朱志軍, 郭福生

?

滇西蘭坪盆地金頂鉛鋅礦鹽構(gòu)造發(fā)育特征及其與成礦關(guān)系

朱志軍1, 2, 郭福生1, 2

(1.東華理工大學(xué) 省部共建核資源與環(huán)境國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室培育基地, 江西 南昌 330013; 2.東華理工大學(xué)地球科學(xué)學(xué)院, 江西 南昌 330013)

滇西蘭坪中新生代盆地廣泛發(fā)育鹽巖層系。通過對金頂超大型鉛鋅礦區(qū)的露天采廠和地下采坑的最新野外調(diào)查及大量鉆孔資料的綜合分析, 研究區(qū)鹽巖層系具有多期、多階段運(yùn)動的特點(diǎn), 厚度分布極不均一, 它們作為區(qū)域推覆構(gòu)造作用的滑脫層, 對鹽上層構(gòu)造變形起著重要控制作用, 形成一系列儲礦構(gòu)造。研究表明, 礦區(qū)鹽構(gòu)造主要包括鹽枕、鹽背斜、鹽焊接、鹽穿刺、鹽推覆、鹽巖滑脫-斷層相關(guān)褶皺組合等多種鹽構(gòu)造變形樣式。這些鹽構(gòu)造的形成演化及變形機(jī)制主要受到推覆擠壓縮短作用、基底斷層作用和塑性流動匯聚作用、鹽下和鹽上層斷裂滑脫作用等控制, 主要沿推覆斷裂構(gòu)造帶呈串珠狀分布。金項(xiàng)礦區(qū)鹽構(gòu)造分為兩個階段: 古新世–始新世擠壓–拗陷層內(nèi)變形階段, 形成鹽枕、隆升較低的鹽背斜等整合型鹽構(gòu)造; 漸新世的逆沖推覆–鹽巖滑脫階段, 受強(qiáng)烈的擠壓推覆作用而形成鹽墻、鹽株等鹽穿刺型構(gòu)造。鹽構(gòu)造不同階段的變形演化對金屬元素富集成礦起到關(guān)鍵作用, 其流動變形而形成的鹽構(gòu)造圈閉促使了金屬聚集成礦。

金頂鉛鋅礦; 鹽構(gòu)造; 成礦特征; 蘭坪盆地

0 引 言

鹽構(gòu)造不僅與油氣關(guān)系密切, 它還能聚集許多金屬與非金屬工業(yè)礦床, 如鉀鹽、(硬)石膏、重晶石、自然硫、鉛、鋅、銀、硫酸鍶等礦床(Kyle and Posey, 1991)。位于我國三江多金屬成礦帶中的蘭坪金頂超大型鉛鋅礦是目前中國最大的鉛鋅礦床, 也是世界上形成時代最新且唯一產(chǎn)于陸相沉積巖容礦的超大型 Pb-Zn礦床, 并且不同于世界上公認(rèn)的沉積巖容礦SST、MVT、Sedex等基本類型(薛春紀(jì)等, 2007)。金頂超大型鉛鋅礦擁有2億噸礦石, 在不到10 km2范圍內(nèi)堆積了如此巨量金屬實(shí)屬罕見, 但是關(guān)于礦床成因一直存在眾多分歧。在金頂?shù)V區(qū)及其鄰區(qū)可見到大量的金屬礦體與膏鹽在空間上密切伴生, 前人研究發(fā)現(xiàn)金頂?shù)V區(qū)硬石膏產(chǎn)于鉛鋅礦體的邊緣或深部, 在平面上, 圍繞鉛鋅礦體, 形成明顯的分帶特征, 由中心向外, 依次為鉛鋅礦體、天青石礦體、硬石膏礦體(潘忠華, 1989)。高廣立(1989)認(rèn)為蘭坪金頂鉛鋅礦容礦巖石之一的灰?guī)r角礫巖就是膏溶-構(gòu)造角礫巖; 王安建等(2007)將容礦角礫巖進(jìn)一步分為不含礦的構(gòu)造–膏溶角礫巖和含鉛鋅礦、黃鐵礦、天青石和硬石膏礦化的底辟–侵位角礫巖兩類;高懷忠(1989)認(rèn)為礦體分布于鹽溶洞穴中, 并在溶洞中能夠產(chǎn)生次生硫化物的富集。通過砂巖型礦體和灰?guī)r角礫巖型礦體的疊置關(guān)系研究, 認(rèn)為(硬)石膏、天青石礦體空間上展現(xiàn)了殘余鹽丘的特點(diǎn)。進(jìn)而認(rèn)為金頂超大型鉛鋅礦床的形成與鹽丘破壞、油氣逃逸作用使成礦物質(zhì)大量聚集等有一定的聯(lián)系(修群業(yè)等, 2005)。隨著研究的深入, 王安建等(2009)提出金頂?shù)V床為構(gòu)造推覆–鹽丘穹窿–區(qū)域伸展–油氣聚集–流砂底辟–流體排泄–金屬沉淀的成礦模式。也有學(xué)者認(rèn)為金頂?shù)V床礦化與逆沖推覆引起的鹽底辟構(gòu)造密切相關(guān), 金頂穹窿是逆沖推覆引起鹽底辟的結(jié)果, 底辟角礫或底辟后鹽溶角礫是礦化的重要部位(吳淦國和吳習(xí)東, 1989; 宋玉財?shù)? 2011)。董帥(2012)論證了蘭坪盆地金頂?shù)V區(qū)發(fā)育大量的鹽丘構(gòu)造。李彬等(2012)通過研究鹽丘周緣的礦化情況發(fā)現(xiàn)鹽丘底辟也影響著礦體的礦化蝕變分帶?？傊? 鹽構(gòu)造與金頂成礦的關(guān)系受到越來越多學(xué)者的關(guān)注。

