與基性巖有關(guān)的層控鎢錫:“S”型花崗巖鎢錫礦的前身:以云南鎢錫礦為例

曾普勝,李 紅

1)中國地質(zhì)科學(xué)院國家地質(zhì)實驗測試中心,北京 100037;2)中國冶金地質(zhì)總局礦產(chǎn)資源研究院,北京 100025

在教科書和經(jīng)典的文獻(xiàn)中,經(jīng)?？吹竭@樣的論述:“S”型花崗巖與鎢、錫、鉬、鉍等成礦作用關(guān)系密切,屬高溫巖漿熱液成礦作用。然而,現(xiàn)今積累的越來越多的資料表明,在許多“S”型花崗巖中,很難發(fā)現(xiàn)鎢錫礦(化)的蹤影,例如西北的魯?shù)榛◢弾r、加仁花崗巖等。其實,在碰撞造山帶中,地殼碰撞加厚形成的“S”型花崗巖分布廣泛,但含鎢錫花崗巖只占少部分。有些鎢錫礦床與花崗巖侵入體在時間和空間上沒有成因聯(lián)系,如云南馬關(guān)地區(qū)的南秧田鎢錫礦(馮佳睿,2011);也可見層狀鎢錫礦床被后期熱疊加改造,導(dǎo)致測年數(shù)據(jù)偏新,如蒙自白牛廠錫多金屬礦(程彥博等,2010)、老君山地區(qū)的鎢錫礦(馮佳睿,2011)等;當(dāng)巖體與層控礦床距離更近,或巖漿活動較強(qiáng)時,則可能只保留最新一期的熱事件記錄,如騰沖地區(qū)的鎢錫礦(董方瀏等,2006)、廣西大廠錫礦(王登紅等,2004)和緬甸完冷錫礦—西盟錫礦(楊岳清等,2002;陳永清等,2009)。

鄭大中等(2008)研究認(rèn)為,含鎢的羥基絡(luò)合物及鎢合金氫化物是鎢的主要遷移形式,它們形成于地球深部高壓、富氫、富CO的強(qiáng)還原環(huán)境。隨著巖漿、熱液、熱氣遷移至地殼淺部,由于壓力、溫度下降,氧逸度大增,H2、CO逃逸、氧化,鎢羥基絡(luò)合物、鎢合金氫化物分解、氧化形成鎢礦物的沉淀富集并形成鎢礦床。

錫鎢礦床勘探和研究人員常常為這樣的事情困擾:在有“S”型花崗巖和含鎢錫層位出現(xiàn)的地區(qū),找礦勘探時究竟是先找?guī)r體還是先找層位？因為,如果是巖體含鎢錫并控制礦床的形成,毫無疑問,首先需要找到巖體才是找礦的關(guān)鍵,尤其是尋找?guī)r體接觸帶及其關(guān)聯(lián)的裂隙系統(tǒng)等賦礦空間。相反,如果是層控鎢錫礦床,找礦時則應(yīng)該重點注富含鎢錫的有關(guān)層位,包括那些遠(yuǎn)離巖體的地段,尤其是含鎢錫層位與侵入體接觸部位。當(dāng)不含鎢錫的巖體穿切到含礦地層時,常常在巖體的外接觸帶將鎢錫進(jìn)一步富集成工業(yè)價值更大的礦體,因此還需要考慮賦礦層位中礦質(zhì)被侵入體侵蝕-重組-運移到更高位置再沉淀的礦體(曾普勝等,2004,2005)。因此,在礦床勘探和研究中,判斷成礦主體(主要控制因素)是相關(guān)地層,還是侵入體,對于勘探方向的選擇十分重要。白牛廠地區(qū)勘探經(jīng)驗證明,跨出巖體接觸帶那個“小圈子”,在相關(guān)層位(中寒武統(tǒng)田篷組(?2t))中去找礦,將取得數(shù)倍于接觸帶的資源量的突破(劉繼順等,2005;李曉波等,2005;張洪培等,2006)。

