（矿产普查与勘探专业论文）澜沧江火山岩带官房铜矿区矿床地球化学与成矿模式.pdf

摘要 澜沧江火山岩带是“三江”构造岩浆带中一个重要的地质构造单 元，也是十分重要的铜、铅、锌、银、金、钨、锡、钼多金属成矿带， 资源潜力巨大。 笔者在省院省校合作项目的支持下，以“官房铜矿地质地球化学 与成矿模式”为题，开展了博士论文工作。首先对澜沧江火山岩带云 县段岩浆岩的形成演化，弧火山岩的成矿机理及成矿规律进行了研 究，接着重点探索了官房铜矿的矿床地质和地球化学特征及控矿因 素，总结了关键找矿标志，建立了成矿模式。持续四年的矿床研究成 果，及时地指导了云县江天公司的勘查与开发工作，使官房铜矿点， 发展成为了一个中大型铜银矿床和中型矿山，取得了良好的经济与社 会效益，实现了理论研究成果及时转化为现实生产力的目标。 滇西云县官房铜矿定位于“三江 特提斯构造域澜沧江火山弧内， 历经洋壳俯冲造山、碰撞造山、造山后伸展、走滑转换造山几个构造 演化阶段；多期次构造岩浆活动和澜沧江深大断裂及与之相交的东西 向隐伏断裂和次级构造，控制了官房铜矿田的产出。 官房铜矿是近年来澜沧江火山岩带南段取得较大突破的铜矿床 之一。矿床产在三叠系弧火山岩中，含矿围岩为晚三叠世小定西组中 基性火山岩，为高钾钙碱性一钾玄岩系列，岩石地球化学具明显的活 动大陆边缘弧火山岩的特征；微量元素和s r 、n d 同位素特征既表现 出壳源岩石的特点，又具有幔源岩石的特征，显示其源区具有壳幔混 源性质，这种源区的形成是特提斯澜沧江洋板块向东俯冲消减作用的 结果。与弧火山岩毗邻的云县花岗岩体具有略贫硅、富钾、过铝、钙 碱性“s 型花岗岩特征，地球化学特征显示成岩物质主要为壳源；锆 石颗粒u p b 同位素测年结果表明岩体为多期次复式岩体，主体形成 于华力西晚期印支期，系洋壳板块俯冲消减后兰坪一思茅陆块与保山 陆块开始碰撞形成的同碰撞花岗岩；侵位于弧火山岩中的燕山早期老 毛村花岗岩株( r b s r 等时线年龄为1 6 9 m a - 土s m a ) ，具高硅、富钾、 过铝、钙碱性“s 型花岗岩特征，在地球化学特征上，与中三叠世忙 怀组“碰撞型 高钾流纹质火山岩十分相似，均为碰撞后陆壳重融的产 物，反映了区内岩浆活动由碰撞前、同碰撞至碰撞后的演化特征；岩 株富含成矿物质与挥发分，与官房铜矿关系密切。区内如此强烈的岩 浆活动为成矿作用提供了动力源和部分物源。 官房铜矿矿体严格受火山机构与三叠纪火山岩相控制，主要产于 火山喷发旋回项部的紫红色杏仁状玄武岩、安山玄武质角砾岩的断裂 破碎带，呈似层状、透镜状、囊状、陡倾脉状产出，展现出似层状为 楼，陡倾脉状为梯的“楼一梯”分布格局。矿体在平面和剖面上的蚀变 矿化分带特征明显，主要蚀变类型有硅化、黄铁绢英岩化、碳酸盐化、 绿泥石化、绿帘石化、绢云母化和沸石化等，其中以硅化和黄铁绢英 岩化与成矿关系最为密切。矿石矿物类型较为复杂，以一套中低温热 液矿物组合为特征，铜矿物中均含银，含金量微；银在矿石中的分布 有较明显的选择性，多以类质同象的方式赋存在含铜硫化矿物中，而 在方铅矿中不含银，这种现象是官房铜矿有别于其它金属矿床之处， 反映了弧火山岩浆侵入成矿的热液演化特征。 矿床地球化学研究表明，官房铜矿床赋矿地层不足以提供全部成 矿物质，成矿物质绝大部分来自于深部岩浆和热水对流循环过程中的 陆壳基底及岩浆途经的围岩。含矿流体介质水为以大气降水为补给的 岩浆水，属低一中盐度的h 2 0 - n a c i c 0 2 体系，从早期到晚期由酸性 向弱碱性演化，矿床形成于一个相对开放的环境。 矿床成因研究结果显示，深大断裂、岩浆通道有利于深部物质上 侵；火山喷发后期才真正涉及到成矿事件，有火山喷发期后火山热液， 次火山岩浆侵入及燕山期岩浆侵入所带来的部分岩浆热液，大部分为 加热的地下水溶液；成矿物质为深部物质及热水所经过的地层浸取出 来的物质。因此，确定矿床成因类型为与火山岩浆侵入有关的热液 型铜多金属矿床。区内自上而下明显增强的硅化和扩大的黄铁绢英岩 化晕圈，昭示了隐伏的中酸性岩株或次火山岩体的存在。由此建立了 官房铜矿床成矿模式，同时总结出了构造、岩性、露头、矿化蚀变、 地球物理和地球化学异常及遥感等6 项关键找矿标志，肯定了研究区 的找矿前景。推测深部可见有斑岩型和接触交代型铜矿。 关键词官房铜矿，弧火山岩，花岗岩，矿床地球化学，成矿模式 l l g e o c h e m i s t r ya n dm e t a l l o g e n i cm o d e lo fg u a n f a n gc o p p e r d e p o s i ti nl a n c a n g ji a n gv o l c a n i cb e l t ，y u n n a n ，c h i n a a bs t r a c t l a n g c a n g ji a n g v o l c a n i cb e l ti so n eo ft h em o s ti m p o r t a n t t e c t o n i cu n i t si ns a n j i a n gt e c t o n o m a g m a t i cb e l t ( t h et h r e er i v e m ：j i n s h a ， l