云南腾冲白岩子锡、铅、锌多金属矿区地质特征及成因探讨

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云南腾冲白岩子锡、铅、锌多金属矿区地质特征及成因探讨陶永林;贺胜辉;胡兴涛;荣惠锋
【摘要】白岩子锡、铅、锌多金属矿床主要赋存于二叠系下统大东厂组下段
(P1dn1)地层中,矿体与南北向构造和岩浆岩关系密切,本文通过对云南腾冲白岩子锡、铅、锌多金属矿床的地质特征、岩浆活动、变质作用、围岩蚀变、成矿物质来源、控矿条件等多方面的分析和研究,认为白岩子锡、铅、锌多金属矿床属中~高温气成热液形成的锡石~多金属硫化物型矿床.
【期刊名称】《云南地质》
【年(卷),期】2014(033)001
【总页数】7页(P144-150)
【关键词】锡—铅—锌;地质特征;控矿条件;成因探讨;云南腾冲白岩子
【作者】陶永林;贺胜辉;胡兴涛;荣惠锋
【作者单位】云南省有色地质局地质地球物理化学勘查院,昆明650216;云南省有色地质局地质地球物理化学勘查院,昆明650216;云南省有色地质局地质地球物理化学勘查院,昆明650216;云南省有色地质局地质地球物理化学勘查院,昆明650216
【正文语种】中文
【中图分类】P618
白岩子锡、铅、锌多金属矿位于腾冲县城正北方向,平距约550km处。

前人对此
区做了大量地质工作,笔者通过对前人资料的系统分析、对比研究,并结合项目野外工作实践,对白岩子铅锌矿区矿床地质特征、控矿条件、矿床成因进行了尝试性地探讨,为进一步找矿指明了思路。

1 区域地质背景
矿区位于冈底斯~念青唐古拉褶皱系泸水—腾冲褶皱带明光坳断区内,总体构造
呈南北向展布。

区内构造以断裂为主,褶皱多被破坏而不完整,具有舒缓断续等特征。

断裂以南北向、北东向、北西向组较发育,其次为东西向组横断层。

组合形态上表现出北东、北西向的两组共轭剪切断裂,与南北向挤压相互配套的断裂系统[1]。

区内岩浆活动频繁,岩浆岩广布。

岩石种类有基性、中性及酸性岩,以花岗岩类分布最广。

岩浆活动以侵入为主,喷溢次之。

区内岩浆岩按生成时代可分为燕山早期、燕山晚期和喜山期。

燕山早、晚期以酸性岩浆侵入为主,喜山早期为中酸性中心式火山喷发,喜山晚期为基性岩浆组成的中心式喷发为特征[2]。

燕山期岩浆活动有
从东至西,从早期(127.3~151.6Ma)到晚期(52.8~86.1Ma)之演化规律,是重要含矿母岩,如小龙河锡矿与小龙河花岗岩体有关,滇滩铁矿受滇滩岩体控制,此外,尚有云峰岩体、明光岩体等,形成了区内与花岗岩有关的Sn、Cu、Pb、Zn、Ag、Au、Fe等金属、贵金属矿产。

2 矿床地质
2.1 地层
矿区出露地层主要为石炭系上统空树河组(C3k)、二叠系下统大东厂组(P1dn),地层岩性特征(见表1)。

2.2 构造
矿区褶皱以弓山—夹谷山复向斜为主体,相伴有皇冒山向斜、沙拉冲向斜、飞松
岭向斜等次一级褶皱,轴向近南北、北北东向,呈线状平行或雁列式排列。

沿褶皱
两翼发育近南北向纵断层、北东、北西向、近东西向斜交断裂、横断裂;北东向组和南北向组形成最早,最发育,相对活动延续时间长,而北西向组和东西向组形成时间相对较晚,一般错断早期断层(见图1)。

表1 矿区出露地层简表Tab.1 Strata Column of Orefield系统组段代号厚度(m)
主要岩性与下伏地层接触关系二叠系下统大东厂组上段P1dn2P1dn2~2>119淡黄色厚层状、块状白云石大理岩整合P1dn2~1271灰白色巨厚层、中厚层大理岩、浅黄灰色白云石大理岩整合下段P1dn1P1dn1~252~100深灰、黑灰色(含炭)生物碎屑粉晶灰岩(局部具大理岩化、含锰大理岩;顶部为条带状大理岩整合P1dn1~10~90顶部白色、浅黄灰色互层状硅灰石矿石及大理岩;中部为白色硅灰石矿体;
下部见灰白色硅灰石化大理岩。