實際上,地球的各個歷史時期中,均有層控的鎢錫礦床產(chǎn)出。(鎢)錫的初始富集往往是形成超大型礦床的基礎(chǔ)條件之一(毛景文等,1991)。太古代有西格林蘭的梅林表殼帶(Malene supracrustal belt)(Appel,1986),非洲的津巴布韋的羅德西亞布拉瓦約組 Bulawayan) (約 2900 Ma),含 W、Au、Sb、As及條帶狀鐵礦石,鎢礦化由白鎢礦組成(Cunningham et al.,1973);元古代有華南元古代地層中鎢的富集層(Gu et al.,1992),羅德西亞的皮里維力組(Piriwiri)(約 1950 Ma)有含白鎢礦和黑鎢礦的鎢礦層,即中下元古界的硅酸鹽層(Cunningham et al.,1973);早古生代有挪威北部濱達(dá)爾地區(qū)(Bindal)的層狀白鎢礦(Skaarup,1974),波蘭西南部西里西亞的寒武系斯塔拉卡梅尼察鏈(Stara Kamienica Chain)錫礦帶(Speczik and Wiszniewska,1984;Szalamacha,1976;Lehmann and Schneider,1981),阿爾卑斯東部奧地利的菲波塔爾(Felbertal)有寒武—奧陶紀(jì)的白鎢礦床(H?ll,1975;H?ll et al.,1987;Raith and Stein,2006);晚古生代有廣西大廠錫礦(韓發(fā)等,1997;Tanelli and Lattanzi.,1985)。中生代的有云南個舊玄武巖型層控錫礦等(黎應(yīng)書等,2006);新生代的有云南昌寧薅壩地錫礦。

中國云南的層控鎢錫礦床主要包括:滇西南元古界的云南西盟—緬甸佤邦完冷的錫鋅(銀)礦帶(楊岳清等,2002);滇東南寒武系田篷組的馬關(guān)都龍地區(qū)的錫鋅(銦)礦田—蒙自白牛廠地區(qū)錫鎢鋅(銀)礦田(馮佳睿,2011);滇西的石炭系騰沖—梁河錫鎢礦帶(董方瀏等,2006);滇東南三疊系的個舊錫礦帶(秦德先等,2006a,b;黎應(yīng)書等,2006;談樹成等,2006;程彥博等,2008a,b,2009;程彥博,2012);新近系的薅壩地錫礦帶(李光勛,1988)等(圖1)。

圖1 云南及鄰區(qū)鎢錫礦分布略圖(據(jù)任治機(jī)等,1981改編)Fig.1 Distribution of tungsten and tin deposits in Yunnan and adjacent areas (after REN et al.,1981)

表1 云南鎢錫礦主要控礦層位基本特征Table 1 Features of the main horizons for stratabound W,Sn ore deposits in Yunnan

1 云南鎢錫礦礦床簡況

1.1 云南的鎢、錫的豐度值及富集層位

云南鎢錫礦主要分布于西部的騰沖—云龍—西盟一帶(屬于滇馬泰鎢錫礦帶的一部分)以及東部的個舊—蒙自—馬關(guān)一帶(屬于滇越桂鎢錫礦帶的一部分)(圖1)(任治機(jī)等,1981)。

云南鎢錫礦主要分布于滇西地區(qū),以及滇東南的老君山—薄竹山—個舊一帶。主要鎢、錫富集層位(表1)如下。

滇西地區(qū):元古界西盟群(Pt1XM);石炭系大硐廠組(C2dd)(也稱勐洪群,Cmh);以及古新統(tǒng)珠山群(E1Z)。

滇東南地區(qū):中、下寒武統(tǒng)沖莊組(?1ch)或田蓬組(?2t);泥盆系大廠組(D2d);以及三疊系個舊組(T2g)。其中,大廠組(也被稱為“大廠層”)只在局部地段出現(xiàn),本次不做重點描述。

滇西錫礦屬于東南亞巨型錫礦帶的北延部分(孫家驄,1984;陳曉翠,2011),滇西地區(qū)的Sn、W、Bi、Mo 的背景含量分別為(×10-6):5.0、2.9、0.4、0.9(吳上龍等,1990),分別是地殼豐度(以 Taylor,1964為基準(zhǔn))的2.55倍,1.33倍,2.35倍和0.6倍,表明滇西地殼富Sn、W、Bi而貧Mo。滇西分布有元古代、石炭紀(jì)、古近紀(jì)三個時期的層控鎢錫礦。滇東南地區(qū)屬于華夏大陸的西端,其Sn、W背景含量分別為 7.87×10-6和 5.87×10-6(遲清華等,2012),分別是地殼豐度(Taylor,1964)的3.94倍和3.84倍,尤其是,滇東南文山—都龍地區(qū)的中寒武統(tǒng)的 Sn高達(dá) 110×10-6(云南有色 317地質(zhì)隊,1984),可見,滇東南地殼更富Sn、W。滇東南至少分布著寒武紀(jì)田篷組、三疊紀(jì)個舊組兩個時期的層控鎢錫礦,泥盆紀(jì)大廠錫礦同層只在廣西丹池盆地存在。

