滇西北羊拉铜矿床里农矿段地球化学找矿研究.doc

滇西北羊拉铜矿床里农矿段地球化学找矿研究滇西北羊拉铜矿床里农矿段地球化学找矿研究摘要： 羊拉铜矿床位于金沙江构造结合带中部，是滇西北地区代表性矿床之一，该矿床为滇西北铜多金属成矿带上典型的后生叠加作用形成的斑岩-矽卡岩型矿床。本文通过野外观察及室内构造地球化学分析得出，各地层岩性在微量元素含量方面存在明显差异，围岩微量元素因子异常可较好地区分地层界线，尤其对里农组二段大理岩最为明显；中高温成矿元素组合异常均能较好地反映矿体的形态，且异常形态与断裂构造产状一致，反映矿体产出明显受构造的控制；中低温地球化学异常、低温地球化学异常的范围明显不同于高温地球化学异常，且异常分布面积更大；三者的对比分析，在平面上可以判断矿体的产状。Abstract： Yangla copper deposit which is one of the typical porphyry-skarn deposit lies in Jinsha river tectonic coalcscence zone of north west Yunnan. This work mainly studies structral geochemical genesis of deposit and prediction of deposit based on the data of field observation and lab analysis. Structral geochemical shows that stratigraphic boundary can be well defined by abnormal trace element factors of surrounding rock and its has obvious effect for the marble of the second part of Linong layer. The form of ore body can be well reflected by abnormal middle-high temperature ore-forming elements combination and abnormal form is same as the faultoccurrence. It shows that the ore form is controlled by structure. Middle-low temperature geochemical anomaly and low temperature geochemical anomaly is obviously different with the high temperature geochemical anomaly， it has more wide distribution area. Those three comparative analysis can be used to confirm the mode of occurrence of ore bodyon the plane.关键词： 成矿作用；断裂构造；构造地球化学；找矿预测；羊拉铜矿Key words： mineralization；fault structure；structure geochemistry；ore prediction；Yangla copper deposit中图分类号：P59 文献标识码：A 文章编号：1006-4311（2016）20-0214-061 区域成矿地质背景1.1 区域大地构造位置羊拉铜矿区夹持于中咱微板块与昌都-思茅地块之间的金沙江板块结合带内（图1）。其大地构造位置特殊，该区域内地壳结构多样，构造运动具有多期性且活动剧烈、岩浆活动期频繁，特殊的大地构造位置为矿床形成提供了很好的成矿地质背景。