在金頂?shù)V區(qū)膏鹽體多呈蘑菇狀、透鏡狀、囊狀、枕狀等, 顯示出不同變形樣式和不同變形期次的鹽構(gòu)造特征, 雖然許多學(xué)者在蘭坪盆地已經(jīng)重視膏鹽與鉛鋅多金屬成礦的聯(lián)系, 但是對鹽構(gòu)造的發(fā)育規(guī)律、變形期次及其與金屬成礦的關(guān)系尚未見有報道。本文擬對金頂?shù)V區(qū)鹽構(gòu)造進(jìn)行解析, 查明鹽構(gòu)造與金屬成礦的關(guān)系, 為該區(qū)金屬礦產(chǎn)勘查提供更多的理論依據(jù)。對豐富“金頂”式成礦理論具有重要意義, 為在含鹽盆地及鹽構(gòu)造發(fā)育的盆地中進(jìn)行金屬礦產(chǎn)勘探提供新思路。

1 地質(zhì)背景

滇西蘭坪盆地處于歐亞板塊與印度板塊的結(jié)合部位, 位于金沙江斷裂帶與瀾滄江斷裂帶之間, 是三江褶皺帶的一部分(羅君烈等, 1994; 王義昭等, 2000)。東以金沙江斷裂為界與揚(yáng)子陸塊西南緣的金沙江–哀牢山造山帶相鄰, 西以瀾滄江斷裂為界與藏滇板塊北東緣的碧羅雪山–崇山造山帶相鄰。北起維西,南至景東, 與思茅盆地相連, 南北長約 270 km, 寬約25～70 km, 面積近2000 km2。蘭坪盆地除東西兩側(cè)發(fā)育巨型斷裂以外, 中部還有蘭坪–思茅中軸斷裂。

在蘭坪充填序列中已經(jīng)證實(shí)主要有三套鹽巖層系(帥開業(yè), 1987; 高建華, 1989; 肖榮閣等, 1990)(圖1), 中、上三疊統(tǒng)三合洞組普遍發(fā)育以硫酸鹽為主蒸發(fā)巖建造, 局部達(dá)到石鹽沉積階段, 如云龍縣的寶豐鄉(xiāng)和蘭坪縣的馬登鄉(xiāng)、河西鄉(xiāng)及洱源喬后鹽礦等地; 中、上侏羅統(tǒng)膏鹽沉積主要沿瀾滄江東側(cè)展布,如蘭坪縣阿尼戛、大華, 永平四角田等地; 上白堊統(tǒng)–古新統(tǒng)鹽系分布較廣, 石鹽礦床、礦點(diǎn)及鹽泉、鹵井隨處可見, 且?guī)r鹽儲量豐富, 已經(jīng)開采的有蘭坪的拉井鎮(zhèn)、喬后等地。

2 金頂?shù)V區(qū)鹽構(gòu)造類型及特征

2.1 鹽構(gòu)造平面展布特征

金頂?shù)V區(qū)已圈定天青石礦體100個, (硬)石膏礦體48個(李永強(qiáng), 2006), 其規(guī)模都達(dá)到大型礦床。其中天青石礦體主要集中在北廠礦段66個, 跑馬坪礦段21個及架崖山礦段13個。(硬)石膏礦體在架崖山礦段4個, 北廠礦段13個, 蜂子山礦段4個, 跑馬坪礦段27個, 僅跑馬坪礦段的石膏儲量為16622萬噸,達(dá)到大型規(guī)模。隨著金頂鉛鋅礦架崖山–北廠礦段大面積、更深層地露天開采, 揭露出的地質(zhì)現(xiàn)象為研究礦區(qū)鹽構(gòu)造提供了更為直觀的證據(jù)(圖2)。

本文選取了架崖山–北廠礦段–跑馬坪礦段Ⅲ線進(jìn)行鹽構(gòu)造剖析, 該勘探剖面具體位置見圖 2中的AA′線段。金頂?shù)V區(qū)的膏鹽體主要分布在礦區(qū)東北部及東部, 至跑馬坪礦段膏鹽層更大、更厚(圖 3), 再往北東和東的方向膏鹽層一直延伸到礦區(qū)外。(硬)石膏礦體在礦區(qū)有兩種, 一種產(chǎn)于棕紅色和紫紅色粉砂巖及粉砂質(zhì)泥巖中, 硬石膏礦體表現(xiàn)為青灰色的膏泥和純白色的塊狀石膏, 晶體呈粗大粒狀, 石膏層中夾紫紅色的泥巖層, 未見灰?guī)r夾層, 此膏鹽礦體與鉛鋅礦體相差甚遠(yuǎn)。另一種主要產(chǎn)于Pb、Zn礦體上、下及邊部, 在平面上圍繞鉛鋅礦體形成由中心向外, 依次為鉛鋅礦體、天青石礦體、硬石膏礦體。垂向上, 天青石礦體分布于(硬)石膏礦體上、下或石膏礦體與鉛鋅礦體的過渡帶, 其礦體長幾十米至二百米, 厚幾十米至三四百米, 形態(tài)呈透鏡狀、囊狀和蘑菇狀, 表現(xiàn)出不同的后期變形特征。(硬)石膏礦體往往呈塊狀, 夾薄層瀝青質(zhì)灰?guī)r, 含有大量黑色灰?guī)r角礫, 角礫多為白云質(zhì)灰?guī)r、瀝青質(zhì)灰?guī)r, 角礫為尖棱角狀, 大小混雜, 偶見灰?guī)r條帶。