a n g c a n g ，a n dn u j i a n gr i v e r ) ，a n d i ti sa l s oa v e r yi m p o r t a n t m e t a l l o g e n i c b e l to fp o l y m e t a l sa s c o p p e r , l e a d ，z i n c ，s i l v e r , g o l d ， t u n g s t e n ，t i n ，m o l y b d e n u m ，a n ds oo n ，w i t hag r e a tr e s o u r c ep o t e n t i a l f o ro v e rf o u ry e a r s ，w i t ht h es u p p o r to ft h ec o l l e g e c o o p e r a t i v e p r o j e c ta n dt a k i n g ”g e o c h e m i s t r ya n dm e t a l l o g e n i cm o d e lo fg u a n f a n g c o p p e rd e p o s i t a st o p i c ，t h ea u t h o rh a sc o n d u c t e dt h es t u d i e sa b o u tt h e f o r m a t i o na n de v o l u t i o no ft h em a g m a t i cr o c k ，t h e o r e f o r m i n g m e c h a n i s ma n d m e t a l l o g e n i cr e g u l a r i t y o fa r cv o l c a n i cr o c k s f u r t h e r m o r e ，t h ea u t h o rh a s f o c u s e do ni t s g e o l o g y , g e o c h e m i c a l c h a r a c t e r i s t i c sa n do r e c o n t r o l l i n gf a c t o r so fg u a n f a n gc o p p e rd e p o s i t ， s u m m e du pk e yp r o s p e c t i n gs i g n s ，a n ds e tu pam e t a l l o g e n i cm o d e l t h e s e r e s e a r c h i n g r e s u l t sh a v e p r o v i d e dg o o dg u i d a n c e f o rt h e e x p l o r a t i o na n dd e v e l o p m e n tw o r ko fj i a n g t i a nc o m p a n yi ny u n x i a n ，a n d h a v eb r o u g h tg o o de c o n o m i ca n ds o c i a lb e n e f i t s g u a n f a n gc o p p e rd e p o s i ti sl o c a t e di nl a n g c a n g ji a n gv o l c a n i cr o c k o r ei nt h es a n j i a n gt e t h y a ns t r u c t u r a ld o m a i n si nt h ew e s ty u n n a n ，w h i c h h a se x p e r i e n c e ds e v e r a lo r o g e n i cs t a g e si n c l u d i n gs u b d u c t i o no fo c e a n i c c r u s t ，c o l l i s i o ne x t e n s i o no ft h ep o s t - c o l l i s i o n ，s t r i k e s l i pt r a n s f e ra n di ti s c o n t r o l l e d b ym u l t i p h a s e t e c t o n i ca n d m a g m a t i ca c t i v i t y a n d l a n c a n g ji a n gd e e pf a u l ta n dt h ei n t e r s e c t i o nw i t ht h ee a s t - w e s th i d d e n f a u l ta n ds e c o n d a r ys t r u c t u r e s g u a n f a n gc o p p e rd e p o s i ti so n eo fp r o d u c t i v ec o p p e rd