云南马关都龙锡锌矿床地质特征及成矿预测.doc

云南马关都龙锡锌矿床地质特征及成矿预测科技论坛民营料技2011年第9期囹云南马关都龙锡锌矿床地质特征及成矿预测张世奎(云南华联矿产勘探有限责任公司,云南马关663700)摘要:都龙锡锌矿区是我国着名的锡锌产地和世界最大的产铟基地.在矿床地质特征研究的基础上,收集了曼家寨矿床1258组钻探,槽探化学样品测试数据进行了聚类分析,为了研究各微量元素的分布和它们之间的关系,讨论了岩矿石中微量元素分布规律,总结出进行成矿预测的主要找矿标志.提出了矿区重点找矿靶区.关键词:矿床地质特征;找矿标志;微量元素分布;靶区预测.1矿区地质概况都龙锡锌矿区位于华南褶皱系西南角的滇东南坳褶断带,文山马关隆起南端的老君山复式背斜的南西翼,马关都龙深切断裂的上盘,是我国着名的锡锌产地和世界最大的产铟基地.矿区地层为一套中寒武统田蓬组碎屑岩与碳酸岩组成的复合岩体,矿体产出于碎屑岩与碳酸岩接触带的复杂矽卡岩中,区内构造为平行于地层走向的南北向断裂构造组合,断裂为成矿提供了有利的构造地质背景,与成矿关系密切.2矿床地质特征2.1矿体规模,形态,产状都龙锡锌矿区,在南北长5km,东西宽2.1km范围内分布有铜街,曼家寨,水硐厂和辣子寨四个矿段(床),共探明矿体339个,矿体规模大,其中十余个为中至大型,个别(13号矿体)为特大型(锡金属储量l5.5万t).矿体走向长804oom,最小长度40m,最大长度3244m.十个主矿体储量占80%以上,主矿体厚8.6520.03m,最大厚度69.28m,矿体倾斜延伸一般几十至几百m,最大延伸394m.截止2oo7年底,已探明锡储量35万余t,平均品位为O.56%;锌储量377万t,平均品位为5.12%.同时还获得了一批伴生组分的储量,其中铟,镉,铅,银等可望达到大型规模.矿体外形为不规则状,具分枝,膨胀,收缩等变化.形态为多层状,似层状,条带状,透镜状,囊状等.矿体在平剖面上均呈疏密不等的集群状分布,隐伏脊状花岗岩体上部矿体产状较平缓,规模较大,品位较富.主金属组份锡锌含量分布不均匀,平均含锡0.20.76%,含锌1.8611.71%,并伴生铜,银,铟,镉,砷,硫,磁铁矿等可回收有益组份,这些伴生组份可达到中至大型储量规模.矿体沿层产出,随地层同步褶曲,沿走向倾向均具波状变化,总体上呈南北走向,向西倾斜,倾角104(】.,部分趋于水平,矿体群向西部逐渐变陡呈叠瓦状向深部延伸,断裂中矿体局部倾角可达6o.2.2矿石特征2.2.1矿石物质组成矿区内地形切割强烈,相对高差达2054m,矿体分布于50o1341m标高范围,受切割及埋深影响,矿体均遭受不同程度氧化,总体上由北向南,由浅入深有氧化矿石混合矿石硫化矿石的过度演变.矿石自然类型主要有锡石硫化物矽卡岩型矿石,锡石矽卡岩型矿石,锡石磁铁矿矽卡岩型矿石三种;金属类别有共生矿石,单锡矿石,单锌矿石等三种.本区矿床金属矿物种类极多,以磁黄铁矿,铁闪锌矿为主,其次为黄铁矿,黄铜矿,锡石,磁铁矿,少量毒砂,辉铜矿,白钨矿,闪锌矿,方铅矿等,另外尚伴生有可综合回收利用的钢,镉,银,金,锗,镓等稀有金属,尤其铟含量高于国内同类型矿山;与铁闪锌矿关系密切.金属矿物的富集具有水平分带,垂直分带特征,分带现象明显受以老君山莲花状构造为砥柱的花岗岩和南北向构造双重复合因素的控制.2.2.2矿石结构构造矿石具有多种结构构造,主要结构有变晶结构,变余结构,交代结构,黄铜矿疾病结构,磁黄铁矿疾病结构,压力结构,放射状结构等.主要构造有:纹层条带状构造,块状构造,片麻状构造,浸染状构造,斑点斑杂状构造,脉状网脉状构造,角砾状构造等.2.3围岩蚀变围岩蚀变主要有矽卡岩化,绿泥石化,蛇纹石化,硅化,碳酸盐化.