礦區(qū)見石膏礦鉆孔近50多個, 各個礦體呈斷續(xù)分布, 在石膏礦體內(nèi)部變形強(qiáng)烈, 常見揉皺構(gòu)造,有時不僅膏鹽中所夾灰?guī)r薄層被揉碎成角礫, 而且膏鹽本身也呈角礫, 之后又被石膏膠結(jié), 偶見這些角礫長軸呈定向排列, 顯示出一定的流動特征, 尤其以跑馬坪礦段最為發(fā)育。據(jù)鉆孔揭露, 跑馬坪礦段上三疊統(tǒng)三合洞組灰?guī)r層上、下皆有膏鹽體, 上部膏鹽保存較好, 呈大凸透鏡狀, 長度>1500 m, 最大垂直厚度約300 m。下部膏鹽體分布不規(guī)則, 如圖3 ZK383孔, 在孔深474 m處突然出現(xiàn)厚層膏鹽體,直至600.65 m終孔, 而相距僅不到100 m的ZK390孔的膏鹽層很薄。該礦段膏鹽層呈現(xiàn)出角礫狀、碎裂狀及沉積韻律不明顯等特征, 僅在含季紋層白云巖角礫的(硬)石膏中見有紋層, 灰?guī)r角礫中有膏晶化現(xiàn)象, (硬)石膏礦體在相鄰鉆孔中突然尖滅, 顯然,這些膏鹽體已經(jīng)不是原始沉積的產(chǎn)物了, 而是受到區(qū)域構(gòu)造推覆–滑覆作用而形成的不同樣式的鹽構(gòu)造。鹽構(gòu)造的樣式和展布與礦區(qū)的穹隆構(gòu)造具有一定的耦合關(guān)系, 說明礦區(qū)的鹽構(gòu)造與穹隆構(gòu)造在成因上有聯(lián)系, 推測圍繞穹隆構(gòu)造邊部發(fā)育的系列放射狀斷裂為膏鹽底辟構(gòu)造所造成。

圖1 蘭坪中新生代盆地充填序列(據(jù)牟傳龍等, 1999修改)Fig.1 Mesozoic-Cenozoic sedimentary sequences of the Lanping Basin

眾觀全礦區(qū)可以看出: 鹽構(gòu)造走向大致有兩種,一種近SN向, 另一種為NW向, 可劃分三個鹽構(gòu)造發(fā)育帶, 東部平緩厚鹽層帶; 中部鹽底辟發(fā)育帶和北西部成熟鹽底辟發(fā)育帶。由鉆孔資料揭示, 在礦區(qū)東側(cè)鹽層較厚, 主要發(fā)育鹽枕、鹽背斜等構(gòu)造; 中部膏鹽層在穹隆斜坡背景上發(fā)育隆升幅度較低的鹽底辟構(gòu)造, 鹽穿刺構(gòu)造特征并不發(fā)育; 在北西側(cè)表現(xiàn)為隆起幅度較高、鹽穿刺特點(diǎn)明顯的鹽穿刺型構(gòu)造, 鹽層厚度由中心向兩側(cè)迅速減薄。

圖2 云南金頂?shù)V區(qū)地質(zhì)簡圖(劉俊來等, 2009修改)Fig.2 Simplified geological map of the Jinding mining area in Yunnan

圖3 架崖山–北廠–跑馬坪礦段Ⅲ線剖面圖Fig.3 Profile of line Ⅲ in the Jiayashan-Beichang-Paomaping ore block

2.2 鹽構(gòu)造類型及特征

通過鉆孔資料、地表及坑道觀察可以看出金頂?shù)V區(qū)的架崖山–北廠礦段和跑馬坪礦段分布著大量不同樣式的鹽構(gòu)造(圖4), 樣式主要有鹽丘、鹽株、鹽焊接、鹽推覆體, 外來鹽席、鹽枕、鹽背斜。按照其分布大致分為三類:

一類是遠(yuǎn)離斷層主要分布于礦區(qū)東部、東南部云龍組磚紅色粉砂巖、泥質(zhì)粉砂巖地層內(nèi)部的鹽構(gòu)造,埋深較淺, 在露天開采的礦區(qū)直接就可以觀察到, 主要由透鏡狀、鹽背斜、膏鹽脈等樣式組成。組成這類鹽構(gòu)造的石膏為較純凈的纖維狀淺灰白–白色石膏。無論是從礦區(qū)平面圖還是縱剖面圖都可以看出, 此類鹽構(gòu)造主要是遠(yuǎn)離斷層的層內(nèi)聚集、塑性流動揉皺而形成, 樣式呈透鏡體狀、鹽背斜及不規(guī)則條帶狀等。

第二類是位于礦區(qū)北部及北西部與礦體密切相連的鹽構(gòu)造, 大量的鉆孔及露天開采揭露出此類鹽構(gòu)造規(guī)模大, 由純白石膏與有機(jī)質(zhì)很高的黑色膏泥互層組成, 間夾黑色灰?guī)r薄層。主要分布在斷裂帶中,由于受到構(gòu)造作用的強(qiáng)烈影響而形成鹽穿刺等構(gòu)造樣式, 同時對成礦流體蝕變具有一定分帶影響。

第三類鹽構(gòu)造分布在礦段中部及北西部的逆沖斷層帶內(nèi), 屬于與成礦關(guān)系密切的鹽構(gòu)造。此類鹽構(gòu)造往往伴隨許多斷裂一起出現(xiàn), 以褐鐵礦化成土黃色的膏泥為核心, 以黃鐵礦殼或者膏溶角礫為邊緣構(gòu)成膏鹽體。主要分布于中部和北西部的砂巖型礦石及南部的灰?guī)r附近, 外形上表現(xiàn)為獨(dú)立的丘狀、樹枝狀等樣式。

