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滇東北毛坪鉛鋅礦床礦體空間結構及深部礦體預測

2022-05-05 13:50韓潤生周高明佐嘉庚
礦床地質 2022年2期
關鍵詞:層間鉛鋅礦貓貓

王 磊,韓潤生**,張 艷**,周高明,鐘 華,佐嘉庚,鄧 平

(1昆明理工大學國土資源工程學院,有色金屬礦產地質調查中心西南地質調查所,云南昆明 650093;2彝良馳宏股份有限公司,云南昭通 657600)

滇東北泛指西以安寧河-綠汁江斷裂為界,南以彌勒-師宗斷裂為界的云南省境內地區,因其地質環境復雜、多期構造疊加強烈、成礦動力學機制復雜,成礦地質條件優越,形成了一系列大型-超大型富鍺銀鉛鋅多金屬礦床(韓潤生等,2012),是中國重要的鉛鋅鍺銀產地之一(韓潤生等,2014;Zhang et al.,2015)。迄今,滇東北鉛鋅礦集區已發現超大型鉛鋅礦床1個(會澤)、大型鉛鋅礦床5個(毛坪、茂租、樂紅、富樂和金沙廠)、中型鉛鋅礦床18個、小型鉛鋅礦床及鉛鋅礦(化)點若干。該區鉛鋅礦床具“富(Pb+Zn品位≥30%)、大(礦床和單個礦體的資源儲量大)、多(共伴生Ge、Ag等有益組分)、深(礦體垂向延深大)、強(鐵白云石、白云石化熱液蝕變強烈)、帶(礦物組合與蝕變巖相分帶明顯)、高(成礦溫度可高達255~355℃)”等獨特的地質特征(韓潤生等,2012;2014),與經典的密西西比河谷型(MVT)礦床差異明顯,從而吸引了眾多學者對其成因類型的關注(Zhou et al.,2001;王獎臻等,2002;張長青等,2005;韓潤生等,2012;2020;Xu el al.,2014;梁峰等,2016;崔銀亮等,2018;吳越等,2019)。

毛坪鉛鋅礦床是滇東北地區最具代表性的礦床之一,其鉛鋅金屬儲量有望達到超大型規模(韓潤生等,2010)。前人對該礦床的研究取得了較為豐碩的成果,主要集中在礦床地質特征(周高明等,2005;魏愛英等,2012;楊斌等,2018)、流體包裹體(Han et al.,2007)、C-H-O-S-Pb-Zn-Cd同位素示蹤(申屠良義等,2011;任順利等,2018;談樹成等,2019;Yang et al.,2019;Xiang et al.,2020;He et al.,2020;Wu et al.,2021)、Rb-Sr同位素定年(沈戰武等,2016;Yang et al.,2019)、礦物原位微量元素(Wei et al.,2021)等方面,對礦床成因研究提供了依據。近些年來,礦山陸續在毛坪礦區深邊部發現隱伏礦體(Ⅰ-6、Ⅰ-8、Ⅰ-9、Ⅰ-10、Ⅰ-11等)(韓潤生等,2019a),極大地拓展了礦區礦化分布范圍,也進一步表明該區仍存在巨大的找礦潛力。眾所周知,查明礦體的定位規律是礦體定位預測的核心問題,而研究礦體的空間結構特征則是揭示礦體定位規律的最有效途徑。然而,毛坪鉛鋅礦區內礦體數量眾多,分布范圍較廣,空間結構復雜。因此,剖析該礦床的礦體空間結構特征、揭示礦體定位規律,已成為找礦勘探工作中亟待解決的關鍵問題。本文從分析毛坪鉛鋅礦床礦體空間結構入手,闡明該礦床礦體定位規律,結合工程揭露到的礦化蝕變等現象,開展深部礦體預測,為該礦區深部找礦勘查工作提供依據。