1.2 区域构造羊拉铜矿床位于昌都-兰坪陆块与中甸-中咱陆块之间的金沙江构造带中部，该构造带是金沙江-哀牢山结合带的重要组成部分，为洋盆消减、弧陆碰撞结合带，经历了洋盆的发生、发展到萎缩、消亡。金沙江构造带的形成、演化造就了多期成矿作用，众多铜、金、铅、锌等金属矿产的空间展布受构造带的控制，形成了著名的金沙江-哀牢山铜金多金属成矿带。2 里农矿段矿体地质里农矿段在江边矿段南西侧，两个矿段之间以里农大沟为界；路农矿段位于里农矿段南侧，工程揭露路农与里农矿段在深部为同一矿体。里农、路农和江边矿段目前控制铜金属量分别约60万吨、14万吨和6万吨，远景储量超过130万吨，矿床达到大型规模。矿床矿石类型复杂，从赋矿围岩看，主要为矽卡岩型矿石，其次是大理岩型、角岩型、构造角砾岩型和花岗闪长岩型等矿石；从矿种看，主要以铜为主，多种金属矿物伴生；按矿体形态可分为层状矿、脉状矿和浸染状矿。根据矿带的空间产出部位、赋矿层位、岩性及矿体特征，将羊拉铜矿里农矿段矿划分为六个矿带。里农岩体西侧外接触带铜矿带：主要位于里农矿段中部，产出于里农组一段和江边组地层中。赋矿围岩主要为矽卡岩、变质石英砂岩。矿体呈透镜状、层状及似层状，走向近SN至NE，倾向W或NW，倾角较缓，一般18-35；矿石矿物以黄铜矿、黄铁矿等为主；矿体蚀变主要为矽卡岩化等。代表性矿体为KT2（上）-1，走向NE，倾向NW，矿体呈层状-似层状顺层产出，倾角由浅至深逐渐变陡（图2）。矿体结构简单，与围岩呈渐变过渡关系。矿体空间变化较大，矿体厚度沿倾向方向渐渐变薄，铜品位也随之变低。里农岩体内脉状铜矿带：位于里农岩体南缘内外接触带中。赋矿岩石为花岗闪长岩等。矿体走向NE，倾向NW，倾角45-80；明显受NE向构造裂隙的控制。KT6矿体呈大脉状产出于里农岩体南部的NE向构造破碎裂隙带内（图3）。矿体倾向NW，倾角约60-80。矿体主要产于花岗闪长岩，次为石英岩。 爆破角砾岩铜矿带：位于里农矿段西部斑岩体接触带及泥盆系中上统地层中。赋矿岩石主要由爆破角砾岩、矽卡岩等组成。该矿带含3个铜矿体，矿体倾向W，走向近SN，倾角约68；矿石矿物以黄铜矿、黄铁矿等为主；矿体具角岩化、矽卡岩化等蚀变。加仁岩体东侧外接触带铜矿带：位于路农矿段F4断裂南侧，呈脉状、透镜状、似层状产出于加仁岩体东缘内外接触带的下部及与江边组一段的层间破碎带中。该段已圈出10个矿体；矿体走向NNW，倾向NW，北部被F4断裂切断。加仁岩体北侧外接触带铜矿带：位于路农矿段F4断裂北侧。矽卡岩为主要含矿岩石。该段矿体KT5为代表，矿体走向NE-NEE，倾向N，倾角较陡，NE与里农矿段相连。里农岩体东侧接触带铜矿带：位于江边矿段，含矿岩石主要为斜长花岗岩。矿体呈似层状、透镜状、脉状，受岩体内外接触带裂隙带控制，与围岩接触带产状同步变化。3 构造地球化学3.1 3175m中段元素组合特征3175m中段位于里农矿段深部部，因实际工作环境受到限制（大部分穿脉工程已不能开展工作），本段仅采集运输巷道中构造地球化学样品72件，选择全部样品进行ICP-MS测试，选取Ba、Sr、Cu、Zn、Cr、Ni、V、Sc、Co、Ga、Ge、Rb、Zr、Nb、Mo、Cd、In、Sn、REE、Hf、Ta、W、Tl、Pb、Bi、Th、U等27个微量元素进行聚类分析和因子分析，分别得到聚类分析谱系图（图4）和方差极大旋转因子载荷矩阵（表1）。在距离系数为0.8时，3175m中段构造岩样品微量元素可以分为四组元素组合：Ba、Sr、Cr、Nb、Ta、V、SC、Ga、Hf、Zr、Th、REE、U；Ni、Rb、Tl；Cu、Bi、Co、Zn、Cd、Pb、In、Sn、Ge；Mo、W。其中，元素组合为岩石微量元素组合，元素组合为中低温成矿元素组合，元素组合为高温成矿元素组合，组元素组合地质意义不明。当累计方差贡献率达69.68%时，可以得出4个因子元素组合：Fa1因子：V、Sc、Ga、Hf、Rb、Zr2、Ba、（U2、Th2、Nb2）；Fa2因子：In、Pb、Cd、Sn、Zn、Cu、Co、Bi、Ni、Ge、（Tl、-Cr2）；Fa3因子：-W、-Mo、（-Bi2）；Fa4因子：Th、Zr、Nb、Cr、REE、Ni2、U、（Ta）。