羅 達(dá)，韓潤(rùn)生，王明志，Mahmoud. H. H. N

(1．昆明理工大學(xué) 國(guó)土資源工程學(xué)院，云南 昆明 650093；2．有色金屬礦產(chǎn)地質(zhì)調(diào)查中心 西南地質(zhì)調(diào)查所，云南 昆明 650093)

0 引言

眾多學(xué)者[1-3]對(duì)全球不同構(gòu)造環(huán)境中產(chǎn)生的斑巖型銅-鉬-金等多金屬成礦系統(tǒng)進(jìn)行詳細(xì)的個(gè)例論述。Sillitoe[3]綜合區(qū)域構(gòu)造、巖漿演化過程、圍巖特征、成因模式等方面，定義斑巖型銅礦成礦系統(tǒng)為賦存于熱液蝕變斑巖體內(nèi)，伴有矽卡巖型、碳酸鹽巖交代型、沉積巖容礦型等礦化類型。前人對(duì)研究區(qū)所屬區(qū)域上的北衙金多金屬礦床和馬廠箐銅鉬金多金屬礦床進(jìn)行了詳細(xì)的成礦系統(tǒng)研究[4-6]：王建華[4]認(rèn)為北衙富堿斑巖金多金屬成礦系統(tǒng)是以富堿斑巖為中心，由斑巖型金礦化、矽卡巖型鐵-銅-金礦化及熱液脈型鉛-鋅-銀(金)礦化三類分帶特征明顯的原生礦化類型組成；認(rèn)為馬廠箐斑巖成礦系統(tǒng)控制著馬廠箐斑巖型銅-鉬礦化、接觸交代型銅-鉬(金)礦化和熱液脈型鉛-鋅-銀-(銅-金)礦化三種重要礦化類型，這些認(rèn)識(shí)對(duì)白象廠礦區(qū)的成礦作用再認(rèn)識(shí)具有重要的啟示意義。

白象廠鉛-鋅-銀-(銅-金)多金屬礦床位于三江特提斯成礦域金沙江—哀牢山富堿斑巖帶中段，地處揚(yáng)子地塊與“三江”多島弧盆系的過渡部位[7](圖1a、1b)，毗鄰北衙超大型金多金屬礦床和馬廠箐大型銅鉬金多金屬礦床。區(qū)域構(gòu)造以NNW—NW向、近SN向斷裂為主，褶皺次之，且以之為主。在揚(yáng)子地塊發(fā)育NE向或NNE向構(gòu)造[8-10]，東側(cè)以賓川—程海深大斷裂為界與川滇臺(tái)背斜和相鄰，西側(cè)以金沙江—哀牢山深大斷裂為界與蘭坪—思茅褶皺帶相接，其北側(cè)還有中甸褶皺帶(圖1a)[11]，成礦地質(zhì)條件十分有利。

前人在該礦床地質(zhì)、礦床類型、成巖時(shí)代、礦化-蝕變類型及物化探等方面開展了研究工作[12-14]，取得了重要成果：蘇和明[12]認(rèn)為礦區(qū)內(nèi)500～700 m、約1000 m深度存在兩個(gè)隱伏斑巖體；曾夢(mèng)妮[13]認(rèn)為該礦床可能屬斑巖型礦床，成礦巖體形成時(shí)代約在34.4 Ma，蝕變類型有高嶺石化、綠泥石化、絹云母化、硅化、大理巖化等。但是，礦區(qū)深部是否存在矽卡巖型礦化類型，能否形成斑巖型多金屬成礦系統(tǒng)，其找礦前景如何，這些關(guān)鍵科學(xué)問題至今尚不清楚。為此，應(yīng)用大比例尺蝕變巖相填圖方法[15]，基于1∶100和1∶200地質(zhì)剖面實(shí)測(cè)、巖礦鑒定及化學(xué)分析等手段，在系統(tǒng)識(shí)別矽卡巖的基礎(chǔ)上，研究總結(jié)了矽卡巖巖石學(xué)、礦物學(xué)、地球化學(xué)特征，厘定了矽卡巖和矽卡巖型鐵-銅-(金)礦化類型，理清了各蝕變帶內(nèi)對(duì)應(yīng)的特征礦物組合、礦(化)體類型，并與區(qū)內(nèi)同時(shí)代成礦斑巖、具成生聯(lián)系的北衙超大型金多金屬礦床、馬廠箐大型銅鉬金多金屬礦床進(jìn)行礦床對(duì)比研究，認(rèn)為該礦床深部具有矽卡巖型鐵-銅-(金)礦體的找礦潛力。研究成果為礦床深部及外圍取得找礦突破提供了重要依據(jù)，成為三江特提斯成礦域斑巖型成礦系統(tǒng)研究的重要素材。