1 區域地質背景

滇東北富鍺鉛鋅礦集區位于太平洋構造域與特提斯構造域的結合部位,是揚子陸塊西南緣川滇黔鉛鋅多金屬成礦域的重要組成部分,其展布于南北向小江斷裂帶、北西向康定-奕良-水城斷裂帶(南部稱紫云-埡都深斷裂帶)及北東向彌勒-師宗深斷裂帶所圍成的“三角區”內,毗鄰龍門造山帶、南盤江-右江增生弧型沖褶帶及哀牢山墨江綠春造山帶(圖1)。區內地層發育較為齊全,從中元古界昆陽群至第四系均有出露,具明顯的雙層結構(柳賀昌等,1999):下部為前寒武系變質褶皺基底(一套淺海相復理石碎屑巖夾火山巖、碳酸鹽巖建造所形成的區域中-淺變質巖),上部為震旦系至第四系組成的沉積蓋層(包括震旦系至二疊系海相沉積巖、上二疊統峨眉山玄武巖和晚中生界至新生界陸相沉積巖),由地幔柱活動所形成的晚二疊世峨眉山玄武巖在區內廣泛分布(圖1)。通常認為,變質基底及沉積蓋層為本區眾多鉛鋅礦床的形成提供了成礦物質,而峨眉山玄武巖不具有提供成礦物質的潛力(李波等,2012)。加里東、海西、印支以及燕山運動是區內重要的構造運動,造成地層的假整合和超覆(柳賀昌等,1999)。

圖1 川滇黔地區區域構造格架簡圖(據王寶祿等,2004;張志斌等,2006改繪)Fig.1 Theregional tectonic framework of the Sichuan-Yunnan-Guizhou district(modified from Wang etal.,2004;Zhang etal.,2006)

2 礦床地質特征

礦區出露的地層以古生界為主,從古到新主要有上泥盆統宰格組(D3zg)、下石炭統大塘組(C1d)和擺佐組(C1b)、上石炭統威寧組(C2w)、中二疊統梁山組(P2l)和棲霞-茅口組(P2q+m)及上二疊統峨眉山玄武巖(P3β)(圖2),其中,除下石炭統大塘組(C1d)和中二疊統梁山組(P2l)為含煤碎屑巖系外,其他地層均為碳酸鹽巖建造。上泥盆統宰格組、上石炭統威寧組為礦區的主要賦礦層位。

貓貓山背斜、毛坪斷裂及洛澤河斷裂是礦區的主要構造(圖2)。貓貓山背斜軸展布方向為NE-SW向,延伸長度大于6 km,核部最老地層為泥盆系,兩翼分別為石炭系、二疊系等,南東翼地層產狀平緩,傾向南東,而北西翼地層產狀較陡,局部地段發生倒轉,總體傾向NW;毛坪斷裂為壓扭性,長30 km,寬10~40 m,產狀變化較大,整體走向呈NE-SW向,在礦區表現為近EW向,傾角為南東70°~85°;洛澤河斷裂為壓扭性,長大于40 km,整體走向呈NE-SW向,在礦區表現為近SN向,傾角為SE60°~70°。礦區巖漿巖不發育,晚二疊世峨眉山玄武巖僅分布于礦區外圍。礦區范圍內未發現明顯的變質作用。

圖2 毛坪鉛鋅礦區地質簡圖1—上二疊統峨眉山玄武巖;2—中二疊統棲霞茅口組;3—中二疊統梁山組;4—上石炭統威寧組第二段;5—上石炭統威寧組第一段第三亞段;6—上石炭統威寧組第一段第二亞段;7—上石炭統威寧組第一段第一亞段;8—下石炭統擺佐組;9—下石炭統大塘組第三段;10—下石炭統大塘組第二段;11—下石炭統大塘組第一段;12—上泥盆統宰格組第三段第三亞段;13—上泥盆統宰格組第三段第二亞段;14—上泥盆統宰格組第三段第一亞段;15—地層整合界線;16—地層不整合界線;17—斷裂;18—背斜軸;19—地層產狀;20—礦體水平投影;21—河流;22—剖面位置;23—礦段范圍及編號Fig.2 The simplified geologic map of the Maoping lead-zinc mining area 1—Upper Permian Emeishan basalt;2—Middle Permian Qixia and Maokou Formation;3—Middle Permian Liangshan Formation;4—Thesecond member of Weining Formation of Upper Carboniferous;5—Thethird sub member of thefirstmember of Weining Formation of Upper Carboniferous;6—The second sub member of the first member of Weining Formation of Upper Carboniferous;7—The first sub member of the first member of Weining Formation of Upper Carboniferous;8—Lower Carboniferous Baizuo Formation;9—Thethird member of Datang Formation of Lower Carboniferous;10—Thesecond member of Datang Formation of Lower Carboniferous;11—Thefirst member of Datang Formation of Lower Carboniferous;12—Thethird sub member of thethird member of Zaige Formation of Upper Devonian;13—Thesecond sub member of thethird member of Zaige Formation of Upper Devonian;14—Thefirst sub member of thethird member of Zaige Formation of Upper Devonian;15—Stratigraphic conformity boundary;16—Stratigraphic unconformity boundary;17—Fault;18—Anticline axis;19—Stratigraphic occurrence;20—Horizontal projection of ore body;21—River;22—Section position;23—Ore block range and its number

