1、个旧东区基性火山岩型铜矿床地质特征和成因探讨第 6O 卷第 1 期有色金属(矿山部分)2008 年 1 月个旧东区基性火山岩型铜矿床地质特征和成因探讨路红己(云南锡业集团( 控股)有限责任公司总公办,云南个旧 661000)摘要:通过对个旧东区基性火山岩型铜矿的矿床地质 ,微量元素,稀土元素,硫同位素,铅同位素及矿物包裹体等的分析表明,区内铜矿床的产出与地层产状一致,其形成与印支期基性火山岩活动可能有着直接的成因关系.关键词:玄武岩成矿;印支期;铜矿床;基性火山岩中图分类号:P618 文献标识码:A 文章编号:16714172(2008)01 002104AnApproachtoGeologi
2、cFeaturesandGenesisofBasicVolcanicRock-typeCopperDepositinEasternGejiuZoneLUHongji(YunnanTinGroup(Holding)CompanyChiefEngineemOffice,GejiuYunnan661000,China)Abstract:Thegeologicalfeatures,traceelements,REE,sulphurisotope,leadisotope,andmineralinclusionsofbasicvolcanicrocktypecopperdepositsineasternG
3、ejiuzonearestudied.ItSprovedthatthelocationofcopperorebodiesisconsistentwiththeattitudeofstrata,andtheirformationisdirectlyrelatedwithbasicvolcanismoftheIndoChineseepochinGejiu.Keywords:basaltmineralization;IndoChineseepoch;copperdeposit;basicvolcanicrock个旧锡矿为超大型锡多金属矿床.关于其成因,过去多数人持“花岗岩岩浆期后气化热液成矿 “的观
4、点_1-5. 随着矿区内越来越多的深部硫化物型矿床的发现,尤其是陆续发现了新的层状型矿体,对个旧锡矿的花岗岩成矿模式提出的质疑越来越多.金祖德,秦德先等都提出过各自的看法引.1 地质背景和构造位置个旧矿区以南北向个旧断裂(小江岩石圈断裂南延部分)为界分为东,西两个矿区,个旧锡矿主要产于东矿区,地处华南地槽褶皱区右江地槽褶皱带西缘(图 1).东矿区骨干构造主要是南北一北北东,东西向的复式褶皱和大断裂.北北东向的五子山复式背斜是个旧东矿区的控矿构造,东西向的五条大断裂将矿带自北向南分为马拉格,松树脚,高松,老厂,双竹和卡房六个矿田(图 2).个旧东矿区岩浆活动除海西一印支期基性火山作用外,还有燕山
5、期强烈的重熔花岗岩作用.汪自芬 Rb,sr 同位素年龄测定结果,马拉格一松树脚黑云母花岗岩岩体等时线年龄为(87.833.1)Ma,作者简介:路红记(1970 一),男,高级工程师老厂一卡房花岗岩岩体等时线年龄为(86.32.3)MaE 引.图 1 滇东南区域成矿构造图Fig.1ThemapofregiongeologicalstructureinthesoutheastofYunnan在个旧矿区,印支期的火山作用主要有三期,即中三叠世安尼期(个旧组下段),拉丁尼克早期(法郎组下段)和拉丁尼克晚期一诺利克期(法郎组上22 有色金属(矿山部分) 第 60 卷段).安尼期的火山岩主要产出于个旧组下
6、段(Tg)的碳酸盐层中,分布于个旧东区 ,从南到北主要分布在新建矿的井下,卡房新山的地表和井下,卡房东瓜林(竹林) 的井下,老厂竹叶山的井下,期北山,老厂弯子街矿段的井下,塘子凹的井下和松树脚矿田以南的麒麟山寨的地表等部位;拉丁尼克早期的火山岩主要分布于水塘寨一保和一木花果以及木卜玲一带的法郎组下部(Tf1)泥灰质岩层中;拉丁尼克晚期一诺利克期火山岩主要分布于贾沙以南的他白,林和村一尼得,德胜冲,牛屎寨一带,产于中三迭统法郎组(Tf)上部的碳酸盐层中,与围岩呈整合接触关系.其中分布于个旧东区的中三叠世安尼期(个旧组下段)玄武岩是本文研究的重点.囤 1 回 2 回 3 回 4 囡 5 囤 6 团
