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      瀾滄老廠多金屬礦床成礦地質(zhì)體特征

      2015-03-20 06:30:26
      金屬礦山 2015年5期
      關(guān)鍵詞:瀾滄凝灰?guī)r花崗

      刀 艷 楊 帆 李 峰 余 璨

      (1.昆明理工大學(xué)國(guó)土資源工程學(xué)院,云南 昆明 650093;2.中國(guó)有色金屬工業(yè)昆明勘察設(shè)計(jì)研究院,云南 昆明 650093)

      瀾滄老廠多金屬礦床成礦地質(zhì)體特征

      刀 艷1楊 帆2李 峰1余 璨1

      (1.昆明理工大學(xué)國(guó)土資源工程學(xué)院,云南 昆明 650093;2.中國(guó)有色金屬工業(yè)昆明勘察設(shè)計(jì)研究院,云南 昆明 650093)

      瀾滄老廠礦區(qū)廣泛分布的火山巖和花崗斑巖被分別作為火山噴流沉積成礦系統(tǒng)和深部斑巖熱液成礦系統(tǒng)的主要成礦地質(zhì)體。對(duì)火山巖中的橄欖玄武巖中的鈦磁鐵礦進(jìn)行能譜分析,對(duì)杏仁狀鈉粗面質(zhì)熔巖不同礦物和杏仁狀鉀質(zhì)粗面質(zhì)熔巖微晶鉀長(zhǎng)石分別進(jìn)行電子探針?lè)治觯?duì)礦區(qū)火山巖年代、巖石學(xué)等特征,花崗斑巖年代、成因、源區(qū)及圍巖蝕變進(jìn)行全面總結(jié)。結(jié)果表明:①火山巖成巖時(shí)代為早石炭世,是礦區(qū)Ag-Pb-Zn礦重要的含礦巖性,礦區(qū)火山作用控制著礦床的時(shí)空分布,為成礦提供了物質(zhì)基礎(chǔ)以及重要的熱源驅(qū)動(dòng)力;②隱伏花崗斑巖為礦區(qū)斑巖型鉬礦成礦母巖,花崗斑巖的侵入時(shí)期屬于喜山早期巖漿活動(dòng)事件;③早石炭世火山作用以及喜山期巖漿活動(dòng),為疊加成礦系統(tǒng)的形成提供了非常有利的條件。上述研究成果對(duì)于深入探究礦區(qū)成礦系統(tǒng)具有一定的參考價(jià)值。

      火山巖 隱伏花崗斑巖 成礦巖體 疊加成礦系統(tǒng)

      瀾滄老廠是“三江”成礦帶中重要的多金屬礦床,地處蘭坪—思茅微板塊與昌寧—孟連微板塊結(jié)合帶。前人對(duì)該礦床研究較多,尤其在礦床成因的認(rèn)識(shí)方面存在多種觀點(diǎn),早石炭世火山噴流沉積+后期巖漿熱液成因的多因復(fù)成礦床的觀點(diǎn)[1-5]被大廣泛認(rèn)可,火山噴流沉積與巖漿熱液不同程度上影響著礦區(qū)的成礦作用。早石炭世火山巖作為火山噴流沉積成礦系統(tǒng)的主要含礦地質(zhì)體,而喜山期花崗斑巖為深部斑巖熱液成礦系統(tǒng)的主要成礦地質(zhì)體,已有學(xué)者分別對(duì)該2類(lèi)巖體的巖石學(xué)、年代學(xué)、地球化學(xué)等進(jìn)行研究[6-11]。在前人研究基礎(chǔ)上,討論了成礦巖體的巖石學(xué)特征并對(duì)巖石內(nèi)某些礦物的進(jìn)行能譜分析,對(duì)2個(gè)含礦地質(zhì)體取得了進(jìn)一步的認(rèn)識(shí),對(duì)于深入了解礦區(qū)雙成礦系統(tǒng)具有一定的參考意義。