該礦床由多個礦體組成,礦體規模相差懸殊,具厚大(長寬比?。?、延深巨大(傾向延深大于走向延長)的特點,與圍巖界線明顯,均賦存于貓貓山背斜近軸部及北西翼發育的NE向壓扭性層間斷裂中,礦體具壓扭性斷裂控礦的“緩寬陡窄”形態特點(圖3)。根據礦體的空間位置和賦礦層位,礦區內鉛鋅礦體被劃分為6個礦體群:以洛澤河為界,河東片區分布Ⅰ號、Ⅱ號、Ⅲ號礦體群,河西片區分布水爐、千層硐及紅尖山礦體群(圖2)。目前,Ⅰ-6號礦體為礦區內規模最大的礦體,該礦體Pb品位(質量分數,下同)在4.82%~8.71%之間,平均品位7.02%;Zn品位在14.62%~19.81%之間,平均品位16.93%。礦石礦物以方鉛礦、閃鋅礦和黃鐵礦為主,閃鋅礦從淺黃褐色→黃褐色→棕紅色→黑色均有出現(圖4a、b);脈石礦物主要為白云石和方解石,含少量石英、重晶石和瀝青等。礦石的主要構造有致密塊狀(圖4a)、浸染狀(圖4b)、條帶狀(圖4c)、團斑狀(圖4d)等,主要結構有交代(圖4f)、粒狀(圖4g)、共邊(圖4h)、碎裂(圖4i)等。大多數礦體具有明顯的礦物組合分帶現象,礦體從底板到頂板,大致為粗晶黃鐵礦→方鉛礦+閃鋅礦→方鉛礦+閃鋅礦+細晶黃鐵礦→方解石+白云石。礦區圍巖蝕變發育,類型較多,強度不等,具有多期多階段的特點,主要有(鐵)白云石化、方解石化、黃鐵礦化、硅化、有機質化、重晶石化等,并形成相應的蝕變礦物及其組合,其中強黃鐵礦化和強黃鐵礦化-強方解石化-強硅化粗晶白云巖蝕變組合是重要的找礦標志(陳隨海等,2016)。

圖3 賦存于層間斷裂中的Ⅱ-1號礦體橫剖面圖(據柳賀昌等,1999改繪)Fig.3 The cross section of the No.Ⅱ-1 orebody hosted in interlayer fault(modified from Liu et al.,1999)

圖4 毛坪鉛鋅礦床礦石組構特征a.塊狀礦石,發育3種顏色的閃鋅礦;b.稠密浸染狀礦石,礦石礦物呈稠密浸染狀分布于方解石中;c.條帶狀礦石,閃鋅礦呈條帶狀分布于方解石條帶兩側;d.團斑狀礦石,礦石礦物呈團斑狀分布于方解石中;f.交代結構,閃鋅礦被方鉛礦交代呈港灣狀;g.粒狀結構,黃鐵礦呈粒狀分布于閃鋅礦中;h.共生邊結構,方鉛礦與閃鋅礦同時生成;i.碎裂結構,黃鐵礦呈碎裂狀分布Gn—方鉛礦;Sp—閃鋅礦;Py—黃鐵礦;Cal—方解石;Dm—白云巖Fig.4 The features of ores from the Maoping lead-zinc deposit a.Massive orewith threecolors of sphalerite;b.Densedisseminated ore,oreminerals aredistributed in calcitein dense disseminated shape;c.Banded ore,sphaleriteisdistributed on both sides of calcitestrip in strip shape;d.Massive&crumby ore,oremineralsaredistributed in calcitein mass porphyry;f.Replacement texture,sphaleriteisreplaced by galenain aharbor shape;g.Granular texture,pyriteisdistributed in sphaleritein granular;h.Common edgetexture,galena and sphaleritearegenerated at thesametime;i.Cataclastic texture,pyriteis distributed in abroken shape Gn—Galena;Sp—Sphalerite;Py—Pyrite;Cal—Calcite;Dm—Dolomite

3 礦體空間結構

3.1 礦體空間賦存特征

毛坪鉛鋅礦床自北東向南西依次分為河東、水爐、千層硐和紅尖山礦段(礦化富集中心),河東礦段包括賦礦層位不同的Ⅰ號、Ⅱ號、Ⅲ號礦體群(圖2)。除近貓貓山背斜軸部的Ⅰ號、Ⅱ號礦體群外,分布在貓貓山背斜北西翼的Ⅲ號礦體群、水爐礦體群、千層硐礦體群、紅尖山礦體群具等距性分布特征,各礦體群中心(礦化富集中心)距離約700 m,總體上呈NESW向展布,與區域構造線展布方向趨于一致。從礦體在貓貓山背斜的產出部位來看,又可將礦體在空間上的展布格局分為核帶(礦體產出在貓貓山背斜核部,如Ⅰ號礦體群礦體)和翼帶(礦體產出在貓貓山背斜翼部,如Ⅱ號、Ⅲ號、水爐、千層硐和紅尖山礦體群礦體)。