1 成礦地質(zhì)背景

白象廠礦區(qū)位于云南省賓川縣賓居鎮(zhèn)，處于金沙江—哀牢山深大斷裂和程?！e川大斷裂夾持的倒三角地帶(圖1b)[7]，構(gòu)造以SN向大型寬緩褶皺和一系列NE向斷層為主，復(fù)雜的構(gòu)造背景使得白象廠礦區(qū)斷裂、褶皺構(gòu)造發(fā)育。該區(qū)主要出露地層由老至新依次為上石炭統(tǒng)(C2)灰色中厚層狀灰?guī)r、中二疊統(tǒng)陽(yáng)新組第二段(P2y2)淺灰白色厚層狀灰?guī)r、上二疊統(tǒng)烏龍壩組(P3w)玄武巖、第四系(Q)黃褐色、紅褐色、砂泥及黏土，其中上石炭統(tǒng)中厚層狀灰?guī)r為鉛-鋅-銀礦體的主要賦礦層位①，在斑巖體與灰?guī)r接觸帶附近形成亮白色—乳白色中厚層狀大理巖(圖1c)。

礦區(qū)構(gòu)造以褶皺和斷裂為主，發(fā)育NE向李子園斷裂(F1)，為成礦提供了有利的導(dǎo)礦構(gòu)造和容礦空間，并發(fā)育一系列寬緩型背斜，其中賓居街背斜為控礦主褶皺[14]，另分布一系列NE向、NW向兩組斷裂，NE向斷裂走向20°～85°，傾角45°～85°，傾向NW或SE，其形態(tài)具平直狀和緩波狀，其力學(xué)性質(zhì)為扭性—壓性；NW向次級(jí)斷裂走向NW10°～82°，傾角48°～86°，傾向NE或SW，其形態(tài)變化較大，呈舒緩波狀、平直狀，其力學(xué)性質(zhì)具左行壓性、右行扭性。NE向斷裂和NW向的次級(jí)斷裂及層間破碎帶共同組成該礦床的控礦構(gòu)造組合，為成礦流體運(yùn)移及礦體賦存提供了通道與空間。礦體主要呈脈狀、似層狀和透鏡體狀，賦存于李子園斷裂帶或?qū)娱g破碎帶中，且斷裂的規(guī)模、延伸及其產(chǎn)狀控制著礦體的空間形態(tài)，體現(xiàn)了構(gòu)造與成礦的關(guān)系密切。

礦區(qū)內(nèi)巖漿活動(dòng)具有種類繁多和多期次、多階段的特點(diǎn)，區(qū)內(nèi)晚二疊世玄武巖大面積分布，還發(fā)育二長(zhǎng)斑巖、黑云母二長(zhǎng)斑巖、花崗斑巖、石英二長(zhǎng)斑巖及少量煌斑巖、輝綠巖脈。其中，與成礦有關(guān)的巖漿活動(dòng)，主要集中于喜馬拉雅期[13]。

該礦床由8個(gè)礦體群組成(圖1c)，主要為3種類型礦體，分別是氧化淋濾型鐵-金礦體、斑巖型銅-金(鉬)礦化(體)以及熱液脈型鉛-鋅-銀礦體②(圖2)。它們之間存在明顯上下關(guān)系。其中，氧化淋濾型鐵-金礦體主要分布于地表至近地表(深度0～120多米)的氧化帶中，金在氧化帶內(nèi)富集，且含金量向深部有增高的趨勢(shì)①；熱液脈型鉛-鋅-銀礦體主要賦存于大理巖的構(gòu)造裂隙中；斑巖型銅-金(鉬)礦化(體)主要分布于距地表約350 m的2000 m中段，前人認(rèn)為礦區(qū)內(nèi)500～700 m、約1000 m深度存在兩個(gè)隱伏成礦斑巖體[12]，指示斑巖型銅-金(鉬)礦化(體)賦存較深。三種類型礦體自上而下依次為氧化淋濾型鐵-金礦體→熱液脈型鉛-鋅-銀礦體→斑巖型銅-金(鉬)礦化(體)。

各類型礦體有以下特點(diǎn)：① 氧化淋濾型鐵-金礦體，呈脈狀、似層狀，沿李子園斷裂(F1)在斑巖體與玄武巖接觸帶附近產(chǎn)出，礦體形態(tài)受李子園斷裂控制，典型代表為Ⅰ號(hào)礦體群。其礦體產(chǎn)狀為SE60°～NW50°，傾向SW，傾角70°，在近地表出露約1500 m，傾向揭露250 m，厚度為1.8～10 m，平均厚度為3.2 m，F(xiàn)e品位為33.5%～58.63%，平均品位為45.26%，Au品位為0.68×10-6～3.76×10-6，平均品位為1.760×10-6 ③。② 斑巖型銅-金(鉬)礦化(體)主要呈細(xì)脈浸染狀、彌散狀分布于石英二長(zhǎng)斑巖體內(nèi)，礦化(體)形態(tài)特征受構(gòu)造裂隙控制；③ 熱液脈型鉛鋅銀礦體，呈脈狀、似層狀、透鏡體狀賦存于大理巖內(nèi)的層間破碎帶和構(gòu)造裂隙帶中，形態(tài)在空間上受李子園斷裂(F1)及一系列NE、NW層間構(gòu)造控制，在近地表見混合礦體。鉛鋅銀礦石呈鉛灰—淺灰黑色，塊狀構(gòu)造；鏡下方鉛礦具立方體自形—他形粒狀結(jié)構(gòu)，閃鋅礦呈他形粒狀結(jié)構(gòu)，Ag含量為幾十(10-6)至幾百(10-6)，最高可達(dá)1000×10-6②，典型代表為Ⅱ、Ⅲ號(hào)礦體群。Ⅱ號(hào)礦體群產(chǎn)狀為NW60°/SW50°～80°，在近地表間斷出露約880m，傾向延深80 m。礦體厚度為0.75～1.94 m，平均厚度為1.24 m；Pb品位為0.22%～10.13%，平均品位為3.15%；Zn品位為1.13%～15.44%，平均品位為8.13%；Au品位為0.4×10-6～8.27×10-6，平均品位為2.51×10-6。Ⅲ號(hào)礦體群產(chǎn)狀NW30°/SW50°～60°，地表出露約413 m，礦體厚度為0.87～5.31 m，平均厚度為3.64 m；Au品位為0.25×10-6～1.41×10-6，平均品位為1.13×10-6；Pb品位為0.20%～3.47%，平均品位為1.27%；Zn品位為0.18%～4.20%，平均品位為2.08%③。

