云南会泽富铅锌矿床成矿模式

1、维普资讯 第 2l卷 第 4期矿物学报 21H0420 01年 12月ACTA MINERALOG1cAN心Dee2 001文章编号：1000-4734(2001)044674-07论云南会泽富铅锌矿床成矿模式韩润生 ， 刘丛强 黄智龙 陈 进 马德云 李 元2(1中国科学院地球化学研究所 矿床地球化学开放实验室贵州l 贵阳 55(22昆明理工太学 云南 昆明 650093；3云南会泽铅锌矿，云南 会泽 654211摘要：通过构造地质学、矿床学、地球化学研究，认为燕山早期环太平洋板块的俯冲碰撞与小江深断裂带、曲靖一昭通隐伏断裂带的左行走滑运动为深源流体的形

2、成和贯入提供了有利的构造背景，成矿物质主要来源于深源流体和蒸发岩层，矿体本身是富含铅锌锗等的成矿流体沿构造贯入的产物，矿床定位直接受北东构造带控制。在此 基础上，提出 深源漉体贯入 蒸发岩层苹取申 造控制 ”的成矿模式关键词：成矿模式；构造贯入成矿；物质来源；会泽铅锌矿；云南中图分类号： 12；P6184文献标识码：A作者简介：韩润生，男，1964年生，博士后，研究员，主要从事构造成矿动力学、成矿预测及矿床地球化学研究1 前言会泽超大型铅锌矿床是我国主要的铅锌锗生产基地之一，是川滇黔铅锌成矿区富铅锌矿床的典型代表，由矿山厂、麒麟厂、大水井大型铅锌矿床及小型银厂坡银铅锌矿床等组成 (图 1)。基

3、底为前震旦系地层，主要分布在矿床集中区外围。盖层为震旦统及古生界地层，主要由中、上泥盆统，石炭系，二叠系等组成。下石炭 统摆佐组是矿区最主要的赋矿地层，主要为灰白色、肉红色、米黄色粗晶白云岩和致密块状浅灰色灰岩及硅质灰岩。矿 区断裂构造有矿山厂、麒麟厂、银厂坡断裂，它们具有多期活动特点，与成矿密切相关。岩浆活动主要为海西期蛾嵋山玄武岩。关于该矿床的成因，主要有沉积成矿说 、“沉积一原地改造”说 2、“沉积一改造”说【 、“沉积一成岩期后热液改造一叠加”说 6、“沉积一改造后成”说L 及 M” 型L 等。这些观点从不同侧面丰富了对成矿作用的认识，为成矿理论的深人研究及找矿预测开阔了思路。本文通过

4、大量的宏观和微观研究 J，并 与国内外同类矿床对比_l J，认为该矿床的成因类型具有代表性，明收稿日期：200149-22显受构造和岩性控制提 出“深源流体贯人蒸发岩层萃取构造控制”成矿模式。2 区域构造特征会泽铅锌矿区在大地构造上位于扬子地块南缘滇川黔铅锌成矿区中南部，处于小江深太断裂 _l 东侧的滇东北坳陷盆地南部。在 区域上，位于小江断裂带和昭通曲靖隐伏深断裂带问的北东构造带、南北构造带及北西构造带的构造复合部位(图 2)。其 中小江深大断裂带和曲靖一昭通隐伏断裂带构成了川滇黔南北向断裂系，是海西期岩浆活动的通道，为铅锌成矿提供了十分有利的构造地质背景。矿床位于小江深大断裂带和 昭通曲靖