此层为铅锌矿及硅灰石矿主要含矿层位整合石炭系上统空树河组上段C3k3>50上部黑灰色斑点状含空晶石炭质砂质绢云板岩;中下
部含炭绢云石英砂岩;下部变质作用稍强整合中段C3k2140上部灰色砂质绢云板岩;中下部变质绢云石英砂岩;中部呈灰白色,夹长英角岩;下部为黄灰色整合
图1 白岩子锡铅锌矿区域构造纲要图Fig.1 Tectonic Outline Map of Baiyanzi
Sn-Pb-Zn Orefield
2.3 岩浆活动
区内岩浆岩发育,主要为燕山期黑云母花岗斑岩其次为黑云母花岗闪长斑岩局部有辉绿玢岩、闪长玢岩。

(1)黑云母花岗斑岩主要分布在矿区北西侧,呈岩株状产出。

岩石以铁质含量高,
镁质组分低,富钾的超酸性花岗岩为特征。

从岩石地球化学特征看:Cu、Pb、Zn、W、Sn平均含量高出克拉克值几倍到几十倍。

因此,在与围岩接触部位,矽卡岩
中常见有色金属矿化。

同位素测定,地质年龄为142.8Ma,属燕山早期产物。


岩浆活动为铅锌成矿提供了主要矿源。

(2)黑云母花岗闪长斑岩主要出露在矿区中北部,呈岩株、岩脉、岩床产出。

岩石
以碱质含量低,铁、镁组分高、富钾的花岗岩为特征。

从岩石地球化学特征看:Sn、Pb、Zn含量均高出克拉克值几十倍。

因此在与围岩接触带附近,特别是在接触带附近的构造破碎带中,常见有Pb、Zn矿化和矿体产出。

同位素测定,地质年龄为111.7Ma,属燕山晚期产物。

其两侧外接触带是铅锌矿的赋存部位。

2.4 变质作用及变质岩
区内变质作用主要为热接触变质作用,局部有动力变质作用和气成热液变质作用;并不同程度地叠加区域变质作用。

热接触变质作用又分热接触变质作用和接触交代变质作用。

(1)热接触变质作用是硅灰石矿主要成矿作用,原钙质燧石岩、燧石条带灰岩,在热力作用下,石英、方解石重结晶,SiO2和CaCO3重新组合成新的矿物—硅灰石(CaCO3+SiO2→CaSiO3+CO2↑)。

而原岩中微量铁锰质和Al2O3组成钙铝榴石,镁质和硅质组合形成透辉石、透闪石。

初步研究认为:当燕山期花岗岩或花岗闪长斑岩侵入到C3k、P1dn地层同时,随着上述碎屑岩、碳酸盐岩发生接触变质作用,其热力主要沿构造、裂隙扩展到P1dn1-1层位中,不纯的碳酸盐岩在岩浆热力作用下,发生活化形成硅灰石。

燕山期岩浆侵入,只起到提供热源作用,而未提供合成硅灰石的硅质和其它成分。

主要热液接触变质岩为:变质砂岩、板岩、角岩、大理岩、硅灰石;
(2)接触交代作用受破碎带及花岗闪长斑岩控制,产于斑岩接触带,呈透镜状、似层状产出。

岩石类型有石榴透辉矽卡岩、透辉石榴矽卡岩、透辉矽卡岩、透辉符山石榴矽卡岩,属钙质矽卡岩类。

矿区铅锌矿、硫铁矿就产于矽卡岩体中。

(3)动力变质作用主要沿断裂构造带呈带状、线状分布,产物主要为构造角砾岩、碎裂岩,岩石分布于北东向、南北向断层中,宽度不等;其中赋存主要铅锡矿体。

(4)气成热液变质作用产物是云英岩,多为富白云母云英岩,往往出现在花岗岩类内外接触带,而以外接触带构造破碎带中较发育,呈脉状产出,脉体厚一般从几厘
米至几米。

岩石具鳞片变晶结构。

主要矿物为绢云母、石英,次要矿物有锡石、褐铁矿、黄玉等,锡矿化与云英岩有密切关系。

3 矿体特征及矿石质量
3.1 矿体特征
图2 白岩子锡铅锌矿区矿床地质简图Fig.2 Geological Sketch Map of Baiyanzi Sn-Pb-Zn Orefield
矿区内矿体产出形态有三种:脉形、层间型、接触带面型(图2)。