e p o s i t si n s o u t hs e g m e n to fl a n g c a n g j i a n g p r o d u c e dw i t h i na r cv o l c a n i cr o c k so f t r i a s s i c ，i t sw a l l r o c ki st h en e u t r a l b a s i cv o l c a n i cr o c ko fx i a o d i n g x i f o r m a t i o n ，l a t e rt r i a s s i ce p o c h ，as e r i e so fp o t a s s i u m - h i g hc a l c - a l k a l i n e t os h o s h o n i t e t h eg e o c h e m i c a lr e s u l ts h o w st h ea r cv o l c a n i cr o c ko f a c t i v ec o n t i n e n t a lm a r g i nc h a r a c t e r i s t i c s ，a n dt h em i c r o e l e m e n t s ，i s o t o p e o fs ra n dn di n d i c a t e st h a ti ti sc r u s t a lm i x i n gb ym a n t l e d ，w h i c hs h o w s i i i t h a tt h es o u r c ez o n ei sm i x e d ，t h er e s u l t e do f e a s t w a r ds u b d u c t i o no ft h e t e t h y a nl a n c a n g j i a n gp l a t e w h i l ei t sn e i g h b o u ry u n x i a ng r a n i t em a s si s ac a l c a l k a l i n e s t y p eo fw e a k l yp o o rs i l i c o n ，p o t a s s i u m - r i c h a n d p e r a l u m i n o u s t h eg e o c h e m i c a l r e s u l ts h o w st h a tt h ec r u s ts o u r c e c h a r a c t e r i s t i c so fo r e f o r m i n gm a t e r i a l ，a n dt h eu - p bi s o t o p ed a t i n go f z i r c o ng r a i ni n d i c a t e st h a ti ti sam u l t i s t a g ec o m p o u n dm a s s i f , o fw h i c h t h em a i nb o d yc o m ei n t ob e i n ga tl a t es t a g eo fv a r i s c a nt oi n d o c h i n e s e e p o c h i ti st h ep r o d u c to fc o n t i n e n tc o l l i s i o na f t e rt h es u b d u c t i o no f o c e a n i c c r u s t ， f o r m e da t p r i m a r yt e c t o g e n e s i ss t a g e ( b e t w e e n l a n p i n g - s i m a op l a t ea n db a o s h a np l a t e ) i nt h i sr e g i o n l a o m a o c u n g r a n i t es t o c kw h i c hi n t r u d e di nt h ea r cv o l c a n i c - h o s t e dd u r i n gt h ee a r l y y a n s h a nm o v e m e n t ( r b s ri s o c h r o n a g e i s16 9 m a - q ：5 m a ) i sa l s oa c a l c a l k a l i s - t y p eo fh i g hs i l i c o n ，p o t a s s i u m r i c ha n dp e r a l u m i n o u s ， w h i c hi sv e r ys i m i l a rt ot h o s eo fc o l l i s i v ea n dk h i g hl i p a r i t ea r cv o l c a n i c r o c ko fm a n g h u a if