圖1 白象廠鉛-鋅-銀-(銅-金)多金屬礦床地質(zhì)圖

(圖1a據(jù)Deng Jun (2015)[16]修編；圖1b據(jù)曾普勝(2002)[17]修編；圖1c據(jù)昆明鑫地地質(zhì)勘探有限公司，2012修編②)

Fig.1 The geological map of Baixiangchang Pb-Zn-Ag-(Cu-Au) polymetallic deposit

1—上二疊統(tǒng)烏龍壩組玄武巖 2—中二疊統(tǒng)陽(yáng)新組第二段灰?guī)r 3—上石炭統(tǒng)生物碎屑灰?guī)r 4—煌斑巖 5—二長(zhǎng)斑巖 6—燕山期花崗斑巖 7—石英二長(zhǎng)斑巖 8—黑云母二長(zhǎng)斑巖 9—粗面斑巖 10—大理巖 11—輝綠巖脈 12—花崗斑巖 13—偏堿—堿性玄武巖 14—二長(zhǎng)閃長(zhǎng)巖 15—石英正長(zhǎng)斑巖 16—堿性巖 17—礦體及編號(hào) 18—實(shí)測(cè)/推測(cè)斷層 19—矽卡巖型礦化(體) 20—元古宇變質(zhì)巖 21—主要斷裂 22—主要礦床 23—富堿斑巖群 24—白象廠礦區(qū)

圖2 白象廠鉛-鋅-銀-(銅-金)多金屬礦床19號(hào)勘探線剖面圖[14](剖面位置見圖1c)Fig.2 The geological section map of exploration line No.19 in Baixiangchang Pb-Zn-Ag-(Cu-Au) polymetallic deposit

2 矽卡巖型鐵-銅-(金)礦化類型的發(fā)現(xiàn)

幾十年來(lái)，該礦床一直圍繞是否存在斑巖型礦化類型、斑巖體成礦潛力等問題開展研究。由于斑巖體侵位于大面積分布的玄武巖中，因而忽略了斑巖體和深部大理巖接觸帶可能發(fā)育矽卡巖和矽卡巖型礦化的研究。通過野外調(diào)研和綜合研究，應(yīng)用大比例尺蝕變巖相填圖方法[15]，在PD2-3坑道、PD7-3坑道、2000中段及地表Bx-126采場(chǎng)斑巖與大理巖接觸帶附近見脈狀、透鏡狀礦化(體)，疑似矽卡巖型礦化(體)(圖3、圖4)。通過系統(tǒng)巖礦鑒定和化學(xué)分析，認(rèn)為屬矽卡巖型鐵-銅-(金)礦體。在PD7-3掌子面實(shí)地編錄中發(fā)現(xiàn)，沿NE向斷裂200°方向距坑口4 m處發(fā)現(xiàn)大量磁鐵礦石及孔雀石(圖5e)、銅藍(lán)，在距坑口16 m處發(fā)現(xiàn)大量石榴子石礦物(圖6a)、石英-螢石脈(圖6b)，至此確定該礦床在斑巖體和大理巖接觸帶附近，存在矽卡巖及其鐵-銅-(金)礦化(體)。

圖3 PD2-3坑道礦化蝕變分帶編錄剖面圖(剖面位置見圖1c)

圖4 PD7-3掌子面礦化蝕變分帶編錄剖面圖(剖面位置見圖1c)Fig.4 Geological record profile of mineralization alteration zoning of PD7-3 tunnel face

圖5 白象廠鉛-鋅-銀-(銅-金)多金屬礦床典型礦石構(gòu)造照片F(xiàn)ig.5 Photographs of typical ore structures in Baixiangchang Pb-Zn-Ag-(Cu-Au) polymetallic deposit

