个(毛坪、茂租、乐红、富乐和金沙厂)、中型铅锌矿床18个、小型铅锌矿床及铅锌矿(化)点若干。该区铅锌矿床具“富(Pb+Zn品位≥30%)、大(矿床和单个矿体的资源储量大)、多(共伴生Ge、Ag等有益组分)、深(矿体垂向延深大)、强(铁白云石、白云石化热液蚀变强烈)、带(矿物组合与蚀变岩相分带明显)、高(成矿温度可高达255~355℃)”等独特的地质特征(韩润生等,2012;2014),与经典的密西西比河谷型(MVT)矿床差异明显,从而吸引了众多学者对其成因类型的关注(Zhou et al.,2001;王奖臻等,2002;张长青等,2005;韩润生等,2012;2020;Xu el al.,2014;梁峰等,2016;崔银亮等,2018;吴越等,2019)。

毛坪铅锌矿床是滇东北地区最具代表性的矿床之一,其铅锌金属储量有望达到超大型规模(韩润生等,2010)。前人对该矿床的研究取得了较为丰硕的成果,主要集中在矿床地质特征(周高明等,2005;魏爱英等,2012;杨斌等,2018)、流体包裹体(Han et al.,2007)、C-H-O-S-Pb-Zn-Cd同位素示踪(申屠良义等,2011;任顺利等,2018;谈树成等,2019;Yang et al.,2019;Xiang et al.,2020;He et al.,2020;Wu et al.,2021)、Rb-Sr同位素定年(沈战武等,2016;Yang et al.,2019)、矿物原位微量元素(Wei et al.,2021)等方面,对矿床成因研究提供了依据。近些年来,矿山陆续在毛坪矿区深边部发现隐伏矿体(Ⅰ-6、Ⅰ-8、Ⅰ-9、Ⅰ-10、Ⅰ-11等)(韩润生等,2019a),极大地拓展了矿区矿化分布范围,也进一步表明该区仍存在巨大的找矿潜力。众所周知,查明矿体的定位规律是矿体定位预测的核心问题,而研究矿体的空间结构特征则是揭示矿体定位规律的最有效途径。然而,毛坪铅锌矿区内矿体数量众多,分布范围较广,空间结构复杂。因此,剖析该矿床的矿体空间结构特征、揭示矿体定位规律,已成为找矿勘探工作中亟待解决的关键问题。本文从分析毛坪铅锌矿床矿体空间结构入手,阐明该矿床矿体定位规律,结合工程揭露到的矿化蚀变等现象,开展深部矿体预测,为该矿区深部找矿勘查工作提供依据。

1 区域地质背景

滇东北富锗铅锌矿集区位于太平洋构造域与特提斯构造域的结合部位,是扬子陆块西南缘川滇黔铅锌多金属成矿域的重要组成部分,其展布于南北向小江断裂带、北西向康定-奕良-水城断裂带(南部称紫云-垭都深断裂带)及北东向弥勒-师宗深断裂带所围成的“三角区”内,毗邻龙门造山带、南盘江-右江增生弧型冲褶带及哀牢山墨江绿春造山带(图1)。区内地层发育较为齐全,从中元古界昆阳群至第四系均有出露,具明显的双层结构(柳贺昌等,1999):下部为前寒武系变质褶皱基底(一套浅海相复理石碎屑岩夹火山岩、碳酸盐岩建造所形成的区域中-浅变质岩),上部为震旦系至第四系组成的沉积盖层(包括震旦系至二叠系海相沉积岩、上二叠统峨眉山玄武岩和晚中生界至新生界陆相沉积岩),由地幔柱活动所形成的晚二叠世峨眉山玄武岩在区内广泛分布(图1)。通常认为,变质基底及沉积盖层为本区众多铅锌矿床的形成提供了成矿物质,而峨眉山玄武岩不具有提供成矿物质的潜力(李波等,2012)。加里东、海西、印支以及燕山运动是区内重要的构造运动,造成地层的假整合和超覆(柳贺昌等,1999)。

图1 川滇黔地区区域构造格架简图(据王宝禄等,2004;张志斌等,2006改绘)Fig.1 Theregional tectonic framework of the Sichuan-Yunnan-Guizhou district(modified from Wang etal.,2004;Zhang etal.,2006)