根據(jù)鹽構(gòu)造的外部形態(tài), 金頂?shù)V區(qū)鹽構(gòu)造可以分為: 鹽枕構(gòu)造、鹽背斜、鹽焊接、鹽推覆構(gòu)造、鹽穿刺構(gòu)造等。

圖4 架崖山–北廠–跑馬坪礦段Ⅲ線鹽構(gòu)造剖面圖Fig.4 Profile of line Ⅲ in the salt structure in the Jiayashan-Beichang-Paomaping ore block

圖5 架崖山–北廠礦段鹽構(gòu)造特征及分布Fig.5 Characteristics and distribution of the salt structures in the Jiayashan-Beichang ore block

鹽枕構(gòu)造: 是隆起較低的鹽背斜構(gòu)造, 與上、下地層產(chǎn)狀基本一致, 屬于整合型鹽構(gòu)造, 多發(fā)育在礦區(qū)東部、東南部云龍組磚紅色粉砂巖、泥質(zhì)粉砂巖地層中, 層位較淺, 在露天開采的礦區(qū)直接就可以觀察到(圖 5)。另外, 由鉆孔資料揭露在跑馬坪礦段深部發(fā)育大量鹽枕構(gòu)造, 這些鹽枕構(gòu)造往往呈底平頂凸樣式, 其滑脫面為推覆斷裂 F5, 鹽枕主要由云龍組膏鹽組成。膏鹽層在擠壓應(yīng)力作用下, 鹽體發(fā)生橫向塑性流動而上涌形成隆起幅度較低的鹽拱, 在鹽枕中心處鹽體厚度較大, 往往大于 300 m,向兩邊迅速減薄。

鹽背斜: 由于受到側(cè)向擠壓, 背斜形態(tài)一般不對稱, 鹽核上拱幅度為幾十米到上百米不等, 云龍組中下部的膏鹽層明顯加厚, 而鹽下層褶皺幅度很小, 反映出云龍組以上的背斜與鹽層上拱隆起有關(guān);鹽層在近NE-SW向區(qū)域性擠壓作用下, 導(dǎo)致地層整體縮短, 膏鹽體在橫向上加速流動, 使早期產(chǎn)生的低隆起的鹽枕構(gòu)造因膏鹽體塑性流動而進(jìn)一步加強(qiáng),逐漸匯聚隆升形成鹽背斜(圖5)。

鹽焊接: 是指鹽體向某一特定方向發(fā)生塑性流動, 使原來被鹽體分隔的鹽上層和鹽下層因?yàn)辂}體流失殆盡而直接疊置在一起, 主要發(fā)育在鹽背斜與鹽枕之間(圖3)。

鹽推覆構(gòu)造: 主要形成于礦區(qū)的北部及北西部, 沿 NWW方向延伸, 在北廠礦段的露天采場直接可以看到鹽推覆構(gòu)造前緣由三合洞組膏鹽層組成, 逆沖斷層面北東傾斜, 傾角較小?；撃鏇_斷層主要有F1、F2和F5, 在F5滑脫逆沖斷層之上的推覆體由云龍組和果郎組構(gòu)成, F1和F2兩條逆沖斷層主要發(fā)育在三合洞組的兩層膏鹽層中。鹽上層產(chǎn)狀與滑脫斷層基本平行, 膏鹽層沿逆沖斷層在礦區(qū)的北西部形成薄板狀分布的外來鹽席(圖4)。

鹽墻主要發(fā)育在架崖山礦段, 露天采廠清晰可見膏鹽刺穿上覆的三合洞組灰?guī)r而侵入云龍組, 因?yàn)辂}穿刺作用使鹽墻兩側(cè)的巖層順著滑脫斷層呈近似直立狀產(chǎn)出(圖5)。

溶蝕型鹽構(gòu)造: 指金頂鉛鋅礦主要賦礦巖石之一的灰?guī)r角礫巖, 主要分布在礦區(qū)的東北部及東部,在西部的峰子山等礦段也見有少量分布, 其角礫成分與角礫狀膏鹽體的角礫相似, 主要為瀝青質(zhì)灰?guī)r、白云質(zhì)灰?guī)r及泥質(zhì)白云巖等。大小不一, 大者為較大的巖塊, 排列無規(guī)律, 多呈尖棱角狀。膠結(jié)物主要為較純的亮晶方解石, 雜基為石英細(xì)砂及泥質(zhì)粉砂等。顯微鏡下觀察, 方解石膠結(jié)物重結(jié)晶、去膏化、天青石化和石膏化現(xiàn)象較明顯。

灰?guī)r角礫巖體在礦區(qū)分布較常見, 分布于各個礦段, 常與膏鹽體相伴生, 不具層理構(gòu)造, 厚度變化巨大, 呈透鏡狀及不規(guī)則狀。在礦區(qū)的東部灰?guī)r角礫巖邊緣就有巨厚的膏鹽體。在峰子山礦段磚紅色石英砂巖中夾有灰?guī)r角礫巖透鏡體, 且含有石膏。在礦區(qū)坑道中可見到形狀極不規(guī)則灰?guī)r角礫巖體, 與圍巖呈指狀“侵入”接觸關(guān)系(圖6)。