3175m中段坑道揭露岩性主要为里农组一段绢云砂质板岩，夹变质石英砂岩；里农组二段灰白色大理岩；少量揭露到花岗闪长岩。Fa1表示围岩微量元素组合因子，Fa2表示中低温成矿元素组合，Fa3表示高温成矿元素组合，Fa4表示花岗闪长岩体的微量元素组合。3.2 3450m中段元素组合特征3450m中段坑道位于里农矿段和路农矿段之间，共采集构造地球化学样品118件，选择全部样品进行ICP-MS测试，选取Li、Be、Sc、V、Cr、Co、Ni、Cu、Zn、Ga、Ge、As、Rb、Sr、Zr、Nb、Mo、Ag、Cd、In、Sn、Sb、Cs、Ba、REE、Hf、Ta、Tl、Pb、Bi、Th、U等32个微量元素进行因子、聚类分析，分别得到聚类分析谱系图（图5）和方差极大旋转因子载荷矩阵（表2）。在距离系数为0.86时，3450m中段构造岩样品微量元素可以分为三组元素组合：Li、Be、V、Ga、Rb、Cs、Zr、Hf、Th、Nb、Ta、Sc、REE、Cr、U、Ba、Co；Cu、Sn、Bi、Ge、Tl、Ag、In、Sb、As、Zn、Pb、Cd、Mo；Ni、Sr。其中，元素组合为岩石微量元素组合，组元素组合为成矿元素组合，组元素组合地质意义不明。当累计方差贡献率达82.33%时，可以得出4个主因子元素组合：Fa1因子：Nb、Hf、Ta、Zr、Rb、V、Sc、Th、Cs、Be、Ga、Li、REE、Ba、Cr、U、Co、Tl、Ge2、（Ag2、In2、Sn2、Cu2）；Fa2因子：Cd、Pb、Bi、Ag、As、Sn、In、Sb、Cu、Zn、Ge、Tl2、Mo、U2、（Co2、Ga2）；Fa3因子：-Ni；Fa4因子：-Sr。3450m中段坑道揭露岩性主要为里农组二段大理岩，夹薄层状绢云砂质板岩；里农组一段地层少量出露，岩性为绢云砂质板岩；未揭露到岩体。Fa1为地层岩石微量元素组合，Fa2为中-高温成矿元素组合，Fa3和Fa4地质意义不明。成矿元素Ag、In、Sn和Cu同时出现在Fa1和Fa2两个主因子元素组合内，反映羊拉铜矿床至少经历了两期成矿作用：早期成岩期伴随有成矿元素的富集（可能为热水沉积）和后期的矽卡岩成矿期。通过以上各中段构造地球化学的元素组合分析，可得到如下结论：聚类分析表明，构造岩样品微量元素可分为岩石微量元素组合、成矿元素组合和Ni、Sr元素组合（地质意义不明），成矿元素组合又可细分为中高温成矿元素组合（Cu、Bi、In、Sn、Ag）和中低温成矿元素组合（As、Mo，Zn、Cd、Sb、Pb）。因子分析表明，地球化学样品可得出岩石微量元素组合因子、中高温成矿元素组合因子、中低温成矿元素组合因子、低温成矿元素组合因子和-Sr、-Ni、Co组合因子。3.3 构造地球化学异常3450m中段坑道位于接合部，坑道揭露地层主要为里农组二段，里农组一段地层较少。该坑道一处揭露到矿体、二处揭露到矿化现象：黄褐色碎裂状大理岩中发育网脉状方铅矿化，Pb品位26.31%、Zn品位2.52%；矿化沿大理岩的内部裂隙分布，不具矿体规模，为后期热液矿化作用产物；大理岩破碎带内的硫化矿，矿石矿物以黄铜矿和黄铁矿为主，Cu品位0.17%0.87%；矿体规模较小，可能为F4断裂带内的卷入小矿体，并经历了后期构造改造作用，发育后期方解石脉；里农组一段绢云砂质板岩内的矽卡岩型矿体，矿石具孔雀石化、褐铁矿化，矿石矿物有黄铜矿、黄铁矿和磁黄铁矿，层间断裂发育。图6为羊拉铜矿床3450m中段Fa2因子得分等值线异常-地质图。 Fa2因子得分等值线异常-地质图反映的是中-高温成矿元素异常，可圈出四个异常区。异常区对应点3450-C5处矿化位置，为单点矿化异常；异常区对应点3450-C80附近小矿体，异常走向NNW，向NE发散，且与异常区隔开，也反映该矿体可能为构造带内卷入的小矿体。