云南马关都龙锡锌多金属矿床成矿控制条件.pdf

第6 0 卷第4 期 2008 年11 月 有色金属 N 0 1 1 f e t r O L l 8M e t a l s V 0 1 ．6 0 ．N o 二 N o v e m b e r20 08 云南马关都龙锡锌多金属矿床成矿控制条件 张春红1 ，黎应书2 ，王金良1 ，林知法1 1 ．云南华联锌铟股份有限公司。云南马关6 6 3 7 0 1 ； 2 ．昆明理工大学地球科学系，昆明6 5 0 0 9 3 摘要都龙锡矿床是我国继云南个旧锡矿床和广西大厂锡矿床后的第三大锡矿床。通过对都龙矿区多年的地质资料收集 和分析，总结出了都龙锡锌多金属矿床的成矿控制条件为地层控矿作用、变质作用与成矿关系、花岗岩成矿作用和构造控制作用。 这对指导都龙矿区的生产勘探和矿山找矿工作有重要的意义。 关键词矿山工程；锡锌多金属矿床；成矿控制条件；都龙锡矿 中图分类号P 6 1 8 ．4 4 ；T D 8 6 2 ．4文献标识码A文章编号1 0 0 1 0 2 1 1 2 0 0 8 0 4 0 1 4 0 0 4 都龙锡锌多金属矿床位于华南褶皱系西南缘的 滇东南褶皱带，属南邻花岗岩系列，地处越北古陆， 哀牢山窿起，康滇地轴等构造单元交汇地带，见图 1 。矿床位于老君山花岗岩体西南侧外接触带，北面 和东面以F O 为界，宽约1 ．5 k i n ，向南延至中越国境 线，由铜街、曼家寨、辣子寨、五口硐、南当厂五个矿 段组成，长约8 k i n ，构成南北方向展布的锡锌多金属 矿带。矿山由云南华联锌铟股份有限公司开发利用， 已有4 9 年采矿历史。2 0 0 6 年产精矿锌近3 5 0 0 0 t ，精 矿锡1 0 0 0 t ，精矿铜3 0 0 i 。通过研究，揭示了矿体主要 产于碳酸岩与碎屑岩交互过渡带中，受岩相、变质带、 构造、岩体等综合地质因素控制，说明了岩性越复杂， 越有利于成矿，单一岩性不利于成矿，对以后矿山地 质工作的开展世有一定指导意义。 图1中寒武世田蓬期古地理图 F i g ．1 A n c i e n tg e o g r a p h i cm a po fT i a n p e n gp e r i o d i nm i d ．C a m b r i a nS e r i e s 收稿日期2 0 0 6 1 2 1 9 作者简介张春红 1 9 7 1 一 。男。云南石屏县人，工程师，主要从事 矿山地质管理等方呵的工作。 1矿区地质 老君山锡多金属成矿区，构造形迹显示复杂性 和多旋回特点。老君山花岗岩侵位于东西向和南北 向构造交切部位。成矿区的形成，经历了沉积、变 质、岩浆作用等阶段，具有分期、演化、迭加的特怔， 并具有明显的时间、空间分布。 1 ．1 地层 矿区出露的地层为寒武系田蓬组，经区域变质 形成绿片岩及角闪岩相。受变质的原岩为类复理式 沉积建造。下部以碎屑岩为主夹钙、泥质岩。中部 以泥质岩、碳酸盐岩为主夹少量碎屑岩。上部以碳 酸盐岩为主夹泥质岩。田蓬组总厚2 5 2 8 m ，按岩石 组合分为五个岩性段。∈t 2 是矿区内主要含矿岩 系，该层由大理岩、片岩、硅卡岩及少量变粒岩组成， 岩相变化大，分为三段∈t 2 - 3 灰白、深灰色薄至中 厚层细晶白云石大理岩、方解石大理岩，两者有时侧 变为一种岩性，中下部常夹云母石英片岩，本层顶部 及底部的硅卡岩中含锡锌矿体；∈t 2 - 2 灰、灰绿色 片岩夹多层白云石、方解石大理岩，两者沿走向、倾 斜方向常互相侧变，在片岩及大理岩接触界面与不 纯大理岩中，绿泥石硅卡岩、透辉石硅卡岩较发育， 形成富厚的锡锌矿体，为本区主要含矿层位； ∈2 t 2 - 1 灰、浅灰色中至厚层状细一中晶白云石、方 解石大理岩，局部含硅、泥质，本层顶部含锡锌硅卡 岩矿体。 