1.2 滇西鎢錫礦

圖2 滇西錫鎢礦床分布簡圖(據(jù)戴福盛,1991改編)Fig.2 Sketch showing distribution of tin and tungsten ore deposits in west Yunnan(modified after DAI et al.,1991)

滇西鎢錫礦由東支和西支組成(圖1,2),東支從云龍縣的志本山—鐵廠一帶,經(jīng)昌寧縣薅壩地—鳳慶縣太陰宮,南延至瀾滄縣的文東、南甸河一帶;西支省內(nèi)主要分布于騰沖—梁河一帶和芒市一帶。西盟錫鎢礦帶可能屬于西支被南汀河斷裂剪切并向北東方向推移的部分。

主要的含鎢錫層位包括:①元古界,以昌寧—孟連帶為界分為東、西兩支,西支的下元古界西盟群的怕可組(Pt3p)(丁秀芳等,2011),部分可見于下伏地層老街子組(Pt3l),產(chǎn)出著名的西盟錫礦,延入緬甸有完冷錫礦等;東支的元古界公養(yǎng)河群,產(chǎn)出的錫礦床有云龍縣鐵廠錫礦、漕澗錫礦等。②石炭系大硐廠組(C2dd),相當(dāng)于同層位的臥牛寺組(C2w)玄武巖層位,主要分布于騰沖—梁河鎢錫帶,是梁河縣絲光坪層控錫礦床的容礦層位,并且其中出現(xiàn)了低溫?zé)嵋旱臉?biāo)志性礦物——木錫石,其成礦溫度為 90～140℃之間,與廣西九毛錫礦的低溫木錫石(稅哲夫等,1988,1990)相似,是騰沖—梁河地區(qū)錫礦的主要礦源層之一。大硐廠組和其上覆層位的丁家寨組、臥牛寺組玄武巖,在時代上爭議較大,有人認(rèn)為屬于早二疊世(王偉等,2004),也有人主張應(yīng)與晚二疊世的峨眉山玄武巖相當(dāng)(264 Ma左右)(黃勇等,2012;肖龍等,2003)。③保山地區(qū)昌寧縣薅壩地一帶的始新世珠山群底部(E2zh)(薅壩地錫礦)的層控錫礦則是古近紀(jì)的陸相湖泊中沉淀的錫礦床,其中也有木錫石產(chǎn)出(李光勛,1988),代表了較低溫的成礦端元。

圖3 云南西盟錫礦田阿莫礦段地質(zhì)圖(據(jù)丁秀芳等,2011改編)Fig.3 Geological map of the Amo ore block in the Ximeng tin orefield,Yunnan(modified after DING et al.,2011)

1.2.1 前寒武紀(jì)基底地層以老街子組內(nèi)的西盟錫礦阿莫礦段為例

西盟錫礦:礦床順層產(chǎn)于元古界西盟群怕可組永龍段(Pt3p1)含電氣石鈉長二云母片巖中,少數(shù)可延伸到下伏的老街子組(Pt3l)灰白色鈉長淺粒巖,石英鈉長片巖、變粒巖(淺粒巖)中(圖3)。沿根底河沖下,在永土一帶可形成砂錫礦。向西北方向延入緬甸,與完冷錫礦相連。區(qū)域上找錫礦的前景可觀。主礦體 I號、Ⅲ號礦體為西盟錫礦最主要礦體,在礦區(qū)北部、根底河南側(cè),主要礦脈賦存于怕可組永龍段下亞段中部的鈉長二云片巖中。礦體走向75°～85°,傾向北西,傾角地表淺部 50°～70°,深部變緩(多小于 50°)。走向最長＞240 m,最大延深280 m。礦體呈脈狀、透鏡狀產(chǎn)出。