研究發(fā)現(xiàn)由磁鐵礦-黃銅礦-斑銅礦-金-輝鉬礦-磁黃鐵礦組成的矽卡巖型鐵-銅-(金)礦化(體)，呈脈狀(脈寬0.5～2.5 m)、透鏡體狀(20～40 cm)(圖6c)產(chǎn)出，主要由致密塊狀磁鐵礦礦石(圖5a、5b、5c)、透鏡體狀黃銅礦-黃鐵礦-(輝鉬礦-金)磁黃鐵礦礦石(圖5c)組成。在近地表PD7-3坑道及地表Bx-126采場(chǎng)，礦體因受氧化淋濾作用影響，部分磁鐵礦、黃(斑)銅礦氧化成赤鐵礦、孔雀石及銅藍(lán)，形成混合礦體，而在PD2-3坑道受氧化淋濾影響較小，硫化礦體保存完好。該礦體在空間上受李子園斷裂(F1)和斑巖體侵入形態(tài)的聯(lián)合控制，已知礦體厚度為0.5～3.5 m，自地表Bx-126采場(chǎng)至2000 m中段沿李子園斷裂延深較好(>200 m)，2000 m中段內(nèi)出露長(zhǎng)度約100 m，并繼續(xù)向深部延伸。其中，F(xiàn)e品位為38.6%～98.1%，平均品位為59.37%；Cu品位為0.24%～4.08%，平均品位為21.76%；Au品位為0.734×10-6，并伴有鉬礦化特征(表1)。表明矽卡巖型鐵-銅-(金)礦化(體)是該礦床深部值得重視的礦化類型。

圖6 白象廠鉛-鋅-銀-(銅-金)多金屬礦床典型矽卡巖特征礦物照片F(xiàn)ig.6 Photographs of feature minerals of typical skarn in Baixiangchang Pb-Zn-Ag-(Cu-Au) polymetallic deposit

(e-1，f-1，g-1，h-1，i-1，j-1，k-1，l-1)均為單偏光鏡下照片 (e-2，f-2，g-2，h-2，i-2，j-2，k-2，l-2)均為正交偏光鏡下照片 (a)石榴子石脈外圍發(fā)育少量綠簾石； (b)乳白—煙灰色石英脈； (c)透鏡體狀金-黃銅礦-磁黃鐵礦礦石； (d)銅-(金-鉬)-磁黃鐵礦體，見深藍(lán)色脈狀銅藍(lán)及少量大理巖； (e-1，e-2)石英、透輝石、角閃石和綠簾石； (f-1，f-2)石英交代黑云母、石榴子石，石榴子石環(huán)帶明顯，表面被碳酸鹽礦物疊加； (g-1，g-2)大顆粒石榴子石見明顯環(huán)帶，石榴子石表面被角閃石等礦物疊加； (h-1，h-2)大顆粒石英和少量角閃石； (i-1，i-2)綠簾石、透輝石、石英和石榴子石環(huán)帶特征明顯，石英穿插透輝石； (j-1，j-2)鏡下見正長(zhǎng)石、角閃石、綠泥石及石英顆粒，正長(zhǎng)石聚片雙晶特征明顯； (k-1，k-2)鏡下見石榴子石、透輝石及少量角閃石、黑云母、石英疊加于石榴子石上； (l-1，l-2)淡綠色角閃石； Grt—石榴子石 Ep—綠簾石 Qz—石英 Mb—大理巖 Pyr-Cp-Ng—磁黃鐵礦-黃銅礦-金 Mt—磁鐵礦 Cov—銅藍(lán) Hbl—角閃石 Di—透輝石 Bit—黑云母 Cb—碳酸鹽化 Or—正長(zhǎng)石 Chl—綠泥石

表1 白象廠鉛-鋅-銀-(銅-金)多金屬礦床矽卡巖型礦化元素分析結(jié)果Table 1 Analysis data of skarn-type mineralization elements in Baixiangchang Pb-Zn-Ag-(Cu-Au) polymetallic deposit

3 矽卡巖巖相學(xué)和礦石組構(gòu)

3.1 矽卡巖巖相學(xué)特征

礦區(qū)內(nèi)斑巖體與大理巖接觸帶附近廣泛發(fā)育矽卡巖，尤以PD2-3和PD7-3坑道最為顯著，主要為石榴子石(鈣鐵榴石-鈣鋁榴石，表2，圖6a、6g-1、6g-2)、透輝石(圖6l-1、6l-2)、角閃石(圖6j-1、6j-2)、陽(yáng)起石和綠簾石(圖6i-1、6i-2)、綠泥石和正長(zhǎng)石(圖6j-1、6j-2)、石英(圖6h-1、6h-2)、螢石組成的鈣質(zhì)矽卡巖。矽卡巖內(nèi)見大量石榴子石呈粒狀集合體(圖6a)和石英、螢石沿脈狀分布(圖6b)，綠簾石分布于外側(cè)(圖6a)，其中發(fā)育團(tuán)塊狀、脈狀方解石。石英呈粒狀結(jié)構(gòu)(圖6e-1、6e-2、6h-1、6h-2)和脈狀構(gòu)造(圖6b)，方解石穿插石英脈。綠泥石和角閃石共生(圖6j-1、6j-2)，石榴子石(圖6e-1、6f-1)晶型完整，環(huán)帶特征明顯，蝕變較強(qiáng)，正長(zhǎng)石聚片雙晶特征明顯(圖6j-1、6j-2)，淡綠色透輝石解理發(fā)育(圖6d-1、6d-2、6h)。