2 矿床地质特征

矿区出露的地层以古生界为主,从古到新主要有上泥盆统宰格组(D3zg)、下石炭统大塘组(C1d)和摆佐组(C1b)、上石炭统威宁组(C2w)、中二叠统梁山组(P2l)和栖霞-茅口组(P2q+m)及上二叠统峨眉山玄武岩(P3β)(图2),其中,除下石炭统大塘组(C1d)和中二叠统梁山组(P2l)为含煤碎屑岩系外,其他地层均为碳酸盐岩建造。上泥盆统宰格组、上石炭统威宁组为矿区的主要赋矿层位。

猫猫山背斜、毛坪断裂及洛泽河断裂是矿区的主要构造(图2)。猫猫山背斜轴展布方向为NE-SW向,延伸长度大于6 km,核部最老地层为泥盆系,两翼分别为石炭系、二叠系等,南东翼地层产状平缓,倾向南东,而北西翼地层产状较陡,局部地段发生倒转,总体倾向NW;毛坪断裂为压扭性,长30 km,宽10~40 m,产状变化较大,整体走向呈NE-SW向,在矿区表现为近EW向,倾角为南东70°~85°;洛泽河断裂为压扭性,长大于40 km,整体走向呈NE-SW向,在矿区表现为近SN向,倾角为SE60°~70°。矿区岩浆岩不发育,晚二叠世峨眉山玄武岩仅分布于矿区外围。矿区范围内未发现明显的变质作用。

图2 毛坪铅锌矿区地质简图1—上二叠统峨眉山玄武岩;2—中二叠统栖霞茅口组;3—中二叠统梁山组;4—上石炭统威宁组第二段;5—上石炭统威宁组第一段第三亚段;6—上石炭统威宁组第一段第二亚段;7—上石炭统威宁组第一段第一亚段;8—下石炭统摆佐组;9—下石炭统大塘组第三段;10—下石炭统大塘组第二段;11—下石炭统大塘组第一段;12—上泥盆统宰格组第三段第三亚段;13—上泥盆统宰格组第三段第二亚段;14—上泥盆统宰格组第三段第一亚段;15—地层整合界线;16—地层不整合界线;17—断裂;18—背斜轴;19—地层产状;20—矿体水平投影;21—河流;22—剖面位置;23—矿段范围及编号Fig.2 The simplified geologic map of the Maoping lead-zinc mining area 1—Upper Permian Emeishan basalt;2—Middle Permian Qixia and Maokou Formation;3—Middle Permian Liangshan Formation;4—Thesecond member of Weining Formation of Upper Carboniferous;5—Thethird sub member of thefirstmember of Weining Formation of Upper Carboniferous;6—The second sub member of the first member of Weining Formation of Upper Carboniferous;7—The first sub member of the first member of Weining Formation of Upper Carboniferous;8—Lower Carboniferous Baizuo Formation;9—Thethird member of Datang Formation of Lower Carboniferous;10—Thesecond member of Datang Formation of Lower Carboniferous;11—Thefirst member of Datang Formation of Lower Carboniferous;12—Thethird sub member of thethird member of Zaige Formation of Upper Devonian;13—Thesecond sub member of thethird member of Zaige Formation of Upper Devonian;14—Thefirst sub member of thethird member of Zaige Formation of Upper Devonian;15—Stratigraphic conformity boundary;16—Stratigraphic unconformity boundary;17—Fault;18—Anticline axis;19—Stratigraphic occurrence;20—Horizontal projection of ore body;21—River;22—Section position;23—Ore block range and its number

