兰坪金顶铅锌矿矿床成因与找矿预测浅析

2022-08-13王党靠李小明刘吉金杨元珍

世界有色金属 2022年9期

兰坪金顶铅锌矿床位于西南三江褶皱系南段紧密收敛部位的兰坪—思茅中生代坳陷盆地北端的兰坪盆地内，属环特提斯构造域的一个重要组成部分。区域上先后沉积了海相—陆相的碳酸盐岩、火山岩和碎屑岩建造，存在多个沉积间断和多个含盐层位。受板块碰撞挤压影响，盆地内地质构造发育，有大规模有效沟通地幔的盆地动力机制。兰坪盆地内与矿床关系密切的主要为南北向构造高坪—老母井向斜与沘江深断裂，同时区内地层普遍较高的地球化学背景和蒸发盐、油气藏等与矿床关系密切。

1 矿区地质特征

金顶铅锌矿床位于高坪—老母井向斜东翼，沘江大断裂（F

）西侧，为一穹窿构造。穹窿上部及翼部为已倒转了的“外来系统”中生代地层所组成，由上而下依次为上三叠统歪古村组（T

w）紫红色泥质粉砂岩、粉砂岩，三合洞组（T

s）灰至深灰色灰岩和麦初箐组（T

m）灰黑色粉砂质泥岩；中侏罗统花开左组（J

h）紫红色泥岩、砂岩，上侏罗统坝注路组（J

b）紫红泥岩与泥质粉砂岩互层和下白垩统景星组（K

j）含角砾细粒石英砂岩等

。穹窿下部及核部为正常层序的“原地系统”地层组成，由上而下依次为古新统云龙组（Ey）砂岩、灰质或砂质角砾岩，上白垩统虎头寺组（K

h）浅灰紫色细粒含长石石英砂岩及南新组（K

n）紫红色由含砾石及钙质团块的砂砾岩地层（见图1）。两套地层之间为水平推覆构造主断层（F

）所分隔见（图2）。矿体主要赋存于F

断层上下盘的景星组（K

）与云龙组上段（Ey

）两个岩性段内，按矿体上下叠复关系，称上盘为上含矿带，下盘为下含矿带。

2 矿床特征

“上含矿带”主要由浅灰色灰质胶结细粒石英砂岩组成，岩性单一，砂屑粒度分选性较好，孔隙较发育，几乎全岩矿化。代表性矿体为Ⅰ号矿体，矿体控制走向长度1255m，控制最大倾斜延深达1300m，深部尚未尖灭，为本区已探明的规模最大的层状铅锌矿体

。矿体产状与地层一致，随着F

与F

断层夹持的景星组地层的变化而变化，矿体结构简单，以工业矿为主，总体上锌矿化强于铅，矿床总体沿走向呈现东贫西富，倾向上深贫浅富，沿厚度方向则在F

断层两侧较富，矿床平均品位铅1.4%、锌7.3%，总铅锌含量比约为1：5。

“下含矿带”岩相变化大，矿区内大致以P17线为分界，东部以富含碳酸盐的粗碎屑沉积为主，赋存“灰岩型”矿体，如北厂矿段的Ⅵ、Ⅶ、Ⅷ号矿体群以及跑马坪矿段、架崖山矿段，由于灰质及沥青质含量较高，孔隙发育，大部分含矿较富，深部夹有石膏、硬石膏及天青石、硫铁矿透镜体，一般为隐伏盲矿体，呈似层状—透镜状产出，形态较为复杂，“灰岩型”矿以锌为主，铅含量偏少，矿体平均品位铅1.7%，锌8.3%，铅锌含量比约为1：5；P17线以西，碎屑粒度自东向西逐渐变细，以灰色含灰岩细角砾砂岩为主，石英砂屑粒度一般细于“上含矿带”，赋存“砂岩型”似层状铅锌矿体，矿体铅含量偏低，平均品位铅0.4%、锌3.4%，铅锌含量比约为1：8，伴生少量细粒星散状黄铁矿、白铁矿，局部含天青石斑点或团块（见图3）。