表2 白象廠鉛-鋅-銀-(銅-金)多金屬礦床石榴子石LA-ICP-MS原位微區(qū)分析主量元素Table 2 Major element compositions of garnets by LA-ICP-MS in situ analysis in Baixiangchang Pb-Zn-Ag-(Cu-Au) polymetallic deposit

3.2 礦石組構(gòu)特征

矽卡巖型礦石中，主要的礦石礦物為輝鉬礦、黃銅礦、磁鐵礦、磁黃鐵礦、黃鐵礦(圖5)，其次為褐鐵礦、赤鐵礦；主要的脈石礦物為石榴子石、角閃石、透輝石、綠簾石、方解石、石英，其次為陽(yáng)起石、黑云母。礦石結(jié)構(gòu)主要具自形—他形粒狀(圖7f、7b)、嵌晶(圖7k)、共邊(圖7a、7c)、港灣狀(圖7h)、包裹狀(圖7j)、針狀—放射狀(圖7d、7e)、交代結(jié)構(gòu)等(圖7k、7l)，礦石多具致密塊狀(圖5a、5b)、土狀(圖5e)、浸染狀(圖5d)、細(xì)脈狀、透鏡狀(圖6c)等構(gòu)造。

(a)自形—半自形粒狀黃鐵礦，方鉛礦交代黃銅礦，黃銅礦表面見明顯擦痕； (b)黃鐵礦和黃銅礦交代磁鐵礦； (c)磁鐵礦充填交代早階段黃鐵礦，黃銅礦交代磁鐵礦； (d)針狀—放射狀赤鐵礦假象磁鐵礦(穆磁鐵礦)； (e)針狀赤鐵礦、黃銅礦、黃鐵礦； (f)五角十二面體黃鐵礦和脈狀磁鐵礦及黃銅礦； (g)自形—他形粒狀黃鐵礦和黃銅礦； (h)港灣狀黃鐵礦、磁鐵礦和黃銅礦呈交代結(jié)構(gòu)，黃銅礦表面擦痕明顯； (I)輝鉬礦和黃銅礦充填交代黃鐵礦； (j)環(huán)帶狀磁鐵礦包裹黃鐵礦； (k)黃銅礦交代黃鐵礦，閃鋅礦交代黃銅礦； (l)黃銅礦與斑銅礦接觸交代，兩者充填交代黃鐵礦； Py—黃鐵礦 Cp—黃銅礦 Gn—方鉛礦 Mt—磁鐵礦 Sp—閃鋅礦 Mag—穆磁鐵礦 Hem—赤鐵礦 Mol—輝鉬礦 Bn—斑銅礦

4 樣品采集與測(cè)試方法

對(duì)發(fā)現(xiàn)的矽卡巖進(jìn)行系統(tǒng)描述和取樣，樣品采集方法為刻槽取樣(取樣長(zhǎng)度1 m，部分取樣位置見圖3、圖4)。選取不同類型的矽卡巖型礦石樣品，使用RM200砂漿研磨機(jī)研磨至200目以下，送往澳實(shí)(廣州)分析測(cè)試中心進(jìn)行測(cè)試，微量元素使用PM-MS81電感耦合等離子體質(zhì)譜分析，樣品分解用硼酸鋰(LiBO2/ Li2B4O7)熔融，檢測(cè)儀器為電感耦合等離子體質(zhì)譜儀(ICP-MS)。將試樣加入到偏硼酸鋰/四硼酸鋰熔劑中，混合均勻，在1025℃以上的熔爐中熔化。熔液冷卻后，用HNO3、HCl和HF定容，然后用等離子體質(zhì)譜儀分析。Au(Au-AA23)低含量金—火試法，30 g火試金原子吸收光譜法，當(dāng)Cu含量超過1%時(shí)，使用(Cu-OG62)酸消解，等離子光譜定量；當(dāng)Fe含量超過50%時(shí)，使用(Fe-VOL82)測(cè)試，三氯化鈦還原，重鉻酸鉀滴定，誤差小于5%。選取具代表性的石榴子石樣品送至中國(guó)地質(zhì)科學(xué)院國(guó)家地質(zhì)實(shí)驗(yàn)測(cè)試中心進(jìn)行主量元素分析，測(cè)試方法為激光電感耦合等離子質(zhì)譜(LA-ICP-MS)，儀器型號(hào)為Thermo Element Ⅱ，激光剝蝕系統(tǒng)為New WaveUP-213。

5 分析結(jié)果

5.1 礦化元素異常特征

主量金屬分析結(jié)果見表1。礦區(qū)內(nèi)矽卡巖分帶性完整，透輝石-石榴子石矽卡巖化帶(Ⅰ)內(nèi)礦化元素異常特征不明顯，磁鐵礦化帶(Ⅱ)內(nèi)呈現(xiàn)強(qiáng)Fe異常和弱Cu異常特征，銅-(鉬-金)-磁黃鐵礦化帶(Ⅲ)內(nèi)具有較強(qiáng)的Cu異常和弱Fe、Zn、Au、Ag、Mo異常特征。