1 ．2 构造 ． 矿区位于老君山花岗岩复式背斜的南西侧，在 区域性构造格局形成过程中，产生一系列与复背斜 轴向一致的波状褶曲及纵向断裂，如图2 所示。 万方数据 第4 期张春红等云南马关都龙锡锌多金属矿床成矿控制条件 1 4 1 添。- j f i 利者- 石太- 者麦片省 ，斑谨3 瘿锶 _ 锣㈡ ’捌 闻石羹云片- 史太曩者 【i ；到榭石．a 云石，蓄鼍丈l 糟寰片者 [ 强q 云_ 长生，蚶，片_ 者 『。石刁量薹- 匦司耗一蠢舟 5 云司白云母花一- 4 西司云母藏一者 圆矽卡岩 苣到r - [ 三] r 亿l 戋 幽赛一研l E 且，l _ 断_ E 三] l } 性再- 直奠为推_ ’ 团“再- 团霄_ - 图2 都龙矿区地质图 F i g ．2G e o l o g i c a lm a pi nD u l o n gd i g g i n g s 铜街～曼家寨背斜为宽缓型褶皱，大致呈南北 向分布，长约5 k i n ，轴向N 5 。W ～N 2 0 。E 。褶皱轴北 高南低，背斜向南倾伏。该背斜的层间剥离空间，是 铜街～曼家寨矿段锡锌工业矿体有利的赋存空间。 矿区主要断裂构造为F 0 和F 1 等断层，与铜街～曼 家寨背斜大致并列分布，组成背斜断裂构造带。其 间尚有规模较小的S N 向、N E 向纵断层及N W 向横 断层分布。F 0 断层出露于曼家寨矿段东部，平面上 呈弧形展布，走向N 5 。E ～N8 。w ，倾向西，倾角4 0 。 ～5 5 。，正斜断层，矿化热液通道。F 】断层出露于曼 家寨矿段中部，平剖面上均呈弧形弯曲，走向S N ～ N N E ～N N W ，倾向西，倾角1 5 。～3 0 。，逆斜断层，成 矿前断裂，热液锡矿化主要活动场所。 1 ．3 变质作用及变质岩 矿区分布的变质岩为中寒武统田蓬组中下段， 由于多期次构造运动的迭加，变质作用比较复杂， 形成种类繁多的变质岩。从岩石共生矿物组合、结 构、构造、蚀变类型等，均显示出变质作用由浅至深， 多期迭加分段演化的特点，上部为浅变质带，中下部 为中一深变质带，岩石类型具有由区域变质岩向花 岗质混合岩演化的规律。 1 ．4 岩浆活动 老君山花岗岩属白垩纪壳源花岗岩。岩体性质 具有复式、中低侵位继承演化的特点。花岗岩的形 成以混合岩为先导，随岩石演化，S i 0 2 ，K ，N a 含量 增加，F e 和M g 等组分下降，S n ，w 等亲花岗岩成矿 元素逐步富集。岩体的侵位空间由原地至半原地渐 次上升，岩体的形态规模逐步减小。矿区出露的花 岗岩，系老君山岩体的南部边缘，分为5 3 ”，5 3 b ， 5 3 c 三期，表现出从岩基一岩株一岩脉的变化特征。 矿区花岗岩体与寒武纪田蓬组∈2 t 3 ，∈2 t 2 ，∈2 t 1 等 岩性段呈侵位接触。花岗岩成矿作用是都龙矿区极 其重要的成矿阶段，主要表现在热动力驱使含矿地 层中分散的锡、锌元素活化、迁移及岩浆期后矿化热 液的叠加富集。 2 矿床地质特征 曼家寨矿段是都龙锌锡多金属矿带中极其重要 的组成部分。矿段赋存有锡石硫化物硅卡岩型矿床 和锡石硫化物石英脉型矿床，锡石硫化物硅卡岩型 矿床赋存于∈2 t 2 地层中。