滇西北衙金多金属矿集区构造控矿作用及深边部找矿潜力——以万硐山矿区为例

周癸武，李其在*，张长青，郑瑜林，周晗星，杨世珍，牛学永

(1.云南黄金矿业集团股份有限公司； 2中国地质科学院矿产资源研究所)

引 言

北衙金多金属矿集区累计探明共伴生金金属量约360 t[1]，伴生其他矿种如铁、铜、银、铅等，且矿床规模均达到大型以上，该矿集区内已发现矿床主要为与喜马拉雅期富碱斑岩有关的矽卡岩型—热液型矿床[2-5]，其中规模最大者为矽卡岩型矿床，该类矿床资源量约占总资源量的70 %。该矿集区可分为万硐山、红泥塘、锅盖山、笔架山、桅杆坡、金沟坝等矿区。其中，万硐山矿区累计探明金资源量达285 t[2]。

万硐山矿区前期勘查工作重点是在北衙组灰岩、白云质灰岩中围绕富碱斑岩寻找矽卡岩型矿体。相对其他矿区，万硐山矿区工作程度较高，矿区地表及浅部工作控制程度较高。万硐山矿区经过多年的剥采与探矿，对矿区构造地质特征及与成矿的关系有了新认识，认为近南北向构造有控岩、控矿作用。

本文综合前期对北衙金多金属矿集区的认识，以万硐山矿区为例，通过研究构造特征及控岩、控矿作用，认为除寻找碳酸盐岩与富碱斑岩接触带的矽卡岩型矿体外，还需重视构造的控岩、控矿作用，沿构造具有寻找矽卡岩型及构造破碎带型矿体的潜力，矿区深部及边部资源潜力较好，建议布置适当工程，以实现找矿突破。

1 成矿地质背景

北衙金多金属矿集区位于3个Ⅰ级构造单元(扬子陆块、德格—中甸陆块与兰坪—思茅陆块)结合部位的扬子陆块西缘，夹持于金沙江—红河断裂、宾川—程海断裂和丽江—木里断裂之间[6-8](见图1)。沿金沙江—红河断裂及其附近侵入的大量富碱斑岩形成了7个富碱斑岩带，即中甸区、剑川区、永胜—宁蒗区、姚安—华坪区、永平—巍山区、绿春—金平区、鹤庆—祥云区(见图2)。北衙金多金属矿集区位于鹤庆—祥云区富碱斑岩带中。

北衙金多金属矿集区出露地层主要有二叠系峨眉山组玄武岩(Pe)、三叠系下统青天堡组(T1q)、三叠系中统北衙组(T2b)、第三系上新统三营组(N2s)及第四系(Q)(见图3)。

北衙金多金属矿集区发育一复式向斜,位于近南北向鹤庆—松桂复式向斜南段，轴长近12 km，两翼宽1.2～1.8 km，轴向北北东。该矿集区内断裂发育，可分为近南北向断裂(F1～F6)和近东西向断裂(F21、F22、F25、F26、F31)(见表1)。

图1 北衙金多金属矿集区大地构造位置图

1—粗面斑岩 2—花岗斑岩 3—二长闪长岩 4—(石英)二长斑岩 5—(石英)正长(斑)岩 6—碱性岩 7—偏碱性—碱性玄武岩 8—元古宇变质岩 9—断裂及编号 10—隐伏断裂 11—金矿床 12—富碱斑岩带及名称图2 北衙金多金属矿集区区域富碱斑岩带分布

1—第四系 2—三营组 3—北衙组 4—青天堡组 5—峨眉山组玄武岩 6—石英正长斑岩 7—煌斑岩 8—隐爆角砾岩 9—矿体及编号 10—构造破碎带 11—地质界线 12—不整合地质界线 13—断裂及编号 14—背斜 15—向斜 16—万硐山矿区 X1—北衙向斜 X2—锅厂河向斜 B1—万硐山背斜图3 北衙金多金属矿集区地质图(据文献[8]修改)

该矿集区出露岩浆岩以富碱斑岩为主，岩性主要有石英正长斑岩(ξοπ)、黑云母正长斑岩(ξπβ)及煌斑岩(χ)。目前，已发现规模较大的石英正长斑岩主要为万硐山岩体(见图4)。万硐山岩体南北长约840 m，走向近南北，总体倾向西，与碳酸盐岩接触带是矽卡岩及矿体的主要赋存部位。