5.2 稀土元素地球化學(xué)特征

矽卡巖REE分析結(jié)果見表3。各礦化-蝕變帶REE特征如下：

1)透輝石-石榴子石矽卡巖REE特征(表2)：∑REE=597.64×10-6～1236.6×10-6，均值884.59，其稀土配分模式為L(zhǎng)REE相對(duì)富集的右傾型(圖8)。LREE/HREE=51.3～84.6，均值62.4；(La/Yb)N=157.41～271.07，均值196.71；(La/Sm)N=30.99～64.41，均值43.36；(Gd/Yb)N=2.39 ～2.77，均值2.61。

表明LREE/HREE發(fā)生強(qiáng)烈分異作用，且LREE分異作用明顯，HREE分異作用較弱。具弱Ce負(fù)異常和不具Eu異常(δEu=0.83～1.00，均值0.94；δCe=0.88～0.95，均值0.91)。

2)矽卡巖型磁鐵礦REE特征(表3)：∑REE=9.35×10-6～55.75×10-6，均值38.30，其稀土配分模式為L(zhǎng)REE相對(duì)富集的右傾型(圖8)；LREE/HREE=23.00～23.70，均值19.79；(La/Yb)N=19.59～54.57，均值36.33；(La/Sm)N=7.77～18.21，均值13.99；(Gd/Yb)N=1.30～2.13，均值1.71。表明LREE/HREE分異作用明顯，且LREE分異作用明顯，HREE分異作用較弱。具強(qiáng)Eu正異常(δEu=1.72～2.88，均值2.34)和弱Ce負(fù)異常(δCe=0.88～0.92，均值0.90)。

3)矽卡巖型銅-(金)-磁黃鐵礦分為銅金礦化、礦石兩類(表3)。

礦化巖石的REE特征：∑REE=243.47×10-6～550.42×10-6，均值438.43；LREE/HREE=22.5～32.7，均值29.3；(La/Yb)N=57.66～89.03，均值77.72；(La/Sm)N=21.41～27.18，均值23.76；(Gd/Yb)N=2.10～2.37，均值2.22。具Eu的正異常(δEu=1.37～1.56，均值1.48)和弱的Ce負(fù)異常(δCe=0.85～0.92，均值0.89)。

礦石的稀土元素特征：∑REE=9.76×10-6～99.05×10-6，均值55.41×10-6；LREE/HREE=8.91～9.84，均值9.38；(La/Yb)N=14.82～15.21，均值15.02；(La/Sm)N=5.38～6.58，均值5.98；(Gd/Yb)N=1.38～2.08，均值1.73。具弱Eu正異常(δEu=1.21～1.42，均值1.32)和弱Ce負(fù)異常(δCe=0.69～0.80，均值0.74)。

兩類的稀土配分模式均為L(zhǎng)REE相對(duì)富集的右傾型(圖8)。其中，礦石的配分模式相對(duì)平坦，表明礦石中LREE/HREE分異程度相對(duì)較低，而LREE較HREE分異作用明顯。

圖8 白象廠鉛-鋅-銀-(銅-金)多金屬礦床矽卡巖及礦石、礦物球粒隕石標(biāo)準(zhǔn)化稀土配分模式圖 (球粒隕石數(shù)據(jù)據(jù)Sun and McDonough[18])Fig.8 Chondrite normalized REE distribution pattern diagram of skarn,ores and minerals in Baixiangchang Pb-Zn-Ag-(Cu-Au) polymetallic deposit

6 討論

6.1 礦化-蝕變分帶規(guī)律

綜合野外地質(zhì)調(diào)查和礦化元素分布特征研究(表1)，發(fā)現(xiàn)矽卡巖和矽卡巖型礦體在斑巖體與大理巖接觸帶附近具明顯的分帶性，透輝石、石榴子石(鈣鐵榴石-鈣鋁榴石)等礦物組合分布于靠近斑巖體一側(cè)的內(nèi)接觸帶；綠簾石、角閃石、磁鐵礦等礦物組合賦存于中接觸帶；石英、螢石、黃銅礦、斑銅礦、輝鉬礦、黃鐵礦、磁黃鐵礦等礦物組合賦存于靠近大理巖一側(cè)的外接觸帶。

根據(jù)礦石的礦物共生組合、組構(gòu)特征，結(jié)合矽卡巖分帶性特征，將其劃分為三個(gè)帶：

透輝石-石榴子石矽卡巖化帶(Ⅰ)：主要發(fā)育顆粒狀酒紅色—棕紅色鈣鋁榴石(0.5～2 cm)(圖6a)，其次見少量粒狀深棕色—黑色的鈣鐵榴石(0.1～0.5 cm)、透輝石。

磁鐵礦化帶(Ⅱ)：以致密塊狀磁鐵礦為主，見少量浸染狀黃銅礦，脈石礦物主要為綠簾石、角閃石和少量陽(yáng)起石。

銅-(鉬-金)-磁黃鐵礦化帶(Ⅲ)：以脈狀、透鏡體狀黃(斑)銅礦-黃鐵礦-磁黃鐵礦為主，其次見少量金-輝鉬礦化，脈石礦物主要發(fā)育細(xì)脈狀石英(圖6b)，其次見少量螢石、方解石。