该矿床由多个矿体组成,矿体规模相差悬殊,具厚大(长宽比小)、延深巨大(倾向延深大于走向延长)的特点,与围岩界线明显,均赋存于猫猫山背斜近轴部及北西翼发育的NE向压扭性层间断裂中,矿体具压扭性断裂控矿的“缓宽陡窄”形态特点(图3)。根据矿体的空间位置和赋矿层位,矿区内铅锌矿体被划分为6个矿体群:以洛泽河为界,河东片区分布Ⅰ号、Ⅱ号、Ⅲ号矿体群,河西片区分布水炉、千层硐及红尖山矿体群(图2)。目前,Ⅰ-6号矿体为矿区内规模最大的矿体,该矿体Pb品位(质量分数,下同)在4.82%~8.71%之间,平均品位7.02%;Zn品位在14.62%~19.81%之间,平均品位16.93%。矿石矿物以方铅矿、闪锌矿和黄铁矿为主,闪锌矿从浅黄褐色→黄褐色→棕红色→黑色均有出现(图4a、b);脉石矿物主要为白云石和方解石,含少量石英、重晶石和沥青等。矿石的主要构造有致密块状(图4a)、浸染状(图4b)、条带状(图4c)、团斑状(图4d)等,主要结构有交代(图4f)、粒状(图4g)、共边(图4h)、碎裂(图4i)等。大多数矿体具有明显的矿物组合分带现象,矿体从底板到顶板,大致为粗晶黄铁矿→方铅矿+闪锌矿→方铅矿+闪锌矿+细晶黄铁矿→方解石+白云石。矿区围岩蚀变发育,类型较多,强度不等,具有多期多阶段的特点,主要有(铁)白云石化、方解石化、黄铁矿化、硅化、有机质化、重晶石化等,并形成相应的蚀变矿物及其组合,其中强黄铁矿化和强黄铁矿化-强方解石化-强硅化粗晶白云岩蚀变组合是重要的找矿标志(陈随海等,2016)。

图3 赋存于层间断裂中的Ⅱ-1号矿体横剖面图(据柳贺昌等,1999改绘)Fig.3 The cross section of the No.Ⅱ-1 orebody hosted in interlayer fault(modified from Liu et al.,1999)

图4 毛坪铅锌矿床矿石组构特征a.块状矿石,发育3种颜色的闪锌矿;b.稠密浸染状矿石,矿石矿物呈稠密浸染状分布于方解石中;c.条带状矿石,闪锌矿呈条带状分布于方解石条带两侧;d.团斑状矿石,矿石矿物呈团斑状分布于方解石中;f.交代结构,闪锌矿被方铅矿交代呈港湾状;g.粒状结构,黄铁矿呈粒状分布于闪锌矿中;h.共生边结构,方铅矿与闪锌矿同时生成;i.碎裂结构,黄铁矿呈碎裂状分布Gn—方铅矿;Sp—闪锌矿;Py—黄铁矿;Cal—方解石;Dm—白云岩Fig.4 The features of ores from the Maoping lead-zinc deposit a.Massive orewith threecolors of sphalerite;b.Densedisseminated ore,oreminerals aredistributed in calcitein dense disseminated shape;c.Banded ore,sphaleriteisdistributed on both sides of calcitestrip in strip shape;d.Massive&crumby ore,oremineralsaredistributed in calcitein mass porphyry;f.Replacement texture,sphaleriteisreplaced by galenain aharbor shape;g.Granular texture,pyriteisdistributed in sphaleritein granular;h.Common edgetexture,galena and sphaleritearegenerated at thesametime;i.Cataclastic texture,pyriteis distributed in abroken shape Gn—Galena;Sp—Sphalerite;Py—Pyrite;Cal—Calcite;Dm—Dolomite

3 矿体空间结构

3.1 矿体空间赋存特征

毛坪铅锌矿床自北东向南西依次分为河东、水炉、千层硐和红尖山矿段(矿化富集中心),河东矿段包括赋矿层位不同的Ⅰ号、Ⅱ号、Ⅲ号矿体群(图2)。除近猫猫山背斜轴部的Ⅰ号、Ⅱ号矿体群外,分布在猫猫山背斜北西翼的Ⅲ号矿体群、水炉矿体群、千层硐矿体群、红尖山矿体群具等距性分布特征,各矿体群中心(矿化富集中心)距离约700 m,总体上呈NESW向展布,与区域构造线展布方向趋于一致。从矿体在猫猫山背斜的产出部位来看,又可将矿体在空间上的展布格局分为核带(矿体产出在猫猫山背斜核部,如Ⅰ号矿体群矿体)和翼带(矿体产出在猫猫山背斜翼部,如Ⅱ号、Ⅲ号、水炉、千层硐和红尖山矿体群矿体)。