(1)Ⅰ號礦體群,為礦區規模最大的礦體群,走向長約600 m。礦體呈似層狀、透鏡狀、囊狀等賦存于上泥盆統宰格組第三段第二亞段(D3zg3-2)和上泥盆統宰格組第三段第三亞段(D3zg3-3)的中粗晶白云巖中,分布標高目前為-38~1052 m。礦體產狀與地層產狀基本一致,礦體走向NE-SW,傾向SE,傾角60°~85°,呈隱伏或半隱伏分布于貓貓山背斜核部近軸部。在平面上,礦體具分支復合、尖滅再現之現象(圖5a、b);在剖面上,礦體呈右列式展布,具尖滅側現、膨大縮小之現象(圖6a);

(2)Ⅱ號礦體群,走向長約160 m,礦體呈似層狀、透鏡狀、扁豆狀等賦存于上石炭統威寧組第一段第一亞段(C2w1-1)和上石炭統威寧組第一段第二亞段(C2w1-2)的中粗晶白云巖中,分布標高目前為610~1260 m。礦體產狀與地層產狀基本一致,礦體走向NE-SW,傾向SE,傾角60°~90°,在深部隨著地層傾角變陡至直立,逐漸轉向NW傾斜,礦體產狀也隨之變化;礦體呈隱伏或半隱伏分布于貓貓山背斜NW翼近軸部。在平面上,礦體具尖滅再現之現象(圖5c);在剖面上,礦體呈右列式展布,具尖滅側現、分支復合、平行排列之現象(圖6b)。

圖5 毛坪鉛鋅礦床礦體平面圖a.河東670 m中段Ⅰ號礦體群;b.河東490 m中段中段Ⅰ號礦體群;c.河東670 m中段Ⅱ號、Ⅲ號礦體群;d.河西610 m中段千層硐礦體群;e.河西610 m中段水爐礦體群;f.河西670 m中段紅尖山礦體群Fig.5 Geologic level plans at different elevation of orebodies of the Maoping lead-zinc deposit a.No.Ⅰorebody group at 670 m elevation of Hedong;b.No.Ⅰorebody group at 490 m elevation of Hedong;c.No.Ⅱand No.Ⅲorebody groups at 670 m elevation of Hedong;d.Qiancengdong orebody group at 610 m elevation of Hexi;e.Shuilu orebody group at 610 m elevation of Hexi;f.Hongjianshan orebody group at 670 m elevation of Hexi

(3)Ⅲ號礦體群,走向長約120 m,礦體呈似層狀、透鏡狀、扁豆狀等賦存于上石炭統威寧組第一段第三亞段(C2w1-3)的中粗晶白云巖中,分布標高目前為590~820 m。礦體產狀與地層產狀基本一致,礦體走向NE-SW,傾向SE,傾角70°~80°,呈隱伏或半隱伏分布于貓貓山背斜NW翼近軸部。在平面上,礦體具尖滅再現、膨大縮小之現象(圖5c);在剖面上,礦體呈右列式展布,具尖滅再現、膨大縮小之現象(圖6b)。

(4)水爐礦體群,走向長約200 m,礦體規模小,多呈扁柱狀、囊柱狀賦存于上石炭統威寧組第一段第三亞段(C2w1-3)的中粗晶白云巖中,分布標高目前為270~950 m。礦體產狀與地層產狀基本一致,礦體走向NE-SW,傾向NW,傾角70°~85°,呈隱伏或半隱伏分布于貓貓山背斜NW翼。在平面上,礦體具尖滅再現、膨大縮小之現象(圖5e);在剖面上,礦體亦具尖滅再現、膨大縮小之現象(圖6c)。

(5)千層硐礦體群,走向長約480 m,礦體規模小,多呈扁柱狀、囊柱狀賦存于上石炭統威寧組第一段第三亞段(C2w1-3)的中粗晶白云巖中,分布標高目前為610~1180 m。礦體產狀與地層產狀基本一致,礦體走向NE-SW,傾向NW,傾角80°~86°,呈隱伏或半隱伏分布于貓貓山背斜NW翼。在平面上,礦體具尖滅再現、膨大縮小、平行排列之現象(圖5d);在剖面上,礦體具尖滅再現、尖滅側現之現象(圖6d)。