o r m a t i o n ，m i d d l et r i a s s i ce p o c h b o t ho ft h e s ea r e c o n t i n e n t a lc r u s tr e m e l t i n gp r o d u c ta f t e r t h ec o l l i s i o na n di tr e f l e c t st h e e v o l u t i o no ft h er e g i o nc h a r a c t e r i s t i co fm a g m a t i ca c t i v i t yw h i c hh a s u n d e r g o n e f o r m p r e c o l l i s i o np e r i o d t ot h ec o l l i s i o n p e r i o d t o p o s t c o l l i s i o np e r i o d i ti sc l o s e l yr e l a t e dw i t hg u a n f a n gc o p p e rd e p o s i t t h a tt h es t o c kr i c hi nm i n e r a l sa n dv o l a t i l e i nt h i sr e g i o n ，s u c hi n t e n s i v e m a g m a t i ca c t i v i t y h a s s u p p l i e de n o u g hp o w e rs o u r c e s a n ds o m e o r e f o r m i n gm a t e r i a lf o rt h em i n e r a l i z a t i o n c o n t r o l l e db yv o l c a n i cm e c h a n i s ma n dt r i a s s i cv o l c a n i cs u i t e ，t h eo r e b o d i e sm o s t l yd e v e l o p e dw i t h i nt h ef a u l t e da n ds h a t t e r e dz o n ec o n s i s t e d o fa m a r a n t ha m y g d a l o i d a lb a s a l ta n da n d e s i t i c b a s a l t i cb r e c c i a s t h e y a s s u m e di nb e d d e d ，l e n t o i d ，p o c k e t e da n ds t e e p l yd i p p i n gf o r m s ，a n da s t o r e y l a d d e r ”d i s t r i b u t i v es t r u c t u r e i np l a n ea n dc r o s s s e c t i o n a lv i e w , t h em i n e r a l i z e da l t e r a t i o nz o n a t i o ni sv e r yo b v i o u so ft h em a i na l t e r a t i o n s t y l ei n c l u d i n gs i l i c i f i c a t i o n ，p y r i t e s e r i c i t e q u a r t za l t e r a t i o n ，c a r b o n a t i o n ， c h l o r i t i z a t i o n ，e p i d o t i z a t i o n ，s e r i c i t i z a t i o n ，a n dz e o l i t i z a t i o n ，a n ds oo n ， o nw h i c ht h es i l i c i f i c a t i o na n dp y r i t e s e r i c i t e - q u a r t za l t e r a t i o nh a v ec l o s e r e l a t i o n s h i pw i t ht h em i n e r a l i z a t i o n t h eo r em i n e r a ls t y l ei sr e l a t i v e l y c o m p l e x ，c h a r a c t e r i s e db yas u i to fm i d d l e l o wt e m p e r a t u r eh y d r o t h e r m a l m i n e r a lc o m b i n a t i o n ，w i t hs i l v e ra n dw e a kg o l dc o n t e n tb e i n gi nc o p p e r i