滇西铜厂沟斑岩钼铜多金属矿床矿石矿物特征及成因

2022-06-28袁丽香梁宇航

现代矿业 2022年5期

袁丽香梁宇航

（云南铜业矿产资源勘查开发有限公司）

格咱岛弧是西南三江地区重要的多金属矿集区，区内印支期、燕山期和喜马拉雅期的岩浆侵入活动形成了广泛分布的斑（玢）岩体及斑岩成矿带［1-2］。铜厂沟铜钼多金属矿床是西南三江多金属矿集区的的典型代表［3-5］，自1995 年发现以来，不少学者对于该区矿床地球化学、成矿时代、控矿因素等进行了深入分析，有关矿石矿物特征和成矿阶段的研究涉及较少［6-11］。本研究在前人成果的基础上，对矿物共生组合、矿石组构特征进行分析，并结合矿床地质特征，厘定矿床成矿阶段，为矿床成因研究提供依据。

1 成矿地质背景

1.1 区域地质背景

铜厂沟铜钼矿床总体位于义敦岛弧、甘孜—理塘结合带及扬子板块西段裂陷带三者的结合部位，呈近SN 向纵越3 个构造单元。矿区所处的格咱岛弧岩浆带是中甸地区出露的代表性岩浆带，格咱岛弧火山岩主要分布于曲嘎寺组和图姆沟组地层中。其中，曲嘎寺组以玄武岩、安山岩等基性岩为主，图姆沟组则以英安岩、流纹岩、安山质火山角砾岩等中酸性岩为主。

格咱岛弧继承了义敦岛弧的特性，岩浆活动频繁、剧烈，发育众多的Cu、Mo 多金属矿床，成矿作用与中酸性岩浆的侵入作用关系密切［12-14］。根据岛弧内Cu 多金属成矿带成矿期次的不同，可大致划分为印支晚期、燕山期和喜马拉雅碰撞晚期共3 期，以印支期、燕山期岩浆活动最为剧烈，形成了斑岩型、矽卡岩型及热液型矿床的完整成矿系统，目前已发现普朗、春都、烂泥塘、红山、铜厂沟、休瓦促等10 余处中—大型矿床。兼之岛弧内构造—岩浆—成矿流体具有显著的多期性、继承性，经由多期成矿作用的叠加，不同期次的含矿流体富集成矿，使得矿床物质组分更为丰富。

1.2 矿区地质特征

铜厂沟矿区主要出露的地层中，冈达概组（Pg）厚度较大（1 740 m），上、下部分别为玄武岩夹火山角砾岩及凝灰岩夹板岩、大理岩；黑泥哨组（P2h）为灰绿色、深灰色玄武岩夹火山角砾岩，偶夹透镜体、粉砂岩及煤线；北衙组（T2b）在矿区分布广泛，为一套滨—浅海相的碳酸盐岩沉积建造（图1）。

矿区总体为近SN 向纵贯矿区中部的背斜构造，核部地层为黑泥哨组（P2h）玄武岩夹火山角砾岩，两翼地层分别为北衙组一段（T2b1）、北衙组二段（T2b2）及北衙组三段（T2b3），轴部受石英闪长玢岩的侵位而不完整。此外，矿区断裂构造发育，主干断裂为铜厂断裂F1北段，两侧发育NE 向、近EW 向及NW 向3 组次级断裂：F2断裂是矿区主要的控矿断层，呈NE向展布于F1断裂南东侧，上盘黑泥哨组地层上升而下盘北衙组地层下降，靠近断层的北衙组灰岩发生大理岩化、矽卡岩化及Mo-Cu 矿化，黑泥哨组玄武岩中可见微弱角岩化及微弱矿化；F3、F4断裂同属近EW向断裂组，沿走向长800～950 m，为成矿前逆断层，断层围岩发育大理岩化、矽卡岩化，构成形态、规模不一的大理岩、矽卡岩及Mo-Cu 矿（化）体；F5、F6同属NW 向断裂组，断裂带内岩石普遍碎裂化，切错早期形成的F1、F2断裂并使其发生平移。

2 矿体地质特征

矿区内主要发育3 类矿化：产于围岩、断裂破碎带及层间破碎带内的脉状矿（化）体，产于矽卡岩或矽卡岩化灰岩中的矽卡岩型脉状矿（化）体，产于花岗闪长斑岩内呈透镜状、细脉状产出的斑岩型矿体。本次研究集中于已圈定的KT1、KT2及KT11共3条工业矿体：KT1 矿体主要赋存于黑泥哨组（P2h）玄武岩及北衙组一段（T2b1）灰岩接触带的矽卡岩中，矿体总体表现为铜钼共生，矿体具有显著的垂直分带性，自浅部至深部分别为Cu 矿化、Cu-Mo 共生矿及Mo 矿化；KT2矿体产于F2断层附近KT1矿体下盘北衙组一段（T2b1）中，含矿岩石为矽卡岩、矽卡岩化灰岩，以Mo矿化为主，局部发育微弱Cu 矿化；KT11 矿体赋存于矿区西部花岗闪长斑岩（IV 号岩体）及其接触带附近玄武岩内，以Mo矿化为主［15］。

