矿集区矿(化)体主要赋存于总体向东倾斜的近南北向断裂破碎带或层间破碎带内,根据石英脉型钨矿化脉体的发现,以复合成矿系统理论为指导,探索与矽卡岩有关的中酸性岩体成矿系统。中三叠世随着古特提斯洋关闭,在东西向挤压的背景下形成与褶皱相伴的层间容矿断层系统和沟通深部导矿构造系统。早白垩世中特提斯洋壳俯冲→板片断离叠加于保山被动陆缘沉积建造之上,复合成矿作用形成保山–镇康与隐伏中酸性岩浆岩有关的远程矽卡岩–岩浆热液脉型Pb-Zn多金属矿床。矿集区具有“多层楼”式垂直分带性构造控矿特征,稳定同位素研究显示区内成矿流体起源于岩浆热液,新发现的产于核桃坪复背斜石英斑岩脉下接触带的石英脉型钨矿(化)脉体,为中–酸性岩体的远程前锋脉体引起,一定程度佐证矿集区存在寻找与隐伏中酸性岩体相关的岩浆热液型W-Sn多金属矿床(体)潜力。 Mineral (chemical) bodies in the ore concentration area mainly occur in the near-north-south fracture zone or interlayer fracture zone that is generally inclined to the east. According to the discovery of quartz vein-type tungsten mineralization veins, the theory of the composite mine-ralization system is used as a guide to explore the mineralization system of intermediate acid rock bodies related to skarn. With the closure of the Gutetis Ocean in the Middle Triassic, an interlaminar convoluted fault system accompanied by folds and a deep guiding structure system were formed under the background of east-west extrusion. Early Cretaceous Middle Tettis oceanic crust subduction → plate fracture superimposed on Baoshan passive continental margin sedimentary construction, composite mineralization formed Baoshan-Zhenkang and hidden medium acid magmatic rock related remote skarn-magmatic hydrothermal vein type Pb-Zn polymetallic deposit. The ore concentration area has the characteristics of a “multi-storey” vertical zonation structure and ore control. The stable isotope study shows that the ore-forming fluid in the area originated from magmatic-hydrothermal fluid, and the newly discovered quartz vein type tungsten ore (chemical) vein in the contact zone under the quartz porphyry vein of Walnut Ping compound anticline is caused by the long-range front vein of the medium-acid rock mass, to a certain extent, it is proved that the ore concentration area has the potential to find magmatic hydrothermal W-Sn polymetallic deposits (bodies) related to concealed medium acid rock masses.
矿集区矿(化)体主要赋存于总体向东倾斜的近南北向断裂破碎带或层间破碎带内,根据石英脉型钨矿化脉体的发现,以复合成矿系统理论为指导,探索与矽卡岩有关的中酸性岩体成矿系统。中三叠世随着古特提斯洋关闭,在东西向挤压的背景下形成与褶皱相伴的层间容矿断层系统和沟通深部导矿构造系统。早白垩世中特提斯洋壳俯冲→板片断离叠加于保山被动陆缘沉积建造之上,复合成矿作用形成保山–镇康与隐伏中酸性岩浆岩有关的远程矽卡岩–岩浆热液脉型Pb-Zn多金属矿床。矿集区具有“多层楼”式垂直分带性构造控矿特征,稳定同位素研究显示区内成矿流体起源于岩浆热液,新发现的产于核桃坪复背斜石英斑岩脉下接触带的石英脉型钨矿(化)脉体,为中–酸性岩体的远程前锋脉体引起,一定程度佐证矿集区存在寻找与隐伏中酸性岩体相关的岩浆热液型W-Sn多金属矿床(体)潜力。
钨矿脉,石英脉型,发现,成矿机理,核桃坪矿集区
Jinxue Zhang1, Taixu Luo2, Yinghua Luo3, Aikun Yang3, Guobiao Shi3, Conglong Yang3
1The Geological Team No. 310, Yunnan Provincial Bureau of Non-ferrous Geology, Dali Yunnan
2The Geological Team No. 308, Yunnan Provincial Bureau of Non-ferrous Geology, Kunming Yunnan
3Baoshan Feilong Non-ferrous Metal Co., Ltd., Baoshan Yunnan
Received: Jul. 15th, 2022; accepted: Aug. 8th, 2022; published: Aug. 15th, 2022
Mineral (chemical) bodies in the ore concentration area mainly occur in the near-north-south fracture zone or interlayer fracture zone that is generally inclined to the east. According to the discovery of quartz vein-type tungsten mineralization veins, the theory of the composite mineralization system is used as a guide to explore the mineralization system of intermediate acid rock bodies related to skarn. With the closure of the Gutetis Ocean in the Middle Triassic, an interlaminar convoluted fault system accompanied by folds and a deep guiding structure system were formed under the background of east-west extrusion. Early Cretaceous Middle Tettis oceanic crust subduction → plate fracture superimposed on Baoshan passive continental margin sedimentary construction, composite mineralization formed Baoshan-Zhenkang and hidden medium acid magmatic rock related remote skarn-magmatic hydrothermal vein type Pb-Zn polymetallic deposit. The ore concentration area has the characteristics of a “multi-storey” vertical zonation structure and ore control. The stable isotope study shows that the ore-forming fluid in the area originated from magmatic-hydrothermal fluid, and the newly discovered quartz vein type tungsten ore (chemical) vein in the contact zone under the quartz porphyry vein of Walnut Ping compound anticline is caused by the long-range front vein of the medium-acid rock mass, to a certain extent, it is proved that the ore concentration area has the potential to find magmatic hydrothermal W-Sn polymetallic deposits (bodies) related to concealed medium acid rock masses.
