郭甲一 ,胡靜波,陳鵬 ,孫紅濤,姜治業(yè),謝白楊
(1.河南省有色金屬地質(zhì)勘查總院,河南 鄭州 450052;2.河南省有色金屬深部找礦勘查技術(shù)研究重點實驗室,河南 鄭州 450052;3.中色國際礦業(yè)股份有限公司,北京 100029;4.河南省有色金屬地質(zhì)礦產(chǎn)局第二地質(zhì)大隊,河南 鄭州 450016;5.河南省有色金屬地質(zhì)礦產(chǎn)局第六地質(zhì)大隊,河南 鄭州 450016)
南撈錫多金屬礦位于云南省馬關(guān)縣城東南119°方向14 km處,行政區(qū)劃隸屬云南省文山壯族苗族自治州馬關(guān)縣南撈鄉(xiāng)。中心地理坐標為東經(jīng)104°31′30″,北緯22°57′58″。2012年10月開始至2014年7月,河南省有色金屬地質(zhì)勘查總院在該區(qū)系統(tǒng)開展了普查和詳查地質(zhì)工作,發(fā)現(xiàn)并控制錫多金屬礦體6個,礦區(qū)提交錫礦石量407.86萬t,金屬量13968 t,平均品位0.342%;提交(331+332+333)鎢礦石量86.48萬t,金屬量2999 t,平均品位0.347%;提交(332+333)類伴生鋅金屬量6352 t,平均品位1.454%①。本文從區(qū)域地質(zhì)、礦區(qū)地質(zhì)特征、礦床成因入手,劃分礦床類型,為礦床今后的開采利用、深部及外圍找礦提供指導(dǎo)作用。
南撈錫多金屬礦位于華南褶皺系(Ⅱ)滇東南褶皺帶(Ⅱ2-2)南溫河變質(zhì)核雜巖西部,文山-馬關(guān)隆起南端的老君山花崗巖復(fù)式背斜內(nèi),在老君山花崗巖巖體西部外接觸帶(葉天竺,2014)。區(qū)域內(nèi)出露地層呈不規(guī)則穹隆狀產(chǎn)出,長軸近南北向,其內(nèi)核分布古元古界南撈片麻巖、古元古界猛洞巖群、新元古界新寨巖組,外圍出露寒武系、奧陶系、泥盆系、石炭系、二疊系、三疊系、古近系、新近系、第四系,缺失早古生界奧陶系上統(tǒng)、志留系及中生界侏羅系、白堊系。寒武系下統(tǒng)變質(zhì)為板巖及片巖類,部分碳酸鹽巖變質(zhì)為大理巖;中寒武統(tǒng)以上碳酸鹽巖沉積逐漸增加(王琨等,2014)。奧陶系下統(tǒng)為碳酸鹽巖和砂泥質(zhì)巖(圖1)。下泥盆統(tǒng)為一套陸相濱淺海沉積,呈微角度覆于寒武系上,多已變質(zhì)為板巖類;泥盆系中上部為臺地相碳酸鹽巖(成連華等,2006)。二疊系為陸棚相碳酸鹽巖夾硅質(zhì)巖。三疊系為泥質(zhì)碎屑巖-基性火山巖(玄武巖)。第三系為山麓-湖泊相含煤碎屑巖沉積,第四系為沖洪積、崩積松散物。
圖1 云南南撈礦區(qū)區(qū)域地質(zhì)略圖(據(jù)王琨等,2014修改)
與礦帶(田)成因有直接聯(lián)系的含礦巖系為上元古界新寨巖組(Pt3x)及寒武系區(qū)域變質(zhì)巖中統(tǒng)田蓬組(∈2t)及下統(tǒng)沖莊組(∈1ch),是成礦區(qū)不同礦床類型重要礦源層,同時又是直接的含礦、容礦地層(張歡等,2003)。區(qū)域上最顯著的構(gòu)造是以南溫河為核部的變質(zhì)核雜巖構(gòu)造,該構(gòu)造是滇東南地區(qū)重要的控礦構(gòu)造組合。錫鎢多金屬熱液礦化以斷裂構(gòu)造為通道,在鄰近有利地層、構(gòu)造部位停積,錫、鋅、鎢、銅、銀等眾多礦產(chǎn)在南溫河變質(zhì)核雜巖構(gòu)造內(nèi)核和外圍呈(環(huán))帶產(chǎn)出。南溫河變質(zhì)核雜巖由變質(zhì)內(nèi)核及蓋層兩部分組成,二者之間以剝離斷層相分劃,變質(zhì)內(nèi)核主要由南撈片麻巖、志留紀南溫河序列花崗巖及下元古界猛硐巖群、上元古界新寨巖組構(gòu)成,其次是后期侵入的花崗巖(張寶林等,2015)。蓋層主要由淺變質(zhì)和未變質(zhì)的寒武系和泥盆系組成,與核部雜巖以基底剝離斷層相分劃。