圖6 毛坪鉛鋅礦床礦體剖面圖a.Ⅰ號礦體群礦體;b.Ⅱ號、Ⅲ號礦體群礦體;c.水爐礦體群礦體;d.千層硐礦體群礦體;e.紅尖山礦體群礦體;剖面位置見圖2Fig.6 Representative geologic sections of orebodiesthrough the Maoping lead-zinc deposit a.Orebodies of No.Ⅰorebody group;b.Orebodiesof No.Ⅱand No.Ⅲorebody groups;c.Orebodies of Shuilu orebody group;d.Orebodies of Qiancengdong orebody group;e.Orebodies of Hongjianshan orebody group;The section positions are shown in Fig.2

(6)紅尖山礦體群,走向長約160 m,礦體呈似層狀、透鏡狀、囊狀等賦存于上石炭統威寧組第一段第三亞段(C2w1-3)的中粗晶白云巖中,分布標高目前為171~1500 m。礦體產狀與地層產狀基本一致,礦體走向NE-SW,傾向NW,傾角60°~85°,呈隱伏或半隱伏分布于貓貓山背斜NW翼。在平面上,礦體具尖滅再現、平行排列、膨大縮小之現象(圖5f);在剖面上,礦體具尖滅再現、尖滅側現、平行排列、膨大縮小之現象(圖6e)。

3.2 礦體側伏特征

礦區內礦體具有明顯的側伏特征,這在礦體垂直縱投影圖(圖7)上表現的十分清楚。其具體表現為:Ⅰ號、Ⅱ號、Ⅲ號礦體群向SW側伏,而水爐、千層硐、紅尖山礦體群向NE側伏??梢钥闯?,礦體側伏方向隨著貓貓山倒轉背斜NW翼地層走向而變化。從礦區北東到南西方向(地層走向),礦體側伏方向由SW向轉變為NE向。

圖7 毛坪鉛鋅礦床礦體垂直縱投影圖(據彝良馳宏礦業有限公司,2012)Fig.7 The vertical longitudinal projection of orebodies of the Maoping lead-zinc deposit(from Yiliang Chihong Mining Co.,Ltd.,2012)

4 討 論

4.1 礦體側伏規律分析

在成礦預測中,特別是在隱伏礦體預測中,掌握礦體的側伏規律具有少走彎路、節約找礦成本的實際意義。受斷裂控制的脈型和蝕變巖型礦體,其側伏向與側伏角和成礦時的主構造應力密切相關,要研究礦體的側伏規律,就必須著眼于實際容礦空間的形成機制(汪勁草等,2006)。毛坪鉛鋅礦床的礦體嚴格受到NE向層間斷裂控制,礦體呈似層狀、筒狀、扁柱狀、扁豆狀、脈狀等。圍巖蝕變發育有黃鐵礦化、白云石化、方解石化、硅化等,礦體屬于典型的受斷裂控制的具脈狀及蝕變巖特征的礦體,其側伏向與印支期—燕山早期NW-SE向主壓應力(σ1)密切相關。毛坪礦區在印支期—燕山早期NW-SE向主壓應力作用下形成NE構造帶(韓潤生等,2019),以NE向毛坪左行壓扭性斷裂、軸跡NE向的貓貓山背斜及其派生的NE向層間左行壓扭性斷裂為主,其中,NE向層間斷裂直接控制著礦體的產出特征,為礦體的實際容礦空間。所以,NE向層間斷裂的形成機制(包括幾何學、運動學、力學等方面)與毛坪礦床礦體的側伏規律直接相關。

礦區控礦斷裂(NE向層間斷裂)受統一應力場控制,具有相同的力學性質(壓扭性),及相同的運動學方向(左行斜沖)。然而,礦區河東片區礦體向SW向側伏,河西片區礦體向NE向側伏,表現出相反的側伏方向。分析可知,造成河東和西河礦體側伏方向不同的原因可能是斷裂的幾何學特征不同所致,事實也確實如此。毛坪斷裂左行斜沖推覆,派生了局部倒轉的貓貓山背斜,并且地層倒轉部位剛好位于河東片區。這就導致河東片區的層間斷裂上、下盤相對位置與河西片區的上、下盤相對位置相反,兩側層間斷裂具有不同的幾何學特征,河東層間斷裂傾向SE,河西層間斷裂傾向NW,所以導致了河東片區礦體與河西片區礦體的側伏方向不同(圖8)。