綜上所述, 筆者認(rèn)為金頂?shù)V區(qū)的灰?guī)r角礫巖為上三疊統(tǒng)含膏鹽層系, 在推覆擠壓構(gòu)造作用下, 由于膏鹽體抗壓強(qiáng)度弱, 彈性模量小而發(fā)生塑性流動,沖破其上、下灰?guī)r層, 并將其變?yōu)榻堑[或巖塊, 包裹于膏鹽體中一起發(fā)生塑性流動, 并侵入到圍巖中。后期由于地表水的淋濾、地下水的潛蝕和其他溶液的滲濾使得膏鹽體水化、淋失, 殘留下來的灰?guī)r角礫及巖塊被后期持續(xù)上升的富含Pb、Zn等金屬元素的熱鹵水充填膠結(jié), 且不斷疊加富集成礦。并不是所有的灰?guī)r角礫巖都有礦, 如果呈鹽穿刺穿插到比較封閉的圍巖中, 缺少斷層活動, 石膏就得以保存下來。礦體邊部及深部膏鹽保存較好, 靠近架崖山–北廠礦段, 穹隆構(gòu)造抬升, 斷層發(fā)育, 鹽構(gòu)造遭受溶蝕作用強(qiáng)烈, 膏鹽僅有少量殘留, Pb、Zn、Sr礦化較好。除此之外, 還有一些小的形狀很不規(guī)則灰?guī)r角礫巖體, 其產(chǎn)出無規(guī)律可循, 此類為鹽穿刺構(gòu)造。

圖6 架崖山–北廠礦段灰?guī)r角礫巖礦石分布特征Fig.6 Occurrence of the limestone breccia ores in the Jiayashan-Beichang ore block

3 金頂?shù)V區(qū)鹽構(gòu)造成因機(jī)制和演化

3.1 鹽構(gòu)造成因機(jī)制分析

鹽構(gòu)造樣式及成因機(jī)制與油氣的關(guān)系密切, 相關(guān)研究受到國內(nèi)外學(xué)者的關(guān)注(McBride et al., 1998; Volozh et al., 2003; Tari et al., 2003; Hudec and Jackson, 2004, 2007; Fetter, 2009; 湯良杰等, 2007;余一欣等, 2007), 但是在與金屬成礦關(guān)系方面研究很少涉及。與國外典型被動大陸邊緣、拉張環(huán)境或構(gòu)造穩(wěn)定環(huán)境下的鹽構(gòu)造發(fā)育區(qū)相比, 我國主要發(fā)育在構(gòu)造擠壓環(huán)境下的鹽構(gòu)造和較薄含鹽層系變形特征具有很大的特殊性, 而發(fā)育在云南蘭坪盆地逆沖推覆背景下的鹽構(gòu)造研究未見公開報道。通過分析金頂?shù)V區(qū)架崖山–北廠礦段發(fā)育于云龍組地層內(nèi)的鹽構(gòu)造, 得出膏鹽體與鹽上、鹽下層變形較一致,鹽構(gòu)造樣式主要為早期擠壓作用下而形成的鹽株、鹽枕、鹽背斜、鹽焊接等樣式, 還沒有達(dá)到鹽穿刺的程度。而在此過程中下伏地層三合洞組中的膏鹽層也受到了擠壓及上覆巖層重力作用而形成鹽枕及鹽背斜等構(gòu)造樣式。這些發(fā)育于三合洞灰?guī)r中的膏鹽體是形成逆沖擠壓型鹽構(gòu)造和灰?guī)r中的鹽構(gòu)造的雛形, 由于受到后期的推覆擠壓, 改造作用強(qiáng)烈,再次發(fā)生鹽底辟構(gòu)造。

在逆沖推覆擠壓作用下, 鹽巖層充當(dāng)潤滑劑產(chǎn)生鹽巖滑脫, 從而形成滑脫斷層及相關(guān)褶皺組合型鹽構(gòu)造。此類鹽構(gòu)造發(fā)育于礦區(qū)南側(cè)三合洞組與云龍組接觸面處的 F5斷層上盤的底部、景星組與三合洞組接觸面上F2斷層的下盤, 平面上呈帶狀、串珠狀、鹽拱起狀分布, 反映了推覆擠壓運(yùn)動的特點(diǎn), 通過對鹽構(gòu)造賦存層位的區(qū)域應(yīng)力分析, 主壓應(yīng)力為NE-SW向。三合洞組中的膏鹽層在逆沖推覆作用下,一部分沿逆沖斷裂上升, 在上覆巖層中壓縮形成巖株及鹽焊接, 同時會形成層間斷裂, 另一部分則被封閉在原始地層內(nèi), 在高壓縮短作用下三合洞組膏鹽層刺穿上覆地層, 而形成各種鹽底辟構(gòu)造, 如鹽蘑菇。膏鹽體夾帶著沖碎的上覆巖層的角礫及巖塊一起構(gòu)成鹽底辟構(gòu)造的主體, (硬)石膏呈巨大巖塊出現(xiàn),晶體粗大, 偶見定向排列, 其內(nèi)灰?guī)r薄層被揉碎成角礫, 在推覆作用下, 膏鹽體發(fā)生塑性流動, 呈指狀侵入到上覆地層中, 而形成鹽株、鹽墻等構(gòu)造樣式。含灰?guī)r角礫的膏鹽體如果侵入到封閉性較好的地層中,且斷層影響較小, 這樣石膏就得以保存下來, 這就是在礦區(qū)許多地方看到完好的含灰?guī)r角礫膏鹽體, 呈鹽株?duì)町a(chǎn)出。而那些侵入地層淺處, 斷層活動頻繁的含灰?guī)r角礫膏鹽體, 在地表水淋濾、地下水溶蝕作用下, 石膏流失殆盡, 而被石膏包裹著的灰?guī)r角礫及巖塊就殘留原地, 從而形成膏溶角礫。