矿体均产于燕山早期二长花岗岩和燕山晚期花岗闪长斑岩外接触带300m范围内,而更靠近花岗闪长斑岩体(脉)。

矿区矿体多呈脉状、透镜状产出,长80~340m,V1-2最长达410m,延深60~150m;矿体多呈楔形尖灭,厚度变化较大(1.45~22.53m);严格受北东向断裂及其破碎带和次一级构造控制,矿体走向35~70°,多数矿体倾向北西,少数如V2-1、V2-2、V3倾向南东。

矿体倾角一般较陡53~80°,少数矿体如V3为20~41°。

锡矿体主要分布在向斜西翼F11、F11-1、F19、F13破碎带中;铅锌矿体主要分布在向斜东翼层间断层及破碎带中,少数分布在锡矿体边缘,显示水平分带特点。

锡矿体主要表现为含高铁褐铁矿铅锡氧化矿,矿体共(伴)生有益组份较多,以铁、铅、锌为主,其次矿床还伴生有硫、金、银、铜等,它们与主金属无明显的界线,其矿体与锡矿体为同体共生(如铅锌氧化矿体V1-1、V1-2、 V2-1与锡氧化矿体),矿体圈定完全以化学分析结果来区分;整个矿床主金属锡平均品位达0.660%,为较富的氧化锡矿床。

现将矿区主要矿体地质特征简述如下:
(1)V1-1矿体:呈脉状、透镜状产于F11、F11-1构造破碎带中。

矿体形态为透镜状、走向35°、倾向305°、倾角平均80°。

矿体长382m,厚度最小1.76米、最厚14.98m,平均锡矿厚7.20m,铅矿1.45m,厚度变化系数71.78%,属较稳定型。

矿体延深最小13m,最大100m,平均65m。

矿石类型以锡氧化矿为主,其
次为铅锡氧化矿石、铅氧化矿石,尚伴生铜、银、金、铁等组合。

矿体平均
Sn0.340%、Pb0.48%、Zn0.73%、Cu0.09%、Au0.24g/t、Ag7.03g/t、
TFe46.60%。

Sn品位变化系数70.73%,较均匀;Au矿化不均。

(2)V1-2矿体:呈脉状、透镜状产于F19构造破碎带中,矿体总体走向43°、倾向313°、倾角54~80°,矿体长410m,水平厚最小0.73m、最厚20.00m,平均
锡矿厚6.30m,铅矿体厚5.49m;延深最小77m,最大220m,平均130m。

矿体中间厚(5.12~20.00m),两头薄(0.80~2.23m),厚度变化系数105.30%,属
不稳定型,矿体从北向南矿体延深逐渐增大,有向南西侧伏趋势,侧伏角30°。

矿体产状有北陡(84°)、南缓(60°);地表陡(68°)、深部缓(54°)之特点。

矿石类型以锡氧化矿为主,其次为铅锡氧化矿石、铅氧化矿石,尚伴生铜、银、金、铁等组合。

矿体平均Sn0.549%、Pb1.17%、Zn1.24%、Cu0.07%、Au0.25g/t、
Ag12.90g/t、TFe44.70%。

Sn品位变化系数163.14%,属不均匀,其沿走向、
倾向其品位及厚度有中间最富厚,向两端变贫薄的趋势;Au矿化不均匀。

该矿体以锡石锡为主,锡石锡占全锡的98%。

(3)V2-1矿体:产于F13破碎带中,矿体形态为透镜状,剖面上楔形尖灭。

走向60°、倾向150°、倾角40~80°,平均64°。

矿体长194m,延深105~145m,
平均120m。

矿体地表厚大、深部变薄,水平厚度最大12.50m,最小0.61m、平均锡矿厚4.08m,铅矿4.93m,厚度变化系数88.02%,属较稳定型。

矿石类型
以锡氧化矿为主,其次为铅锡氧化矿石,少量为铅氧化矿石,矿体平均Sn0.430%、Pb1.04%、Zn0.60%有益组分Cu0.13%、Ag11.34g/t、TFe44.77%。

有Sn品位地表高、深部贫;Pb品位北段高,南段贫的特点。

Sn品位变化系数101.40%,
较均匀。

(4)V2-2矿体:产于F13破碎带中,矿体形态为透镜状,剖面呈楔形,走向68°、倾向158°、倾角40~64°,平均53°。

矿体长190m,延深25m~105m,平均
66m,深部直接延至花岗斑岩,水平厚度最大31.53m,最小0.76m、平均厚9.48m,矿体地表中间厚大、锡品位高,两头及深部变贫薄,厚度变化系数141.43%,属不稳定型。