圖8 毛坪鉛鋅礦床礦體側伏方向形成機制示意圖Fig.8 The sketch map of formation mechanism of lateral plunge direction of orebodies of the Maoping lead-zinc deposit

4.2 巖性對成礦的控制

滇東北地區鉛鋅礦化具有“多層分布,集中產出”的特點,礦化在震旦系到三疊系中均有分布,且礦化集中形成相應的大型-超大型鉛鋅礦床(圖9)。滇東北鉛鋅礦床受巖性組合控礦的特征十分明顯,這些鉛鋅礦床的賦礦圍巖主要為白云巖、灰巖、硅質白云巖和白云質灰巖等,為一套賦礦碳酸鹽巖,且礦體上部普遍發育有透水性較差的還原性蓋層(主要為泥質巖建造),其巖石致密均一,空隙率、滲透性極低,為不透水層,且塑性強,構造作用對其的破壞程度較小,即使構造作用切穿巖層后其延伸也十分有限,外來成礦物質既難以進入,也難以聚集,使得其成為一個良好的隔擋層,致使成礦流體無法進一步上升逃逸,為其在容礦層有利部位充填、交代富集成礦創造了良好的屏障條件。如會澤鉛鋅礦床礦體賦存于上震旦統燈影組硅質白云巖和下石炭統擺佐組粗晶白云巖及白云質灰巖中,燈影組上部發育有下寒武統筇竹寺組泥質頁巖,擺佐組上部發育有中二疊統梁山組碳質頁巖;茂租、樂紅鉛鋅礦床礦體賦存于上震旦統燈影組中-粗晶白云巖和中厚層狀粉-細晶硅質白云巖中,燈影組上部發育有下寒武統筇竹寺組泥巖、泥質頁巖及砂質泥巖;金沙廠鉛鋅礦床礦體賦存于上震旦統燈影組及下寒武統梅樹村組硅質白云巖中,燈影組合梅樹村組上部發育有下寒武統筇竹寺組頁巖;富樂鉛鋅礦床礦體賦存于中二疊統陽新組白云巖夾灰巖中,陽新組上部發育有峨眉山玄武巖。同樣,毛坪鉛鋅礦床也存在下部碳酸鹽巖(賦礦層)+上部泥質巖建造(隔擋層)的2套沉積建造:其礦體賦存于上泥盆統宰格組第三段中粗晶白云巖和上石炭統威寧組第一段細晶白云巖及細晶灰巖中,宰格組上部發育有下石炭統大塘組碳泥質頁巖,威寧組上部發育有中二疊統梁山組頁巖(圖9)。

圖9 滇東北地區主要鉛鋅礦床礦體產出層位示意圖Z2dn—上震旦統燈影組;?1m—下寒武統梅樹村組;?1q—下寒武統筇竹寺;D2h—中泥盆統??诮M;D3zg—上泥盆統宰格組;C1d—下石炭統大塘組;C1b—下石炭統擺佐組;C2w—上石炭統威寧組;C2m—上石炭統馬平組;P2l—中二疊統梁山組;P2q+m—中二疊統棲霞茅口組;P2y—中二疊統陽新組;P3β—上二疊統峨眉山玄武巖Fig.9 The stratigraphy columns of ore-bearing stratum of major lead-zinc deposits in northeast Yunnan Z2dn—Dengying Formation of Upper Sinian;?1m—MeiShucun Formation of Lower Cambrian;?1q—Qiongzhusi Formation of Lower Cambrian;D2h—Haikou Formation of Middle Devonian;D3zg—Zaige Formation of Upper Devonian;C1d—Datang Formation of Lower Carboniferous;C1b—Baizuo Formation of Lower Carboniferous;C2w—Weining Formation of Upper Carboniferous;C2m—Maping Formation of Upper Carboniferous;P2l—Liangshan Formation of Middle Permian;P2q+m—Qixiaand Maokou Formation of Middle Permian;P2y—Yangxin Formation of Middle Permian;P3β—Emeishan basalt of Upper Permian

另外,在會澤、毛坪等鉛鋅礦區外圍大塘組、宰格組等地層中普遍發育由海相硫酸鹽礦物(石膏、重晶石等)組成的膏鹽層(任順利等,2018),研究表明,海相硫酸鹽是會澤、毛坪等鉛鋅礦床主要的硫源(王磊等,2016;任順利等,2018;談樹成等,2019)。而毛坪地區大塘組和梁山組碎屑巖地層中均含有煤層,是該地區煤礦的主要來源層,有機質的質(成熟度高)和量(足夠多)可以為TSR的發生提供足夠的還原劑,為成礦流體中鉛鋅的沉淀提供充足的還原硫。綜上所述,毛坪鉛鋅礦床成礦有利的巖性組合為下部碳酸鹽巖(賦礦層)+上部含有機質泥質巖(隔擋層)+膏鹽層(硫源層)建造。礦區內膏鹽層較為少見,因其在成礦過程中被大量消耗。