3 矿床成因分析

3.1 盆地地层认识

兰坪中生代坳陷盆地以侏罗—白垩统沉积地层为主，盆地基底为前寒武统古老结晶基底。区内地层总体铅锌元素含量较高，据区域地质调查成果显示，区内各地层土壤中铅、锌、银平均含量分别为52.7ppm、92.92ppm、0.15ppm，岩石中铅、锌、银平均含量分别为34.79ppm、60.86ppm、0.17ppm，铅、银在各地层中具有由老到新逐渐增加的趋势，显示化学活泼元素有随地史发展向晚期富集的趋势；锌从晚侏罗世后，变化较为稳定，时代趋势变化不明显。作为金顶矿床基底地层的白垩统、侏罗统、三叠统地层均具有本区较高的Pb、Zn元素含量，推测其对矿区成矿提供了部分Pb、Zn源，同时，矿区及其邻近地区铅锌矿除大部分赋存于景星组（K

）和云龙组（Ey）内，侏罗统、三叠统地层中亦发现铅锌矿床，如菜籽地铅锌矿产于花开左组（J

h）砂岩中，来龙铅锌矿、金龙铅锌矿产于三合洞组（T

m）灰岩中，由此可以推测，盆地在沉积过程中存在沉积成矿的可能，盆地基底地层可能本身已经矿化或局部已富集成矿，区内深部地层具有一定的找矿潜力

。

3.2 推覆构造认识

近日，宁夏青龙管业股份有限公司喜讯频传，不仅在河南省安阳市南水北调配套工程建设劳动竞赛中获第二阶段竞赛管材制造一等奖和“先进管材制造单位”称号，还被中国水利企业协会评选为“2011—2012年度全国优秀水利企业”。此外其旗下的全资子公司天津海龙管业有限责任公司预应力钢筒混凝土管三期工程获得了天津市滨海新区2013年度工业技术改造专项资金。青龙管业可谓“名利双收”，公司的品牌效力和综合实力再度彰显。

金顶穹隆在地表出露范围3km×2.5km，为北北东向稍长的椭圆形，核部地层以云龙组和白垩统地层为主，顶部及周边是推覆构造的外来系统地层，岩层与矿体围绕着穹隆核心分布，穹隆构造在褶皱过程中产生一系列层间滑移，特别是在穹隆顶部产生虚脱剥离构造，为成矿提供良好的容矿空间，这也解释了为何越靠近穹隆顶部矿体越厚；在穹隆顶部由于岩层上拱到一定程度使得穹隆破裂，从而形成放射状张性断裂，据以往科研认为，该穹隆具有热隆升性质，隆升应在云龙组沉积结束，推覆构造形成之后发生，可能与隐伏岩体有关，也可能与盐丘、油气藏的底劈作用有关，铅锌成矿作用的流体动力源可能来自于热隆升使深部含矿流体向上运移。受推覆构造和热隆升及穹隆上部岩性圈闭构造控制，矿体呈板状、层状、似层状、脉状产在主推覆构造面上下的景星组和云龙组陆相碎屑岩中。穹隆北、西两翼矿体保存较好，东、南两翼因剥蚀残存不全。

纳入标准：所有患者入院时均存在不同程度脊柱骨折，患者及其家属均配合实验并签署知情同意书；均经医院伦理委员会批准；

3.3 穹隆构造认识

由于云龙组上段（Ey

）岩性在空间上变化较大，东部多为灰岩或沥青质角砾岩、大岩块砂砾岩，向西变为砾质含砾的石英砂岩、细砂岩，岩性均具有高孔隙度、高渗透率特性，有利于成矿热液的流动，但同样因为东西部岩性差异及孔隙度的不同，东部灰岩或含沥青质角砾岩的渗透性以及钙、镁、沥青质与铅锌亲和度较高，更易与含矿流体发生化学反应，而较之于西部砂岩渗透性以及岩石化学活性相较于东部较弱，从而造成云龙组西部矿体较东部品位相对偏低，但矿体连续较为稳定，东部连续性差，品位相对较高。由此可以推测，推覆构造可能在矿区北部某个部位与沘江断裂沟通，主推覆断层F