(1)Ⅰ号矿体群,为矿区规模最大的矿体群,走向长约600 m。矿体呈似层状、透镜状、囊状等赋存于上泥盆统宰格组第三段第二亚段(D3zg3-2)和上泥盆统宰格组第三段第三亚段(D3zg3-3)的中粗晶白云岩中,分布标高目前为-38~1052 m。矿体产状与地层产状基本一致,矿体走向NE-SW,倾向SE,倾角60°~85°,呈隐伏或半隐伏分布于猫猫山背斜核部近轴部。在平面上,矿体具分支复合、尖灭再现之现象(图5a、b);在剖面上,矿体呈右列式展布,具尖灭侧现、膨大缩小之现象(图6a);

(2)Ⅱ号矿体群,走向长约160 m,矿体呈似层状、透镜状、扁豆状等赋存于上石炭统威宁组第一段第一亚段(C2w1-1)和上石炭统威宁组第一段第二亚段(C2w1-2)的中粗晶白云岩中,分布标高目前为610~1260 m。矿体产状与地层产状基本一致,矿体走向NE-SW,倾向SE,倾角60°~90°,在深部随着地层倾角变陡至直立,逐渐转向NW倾斜,矿体产状也随之变化;矿体呈隐伏或半隐伏分布于猫猫山背斜NW翼近轴部。在平面上,矿体具尖灭再现之现象(图5c);在剖面上,矿体呈右列式展布,具尖灭侧现、分支复合、平行排列之现象(图6b)。

图5 毛坪铅锌矿床矿体平面图a.河东670 m中段Ⅰ号矿体群;b.河东490 m中段中段Ⅰ号矿体群;c.河东670 m中段Ⅱ号、Ⅲ号矿体群;d.河西610 m中段千层硐矿体群;e.河西610 m中段水炉矿体群;f.河西670 m中段红尖山矿体群Fig.5 Geologic level plans at different elevation of orebodies of the Maoping lead-zinc deposit a.No.Ⅰorebody group at 670 m elevation of Hedong;b.No.Ⅰorebody group at 490 m elevation of Hedong;c.No.Ⅱand No.Ⅲorebody groups at 670 m elevation of Hedong;d.Qiancengdong orebody group at 610 m elevation of Hexi;e.Shuilu orebody group at 610 m elevation of Hexi;f.Hongjianshan orebody group at 670 m elevation of Hexi

(3)Ⅲ号矿体群,走向长约120 m,矿体呈似层状、透镜状、扁豆状等赋存于上石炭统威宁组第一段第三亚段(C2w1-3)的中粗晶白云岩中,分布标高目前为590~820 m。矿体产状与地层产状基本一致,矿体走向NE-SW,倾向SE,倾角70°~80°,呈隐伏或半隐伏分布于猫猫山背斜NW翼近轴部。在平面上,矿体具尖灭再现、膨大缩小之现象(图5c);在剖面上,矿体呈右列式展布,具尖灭再现、膨大缩小之现象(图6b)。

(4)水炉矿体群,走向长约200 m,矿体规模小,多呈扁柱状、囊柱状赋存于上石炭统威宁组第一段第三亚段(C2w1-3)的中粗晶白云岩中,分布标高目前为270~950 m。矿体产状与地层产状基本一致,矿体走向NE-SW,倾向NW,倾角70°~85°,呈隐伏或半隐伏分布于猫猫山背斜NW翼。在平面上,矿体具尖灭再现、膨大缩小之现象(图5e);在剖面上,矿体亦具尖灭再现、膨大缩小之现象(图6c)。

(5)千层硐矿体群,走向长约480 m,矿体规模小,多呈扁柱状、囊柱状赋存于上石炭统威宁组第一段第三亚段(C2w1-3)的中粗晶白云岩中,分布标高目前为610~1180 m。矿体产状与地层产状基本一致,矿体走向NE-SW,倾向NW,倾角80°~86°,呈隐伏或半隐伏分布于猫猫山背斜NW翼。在平面上,矿体具尖灭再现、膨大缩小、平行排列之现象(图5d);在剖面上,矿体具尖灭再现、尖灭侧现之现象(图6d)。

图6 毛坪铅锌矿床矿体剖面图a.Ⅰ号矿体群矿体;b.Ⅱ号、Ⅲ号矿体群矿体;c.水炉矿体群矿体;d.千层硐矿体群矿体;e.红尖山矿体群矿体;剖面位置见图2Fig.6 Representative geologic sections of orebodiesthrough the Maoping lead-zinc deposit a.Orebodies of No.Ⅰorebody group;b.Orebodiesof No.Ⅱand No.Ⅲorebody groups;c.Orebodies of Shuilu orebody group;d.Orebodies of Qiancengdong orebody group;e.Orebodies of Hongjianshan orebody group;The section positions are shown in Fig.2