特征礦物組合：透輝石-石榴子石矽卡巖化帶(Ⅰ)：透輝石-石榴子石 [ 鈣鐵榴石(主)-鈣鋁榴石(次)] → 磁鐵礦化帶(Ⅱ)：綠簾石-陽(yáng)起石-角閃石-磁鐵礦 → 銅-(鉬-金)-磁黃鐵礦化帶(Ⅲ)：石英-螢石-黃(斑)銅礦-輝鉬礦-(金)-黃鐵礦-磁黃鐵礦。

6.2 矽卡巖成巖成礦作用的REE證據(jù)

在矽卡巖內(nèi)，各蝕變帶的∑REE、LREE/HREE、(La/Yb)N、(La/Sm)N具明顯的變化規(guī)律，從透輝石-石榴子石矽卡巖 → 銅礦化矽卡巖 → 矽卡巖型磁鐵礦石 → 矽卡巖型銅-(鉬-金)-磁黃鐵礦石，∑REE、LREE/HREE、(La/Yb)N、(La/Sm)N總體呈逐漸降低的趨勢(shì)，表明成礦流體交代作用明顯，使矽卡巖在礦化蝕變過程中∑REE降低、LREE與HREE之間的分異程度及LREE內(nèi)部分異程度減弱。因Y、Ho的價(jià)態(tài)和地球化學(xué)性質(zhì)相似、8次配位時(shí)其離子半徑相似(1.019×10-10和1.015×10-10)等特性[19-20]，故而在成巖成礦過程中，Y/Ho比值不會(huì)發(fā)生改變[21]。因此，研究不同蝕變帶內(nèi)Y/Ho比值關(guān)系，對(duì)研究矽卡巖和矽卡巖型礦石來(lái)源具重要意義[19，22-24]。研究發(fā)現(xiàn)，透輝石-石榴子石矽卡巖Y/Ho比值為28.29～29.07，均值為28.60；矽卡巖型磁鐵礦石Y/Ho比值為34.8～45.00，均值39.25；矽卡巖型銅-(金-鉬)-磁黃鐵礦石Y/Ho比值為32.00～47.93，均值41.20；矽卡巖型磁鐵礦石和矽卡巖型銅-(金-鉬)-磁黃鐵礦石的Y/Ho比值(>32)相似，且均大于球粒隕石Y/Ho比值(28)，而透輝石-石榴子石矽卡巖Y/Ho比值(均值28.5)與球粒隕石Y/Ho比值(28)相近。表明形成透輝石-石榴子石矽卡巖的流體主要來(lái)源于深源流體；矽卡巖型磁鐵礦石和矽卡巖型銅-(金-鉬)-磁黃鐵礦石具有相似的物質(zhì)來(lái)源，且礦石形成過程受成礦流體與斑巖體、大理巖的共同控制。

稀土元素Eu的地球化學(xué)性質(zhì)十分活潑，對(duì)判別氧化還原條件的變化具有指示作用[25]。Bau[26]認(rèn)為Eu異常與礦物生成時(shí)的溫度密切相關(guān)。當(dāng)溫度超過250℃時(shí)，Eu2+比Eu3+更易與Ca2+發(fā)生置換反應(yīng)，使得礦物中出現(xiàn)Eu正異常特征，而較高的溫度是流體中Eu2+形成的重要條件，是影響流體中Eu正異常的重要因素[27]。矽卡巖型礦石具較強(qiáng)的輕重稀土元素分餾、輕元素組內(nèi)部分異常和Eu的正異常特征，排除是后期地質(zhì)作用的結(jié)果[27]，因而在礦石沉淀過程中繼承了高溫、中—高溫成礦流體中REE特征，與矽卡巖內(nèi)出現(xiàn)大量高溫、中—高溫流體包裹體相吻合：矽卡巖型磁鐵礦的成礦溫度呈高溫(315.6℃～476.8℃，均值374.72℃) → 矽卡巖型銅-(鉬-金)-磁黃鐵礦的成礦溫度呈中—高溫(262.7℃～378.3℃，均值315.6℃)(待發(fā)表資料)。同時(shí)，Ce的價(jià)態(tài)分布特征也對(duì)氧化還原性具有重要指示意義，還原條件下呈Ce3+狀態(tài)，只有在氧化條件下呈Ce4+，而Ce電荷數(shù)的增加和半徑的減小，使之與相鄰元素表現(xiàn)出不同的地球化學(xué)行為，使得Ce與相鄰元素分離，表現(xiàn)出Ce異常[28]。從透輝石-石榴子石矽卡巖 → 矽卡巖型磁鐵礦石 → 矽卡巖型銅-(鉬-金)-磁黃鐵礦，Eu和Ce異常特征依次為弱Eu和Ce負(fù)異常(δEu均值0.94，δCe均值0.91) → 強(qiáng)Eu正異常和弱的Ce負(fù)異常(δEu均值2.34，δCe均值0.90) → 弱Eu正異常和Ce負(fù)異常(δEu均值1.24，δCe均值0.77)。其異常特征表明矽卡巖內(nèi)成礦環(huán)境經(jīng)歷了從相對(duì)封閉的高溫—強(qiáng)氧化環(huán)境 → 中—高溫—弱氧化環(huán)境的演化過程。