3.2 鹽構(gòu)造演化過程分析

鹽構(gòu)造發(fā)育是一個多期、多階段的地質(zhì)過程,通過金頂?shù)V區(qū)露天采廠和地下坑道的野外調(diào)查及大量鉆孔資料綜合分析, 將金頂?shù)V區(qū)鹽構(gòu)造演化劃分為兩個階段:

(1) 早期擠壓–拗陷層內(nèi)變形階段: 前期研究表明(朱志軍等, 2014), 古新世-始新世的云龍組和果郎組沉積階段, 蘭坪盆地處于印度與歐亞大陸軟碰撞和調(diào)整階段, 由于受揚(yáng)子古陸緩慢擠壓抬升, 使被擠壓一側(cè)地塊發(fā)生撓曲變形, 從而形成近南北向展布的狹長型蘭坪擠壓拗陷盆地, 盆地總體以坳陷沉積為主, 盆地充填序列中, 上三疊統(tǒng)三合洞組含鹽層系和古近系云龍組含鹽層系為鹽構(gòu)造的發(fā)育提供了物質(zhì)基礎(chǔ), 在擠壓拗陷階段它們僅在層內(nèi)發(fā)生塑性流動, 向盆地中心匯聚, 形成鹽枕、隆升較低的鹽背斜等整合型鹽構(gòu)造, 未達(dá)到鹽刺穿程度(圖7)。

按照解釋水平理論的觀點(diǎn)，心理遠(yuǎn)距離會使購買者更加積極地反思抽象本質(zhì)和目標(biāo)，心理近距離會使購買者更加積極地反思具體本質(zhì)和價值。與之對立的是，當(dāng)購買者反思抽象本質(zhì)和理性目標(biāo)使，購買者會看得更遠(yuǎn)；反思檢驗(yàn)具體價值或者感性目標(biāo)時，購買者的心理距離感知會拉的很近。

(2) 逆沖推覆–鹽巖滑脫階段: 漸新世寶相寺組沉積階段, 盆地東、西兩側(cè)構(gòu)造擠壓劇烈, 形成對沖擠壓格局, 區(qū)域抬升運(yùn)動強(qiáng)烈, 形成大面積逆沖推覆體。強(qiáng)烈的推覆擠壓作用產(chǎn)生主推覆斷裂及其次級斷裂, 早期壓縮聚集的膏鹽體一部分沿著推覆斷裂發(fā)育成串珠狀鹽株、沿著節(jié)理發(fā)育成鹽枝。另一部分則沖破上覆巖層, 攜帶沖碎的巖層角礫及巖塊上侵到上覆巖層中, 形成鹽墻和鹽枝(圖8)。

圖7 金頂?shù)V區(qū)早期鹽聚集及變形樣式Fig.7 The early stage salt aggregation and deformation style in the Jinding deposit

4 鹽構(gòu)造與金屬成礦的關(guān)系

鹽構(gòu)造的形成與演化在早期對成礦元素的聚集成礦至關(guān)重要, 晚期則主要起到次生改造和破壞作用。早期鹽構(gòu)造快速生長促使構(gòu)造隆起, 在含鹽層系的壓縮匯聚, 驅(qū)使盆地中的熱鹵水發(fā)生大面積、長距離的運(yùn)移, 地下熱鹵水具有很強(qiáng)的溶解和攜帶金屬元素的能力(姚志健等, 1991; 吳南平等, 2003;胡古月等, 2013), 在構(gòu)造應(yīng)力驅(qū)使運(yùn)移過程中萃取各個地層中分散的Pb、Zn等金屬元素, 富含金屬元素的熱鹵水(成礦流體)運(yùn)移到盆地中部匯聚, 同時膏鹽體也因塑性流動聚集到盆地中部, 因大量膏鹽體的上涌隆起從而形成金頂穹隆(圖9)。

晚期, 蘭坪盆地東、西兩側(cè)構(gòu)造擠壓加劇, 形成對沖擠壓格局, 強(qiáng)烈的推覆擠壓作用使金頂穹隆構(gòu)造破裂, 圍繞穹隆產(chǎn)生許多放射狀斷裂, 鹽構(gòu)造及其相關(guān)斷層構(gòu)成了成礦流體運(yùn)移和金屬元素聚集的立體網(wǎng)絡(luò)通道。由鹽構(gòu)造上部的斷裂系統(tǒng)和鹽底辟通道、膏鹽體和圍巖接觸斷裂等構(gòu)成垂向輸導(dǎo)通道,使得早期運(yùn)移到盆地中心的富含金屬元素的熱鹵水(成礦流體)源源不斷沿通道持續(xù)上升, 在儲礦空間成礦元素不斷疊加富集成礦, 這些已經(jīng)在金頂鉛鋅礦勘探開采中得到佐證, 金頂?shù)V區(qū)及其鄰區(qū)可見到大量的金屬礦體與鹽構(gòu)造密切共生, 鹽構(gòu)造產(chǎn)于鉛鋅礦體的邊緣和深部, 在平面上圍繞鉛鋅礦體發(fā)育。

圖8 金頂?shù)V區(qū)晚期鹽構(gòu)造變形樣式Fig.8 The late stage deformation style of salt structures in the Jinding deposit