矽卡岩化与成矿关系最密切,形成透辉石,阳起石,透闪石,绿帘石,黝帘石,绿泥石等硅酸盐矿物,是含锡硫化物的主要赋存场所,分布遍及整个矿田;绿泥石主要分布在矿区北部隐伏花岗岩和岩脉附近的铜街,曼家寨矿段和岩冲,水硐厂矿点等处,向南逐步减弱.2.4控矿因素都龙锡锌多金属矿床明显具有地层,岩相及变质相,花岗岩体,构造多因素复合控矿的特征,该特征制约了矿体的分布规律.2.4.1地层控矿因素都龙矿田寒武纪沉积地层厚度大,厚大矿体顺层产出于中寒武统田蓬组地层中,产状态严格受到地层层位的控制,矿石与地层的稀土,微量元素组成具有一致性,且均有深源物质的加入,矿石的结构构造也显示出海底火山喷流沉积的特征,火山喷流是成矿物质的主要来源,地层层位是控矿的主要因素.2.4.2岩相及变质相控制因素矿田沉积岩相特点是复合岩性带,岩相垂向及横向变化频繁,垂向上碳酸盐相与碎屑岩相交替出现;横向上东部为碎屑岩相,西部以碳酸岩相为主夹碎屑岩,中部为碎屑岩相与碳酸盐岩相犬牙状交错过渡带.富厚矿体赋存于中部岩相过渡带.从变质相带上看,含矿层在绿片岩相带下部,紧邻角闪岩相.在变质过程中,角闪岩相为区域变质的脱水带,成矿物质带出;绿片岩相为扩容带,利于成矿物质沉淀和聚集.2.4-3花岗岩体控制因素都龙矿田北临老君山花岗岩体,岩体呈南北向背脊状隐伏于主矿体的下部,花岗岩一方面可以为变质岩改造和成矿物质的搬运富集提供大量的热能,另一方面,在花岗岩化过程中,由原岩提供的成矿元素形成的成矿热液进一步交代矽卡岩,使锡的络合物分解沉淀,矿化叠加富集,最终形成工业矿体.2.4.4构造控制因素矿区内平行于地层走向的纵向断层十分发育,成组出现,一般错距不大,以层间错动为主,具多期次活动,其中F0及Fl断层规模较大,是矿区主要断裂.FO是矿区的东部边界,正断层Fl沿走向错断主矿体,为破矿构造.综上所述,地层及其岩性组合,变质作用,燕山期岩浆活动,有利的构造等多种因素的优化配置,造就了都龙超大型锡锌多金属矿床的最终形成.2.5成矿期(阶段)划分矿床形成可以划分为:沉积成岩期,区域变质迁移聚集期,热液成矿期及表生期.2.51沉积成岩期在中寒武世田蓬组期,曼家寨坳陷区处于较封闭的沉积环境.区内富含zn,sn,cu,Pb,w,等金属的藻类,底栖生物在低能带聚集.沉积作用发生时海水硫酸盐和藻类,底栖生物等被细菌分解,析出一定的Sn,S,Fe,Ph,zn等离子,在成岩后期形成品位较低的黄铁矿,方铅矿,闪锌矿.加里东期,坳陷区发生低温火山喷流沉积作用,喷流沉积物质活化,叠加原岩,促使本区金属离子丰度增高,形成基础矿源层.2.5.2区域变质迁移聚集期在变质反应过程中,通过重结晶作用,对原岩中的有用组分锡,钨,锌,铜起到了聚集净化作用,使其含量增高,粒度增大,锡由原岩中的超微粒质点状态改造成为微粒锡石(粒径小于10m).所以变质作用是矽卡岩形成的主要因素,也是成矿元素迁移富集过程.为尔后岩浆热液成矿创造了条件.2.53热液成矿期岩浆作用活化了岩石中的元素,特别是田蓬组岩石硅化,闪锌矿,黄铁矿发生分解,溶人含矿热液中.受炭,泥质碳酸岩,片岩的蔽挡,含矿热民营科技2011年第9期液难以向外渗透扩散,在其下伏岩层形成密闭的有利成矿环境.特别是结晶粗大,成分复杂的矽卡岩层,最有利于成矿.由于矿液沿构造裂隙运移比较方便,成矿作用较充分,使充填成矿作用形成的浸染状矿体规模较小.由于sn,Cu,Pb2,zn,Fe离子地球化学性质和迁移能力的差异,发生了沉积分带.3微量元素分布规律都龙锡锌矿区,微量元素种类度,丰度高,部分微量元素可作为独立矿物开发.为了研究各微量元素的分布和它们之间的关系,对自曼家寨矿床收集到的1258组钻探,槽探化学样品测试数据进行了聚类分析,得到9种元素的相关系数表和聚类分析谱系图(图1).相关系数1On9OB07Q605O4O3O2n1O01图1元素聚类分析谱系图由聚类分析结果可知,各元素两两相关程度由高至低以次为:zncd,A-C11,sns,Ga_In等.锌与镉的相关性最好,相关系数为0.844,因为两者同属于第副族元素,两者具有相似的外层电子结构,镉易以类质同相形式进人闪锌矿晶格;同理,银和铜同属于第1副族元素,二者相关系数为0.714,镓和铟同属第主族,两元素相关系数为0.407;经显微镜下分析,矿石中硫化锡的量非常少,因此锡与硫的关系应解释为锡石与金属硫化物的关系,两者相关系数为O.502.锗与其它元素相关性都不好,并且与其中的四种元素出现了负相关关系.通过对矿山选矿资料,冶炼资料调查,铟元素主要存在于闪锌矿中,而聚类分析证明铟元素与镓,锡关系密切.