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滇东北寒武系黑色岩系金多金属矿区域成矿背景及成矿规律论文

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2023-05-05 09:06:04    来源:    作者:xiaodi

摘要:摘要:文章对云南省滇东北寒武系黑色岩系金多金属矿区域成矿背景及成矿规律进行系统研究分析,对其主要地质成因特征进行了归纳,并对研究区内典型矿床矿体特征进行剖析,在此基础上对矿床成因进行了研究探讨,认为云南省滇东北寒武系黑色岩系金多金属矿成因为矿床热液成矿作用,希望为该地区寻找铅锌矿提供指导意义。

  摘要:文章对云南省滇东北寒武系黑色岩系金多金属矿区域成矿背景及成矿规律进行系统研究分析,对其主要地质成因特征进行了归纳,并对研究区内典型矿床矿体特征进行剖析,在此基础上对矿床成因进行了研究探讨,认为云南省滇东北寒武系黑色岩系金多金属矿成因为矿床热液成矿作用,希望为该地区寻找铅锌矿提供指导意义。

  关键词:滇东北;黑色岩系;金多金属矿

  1区域成矿背景

  1.1区域地层

  据云南省地质调查局2013年完成的《云南省成矿地质背景研究报告》,云南全省范围划分为两个地层大区、6个地层区、10个地层分区和16个地层小区,包括未划分地层小区的3个地层分区,共19个独立单元,本项目研究区主要包括昆明、曲靖和昭通3个地层小区。

  昆明地层小区:即习称的“康滇地轴”区,西以绿汁江断裂与楚雄地层小区分界,东以小江断裂与上扬子地层分区为邻。该地层小区以中晚元古界浅变质基底广泛发育为典型特征,在中晚元古界浅变质的基底之上,从震旦系到二叠系为分布广泛的陆表海沉积,上三叠统至古近系则发育有分布局限的拗陷盆地红色沉积,显示其是稳定的陆块区的一部分。

  曲靖地层小区:西以小江断裂与昆明地层小区分界,南东以弥勒-师宗断裂带与个旧地层分区相邻,北以者海-待补一线为界与昭通地层小区分界。区内沉积作用在中晚元古界浅变质基底的基础上发展,从震旦系到中三叠统均为一套陆表海沉积,晚三叠世开始至早白垩世转入陆内拗陷盆地环境沉积。

  昭通地层小区:位于云南省东北部,西以小江断裂与昆明地层小区分界,南东以者海-待补一线为界与曲靖地层小区相邻。其地质发展历史与曲靖地层小区近似,在中元古界浅变质杂岩的基础上,从震旦系到中三叠统为一套陆表海沉积,与川南、黔北地区相同;从晚三叠世晚期至早白垩世发育一套红色拗陷盆地沉积。

  1.1.1元古界

  研究区元古界地层主要为分布于易门-武定一带及金沙江南岸附件小江断裂以西的昆阳群浅变质火山-沉积碎屑岩系和澄江-马龙纳章一带的震旦系杂色岩系,会泽牛栏江以西与小江以东地带也有震旦系零星分布。

  (1)昆阳群。昆阳群为一套冒地槽型类复理石-碳酸盐沉积建造,属陆棚浅海-滨海-潮坪沉积,总厚逾万米。总体上看,其层位、岩性组合、同位素年龄值和所含微古植物、叠层石等均可与我国北方的长城系、蓟县系和青白口系相当。但对上列层序,不同研究者持不同意见,主要是将上、下亚群倒置的问题。总体上看,昆阳群地层是区内重要的铜、铁产出地层。