(6)红尖山矿体群,走向长约160 m,矿体呈似层状、透镜状、囊状等赋存于上石炭统威宁组第一段第三亚段(C2w1-3)的中粗晶白云岩中,分布标高目前为171~1500 m。矿体产状与地层产状基本一致,矿体走向NE-SW,倾向NW,倾角60°~85°,呈隐伏或半隐伏分布于猫猫山背斜NW翼。在平面上,矿体具尖灭再现、平行排列、膨大缩小之现象(图5f);在剖面上,矿体具尖灭再现、尖灭侧现、平行排列、膨大缩小之现象(图6e)。

3.2 矿体侧伏特征

矿区内矿体具有明显的侧伏特征,这在矿体垂直纵投影图(图7)上表现的十分清楚。其具体表现为:Ⅰ号、Ⅱ号、Ⅲ号矿体群向SW侧伏,而水炉、千层硐、红尖山矿体群向NE侧伏。可以看出,矿体侧伏方向随着猫猫山倒转背斜NW翼地层走向而变化。从矿区北东到南西方向(地层走向),矿体侧伏方向由SW向转变为NE向。

图7 毛坪铅锌矿床矿体垂直纵投影图(据彝良驰宏矿业有限公司,2012)Fig.7 The vertical longitudinal projection of orebodies of the Maoping lead-zinc deposit(from Yiliang Chihong Mining Co.,Ltd.,2012)

4 讨 论

4.1 矿体侧伏规律分析

在成矿预测中,特别是在隐伏矿体预测中,掌握矿体的侧伏规律具有少走弯路、节约找矿成本的实际意义。受断裂控制的脉型和蚀变岩型矿体,其侧伏向与侧伏角和成矿时的主构造应力密切相关,要研究矿体的侧伏规律,就必须着眼于实际容矿空间的形成机制(汪劲草等,2006)。毛坪铅锌矿床的矿体严格受到NE向层间断裂控制,矿体呈似层状、筒状、扁柱状、扁豆状、脉状等。围岩蚀变发育有黄铁矿化、白云石化、方解石化、硅化等,矿体属于典型的受断裂控制的具脉状及蚀变岩特征的矿体,其侧伏向与印支期—燕山早期NW-SE向主压应力(σ1)密切相关。毛坪矿区在印支期—燕山早期NW-SE向主压应力作用下形成NE构造带(韩润生等,2019),以NE向毛坪左行压扭性断裂、轴迹NE向的猫猫山背斜及其派生的NE向层间左行压扭性断裂为主,其中,NE向层间断裂直接控制着矿体的产出特征,为矿体的实际容矿空间。所以,NE向层间断裂的形成机制(包括几何学、运动学、力学等方面)与毛坪矿床矿体的侧伏规律直接相关。

矿区控矿断裂(NE向层间断裂)受统一应力场控制,具有相同的力学性质(压扭性),及相同的运动学方向(左行斜冲)。然而,矿区河东片区矿体向SW向侧伏,河西片区矿体向NE向侧伏,表现出相反的侧伏方向。分析可知,造成河东和西河矿体侧伏方向不同的原因可能是断裂的几何学特征不同所致,事实也确实如此。毛坪断裂左行斜冲推覆,派生了局部倒转的猫猫山背斜,并且地层倒转部位刚好位于河东片区。这就导致河东片区的层间断裂上、下盘相对位置与河西片区的上、下盘相对位置相反,两侧层间断裂具有不同的几何学特征,河东层间断裂倾向SE,河西层间断裂倾向NW,所以导致了河东片区矿体与河西片区矿体的侧伏方向不同(图8)。

图8 毛坪铅锌矿床矿体侧伏方向形成机制示意图Fig.8 The sketch map of formation mechanism of lateral plunge direction of orebodies of the Maoping lead-zinc deposit

