云南西疇縣菜園子鉛鋅銅礦床特征及成因

蔡金君，王吉東，李凌霄，楊 卓

(1.云南省有色地質局三一七隊，云南曲靖 655000；2.云南省有色地質局楚雄勘查院，云南楚雄 675000)

菜園子鉛鋅銅礦區位于云南省西疇縣興街鎮北西部。該礦區位于南溫河變質核雜巖的北部蓋層部位。大地構造位置屬揚子陸塊區(Ⅵ)上揚子古陸塊(Ⅵ-2)都龍變質核雜巖(Ⅵ-2-10)北部，富寧-那坡被動陸緣((Ⅵ-2-9))中部。成礦區帶劃分屬濱太平洋成礦域華南成礦省(Ⅱ4)個舊-文山-富寧Sn-W-Ag-Pb-Zn-Au-Sb-Mn-Al成礦帶(Ⅲ13)薄竹山-馬關Ag-Sn-W-Pb-Zn礦帶(Ⅳ30)，屬滇東南Sn、W、Ag、Au多金屬地球化學區的南東端老君山Sn、Zn、Ag、W、Sb多金屬地球化學分區。

1 礦床地質特征

礦區出露地層有下泥盆統坡腳組(D1p)、下泥盆統古木組(Dg)和非正式填圖單位壩塘巖楔(bw)。

(1)下泥盆統坡腳組(D1p)：巖性主要為灰黃色、灰綠色板巖、千枚巖與深灰色薄至中厚層狀粉晶灰巖、大理巖化灰巖和大理巖互層，夾灰白色、灰色薄至中層狀硅質巖和灰綠色塊狀綠簾石矽卡巖。板巖、千枚巖變質新生礦物以絹云母為主，千枚狀構造明顯，大理巖具等軸粒狀變晶結構，條帶狀構造。原巖主要為泥巖、灰巖，為濱岸-陸棚沉積環境。區內地層出露不完整，厚度大于300m，未見底；

(2)下泥盆統古木組(Dg)：中上部巖性主要為灰白色、淺灰色中厚層狀至塊狀白云巖、白云質灰巖，下部主要為灰色、深灰色薄至中層狀粉晶灰巖、生物碎屑灰巖，于底部見大量生物遺跡化石。巖石顏色整體從底部往頂部呈現逐漸變淺。

(3)壩塘巖楔(bw)主要巖性為灰黑色薄至中層狀泥晶灰巖、炭質灰巖，局部見角礫狀灰巖，水平紋層發育，其底界下超與坡腳組頂部，頂界于古木組中上部白云巖呈頂超接觸，與其他地層接觸部位多見潮道角礫巖、倒石堆角礫巖和揉皺構造。該巖楔是陡岸緩坡型臺緣斜坡相沉積，為早泥盆世晚期至中泥盆世早期的跨時代沉積地質體。

礦區受壓扭性文麻斷裂(F1)的影響，構造整體呈現左行走滑特征(圖1)區內北東向、北西向斷層(F2、F3、F4、F5、F6、F7)均為文麻斷裂的次生斷裂。礦區受區域變質作用明顯，巖層普遍淺變質，變質巖類型主要為板巖、千枚巖和大理巖。

圖1 云南省西疇縣菜園子鉛鋅銅礦區地質略圖

2 礦體特征

2.1 礦體產狀

礦區內鉛鋅銅礦為隱伏礦體，礦體呈層狀、似層狀，主要賦存于下泥盆統坡腳組(D1p)矽卡巖中(圖2)，賦礦巖石為矽卡巖，礦層頂板為硅質巖，底板為千枚巖或矽卡巖化千枚巖。礦體產狀與地層產狀基本一致，礦體產狀傾向165°～170°，傾角40°～50°。大致可分為上下兩個含礦層，上部1號礦體，下部2號礦體。礦體走向長130m～800m，傾向延伸120m～700m，礦體厚度1.17m～3.87m，Pb品位0.885ω%～5.79ω%，Zn品位1.17ω%～4.52ω%，Cu品位0.04ω%～0.35ω%。

2.2 礦物組成和結構構造

礦石礦物主要有閃鋅礦、方鉛礦、黃銅礦、黃鐵礦，少量赤鐵礦、磁黃鐵礦、磁鐵礦等，脈石礦物主要為方解石、石英、綠簾石等，多呈自形、它形粒狀、交代殘余及固液體分離的乳滴狀。礦石主要為條帶狀、紋層狀，次為塊狀、浸染狀、星點狀。從礦石的結構及構造的微觀和宏觀特征上都表明噴流沉積作用的存在，含礦矽卡巖也說明了存在巖漿熱液疊加作用。

2.3 圍巖蝕變

區內鉛鋅礦有關的近礦圍巖蝕變主要是：矽卡巖化、黃鐵礦化和硅化。

2.4 成礦要素

根據《勘查區找礦預測理論與方法》[2]，總結礦區成礦要素，成礦地質體為下泥盆統坡腳組(D1p)；成礦構造為區域斷裂文山-麻栗坡斷裂與同生斷裂，成礦結構面為硅鈣面；成成礦作用標志為紋層狀、條帶狀鉛鋅礦石，賦存于矽卡巖。

3 稀土元素分析樣品選取和分析方法

用于稀土元素含量分析的樣品采自菜園子鉛鋅銅礦床坑道內1、2號礦體，分別對礦體的頂板、底板及礦層進行系統控制，樣品地表性強。稀土元素含量分析由澳實分析檢測(廣州)有限公司完成，采用電感耦合等離子體制譜法(ICP-MS)測定，分析精度優于10%。