  (2)震旦系。自下而上分为澄江组、南沱组、陡山沱组、灯影组。澄江组为一套杂色砂岩,普遍含底砾岩;南沱组为冰碛层,下部主要为冰碛砾岩,上部为冰湖沉积,分布于巧家、会泽、马龙、澄江、建水等地;陡山沱组为一套薄层状碳、泥质白云岩,下部有杂色、灰色砂岩;灯影组有不同分层方案,部分文献将其中的旧城段及白岩哨段归入渔户村组,属下寒武统,灯影组只保留藻白云岩段,改称龙潭组,在巧家坡一带产铅锌矿,在东川滥泥坪灯影组底部产“滥泥坪式”铜矿。

  1.1.2古生界

  古生界包括下古生界和上古生界,下古生界包括寒武系、奥陶系和志留系,上古生界包括泥盆系、石炭系、二叠系。下古生界分布范围较广,以寒武系为主,是本项目重点研究地层系统。

  (1)奥陶系。包括下统红石崖组、下巧家组,中统上巧家组、中上统大箐组。

  (2)志留系。志留系地层在滇东北地区主要出露于永善金沙厂—盐津牛寨一线以及宜良—马龙—曲靖一带,在大关县城北部及西部金沙江沿岸也有分布,其余地区分布零星。龙马溪组在大关黄葛剖面由砂、泥质岩及碳酸盐岩组成,为铅锌银容矿层、矿源层。

  上古生界地层分布广泛,以大面积二叠系峨眉山玄武岩组出露为特征。

  (1)泥盆系。研究区内1:20万各图幅均有出露,但出露完整度不一,昭通幅分为下统翠峰山组、坡脚组、边箐沟组,中统箐门组、缩头山组、红崖坡组、曲靖组,上统未分组;昆明幅分为下统翠峰山组、中统海口组,中上统未分组。

  下统翠峰山组为黄、黄灰、棕黄色中厚层-块状石英砂岩,下部及顶部夹少量黄绿、灰色粉砂质泥页岩,中部夹赤铁矿层,厚129m~610m。坡脚组由碎屑岩夹泥岩及碳酸盐岩组成,厚度小于77.7m。边箐沟组由碳酸盐岩、泥质及砂泥质岩石组成,最大厚度67.4m。

  中统箐门组主由粉砂岩、页岩组成,底部有厚层状泥质条带灰岩,厚度46.9m。缩头山组主要由石英砂岩、粉砂质泥岩组成,中上部夹铁矿层,最大厚度440.6m。红崖坡组由粉砂岩、页岩、砂质页岩及白云质灰岩组成,最大厚度237.9m。曲靖组由碳酸盐岩及泥质细碎屑岩组成,最大厚度129m。

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  上统在1:20万昭通幅中统称上泥盆统,以结晶白云岩为主,顶部为纯灰岩夹白云质灰岩,底部夹厚层状灰岩与少量黄色页岩,最大厚度609.2m。据1:20万曲靖幅资料,泥盆系上统分为一打得组和寨结山组,一打得组仅分布于曲靖张家营,由厚层状生物灰岩夹泥灰岩和下部厚层块状细品白云岩组成,厚112.9m。寨结山组命名地在弥勒地层小区,以白云岩为主及灰岩组成,厚度300m。泥盆系最大厚度1908.9m,为区内矿源层及铅锌银容矿层。

  (2)石炭系。研究区内主要出露于石林-陆良-曲靖-宣威一线,其次为昆明周边及鲁甸—彝良洛泽河一带,其余地区分布零星,全系最大厚度达2927.8m。岩关组由灰岩、结晶灰岩、硅质灰岩、页岩、炭质页岩及上部泥质灰岩局部含锺石结核组成。厚达560.2m。大塘组万寿山段由泥质页岩夹硅质岩或石英砂岩组成,厚568.m;上司段由白云质灰岩夹灰岩及白云岩组成,夹含燧石灰岩和粉砂质页岩,厚570.1m。摆佐组由浅灰、灰白色灰岩、鲕状灰岩夹白云岩、结晶白云岩组成,最大厚度276.5。威宁统由灰岩、缅状灰岩、生屑灰岩、白云质灰岩夹白云岩组成,厚529.9m。马平群由骨屑灰岩、鲕状灰岩夹粗晶白云岩组成,1:20万东川幅内普遍为灰黄色、褐红色豆状灰岩,局部下部为角砾状灰岩夹黄绿、紫红色泥质页岩,在会泽矿山厂厚59m,1:20万曲靖幅沾益秧田冲为81.9m,在1:20万盘县幅黑泥塘为423m。石炭系为铅锌银的容矿、矿源层。