5、隐伏断裂派生的东川一镇雄北东构造带西南段的金牛厂一矿山厂断裂构造带上，矿山厂断裂为深源成矿流体的运移提供了有利的构造背景。在矿区附近的大井、居乐等地存在玄武岩浆的喷溢中心，深源流体可能与此相联系。通过区域构造研究，认为燕山期小江深大断裂带主要表现出左行走滑的特点。由于该断裂的左行走滑运动，在滇东北地区，从南到北形成和强化了五个北东构造一成矿带，它们主要由北东向褶皱群和压扭性断裂组成，并伴生有与之垂直的北西向张(扭 )性断裂，形成左列式“多字型 ”构造：基金项目：云南省省院省拉台作项目(2060YK-04)、科学技术部攀寻甸一宣威构造带；东川镇雄构造带；会泽登计量lI硬选项目(95预39)、云南

6、省中青年学术和技术带头培彝良构造带；鲁旬一盐津构造带； 巧家一永养经费(1999-006)、会泽铅锌矿项目(199 1)善构造带。维普资讯 第 4期韩澜生等：论云南会泽富铅锌矿床成矿模式675图 I 会泽铅锌矿区地质简图据会泽铅锌矿(t998)改绘 ng1sketchmapoftheHuizeldi,et1玄武岩 2灰岩 3白云岩 4断裂 5矿床 6地层界线 7不整舍线 8剖面线方维萱等研究认为燕山早期在环太平洋板块从南东向北北西方向俯冲碰撞，在小江深大断裂带的左行走滑运动作用下，产生南东一北西向的主压应力，导致北东构造带中构造的复合叠加，为产生区域性大规

7、模成矿流体运移提供了构造驱动力。3 矿床地质特征(1)铅锌矿体多呈脉状、透镜状、囊状、扁柱状、网脉状及“似层状 ”等。其 中“似层状”是由于受北东向层间断裂破碎带控制所致。矿体延深大于走向长度。在层间断裂带中，构造控矿和热液成矿特征十分显著，常见矿体骤然尖灭或膨缩等现象，矿体与围岩接触界线截然。矿体仅局限于下石炭统摆佐组中、上层位的层间断裂带内。(2)从浅部 (地表 )到探部，铅锌矿体厚度增加，品位变富，如 6号 、8号矿体。(3)矿石品位高(Pb+ 3035)，矿石中矿物简单，主要有闪锌矿、方铅矿、黄铁矿和方解石，未见同生沉积成因的残留组构标志 (层状、条纹状及其它同生组构等 )。矿石主要呈

8、致密块 状。(4)从主矿体底板到顶板围岩，大致依次呈现铁闪锌矿粗晶黄铁矿一闪锌矿方铅矿一细粒自形晶黄铁矿碳酸盐等矿物组合分带现象。细粒黄铁矿沿围岩和矿体的接触部位富集，显示成矿作用具充填成矿作用的特点，这是成矿流体贯人过程中发生物理分异(重力分异等)的结果。(5)矿石中富集 Pb、 、Fe、s(表 1)，并富含 g 与 ce、In、cd、11、Ga等微量元素(表 2)。Pb+ +Fe+S68 95一9451， 为 4594X10一一10063X 10，部分可达 2OO10，Ge为 638Xl08134x10_。，Cd为 26185x10一一48803X 10，In为 03310一255X 10

9、，C,a为 16X 10一l93 X 10，11为 34110_。622Xl0，部分可达 l185106。部分地段可圈定出独立银、锗等元素的矿床，与断裂构造地球化学获得的矿化元素组合 Pb一 gC-e-CdIn11Sb-Cu Co 一致 ，表现出多组份共生成矿的特点。(6)围岩蚀变相对筒单，除白云岩化较广泛分布于摆佐组中上层位外，硅化、黄铁矿化、碳酸盐化等热液蚀变分布非常狭窄。(7)前人 19_提出下石炭统摆佐组是主要的矿源层。笔者研究认为摆佐组可能为成矿提供部分物质，但不是主要来源。因为区域和矿区摆佐组的厚度仅 5060m，即使其中的铅锌等成矿元素全部迁移出来，即使灯影组、筇竹寺组能提供部分