圖2 云南省西疇縣菜園子鉛鋅銅礦區0號勘探線剖面圖

4 稀土元素地球化學特征

4.1 分析結果

菜園子鉛鋅銅礦床各類巖(礦)石稀土元素含量及特征參數見表1。所有樣品∑REE含量范圍9.93×10-6～202.99×10-6，平均值121.15×10-6，∑LREE/∑HREE=7.16～14.31，平均值11.17，(La/Yb)N=7.15～21.17，平均值14.57，為輕稀土富集型，球粒隕石標準化曲線均具有右傾特征(圖3)，(La/Sm)N=2.47～6.10，平均值4.67，反映輕稀土分異相對較強，(Gd/Yb)N=1.16～3.53，平均值2.15，重稀土分異較弱，其δEu值變化范圍為0.54～1.00，平均值0.70，屬于Eu負異常，其δCe值變化范圍為1.00～1.08，平均值1.04，屬于弱Ce正異?；駽e無異常。

(1)兩件分屬1、2號礦體頂板硅質巖∑REE含量范圍9.93×10-6～15.19×10-6，平均值12.56×10-6，∑LREE/∑HREE=10.72～12.55，平均值11.64，(La/Yb)N=13.61～21.17，平均值17.39，為輕稀土富集型，球粒隕石標準化曲線均具有右傾特征，(La/Sm)N=2.47～3.65，平均值3.06，反映輕稀土分異相對較強，(Gd/Yb)N=3.05～3.53，平均值3.30，重稀土分異較弱，其δEu值變化范圍為0.54～1.00，平均值0.77，屬于Eu負異常，其δCe值變化范圍為1.03～1.07，平均值1.05，屬于弱Ce正異常。

(2)三件分屬于1、2號礦體矽卡巖、矽卡巖化千枚巖∑REE含量范圍150.86×10-6～202.99×10-6，平均值175.79×10-6，∑LREE/∑HREE=10.69～14.31，平均值12.27，(La/Yb)N=12.58～18.44，平均值15.56，為輕稀土富集型，球粒隕石標準化曲線均具有右傾特征，(La/Sm)N=4.79～5.72，平均值5.30，反映輕稀土分異相對較強，(Gd/Yb)N=1.56～2.23，平均值1.89，重稀土分異較弱，其δEu值變化范圍為0.59～0.65，平均值0.62，屬于Eu負異常，其δCe值變化范圍為1.00～1.08，平均值1.04，屬于弱Ce正異?；駽e無異常。

表1 菜園子鉛鋅銅礦床各類巖性稀土元素含量(ωB×10-6)及特征參數一覽表

(3)兩件分屬于1、2號礦體底板千枚巖∑REE含量范圍147.65×10-6～147.91×10-6，平均值147.77×10-6，∑LREE/∑HREE=7.16～10.95，平均值9.05，(La/Yb)N=7.15～13.38，平均值9.05，為輕稀土富集型，球粒隕石標準化曲線均具有右傾特征，(La/Sm)N=4.58～6.10，平均值5.34，反映輕稀土分異相對較強，(Gd/Yb)N=1.16～1.61，平均值1.39，重稀土分異較弱，其δEu值變化范圍為0.72～0.77，平均值0.75，屬于Eu負異常，其δCe值變化范圍為1.02～1.06，平均值1.04，屬于弱Ce正異常。

4.2 成因討論

稀土元素的含量和相關參數能為揭示成礦流體性質，示蹤成礦流體來源和反演成礦作用過程等方面提供重要信息[3]。Fleet于1993年研究熱液成因和非熱液成因的金屬沉積后，得出結論，前者∑REE低，后者∑REE高；噴流沉積硅質巖具有∑REE含量低的特點[4-6]。礦區礦體頂板硅質巖∑REE含量低，且遠低于礦層及底板的∑REE，暗示地層成巖成礦過程中存在噴流沉積作用。不同的沉積環境形成的硅質巖δCe值也有所不同，大洋中脊附近硅質巖平均δCe值為0.29，廣海平原的硅質巖平均δCe值為0.60，大陸邊緣的硅質巖平均δCe值為1.03[7]，礦區內樣品整體顯示弱Ce正異?；駽e無異常，暗示沉積環境為大陸邊緣，與下泥盆統坡腳組(D1p)濱岸-陸棚沉積環境相吻合。

礦區樣品整體表現出Eu負異常(圖3)，造成Eu嚴重虧損主要有3個原因，即多次分餾、廣泛交代作用及多階段分離結晶的結果[8]。礦區的矽卡巖印證了交代作用的存在，由于交代作用導致Eu負異常，巖漿熱液來源可能與隱伏花崗巖體有關。

Y和Ho具有相同的價態和離子半徑，兩者常具有相同的地球化學性質，在許多地質過程中，Y/Ho并不發生改變，因此，可以利用Y/Ho值對成礦流體來源進行研究[9-10]。礦區樣品Y/Ho值為25.49～31.00(均值27.56)，與都龍礦區深部燕山期隱伏花崗巖接近(31.86-37.14，均值34.03)[9]，暗示成礦物質來源可能來源于隱伏花崗巖。

圖3 各類巖性稀土元素球粒隕石標準化分布型式圖

5 結論

通過對菜園子鉛鋅銅礦區坑道內1、2號礦體系統取樣并進行稀土元素地球化學研究，結合區域地質和礦床地質特征，并根據勘查區找礦預測理論與方法，認為菜園子鉛鋅銅礦區內存在至少2次成礦作用，第一次為下泥盆統坡腳組(D1p)沉積時的噴流沉積作用，第二次為深部燕山期隱伏花崗巖提供巖漿熱液形成交代作用，所以本文認為礦床的成因類型為噴流沉積疊加后期巖漿熱液作用成礦。