3 矿石硫化物特征

（1）黄铜矿。黄铜矿（CuFeS2）占矿石含量的0.5%～10.0%，是矿区发育最广泛的金属矿物，也是矿体中的主要目的矿物。黄铜矿粒度集中于0.01～1.00 mm，多与黄铁矿及辉钼矿相伴沿裂隙呈脉状分布于石英脉中，亦或呈稀疏星点状、小团块状及细脉状分布于岩石中，在含矿矽卡岩中见黄铜矿发育交代文象结构出现于辉钼矿中，二者镶嵌包裹，少量则充填于黄铁矿或含矿斑岩裂隙中，与石榴子石、透辉石及石英等脉石矿物紧密伴生，偶见黄铜矿呈自形粒状、星点状嵌布于含矿玄武岩中。

（2）黄铁矿。黄铁矿（FeS2）占矿石含量的1.0%～5.8%，是矿区主要的金属硫化物，多与黄铜矿、辉钼矿及石榴子石、石英、方解石等紧密伴生，多见黄铁矿呈团斑状及浸染状沿裂隙呈脉状分布于石英脉中，占据岩石总量的10%～15%，在含矿矽卡岩内晶形较好，经微弱蚀变呈束状、放射状分布，在含矿花岗岩内多由星点状黄铜矿所包围，粒径较小者（＜0.05 mm）呈星点状、浸染状分布。

4 成矿阶段划分

根据矿区出露岩体、矿化露头、矿化特征，结合矿石镜下组构特征、矿物组合等，可将矿床成矿过程划分为4 个阶段：①接触变质阶段主要发生于三叠纪，花岗闪长斑岩体侵入三叠纪灰岩原岩中，在热接触变质作用下形成大理岩化灰岩（不完全变质）及大理岩（完全变质），矿石矿物以方解石为主；②矽卡岩阶段是热液成矿作用的早期阶段，以矽卡岩化为主导，接触变质阶段形成的大理岩在岩浆热液的交代作用下形成钙质矽卡岩，该阶段的代表矿物为透辉石、石榴子石，局部见残余的方解石被交代；③矽卡岩退化阶段为热液成矿作用的晚期阶段，含透辉石矽卡岩及含石榴子石矽卡岩发生退化蚀变，透辉石、石榴子石被绢云母、透闪石及绿帘石等矿物所交代，石榴子石残余体多发育于交代强烈地段；④石英硫化物阶段以金属硫化物的发育为典型特征，早期多见辉钼矿、黄铜矿及黄铁矿等呈浸染状、星点状、细脉状产于退化蚀变带、层间裂隙破碎带中，晚期则以方铅矿和闪锌矿的产出为典型特征。

5 矿床成因

矿床总体形成于一个相对挤压的盖层系统之下，成矿流体直接源自长英质岩浆，而非由浅位岩浆房驱动，有效防止成矿物质过多损失于流体沸腾过程中。矿床成矿流体属中温、低盐度H2O—NaCl热液体系，在含矿热液流体演化、运移过程中，岩浆分离出高温、高压、低盐度、低密度且携带金属能力极强的气相流体，为矿区内斑岩及矽卡岩矿化提供了含矿热液。前人研究发现，金属元素的沉淀富集与流体的沸腾作用关系密切［16-17］，当流体与低温的大气降水混合后发生沸腾，不相容的流体打破原有平衡，封闭系统逐步转变为开放系统。随着温度的降低，CO2、H2O、H2S 及HCl 的酸性气相挥发分自原始的均一流体相中溢出，致使流体盐度及pH 升高，原始流体中所携的金属络合物分解为黄铜矿、黄铁矿、辉钼矿等金属硫化物，伴随着磁铁矿等金属氧化物的产出，在斑岩体中沉淀、富集成矿。与此同时，残余流体继续往上运移至岩体顶部，与碳酸盐岩交代接触形成石榴石、透辉石矽卡岩，伴随着斑岩体的爆破，形成网状破碎系统及爆破角砾岩，成矿流体在此富化成为矽卡岩型矿体。

铜厂沟铜钼矿床产于扬子地块、甘孜—理塘结合带和格咱岛弧的交接部位，但在燕山期已融为一体，有着共同的发展演化历史，仅原来的物质组成等属性有所不同。矿区未见相应规模的矽卡岩、大理岩化灰岩出露，但电磁异常区及钻孔验证已揭露到含磁铁矿黄铁矿化玄武岩，局部见少量黄铜矿。此外，在铜厂沟矿区内岩浆热液沿巴拉河断裂运移的过程中，遇到具有隔挡作用的泥灰岩而发生交代作用形成矽卡岩，伴随着铜矿化的发育，远离拉巴河断裂则矽卡岩化、大理岩化变弱。断裂两侧的次级断裂、节理裂隙极为发育，岩石破碎，在构造—岩浆热液的综合作用下，形成了以细脉状为主的黄铁矿化及其他围岩蚀变，反映出矿区背斜轴部可能存在一个隐伏岩体［6］。

综上分析，本研究认为铜厂沟铜钼矿床总体为义敦岛弧斑岩成矿系统的组成部分，成因类型属于远离岩体的矽卡岩型、热液脉型矿床。