2 万硐山矿区构造特征

万硐山矿区褶皱发育，由西至东为北衙向斜、万硐山背斜、锅厂河向斜(见图5)；断裂发育，主要为近南北向断裂(以F6断裂为代表)、近北东向断裂(以F30断裂为代表)、近东西向断裂(以F31断裂为代表)。

2.1 褶 皱

万硐山背斜位于26勘探线—100勘探线，轴向近南北，长约1.6 km，西翼出露北衙组地层，宽300～500 m，倾向东—南东，一般倾角14°～41°；东翼出露北衙组、青天堡组地层，宽300～500 m，一般倾角15°～40°，褶皱弯曲易形成断裂破碎带(见图6)。

表1 北衙金多金属矿集区主要断裂特征

图4 万硐山岩体的分布

北衙向斜为主要褶皱，核部位于矿区西部，分布于整个北衙金多金属矿集区，北起水井，南至鸡鸣寺—观音箐一带封闭，长近12 km，轴向北北东向，为宽缓短轴向斜，西翼出露北衙组地层，倾向东，倾角30°～60°；东翼出露北衙组、青天堡组地层，倾向西，倾角10°～40°；其东翼地层与万硐山背斜西翼地层一致。

锅厂河向斜位于矿区东部，其西翼地层与北衙向斜东翼地层一致。

2.2 断 裂

2.2.1 近南北向断裂

近南北向断裂有F1断裂、F6断裂。其中，F6断裂在矿区内规模最大，贯穿整个矿区，走向近南北，走向长大于4 000 m，宽20～140 m，总体倾向西，倾角大于70°，一般80°～86°，断裂面呈波状弯曲(见图7-a、b)，局部向东陡倾,倾向延伸大于750 m。两侧岩石破碎，与断裂共同形成断裂破碎带。断裂破碎带两侧岩层主要为北衙组，深部切穿青天堡组，未切穿三营组，内部岩石破碎程度不一，局部发育构造角砾岩、碎裂岩、碎裂状灰岩，夹有灰岩透镜体，偶见石英正长斑岩(见图7-c)沿断裂侵入。角砾岩岩性主要为灰岩、白云质灰岩、铁质灰岩等。角砾岩呈次棱角状—棱角状(见图7-d)，显示断裂具有张性性质，局部角砾岩呈次椭圆状—椭圆状(见图7-e、f)，显示断裂同时具有压性性质。综上所述，断裂具有先张后压的性质，前期断裂为张性，后期构造进一步活动及富碱斑岩侵入、岩浆热源驱动等造成断裂破碎带发生挤压。

F6断裂具有分支特征。F6-1断裂为F6断裂在矿区北部的分支，呈北东向展布，倾向220°～260°，倾角30°～70°，其与两侧碎裂岩石形成断裂破碎带。沿断裂破碎带侵入石英正长斑岩(见图8)，石英正长斑岩厚一般5～30 m。沿该断裂破碎带发育褐铁矿化，其靠近石英正长斑岩，褐铁矿化相对强烈，局部形成矿体。

2.2.2 近北东向断裂

矿区近北东向断裂主要为F30断裂，该断裂分布于矿区西南部，总体倾向北西，倾角51°～79°，平均65°左右，波状弯曲，局部反倾，走向长大于500 m，其与两侧碎裂岩石形成断裂破碎带。断裂破碎带厚度不一，一般为0.5～10.0 m，其内角砾岩、碎裂岩发育，角砾岩和碎裂岩呈次棱角状—棱角状，具有张性特征。断裂上、下盘的错动关系显示，断裂上盘上升，具逆断裂性质，断裂破碎带内局部发育褐铁矿团包(见图9-a))，显示该断层具有多期活动迹象。

1—第四系 2—三营组 3—北衙组五段 4—北衙组四段 5—北衙组三段 6—北衙组二段 7—北衙组一段 8—青天堡组 9—石英正长斑岩 10—黑云母正长斑岩 11—煌斑岩 12—矽卡岩 13—大理岩 14—构造破碎带 15—矿体及编号 16—地质界线 17—断裂及编号图5 万硐山矿区2020年末现状地质图