Keywords:Tungsten Vein, Shi Ying Vein Type, Discovery, Metallogenic Mechanism, Walnut Ping Ore Concentration Area
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西南三江特提斯经历了古生代与中生代原–古–中–新特提斯增生造山和新生代印度欧亚大陆碰撞造山演化过程,具有复杂的复合造山演化时空格架和成矿系统,是中国大陆多期构造演化与复合成矿的典型缩影 [
保山地块为西南三江特提斯的重要组成部分,地块东侧以瓦窑河断裂和捧当–沧源断裂为界分别与崇山变质杂岩带和昌宁孟连蛇绿混杂岩带相衔接,西侧以怒江断裂和龙陵–瑞丽江断裂衔接于腾冲地块,北端在碧江一带由于澜沧江和怒江断裂汇拢保山地块呈“楔形”消失 [
保山地块从中晚寒武世开始形成稳定的地块,其基底地层为新元古界–寒武系中下统公养河岩群 [
矿集区位于近SN向的保山–施甸复背斜北倾伏端与NNW向的温泉陆缘斜坡带和崇山古元古变质杂岩带的锐角交汇部位,处于近南北向的木瓜树–朱石箐断裂(F21)与木瓜树–阿石寨断裂(F11)形成一“入”字形构造区内 [
图1. 滇西核桃坪矿集区大地构造位置(a)及地质简图(b) (据文献 [
奥陶系、志留系、泥盆系和石炭系组成,四周及轴线被一系列北西西向、近东西向及近南北向的纵、横断裂切错为破背斜。受喜马拉雅期近南北向挤压改造叠加有北西西向短轴背斜,新老背斜轴向近于垂直,造成地层产状变化较大,致使核桃坪复背斜构造形迹不甚明显。区内矿化与南北向断裂及其次级断裂关系密切,近东西向组多为后期破矿构造。不同方向的断裂之间相互切错构成了良好的导矿与容矿构造,断裂带附近多侵入有不同规模的辉绿玢岩。沿茅竹棚–核桃坪复背斜东翼主要分布有核桃坪铅锌矿、打厂凹铅锌多金属矿、椅子山铅锌矿、陡崖铁多金属矿及黑岩凹铅锌矿、金厂河铜锌铁多金属矿等矿床,沿复背斜西翼主要分布有黑牛凹金矿、黄家地金矿、大金岩金矿、及岔沟铅锌矿等矿床(图1)。
中三叠世,随着古特提斯洋沿怒江–昌宁–孟连一线的关闭,保山微地块向东与扬子微大陆发生碰撞、造山作用,同时由于潞西海槽的关闭,腾冲微地块向东对保山微地块西缘进行挤压,使保山微地块上三叠系中下统喜鹊林组及其以下层位的地层发生强烈的褶皱、断裂,从北向南分布着石缸河复式破背斜、核桃坪复式背斜及双脉地构造岩浆穹隆(短轴背斜),围绕三个背斜发育一系列锡钨、铜、铅锌、铁及金矿床 [
早二叠世中特提斯洋的开启于保山地块发育了以卧牛寺组玄武岩为代表巨量基性岩浆喷发活动,与之相伴的海西期基性侵入岩在中特洋盆消减完毕后,经碰撞造山作用与围岩一致变形融入挤压褶皱系统,在矿集区以北的石缸河复式破背斜中表现尤为明显。通过锆石U-Pb测年获得漕涧辉绿岩年龄为307.9 ± 3.2 Ma,SHRIMP锆石U-Pb定年显示大雪山基性超基性侵入岩体形成时间为(300.5 ± 1.6) Ma,在矿集区有少量出露 [