目前,毛坪礦區威寧組中的礦體規模遠不如宰格組中的礦體規模,可能是因為成礦流體從深部向淺部遷移時,首先受限于第一套有利巖性組合,從而使后續流體規模變小所導致。巖性組合表明,毛坪礦區下石炭統擺佐組及上石炭統威寧組第二段均有賦存礦體的可能,目前在擺佐組中已發現部分規模較小的鉛鋅礦體。

4.3 構造對成礦的控制

毛坪礦區的整體構造格架為一斷褶構造(毛坪斷裂+其派生的貓貓山背斜)(圖2),其成礦作用最突出的特點是受構造作用控制明顯。毛坪斷裂沿NE走向控制著毛坪大型鉛鋅礦床及一系列小型鉛鋅礦床和鉛鋅礦(化)點的分布(圖10),礦體則隱伏或半隱伏于毛坪斷裂上盤的貓貓山背斜近軸部及北西翼的NE向層間斷裂中。也就是說,毛坪斷裂及其派生的貓貓山背斜組成的“斷褶”構造控制了礦化的整體展布格局,層間斷裂構造控制了礦體的具體產出特征??梢钥闯?,NE向毛坪斷裂與其上盤形成的貓貓山背斜和其NE向層間斷裂共同構成了礦區“入字型”控礦構造型式。

圖10 毛坪地區地質略圖(a)和剖面圖(b)(據柳賀昌等,1999修改)Fig.10 The sketch geologic map(a)and cross section map(b)of the Maoping area(modified after Liu et al.,1999)

韓潤生等(2019b)通過構造篩分和配套法,將毛坪礦區構造劃分為4種構造組合,代表4種不同的構造體系:①SN構造帶;②NE構造帶;③NW構造帶;④EW構造帶,反映了4期構造在礦區的演化與發展。而毛坪鉛鋅礦床主控礦構造毛坪斷裂的走向為NE-SW向,在成礦期其力學性質為壓扭性,指示其是在NW-SE向構造應力作用下所形成,應歸屬于NE構造帶構造體系,即NE向構造帶是礦區主要的成礦構造體系。但NE構造帶的毛坪斷裂內并無礦體產出,只有礦化痕跡,如熱液蝕變或浸染狀礦化,表明其為礦床的導礦構造;而NE向層間斷裂直接控制著礦體,且其構造巖的Zn、Pb、Ag、As、Tl等微量元素有明顯的富集,含量遠高于其他方向的斷裂(胡彬等,2003),表明其為礦床的容礦構造。因此,毛坪鉛鋅礦床構造對成礦的控制可以表示為在NW-SE向構造應力作用下形成的NE-SW向毛坪壓扭性斷裂為成礦流體向上運移提供了通道;貓貓山背斜NW陡傾斜翼中的NE向層間斷裂為成礦流體賦存提供了有利空間(圖11)。

圖11 毛坪鉛鋅礦床斷褶構造示意圖Fig.11 Schematized model of thrust fold structural system of the Maoping Pb-Zn deposit

4.4 深部礦體預測

通過礦體空間結構特征及其定位規律的分析,并結合工程揭露到的礦化蝕變等現象,提出以下4個深部預測靶區。

(1)K-1區:以河東670 m中段為探礦平面,靶區位于80~90號勘探線之間,Ⅰ-8號礦體SW側深部約-200~200 m標高之間(圖12a、b)。推測隱伏礦體在平面上與Ⅰ-8號礦體平行呈NE-SW向分布,走向與地層走向近一致(圖12b);在剖面上順層產出,傾向與地層傾向一致,賦存于D3zg3-2中(圖12c)。證據如下:①Ⅰ號礦體群具NW向的側伏規律;在垂直縱投影圖上,Ⅰ號礦體→Ⅰ-6號礦體→Ⅰ-8號礦體→預測礦體的礦體中心有似等間距(約400 m)分布的特點(圖12a);②具有利的巖性組合:下部碳酸鹽巖(賦礦層)+上部含有機質碎屑巖(遮擋層);③順層發育的層間斷裂控制著礦體的具產狀及形態;④預測靶區附近發育強黃鐵礦化和白云石化等近礦圍巖蝕變。