含錫礦物為錫石,粒狀、鱗片、葉片粒狀變晶、交代殘余結(jié)構(gòu);塊狀、浸染狀、細(xì)脈或網(wǎng)脈狀、晶洞或晶簇狀、星點狀構(gòu)造。其他金屬礦物以磁黃鐵礦、黃鐵礦、毒砂為主,少量黃錫礦、白鎢礦、黑鎢礦、輝鉍礦、黃銅礦、閃鋅礦、方鉛礦、褐鐵礦、菱鐵礦、奧蔥石等;脈石礦物以石英、電氣石、長石、白云母為主,次有黃玉、金紅石、螢石、白云母、黑云母等,少量鈣鐵榴石、透輝石、綠簾石、綠泥石、鈉長石等。

圖4 云南梁河縣絲光坪—來利山錫礦區(qū)地質(zhì)簡圖(據(jù)劉粵湘和徐成彥,1987改編)Fig.4 Simplified geological map of Siguangping-Lailishan area,Lianghe County,Yunnan(modified after LIU and XU,1987)

1.2.2 晚古生代石炭紀(jì)勐洪群:以絲光坪—來利山錫礦為例

圖5 云南省昌寧縣薅壩地錫礦田地質(zhì)簡圖(a)及柱狀圖(b)(據(jù)李光勛,1988改編)Fig.5 Simplified geological map (a) and stratigraphic column (b) of the Haobadi tin orefield in Changning County,Yunnan Province (modified after LI et al,1988)

據(jù)云南省地勘局四隊勘探資料,該區(qū)錫礦體賦存于石炭系勐洪群(Cmh),絲光坪礦區(qū)稱為絲光坪組(Cs),區(qū)域上相當(dāng)于大硐廠組(C2dd)。絲光坪層狀錫礦床與來利山錫礦分別占據(jù)背斜的兩翼,中部則因構(gòu)造抬升而被剝蝕(圖4)。絲光坪礦區(qū)的含錫石硫化物的層位與西部來利山錫礦區(qū)的老熊窩礦段、溝金處礦段相當(dāng),賦礦層位為石炭系勐洪群 5段 3層(Cmh5-3),絲光坪礦區(qū)為一套含錫石硫化物和炭質(zhì)的熱水沉積巖(含錫石、膠黃鐵礦、閃鋅礦等硫化物的綠泥石硅質(zhì)巖);西部來利山礦區(qū)為含礫砂的綠泥石巖(經(jīng)后期花崗巖體侵入烘烤變質(zhì)為黑云含礫砂巖)(圖4剖面)。西部來利山地區(qū)被晚期巖體(γ61)侵入破壞,并將錫重新分配在斷裂裂隙中,形成老熊窩礦段、淘金處等礦段;而東翼則無巖體侵入,礦體順層產(chǎn)出,木錫石等低溫成礦作用的產(chǎn)物保留明顯。礦層呈似層狀、脈狀產(chǎn)出。來利山整個礦帶斷續(xù)延長 2 km 以上,寬 20～50 m,局部有層間滑動,因此常被描述為“層間破碎帶”(李宗玉,1991;王洪等,2010)。絲光坪礦區(qū)已發(fā)現(xiàn)5個礦體,其中 V4為礦區(qū)主礦體,為黃鐵礦錫礦石,呈北西—南東延伸,長600 m,斜深100～400 m。

據(jù)野外觀察,礦體主要有微細(xì)粒膠黃鐵礦、微細(xì)粒錫石、蛋白石、重晶石、炭質(zhì)等組成,礦體與頂?shù)装逭袭a(chǎn)出,沿傾向延深控制達(dá)500 m處未見尖滅,這表明該礦層為典型的同生沉積的 SEDEX型含錫石硫化物礦層;西部來利山有變質(zhì)脫水形成黑云母的基性組分,變質(zhì)前為含綠泥石的熱水沉積巖(exhalites),因此可歸屬為“VMS”型塊狀硫化物礦床。