矿集区内矿化受断裂控制特征显著,矿(化)体呈似层状、脉状及透镜状赋存于近南北向断裂破碎带和层间破碎带中,含矿岩石为构造蚀变岩和矽卡岩及其附近的大理岩化灰岩(图2)。矽卡岩化为主要围岩蚀变,后期热液蚀变强烈叠加改造早期矽卡岩叠加现象普遍。以Zn矿化为主的矿床,矿石类型主要为矽卡岩型,其中阳起石、透闪石矽卡岩与铅锌矿化关系密切,透闪石、透辉石矽卡岩与铜矿化关系密切,黑柱石与铁矿化关系密切。Au的成矿作用与热液硫化物、石英和方解石关系密切,矿石类型以构造蚀变岩型为主,有块状、脉状、网状细脉和浸染状矿石,矿石矿物主要为黄铁矿、磁黄铁矿、黄铜矿。
1) 裂控型构造蚀变岩–矽卡岩矿化
矿集区矿体分布受近南北向断裂控制明显,木瓜树–朱石箐断裂(F21)与木瓜树–阿石寨断裂(F11)为重要导矿构造,控制成矿带的展布,沿断裂发育W-Bi-Cu-Pb-Zn-Au-Sb-As-Hg等高中低温元素组合异常特征。次级近南北向构造控制矿床(点)的分布,具继承性多期次活动特征,显示先张裂后压扭特征,
图2. 滇西核桃坪矿集区(a)、(b)剖面矿化模型图(据文献 [
总体向东倾斜,其旁侧派生断裂为各矿床的重要容矿构造,控制矿(化)体的形态。以黑牛凹金矿床为例,F3倾向85˚~131˚,倾角54˚~87˚,破碎带发育,沿破碎带发育有细脉状、团块状和胶状黄铁矿化,细脉状硅化局部呈石英脉,矿体主要分布于破碎带中 [
2) 层控矽卡岩型矿化
沟通深部导矿构造的层间构造系统为矿集区内重要容矿构造之一,褶皱的转折端及翼部层间滑动面为矿体的重要就位储存空间。以核桃坪铅锌矿床和金厂河铜铅锌多金属矿床为代表,主要为Zn-Pb-Cu(-Fe)型矿化,赋存于核桃坪组,钙质板岩与薄至中层状灰色泥质条带大理岩化灰岩、大理岩呈互层状产出岩性组合为有利矿化围岩。以核桃坪铅锌床为例,含矿围岩主要为大理岩化灰岩,容矿层间断裂带体倾向60˚~80˚,倾角30˚~45˚,以含矿层间断裂破碎带为中心,向两侧依次为矿化矽卡岩、矿化大理岩化灰岩、泥灰岩或钙质泥岩。矿(化)体主要呈脉状、似层状沿层间构造系统产出,产状与地层产状基本一致,产状总体较缓,形态变化大,矿层底板多见0.1~1.7 m不等的角砾岩或糜棱岩。主要蚀变有矽卡岩化、硅化、方解石化及黄铁矿化等。矿石有矽卡岩型和大理岩型。矿石矿物主要有闪锌矿、铁闪锌矿、方铅矿、黄铁矿、黄铜矿、磁黄铁矿、磁铁矿和菱铁矿等;他形粒状、少量自形——半自晶粒状结构;稀疏–稠密浸染状及次块状构造,少量具条带状和脉状、角砾状构造。区内沙河厂组地层亦是重要含矿地层之一,以椅子山铅锌矿床和新厂凹铅锌矿床矿体为代表矿体主要赋存于沙河厂组层间破碎带中。
近期勘查在核桃坪复背斜东翼铁矿化带之下揭露到钨矿(化)脉,含矿岩石为石英斑岩脉和接触带石英脉,为石英脉型钨矿化(图3),WO3品位0.19%,矿石矿物为白钨矿,样品由国土资源部昆明矿产资源监督检测中心进行分析。矿集区揭露石英斑岩脉3条,铅垂厚0.15~0.6 m,侵入于绿帘石矽卡岩中,原岩为碳酸岩化石英斑岩,受脆性动力变质强烈,被压碎呈粒径 ≤ 8.0 mm的角砾状碎块、粒径 ≤ 1.5 mm的碎斑(占60%)和碎基(占40%)两部分。成分主要为石英55%,方解石占30%。碎基主要为石英和方解石及金属矿物。金属矿物15%呈半自形——它形粒状,主要为黄铁矿,不均匀星散分布。揭露矿化石英斑岩脉厚0.45 m,岩脉W含量745 × 10−6 [
图3. 核桃坪矿集区石英斑岩脉下接触带石英脉型钨矿化岩心样品照片