7、 7 口 8E9 巨圜 tO图 2 个旧东区地质略图(据云南有色地质局 308 队资料(1984)修改)F 唔 2GeologicalmapofeasternGejiuzone1.第四系;2.上三叠统火把冲组砂页岩;3.上三叠统鸟格组砂页岩;4.中三叠统法郎组砂页岩,灰岩夹玄武岩;5.中三叠统个旧组白泥硐段 ,马拉格段,卡房段灰岩,白云岩夹玄武岩;6.下三叠统永宁镇组砂页岩夹灰岩 ;7.燕山期花岗岩;8.印支期玄武岩;9.地层界线;10.断裂及产状.2 变基性火山岩型铜矿床地质特征变基性火山岩型铜矿床在卡房,老厂和竹叶山坑均有产出.该类型矿床以卡房矿田最为典型(图3).2.1 矿床赋存部位,产
8、状及矿化特征东区变基性火山岩型铜矿床常产于:1)变基性火山岩与大理岩的接触界面且呈多层次出现,一般23 层,多达 5 层,矿体呈似层状,透镜状,长 65300m,宽 100300m,厚 0.55m,产状与围岩一致,呈缓倾斜产出(图 3).主元素为铜,伴生有钨,金,银,铋,硫和萤石;2)变基性火山岩沿构造裂隙充填交代形成陡倾脉状和缓倾透镜状矿体,矿体规模较小但含铜很富,长数十 m 至百余 m,延伸 3060m,厚 310m.平均含铜 5%8%,最高达30%;3)变玄武岩以下 5 30m 的大理岩中,矿体呈似层状,缓倾斜透镜状产出,矿体长 100300m,宽100 余 m,厚 1.7010m,个别
9、厚达 34m,产状与地层一致.金属矿化表现为铜,钨,铋,钼,金等共生特,征.2.2 矿石成分及组构原生矿石主要金属矿物有磁黄铁矿,黄铜矿,黄铁矿,辉铜矿,自然铋,辉铋矿,白钨矿,辉钼矿,毒砂,白铁矿,自然金,黑钨矿,锡石等,脉石矿物主要有透辉石,阳起石,长石,符山石,钙铁石榴子石,方柱石,透闪石,方解石,石英,萤石,绿帘石,绿泥石及少量榍石.近地表矿石已氧化,主要有赤铁矿,褐铁矿,孔雀石及含铁粘土.矿石具有浸染状,块状,脉状,条带状构造,具自形粒状,他形粒状,交代状,树枝状,海绵晶铁状,压碎状结构.矿石具有典型的同生沉积构造:纹层状构造,软沉积滑动变形构造,蜂窝状构造.图 3 卡房矿田 19
10、矿体 19 线地质剖面图F 唔 3GeologicalsectionalmapoforebodiesNo.1-9onprospectlineNo.19inKafangfield1.个旧组卡房段泥质碳质灰岩;2.个旧组卡房段灰质泥质白云岩与灰岩互层;3.个旧组卡房段灰岩;4.印支期变火山岩;5.燕山期花岗岩;6.矿体;7.矽卡岩;8.大理岩夹层;9.钻孔2.3 矿床分布规律矿床分布规律为:1)矿体产出与基性火山岩变质程度有一定联系,主要分布在变质较深部位,阳起第 1 期路红记:个旧东区基性火山岩型铜矿床地质特征和成因探讨 23石金云母变基性火山岩及金云母变基火山岩两带内.2)矿体分布于花岗岩与基
11、性火山岩交接部位周围,一般距花岗岩体 02000m;(C)在断裂构造与变基性火山岩交切部位常可找到脉状富矿体;在变基性火山岩随地层褶皱部位,矿体变厚变大,并易产出缓倾斜透镜状矿体;3)矿体常呈多层产出,在变基性火山岩与大理岩交界面和变基性火山岩内一般有 23 层产出,最多可达 56 层(图 4).3 铜矿床成因探讨笔者近几年来参与省院省校合作项目个旧锡矿深部和外围成矿预测及矿山增储研究,认为变基性火山岩型铜矿床的形成与中三叠世安尼期蚀变基性火山岩活动在时间和空间上可能有着直接的成因关系,并经历了燕山期岩浆.热液活动的叠加改造.图 4 老厂矿田变火山岩型矿床典型剖面图(据竹叶山坑l323 矿体