10、成矿物质，其数量终究是有限的，远远形成不了厚度巨大 ()30m)、铅锌品位高(Pb+ 30 一35)的超大型矿床 。黄智龙等L20也认为无大量铅、锌等成矿物质从蛾眉山玄武岩等地层中迁出。维普资讯 676矿 物 学 报2001年HQ-93块状铅锌矿石i10 030092720 0405i i0 040040 0020 7300910 922761 99462HQ-94块状铅锌矿石1晒0 35047380060 6i 90 040030 o0IO 8I4327 75 34 289965iHQ-84块状铅锌矿石1 360 220 232970140 4220 0

11、30010 o0107523l】 2830 3 99870H 95块状铅锌矿石2 350370 14I7 40050 5260 030090 o0l0 63435II 7529 2599481HO99块状铅锌矿石3680450 9424 i 0 150 88 30 030 200030 8i 7如71 10 5827 2599693os 善萋 薯 mzo47。o oo03， 97s 23s9283Hty09善萋琵薯：so啦 “ss00一 s 95s 26 924注：riFe=F唧 + FeO；IT为烧失量 ；测试者：中国科学院地球化学研究所矿床地球化学开放室 李荪蓉(8)从岩石力学性质、物理和

12、化学性质来说， 马平组页岩和下二叠统梁山组砂页岩及煤系的厚摆佐组粗晶白云岩是有利的赋矿岩性；上石炭统 度较大，可能是成矿流体上升的良好遮挡层；下震圈2 滇川黔铅锌成矿区构造与铅锌矿床分布简圈据郑庆整(19卯)改绘Fig2，Sketch map 0f恤 t0and lead-zincdep0si in the Shjchu皿 -n 岫 虮 _ d眦 leM -mac o h marea1断裂 2 玄武岩分布区 3 矿床 4省界维普资讯 第 4期韩稠生等：论云南会泽富铅锌矿床成矿模式677测试单位：中国科学院地球化学研究所矿床地球化学开放室 漆亮；测试方法：1

13、CP-I ；ND指未检测旦统灯影组、下寒武统筇竹寺组等地层中含膏盐 10 )捌也不同，方解石的碳氧同位素组成呈线层 ， 笔者发现摆佐组中下部也存在蒸发岩层， 性关系 可能与成矿流体和围岩的水岩反应和主要由重晶石和石膏等矿物组成，其中重晶石可表 3 会泽铅锌矿床矿袖硫同位寨组成达 25，8a、sr含量较高。因此 ，岩性控矿是不可Table 3 n 目lI矗 i50t叩ic郫皿p啁 呻 0f mrak忽视的重要因素。血 tIeHle4 地球化学特征41 同位素地球化学硫同位素组成见表 3，矿 石矿物(闲锌矿、方铅矿、黄铁矿 )的硫同位素组成 s为 430 一1575 ，与蒸发岩中的 S(1397o

14、)一致，显示矿石中硫潦主要是萃取地层中蒸发岩层中的硫。图 3显示 ，矿石矿物铅同位素组成较均一，28个样品的 Pb Pb为 l8251 18496； PbPb1566315855： Pb肼Pb 384873900与玄武岩 (2个样品 )的铅同位素组成 ( Pb Pbl8175 l837l： Pb Pb15629l5662：Zo6pb2O4Pb 38 38 38666)相似，但与赋矿白云岩(4个样 品)的铅同位素组成 ( Pb Pb 18482l8673； Ph Pb 15 79115963； Pb Pb3912439685)明显不同。明显反映出成矿流体中的铅源为上地壳铅与造山带铅的混合铅。从锶