5 結(jié) 論

(1) 研究區(qū)晚三疊世、古近紀(jì)鹽構(gòu)造變形復(fù)雜,主要包括鹽枕構(gòu)造、鹽背斜構(gòu)造、鹽焊接構(gòu)造、鹽穿刺構(gòu)造、逆沖推覆–鹽巖滑脫–斷層相關(guān)褶皺組合型鹽構(gòu)造等, 其形成演化和變形機(jī)理主要受到擠壓縮短作用、塑性流動匯聚作用, 鹽層滑脫作用、鹽上層斷裂推覆作用等因素控制, 可以劃分為早期擠壓–拗陷層內(nèi)變形和晚期逆沖推覆–鹽巖滑脫兩個階段。早期發(fā)育的鹽構(gòu)造樣式主要為整合型的鹽枕和隆升較低的鹽背斜構(gòu)造, 形成的鹽構(gòu)造主要為層內(nèi)變形, 晚期發(fā)育的鹽構(gòu)造樣式主要為鹽穿刺和鹽推覆, 形成的鹽構(gòu)造主要沿推覆斷裂呈帶狀或串珠狀分布。

(2) 金頂?shù)V區(qū)及其鄰區(qū)的上三疊統(tǒng)三合洞組和古新統(tǒng)膏鹽層系, 作為區(qū)域滑脫層對鹽上、鹽下層變形起重要控制作用, 對金頂成礦作用起決定性作用。早期鹽構(gòu)造變形為成礦流體的形成和匯聚提供驅(qū)動力, 晚期鹽構(gòu)造變形為成礦提供導(dǎo)礦構(gòu)造和儲礦空間。研究金頂?shù)V區(qū)鹽構(gòu)造的類型和期次, 明確其構(gòu)造特征、變形樣式和形成機(jī)理, 對蘭坪盆地鹽構(gòu)造發(fā)育特征、區(qū)域構(gòu)造演化、礦產(chǎn)勘探至關(guān)重要。

致謝： 本文撰寫了一年整, 期間得到了很多專家的指點(diǎn), 和兩位匿名評審專家對本文進(jìn)行了認(rèn)真審閱,并提出了寶貴的修改意見, 在此一并表示衷心感謝！

董帥. 2012. 蘭坪盆地鉛鋅礦區(qū)鹽丘構(gòu)造發(fā)育特征及形成機(jī)制. 昆明: 昆明理工大學(xué)碩士學(xué)位論文: 1–72.

高廣立. 1989. 論金頂鉛鋅礦床的地質(zhì)問題. 地球科學(xué), 14(5): 468–475.

高懷忠. 1989. 關(guān)于金頂鉛鋅礦床地層及沉積相問題的幾點(diǎn)見解. 地球科學(xué), 14(5): 457–465.

高建華. 1989. 滇西金頂鉛鋅礦床和蒸發(fā)巖建造成因關(guān)系的初步探討. 地球科學(xué), 14(5): 513–522.

胡古月, 李延河, 曾普勝. 2013. 膏鹽在金頂鉛鋅礦成礦中的作用: 硫和鍶同位素證據(jù). 地質(zhì)學(xué)報, 87(11): 1694–1720.

李彬, 薛傳東, 董帥. 2012. 蘭坪盆地鉛鋅礦床膏鹽與成礦關(guān)系初探. 科學(xué)技術(shù)與工程, 12(20): 4880–4883.

李永強(qiáng). 2006. 蘭坪金頂超大型鉛鋅礦與硫酸鹽礦床共存共生關(guān)系研究. 北京: 中國地質(zhì)大學(xué)碩士學(xué)位論文: 20–56.

劉俊來, 王安建, 翟云峰, 夏浩然, 曹殿華, 高蘭, 修群業(yè). 2009. 云南金頂超大型鉛鋅礦區(qū)的構(gòu)造格架與控礦構(gòu)造問題討論. 地質(zhì)學(xué)報, 83(10): 1376–1387.

羅君烈, 楊友華, 趙準(zhǔn). 1994. 滇西特提斯的演化及主要金屬礦床的成礦作用. 北京: 地質(zhì)出版社: 157–215.

牟傳龍, 王建, 余謙, 張立生. 1999. 蘭坪中新生代沉積盆地演化. 礦物巖石, 19(3): 30–36.

潘忠華. 1989. 金頂鉛鋅礦區(qū)硬石膏巖的特征. 地球科學(xué), 14(5): 544–552.

帥開業(yè). 1987. 云南中、新生代地質(zhì)構(gòu)造演化與蒸發(fā)巖建造. 現(xiàn)代地質(zhì), 1(2): 207–229.

宋玉財, 侯增謙, 楊天南, 張洪瑞, 楊竹森, 田世洪, 劉英超, 王曉虎, 劉燕學(xué), 薛傳東, 王光輝, 李政. 2011.“三江”喜馬拉雅期沉積巖容礦賤金屬礦床基本特征與成因類型. 巖石礦物學(xué)雜志, 30(3): 355–380.

湯良杰, 余一欣, 楊文靜, 彭更新, 雷剛林, 馬玉杰. 2007.庫車坳陷古隆起與鹽構(gòu)造特征及控油氣作用. 地質(zhì)學(xué)報, 81(2): 145–150.

王安建, 曹殿華, 高蘭, 王高尚, 管燁, 修群業(yè), 劉俊來. 2009. 論云南蘭坪金頂超大型鉛鋅礦床的成因. 地質(zhì)學(xué)報, 83(1): 43–54.

王安建, 高蘭, 劉俊來, 曹殿華, 修群業(yè), 范世家. 2007.論蘭坪金頂超大型鉛鋅礦容礦角礫巖的成因. 地質(zhì)學(xué)報, 81(7): 891–897.

王義昭, 李興林, 段麗蘭. 2000. 三江地區(qū)南段大地構(gòu)造與成礦. 北京: 地質(zhì)出版社: 107–120.