张乾等曾推测,当sn存在时,In易于与sn一起富集于成矿流体中共同迁移,而在沉淀成矿时二者又分道扬镳(张乾等,2003).In的富集与Sn有关,但在沉淀过程中,In并不大量进入锡石而是富集于闪锌矿中(朱笑青等,2006).可见,In的成矿与富集和sn,zn元素都有重要的依赖关系.由微量元素相关系数表可知,zncd与cuAg相关性较高,sns与GaIn具有较高的相关性,Ge与其他元素相关性都比较差,In的富集虽然和sn的关系密切,其富集层位应该和闪锌矿一致.即铁闪锌矿是In,cd,Ga的载体;金属硫化物是sn的载体;黄铜矿是Ag的主要载体.4找矿预测4.1找矿预测准则通过大量野外及室内工作分析,归纳主要找矿预则准则:1)地表矿体(点)及有利岩性特征:地表矿体(点),矿化强烈(主要反映为褐铁矿化,硫砷矿化)地带是成矿预测的最直接标志;粗粒复杂矽卡岩是成矿预测的基本条件.2)矿化元素组合异常及其特征:结合地球化学异常区及其组合特征.推测深部矿化类型和矿化强度,进行深部矿体预测.3)重,磁,电等物探组合异常及其特征:辨别物探组合异常区,排除干扰因素,推测深部矿化类型和矿化强度,进行深部矿体预测.4)围岩蚀变异常区的存在及其强度特征:矿区近矿围岩蚀变明显,矽卡岩化,硅化,碳酸盐化组合是成矿预测的有利标志.5)控矿构造特征:区内纵向断裂组与横向断裂组交汇部位是储矿的有利场所.区内纵向断裂组规模较大,切割深,具有与岩体沟通的条件,是矿液运移的通道,断裂交汇部位是良好的储矿空间.科技论坛6)花岗岩体及其展布特征:本区老君山花岗岩体石含锡钨花岗岩,纵向展布的花岗岩脉,花岗岩体旁侧岩株是重要的成矿预测标志.上述准则不能单一看待,必须综合分析,联合判断.4.2找矿预测靶区确定1)铜街曼家寨西部:铜街曼家寨西部为一单斜褶皱带,地表有南北向花岗斑岩展布,南北向构造断裂发育.铜街曼家寨矿带横向上含矿层大致呈2O40.的倾斜角继续向西部延伸,其岩性特征为大理岩,石英云母片岩,矽卡岩复合岩性组合,与铜街一曼家寨矿段含矿岩性组合基本一致,对应矿体呈叠瓦状向深部延伸.波状起伏发育的纵向褶皱构造伴随含矿层继续沿倾斜方向向深部延伸,褶皱部位形成一系列的层问剥离空间,它是含矿热液运移的通道,也是矿质沉淀富集的场所.结合横向上金属分带及叠瓦状分布规律,预测铜街一曼家寨西延深部赋存锌铜工业矿体.2)铜街曼家寨深部:铜街曼家寨矿区纵向上由北向南1100800m标高以上,是主要锡锌矿体赋存部位,矿体厚大,品位较富,是历次勘查工作的重点,储量基本控制清楚,称之为第一含矿空间.在其底部由北向南1000700m标高与800400m标高范围之间通过以往稀疏普查孔控制,具有与第一含矿空间相同的含矿层,岩性组合仍是片岩,矽卡岩,大理岩组合,构造剥离空间,构造破碎带发育,普查孔均控制到不同厚度的岩脉,岩株,钻孔底部个别孔已揭露凸起的花岗岩体.其成矿地质条件与第一含矿空间相似,称之为第二含矿空间.物探重力异常显示深部(700m标高左右)有隐伏花岗岩体隆起,而且带状磁化规模大,形态完整,呈南北向带状分布;化探锡锌铜砷异常与磁异常吻合,局部还出现钹,铋,银,钨异常.结合垂向上金属分带规律,预测该位置赋存锡锌工业矿体.3)铜街曼家寨南延深部:该区为铜街曼家寨矿体的南延,从普查孑L资料分析,地质特征与铜街曼家寨类似,纵向花岗岩脉隆起已出露于地表,南当厂,南松,烟山,辣子寨矿区具处于该地,寻找锡锌矿的同时应兼顾钨的勘查.5结论都龙锡锌矿区得天独厚的成矿地质环境造就了独特的成矿地质特征,矿体规模大,矿物种类复杂,伴生有益元素多,丰度高,控矿因素多,成矿环境复杂.地层及其岩性组合,变质作用,燕山期岩浆活动,有利的构造等多种因素的优化配置,造就了都龙超大型锡锌多金属矿床的最终形成.区内存在第二含矿空间.参考文献1武汉地质学院,乐昌硕等.岩石M】.地质出版社,1984.【2西南地质勘查局.滇东南成矿区带成矿条件与预测【R.1993.31西南冶金地质三一七队填东南都龙矽锌多金属矿地质特征及成果规律的初步认识RJ.1981.【4】西南地质勘探公司地质研究所.云南东南部锡矿区域成矿条件及找矿远景研究报告R.1985.【5】