v m i n e r a l s t h es i l v e re l e m e n tw o u l de x i s ti nc o p p e r - b e a r i n gs u l p h i d eo r e b yi s o m o r p h o u st y p er a t h e r t h a ng a l e n ao r e ，w h i c hm a d eg u a n f a n g c o p p e rd e p o s i t d i f f e rf r o mo t h e rm e t a l l i cd e p o s i t s ，a n da l s or e f l e c t e dt h a t t h eh y d r o t h e r m a le v o l u t i o nf e a t u r eo fo r e f o r m i n gb yv o l c a n t i ca r c m a g m a i n t r u s i o ni nt h i sa r e a t h eg e o c h e m i c a ls t u d i e si n d i c a t e dt h a tm o s to ft h eo r e - f o r m i n g m a t e r i a l sc o m ef r o mc o n t i n e n t a lb a s e m e n ta n de n c l o s i n gr o c kw h e r e h y p o m a g m a - t h e r m a lc o n v e c t i o nh a p p e n e da n dt h em a g m a t i c f l u i dp a s s e d t h em e d i u mw a t e ro fo r e - b e a r i n gf l u i di sm a g m a t i cw a t e rr e c h a r g e df r o m t h ep r e c i p i t a t i o n ；i ti sah 2 0 - - n a c l - c 0 2s y s t e mo fl o w - - m i d d l es a l i n i t y e v o l u t e df r o ma na c i d i ct ow e a k l yb a s i c i ti sp r o v e dt h a tt h ed e p o s i t s f o r m e di nak i n do fr e l a t i v e l yo p e ne n v i r o n m e n t t h e m e t a l l o g e n i c s t u d i e ss h o wt h a t d e e pf a u l t ，m a g m a t i c p a s s a g e w a y sa r eb e n e f i c i a lt ot h eu p w a r di n t r u s i o no fd e e pm a t e r i a l t h e o r e f o r m i n gm a t e r i a l si n c l u d i n gv o l c a n i ch y d r o t h e r m a ls o l u t i o no fp o s t - e f f u s i v ep e r i o d ，s o m em a g m a t i ch y d r o t h e r m a lf l u i db r o u g h ta l o n gt h e i n t r u s i o no fs u b v o l c a n i cm a g m aa n dy a n s h a n i a nm a g m aa n dm o s to f h e a t e dg r o u n d w a t e rs o l u t i o nc o u l dt e s tt h a tt h eo r e f o r m i n ge v e n tr o o t si n t h el a t e r p e r i o do fv o l c a n i ce r u p t i o n t h e r e f o r e ，i ti s c o n c l u d e dt h a t g u a n f a n gc o p p e rd e p o s i ti s ah y d r o t h e r m a lc u - p o l y m e t a l l i cd e p o s i t r e l a t e dw i t hv o l c a n o - m a g m ai n t r u s i o n i n c r e a s e do b v i o u s l yf r o mt o pt o b o t t o mo ft h es i l i c i f i c a t i o na n