云南瀾滄老廠銀鉛鋅銅多金屬礦床構造特點及成因認識*

李小明，石增龍，劉吉金，夏顏樂，楊金彪，蒙福清

（1.云南馳宏鋅鍺股份有限公司，云南 曲靖 655000；2.云南瀾滄鉛礦有限公司，云南 普洱 665000）

通過對成礦地質背景、礦床地質特征、成巖成礦時代、成礦物質來源等方面的概括總結，對于老廠礦床前人分別提出了“早石炭世海底火山噴流沉積成因礦床（潘桂棠等）[1]”、“燕山期次火山熱液成因礦床（李虎杰等）[2]、”“火山噴氣-巖漿熱液疊加型礦床（張準等）[3]”、“火山巖容礦的塊狀硫化物礦床（VHMS型） 和典型沉積巖容礦的海底噴氣沉積礦床（SEDEX） 之間的過渡類型礦床（龍漢生等）[4]”和“早石炭世火山噴流沉積+后期巖漿熱液成因的多因復成礦床（李峰等）[5]”等主要五種成因認識。

以上觀點從噴流沉積作用、巖漿熱液作用、構造作用等方面對鉛鋅礦床的形成做了闡述，尤其近年來，眾多學者認識到礦床形成與海底火山噴發、后期巖漿侵入等有關，礦床多成因、多次疊加、復和成礦的觀點得到眾多學者重視和接受，但以上觀點均未解決和說明鉛鋅礦床主要成礦期次和主要成礦物質來源的問題。認為后期斑巖型成礦系統才是鉛鋅礦床的主成礦期和主要成礦物質來源。

1 礦體地質特征簡述

老廠礦床已控制的鉛鋅銅（鉬）礦帶長1 800余米[6]，寬（400～1 000） m，共圈定Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ、Ⅵ號六個礦群，150余個礦體，其中Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ礦群為銀鉛鋅，Ⅴ為銅（鉬）礦群、Ⅵ為鉬（銅）礦群，次生礦為地表第四系分化層中的鐵錳銀結核、地表泥鉛及砂鉛礦體、古人遺留高鉛爐渣堆積體等。

鉛鋅體：鉛鋅礦體受斷層、地層及深部巖體控制，其分布規律和控礦因素各有不同。

Ⅰ號礦體群：產于下石炭統依柳組（C1y） 凝灰巖、沉凝灰巖地層（C15+6）的厚脈狀、透鏡狀銀鉛鋅礦體，礦群走向北西，主要由Ⅰ1+2、Ⅰ25、Ⅰ27、Ⅰ31、Ⅰ43等礦體組成。

Ⅱ號礦體群：包括產于石炭系中-上統（C2+3）石灰巖、灰質白云巖與下石炭統依柳組（C1y）（C18）或（C17β）凝灰巖、沉凝灰巖、玄武質凝灰巖地層中的層狀、似層狀、透鏡狀銀鉛鋅礦體，礦群走向南北，主要由Ⅱ1、Ⅱ2、Ⅱ4等礦體組成。

Ⅲ號礦體群：主要為產于石炭系中-上統（C2+3）石灰巖、灰質白云巖中的透鏡狀、囊狀、脈狀銀鉛鋅礦體，礦石類型主要以氧化礦為主，主要由Ⅲ1、Ⅲ35、Ⅲ36號礦體組成。

Ⅳ號礦體群：主要為產于F1、F3、F6、F11等斷層中的大傾角陡傾斜銀鉛鋅礦體，礦體主要受構造控制，呈厚脈狀產出，主要由F1-Ⅳ、F3-Ⅳ、F6-Ⅳ等礦體組成。

銅（鉬） 礦體：與銅礦體相關的主要有Ⅴ、Ⅵ礦體群，Ⅴ礦群是產于產于下石炭統依柳組（C1y） 凝灰巖、沉凝灰巖（C15+6） 地層中的似層狀、細脈浸染狀、透鏡狀、網脈狀含銅黃鐵及銅（鉬）礦體。Ⅴ礦群蝕變強烈，主要以矽卡巖巖化、角巖化、青磐巖化為主，主要由Ⅴ1、Ⅴ3、Ⅴ4等礦體組成。