根据含矿岩石组合特征， 可分为上、下两个含矿层位。上含矿层∈t 2 _ 2 以大 理岩为主夹片岩，两种岩性之间硅卡岩发育，层内赋 存的M k 2 2 ，M k 2 1 两个大理岩一硅卡岩群体分别控 制了2 4 ，3 2 及3 1 主矿体的空间位置。下含矿层 ∈2 P - 1 浅部为石英云母片岩，向深部相变为大理 岩、石英云母片岩互层，两种岩性之间硅卡岩特别发 育，层内赋存的M k 卜2 ，M k 卜1 两个大理岩一硅卡岩 群体分别控制了1 ，6 2 及1 3 ，2 9 主矿体的空间 位置。后者主要分布于矿段东部，矿体形态极不规 则，规模较小。 矿体大致沿层产出，产状随含矿层同步褶曲，沿 走向和倾斜具波状起伏变化，矿段东部的矿体产状平 缓，部分矿体倾角趋近水平，西部矿体倾角稍陡，一般 1 0 。～4 0 。，局部可达6 0 。。矿体形态不规则，具分枝、膨 缩等变化，大矿体一般为似层状，小矿体呈透镜状、扁 豆状、囊状、条带状，见图3 。矿石中锡平均品位 0 ．2 0 ％～2 ．6 0 ％，锌平均品位3 ．5 7 ％～8 ．4 5 ％。 图3 都龙曼家寨矿段1 5 号勘探线剖面图 F i g ．3 S s e c t i o no fl i n e1 5o fM a n j i a n z h a ii nD u l o n gd i g 画n g 芦 3 成矿控制条件 都龙矿区锡钨矿床类型，根据成矿物质来源分 ，，号锕非置王置 田帆团四姻幽 万方数据 1 4 2有色金属第6 0 卷 为两类，为花岗岩内带岩浆期后热液矿床及花岗岩 外带具有层控及岩控复合特征的硅卡岩矿床。根据 区域矿带按层位展布特点，以及金属矿物组合垂向 分带和矿物结构、构造具有变质交代、岩浆热液迭 加，穿插等标志。区域成矿作用经历了沉积、变质和 岩浆热液矿化等阶段，在有利的构造部位聚集成矿。 3 ．1 地层控矿作用 中寒武系田蓬组、下寒武系冲庄组地层中具有 较高的锡钨等成矿元素丰度值，高出背景值数倍至 百余倍，它是原始沉积物、构造变动、变质作用全过 程综合结果。其中沉积变质岩高于花岗岩，浅变质 岩类高于深变质岩类，碎屑岩高于碳酸盐岩类。 围绕岩体分布的硅卡岩矿床，其空间分布受层 位控制。白钨矿产于下寒武统冲庄组地层中，锡石、 白钨矿床位子于中寒武统田蓬组下段，锡锌多金属 矿床位于中寒武统田蓬组中段，铅 银 锌矿床位于中 寒武统上段，已探明的外接触带硅卡岩型矿床均分布 于上述地层中，矿体多呈层状、似层状、透镜状产出， 与地层产状大体一致，表明矿床受地层控制明显。 锡、钨矿床分布于有利的岩性组合地段，为碳酸 盐岩、泥质岩、泥质碎屑岩组合，碎屑岩、钙泥质岩组 合。及岩相由碳酸盐岩、泥质岩向泥质碎屑岩、泥质 岩横向过渡地带。 含矿岩系在一定范围内，具有相对稳定的岩类 组合及多旋回韵律结构，为多层次变质硅卡者形成 提供了有利条件。 据锡矿物测试分析、电镜扫摧，锡石一I 锡石一 Ⅱ类多呈显微粒状产出 l O ／．t m ，含于石榴石、透 辉石等硅酸盐矿物中。锡物相经X 光衍射、电子扫 描确定为锡石，部分为水锡石[ 卜9 J 。根据对硅卡岩 成因研究，本区硅卡岩属变质成因，含于硅酸盐矿物 中显微粒状锡石，来源于沉积期。 古地理与沉积期高值层关系。本区在加里东地 槽阶段寒武世沉积期为一深坳陷槽谷地带，处于康 滇古陆、哀牢山隆起、越北古陆前缘，是上述含锡 矿 床 古陆成矿物质剥蚀迁移有利的堆积场所。由于 处于槽谷中心部位，形成巨厚锡、钨矿源层，其中并 夹碳质硫化物层。沉积物厚度大于邻近地区数倍。 