7 深部找礦潛力分析

該礦床現(xiàn)階段主要開采鉛鋅銀礦石，此次新發(fā)現(xiàn)的矽卡巖型鐵-銅-(金)礦化(體)，為該礦床增添的重要礦化類型，更重要是印證了矽卡巖型礦化類型是三江特提斯成礦域內(nèi)重要的礦化類型。綜合此前發(fā)現(xiàn)的斑巖型銅-金(鉬)礦(體)、熱液脈型鉛-鋅-銀礦體②和此次發(fā)現(xiàn)的矽卡巖型鐵-銅-(金)礦化(體)，構(gòu)成一個(gè)完整的斑巖型多金屬成礦系統(tǒng)，預(yù)示多金屬成礦潛力大。

通過與鄰近的北衙超大型金多金屬礦床和馬廠箐大型銅鉬金多金屬礦床的對(duì)比研究，從成礦巖體及其時(shí)代、構(gòu)造控礦特征、矽卡巖型礦體賦存部位、矽卡巖型礦體形態(tài)、矽卡巖礦物組合、礦化—蝕變分帶規(guī)律、矽卡巖組構(gòu)等7個(gè)方面(表4)來(lái)評(píng)價(jià)矽卡巖型鐵-銅-(金)礦化(體)是否具有更大的成礦潛力。

礦床對(duì)比研究表明，盡管3個(gè)礦床外帶的賦礦地層時(shí)代不同，但是該礦床與馬廠箐銅鉬金多金屬礦床和北衙金多金屬礦床，在成礦巖體成巖時(shí)代、矽卡巖礦體賦存部位、構(gòu)造特征、矽卡巖礦體形態(tài)、矽卡巖礦物組合及組構(gòu)特征等多方面高度相似，指示該礦床深部具有良好的成礦地質(zhì)條件，該礦床矽卡巖及其礦化分帶規(guī)律明顯、礦化類型豐富等特點(diǎn)突出。同時(shí)，該礦床賦礦地層中構(gòu)造裂隙發(fā)育，大理巖化、硅化強(qiáng)烈，為成礦流體運(yùn)移提供了通道，為矽卡巖型礦體的形成提供了良好條件。因此，該礦床矽卡巖型礦體找礦潛力巨大。結(jié)合目前工程揭露的礦體范圍和化學(xué)分析結(jié)果，綜合推斷，該礦床具有大型銅金多金屬礦床的找礦前景。故建議進(jìn)一步圍繞斑巖體與深部大理巖接觸帶開展深部找礦勘查工作，有望取得深部找礦新突破。所以，該發(fā)現(xiàn)不僅對(duì)礦床深部及外圍找礦具有重要的指導(dǎo)意義，而且對(duì)“三江”特提斯成礦域斑巖型成礦系統(tǒng)研究和勘查部署具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。

表4 “三江”特提斯成礦域典型礦床特征對(duì)比Table 4 Characteristic comparison of typical deposits in the Tethys metallogenic area of Sanjiang

8 結(jié)論

1) 發(fā)現(xiàn)白象廠多金屬礦床深部在斑巖體與大理巖接觸帶存在以鈣鐵榴石-鈣鋁榴石為主的鈣質(zhì)矽卡巖和矽卡巖型鐵-銅-(金)礦化(體)，且礦化—蝕變分帶規(guī)律明顯：從接觸帶內(nèi)帶 → 接觸帶外帶依次為透輝石-石榴子石 → 綠簾石-角閃石-陽(yáng)起石-磁鐵礦-黃銅礦 → 石英-螢石-黃(斑)銅礦-(輝鉬礦-金)-黃銅礦-磁黃鐵礦。

2) 白象廠鉛-鋅-銀-(銅-金)多金屬礦床矽卡巖型礦石具有相同的成礦物質(zhì)來(lái)源，其形成環(huán)境經(jīng)歷了從高溫—強(qiáng)氧化環(huán)境到中高溫—弱氧化環(huán)境的演化過程。

3) 基于同一成礦帶內(nèi)鄰近的北衙、馬廠箐大型—超大型礦床對(duì)比研究，發(fā)現(xiàn)它們具有相似性，可構(gòu)成斑巖型多金屬成礦系統(tǒng)，預(yù)示該礦床深部找礦潛力大。

注釋：

① 云南省有色地質(zhì)310隊(duì). 云南省賓川縣白象廠鐵金礦普查地質(zhì)報(bào)告[R]. 2005.

② 昆明鑫地地質(zhì)勘探有限公司. 云南省賓川縣白象廠礦區(qū)物化探綜合成果報(bào)告[R]. 2012.

③ 云南正瑞鑫礦業(yè)有限公司. 云南省賓川縣白象廠鐵金礦資源儲(chǔ)量核實(shí)報(bào)告[R]. 2014.