吳淦國, 吳習(xí)東. 1989. 云南金頂鉛鋅礦床構(gòu)造演化及礦化富集規(guī)律. 地球科學(xué), 14(5): 477–486.

吳南平, 蔣少涌, 廖啟林, 潘家永, 戴寶章. 2003. 云南蘭坪-思茅盆地脈狀銅礦床鉛、硫同位素地球化學(xué)與成礦物質(zhì)來源研究. 巖石學(xué)報, 19(4): 799–807.

肖榮閣, 陳卉泉, 帥開業(yè), 楊忠芳. 1990. 云南中西部地洼構(gòu)造系沉積建造與含礦建造. 大地構(gòu)造與成礦學(xué), 14(4): 315–324.

修群業(yè), 王軍, 高蘭, 曹殿華, 王安建, 劉俊來, 范世家,王高尚. 2005. 云南金頂?shù)V床礦體三維模型的建立及其研究意義. 礦床地質(zhì), 24(5): 501–507.

薛春紀(jì), Chi Guoxiang, 陳毓川, 曾榮, 高永寶, Qing Hairuo. 2007. 西南三江蘭坪盆地大規(guī)模成礦的流體動力學(xué)過程——流體包裹體和盆地流體模擬證據(jù). 地學(xué)前緣, 14(5): 147–157.

姚志健, 唐宏, 韓蔚田. 1991. 云南金頂鉛鋅礦床碎屑巖地層中鉛鋅活化遷移的實(shí)驗(yàn)研究. 地球科學(xué), 16(2): 181–188.

余一欣, 湯良杰, 楊文靜, 陳書平, 彭更新, 雷剛林. 2007.庫車坳陷鹽相關(guān)構(gòu)造與有利油氣勘探領(lǐng)域. 大地構(gòu)造與成礦學(xué), 31(4): 404–411.

朱志軍, 郭福生, 宋玉財, 安倩. 2014. 滇西蘭坪盆地古近系構(gòu)造–沉積演化與成礦關(guān)系. 沉積學(xué)報, 32(6): 997–1006.

Fetter M. 2009. The role of basement tectonic reactivation on the structural evolution of Campos Basin, offshoreBrazil: Evidence from 3D seismic analysis and section restoration. Marine and Petroleum Geology, 26(6): 873–886.

Hudec M R and Jackson M P A. 2004. Regional restoration across the Kwanza Basin, Angola: Salt tectonics triggered by repeated uplift of a metastable passive margin. AAPG Bulletin, 88(7): 971–990.

Hudec M R and Jackson M P A. 2007. Terra infirma: Under-standing salt tectonics. Earth-Science Reviews, 82(2): 1–28.

McBride B C, Rowan M G and Weimer P. 1998. The evolution of allochthonous salt systems, Western Green Canyon and Ewing Bank (offshore Louisiana), Northern Gulf of Mexico. AAPG Bulletin, 82(5): 1013–1036.

Tari G, Molnar J and Ashton P. 2003. Examples of salt tectonics from West Africa: A comparative approach. Geological Society, London, Special Publication, 207(1): 85–104.doi:10.1144/GSL.SP.2003.207.5

Volozh V, Talbot C and Zadeh A I. 2003. Salt structures and hydrocarbons in the Pricaspian basin. AAPG Bulletin, 87(2): 313–334. doi: 10.1306/09060200896

Characteristics of Salt Structures and Links to Pb-Zn Mineralization of the Jinding Deposit in Lanping Basin, Western Yunnan

ZHU Zhijun1, 2and GUO Fusheng1, 2
(1. State Key Laboratory Breeding Base of Nuclear Resources and Environment, East China Institute of Technology, Nanchang 330013, Jiangxi, China; 2. College of Geosciences, East China Institute of Technology, Nanchang 330013, Jiangxi, China)

The salt rocks are widespread in the Lanping Mesozoic-Cenozoic basin. The up to date open pit and underground investigations, and comprehensive analyses of the massive borehole data in the Jinding super large Pb-Zn deposit, show that the thickness of salt beds is very heterogeneous, with characteristics of multi-period and multi-stage features. Being the decollement layers of regional nappe structure, the salt rock played an important role in controlling the suprasalt tectonic deformation and supplied spaces for ore deposition. Salt structures in the Jinding deposit include salt pillows, salt anticlines, salt welds, salt diapirs, salt nappes, and salt decollement layers-fault. The salt structures were mainly controlled by the short-range pushing and squeezing, basal faulting, plastic flowing and convergence, and decollement fault of subsalt and suprasalt. These salt structures distribute along with the nappe structure belts like a string of beads. The salt structures in the Jinding deposit were divided into two stages, compressional depressing stage deformation inside of the Paleocene-Eocene layers including the salt pillows and salt anticlines. The Oligocene thrust nappe-decollement stage salt diapiric structures including salt walls and salt stocks by strongly compressing and napping. The salt structures played a key role in migration of ore metals and provided spaces for the ore mineralization.

Jinding Zn-Pb deposit; salt structures; metallogenic characteristic; Lanping Basin

P613

A

1001-1552(2016)02-0344-010

10.16539/j.ddgzyckx.2016.02.012

2015-03-22; 改回日期: 2015-06-16

項(xiàng)目資助: 國家自然科學(xué)基金項(xiàng)目(41362008、U0933605)、江西省教育廳科技項(xiàng)目(GJJ14475)和核資源與環(huán)境重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室開放基金項(xiàng)目(NRE1506)聯(lián)合資助。

朱志軍(1976–), 男, 博士, 副教授, 從事沉積學(xué)教學(xué)和研究工作。Email: zhuzj013@163.com