(2)K-2區:以河東670 m中段為探礦平面,靶區位于98~106號勘探線之間,Ⅰ-6號東側、Ⅰ-11號礦體西南側深部約0~300 m標高之間(圖12a、b)。推測隱伏礦體在平面上與Ⅰ-6號礦體呈左列NESW向分布,與Ⅰ-11號礦體平行呈NE-SW向分布,走向與地層走向近一致(圖12b);在剖面上順層產出,傾向與地層傾向一致,賦存于D3zg3-2中(圖12d)。證據如下:①Ⅰ號礦體群具NW向的側伏規律;在垂直縱投影圖上,Ⅰ-7號礦體→Ⅰ-9、Ⅰ-10和Ⅰ-11)號礦體→預測礦體呈左列,礦體中心有似等間距(約300 m)分布的特點(圖12a);②具有利的巖性組合;③順層發育的層間斷裂控制著礦體的產狀及形態。

圖12 毛坪鉛鋅礦區Ⅰ號礦體群垂直縱投影(a)、河東670 m中段平面(b)、86號勘探線剖面(c)及102號勘探線剖面(b)Fig.12 The vertical longitudinal projection of the No.Ⅰorebodies group(a),the level plan at 670 m elevation of the Hedong(b),the section of the exploration line No.86(c)and the section of the exploration line No.102(d)of the Maoping Pb-Zn mining area

(3)Q-1區:以河西610 m中段為探礦平面,靶區位于26~29號勘探線之間,H8號礦體近東側360~580 m標高之間(圖13a、b)。推測隱伏礦體在平面上與H8號礦體呈平行NE-SW向展布,走向與地層走向近一致(圖13b);在剖面上順層產出,傾向與地層傾向一致,賦存于C2w3-1中(圖13c)。證據如下:①具有利的巖性組合;②順層發育的層間斷裂控制著礦體的產狀及形態;③預測靶區上部發育強黃鐵礦化,下部發育黃鐵礦化和鉛鋅礦化等近礦圍巖蝕變(圖13c)。

(4)Q-2區:以河西610 m中段為探礦平面,靶區位于27~30號勘探線之間,H8號礦體北東側-200~30 m標高之間(圖13a、b)。推測隱伏礦體在平面上與H8號礦體呈左列NE-SW向展布,走向與地層走向近一致(圖13b);在剖面上順層產出,傾向與地層傾向一致,賦存于C2w3-1中(圖13c、d)。證據如下:①紅尖山礦體群具SE向的側伏規律,礦體群側伏方向深部可能存在礦體(圖13a);②具有利的巖性組合;③順層發育的層間斷裂控制著礦體的產狀及形態;④預測靶區上部存在礦體尖滅端,旁側發育近礦圍巖蝕變——強黃鐵礦化(圖13d)。

圖13 毛坪鉛鋅礦區紅尖山礦體群垂直縱投影(a)、河西610 m中段平面(b)、28號勘探線剖面(c)及29號勘探線剖面(d)Fig.13 The vertical longitudinal projection of the Hongjianshan orebodies group(a),level plan at 610 m elevation of the Hexi(b),the section of the exploration line No.28(c)and the section of the exploration line No.29(d)

5 結論

(2)成礦有利的巖性組合為下部碳酸鹽巖(賦礦層)+上部含有機質泥質巖(隔擋層)+膏鹽層(硫源層)建造;NE向毛坪斷裂與其上盤形成的貓貓山背斜和其NE向層間斷裂共同構成了礦區“入字型”控礦構造型式:NE向構造帶是礦區主要的成礦構造體系,其中毛坪斷裂為礦床的導礦構造,層間斷裂為礦床的容礦構造。

(3)河東片區的Ⅰ號、Ⅱ號、Ⅲ號礦體群向SW側伏,河西片區的水爐、千層硐、紅尖山礦體群向NE側伏,由兩側層間斷裂具不同的幾何學特征所導致;提出4個深部預測靶區:K-1、K-2、Q-1和Q-2,為礦區深部找礦勘查工作提供依據。

致謝野外工作期間得到了云南彝良馳宏股份有限公司相關人員的大力支持與幫助,審稿專家提出了很多有益于本文提升的修改意見,在此一并致謝。

Chen S H,Han R S,Shentu L Y,Wu P,Qiu W L and Wen D X.2016.Alteration zoning and geochemical element migration in altera‐tion rock of Zhaotong lead-zinc deposit in northeastern Yunnan mineralization concentration area[J].Journal of Jilin University(Earth Science Edition),46(2):711-721(in Chinese with English abstract).

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