12、130 地质剖面图修改)Fib4TypicalsectionmapofvolcanicdepositinLaochangfield1.个旧组卡房段大理岩,含泥质大理岩;2.个旧组卡房段大理岩与灰质白云岩互层;3.个旧组卡房段大理岩,含泥质大理岩 ;4.个旧组卡房段大理岩与灰质白云岩互层;5.个旧组卡房段中厚层状大理岩;6.印支期玄武岩;7.燕山期花岗岩;8.矿体;9.大理岩夹层;10.矽卡岩;11.钻孔;12.1785 中段3.1 变火山岩型铜矿床与超基性岩,基性岩有关我国典型的变火山岩型铜矿床“内蒙古东部安乐锡铜多金属矿床,广东西岭锡铜多金属矿床,广西桂北九毛锡铜多金属矿床“均与超基性岩,基
13、性岩有关.个旧东区变基性火山岩型铜矿床与此类似,黎应书等认为与超基性岩一基性岩有关】.3.2 矿床地质特征Tg:层位的基性火山岩(次火山岩)是变基性火山岩型铜床的最主要赋矿层位,而其他层位矿化明显较弱.可以推断,矿床中铜的主要物质来源可能为变基性火山岩.矿体呈层状,似层状,透镜状赋存在个旧组下部卡房段(Tg:)的玄武岩层内或玄武岩与碳酸盐岩(大理岩) 或花岗岩的接触带部位,规模较大,沿走向具有较大的延伸,一般都在 200400m 以上,产状与围岩一致,与围岩同步褶曲,未见穿层现象.矿体呈多层产出,一般 23 层,最多可达 56 层.显示矿体形态及产状明显受变基性火山岩控制.具有由白云石和玄武质
14、凝灰岩胶结而成的角砾状构造,并且发育显着的层理和包卷构造,反映出火山成矿的特征.矿体中常见顺层发育的纹层状构造,由硫化物纹层与火山岩纹层呈互层状构成,局部还见软沉积滑动变形构造和顺层分布的蜂窝状构造,是典型的同生沉积构造.层纹构造反映了火山沉积特征,但多数经过了后期热液叠加改造.有理由推断,矿床的形成与变基性火山岩活动同期,与基性火山沉积成矿作用有直接的成因关系.3.3 基性火山岩岩石化学特征本区火山岩显示硅不饱和,富碱,高钛特征,具有大陆碱性橄榄玄武岩的成分特点,应属大陆板内张裂环境下火山活动的产物.另外,本区玄武岩中MgO,FeO 含量较高,A10,相对较贫.秦德先研究认为,本区的基性熔浆
15、应来自 40km 深度以下的上地幔.变火山岩型矿床中普遍发育的火山岩的蚀变与同生成因的铜多金属硫化物的堆积在时间和空间上都是耦合的.3.4 微量元素特征东区微量元素含量普遍高于世界基性岩丰度(维氏值),sn 含量为 18X10170X10,sn 的富集倍数为 12113;Cu 含量为 18X10170X10,Cu 的富集倍数为 18.另外,安尼期变玄武岩的所测元素含量又普遍高于蚀变较弱的橄榄玄武岩,sn,cu,As,Bi 等元素含量也明显高于拉丁尼克早期和拉丁尼克晚期一诺利克期形成的玄武岩.碱性玄武岩可能是 sn,cu 多金属矿床的重要矿源.中三叠世安尼期可能是变基性火山岩型矿床最有利的矿化期
16、.本区玄武岩成矿元素 cu,zn,sn,铁族元素cr,Ni,c0 都比花岗岩高 ,可能暗示矿床中的 cu,大量的 Fe,至少部分 Sn 来自基性火山作用 .对比研究火山岩型硫化矿,老厂花岗岩和麒麟山(Tg)黑色泥质灰岩三者中黄铁矿的微量元素分析结果可以看出,黑色泥质灰岩含 Sn 比火山岩型硫化矿,老厂花岗岩高,而火山岩型硫化矿又比老厂花岗岩高,有色金属(矿山部分) 第 60 卷这可能说明至少部分锡来自火山沉积岩系.黄铁矿中铜含量以火山岩型硫化矿最高,其次是泥灰岩,花岗岩最低,说明铜来自火山一沉积岩系.花岗岩中黄铁矿的铅含量最高,暗示铅可能来自花岗岩作用.对比老厂深部硫化矿,芦塘坝硫化矿,塘子凹
17、凝灰岩及含锡花岗岩中锡石的含 Sn 量可以看出,芦塘坝和老厂硫化矿中锡石最高,而含锡花岗岩中锡石含 sn较低,可能说明锡矿床的形成主要来自火山成因的硫化矿.锡石中 Nb,Ta,Mo 的含量以花岗岩最高,硫化矿最低,说明这些元素源于花岗岩 j.3.5 稀土元素特征本区玄武岩与大陆裂谷玄武岩稀土配分模式相似,也与一般的地层岩石特征相吻合.竹叶山玄武岩型硫化物矿石的配分曲线图模式与玄武岩的配分曲线图模式近似一致,表明本类矿床属于基性火山岩成矿系列(图 3).EREE 以玄武岩最高( 平均 (19610),其次是花岗岩(18310), 最低是灰岩(3110).LREE/HREE 以玄武岩最大 (3.2