絲光坪礦體最小厚度0.4 m ,最大厚度30.93 m,平均4.13 m。錫品位最低0.166%,最高27.51%,平均 1.044%,錫品位和厚度成正相關(guān)(李宗玉,1991;王洪等,2010)。原生的層控礦床的結(jié)構(gòu)多為細(xì)粒-微細(xì)粒結(jié)構(gòu)和膠狀結(jié)構(gòu)、角礫狀結(jié)構(gòu)等;礦石構(gòu)造多呈紋層狀、條帶狀、塊狀等構(gòu)造特征。但礦層被新生代花崗巖改造,可形成粗晶的錫石硫化物,部分保留層控礦床的特征,如來利山錫礦床。

礦物組分較簡單,金屬礦物主要為錫石、木錫石、黃鐵礦、磁黃鐵礦。次為黃銅礦、磁鐵礦、方鉛礦、鏡鐵礦等。非金屬礦物主要為石英、蛋白石、長石、方解石、白云母、絹云母。次有重晶石、綠泥石、自然硫等,炭質(zhì)普遍。礦石類型可分為錫石-黃鐵礦礦石、錫石-磁黃鐵礦礦石、錫石-蛋白石礦石。硫同位素34S‰值為5.12～5.89,平均5.49 (李宗玉,1991),顯示與深源巖漿活動關(guān)系密切,同層位有臥牛寺組玄武巖。錫石-黃鐵礦礦石及錫石-磁黃鐵礦礦石的均一溫度為310～460℃;錫石-蛋白石礦石的均一溫度為143～217℃(王洪等,2010),是本礦床重要成礦階段。

圖6 滇東南錫鎢礦帶及其主要賦礦層位(據(jù)周建平等,1998)Fig.6 Tin-tungsten ore belts and main host horizons in southeastern Yunnan (modified after ZHOU et al.,1998)

1.2.3 新生界古新統(tǒng)層位:以滇西薅壩地錫礦田為例

據(jù)云南地礦局三隊勘探資料,該礦田的容礦地層為古新統(tǒng)珠山群,由紫紅色砂巖、粉砂巖、礫巖,底部炭質(zhì)頁巖組成,厚約 120 m,礦體產(chǎn)出于該套地層的底部(圖5)(李光勛,1988),多數(shù)礦體被砂礫巖覆蓋,靠近湖盆中心部位形成更厚的富礦體,僅局部被后期抬升剝蝕而出露地表(圖5a);沉積礦層在陸相湖盆沉積演化過程中會被再次搬運沉積,與其他基巖碎塊形成復(fù)成分角礫巖(圖5b)。下部是上三疊統(tǒng)灰至灰黑色砂礫巖、石英雜砂巖、粉砂巖、頁巖及灰?guī)r夾層或透鏡體之碎屑巖系,厚約400 m?；椎貙訛楹湎帝陆y(tǒng)群絹云石英微晶片巖。薅壩地斷裂(F1)和水草洼斷裂(F2)是新生代控制沉積盆地的邊界斷裂,陸相湖泊中沉積的錫石硫化物礦床與汽油有密切關(guān)系。從控礦意義上看,F1、F2均為控制熱水沉積的同生斷裂,它們的次級斷裂中產(chǎn)有錫石電氣石石英脈。沿斷裂有喜馬拉雅期花崗巖或花崗斑巖侵入,云南地質(zhì)科研采用 K-Ar法測年為 62.37～64.7 Ma(李光勛,1988),與北部的蘭坪金頂鉛鋅礦同期,這些侵入體是陸相湖盆中熱水沉積的重要通道。

圖7 老君山地區(qū)巖體與鎢錫礦體關(guān)系圖(a),南秧田鎢礦地質(zhì)平面圖(b)及剖面圖(c)(據(jù)云南有色317地質(zhì)隊,1984;張世濤等,1998;馮佳睿,2011綜合)Fig.7 Relationship between the Laojunshan intrusion and the tungsten-tin ore deposits (a),geological map (b) and cross section of the Nanyangtian tungsten orefield (c) (compiled after No.317 Party,Yunnan Nonferrous Geological Brigade,1984;ZHANG et al.,1998;FENG,2011)