4.2 岩性对成矿的控制

滇东北地区铅锌矿化具有“多层分布,集中产出”的特点,矿化在震旦系到三叠系中均有分布,且矿化集中形成相应的大型-超大型铅锌矿床(图9)。滇东北铅锌矿床受岩性组合控矿的特征十分明显,这些铅锌矿床的赋矿围岩主要为白云岩、灰岩、硅质白云岩和白云质灰岩等,为一套赋矿碳酸盐岩,且矿体上部普遍发育有透水性较差的还原性盖层(主要为泥质岩建造),其岩石致密均一,空隙率、渗透性极低,为不透水层,且塑性强,构造作用对其的破坏程度较小,即使构造作用切穿岩层后其延伸也十分有限,外来成矿物质既难以进入,也难以聚集,使得其成为一个良好的隔挡层,致使成矿流体无法进一步上升逃逸,为其在容矿层有利部位充填、交代富集成矿创造了良好的屏障条件。如会泽铅锌矿床矿体赋存于上震旦统灯影组硅质白云岩和下石炭统摆佐组粗晶白云岩及白云质灰岩中,灯影组上部发育有下寒武统筇竹寺组泥质页岩,摆佐组上部发育有中二叠统梁山组碳质页岩;茂租、乐红铅锌矿床矿体赋存于上震旦统灯影组中-粗晶白云岩和中厚层状粉-细晶硅质白云岩中,灯影组上部发育有下寒武统筇竹寺组泥岩、泥质页岩及砂质泥岩;金沙厂铅锌矿床矿体赋存于上震旦统灯影组及下寒武统梅树村组硅质白云岩中,灯影组合梅树村组上部发育有下寒武统筇竹寺组页岩;富乐铅锌矿床矿体赋存于中二叠统阳新组白云岩夹灰岩中,阳新组上部发育有峨眉山玄武岩。同样,毛坪铅锌矿床也存在下部碳酸盐岩(赋矿层)+上部泥质岩建造(隔挡层)的2套沉积建造:其矿体赋存于上泥盆统宰格组第三段中粗晶白云岩和上石炭统威宁组第一段细晶白云岩及细晶灰岩中,宰格组上部发育有下石炭统大塘组碳泥质页岩,威宁组上部发育有中二叠统梁山组页岩(图9)。

图9 滇东北地区主要铅锌矿床矿体产出层位示意图Z2dn—上震旦统灯影组;Є1m—下寒武统梅树村组;Є1q—下寒武统筇竹寺;D2h—中泥盆统海口组;D3zg—上泥盆统宰格组;C1d—下石炭统大塘组;C1b—下石炭统摆佐组;C2w—上石炭统威宁组;C2m—上石炭统马平组;P2l—中二叠统梁山组;P2q+m—中二叠统栖霞茅口组;P2y—中二叠统阳新组;P3β—上二叠统峨眉山玄武岩Fig.9 The stratigraphy columns of ore-bearing stratum of major lead-zinc deposits in northeast Yunnan Z2dn—Dengying Formation of Upper Sinian;Є1m—MeiShucun Formation of Lower Cambrian;Є1q—Qiongzhusi Formation of Lower Cambrian;D2h—Haikou Formation of Middle Devonian;D3zg—Zaige Formation of Upper Devonian;C1d—Datang Formation of Lower Carboniferous;C1b—Baizuo Formation of Lower Carboniferous;C2w—Weining Formation of Upper Carboniferous;C2m—Maping Formation of Upper Carboniferous;P2l—Liangshan Formation of Middle Permian;P2q+m—Qixiaand Maokou Formation of Middle Permian;P2y—Yangxin Formation of Middle Permian;P3β—Emeishan basalt of Upper Permian

另外,在会泽、毛坪等铅锌矿区外围大塘组、宰格组等地层中普遍发育由海相硫酸盐矿物(石膏、重晶石等)组成的膏盐层(任顺利等,2018),研究表明,海相硫酸盐是会泽、毛坪等铅锌矿床主要的硫源(王磊等,2016;任顺利等,2018;谈树成等,2019)。而毛坪地区大塘组和梁山组碎屑岩地层中均含有煤层,是该地区煤矿的主要来源层,有机质的质(成熟度高)和量(足够多)可以为TSR的发生提供足够的还原剂,为成矿流体中铅锌的沉淀提供充足的还原硫。综上所述,毛坪铅锌矿床成矿有利的岩性组合为下部碳酸盐岩(赋矿层)+上部含有机质泥质岩(隔挡层)+膏盐层(硫源层)建造。矿区内膏盐层较为少见,因其在成矿过程中被大量消耗。