矿集区属于同一岩浆热液成矿系统,并呈现出明显的水平金属矿化分带由核桃坪铅锌矿床–黑牛凹金矿床,自东向西具有:“铅 + 锌 + 铜(铁) → 铅 + 锌 + 金 → 金”水平分带特征,(图1(b))。垂向分带由下往上显示有Sn、W矿化、Fe(-Cu)矿化、Pb-Zn矿化和Au矿化的分带特征(图2(b))。在垂直方向,以核桃坪铅锌矿床为例,由北至南依次为本部矿段、上场矿段和回子洞矿段,因茅竹棚–核桃坪复式背斜向北北东向倾伏,矿体赋存位置由北向南相应变浅,特征矿物组合由以进矽卡岩阶段的辉石–石榴石为主变为以退矽卡岩阶段的阳起石–绿帘石–绿泥石–萤石–石英–方解石为主,其北端矿化以深部块状、条带状中粗粒磁铁矿为主 [
陈福川(2018)对矿集区内核桃坪、金厂河及黑牛凹三个矿床进行系统研究,其中核桃坪和金厂河2个矿床成矿阶段硫化物δ34S:3.7‰~8.7‰,黑牛凹金矿床成矿阶段Ⅰ黄铁矿和毒砂的δ34S:−3.3‰~4.6‰,均与典型的岩浆热液相关的矿床的硫同位素组成(−3‰至+7‰)基本一致。核桃坪和金厂河成矿前阶段石榴石和辉石δ18OH2O分别为:1.8~5.8‰和3.8~11.1‰,与原始岩浆水最为接近;黑牛凹金矿床阶段Ⅱ与阶段Ⅲ方解石的δ13C:−13.4‰至−6.8‰,与岩浆的C同位素组成(−3‰至−30‰)相一致。获得黑牛凹金矿床成矿阶段I黄铁矿中Co/Ni比值为1.41~22.70,均值13.36,显示具典型岩岩浆热液成因特征,C-O-S稳定同位素指示成矿流体起源于岩浆热液 [
据1:10万重力测量资料,茅竹棚重力低异常带总体走向为北东,形态上表现为北东膨大而南西变窄,从木瓜树以北一直延伸至核桃坪以南,其主要分布于核桃坪背斜的轴部和NNE倾没端,显示由隐伏酸性岩体引起。高星刚等(2018)对核桃坪铅锌矿床V1矿体的蚀变填图及蚀变矿物组合、分带特征进行系统的研究,显示矿床成矿热液叠加复合分带特征显著,矿液具有从北东向南西方向迁移的趋势 [
保山地块内的铅锌矿床大致呈南北向带状分布,自北向南依次为核桃坪、西邑、东山、摆田、勐兴及芦子园铅锌矿床,构造为最主要的控矿因素,尤其以南北向、北东向展布的断裂和褶皱为主。以南部镇康复背斜和北部保山–施甸复背斜为代表,其中包含很多次级褶皱,与铅锌多金属矿成矿作用关系密切,矿体的产出均受与之相伴的断层控制 [
寒武系核桃坪组和沙河厂组地层Pb、Zn、Cu、Au等元素含量普遍高于其它地层,具初始矿源层特征 [
特提斯洋从萌生、扩展、萎缩、消亡到汇聚造山的整个演化过程,受控于全球洋陆时空结构转换。复合造山是多旋回超大陆演化产物及大洋闭合大陆拼贴过程的必然结果,也是地质演化中普遍存在的构造过程、壳幔物质交换的重要渠道和成矿重要驱动 [
矿集区矿床的形成受地层(岩性)、构造、岩浆岩等多重因素控制,在特定的条件下形成了Pb、Zn、Cu、Au、Ag等成矿元素和As、Sb、Bi等矿化剂元素的局部初始富集,再经后期岩浆热液作用叠加,并在有利的构造部位形成工业矿体,成矿作用具多期、多阶段,成矿物质具有多来源特点 [
同一构造发生发展过程中,上下不同构造部位物理环境的差异性和流体自下而上运移时性质变化等因素引起脉型矿床的“多层楼”式垂直分带性构造控矿特征,即构造发育深度不同,上下层次可以赋存不同类型的矿床或矿体 [
1) 深部寻找岩浆热液型W-Sn多金属矿床