鉬（銅）礦體：Ⅵ礦體是與喜山期隱伏花崗斑巖有關的細脈浸染狀、網脈狀鉬（銅） 礦體。主要產于下石炭統依柳組（C1y）矽卡巖化凝灰巖或矽卡巖及與圍巖接觸的花崗斑巖的裂隙面中，由輝鉬礦和少量黃銅礦呈細脈浸染狀產出，主要受隱伏花崗斑巖體及構造控制。

2 地層及構造認識

2.1 地層

礦區地層自下而上有泥盆系、石炭系、二疊系及第四系，泥盆系為一套碎屑巖、硅質巖建造，呈飛來峰分布于礦區西側；石炭系中-上統（C2+3）及二疊系下統（P1）為一套海相沉積的碳酸巖建造，為礦山主要出露地層，石炭系中-上統（C2+3）為氧化銀鉛鋅礦體的含礦層位；石炭系下統依柳組（C1y）為一套海底火山噴發的沉積建造，為礦區硫化銀鉛鋅銅（鉬）礦體的含礦層位。

2.2 構造

褶皺：礦區褶皺主要為老廠背斜和睡獅山向斜[7]，老廠背斜形態復雜，是重要控礦構造，軸向近南北向，斷續延伸約3 km，背斜核部地層主要為下石炭統依柳組（C1y） 安山質玄武巖、安山集塊巖，兩翼地層為下石炭統依柳組（C1y）凝灰巖、沉凝灰巖、玄武質凝灰巖和石炭系（C2+3）中-上統石灰巖、灰質白云巖，西翼地層產狀為210°～250°∠55°～80°，東翼地層產狀為 120°～130°∠45°～65°，背斜軸（端）相對平緩；睡獅山向斜位于老廠背斜東面平距約1 km，沿睡獅山向南展布，兩翼及核部主要由石炭系中-上統（C2+3）石灰巖、灰質白云巖地層組成，西翼地層產狀 60°～85°∠25°～45°，東翼地層產狀 210°～250°∠25°～50°。

斷層：礦區主干斷層為近南北向斷層，主干斷層與區域主干構造走向基本一致，具有控制巖性、地層及礦體特征，主要有F1、F3、F4、F8、F11等斷層。F1位于礦區東側，為逆斷層，走向近南北，傾向東，傾角70°～80°，礦區及周邊出露長約5 km，破碎帶寬（5～20）m，局部50 m以上；F3縱貫礦區中部，為逆斷層，出露長度3.5 km以上，走向近南北向，傾向東，傾角70°～85°；F11位于礦區西部，為逆斷層，近南北向展布，長約2 km，傾向東，傾角75°～85°，在燕子洞北西方向與F3匯合；F4北起礦區北西方向，經雄獅南西部、上平壩、選礦廠，從石門坎東麓出礦權區，為逆斷層，斷層走向北西°，傾向東，傾角55°～60°，延伸長度大于7.5 km。

礦區F1、F3、F11等主要控礦構為早期的基底斷裂，為造巖期的同生構造，從以上斷層產狀及其內部結構特征分析，斷層力學性質及演變過程復雜，具有多期活動特點，以上構造基本控制了礦區的巖性架構，而F4應形成于裂谷后期，因此F4對F1、F3、F11等近南北向斷層進行了切割（圖1），后經過裂谷封閉期（印支期） 以及在喜山期斑巖侵入的基礎上進一步擠壓、活化和改造，共同控制了后期隱伏斑巖體的形態，形成現今的構造格架（圖3），因此F1、F3、F11等斷層應是礦床主要的熱液通（管） 道及控礦、導礦、布容礦構造 （圖 3）。

圖1 瀾滄老廠礦山主要構造分布圖Fig.1 Distribution drawing for major structure of laochang mine in lancang