18、6),其次是灰岩(1.96),最小是花岗岩 (1.74).对比个旧竹叶山火山岩型条带状硫化矿,芦塘坝硫化矿以及含 sn 花岗岩中的黄铁矿稀土含量,EREE 以竹叶山条带状硫化矿最高,其次是含 sn 花岗岩,最低是芦塘坝硫化矿;LREE/HREE 以芦塘坝最高,其次是含 sn 花岗岩,最低是条带状硫化矿,这与三类矿化的围岩具有一致性和继承陛关系.3.6 硫,铅同位素特征竹叶山及老厂 5 矿体底部矿石中硫化物 8 弘 S低,为一 1.9%o+3.56%o, 接近幔源硫,反映来自基性火山作用成因.火山一沉积矿床与层间锡石一硫化物矿床 8s 分布范围相一致,都在一 4%0+4%o之间,说明二者硫来源于
19、地幔.因此可以推断,变基性火山岩型矿床的主要物源来自于变基性火山岩.Pb/埘 Pb 为 18.33018.557;207Pb/ Pb 为15.61715.70;猫 Pb/拟 Pb 为 38.70838.971,具有单阶段正常铅的组成特点.铅模式年龄计算结果,多数矿石样品年龄为 200Ma250Ma,说明成矿与印支期玄武岩作用有成因关系.3.7 气液包裹体特征据变火山岩型矿床矿物流体包裹体测试 u,均一温度为 209267oC,流体盐度在 2.5wtNacl%8.6wt】% 范围,成矿压力为 6121071310Pa.如果按海水深度每增加 1nl,压力增加 0.101l0Pa 计算,变火山岩型矿
20、床形成的海底深度约为 60507050nl 范围,代表了断拉谷底部深海环境.3.8 围岩蚀变特征变火山岩型矿床中,铜金属硫化物矿体与强烈蚀变的玄武岩在空间上是紧密耦合的,与发生在海底环境的热液对流循环作用有关.在该对流系统中,海水的参与不可避免.蚀变反应与参与对流的海水中的 so;离子还原过程属于共轭酸.碱反应关系.其中玄武岩发生金云母化,绿泥石化,碳酸盐化蚀变过程可分别表示为:3(Fe,Mg)2SiO4+2K+3SiO2+A12O3+3H2OK(Mg,Fe)3A1Si3O10(OH)2+2H橄榄石金云母Ca(MS,Fle)si2O6+2K+5M+5Fe+Al20+4sio2+HCOf+Tno
21、;(MS,Fe)3AISi3O,o(OH)2+CaC03+llH辉石金云母方解石2NaA1Si3O8+4(Mg,Fe)+2(Ee,A1)+10H2O(Mg,Fe)4(Fe,A1)2Si2O10(OH)8+4SiO2+2Na+12H钠长石绿泥石(亚种)这些蚀变反应导致了流体的酸化,为 so;离(大理岩)或花岗岩的接触带部位,分布广,规模大,子的还原和金属硫化物的聚集提供了动力,反应可沿走向具有较大的延伸,一般都在 200400nl 以表达为:Me“+so;+8H+8e Mes+4H:0 上,产状与围岩一致,与围岩同步褶曲,层状矿体与同时,介质的酸度增大有利于岩石中锡的活化,穿层的脉状矿体的矿石矿
22、物组成和结构构造差异明迁移,是导致变火山岩型矿床中锡矿化与金属硫化显.矿体呈多层产出,一般 23层,最多可达 56物伴生的原因之一.层.具典型的同生沉积构造:纹层状构造 ,软沉积滑4 圣士拾动变形构造,蜂窝状构造.2)个旧东区变基性火山岩型铜矿床的形成与1)个旧东区变基性火山岩型铜矿床地质特征中三叠世安尼期蚀变基性火山岩活动在时间和空间是:矿体呈层状,似层状,透镜状赋存在个旧组下部上可能有着直接的成因关系 ,并经历了燕山期岩浆卡房段(T2g:)的玄武岩层内或玄武岩与碳酸盐岩一热液活动的叠加改造.【下转第 33 页)第 1 期苗胜军等:水厂铁矿边坡开挖 FLAC 数值模拟与分析 33FL.4C3D210e 自 I.:;7+:o+3 瑚: +的 20 肿 4