3 ．2 变质作用与成矿关系 本区广泛分布的硅卡岩型锡、钨矿床是成矿区 主要类型。变质作用是硅卡岩形成的主要因素，亦 是锡、钨成矿元素迁移集中过程。区域变质作用是 形成含矿硅卡岩的重要阶段，导致矿源层中分散的 成矿元素产生活化，迁移和富集。 1 在区域变质过程中，岩石和矿物中各种形式 的水及其他挥发组分受热、压影响发生活化迁移，形 成变质热液，从流经的矿源层建造中，围岩中淋滤汲 取成矿组分，向温度、压力较低的地段转移，与互层 岩性段的碳酸盐岩、钙泥质岩、硅质岩中的钙、镁、 铝、铁等组分进行置换，形成与围岩基本整合的简单 硅卡岩，成矿元素向简单硅卡岩迁移聚集，构成成矿 元素富集带，为尔后岩浆热液成矿创造了条件。 2 成矿元素的迁移是从高级变质带迁移至低 级变质带，矿区混合岩相带及角闪岩相带贫化了成 矿元素，成为脱水带，绿片岩相带成矿元素得到富 集，成为扩容带，故矿区内硅卡岩型矿床赋存于绿片 岩相带的下部，由此，变质作用控制了多金属矿床的 空间分布。 3 在变质反应过程中，通过重结晶作用，对原 岩中的有用组分锡、钨、锌、铜起到了聚集净化作用， 含量增高、粒度增大，锡由原岩中的超微粒质点状态 改造成为微粒水锡石 粒径小于l O t z m 。 3 ．3 花岗岩成矿作用。 。花岗岩矿化期是本区成矿作用重要阶段，主要 表现为重熔岩浆形成过程中，成矿元素富集，侵位阶 段中对外接触带区域变质岩热动力改造作用及岩浆 热液矿化作用。 重熔岩浆形成过程为同化混染交代方式改造壳 表矿源层，包括寒武系沉积变质岩及古陆基底，萃取 其中矿物质。当深部热流不断加强，壳内块体发生 熔融，在高温高压条件下成矿元素进行充分析离，形 成富锡花岗岩熔体。岩石演化过程中成矿物质富集 特征为3 个方面。 1 花岗岩中碱、硅质交代作用明 显，主要要过程为钾化一钠化一硅化r 钠化一钾化。 早期钾化形成微斜长石斑晶，钠化为钠长石及钠更 长石化，硅化为变斑晶及脉状石英交代长石、云母， 晚期钾化形成白云母交代长石石英。在碱、硅质交 代过程中，锡钨等成矿元素讹3 。7 ；3 6 花岗岩中进一步 聚集，锡7 7 ～1 3 0 9 ／t 、钨～1 8 9 ／t 、铍0 ～1 3 9 ／t 、氟 1 1 2 5 - - 2 5 0 0 9 ／t 、硼2 8 - - 2 3 4 9 ／t 。锡钨成矿元素的增 长与挥发分两者具有正相关系。 2 黑云母作为锡 质载体，在岩石演化过程中不断析出锡质，蚀变为白 云母，白云母含量随岩体演化由3 ．2 ％增至7 ．8 ％， 白云母花岗岩含锡量6 0 ～3 0 0 9 ／t 。 3 花岗岩中的 硅、碱质从早阶段至晚阶段具有增长趋势二氧化硅 含量为6 8 ％～7 3 ．1 8 ％，氧化钾含量为4 ．5 9 ％～ 4 ．9 6 ％，氧化钠为2 ．4 3 ％～2 ．7 6 ％、钾 钠为 7 ．0 2 ％～7 ．7 2 ％、钠／钾为O ．5 2 ％～0 ．5 5 ％在碱质 万方数据 第4 期张春红等云南马关都龙锡锌多金属矿床成矿控制条件1 4 3 交代作用强烈部位形成锡、钨矿化。 花岗岩侵位以其热能及流体 含大气水 对区域 变质期形成的硅卡岩进一步交代，形成绿泥石化、萤 石化、金云母化局部硅化的蚀变作用，使锡钨进一步 迁移富集。 岩浆热液锡钨金属矿化，分为三个阶段。 1 早 期铍钨矿化阶段，铍矿化与岩浆演化碱质交代作用 有关，形成含铍碱性正长岩、钠长伟晶岩。主要分布 于岩体内带。 2 中期高温气化热液阶段。形成黑 钨矿石英脉、云英岩脉锡钨矿两种类型。