15、同位素组成看，李朝阳等L24J根据麒麟厂矿床方铅矿的 Sr6Sr为 071092071451、闪锌矿的STSrSSr为 071490070808，低 于区域岩石的锶同位素组成，认为成矿元素不可能来自赋矿围岩。脉石矿物(方解石 )的氢氧同位素组成代表了成矿流体的同位素组成。方解石的碳、氧同位素组成(表 4)与地层中近矿白云岩碳氧同位素组成 ( CPD日为-08 077 ； Osow为 20豫。一2116o)不同，与深 (幔 )源碳同位素组成 (-4。一注： 据孙志伟【剐；()内的敫据为样品数；蒯试单位：中国地质科学院宜昌地质矿产研究所测试图 3 会泽铅锌矿床铅构造环境图(底图据衄帅，1982)F

16、ig31be smmmralseting0ftheHuielead-netq 6下石炭统摆佐组上泥盆统 五d上晨旦统灯髟组维普资讯 矿 物 学 报2001年交换作用有关，方解石中的碳源可能是壳源碳和深源碳混合的结果。结合成矿地质条件，可推测成矿流体主要来自岩浆水及富含成矿物质的基底循环水。42 流体包裹体地球化学特征在成矿流体液体组分中，Na 、Ca2 、F、CI-等离子含量较高，而且 Na K 、ca2 M 、cr F，气相组分主要为 H2O、co2、CO、CH4、H2。矿物包裹体均一温度主要分布于 150370 oC问，矿物爆裂温度 106424 oC

17、。成 矿流体具中温 (147 245)、中等盐度(5一135 Nac1)、中等压力(459xlo5661lo5Pa)及中一偏碱性(pU 67 71)的特点。据柳贺昌 研究，流体包裹体中含 Pb(17120ngL)、Cu(13334,w,L)、Ba (17加一4827w,L)、 (356491mgL)、bln (80 1286啤L)等金属元素 。因此，成矿热液为 +CI-Ca2 so 型的成矿流体。5 构造控矿特征(1)矿体分布于摆佐组粗晶白云岩及其与硅化灰岩过渡带的压扭性层问断裂带中。由于摆佐组中上部粗晶白云岩厚度较大，疏松质脆，有效孔隙较高，岩石力学性质中抗压强度与抗剪强度较下部硅化灰岩小

18、(表 5)，在构造应力作用下容易沿岩层接触面软弱部位(层理和岩性分界面)发生滑动形成规模较大的层间断裂和裂隙，层间断裂破碎带为成矿流体提供了良好的运移通遭和聚集空间，有利于成矿流体的贯人成矿，形成 “似层状”、透镜状等形态的矿体；下部岩石有效孔隙度较低，可起有效遮挡作用；摆佐组中上部粗晶白云岩化学性质较括泼，其中有蒸发岩层，形成成矿地球化学障，导致容矿地层、含矿断裂与矿体为一体的现象。(2)北东构造带是最主要的成矿构造体系，是中国燕山期成矿构造体系在本区的具体体现。从滇东北铅锌成矿区区域构造来看，铅锌矿床 (点 ) 均分布于左列式构造 成矿带上，组成了滇东北“多字型”构造 这些构造成矿带的串联

19、面大致呈南北向，平行于小江深断裂带和昭通一曲靖臆伏断裂带，表明它们是两条深断裂带左行走滑派生的构造应力场作用的产物。从会泽铅锌矿田构造来看，矿山厂矿床、麒麟厂矿床、银厂坡矿床呈左行雁列展布，形成高级的多字型构造。在麒 麟厂矿区，从北到南，朱家丫口矿点与麒麟厂矿床、大水井矿床组成了次级的多字型构造，这是 NE向麒麟厂断裂左行扭动的结果。从麒麟厂矿床 的矿体定位构造来看，矿体和构造地球化学异常在平面上呈左列式排布，在剖面上呈“阶梯伏 向南西向侧状，明显受北东向压扭性层问断裂控制。表 4 会泽铅锌矿床方解石矿物碳、氢、蕾同位素组成e41becarbon， dr。唧 andygenis岬 c p口 o

