肖娥 居維偉 肖曉牛 劉小胡 張悅秋
(①江蘇省有色金屬華東地質(zhì)勘查局 南京 210000②南京大學(xué)地球科學(xué)與工程學(xué)院 南京 210000)
播卡金、銅礦區(qū)地處云南中部元古界銅多金屬成礦帶之東川礦集區(qū)。地理位置上處于云貴高原北部,與四川省會(huì)東縣隔江相望(董長春等,2014)。區(qū)內(nèi)經(jīng)歷了多期次巖漿活動(dòng),皺褶、斷裂等構(gòu)造極其發(fā)育,并伴隨有豐富的銅鐵金等礦產(chǎn)。前人對(duì)該區(qū)開展了多項(xiàng)地質(zhì)研究工作,并取得了眾多研究成果。近年來,隨著對(duì)云南播卡礦區(qū)進(jìn)一步的勘查探索、開發(fā)利用和綜合研究,發(fā)現(xiàn)了大量新的地質(zhì)信息,對(duì)深化礦床地質(zhì)研究,提升礦床成因認(rèn)識(shí),建立成礦模式提供了條件。
勘查工作表明,播卡礦區(qū)的金、銅礦體主要分布于鈉質(zhì)巖系附近受到構(gòu)造破碎的炭質(zhì)板巖、細(xì)碎屑巖和角礫巖中(圖1a-b),少數(shù)見于蝕變巖體頂部。
圖1 播卡礦區(qū)野外地質(zhì)現(xiàn)象照片
礦體由眾多礦脈群組成,礦脈群形態(tài)多樣,根據(jù)其內(nèi)部構(gòu)造,可主要分為兩種類型(圖2a-b):一種為網(wǎng)狀構(gòu)造,常發(fā)育一條或幾條主脈體,推測為礦體形成時(shí)成礦流體的主通道;一種為樹狀構(gòu)造,常發(fā)育一條“樹桿”主通道,經(jīng)由主通道又分支為“樹枝”次通道,并具有不同的倒伏方向。富金礦體常分布于兩組斷裂或網(wǎng)脈狀斷裂分叉結(jié)合部,向下延深呈舒緩波狀,或呈串珠狀斷續(xù)相連。
圖2 播卡礦區(qū)礦脈群照片
礦化多以石英-硫化物脈和網(wǎng)脈的形式產(chǎn)出,可見部分熱液充填角礫狀礦石,熱液成礦特征明顯。礦化蝕變雖可見硅化、絹云母化、碳酸鹽化等中低溫蝕變組合,但亦見較多鈉長石化、鐵白云石化等高中溫蝕變組合。野外地質(zhì)現(xiàn)象中,表現(xiàn)為從巖體向外,呈鈉長石-石英-鐵白云石化、石英-貧鐵碳酸鹽化的蝕變分帶,且鈉長石-石英-鐵白云石化帶及其與石英-貧鐵碳酸鹽化帶的過渡部位,往往是硫化物含量和金品位較高的地段,表明礦體形成先經(jīng)歷了高中溫階段,而后隨著成礦作用繼續(xù)進(jìn)行,溫度也隨之降低(董長春等,2014)。
隨著礦山開拓工程的系統(tǒng)揭露,進(jìn)一步揭示礦體多產(chǎn)于鈉質(zhì)輝綠巖系的上盤或旁側(cè)與圍巖的接觸帶上或破碎帶中,與鈉質(zhì)輝綠巖系在空間上呈現(xiàn)“形影相伴”特征(肖曉牛等,2017)。尤其是巖體內(nèi)細(xì)脈浸染狀金、銅礦(化)體的發(fā)現(xiàn),表明區(qū)內(nèi)礦體與侵入巖體存在密切成因聯(lián)系。
鋯石LA-ICP-MS U-Pb同位素測年結(jié)果顯示,區(qū)內(nèi)鋯石從1530 Ma至775 Ma均有分布,表明這些鋯石經(jīng)歷了多次構(gòu)造-熱事件的疊加改造。礦區(qū)內(nèi)銅多金屬礦的形成時(shí)代與巖漿熱事件發(fā)生的時(shí)代吻合,顯示該地區(qū)銅多金屬礦的形成與同期巖漿作用具有密切成因聯(lián)系(胡建等,2015)。
根據(jù)礦物共生組合、礦石組構(gòu)及脈體穿插關(guān)系,在野外實(shí)地坑道編錄、系統(tǒng)取樣分析以及鏡下觀察的基礎(chǔ)上,將播卡金礦流體成礦過程劃分為3個(gè)階段,分別為:石英-黃鐵礦成礦早階段、石英-多金屬硫化物成礦主階段和石英-碳酸鹽成礦晚階段。成礦主要集中在石英-黃鐵礦階段和石英-多金屬硫化物階段,流體包裹體巖相學(xué)研究表明(肖曉牛等,2017),礦床具有高中溫、高鹽度的巖漿熱液型金礦特征,同時(shí)流體中SO42-較高濃度的出現(xiàn),表明成礦作用中巖漿水的參與具有重要意義,故播卡金礦的礦床成因類型為巖漿熱液型礦床。
綜合勘查研究工作表明,播卡礦區(qū)成礦與鈉質(zhì)輝綠巖系有關(guān),本區(qū)成礦作用具多世代、多期次富集疊加的特點(diǎn),礦床初始成礦作用發(fā)生在晉寧晚期-澄江期,與Rodinia超大陸裂解拉張背景下的鈉質(zhì)巖漿活動(dòng)關(guān)系密切,并在后期受到了喜馬拉雅造山期的改造、疊加和富集作用(圖3)。
圖3 播卡礦床成礦模式圖
(1)在Rodinia超大陸裂解構(gòu)造背景下,拉張環(huán)境導(dǎo)致地幔物質(zhì)上涌;
(2)晚元古代(~785Ma),區(qū)域構(gòu)造動(dòng)力作用使鈉質(zhì)巖系等沿深斷裂帶上侵,定位于地殼與深斷裂相連通的斷裂破碎帶內(nèi),由于物理化學(xué)條件發(fā)生變化,發(fā)生熱液成礦作用,沉淀為早期富銅及貧金礦體(董長春,2014);
(3)喜馬拉雅運(yùn)動(dòng)期,本區(qū)處于陸內(nèi)造山階段,來自深部的熱液流體對(duì)巖體及圍巖進(jìn)行了強(qiáng)烈改造,并不斷萃取、捕獲地層中的成礦物質(zhì),成為富含金等成礦物質(zhì)的熱液流體,流體沿?cái)嗔褞У韧ǖ肋\(yùn)移,形成部分新的富金熱液(董長春,2014),成礦疊加于早期金礦體之上,使早期礦體得到改造富集,形成了富金礦體。
(1)礦區(qū)成礦與巖漿熱事件密切相關(guān),區(qū)內(nèi)成礦作用具多世代、多期次富集疊加的特點(diǎn)。
(2)礦床初始成礦作用發(fā)生在晉寧晚期-澄江期,與Rodinia超大陸裂解拉張背景下的鈉質(zhì)巖漿活動(dòng)關(guān)系密切,并在后期受到了喜馬拉雅造山期的改造、疊加和富集作用。