主要分布 于岩体内带弧3 8 花岗岩中，呈陡倾。 3 晚期锡石硫 化物阶段，是岩浆热液矿化期的主要阶段，形成锡石 硫化物矿化。由于热液中富含挥发分，矿化易向低 压空间转移。矿化多见于外接触带变质岩中，在内 接触带亦有部分云英岩脉、石英脉中见有本阶段矿 化迭加。 隐伏花岗岩脊状隆起的空间位置与矿体平面投 影位置基本重合，也显示了矿体与隐伏花岗岩有空 间依存关系。因此，花岗岩成矿作用是本区成矿作 用的重要阶段。 3 ．4 构造控矿作用 成矿区构造特征具有明显的分级和配套组合， 参考文献 受边界大断裂和基底构造影响明显。形成多组构造 发育互相穿插图象。 北西向文山一麻粟坡大断裂。为一壳型断裂， 规模较大，具有长期活动特点。在其两侧具有不同 的构造形迹，其北东侧为弧形构造带南西侧为花岗 岩隆起和坳陷。在二叠系张裂阶段有导源于深断裂 的玄武岩喷发。在燕山期张压阶段，有酸性岩浆侵 入活动。该断裂是滇东南酸性岩浆区控制构造，在 其南侧有个旧岩体、薄竹山岩体、老君山岩体分布。 基底隐伏的东西向、南北向构造，其交切部位是 都龙变质区及花岗岩侵位的控制构造。前者属南岭 纬向构造体系，后者为经向构造体系。该两组构造 对后期同向系次级构造发展有制约作用。 花岗岩穹型隆起 复背斜 是成矿区主要构造形 态，花岗岩位于缓倾复式背斜核部。 穹型隆起构造翼部，不同型式的褶皱断裂带是 外接触带硅卡岩矿床的控矿构造，次级南北向、东西 向构造为导矿构造。岩体内部的东西向、南北向、北 东向断裂裂隙带是锡、钨云英岩脉主要分布空间。 通过矿山多年的开采，也得出了层间剥离、破碎 带，层间裂隙及低序次断裂、裂隙构造是有利的储矿 构造。 [ 1 ] 付国辉．云南都龙锡多金属矿床地质特征及成矿规律[ J ] ．西南矿产地质，1 9 9 2 ，6 2 2 5 3 7 ． [ 2 ] 付国辉．滇东南都龙锡多金属矿床地质勘探工作突破性进展的回顾[ J ] ．西南矿产地质，1 9 9 0 ，4 3 4 6 5 3 6 ． [ 3 ] 晏建国．云南都龙锡多金属矿床及厚大矿体控矿地质特征[ J ] ．西南矿产地质，1 9 9 2 ，6 3 2 6 3 1 ．．． [ 4 ] 付国辉．云南都龙锡多金属矿床成矿地质条件探讨[ J ] ．西南矿产地质，1 9 8 8 ，2 3 4 3 4 9 ． [ 5 ] 周建平，徐克勤，华仁民，等．滇东南锡多金属矿床成因商榷[ J ] ．云南地质，1 9 9 7 ，1 6 4 3 0 9 3 4 9 ． [ 6 ] 周建平，徐克勤，华仁民，等．滇东南喷流沉积块状硫化物特征与矿床成因[ J ] ．矿物学报，1 9 9 8 ，1 8 2 1 5 8 1 6 8 ． [ 7 ] 曾志刚，李朝阳，刘玉平，等．老君山锡锌多金属成矿区变质成因矽卡岩的地质地球化学特征[ J ] ．矿物学报，1 9 9 9 ，1 9 1 4 8 5 5 ． [ 8 ] 贾福聚，秦德先，黎应书，等．都龙锡矿曼家寨矿段品位模型的建立[ J ] ．矿业研究与开发，2 0 0 7 ，2 7 4 5 4 5 6 ． [ 9 ] 贾福聚，秦德先，黎应书，等．变异函数在都龙锡多金属矿床的应用[ J ] ．地质与勘探，2 0 0 8 ，4 4 2 7 7 8 1 ． O r eB o d y - c o n t r o l l i n gF a c t o r so fD u l o n gT i n ／z i n cP o l y - m e t a l l i cO r e - d e p o s i ta tM a g u a no fY u n n a ni nC h i n a Z H A N GC h u n h o n g 。