本區(qū)處于華南褶皺系、滇東南(文山—麻栗坡)褶皺帶、都龍(老君山)變質(zhì)核雜巖(隆起)帶西緣,礦區(qū)出露的地層主要為下元古界南撈片麻巖、花崗片麻巖(Ngn)、上元古界新寨組(Pt3x1)云母片巖、炭質(zhì)片巖、上元古界新寨巖組(Pt3x2)石英片巖、矽卡巖夾薄層云母片巖(鄭慶鰲和楊滌生,1997)(圖2)。
圖2 南撈錫多金屬礦區(qū)地質(zhì)簡圖(自測)
礦區(qū)位于老君山穹隆西側(cè),構(gòu)造較發(fā)育,以NE向斷裂構(gòu)造為主。NE向斷裂主要分布于Pt3x2和Ngn接觸部位附近,呈陡切溝谷地貌形態(tài)。NE向構(gòu)造是區(qū)內(nèi)重要的導(dǎo)礦賦礦構(gòu)造,沿NE向構(gòu)造向東西兩側(cè),錫礦化逐步減弱,錫礦化體主要集中在NE(F1)向斷裂下盤,在橫剖面上呈不規(guī)則枝杈狀分布(圖3);走向上由于受近EW向斷裂破壞,沿走向呈階梯狀展布。
圖3 南撈錫多金屬礦區(qū)00勘探線剖面圖
區(qū)內(nèi)巖漿巖主要為白堊紀都龍超單元花崗巖。分布于礦區(qū)東部,西與花崗片麻巖(Ngn)呈侵入接觸關(guān)系。巖體成分主要為中細粒二云母二長花崗巖,礦區(qū)東端部分地段為中粗粒似斑狀二云母二長花崗巖(圖2)。
本區(qū)含礦層為上元古界新寨巖組(Pt3x)上段的矽卡巖層,以沉積厚度相對較小,巖類組合相對簡單、巖相變化相對單一為特點。
(1)含礦層上部及下部,巖類組合相對復(fù)雜,巖相縱橫變化較大,呈犬齒交替變換,以碎屑巖、鈣泥質(zhì)巖、碳酸鹽類巖相互側(cè)變、相互取代,導(dǎo)致后期形成的含礦巖石—矽卡巖形態(tài)復(fù)雜、多層疊加、呈現(xiàn)疊瓦狀排列等特點。
(2)成礦元素在含礦層內(nèi)的分配和富集顯示垂直分帶和水平分帶特點,自上而下為:在上部石英片巖內(nèi)不具礦化,下部僅在幾米至十幾米內(nèi)具錫礦化,局部形成錫鎢礦體;矽卡巖層內(nèi)錫鎢鋅元素富集,形成錫鎢鋅礦體;在下部的石英片巖、云母片巖的上部幾米范圍內(nèi)具錫礦化,下部不具礦化;金屬水平分帶以礦區(qū)F1和F2斷層之間的矽卡巖為富集中心,向東西兩側(cè)礦化逐步減弱、變貧。
矽卡巖經(jīng)過長期地質(zhì)演化形成復(fù)變質(zhì)巖石,區(qū)域變質(zhì)時期形成干矽卡巖,后經(jīng)巖漿熱液交代作用,形成復(fù)雜矽卡巖,是區(qū)內(nèi)錫鎢鋅礦體的主要賦礦巖石。
2.3.1 矽卡巖地質(zhì)特征
矽卡巖主要賦存于上元古界新寨巖組(Pt1x)的上段,下段也有矽卡巖透鏡體出現(xiàn),但規(guī)模較?。ɡ顚汖埡兔拔模?010)。矽卡巖大致沿層分布,局部地段與圍巖有一定的交角。矽卡巖地質(zhì)體外形不規(guī)則,沿走向和傾向均有膨脹、收縮、分枝等現(xiàn)象,其形態(tài)呈似層狀、透鏡狀。矽卡巖礦化極不均勻,同一地質(zhì)體內(nèi),錫鎢鋅含量差異甚大,有的地段形成富厚工業(yè)礦體,有的地段僅有礦化。