矿石类型以锡氧化矿为主,其次为铅锡氧化矿石,少量为铅氧化矿石。

矿体平均Sn0.510%、Pb0.54%、Zn0.34%,Sn品位变化系数95.10%,较均匀。

3.2 矿石质量
(1)矿石矿物组成
矿石中金属矿物主要为:锡石、方铅矿、铁闪锌矿、黄铁矿、磁黄铁矿,其次为磁铁矿、辉银矿、毒砂、黄铜矿,微量黄锡矿、自然金、钛铁矿、白钨矿、自然铋、独居石。

经风氧化作用,部分硫化矿次生为氧化矿,如方铅矿变为白铅矿,闪锌矿变为菱锌矿,硫铁矿变为褐铁矿。

(2)矿石结构
矿石结构主要为半自形~它形粒状~胶状结构,次为自形~半自形粒状结构。

①半自形~它形粒状~胶状结构
矿石中黄铁矿、方铅矿常呈半自形晶,磁黄铁矿、铁闪锌矿呈它形粒状,方解石、绢云母、石英呈它形粒状,从而构成半自形~它形粒状结构。

褐铁矿型(铅)锡矿石中锡石呈自形~半自形被褐铁矿包裹或与胶状黄铁矿共生,形成胶状结构。

②自形~半自形粒状结构
矿石中黄铁矿、方铅矿、锡矿为呈半自形晶,磁黄铁矿、铁闪锌矿呈半自形晶,后期交代作用和重结晶作用而新生的方解石、绢云母呈自形~半自形晶,从而构成自形~半自形粒状结构。

(3)矿石构造
矿石构造以细脉~浸染状构造~角砾状为主,其次为小脉~浸染状构造,局部为块状构造和孔洞构造。

①浸染状构造
在脉石矿物中散布着星点状或细小短脉状的金属矿物颗粒,形成浸染状构造。

根据方铅矿、(铁)闪锌矿和(磁)黄铁矿等主要金属矿物的粒径(d)大小,细分为微粒浸染状构造(d=0.02~0.25mm)、细粒浸染状构造(d>0.25~0.5mm)、中粒浸染状构造(d>0.5~2mm)、粗粒浸染状构造(d>2~5mm)。

其中以细粒浸染状构造最发育,微粒浸染状构造和中粒浸染状构造次之,其它少见。

根据金属矿物含量又可分为星散浸染状构造(金属矿物含量<5%)、稀疏浸染状构造(金属矿物含量>5%)。

其中以稀疏浸染状构造为主。

②脉状构造~角砾状构造
按矿脉的脉幅宽度,脉状构造可分为微脉状构造(脉宽<1mm)、细脉状构造(脉宽1~9.9mm)、小脉状构造(脉宽10~100mm)、大脉状构造(脉宽>100mm)。

其中以细脉状构造最发育,其次为小脉状构造;角砾状构造矿石主要为褐铁矿、石英、云母、锡石、白铅矿、砂板岩、大理岩,岩屑呈角砾状不均匀分布于矿石中,由褐铁矿胶结而成。

③脉状~浸染状构造
这类构造系由脉状和浸染状构造复合或叠加而成,可细分为微脉~浸染状构造、细脉~浸染状构造。

细脉~浸染状构造是本区最为常见的构造。

3.3 围岩蚀变
矿区内围岩蚀变较多,归纳起来,主要有黑云母化、钾长石化、绿泥石化、绢云母化、云英岩化(绢白云母化)、角岩化、矽卡岩化、硅化、黄铁矿化、透闪石化、阳起石—透闪石化、蛇纹石化、碳酸盐化、大理岩化、高岭土化等,大多数都与矿化有关,直接与间接地成为找矿标志。

主要为:
(1)矽卡岩化
分布于各类花岗岩外接触带及含矿破碎带中,而以花岗闪长斑岩与大理岩接触带最
发育,形成各种钙质矽卡岩,铅、锌、硫铁矿与矽卡岩化关系密切。

(2)云英岩化
云英岩化或绢云母化,主要分布于各类花岗岩外接触带含矿破碎带中,在岩体内接触带亦有分布。

呈细脉状、团块状产出,与锡矿有密切生成联系。

主要矿物组合为白云母、绢云母、石英、褐铁矿,少量为锡石、黄玉。

(3)透闪石化、阳起石—透闪石化、方解石化、蛇纹石化、绿泥石化
往往分布于铅锌矿体、硫铁矿体上及旁侧,在含锡破碎带中亦有分布,与铅锌矿关系密切,尤其是这几种蚀变叠加在一起,与铅锌矿关系就更加密切。