，L IY i n g - s h u 2 ，W A N Gf i n l i a n 9 1 ，L J NZ 胁一，口1 1 ．H u a l i a nZ i n c ＆I n d i u mo ．L t d ，M a g u a n6 5 0 0 5 9 ，Y u n n a n ，C h i n a ； 2 ．D e p a r t m e n to fG e o s c i e n c e ，K u n m i n gU n i v e r s i t yo fS c i e n c e T e c h n o l o g y ，K u n m i n g6 5 0 0 9 3 ，C h i n a A b s t r a c t D u l o n gt i no r e - d e p o s i ti st h et h i r dl a r g e - s c a l et i no r e - d e l x s i tf o l l o w i n gt h eG e j i ut i no r e - d e p o s i ti nY u n n a na n dt h e D a c h a n go r e - d e l 蠲i ti nG u a n g x io fC h i n a ．B ym e a n so fa n a l y g so fg e o l o g i cd a t ai nD u l o n g d i g g i n g s ，t h eo r e - c o n t r o l l i n g h c t o r so fD u l o n gt i n ／z i n cp o l y - m e t a U i co r e - d e p o s i ta r es u m n l a r i T 捌．I ti sp r o v e dt h a tt h ef a c t o r sa l eo r e - c o n t r o l l i n go f s t r a t a ，r e l a t i o nb e t w e e nm e t a m o r p h i cr o c ka n do r e - f o m 1 i n g ，o r e - f o r m i n go fg r a n i t ea n do r e - c o n t r o U i n go fs t r u c t u r e ．T h i s u n d e r s t a n d i n gp l a y st h ei m p o r t a n tr o l ei ng e o l o g i cp r o s p e c t i n gi nD u l o n gt i no r e - d e p o s i t ． K e y w o r d s m i n i n ge n g i n e e r i n g ；t i n ／z i n cp o l y m e t a l l i co r e d e p o s i t ；o r e c o n t r o l l i n gf a c t o r ；D u l o n gT i nM i n e 万方数据