图6 万硐山背斜核部照片

2.2.3 近东西向断裂

矿区近东西向断裂以F31断裂为代表。F31断裂产于采区西中部，走向近东西，产状波状弯曲，近直立，走向长大于500 m，其与两侧碎裂岩石形成断裂破碎带。断裂破碎带宽几米至数十米，沿断裂破碎带有黑云母正长斑岩(见图9-b))、煌斑岩等侵入，局部可见褐铁矿团包。断裂破碎带中发育明显的角砾岩，其呈次椭圆状—椭圆状。

2.2.4 层间破碎带

矿区层间破碎带较为发育，一般与地层产状基本一致，规模总体较小，长一般小于100 m，宽几米至数十米，部分层间破碎带内见有层间破碎带型矿体(见图10)。

a—断裂面呈波状弯曲 b—F6断裂控制KT44矿体 c—沿F6断裂侵入的石英正长斑岩中见有团状、透镜状矿体 d—角砾岩呈次棱角状—棱角状 e、f—角砾岩呈次椭圆状—椭圆状图7 F6断裂破碎带分布及内部岩石特征

图8 F6-1断裂破碎带与石英正长斑岩分布关系图(矿区北部)

2.3 节理、裂隙

根据露采坑节理、裂隙调查资料，矿区节理、裂隙倾向以近北向、北东向、近西向、北西向等4个方向为主(见图11)；节理、裂隙倾角大部分较陡，倾角60°以上的节理、裂隙占71.6 %，平均倾角73.9°；密集程度较高，一般10～20条/m。

3 构造的控岩、控矿

3.1 区域构造控岩、控矿

北衙金多金属矿集区夹持于金沙江—红河断裂、宾川—程海断裂和丽江—木里断裂之间。区域性断裂控制富碱斑岩的分布，北衙金多金属矿集区位于鹤庆—祥云区富碱斑岩带中，区域性构造为深部富碱斑岩岩浆的侵入及成矿物质的运移提供了通道[7]。

图9 F30、F31断裂特征与侵入岩、矿(化)体穿插关系

3.2 矿区构造控岩、控矿

1)万硐山岩体(石英正长斑岩)产于近南北向的F6断裂西侧。F6断裂与万硐山岩体的形成关系密切，为岩浆的侵入提供了通道；含矿岩浆热液在深部岩浆热源的驱动下运移，与碳酸盐岩发生交代作用，在此过程中由于温度、压力、氧逸度、pH等的骤然改变，造成了成矿物质大量析出，形成环绕岩体的矽卡岩型矿体；矿区内KT52矿体为规模最大的矽卡岩型矿体(见图12)。

2)沿F6断裂、F6-1断裂及旁侧侵入石英正长斑岩，且F6断裂与F6-1断裂的复合部位及其旁侧岩层较为破碎、脆弱，为富碱斑岩的冷凝沉淀提供场所。

图10 层间破碎带及层间破碎带型矿体

图11 矿区节理、裂隙玫瑰花图(据文献[9]修改)

3)F6断裂具有张性及压性双重性质，断裂张开部位是有利的容矿部位，KT44矿体主要赋存在F6断裂中，沿F6断裂可见其他零星矿体，因此F6断裂是重要的导矿、容矿构造。

4)其他近南北向构造是重要的控岩、控矿构造。例如：沿F1断裂发现走向长几百米、厚约十几米的石英正长斑岩；沿F5断裂旁侧侵入有红泥塘岩体及大砂地岩体，沿这2个岩体与灰岩、白云质灰岩接触带发现了矽卡岩型矿体。