  (3)二叠系。全系最大厚度3707.4m。梁山组由杂色石英砂岩、粉砂岩夹杂色页岩、炭质页岩、煤层或铝土质页岩组成,中上部有泥质菱铁矿层,在威宁悔改地,厚达226.7m,产劣质无烟煤、烟煤。栖霞组由灰白或浅色骨屑灰岩夹白云岩(斑块状、豹皮状、虎斑状、积云状)白云质灰岩、假鲕状灰岩组成,昭通幅厚430m。茅口组由斑块状白云质灰岩为主,泥晶骨屑灰岩、白云岩组成,盘县幅厚达760m。在乐马厂茅口组、栖霞组为银铅锌铜容矿层。峨眉山玄武岩组由一套玄武岩、火山角砾-集块岩,夹少量凝灰岩、泥岩组成,可分出四个大的喷流旋回。火山角砾-集块岩多见于第一旋回底部,在东川幅第一旋回有碱玄岩,三旋回有氧化红顶,四旋回普遍有杏仁玄武岩及铜矿化(自然铜为主)。玄武岩组厚度变化大,有多处厚度中心,如东川大坪子,曲靖野猫箐,实测厚度为1219m~2043.3m。宣威组,底部为含鲕铁质泥岩,向上为砂岩夹粉砂岩、页岩、铝土矿、煤层组成,东川幅大井厚247.4m。矿源层、遮挡层。

  1.1.3中生界

  滇东北地区中生界地层出露分片特征明显,三叠系主要集中分布在泸西—罗平黄泥河一带,除少量第三及第四系零星出露外,无其它地层出露,而易门—东川一带中生界地层则基本缺失,其余地区分布零星;侏罗系出露零星,但面较广;白垩系主要集中分布于102°30′以西地区,以东极其少见。

  三叠系:总厚度达4673.7m。飞仙关组底部为砾岩,向上为紫色岩屑砂岩、泥质粉砂岩、砂质泥岩,上部夹鲕状灰岩、白云岩透镜体。盘县幅最大厚度1638m。永宁镇组由页岩、泥岩、泥灰岩互层、灰岩、泥质白云质灰岩夹粉砂岩及页岩组成,在盘县幅达875m。关岭组由杂色砂岩、泥岩、泥质灰岩、白云岩夹假角砾岩组成,盘县幅厚1564m。须家河组,为一套含煤碎屑岩,昭通幅厚551.7m。

  保罗系:总厚度大于1628.3m,自流井群为一套紫色泥岩、粉砂岩夹长石砂岩组成,昭通幅金阳丙底厚270m。下沙溪庙组为紫色粉砂岩、粉砂质泥岩与细粒长右岩屑砂岩互层,东川幅会泽者海鲁贝一带厚419.6m。上沙溪庙组由紫色细粒长石砂岩与粉砂质泥岩、钙质粉砂质泥岩、钙质粉砂岩组成,鲁贝一带厚367.2m。遂宁组由紫色泥岩、钙质泥岩、泥质粉砂岩夹黄色钙质泥岩组成,者海鲁贝一带厚412.1m。蓬莱镇组由黄色、灰绿色含钙质泥岩、泥质粉砂岩、水云母页岩夹骨屑泥晶灰岩与紫色粉砂粘土岩组成,者海鲁贝一带厚150.4m。