db r o a d e n e dt h e p y r i t e - - s e r i c i t e - - q u a r t z a l t e r a t i o nh a l oi nt h i so r ea r e as h o w st h ee x i s t e n c eo f h i d d e nn e u t r a l a c i d s t o c ka n ds u b v o l c a n i cr o c km a s s t h i sp a p e rs e tu pt h em e t a l l o g e n i c m o d e lo f g u a n f a n gc o p p e rd e p o s i t a n ds u m m a r i z e ds o m ek e y o r e h u n t i n g e v i d e n c ea s s t r u c t u r e ，l i t h o l o g y , o u t c r o p ，m i n e r a l i z e d a l t e r a t i o n ，g e o p h y s i c sa n dg e o c h e m i c a la n o m a l i e sa n dr e m o t es e n s i n g ，e t a 1 f u r t h e r m o r e ，t h ea u t h o rd e l i n e a t st h et a r g e t sf o re x p l o r a t i o ni ns t u d i e d r e g i o n a tp r e s e n tt h el a r g ea r e ao fp y r i t e s e r i c i t e q u a r t za l t e r a t i o na n d s i l i c i f i c a t i o ne x p o s e db yp r o s p e c t i n gw o r kc o u l di n f e rt h a tl a r g e s c a l e p o r p h y r ya n dc o n t a c tm e t a s o m a t i s mc o p p e ro r ei sl i k e l yp r e s e n t e di nt h e d e e pp a r to fm i n e f i e l d k e y w o r d s g u a n f a n gc o p p e rd e p o s i t ，a r cv o l c a n i cr o c k ，g r a n i t e ， g e o c h e m i s t r yo fd e p o s i t ，g e n e t i cm o d e l v 原创性声明 本人声明，所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究 工作及取得的研究成果。尽我所知，除了论文中特别加以标注和致谢 的地方外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不 包含为获得中南大学或其他单位的学位或证书而使用过的材料。与我 共同工作的同志对本研究所作的贡献均已在论文中作了明确的说明。 作者签名：日期：堂翌年月日 学位论文版权使用授权书 本人了解中南大学有关保留、使用学位论文的规定，即：学校有 权保留学位论文并根据国家或湖南省有关部门规定送交学位论文，允 许学位论文被查阅和借阅；学校可以公布学位论文的全部或部分内 容，可以采用复印、缩印或其它手段保存学位论文。同时授权中国科 学技术信息研究所将本学位论文收录到中国学位论文全文数据库， 并通过网络向社会公众提供信息服务。 作者虢桦聊签名避 博士学位论文第一章绪论 1 1 选题依据及研究意义 第一章绪论 铜是人类使用最早的金属材料之一。现代社会铜是国民经济发展中不可替代 的重要原料，为工业化建设提供着大量的原材料，广泛应用于军事工业、电子电 气、通讯、建筑、轻工、机械制造和交通运输的各个领域。随着中国经济发展的 快速增长，铜消费量也有大幅度提高。但是，由于中国铜资源的短缺，使得铜原 料的供给成了制约铜工业发展的“瓶颈”，铜原料对进口的依赖程度在逐年加深。 因此，加强中国铜矿地质勘查，实现铜矿储量跨越式增长，是广大中国地质工作 者所面临的紧要任务。 金沙江、澜沧江和怒江流域构成的“三江”成矿带，隶属于全球三大铜成矿带 之一的特提斯一喜马拉雅成矿带，是一个既有洋壳俯冲，又有陆陆碰撞的板块边 缘构造一岩浆带。近年于冈底斯一念青唐古拉地区，发现了多个巨型斑岩铜多金 属矿床。这不仅展示了其重大科学研究意义和找矿前景，也必将成为我国铜多金 属矿产开发的后备基地( 莫宣学等，1 9 9 3 、1 9 9 8 ；陈毓川，1 9 9 9 ；李兴振等，1 9 9 9 ； 李朝阳等，2 0 0 0 ) 。 