2.3.2 矽卡巖共生礦物組合
含礦矽卡巖組成礦物復(fù)雜,硅酸鹽礦物及金屬硫化物種類多達10余種,根據(jù)主要礦物含量,含礦矽卡巖可分為3種,各種矽卡巖礦物成分、結(jié)構(gòu)構(gòu)造特征如下:
(1)透輝石石榴石矽卡巖(圖4a):透輝石為主,含量為55%,粒徑≤4 mm;石榴石石含量約為35%,粒徑≤4 mm;伴生礦物有斜長石、方解石等;金屬礦物有磁黃鐵礦、鐵閃鋅礦、黃鐵礦、錫石、白鎢礦等;粒狀變晶結(jié)構(gòu),塊狀構(gòu)造。
(2)錫鎢礦石榴石矽卡巖(圖4b,d):石榴石含量約75%,一類為微晶<0.015 mm,分布均勻,夾雜幾個石英短細脈;另一類粒徑約0.1 mm,部分膠結(jié)石英顆粒;伴生礦物有石英、透輝石等;金屬礦物有錫石、磁黃鐵礦、黃鐵礦、鐵閃鋅礦等;粒狀變晶結(jié)構(gòu),塊狀構(gòu)造。
(3)方解石、石英、石榴石矽卡巖(圖4c):石榴石為主,粒徑≤2.5 mm;方解石<10%,粒徑≤4 mm;伴生礦物有石英、榍石、綠簾石等;金屬礦物有錫石、黃鐵礦、黃銅礦、磁黃鐵礦、鐵閃鋅礦等;粒狀變晶結(jié)構(gòu),塊狀構(gòu)造。
圖4 南撈錫多金屬礦區(qū)矽卡巖顯微照片(a—c)及手標本(d)
2.2.3 矽卡巖化學(xué)成分
礦區(qū)矽卡巖層為鈣鎂硅酸鹽類,化學(xué)成分及含量與硅酸鹽礦物組合有關(guān)透輝石石榴石矽卡巖成分表現(xiàn)為中鋁、低鐵、中鈣;錫鎢礦石榴石矽卡巖成分表現(xiàn)為富鐵、富鈣;石榴石方解石透輝石矽卡巖成分表現(xiàn)為富鐵、富鋁(表1)。
表1 南撈錫多金屬礦區(qū)矽卡巖巖石化學(xué)成分表/ %
矽卡巖型錫鎢鋅礦床主要受構(gòu)造、地層、變質(zhì)巖等多種地質(zhì)因素控制,具有較明顯的空間分布特征:
(1)礦體賦存于上元古界新寨巖組上段的第一、第二層矽卡巖層內(nèi),集中分布于第一層。局部地段在靠近矽卡巖的片巖內(nèi)有少量礦體產(chǎn)出。
(2)厚、富礦體集中于F1-F2斷層之間地段。礦體走向方向受F1-F2斷層控制,分布于F1-F2斷層之間(圖3)。錫鎢鋅礦體長度1830 m。大部分礦體分布標高1367~1654 m。
(3)礦體(層)位于區(qū)域變質(zhì)巖的低綠片巖相帶內(nèi),大致沿變質(zhì)巖相帶展布,下伏的變粒巖、片麻巖內(nèi)不具礦化。
南撈錫多金屬矽卡巖型礦床,具有長期演化過程,早期沉積噴流的錫鎢較高的沉積物及早期簡單矽卡巖階段,形成顆粒很細、含錫很貧的硅酸鹽型礦化矽卡巖(賈潤幸等,2007);復(fù)雜矽卡巖階段,錫石逐步析出富集,形成光性不同,具有核心-環(huán)帶構(gòu)造的多重晶;巖漿熱液階段的早期,形成錫石磁鐵礦型礦石;晚期為錫石硫化物型礦石。礦物生成順序見表2。
表2 南撈錫多金屬礦礦物生成順序表
南撈錫多金屬礦物質(zhì)來源于燕山期花崗巖熱液(張歡等,2003)。礦區(qū)東部的馬鹿塘單元二云母二長花崗巖以大量熱能和流體對區(qū)域變質(zhì)形成的簡單矽卡巖進行改造,形成含礦復(fù)雜矽卡巖;此外,在后期花崗巖化過程中,花崗巖熱液提供的成礦元素形成的成礦溶液通過F1斷層,進一步交代區(qū)內(nèi)的矽卡巖,使錫的絡(luò)合物分解沉淀,礦化疊加富集,最終形成工業(yè)礦體。含礦地層新寨巖組原巖為碎屑巖與碳酸鹽巖組合(張毓策等,2020)。受變質(zhì)作用影響,新寨巖組地層平均含錫41×10-6、鋅211×10-6、鎢19×10-6,高于正常區(qū)數(shù)倍至數(shù)十倍,為本區(qū)礦源層,為礦床的形成提供了物質(zhì)基礎(chǔ)。