另需指出，通過近年來的綜合研究，對于礦區構造及地層、巖性有以下幾點認識：

2.2.1 關于“雄獅山向斜”

原礦區第一期地質勘探報告（1991） 中提出雄獅山為一軸向N 20°W，長約1.4 km，寬0.6 km，核部為上石炭統（C2+3）白云質灰巖，兩翼為依柳組（C1Y）火山巖的向斜，后所有文獻資料均沿用此結論闡述，李峰等[5]對此觀點亦提出質疑，并進行了相關論證。經近年來野外地質研究，發現雄獅山上部東、西兩側的石炭統（C2+3）白云質灰巖地層局部有倒轉現象，但產狀基本一致，傾向西，產狀 220°-260°∠25°-30°，雄獅山東 C2+3/C18地層接觸線出露于雄東溝坡中腰，西邊地層接觸線出露于燕子洞及象山二號豎井一帶，雄獅山兩側地層石炭統（C2+3）白云質灰巖與依柳組（C1Y） 火山巖屬正常接觸過度關系，雄獅山為向西緩傾的單斜構造，因此本文認為“雄獅山向斜”不存在。

2.2.2 關于“F2斷層”

原礦區地質勘探報告（1991） 和礦區地質圖中，在（C2+3）白云巖與（C18）或（C17）沉凝灰巖間依據以上兩地層接觸帶存在“斷層泥化帶”而劃出層間斷層F2。本文通過梳理近年來井下眾多坑道工程及鉆孔揭露，發現（C2+3）與（C18）或（C17）間地層巖性連續較好，上、下地層關系屬正常接觸過度，前期認為的斷層泥化帶主要為沉凝灰巖水解后的泥化現象，因此亦認為F2斷層不存在。

2.2.3 關于“大理巖透鏡體”

前期各類資料對凝灰巖（C15+6）地層中出露的大理巖，劃定為大理巖透鏡體，但根據本文梳理研究表明，該大理巖在走向及垂向延伸上都有一定規模，長約1.3 km，厚（20～150） m，最高出露標高 1 750 m，產狀變化范圍為 210°～250°∠55°～75°，出露穩定，規律明顯，大理巖層上部為致密塊狀玄武巖、?；x橄巖（C17β），下部為凝灰巖（C15+6），上下部均為正常過度接觸關系，因此認為該大理巖為產于凝灰巖（C15+6）地層中上部的獨立巖性段，主要成因認識為早石炭系火山旋回的末期，火山噴發處于休眠（間歇）期，海底沉積環境穩定，在凝灰巖（C15+6）上部沉積為碳酸鹽巖，經后期蝕變（重結晶） 改造變質成大理巖。目前已在礦山施工的多個鉆孔均在在該巖性段揭露到了脈狀高品位硫化鉛鋅礦體，建議在今后地層劃分及找礦中對以上信息加以重視和研究。

3 礦床成因及成礦作用認識

3.1 礦床成礦過程

對于老廠銅（鉬） 礦床成因認識多數學者與本文觀點一直（是與喜山期隱伏巖體有關的斑巖及斑巖外帶的斑巖型礦床），但對于鉛鋅礦床成因認識分歧較大，尤其是以往多數研究中均未解決和說明鉛鋅礦床主要成礦期次和主要成礦物質來源的問題，認為鉛鋅礦床中主要硫化物及少量鉛鋅來源于早石炭系火山噴流成礦系統，后期喜山期隱伏斑巖體為礦床成礦提供了主要的鉛鋅物質來源，且自早石炭系火山噴流沉積至喜山期花崗斑巖侵入的整個成巖周期中始終伴隨著少量熱液（火山+巖漿熱液） 成礦過程（圖2、圖3）。

圖2 瀾滄老廠礦床早石炭火山噴發成巖及成礦階段模式圖Fig.2 Pattern diagram of early carboniferous paroxysmal eruption petrogenetic and metallogenic stages of Laochang deposit in Lancang