云南澜沧江构造岩浆带，是“三江”构造岩浆带之一的澜沧江构造岩浆带的南 段，系指特提斯东缘存在于早泥盆世一早三叠世的一个弧盆体系，主要由昌宁 孟连晚古生代洋脊洋岛火山岩蛇绿岩带和位于其东侧的临沧勐海花岗岩带及澜 沧江带二叠纪一三叠纪弧火山岩带组成。该构造岩浆带地质历史时期长期受印度 洋板块、太平洋板块和欧亚板块强烈的构造作用的相互影响，造就了极为有利的 成矿条件和聚矿场所，具有较好的铜矿成矿地质条件。 近年来，澜沧江火山岩带云县段官房铜矿的找矿突破与开发的良好经济与社 会效益，为云南澜沧江带的铜多金属成矿研究与勘查开发注入了强大的活力。笔 者有幸参与了其找矿突破与开发的全过程，深感系统研究官房铜矿的地质地球化 学与成因，总结勘查技术方法的有效性与找矿标志，将推动云南澜沧江带铜多金 属矿床的研究与勘查工作。 为此，笔者在导师的指导下，结合云南省科技厅省院省校合作研究课题( “澜 沧江火山弧云县段铜银矿带找矿预测与增储研究”) ，以“澜沧江火山岩带官房铜 矿区矿床地球化学与成矿模式”为题，开展了博士论文研究工作，旨在解剖官房 铜矿的地质地球化学特征，探讨构造一岩浆一成矿的耦合机制，深化成矿规律认 识，建立成矿模式，为云南澜沧江带铜多金属矿的研究与勘查提供参考依据。 1 2 相关领域的研究现状 博士学位论文 第一章绪论 1 2 1 富钾火山岩研究现状 富钾火山岩是一套具特殊成因指示意义的火成岩组合，多发育于岛弧区，是 形成时间较晚、空间上远离海沟的岛弧火山岩系列之一，也见于活动大陆边缘和 地缝合线两侧，少数出现于裂谷带( m o r r i s o n ，1 9 8 0 ；f o l e y ，e ta 1 1 9 9 2 ；m u l l e r e ta 1 1 9 9 2 ) 。这套火成岩组合与许多重要的浅成低温热液金矿床及斑岩型铜( 金) 矿床具密切的成因联系。2 0 世纪8 0 年代以来，世界上发现的众多超大型、大型 金或金铜矿床均与富钾岩浆作用有关，如巴布亚新几内亚的l i h i r 和p o r g e r a 金 矿床、斐济的e m p e r o r 金矿床、美国科罗拉多州的c r i p p l ec r e e k 金矿床以及澳 大利亚新南威尔士洲的g o o n u m b l a 和印度尼西亚的g - r a s b e r g 斑岩型铜( 金) 矿 床等。因此，富钾岩浆作用研究一直是备受关注的热点课题( m u l l e re ta 1 1 9 9 2 、 2 0 0 0 ；邱检生等，2 0 0 2 ) 。 按地球化学特征的不同，m u l l e re la 1 ( 1 9 9 2 ) 及m u l l e r & g r o v e s ( 2 0 0 0 ) 将 富钾火山岩的产出构造环境区分为5 类，即：( 1 ) 陆弧( c o n t i n e n t a la r c s ) ，如意 大利r o m a n 岩省及地中海周围的a e o l i a n 岛、a e g e a n 岛等；( 2 ) 后碰撞弧 ( p o s t c o l l i s i o n a la r c s ) ，如阿尔卑斯、巴布亚新几内亚、伊朗东北部和罗马尼亚 等；( 3 ) 初始洋弧( i n i t i a lo c e a n i ca r c s ) ，如西太平洋的马里亚纳群岛；( 4 ) 晚期 洋弧( 1 a t eo c e a n i ca r c s ) ，如西南太平洋的斐济、k u r i l 岛、s u n d a 岛和v a n u a t u 岛 等；( 5 ) 板内( w i t h i n - p l a t es e t t i n g s ) ，如东非裂谷的v i r u n g a 岩省，北美科迪勒 拉的w y o m i n g ，c o l o r a d o 和s i e r r an e v a d a ，以及澳大利亚的新南威尔士等。 尽管不同构造环境的富钾火山岩地球化学特征各有差异，但均具有偏低的 s i 0 2 含量、高的m 值和c r 、n i 等过渡族元素含量，特别是部分地区的富钾火 山岩中含有幔源捕虏体或幔源捕虏晶等特征，显示这类岩石应起源于地幔，同时 由于产于不同构造环境的富钾火山岩，都具有较高的8 7 s r 8 6 s r 值和较低的8 n d 值 以及显著富大离子亲石元素( l i l e ) 和轻稀土( l r e e ) 的地球化学特征，表明 富钾火山岩不可能由正常的地幔橄榄岩通过部分熔融作用产生。目前普遍接受的 观点是这类岩石起源于异常的交代或富集地幔源区( w i l s o n ，1 9 8 9 ) 。板内富钾火 山岩的形成与俯冲作用无关，而主要受热点活动或伸展( 特别是裂谷) 构造运动 的制约，但其源区可能受到过古俯冲事件或地幔交代作用的影响，而其他4 种构 造环境富钾火山岩的形成均与俯冲作用存在密切联系，如洋弧以一个大洋板块俯 冲到另一个大洋板块之下为特征，陆弧表现为洋壳俯冲到陆壳之下，而后碰撞弧 则代表了因陆陆碰撞导致地壳加厚和构造隆起的最复杂构造环境。因此，富钾 火山岩的构造环境和地幔源区指示意义等研究成果为本文的研究提供了坚实的 理论基础和科学依据。 澜沧江火山岩带云县段三叠纪富钾火山岩异常发育，是探讨火山岩形成的构 2 博士学位论文第一章绪论 造环境、岩浆来源、岩浆源区性质和壳幔相互作用及其动力学机制等科学问题的 良好地带。 