可能既是一个容矿构造，又是一个导矿构造，成矿热液先沿着沘江断裂上升，然后进入F

断层，在其中的有利部位成矿

。

3.4 蒸发盐认识

区域上兰坪—思茅盆地具有多套储油、生烃含油系统，晚三叠世—侏罗纪、第三系膏盐沉积层是区域重要的含油层位。金顶矿区沥青总体含量低，但分布广，一般含量0.01%～0.1%，呈亮黑色、黑褐色，在孔洞、裂隙中与金属硫化物及天青石、方解石、石膏密切共生，成分分析结果表明，油质、石腊质、沥青质、胶质等，矿区东部灰岩角砾中多见呈黑色玻璃状焦沥青，其与方铅矿、闪锌矿、黄铁矿、天青石等密切共生；同时在方解石、天青石晶洞中、灰岩角砾岩的裂隙中和呈包裹体赋存于粗大的方解石、天青石晶体中可见黑褐色、黑色粘稠状沥青，此外在矿区南北向构造破碎带矿体中亦可见大量黑色、黑褐色沥青。据以往地质科研研究发现，金顶铅锌矿床中硫化物S同位素为生物硫成因。包裹体测温显示铅锌成矿温度为270℃～350℃，推测为有机质经过热变质作用使硫酸盐还原产生，含矿热液使有机质发生热裂解，其结果使有机质大量消耗，形成CO

，CH

，H

O，H

S及其他气态、液态烃类。H

S提供了还原硫，甲烷以及其他气态、液态烃类还可将硫酸盐还原形成H

S(如CaSO

+CH

→CaCO

S+H

O)，从而为金顶超大型矿床的形成提供了还原硫以及成矿时的氧化还原条件，有机质对矿区成矿起着显著作用。据薛春纪、高永宝等研究认为，金顶油气藏先于铅锌硫化物大规模成矿，烃类物质具有通过热化学还原硫酸盐提供铅锌成矿所需硫化氢的客观条件，油气成藏与铅锌成矿在金顶矿床很可能是一个先后发生的连续地质过程，成藏为成矿奠基，成矿伴随着油气藏的破坏。

3.5 有机质（油气藏）认识

金顶地区无岩浆岩出露，深部亦无蚀变增强的现象，但矿层及周围具有大量蒸发岩类。区域上兰坪—思茅盆地已知的食盐/钾盐矿床20余处，石膏类矿床100余处，盐泉90多处，在厚约25km的沉积建造中，盐系地层将近2km。兰坪县境内盐矿1处（拉井盐矿）、盐泉16处，均产于云龙组地层内，拉井盐矿至今已开采200余年，与区域上的江城勐野井盐矿具有极高的相似性，据郑绵平、张震等对勐野井盐矿研究，盐类物质在区域性构造作用下使得深部原盐通过大型通道（断层）发生由下向上的塑性流动，迁移至浅部合适层位，形成“二层楼成矿模式”。兰坪地区在古新统至三叠统地层均有石膏矿发现，一般为隐伏矿体，与铅、锌、硫铁、天青石矿共生。区域上已证实主要的蒸发岩建造为：中—上三叠统含盐建造(T

)；中—上侏罗统含盐建造(J

)；古新统云龙组含盐建造(E

y)。在这些蒸发岩建造中，易溶盐类可以提供高盐度的含矿流体，而硫酸盐类又是提供还原硫的主要来源，由于可溶盐类溶解时，其中的金属可以全部进入卤水中，因此蒸发岩建造还可提供部分铅、锌、锶、钡等金属矿源，此外，蒸发盐的溶解和硫酸盐的还原作用形成蒸发盐溶解崩塌，为成矿提供了有利容矿空间。矿区花开左组、云龙组岩层均可见可溶盐类溶蚀充填痕迹，岩层层面及滑动面不同程度可见石膏薄膜，由此可以推测，金顶穹隆核部“原地系统”的深部地层具有提供含矿卤水的可能，在区域构造或盐丘、油气藏底劈作用下，深部热卤水将蒸发盐中的金属元素萃取向上运移，在合适位置形成矿体。