图12 F6、F31、F6-1断裂破碎带及万硐山岩体(石英正长斑岩)分布图

5)F30断裂内发育褐铁矿，褐铁矿呈团包状，偶见矿体富集，显示F30断裂具有导矿、容矿性质。

6)断裂交会部位有利于矿体的矿化富集，例如，在F6断裂与F30断裂交会部位KT44矿体厚度相对较大，其金品位更高，矿化富集更明显。

7)矿区层间破碎带发育，部分层间破碎带型矿体(见图13)产于其中，其产状与层理产状基本一致，层间破碎带为重要的容矿场所，是重要的控矿、容矿构造。

图13 矿区东南部层间破碎带型矿体

8)北衙向斜表现为复式向斜，褶皱弯曲易形成张性断裂及裂隙，有利于岩浆的侵入与成矿物质的沉淀。

9)褶皱核部、褶皱虚脱部位岩层相对软弱、破碎，有利于含矿物质的沉淀与富集，是重要的控矿、容矿构造。

10)层间破碎带与近南北向构造交会部位，层间破碎带离岩体较近的位置矿(化)体往往更为膨大，金品位相对较高，为有利的成矿部位。

11)矿区节理、裂隙发育，沿近南北向、北西向、北东向裂隙常见零星矿(化)体富集。节理、裂隙为矿液流动、岩石交代、矿质沉淀提供了有利场所，是矿区控矿、容矿构造(见图14)。

a—矿体沿多组方向节理、裂隙穿插 b—矿体沿北东向裂隙充填 c—沿石英正长斑岩内部近南北向节理充填的细矿脉 d—沿石英正长斑岩内部近北西向、北东向节理充填的细矿脉图14 节理、裂隙型矿体

4 构造应力演化

发生在新生代的印度—亚洲大陆碰撞造山过程，是三江地区一次强烈的褶皱造山运动，形成了囊括整个三江地区规模巨大的新生代褶皱造山带。区域性断裂的形成与印度—亚洲大陆碰撞关系密切，不仅规模巨大，且形成与活动时间(印支期—喜马拉雅期)久远。其中，金沙江—红河断裂自新生代表现为右行、左行、右行交替活动，控制了区域富碱斑岩的侵入，形成了金沙江—红河富碱斑岩带。宾川—程海断裂和丽江—木里断裂长期的左行走滑推覆作用也对构造、地层、岩浆岩形成了不可忽视的影响。

矿区构造格架主要为近南北向褶皱和断裂，其次为近北东向断裂、近东西向断裂。近南北向断裂为矿区控矿构造(如KT44矿体产于F6断裂中)，早于富碱斑岩的形成，为成矿前构造；近北东向F30断裂切断了近南北向F6断裂，因此北东向断裂稍晚于近南北向断裂形成，但仍为成矿前构造；近东西向断裂切断近南北向断裂，为成矿后构造，近南北向及近东西向断裂均未切穿三营组，因此断裂早于三营组形成。矿区富碱斑岩的成岩时代有3期：早期的石英钠长斑岩和煌斑岩侵位时间为60～65 Ma；中期的石英正长斑岩侵位时间为32～36 Ma，并伴有煌斑岩侵位；晚期的黑云母石英正长斑岩侵位时间为3.7 Ma。矿区成岩与成矿作用存在明显的响应关系，万硐山岩体中具有岩浆热液交代或矽卡岩化成因的白云母，其32.5 Ma左右的结晶年龄可代表成矿作用的开始[2]。综上所述，近南北向断裂为成矿前构造，形成时间早于中期的石英正长斑岩侵位时间(32～36 Ma)；近北东向构造为成矿前或成矿期构造，形成时间早于32.5 Ma；近东西向构造为成矿后构造，形成时间晚于32.5 Ma，但早于三营组的形成时间。

结合新生代的印度—亚洲大陆碰撞造山背景、区域断裂走滑运动特征及矿区构造特征，矿区构造主应力经历了近东西向→近南北向的转变：①印支期—燕山早期，发生近东西向的挤压，形成近南北向的褶皱系统。②燕山中期—喜马拉雅早期，褶皱核部主应力仍是近东西向挤压，造成近南北向拉张及北东向、北西向剪切，矿区形成了近南北向、近北东向断裂，伴随早期石英钠长斑岩和煌斑岩的侵位。③喜马拉雅中期，主应力方向仍为近东西向，但在叠加前期构造系统的基础上，伴随有岩浆的侵位及矿体的形成。在32～36 Ma，石英正长斑岩沿构造系统侵位，造成了矿区F6断裂等的挤压；在32.5 Ma左右，以岩浆流体为主的含矿热液，与碳酸盐岩发生交代，形成环绕岩体的矽卡岩及矽卡岩型矿体，含矿流体沿断裂运移及沉淀，形成热液型矿体。④喜马拉雅晚期，构造主应力方向改为近南北向，形成近东西向张性断裂，同时造成了前期形成的近南北向断裂具有明显的压性性质，伴随黑云母正长斑岩及煌斑岩的侵位。该期晚阶段，由于地壳的强烈上升而剥蚀强烈，向斜核部附近形成了断陷盆地，先前形成的矽卡岩型矿体发生变形、变位和强烈张性改造，并遭受剥蚀，在三营组与北衙组不整合接触面附近形成残坡积型矿体。