20、Iofcalcitemineralsinthe“ lead-mac deposit注：()中的散字为共生金属硫化暂的满试值；商试单位：中国地质科学院宜昌地质矿产研究所维普资讯 第 4期韩润生等：蛇云南会泽富铅锌矿床成矿摸式679测试单位：中国中南工业大学测试分析中心岩石力学室；嚣试倥器：IIRON电茛伺服控制材辩力学试验机；试验加载速度：5 -m1s(3)从立体空间来看，矿床、矿体在平面上呈现大致等间距分布的特点，出现了强弱构造一矿化带的分带现象，矿体呈左行雁列式 (“多字 型”)分布于 KE向层 间压扭性断裂带中。在刹面上，主矿体受“阶梯状”构造的严格控

21、制，显示出主矿体向 SW 侧伏的特点(4)从断裂结构面力学性质来看，压扭性层间断裂面上保存有逆冲擦痕和阶步及磨光镜面等现象显示成矿期成矿流体贯人成矿的宏观证据。综上所述本区主成矿期 的构造应力场的特征是：小江深断裂带和昭通一曲靖隐伏断裂带的左行走滑运动派生出北西南东向挤压力，在此作用下，成矿流体沿构造发生贯人成矿作用，形成本区燕山期“阶梯状 和“多字型”两种独特的构造控矿型式，造成矿体的等间距成矿与等深距成矿，它们是统一构造应力场作用的结果。6 矿床成矿模式通过上述分析，认为该矿床为“深源流体贯人 蒸发岩层萃取构造控制”的后生矿床。矿体本身是深源分异和萃取蒸发岩层中的含矿流体沿控矿构造贯人的产

22、物。主要的成矿物质来自深源和蒸发岩层。成矿流体具有中等盐度、中温、中等压力、近中性的特点。图 4示出了成矿模式。在燕山期由于环太平洋板块从南东向北西方向俯冲碰撞，产生沉积盆地流体的大规模运移，由于深部岩浆作用与小江深大断裂带和昭通一曲靖隐伏断裂带的左行走滑运动分异出的深源流体与基底、盖层中的流体发生对流循环，萃取 Pb、zI1、s等成矿元素，形成富含 Pb、zI1、Ge等物质的成矿流体 ，该流体拾导矿构造(麒麟厂、矿山厂断裂带 )贯人，通过北西向张扭性配矿构造的分配，成矿流体向裂(空 )隙度高、含蒸发岩的有利围岩中运移，并沿容矿构造不断溶蚀。由于物理化学条件的改变，矿质沉淀，成矿流图 4 会泽

23、铅锌矿床成矿模式示意图Kz4Ore-forangmodel0ftheHL le,ad-acd p0 Ymman1碳酸盐岩、板岩 2砂页岩 3 硅质白云岩 4秒岩 5灰岩 6收晶 自云岩及白云质灰岩 7 玄武岩 8侵 体 9砂岩 10流体运移总悻方向 11流体运移方向 l2断裂运动方向 l3矿悻 小江探断裂 导矿构造 层问客矿构造 配矿构造 芦上二叠统峨眉山玄武岩 PL下 二叠统 3中上石 炭统 q 6下 石炭统摆佐组 CLd下石 炭统大塘组 DM中上混盐统 E 寒武系筇竹寺组 Ptha 中元古界昆阳群 五d 上震旦统灯髟组体发生物理分异，矿体最终定位于北东向层间压扭性断裂带中，赋存在摆佐组白云

24、岩中，形成富金属硫化物的铅锌矿床。致谢：在野外工作中承 蒙云南会泽铅锌矿领导和技术人员的大力支持和配合，并得到了昆明理工大学王学琨教授的指导，在论文撰写过程中中国科 学院地球化学研究所方维萱教授提出了指导性的意见和建议在此一并致谢 !维普资讯 矿 物 学 报2001芷参 考 文 献I 张位及 试蛇滇东北铅锌矿席的沉积成因和成矿规律J 地质与勘探，1叫 (7)：l1162 陈士杰 黔西滇东北铅锌矿席的沉积成囡探讨J 贵州地质 1984 8(3)：56623 廖文 滇东鐾西铅锌金属区碲铅同位煮组成特征与成矿模式探讨J 地质与勘探，1984，(1)：164 唐森