1 2 2 官房铜矿研究现状 一、矿床勘查 官房铜矿解放前就曾有过采冶铜的历史，现存数个采铜及冶炼遗址。 区域地质工作方面，1 9 6 5 年和1 9 7 7 年云南省地质局第一区测队先后作过 1 ：1 0 0 万及l ：2 0 万区域地质测量工作，对区内的地层、构造、岩浆活动、变质作 用和区域成矿规律都进行了系统的了解，提交了1 ：2 0 万景东幅区域地质调查 报告。后又相继完成1 ：2 0 万土壤化探及重砂测量，1 ：1 0 0 万遥感地质解译工作。 矿产地质勘查工作方面，1 9 5 9 年，云南省地质局十七地质队对官房铜矿区 进行矿产普查工作，在槽探、井探和剥土轻型工程的基础上，施工了4 个钻孔计 6 5 1 4 m ，6 条坑道计2 0 0 m 。提交了官房铜矿点地质普查评价报告，并计算的 铜金属量为1 l1 7 7 吨，但报告没有通过评审。1 9 6 3 年，地质部方华等人，提交 铜厂矿区a s 、n i 、c o 踏查简报。1 9 6 6 年9 月至1 9 6 7 年8 月，云南省地质局第 四地质队对云县官房铜矿区进行复查评价，提交了云县官房铜矿区复查评价及 以北玄武岩诸矿点普查报告。同时，在清理了老硐的基础上，根据槽探和十七 地质队的钻孔资料，重新核实了官房铜矿的储量，认为十七队界定的主要矿体是 几个互不相连的露头组成，不能连成一体，提交铜金属储量实际上仅为6 9 2 吨。 1 9 9 0 年，西南有色局物探队作过约1 0 k m 2 的l ：2 0 次生晕扫面工作，在官房栗树 一带发现甲类异常2 个，乙、丙类异常4 个。1 9 9 5 年，云南省地质矿产局第三 地质大队，对官房铜矿区2 0 k i n 2 的范围进行了地质普查工作，在向阳山开展了 1 ：2 0 0 0 地质简测l k m 2 ，地质普查报告提交储量经核实为铜金属量c 级1 6 2 4 吨， d 级4 8 1 0 吨，c + d 级6 4 3 4 吨，并初步认为官房铜矿为形成于印支期与火山作 用有关的中低温热液矿床。 以上矿产地质勘查工作除对向阳山露头较好的浅表地段投入了较详细( 详 查) 地质工作外，对其深部及周边地段投入的工作量甚少，从未开展过较大面积 的系统综合找矿工作。同样因为澜沧江火山岩带南段计算过储量的铜矿床( 点) 很少，因此，官房铜矿很受地质勘查部门的关注。但由于本区处于澜沧江边，地 势险峻，交通不便，工作极为艰苦，更由于在地质认识方面仍停留在与印支期玄 武岩有关的热液脉状铜矿床的观点上，因而长期以来地质找矿及研究工作处于停 滞不前的状态，一直也没有新的发现。 1 9 9 7 年，云南省云县银光矿业公司，根据云南省地质三大队的资料来对官 房铜矿进行开采生产，矿山建成规模1 0 0 吨日选厂。但由于对矿体产状及成矿 规律认识不清，致使矿山生产不稳定，出矿量不高且波动较大，加之开采地段矿 3 博士学位论文第一章绪论 石氧化率较高，选矿指标差，因而经济效益不佳。2 0 0 2 年银光矿业公司与中南 大学合作，借助于云南省省院省校合作项目，建起了堆浸一生物提取一电积铜厂， 解决了氧化矿和混合矿难处理的问题，使得生产效益有了一定的提高。然而，在 地质找矿方面，虽然走马灯似的请来了诸多的地质专业人员帮助找矿，设计施工 了不少的探矿坑道，但均没有找到新的矿体而使矿山的资源量有所增加。随着多 年的开采生产，原有控制储量已基本上消耗殆尽。同时，因资源、价格及资金等 方面的问题银光矿业公司已无力继续生产下去，矿山处于半停产状态，公司也陷 入了即将关门歇业的窘境之中。 2 0 0 2 年1 2 月8 日中南大学刘继顺教授和张洪培博士在银光公司的邀请下， 来到官房铜矿，通过现场实地考察及理论分析，认为官房铜矿资源的扩大要从火 山机构及其断裂构造所控制的大规模陡倾矿体的发现入手，并在山南和岩脚发现 两处玄武质火山集块岩等可能为火山机构有关的线索，由于有了新的找矿思路， 发现了新的矿化线索，肯定了官房铜矿的找矿前景。2 0 0 3 年9 月底云南省蒙自 矿冶有限责任公司高层对官房铜矿很感兴趣，并于当年1 0 月9 日与银光公司在 昆明签订了“官房矿山采矿权及生产线转让合同”，接着于1 1 月成立云县江天矿 冶有限责任公司并全面接收官房铜矿。随后向云南省科技厅申请了云南省省院省 校合作项目，并得到了批准。项目编号为：2 0 0 3 u d b e a 0 0 q 0 2 l ，项目名称：澜 沧江火山弧云县段铜银矿带找矿预测与增储研究，由中南大学与云南省云县江 天矿冶有限责任公司合作承担。 云南省云县江天矿冶有限责任公司开始运作后，即委托贵州有色物化探总队 于2 0 0 3 年1 2 月至2 0 0 4 年4 月先期对栗树至官房4 8 姘的探矿权区( 含采矿权 区) 进行了系统的地质勘查工作，中南大学承担了技术指导和e h 4 高频大地电 磁测深工作。项目承担方于2 0 0 4 年5 月2 8 日提交了“云南省云县官房大麦地铜 矿地质勘查报告”。在该报告的基础上。江天矿冶公司又于2 0 0 4 年1 1 月2 日与 该队再次签署委托勘查合同，对探矿权区( 含采矿权区) 分别进行了地质填图( 1 ：1 万) 、土壤地球化学测量( 1 ：2 5 万) 、激电中梯测量，激电测深及磁法工作等地 质、物化探综合勘查工作，于2 0 0 5 年1 0 月