地層既起到容礦、儲礦圍巖的作用,同時也是成礦元素的礦物質(zhì)來源,新寨巖組控制了礦體垂直空間的分布,提供了錫多金屬礦床的物質(zhì)來源(孫柱兵等,2017),通過研究表明:中-大型錫多金屬礦體賦存于新寨巖組地層上段的矽卡巖層內(nèi)(鄭慶鰲和楊滌生,1997)。
區(qū)內(nèi)發(fā)育平行地層走向的斷裂,斷裂與巖漿熱液活動、礦化作用關(guān)系密切,區(qū)內(nèi)斷裂之間巖層破碎帶、地層為礦液運移、聚集提供了良好的地質(zhì)條件,形成區(qū)內(nèi)地層、斷裂、矽卡巖及礦體相互平行排列。
南撈錫多金屬礦區(qū)F0斷裂是區(qū)內(nèi)的主要控礦構(gòu)造。F0斷裂規(guī)模較大,屬區(qū)內(nèi)的一級構(gòu)造,是區(qū)域上剝離斷層①。它總體呈弧狀、孤島狀、不規(guī)則狀展布,斷層面向東南傾斜,傾角較緩,東部延伸至巖體內(nèi)。礦區(qū)F0斷裂延伸既長又深,巖漿活動與該斷裂關(guān)系密切,多期次地質(zhì)活動所產(chǎn)生的局部應(yīng)力使鄰近斷裂的地層內(nèi)大理巖與片巖接觸面產(chǎn)生層間剝離或異相剝離面空間,厚大礦體賦存于這些空間里面。
在成礦過程中,圍巖化學(xué)特性對矽卡巖型礦床規(guī)模、貧富有制約作用,南撈錫多金屬矽卡巖型礦床,是多期次多階段成礦的產(chǎn)物,不同成礦階段伴隨有不同種類的圍巖蝕變,其中以晚期矽卡巖化最重要,圍巖控礦作用以晚期矽卡巖化、綠泥石化與成礦關(guān)系最密切,富厚礦體多賦存于綠泥石化矽卡巖中。
礦區(qū)處于揚子地臺前緣海盆深拗陷區(qū),巖石類組合比較復(fù)雜,巖相縱橫側(cè)變頻繁,通過長期地質(zhì)演化,含礦巖石—矽卡巖地質(zhì)體賦存于碳酸鹽巖與碎屑巖過渡區(qū),矽卡巖和工業(yè)礦體層數(shù)較多部位處于巖相頻繁交替變化地段。
成礦元素的遷移是從高級變質(zhì)帶遷移至低級變質(zhì)帶,區(qū)內(nèi)混合巖帶貧化了成礦元素。成礦元素得到富集的部位位于綠片巖相帶,為錫多金屬礦成為擴容帶,區(qū)內(nèi)多層中-大型錫多金屬礦體賦存于綠片巖相帶的下部,礦床的空間分布受變質(zhì)相帶控制(李小寬等,2020)。
(1)新寨巖組(Pt3x)地層片巖、大理巖、矽卡巖復(fù)合巖性頻繁出現(xiàn),相互取代變化的地段,是有利的成礦空間,賦礦巖石矽卡巖是工業(yè)礦體形成就位的先決條件,礦體大小、礦床規(guī)模取決于矽卡巖發(fā)育的層數(shù)和規(guī)模。
(2)含礦層、斷裂同向排列,構(gòu)成相對開放的成礦環(huán)境,有利于變質(zhì)熱液、巖漿熱液遷移、循環(huán)、交代、置換,波狀起伏的層間褶皺、層間剝離空間是最佳儲礦場所。
(3)南撈錫多金屬礦床成因?qū)儆谘嗌狡谥兴嵝詭r漿活動有關(guān)的“中高溫構(gòu)造-巖漿熱液接觸交代”型(矽卡巖型)錫多金屬礦床,屬矽卡巖容礦的錫多金屬礦床。
注 釋
①河南省有色金屬地質(zhì)勘查總院.2013.云南省馬關(guān)縣李子坪林場錫多金屬礦區(qū)地質(zhì)詳查報告[R].25-189.