      1 礦區(qū)地質(zhì)特征

      礦區(qū)主要出露泥盆系、石炭系、二疊系的地層。泥盆系為一套碎屑巖、硅質(zhì)巖建造;石炭系下統(tǒng)依柳組主要由中性-基性火山巖及碳酸鹽巖組成,屬于火山-沉積建造。火山巖包括火山碎屑巖和熔巖,主要含礦層有C15+6、C2+3/C1,含礦圍巖有凝灰?guī)r、沉凝灰?guī)r、含礦頁(yè)巖及碳酸鹽巖等。礦區(qū)成礦演化過(guò)程復(fù)雜,早石炭世晚期發(fā)生大規(guī)模的火山活動(dòng),堿性玄武巖質(zhì)巖漿沿著深大裂谷上涌,伴有海底火山噴流沉積成礦作用,形成大型層狀Pb、Zn、Ag礦床。新生代陸內(nèi)碰撞造山時(shí)期,中酸性淺成含礦巖漿沿裂谷侵入,形成以斑巖熱液為主的斑巖鉬銅多金屬礦床。兩大構(gòu)造環(huán)境的成礦作用更疊,導(dǎo)致礦區(qū)疊加成礦現(xiàn)象廣泛而強(qiáng)烈,最終形成火山噴流沉積成礦系統(tǒng)+斑巖熱液成礦系統(tǒng)的典型的多因復(fù)成礦床。因此,瀾滄老廠多金屬礦區(qū)主要成礦地質(zhì)體包括2類(lèi):①與早石炭世火山噴流沉積成礦作用有關(guān)的火山巖;②與深部斑巖熱液成礦作用有關(guān)的花崗斑巖,為偏鋁質(zhì)高鉀鈣堿性系列花崗巖,與三江地區(qū)新生代含礦富堿高鉀斑巖體特征相似。

      2 與成礦有關(guān)的火山巖

      2.1 火山作用年代

      關(guān)于對(duì)老廠礦區(qū)及其外圍依柳組火山巖時(shí)代的認(rèn)識(shí),彭壽增[12]最早提出老廠礦區(qū)火山巖形成于晚二疊世;云南省地礦局[13]在區(qū)域地質(zhì)研究成果中認(rèn)為,老廠礦區(qū)在內(nèi)的瀾滄—孟連帶火山巖形成于早石炭世;馮慶來(lái)等[14-15]根據(jù)各類(lèi)化石(包括苔蘚蟲(chóng)、雙殼類(lèi)和腕足類(lèi)等)認(rèn)為老廠火山巖形成于晚二疊世,而其外圍火山巖形成于早石炭世;薛步高[16]通過(guò)鉛同位素測(cè)定獲得該區(qū)火山巖及礦石的年齡為357~217 Ma,變化范圍較大,但大部分落在石炭世內(nèi);陳覓等[17]獲得老廠礦區(qū)火山巖鋯石SHRIMPU-Pb年齡為(323.6±2.8)Ma,屬于早石炭世。根據(jù)老廠礦區(qū)火山巖系與上覆地層的整合接觸關(guān)系,并結(jié)合前人研究數(shù)據(jù)認(rèn)為,老廠火山作用主要發(fā)生于早石炭世。

      2.2 火山巖巖石學(xué)特征

      2.2.1 熔巖類(lèi)

      熔巖類(lèi)巖石主要包括玄武巖、?;陷x巖、安山巖及粗面巖。玄武巖常在C17、C13、C12地層中發(fā)育,是礦區(qū)內(nèi)最為發(fā)育的火山巖之一。巖體中斜長(zhǎng)石礦物受到不同程度的綠泥石化和絹云母化。根據(jù)其結(jié)構(gòu)構(gòu)造差別又可分為橄欖玄武巖、蝕變堿性玄武巖和堿性橄欖玄武巖、杏仁狀粗面質(zhì)玄武巖、杏仁狀玄武巖、?;x橄巖和杏仁狀粗面質(zhì)熔巖。橄欖玄武巖中含有較多鈦磁鐵礦,鈦磁鐵礦(粒度為0.005~0.03 mm)零星點(diǎn)狀分布于基質(zhì)中,占基質(zhì)的5%~10%,橄欖玄武巖中鈦磁鐵礦的能譜分析結(jié)果(見(jiàn)表1)表明TiO2含量高達(dá)15.03%。

      表1 橄欖玄武巖(ZK145101-15)中的鈦磁鐵礦能譜分析結(jié)果Table 1 EDS analysis results of titanomagnetite in olivine basalt (ZK145101-15) %

      杏仁狀粗面質(zhì)熔巖含富堿性長(zhǎng)石,根據(jù)堿性長(zhǎng)石微晶的不同,又可分杏仁狀鈉粗面質(zhì)熔巖和杏仁狀鉀粗面質(zhì)熔巖2類(lèi)。杏仁狀鈉粗面質(zhì)熔巖基質(zhì)成分為鈉長(zhǎng)石,斑晶和基質(zhì)中均富含Na、K,且Na與K含量比約為 6;杏仁狀鉀粗面質(zhì)熔巖基質(zhì)主要為板條狀鉀長(zhǎng)石微晶(0.1~5.0 mm),鉀長(zhǎng)石微晶總堿含量K2O +Na2O較高,且K2O含量顯著大于Na2O含量(見(jiàn)表2)。