圖3 瀾滄老廠礦床期喜山期斑巖侵入成礦階段模式圖Fig.3 Pattern diagram of Himalayan period porphyry intrusion metallogenic stage of Laochang deposit in Lancang

據葉慶同等[8]和李虎杰[2]對礦區鉛鋅礦體樣品硫同位素組成的測試研究表明，老廠鉛鋅礦床主要硫化物的δ34S在-1.7‰～+5.2‰之間，平均值為1.58‰，說明鉛鋅礦床的硫主要來源于火山熱液，同時前人研究表明鉛鋅礦床中各硫化物礦物之間的硫同位素組成未達到平衡，硫化物之間的同位素不平衡，且礦石中交代結構十分發育，證明各硫化物不是同時沉淀的。

根據以往老廠礦床同位素測年數據統計（表1），得出老廠下石炭統依柳組（C1y） 火山巖的成巖年齡為（323.6±2.8） Ma，花崗斑巖的年齡為（44.6±1.1） Ma，輝鉬礦成礦年齡為 （43.78±0.78）Ma。統計分析表明鉛鋅礦床的成礦年齡約（40～350） Ma之間，主要集中在早石炭系（300～350）Ma及喜山期（40～45） Ma，說明鉛鋅礦床成礦是長周期、且持續的過程（根據成礦地質條件等因素有弱有強）。

表1 老廠礦區礦床同位素測年數據統計表Tab.1 Isotope dating data statistical table of Laochang deposit

3.2 構造及礦床富集特點

老廠礦床不論鉛鋅礦體還是銅（鉬） 礦體，礦化體均具有在褶皺轉折端、斷層虛脫帶、地層平緩等部位加厚富集現象，研究表明礦區塊狀硫化物礦體含碳、泥質高，膠結固化程度低，多呈松散狀，在構造變形過程中易于蠕動并擠入構造低壓空間，出現局部加厚富集現象，上文提到礦區主要構造形成裂谷封閉前期（印支期），說明礦區礦化富集成礦作用主要出現在火山噴流沉積后期。

礦區后期構造活動對早期構造的改造十分強烈，主要表現在：斷層對火山噴流沉積成礦系統的改造及對礦帶的錯斷、對礦體空間組合形態的改變、對斑巖成礦系統的控制（就斑巖成礦系統而言，礦區的斷層多為成礦前斷層，對成礦體的控制主要體現在對隱伏花崗斑巖體空間就位以及銅、鉬礦體及熱液型脈狀鉛鋅礦體形態的控制）等方面。

3.3 礦（化） 集中帶劃分

根據礦區地質特征、成巖成礦時代、成礦物質來源、巖性及構造、礦床成因、礦體分布特點等，本文將老廠銀鉛鋅銅（鉬）多金屬礦床劃分為四個礦化集中帶（圖3），內帶及次內帶為與喜山期斑巖有關的斑巖型鉬（銅） 礦床及斑巖體系外帶的斑巖型銅（鉬）礦床；次外帶及外帶為以斑巖型成礦為主及早期火山噴流沉積為輔相疊加的銀鉛鋅礦床及鐵錳銀次生礦床。形成內帶鉬（銅） 礦化集中帶、次內帶銅（鉬） 礦化集中帶、次外帶銀鉛鋅礦化集中帶、外帶次生錳銀礦化集中帶的四層礦化分布特點。

4 結語

1）老廠礦床成因復雜，具有多種成礦有利要素耦合，多期成礦環境、長周期和多種類型成礦作用疊加的特點。具有早石炭系火山噴流成礦系統和喜山期花崗斑巖侵入成礦系統的雙重作用的特點；

2）早石炭系海底火山噴流沉積成礦系統不是鉛鋅礦床的主成礦期和主要成礦物質來源（鉛、鋅）的提供者，后期斑巖型成礦系統才是礦區鉛鋅主成礦期和主要成礦物質來源（鉛、鋅）的提供者；銅（鉬）礦床則是與喜山期隱伏巖體有關的斑巖及斑巖外帶的斑巖型礦床。