  三叠系飞仙关组、永宁镇组及须家河组,侏罗系自流井组为铅锌的容矿层,次要的矿源层。

  白垩系:嘉定群在1:20万筠连幅为红色砂岩,厚588m。

  1.1.4新生界

  新生界地层主要分布于坝区及河流沿线。下第三系在宜良幅为路南组(群),由泥灰岩、泥岩、砂岩和砾岩组成,最大厚度大于800m。上第三系茨营组由泥岩、粉砂岩、粉砂质泥岩、细粒长石砂岩、杂砂岩夹多层褐煤组成,在曲靖茨营小石桥剖面最大厚278.8m;宜良幅茨营组以杨林盆地为例,总厚度406m。第四系分布于盆地或坝区,由砾石、砂、粘土等组成。局部地区有残、坡、冲积型铅锌矿产出。

  1.2区域构造

  从大地构造分区图上看,滇东北地区均属上扬子古陆块,分为3个三级构造单元,分别是滇东被动陆缘、泸西被动陆缘、康滇基底断隆带。在空间上具3层结构:元古代基底-古生代海相盖层-中生代陆相盖层。

  在武定-易门-玉溪-石屏一带和东川地区的昆阳群分布区,传统上称之为“康滇地轴”、“昆阳裂谷”,其地壳具双层结构。中元古代昆阳群为浅海相陆源碎屑和台地碳酸盐岩交替沉积,早期有半深海沉积,晚期夹火山碎屑岩,具被动大陆边缘的沉积特征。晚元古代大营盘(柳坝塘)期发育的不整合面代表了裂谷的褶皱封闭,并在随后的古生代发展为盖层沉积。

  元古代末,随着昆阳裂谷褶皱封闭,地壳抬升,自古生代以来滇东北地区分别在康滇基底断隆带和滇东碳酸盐台地基础上并行进入到盖层发展时期,可分为华宁陆表海、曲靖陆表海、昭通碳酸盐岩台地3个四级构造单元。

  总体上看,滇东北地区地层及矿产分布受数条区域性深断裂所控制作用明显,其中近南北向小江断裂、北东向师宗-弥勒断裂、北东向的麻塘及北西向垭都-紫云断裂是区域的骨架构造,小江断裂。小江深断裂、麻塘-会理断裂以及研究区西侧的安宁河-绿汁江断裂是昆阳裂谷云南段或康滇地轴南段的边界,共同控制了区内元古界昆阳群的地层及其相关铁、铜矿产的分布;小江断裂、师宗-弥勒断裂是古生代以来滇东北陆缘-碳酸盐台地的边界,控制了区内自寒武系以来所有地层及其相关的铅、锌、铜、铁、煤等矿产的分布;垭都-紫云断裂由一系列北西向断裂及褶皱组成,从桂西经黔西北延伸到滇东北彝良龙街、毛坪一带,跨过金沙厂延入四川境内,延伸长达数百千米,沿构造带铅锌矿床(点)成群成带集中分布,是区域重要的控岩控矿构造。

  1.3区域岩浆岩

  滇东北地区岩浆岩发育,侵入岩及火山岩类均有,但分布不均。

  1.3.1喷出岩类

  中元古代火山岩仅见于东川燃心厂,为酸性的英安斑岩,呈夹层赋存于昆阳群黑山组板岩和薄层灰岩中。

  早震旦世澄江期火山喷流岩为一套陆相火山-粗屑岩组合,主要分布于川滇交界的金沙江两岸,以易门罗茨碧城东大寺剖面、水口箐剖面出露较为齐全。澄江组为一套陆相的红色磨拉石建造,火山岩位于澄江组的底部,主要岩性为碱性玄武岩、碱性橄榄玄武岩、粗安岩、橄榄粗安岩、火山集块岩、火山角砾岩、玄武质凝灰岩等,最大厚度约442m。构成一个溢出→爆发→溢出的喷发旋回,早期为富钠粗安岩→橄榄粗安岩→碱性橄榄玄武岩,晚期为碱性橄榄玄武岩夹橄榄粗安岩,整套火山岩以富碱为特征,气孔构造发育。火山岩中铅锌丰度值分别为450×10-6~650×10-6、100×10-6~600×10-6,应为铅锌银矿源层。