      表2 杏仁狀鉀質(zhì)粗面質(zhì)熔巖微晶鉀長(zhǎng)石電子探針?lè)治鼋Y(jié)果

      2.2.2 火山碎屑巖類(lèi)

      火山碎屑巖類(lèi)包括凝灰?guī)r、火山角礫巖、火山集塊巖和沉凝灰?guī)r等4類(lèi)(見(jiàn)表3)。礦區(qū)凝灰?guī)r分布極為廣泛,是火山碎屑巖中最主要的巖石類(lèi)型,類(lèi)型較多,按化學(xué)成分可分為玄武質(zhì)凝灰?guī)r、安山質(zhì)凝灰?guī)r及其過(guò)渡類(lèi)型;根據(jù)結(jié)構(gòu)、構(gòu)造特征又可分晶屑凝灰?guī)r、巖屑及角礫凝灰?guī)r和玻屑凝灰?guī)r。巖石中葉綠泥石化、伊利石化和碳酸鹽化等蝕變強(qiáng)烈。沉凝灰?guī)r是礦區(qū)火山噴流沉積型礦體的主要圍巖。

      3 隱伏花崗斑巖

      老廠礦區(qū)揭露到花崗斑巖的鉆孔共有7個(gè)(ZK15006、ZK15007、ZK15106、ZK153101、ZK14827、ZK14830、ZK15501),出現(xiàn)在900~1 530 m的標(biāo)高處。據(jù)巖芯資料觀察,各鉆孔中揭露的花崗斑巖脈及主巖體礦物組成、結(jié)構(gòu)特征相同,應(yīng)為同源巖漿分支。礦區(qū)花崗斑巖呈灰色、灰白色,斑狀結(jié)構(gòu),塊狀構(gòu)造,斑晶主要由鉀長(zhǎng)石、石英斜長(zhǎng)石和黑云母等組成?;◢彴邘r體中副礦物主要有鋯石、磷灰石等,此外,巖體中有零星分布的不規(guī)則狀微細(xì)粒黃鐵礦、半自形-它形狀的微粒白鎢礦以及矽卡巖化圍巖中的白鎢礦。

      表3 瀾滄老廠火山巖類(lèi)別

      3.1 花崗斑巖成巖年齡、巖漿起源及成因

      源于老廠礦區(qū)隱伏花崗斑巖形成時(shí)代,歐陽(yáng)成甫等[17]獲得花崗斑巖Rb-Sr同位素年齡為50 Ma,為燕山晚期—喜山早期活動(dòng)產(chǎn)物,薛步高等[16]、陳國(guó)達(dá)等[18]也提出屬于燕山晚期巖漿活動(dòng)等觀點(diǎn)。陳琿等[6]獲得巖體鋯石SHRIMP U-Pb年齡為(44.6±1.1)Ma,為喜山早期巖漿活動(dòng)事件。老廠礦區(qū)隱伏花崗斑巖侵位埋深500~900 m,酸性程度高,分異徹底,具有富鉀特征。新生代陸內(nèi)碰撞造山時(shí)期,在上地幔軟流圈底侵產(chǎn)生熱動(dòng)力的驅(qū)動(dòng)下,下地殼發(fā)生重熔,并伴有小部分幔源物質(zhì)的混染,形成以殼源為主的殼幔混合源的富鉀巖漿,又受控于深大斷裂的構(gòu)造控制,含礦母巖漿沿著穿透性好的斷裂淺成或超淺成侵入。