异常区由两个异常中心组成：NW侧异常中心对应着3450-C116C117处矽卡岩型矿体，异常总体走向NEE，与矿体走向一致，异常发散方向不明显，反映矿体产状较陡；SE侧异常为断裂带内断层泥，肉眼未见矿化现象。异常区的两个异常中心相分离，之间疑被NW向断裂所错动；坑道编录过程中，确有多条NW向断裂存在；反映矿体在被NEE向断裂破坏和改造作用之后，再次遭受了NW向断裂活动的错动。异常区位于坑道SW端，为F4断裂带内的断层泥，肉眼未见到矿化现象；异常总体走向近SN-NNE，南端未封闭。异常区及其南部处于F4断裂带内及下盘，具有有利的构造条件；推测其岩性为里农组一段绢云砂质板岩、江边组三段大理岩和路农花岗闪长岩，这些岩浆岩和围岩形成矽卡岩型矿体的有利条件；因此异常区南部地段可作为重要的找矿方向。4 找矿预测4.1 成矿规律羊拉成矿带是滇西地区一个十分重要的成矿带，金沙江缝合带的洋-陆转换过程，羊拉矿区发生三期构造-岩浆活动作用，分别形成海西期裂谷型洋盆洋脊、印支期陆缘弧同熔型花岗岩、燕山期同造山碰撞型花岗斑岩及相对应的海底喷流-热水沉积型、矽卡岩型和斑岩型矿床。羊拉矿床的形成经历了三个成矿期：热水沉积期：在热水环境下形成了少量胶状和鲕粒状硫化物和成矿物质富集的初始矿源层，但未形成规模工业铜矿体。岩浆热液成矿期：主要表现为印支期岩浆热液活动，区域上形成规模巨大的加仁花岗岩体和少量的石英斑岩、辉绿岩等，其热液活动形成矽卡岩型矿体，其残余岩浆浅成为斑岩型矿体。构造热液改造成矿期：燕山-喜山期伴随着三江地区剧烈的构造运动，形成了羊拉矿区内的北东向和北西向断裂，这些断裂一方面对早期矿体有破坏作用；另一方面则活化迁移地层和矿体的成矿物质，或是热液在构造破碎带内形成脉状金属硫化物-石英-方解石矿体，或是对已有矿体叠加富集。4.2 找矿标志4.2.1 构造羊拉矿区褶皱及断裂构造极为发育，多数断裂可能为成岩成矿后断裂，构造对矿体的控制作用明显，例如F4大断裂错断了加仁岩体。羊拉铜矿区主要大断裂构造起到导岩及导矿的作用，次级断裂构造则为岩浆热液活动及成矿物质提供了运移通道，次级褶皱轴部、转折端、层间破碎带、裂隙带更是为其成矿提供储矿场所。因此，岩浆接触构造、NE向断裂构造及层间破碎或裂隙带均可视为重要的构造找矿标志（图7）。4.2.2 地球化学中高温成矿元素组合异常均能较好地反映矿体的形态，可作为矿体的直接找矿标志；中低温地球化学异常、低温地球化学异常的范围明显不同于高温地球化学异常，且异常分布面积更大，可作为矿体的前缘晕异常。Cu的品位数值在空间上的变化趋势规律是重要的地球化学找矿标志。4.3 找矿方向里农铜矿床是矿区主要铜矿产地，介于对羊拉铜矿成矿模式及理论的认识，里农矿段西侧存在里农斑岩体，出露面积约0.01km2，但规模并不大以及山高坡陡而没有被研究者重视，在其他中段部分揭露到不同规模的石英二长斑岩脉，斑岩顶部发育石英-方解石脉，可见细脉状及浸染状黄铜矿、黄铁矿和辉钼矿化，说明里农矿段有寻找斑岩铜矿的潜力。里农矿段已发现大中型铜矿床，成矿地质条件及远景良好，但因地表露头少，勘查程度较低，找矿方向可围绕已发现矿体向深部拓展。层间破碎带及断裂上下盘中的层状矽卡岩矿体和脉状矿体；围绕已知矽卡岩矿体附近的大理岩及变质石英砂岩矿体；岩体外接触带的钙矽卡岩矿体。本文在3175m中段预测A、B、C三个找矿方向（图8）。找矿方向A位于3175m中段的北部，28#勘探线北西侧；主要地质依据为：已知矿体在此处歼灭，但出现一明显的NE向左行断裂构造，推测矿体被错段至NW侧；该处出露地层里农组一段，为有利的赋矿层位。找矿方向B位于3175m中段的中部，14#22#勘探线之间；主要地质依据为：两侧矿体在此处突然厚度变薄至歼灭，且该处断裂构造发育，推测该处的矿体被构造错段至更低中段；故该处的深部为重要的找矿方向。找矿方向C位于3175m中段的南部，11#19#勘探线之间；主要地质依据为：此处虽未揭露到矿体，但根据已知矿体的产状，推测矿体位于该处的深部；该处出露地层里农组一段，为有利的赋矿层位；已有探矿工程揭露到该处SE发育花岗闪长