目前,毛坪矿区威宁组中的矿体规模远不如宰格组中的矿体规模,可能是因为成矿流体从深部向浅部迁移时,首先受限于第一套有利岩性组合,从而使后续流体规模变小所导致。岩性组合表明,毛坪矿区下石炭统摆佐组及上石炭统威宁组第二段均有赋存矿体的可能,目前在摆佐组中已发现部分规模较小的铅锌矿体。

4.3 构造对成矿的控制

毛坪矿区的整体构造格架为一断褶构造(毛坪断裂+其派生的猫猫山背斜)(图2),其成矿作用最突出的特点是受构造作用控制明显。毛坪断裂沿NE走向控制着毛坪大型铅锌矿床及一系列小型铅锌矿床和铅锌矿(化)点的分布(图10),矿体则隐伏或半隐伏于毛坪断裂上盘的猫猫山背斜近轴部及北西翼的NE向层间断裂中。也就是说,毛坪断裂及其派生的猫猫山背斜组成的“断褶”构造控制了矿化的整体展布格局,层间断裂构造控制了矿体的具体产出特征。可以看出,NE向毛坪断裂与其上盘形成的猫猫山背斜和其NE向层间断裂共同构成了矿区“入字型”控矿构造型式。

图10 毛坪地区地质略图(a)和剖面图(b)(据柳贺昌等,1999修改)Fig.10 The sketch geologic map(a)and cross section map(b)of the Maoping area(modified after Liu et al.,1999)

韩润生等(2019b)通过构造筛分和配套法,将毛坪矿区构造划分为4种构造组合,代表4种不同的构造体系:①SN构造带;②NE构造带;③NW构造带;④EW构造带,反映了4期构造在矿区的演化与发展。而毛坪铅锌矿床主控矿构造毛坪断裂的走向为NE-SW向,在成矿期其力学性质为压扭性,指示其是在NW-SE向构造应力作用下所形成,应归属于NE构造带构造体系,即NE向构造带是矿区主要的成矿构造体系。但NE构造带的毛坪断裂内并无矿体产出,只有矿化痕迹,如热液蚀变或浸染状矿化,表明其为矿床的导矿构造;而NE向层间断裂直接控制着矿体,且其构造岩的Zn、Pb、Ag、As、Tl等微量元素有明显的富集,含量远高于其他方向的断裂(胡彬等,2003),表明其为矿床的容矿构造。因此,毛坪铅锌矿床构造对成矿的控制可以表示为在NW-SE向构造应力作用下形成的NE-SW向毛坪压扭性断裂为成矿流体向上运移提供了通道;猫猫山背斜NW陡倾斜翼中的NE向层间断裂为成矿流体赋存提供了有利空间(图11)。

图11 毛坪铅锌矿床断褶构造示意图Fig.11 Schematized model of thrust fold structural system of the Maoping Pb-Zn deposit

4.4 深部矿体预测

通过矿体空间结构特征及其定位规律的分析,并结合工程揭露到的矿化蚀变等现象,提出以下4个深部预测靶区。

(1)K-1区:以河东670 m中段为探矿平面,靶区位于80~90号勘探线之间,Ⅰ-8号矿体SW侧深部约-200~200 m标高之间(图12a、b)。推测隐伏矿体在平面上与Ⅰ-8号矿体平行呈NE-SW向分布,走向与地层走向近一致(图12b);在剖面上顺层产出,倾向与地层倾向一致,赋存于D3zg3-2中(图12c)。证据如下:①Ⅰ号矿体群具NW向的侧伏规律;在垂直纵投影图上,Ⅰ号矿体→Ⅰ-6号矿体→Ⅰ-8号矿体→预测矿体的矿体中心有似等间距(约400 m)分布的特点(图12a);②具有利的岩性组合:下部碳酸盐岩(赋矿层)+上部含有机质碎屑岩(遮挡层);③顺层发育的层间断裂控制着矿体的具产状及形态;④预测靶区附近发育强黄铁矿化和白云石化等近矿围岩蚀变。