(4)黑云母化、钾长石化
分布于花岗岩及花岗斑岩体内接触带,黑云母化形成煌斑岩脉,钾长石化形成钾长石脉。

煌斑岩脉在含锡破碎带中亦有分布,与锡有一定关系。

4 控矿条件
4.1 岩浆岩条件
本区岩浆活动具多期多次特点,岩浆活动和热液作用为成矿物质的运移富集提供了条件。

已知矿体产于花岗岩体、斑岩体外接触带300m范围内,有的直接产在斑
岩体接触带上。

据微量元素分析,矿区内各类花岗岩、花岗闪长斑岩中Sn、Pb、Zn、Cu、Ag的平均含量高于克拉克值,尤其是花岗闪长斑岩含Sn133ppm、
Pb471ppm、Zn518ppm,高出上百倍;岩浆岩自变质作用发育,有钾长石化、
云英岩化、绢(白)云母化、绿泥石化等,从岩浆岩岩石化学特征表明:
SiO2=70.14~73.05%、K2O+Na2O=6.99~7.25%、K2O/Na2O=1.10~1.84,与成矿花岗岩相近,Mg/Ti比值1.2~3.4,Zn/Sn比值2.2~6.8,都在含锡花岗
岩比值范围内。

说明岩浆活动为成矿提供了丰富的成矿物质。

4.2 构造条件
岩体和矿床的分布都受构造控制,受腾冲~板瓦大断裂和夹谷山~弓山复式向斜控
制。

脉状矿体受北东向和南北向断裂带的控制,矿体产于其破碎带中,矿体产状、形态与断裂构造一致;层间型矿体受层间破碎带,裂隙控制;面型受岩体接触带构造控制。

所以断裂构造不仅提供了成矿热液运移通道,而且还提供了成矿物质富集的空间,北东向和南北向断裂带、层间破碎带和裂隙是成矿有利构造。

4.3 地层(围岩)条件
已知赋矿地层为石炭系上统空树河组(C3k)、二叠系下统大东厂组下段(P1dn1),
主要含矿层位为P1dn1底部泥灰岩、C3k3顶部页岩、泥岩和下部石英砂岩。


岩普遍节理、裂隙及粒间孔隙发育,有利于矿液流通;灰岩、泥岩化学性质活泼、性脆,易形成封闭系统,在后期构造的影响下,促使矿液在物化条件改变下,在有利部位富集成矿。

据微量元素分析,本区地层成矿元素丰度值高于克拉克值及滇西变质岩平均值,说明围岩对成矿提供了部分成矿物质,尤其是铅、锌。

5 结论
综上所述,白岩子锡铅锌多金属矿成矿受南北向构造与岩浆岩的双重控制,矿体展布成近南北、北东向为主,与区域构造基本一致。

其成矿具多期多源特点,燕山早期(142.8~151.6Ma)二长花岗岩为矿体主要矿源层,二长花岗岩形成时,矿区构
造轮廓已基本形成,岩浆岩侵入时带来的含矿热液,使铅、锌在破碎带中初步富集或成矿,锡也相应得到初步富集但还未形成矿体;尔后构造活化,黑云母花岗闪长斑岩形成时(111.7Ma),其岩浆带来的成矿热液在原形成的矿体或矿化角砾岩上叠加富集,形成矿体,由于所处地质条件不同,造成矿床有逆向分带现象(上锡、铅,下铅、锌),在封闭较好的情况下与大理岩接触交代形成矽卡岩~硫化物型锌硫铁
矿体,金成矿可能属燕山晚期。

锡、铅、锌成矿以燕山晚期为主。

成矿后,矿体受到北西向平移断层破坏和改造。

根据矿床产出地质条件特点,岩浆岩含矿性判别研究、原生晕研究及锡赋存状态和标型特征等研究成果表明,矿床成因类型为:高~中温气成热液形成的锡石~多金属硫化物型矿床。

参考文献
【相关文献】
[1]李启彪.云南省腾冲县观音岩铅锌矿床控矿因素与成矿规律浅析[J].施工技术与应用.2005.
[2]云南省地质科研所锡矿组.滇西不同类型花岗岩及其与锡矿的关系[J].云南地质,1989.8(3)223~226.
[3]云南省有色地质局地质地球物理化学勘查院.云南省腾冲县白岩子铅锌矿区资源储量核实报告[R].2012.。

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