矿集区核桃坪铅锌矿区回子洞矿段以南至陡崖铁多金属矿区一带发现钨矿化信息,其中隐伏中酸性斑岩体是重要的找矿标志,新近勘查工作在核桃坪铅锌矿床南东部之核桃坪复背斜东翼铁矿化带之下揭露到石英脉型钨矿脉体,反映在矿集区存在寻找隐伏中酸性岩体的条件,具有寻找岩浆热液型W-Sn多金属矿床(体)潜力。
2) 寻找矽卡岩型铁矿床
核桃坪铅锌矿床、金厂河铜锌铁多金属矿床、打厂凹铅锌多金属矿床、黑岩凹铅锌矿床等均提露有磁铁矿体,矿集区内存在寻找矽卡岩型铁矿床的空间和远景。
3) 通过构建的矿集区矿化模式图,类比核桃坪铅锌矿床,在黑牛凹金矿床–大金岩金矿床以东至打厂凹铅锌多金属矿床一带,其沙河厂组与核桃坪组岩性界面间,存在寻找矽卡岩型铅锌矿化体的潜力。
4) 研究区内矿体受近南北向断裂控制明显,区域南北向和近南北向断裂及其附属的次级断裂是找矿勘探的解剖对象。矿集区外带(Au矿化带)勘探程度总体较低,存在寻找岩浆热液型Au矿床的远景。
1) 洋–陆构造体制转换大洋俯冲消减为西南特提斯微地块漂移运动的驱动机制,复合造山是多旋回超大陆演化产物及大洋闭合大陆拼贴过程的必然结果。中三叠世随着古特提斯洋关闭,保山地块与昌都一思茅地块沿澜沧江断裂带拼合挤压造山,在东西向挤压的背景下形成了近南北向的构造变形,形成了茅竹棚一核桃坪复背斜,并相伴发育的层间容矿断层系统,同时沿缝合带继承改造形成沟通深部的向东陡倾的区域性导矿构造系统。
2) 成矿时限与中特提斯洋闭合时间相契合,矿床成因上与燕山期构造–岩浆活动关系密切。矿集区内稳定同位素指示矿集区内成矿流体起源于岩浆热液,近期揭露到的石英斑岩脉为中–酸性岩体的远程前锋脉体。近南北向的构造为为最主要的控矿因素,总体为断裂控制、深部作用、地层贡献、垂向输运–顺层就位。早白垩世中特提斯洋壳俯冲→板片断离(约130 Ma)叠加于保山被动陆缘沉积建造之上,复合成矿作用形成保山–镇康与隐伏中酸性岩浆岩有关的远程矽卡岩–岩浆热液脉型Pb-Zn多金属矿床。新生代经受喜马拉雅期印度–欧亚大陆碰撞造山运动的改造和破坏。
3) 在核桃坪复背斜东翼铁矿化带新发现石英脉型钨矿(化)脉体,显示矿集区具有“多层楼”式垂直分带性构造控矿特征,佐证在矿集区存在寻找与隐伏中酸性岩体相关的岩浆热液型W-Sn多金属矿床(体)潜力,对矿集区找矿工作具有新的启示意义。文章提出黑牛凹金矿床–大金岩金矿床以东至打厂凹铅锌多金属矿床一带沙河厂组与核桃坪组岩性界面间,还存有寻找矽卡岩型Pb-Zn矿体的找矿空间。
在野外工作中得益于与项目组同志的交流,得益于云南大学周家喜教授的指导意见,谨表谢忱!并对给予转载和引用权的文献资料的所有者表示感谢!
张金学,罗太旭,罗应华,杨艾坤,史国彪,杨从龙. 滇西保山核桃坪铅锌多金属矿集区发现石英脉型钨矿脉的启示与成矿机理探讨 Inspiration and Metallogenic Mechanism of Quartz Vein Type Tungsten Vein Found in Walnut Ping Lead-Zinc Polymetallic Ore Collection Area, Baoshan, Western Yunnan Yunnan[J]. 地球科学前沿, 2022, 12(08): 1058-1068. https://doi.org/10.12677/AG.2022.128102