      3.2 隱伏花崗斑巖及其圍巖蝕變

      隱伏花崗斑巖在侵入結(jié)晶過(guò)程中,形成一套與巖漿后期熱液作用相關(guān)的典型的蝕變現(xiàn)象,從巖體內(nèi)部至圍巖,蝕變分帶特為:①鉀長(zhǎng)石化發(fā)生在花崗斑巖脈內(nèi)部,花崗斑巖脈以外的圍巖中鉀化不明顯;②硅化-絹云母化總體分布于鉀化帶外側(cè),分布范圍較廣泛,即存在于斑巖脈體中,也廣泛分布于圍巖接觸帶附近;③矽卡巖化是喜山期巖漿期后熱液交代下石炭統(tǒng)凝灰質(zhì)的產(chǎn)物,矽卡巖化中包括透輝石-石榴石化、陽(yáng)起石化、綠簾石-綠泥石化和符山石化等,其中綠簾石-綠泥石化分布范圍最廣;④角巖化主要出現(xiàn)在花崗斑巖脈與凝灰?guī)r、沉凝灰?guī)r的接觸帶中;⑤大理巖化和碳酸鹽化廣泛分布于花崗斑巖脈及其圍巖中,表現(xiàn)為斑巖中的斜長(zhǎng)石和火山巖中的長(zhǎng)石普遍被方解石交代,碳酸鹽化和絹云母化是礦區(qū)含量最高的蝕變礦物;⑥黃鐵礦化在巖體圍巖中廣泛發(fā)育,黃鐵礦呈半自形細(xì)脈-浸染狀分布于圍巖中;⑦沸石化主要見(jiàn)于斑巖脈外則火山巖中,是斑巖熱液成礦晚期的低溫蝕變的產(chǎn)物,此外,礦區(qū)還發(fā)育少量的螢石化、雄黃化等與巖漿熱液成礦作用密切相關(guān)的熱液蝕變。

      4 結(jié) 論

      (1)礦區(qū)廣泛分布的火山巖和花崗斑巖分別作為火山噴流沉積成礦系統(tǒng)和深部斑巖熱液成礦系統(tǒng)的主要成礦地質(zhì)體,火山巖包括玄武巖等熔巖類(lèi)和凝灰?guī)r等火山碎屑巖。

      (2)火山巖成巖時(shí)代為早石炭世,是該區(qū)Ag-Pb-Zn礦重要的含礦巖性,其火山作用控制著成礦作用時(shí)空分布,為成礦提供物質(zhì)基礎(chǔ)以及重要的熱源驅(qū)動(dòng)力。

      (3)出露的花崗斑巖作為斑巖型礦床的成礦母巖,形成于始新世,屬于喜山早期巖漿活動(dòng)事件,圍繞隱伏巖體從下至上的蝕變分帶非常明顯。

      (4)瀾滄老廠多金屬礦床處在構(gòu)造-巖漿比較活躍的成礦帶上,具有復(fù)雜而獨(dú)特的成礦演化特征,早石炭世的火山作用和喜山期巖漿熱液活動(dòng)控制著火山噴流沉積和后期巖漿熱液成因的多因復(fù)成礦床的形成。

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      (責(zé)任編輯 王小兵)

      Geological Characteristics of Ore-bearing Rocks in Laochang Polymetallic Deposit,Lancang County

      Dao Yan1Yang Fan2Li Feng1Yu Can1

      (1.DepartmentofLandResourcesEngineering,KunmingUniversityofScienceandTechnology,Kunming650093,China;2.KunmingProspectionDesignInstitute,ChinaNonferrousMetalsIndustry,Kunming650093,China)

      The Volcanic rocks and granite porphyry are widely distributed in Laochang mining area,Lancang county,which are regarded as the main metallogenic geological body of volcanic gush flow depositing metallogenic system and deep porphyry hydrothermal metallogenic system.The titanium magnetite in the olivine basalt of the volcanic rocks is conducted on spectrum analysis,the different minerals of amygdaloidal sodium trachyte lava and the microcrystaline potassium feldspar of almond-shaped potasium trachyte lava are analyzed by electron microprobe respectively.Besides that,the times and petrological characteristics of volcanic rock,the times,cause,source area and wall rock alteration characteristics of granite porphyry in mining area are summarized comprehensively.The analysis results show that:①the volcanic diagenetic age is the early carboniferous epoch,and it owns the important ore-bearing lithology of the Ag-Pb-Zn mine in mining area,the space-time distribution of the ore deposit is controlled by the mining volcanism,which provides materials basis and important driving force of heat source for metallogenic activity;②concealed granite porphyry is the porphyry molybdenum ore-forming parent rock in mining area,and the granite porphyry intrusion period belongs to the early himalayan magmatic activity;③the early carboniferous volcanism and magmatism in himalayan period provide favorable conditions for the formation of metallogenic system.The above research results have some certain reference value for analyzing the metallogenic system.

      Volcanic rock,Concealed granite porphyry,Ore-bearing rocks,Superimposed metallogenic system

      2015-03-22

      云南省自然科學(xué)基金項(xiàng)目(編號(hào):2011FZ035)。

      刀 艷(1988—),女,博士研究生。通訊作者 李 峰(1957—),男,教授,博士,博士研究生導(dǎo)師。

      TD11,P583

      A

      1001-1250(2015)-05-145-04

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