(2)K-2区:以河东670 m中段为探矿平面,靶区位于98~106号勘探线之间,Ⅰ-6号东侧、Ⅰ-11号矿体西南侧深部约0~300 m标高之间(图12a、b)。推测隐伏矿体在平面上与Ⅰ-6号矿体呈左列NESW向分布,与Ⅰ-11号矿体平行呈NE-SW向分布,走向与地层走向近一致(图12b);在剖面上顺层产出,倾向与地层倾向一致,赋存于D3zg3-2中(图12d)。证据如下:①Ⅰ号矿体群具NW向的侧伏规律;在垂直纵投影图上,Ⅰ-7号矿体→Ⅰ-9、Ⅰ-10和Ⅰ-11)号矿体→预测矿体呈左列,矿体中心有似等间距(约300 m)分布的特点(图12a);②具有利的岩性组合;③顺层发育的层间断裂控制着矿体的产状及形态。

图12 毛坪铅锌矿区Ⅰ号矿体群垂直纵投影(a)、河东670 m中段平面(b)、86号勘探线剖面(c)及102号勘探线剖面(b)Fig.12 The vertical longitudinal projection of the No.Ⅰorebodies group(a),the level plan at 670 m elevation of the Hedong(b),the section of the exploration line No.86(c)and the section of the exploration line No.102(d)of the Maoping Pb-Zn mining area

(3)Q-1区:以河西610 m中段为探矿平面,靶区位于26~29号勘探线之间,H8号矿体近东侧360~580 m标高之间(图13a、b)。推测隐伏矿体在平面上与H8号矿体呈平行NE-SW向展布,走向与地层走向近一致(图13b);在剖面上顺层产出,倾向与地层倾向一致,赋存于C2w3-1中(图13c)。证据如下:①具有利的岩性组合;②顺层发育的层间断裂控制着矿体的产状及形态;③预测靶区上部发育强黄铁矿化,下部发育黄铁矿化和铅锌矿化等近矿围岩蚀变(图13c)。

(4)Q-2区:以河西610 m中段为探矿平面,靶区位于27~30号勘探线之间,H8号矿体北东侧-200~30 m标高之间(图13a、b)。推测隐伏矿体在平面上与H8号矿体呈左列NE-SW向展布,走向与地层走向近一致(图13b);在剖面上顺层产出,倾向与地层倾向一致,赋存于C2w3-1中(图13c、d)。证据如下:①红尖山矿体群具SE向的侧伏规律,矿体群侧伏方向深部可能存在矿体(图13a);②具有利的岩性组合;③顺层发育的层间断裂控制着矿体的产状及形态;④预测靶区上部存在矿体尖灭端,旁侧发育近矿围岩蚀变——强黄铁矿化(图13d)。

图13 毛坪铅锌矿区红尖山矿体群垂直纵投影(a)、河西610 m中段平面(b)、28号勘探线剖面(c)及29号勘探线剖面(d)Fig.13 The vertical longitudinal projection of the Hongjianshan orebodies group(a),level plan at 610 m elevation of the Hexi(b),the section of the exploration line No.28(c)and the section of the exploration line No.29(d)

5 结论

(2)成矿有利的岩性组合为下部碳酸盐岩(赋矿层)+上部含有机质泥质岩(隔挡层)+膏盐层(硫源层)建造;NE向毛坪断裂与其上盘形成的猫猫山背斜和其NE向层间断裂共同构成了矿区“入字型”控矿构造型式:NE向构造带是矿区主要的成矿构造体系,其中毛坪断裂为矿床的导矿构造,层间断裂为矿床的容矿构造。

(3)河东片区的Ⅰ号、Ⅱ号、Ⅲ号矿体群向SW侧伏,河西片区的水炉、千层硐、红尖山矿体群向NE侧伏,由两侧层间断裂具不同的几何学特征所导致;提出4个深部预测靶区:K-1、K-2、Q-1和Q-2,为矿区深部找矿勘查工作提供依据。

致谢野外工作期间得到了云南彝良驰宏股份有限公司相关人员的大力支持与帮助,审稿专家提出了很多有益于本文提升的修改意见,在此一并致谢。

Chen S H,Han R S,Shentu L Y,Wu P,Qiu W L and Wen D X.2016.Alteration zoning and geochemical element migration in altera‐tion rock of Zhaotong lead-zinc deposit in northeastern Yunnan mineralization concentration area[J].Journal of Jilin University(Earth Science Edition),46(2):711-721(in Chinese with English abstract).

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