25、宁 黔西北滇东北层控钳锌矿床特征厦其成矿模式J地质与勘探，1叫 ，(2)：89一舛5 赵准 滇东、滇东北地区铅锌矿床的成矿模式J_ 云南地质，1985，14(4)：350 3546 陈进 麒薜厂铅锌硫化物矿席成囡厦成矿模式探讨J 有色金属矿产与勘查1993，(2)：8590【7 柳贺昌滇、JfI、盼成矿区的钳锌矿豫层(岩)lJ地质与勘探，1996，32(2)：12一l88 柳贺昌 演、川、黔铅锌成矿区的成矿模式J云南地质，1996，15(1)：41519 周朝贤，魏春生，叶造军 密西西比河各型铅锌矿床J地质地球化学，1997，(I)：65751O 韩润生，剂丛强，黄智龙，等 云南会泽铅锌矿床构

26、造控矿及断裂构造岩稀土元煮组成特征J 矿物岩石，2001，20(4)：l11811 韩润生，脒进，李元，等舌南会泽铅锌矿床构造控矿研究规律及其隐忧矿预涮J 矿物学报，2001，21(2)：26526912 韩润生，李元 台泽麒薜厂铅锌矿床深部找矿预棰I研究R 昆明：云南理工大学，2OOOl13J BedlkeCM andN,shak SBiSnegroti,n9AJfl c 出 plateI 棚 0f胛 d州凹JJ m Pke 蹦 ，1990，l828731514J GG，Ges，PernMAs q岫DA G目髑Ls0f曲呲丑b伽 d讲edq) bintheraidcontinentalb臼目

27、irIs NorthArn 血11k roler or 诅H w址e|daw【JJ n啊Ts 附 ，1993，293：49756815 G c c曲髓 of曲m出啊ed叩嗍 intl-e nn明叫b日NorthAr描jc丑lie丁o ofre帅 一丑c ，a ep叭J玎 n如 册，1994，294：760竹 516_ Ges帅d c日r啪 GH m雠c宕Imodeling I龃口yd 一d埘晰 naappI tot Ik棚1a缸d曲db nJurnG-：，! 5日，1992，97：9119914417 康玉廷云南红何以东罐部构造与成矿J云南地质，1982，1(1)：1726【18 李连举 滇东

28、北铅、锌、银矿床矿源层问题探讨 J有色金属矿产与勘查，l嘲 ，8(6)：333339【19 韩润生，脒进，李元，等会泽麒辫厂铅锌矿床断裂构造地球化学特征及定位成矿预测J_矿物学报，2叩1，(4)：66720 黄智龙，韩润生，李文博，等会泽铅锌矿外围地层厦蛾眉山玄武岩成矿元素古量及其意义A 见：中国科学院矿床地璋化学开放研究室年报c 贵阳：贵州科技出版杜，2001 9910321 柳贺昌，韩文选 滇东北铅锌银矿床成矿规律研究M 昆明：云南大学出版杜，1嘲 ，35942o22 孙志伟 会晕蓐辫厂铅锌矿床隐伏矿体的发现及其预测的基础与方法J_ 云南地质，1998，17(2)：15916723 张理刚 稳定同位紊在地质科学中的应用M西安：陕西科学技术出版杜，19952324524 李朝阳，谭运垒，刘玉平，等扬子地块西南、西北缘金、铅锌、锡远景区A：涂光炽，等 中国超大型矿床(i)M 北京：科学出版社，300D372386GENESls M oDELING 0lF 删 m IEAD Z C 0REDEP0S玎 IN Y【NHalRt