  晚二叠世峨眉山玄武岩在滇东北地区分布较广,其喷流时间约在218.6Ma~236.8Ma,玄武岩组平行不整合于下二叠统茅口灰岩之上,上覆二叠纪宣威组煤系。岩性较为单一,岩石地球化学特征显示了常见的大陆板内溢流玄武岩的特点,具有明显的高钛、低铝、低镁特征,在硅-碱图解上主要属亚碱性岩系列,在A-F-M图解中,主要落入拉斑玄武岩区,少数位于钙碱性岩区。在许多地球化学图解中都落入大陆板内玄武岩区、大陆溢流玄武岩区。近年来,一些研究者认为属起源于上地幔内部的地幔柱玄武岩。一般可分出4个沉积旋回,最多6个。发育完整的喷流旋回底部由厚度变化很大的火山角砾有、集块岩组成,中部为韵律式变化的厚大熔岩流,顶部见较多的凝灰岩或正常沉积岩夹层,反映火山喷发过程经历了强烈的中心式爆发→宁静的裂隙式溢流→间歇性喷溢的活动过程,每个旋回按致密玄武岩→斑状玄武岩+气孔或杏仁状玄武岩的序列演化。峨眉山玄武岩与区内的铅锌银成矿有一定的关系:①在峨眉山玄武岩中发现有铅锌矿物,②在玄武岩、玄武质凝灰岩、玄武角砾岩铜矿中含有较高的铅、锌元素,③峨眉山玄武岩的展布范围,与铅锌矿的水平分布基本重合,铅锌矿的垂向分布,受玄武岩的限制,④峨眉山玄武岩等厚度线图与铅锌矿床间有持明显的关系,⑤与峨眉山玄武岩性相当的侵入相辉绿岩岩带和所在区内主要铅锌银构造成矿带间保持一定关系,被侵入的围岩有蚀变矿化,⑥峨眉山玄武岩及其相当的侵入相辉绿岩的同位素年龄值与铅锌成矿年龄值,部分重合或接近。推断峨眉山玄武岩浆喷发活动带来了强大的热流体,使矿源层中有益元素活化、富集成深层含矿热卤水,在有利的容矿空间,形成初步的铅锌矿体。

  1.3.2侵入岩类

  按分布可分为西中东三个带,小江断裂以西为西带,宣威-富源以东为东带,二者间为中带。西带以侵位于昆阳群各时期的辉绿岩、辉长岩为主,与昆阳群中的铁、铜矿床的形成有关;中带侵入岩不发育,区域资料中仅发现时代不明的次玄武岩小侵入体2处,数个岩体,沿北东及近南北向断层侵入,尚无矿化资料;东带侵入岩主要有与二叠系玄武岩同源的基性岩和次火山岩。

  2成矿要素及成矿规律

  壳深部的区域性断裂带,沿断裂带发生大规模玄武岩喷发。随着峨眉山组玄武岩的大规模喷发,构造古地理格局的急剧变化,巨量的玄武岩浆喷发后的压实、冷却后形成内陆断陷盆地,沿一些活动断裂形成的水-热循环系统形成了滇东北、滇东南地区的MVT型铅锌矿床,随后在其上被含煤陆源碎屑建造覆盖。

  燕山晚期(J-K)随着印度次大陆对欧亚大陆的持续俯冲、碰撞,使整个上扬子陆块区尤其是川藏滇地区褶皱隆升,在滇中及滇东北地区形成了规模宏大的楚雄盆地、水富盆地(四川盆地的一隅)和一些规模较小的盆地,如禄丰盆地、昆明盆地等,基底断裂复活,新生断裂继承基底断裂或有所发展,最终形成一系列南北向、北东向、北西向、东西向的断裂与褶皱构造。