5 深部及边部找矿潜力

1)北衙金多金属矿集区位于区域成矿地质条件有利部位，夹持于3大区域断裂之间，区域性大断裂不仅为深部富碱斑岩岩浆的上移与侵入提供了通道，同时为含矿流体的上移提供了通道。

2)近南北向F6断裂为万硐山矿区规模最大的断裂，是重要的控岩、控矿构造：①沿F6断裂走向、倾向及其旁侧存在石英正长斑岩侵入，沿石英正长斑岩与碳酸盐岩接触带易形成矽卡岩型矿体，矿区深部及边部找矿潜力较大；②F6断裂走向及倾向，以及与F6断裂平行的近南北向断裂控制程度很低，仍具有较大的找矿潜力。例如，受F6断裂控制的KT44矿体，其深部找矿潜力较大[6](见图15)。

1—第四系 2—三营组 3—北衙组 4—青天堡组 5—断裂破碎带 6—前期勘查对比连接矿体 7—已剥采部分圈定的实际KT44矿体 8—实(推)测KT44矿(化)体 9—断裂及编号 10—地质界线 11—露采现状线 12—钻孔及编号图15 KT44矿体深部找矿潜力分析图

3)其他近南北向构造具有控岩、控矿作用：受其控制的岩体(脉)具有寻找矽卡岩型矿体的潜力，沿其走向及倾向方向具有寻找构造破碎带型矿体的潜力。

4)近南北向构造与其他方向断裂交会部位、与层间破碎带交会部位及其附近是富碱斑岩岩浆冷凝沉淀的重要场所，更易形成小规模富碱斑岩，沿富碱斑岩与碳酸盐岩接触带附近有寻找矽卡岩型矿体的潜力。例如：F6断裂与F6-1断裂交会部位深部；近南北向F5断裂与近北东向F23断裂交会部位深部。

5)近南北向断裂与近北东向、北西向断裂交会部位、断裂与层间破碎带交会部位更有利于矿化的富集，具有较大的找矿潜力。例如：F6断裂与F30断裂交会部位深部；F6断裂与F6-1断裂交会部位深部。

6)褶皱核部、褶皱弯曲形成的断裂部位及褶皱虚脱部位具有一定的找矿潜力。

7)断裂破碎带旁侧节理、裂隙，以及层间破碎带发育部位有利于矿体的形成与富集，具有一定的找矿潜力。

8)北衙金多金属矿集区构造及富碱斑岩发育，深部岩浆及含矿流体向上运移的动力充足，万硐山矿区中深部地层主要为青天堡组，其不易与富碱斑岩岩浆发生交代，富碱斑岩节理、裂隙发育，有利于含矿流体的沉淀(以沉淀Cu为主)及成矿物质的富集。因此，北衙金多金属矿集区深部具有寻找斑岩型铜多金属矿体的潜力。

6 结 论

1)北衙金多金属矿集区构造主应力经历了近东西向→近南北向的转变，发育近南北向褶皱、近南北向断裂、近东西向断裂、层间破碎带及近北向、北东向、近西向、北西向节理、裂隙。近南北向断裂为成矿前构造，近东西向断裂为成矿后断裂。

2)近南北向F6断裂为万硐山矿区规模最大的断裂，是重要的控岩、控矿构造，其形成与万硐山岩体的侵入关系密切,沿走向及倾向不仅具有寻找富碱斑岩及矽卡岩型矿体的潜力，还具有寻找构造破碎带型矿体的潜力。

3)褶皱核部、褶皱虚脱部位、层间破碎带、节理、裂隙为万硐山矿区重要的控矿、容矿构造，具一定的找矿潜力。

4)北衙金多金属矿集区断裂、褶皱、节理、裂隙发育，深部及边部具有寻找斑岩型铜多金属矿床的潜力。