層狀、似層狀錫礦體呈北西向展布的三個礦帶,即Ⅰ、Ⅱ和Ⅲ(圖5a),長度分別為1800 m、1100 m和 400 m,水平投影寬度 100～500 m,厚度范圍1.6～7.5 m(一般厚2～4 m)。層狀礦體中可見到 2～4個沉積旋回。礦體由石英-電氣石-硫化物脈組成,地表氧化為石英-褐鐵礦脈。礦層與地層產(chǎn)狀一致。礦石礦物主要為錫石、黃鐵礦、磁黃鐵礦、赤鐵礦,及少量方鉛礦;脈石礦物為電氣石、石英、重晶石及少量云母。礦石組構(gòu)為微細(xì)粒結(jié)構(gòu),塊狀、紋層狀構(gòu)造。

1.3 滇東南鎢錫礦

滇東南鎢錫礦帶屬于中國東部華夏鎢錫礦帶的西端,有三個主要含礦層位(圖6),即中寒武統(tǒng)田篷組(?2t)(老君山地區(qū)相當(dāng)于沖莊組(?lch))、上泥盆統(tǒng)大廠組(D3d)和三疊系個舊組(T2g)。大廠組在云南發(fā)育不具規(guī)模,本文主要論述中寒武統(tǒng)田篷組、三疊系個舊組。

1.3.1 中寒武統(tǒng)田篷組(?2t)或沖莊組(?lch):以南秧田鎢礦田為例

中寒武統(tǒng)田篷組是滇東南最重要的鎢錫礦控制層位,在文山一帶稱為田篷組(?2t),在馬關(guān)都龍一帶稱為沖莊組(?lch),區(qū)域上可以對比(張世濤等,1998),均為中寒武統(tǒng)田篷組。以老君山巖體、薄竹山巖體為中心的底辟核雜巖使該套層序抬升至淺部,局部出露地表,構(gòu)成中國重要的鎢錫礦產(chǎn)地。前人(周建平等,1998,1999;王學(xué)焜,1994)發(fā)現(xiàn)一些著名的大型-超大型錫多金屬礦床,如都龍錫礦、白牛廠大型銀錫多金屬礦床中發(fā)現(xiàn)了大量海底噴流沉積結(jié)構(gòu)構(gòu)造,包括鮞狀結(jié)構(gòu)和巖體接觸帶發(fā)現(xiàn)海底黑煙囪常見的絲狀管形蟲等證據(jù)(Juniper,1988)。表明這些礦區(qū)的一些主要硫化物礦體形成于海底沉積作用而不是花崗質(zhì)巖漿侵入作用。這些礦床的產(chǎn)出層位就是田篷組。

南秧田層控鎢礦位于馬關(guān)老君山巖體的東側(cè),與巖體南側(cè)的都龍鎢錫鋅(銦)礦田、巖體北側(cè)的新寨錫礦田等構(gòu)成層控鎢錫礦集中區(qū)(圖7a,b)。南秧田礦田出露地層為下寒武統(tǒng)沖莊組變質(zhì)巖系(相當(dāng)于田篷組(?2t)),按照巖性組合可分為 3個巖性段,其層序自上而下依次為(云南有色317地質(zhì)隊,1984;馮佳睿,2011)(圖7b,c):

太陽坪段(?lch3):為淺灰、灰白色白云二長片麻巖、二云斜長片麻巖夾黑云斜長片麻巖、白云斜長片麻巖?？偤穸却笥?000 m。

南秧田段(?lch2):由下而上依次為碎屑巖(變質(zhì)為云母片巖)、含白鎢礦電氣石硅質(zhì)巖(變質(zhì)為含白鎢礦電氣石石英巖),白云巖等,局部地段夾變粒巖和錫石石英電氣石脈。是主要的賦礦層位。厚度150～60 m。層控特征十分明顯。

戈嶺段(?lch1):下部花崗片麻巖為主,厚度大于200 m,上部斜長片麻巖為主,厚度約100 m。

后期的花崗斑巖脈與成礦無關(guān),巖脈穿切礦層,接觸帶也未見明顯礦化。

需要指出的是,南秧田段的白云巖+石英+水等組分,經(jīng)變質(zhì)作用,尤其是后期熱液疊加改造作用,自變質(zhì)形成“層狀矽卡巖”(曾普勝等,2005)。其中含有的輝鉬礦的 Re/Os年齡為(209.1±3.3)～(214.1±3.1) Ma(馮佳睿,2011),與層控礦床形成后區(qū)域上最強(qiáng)烈的熱事件—個舊組(T2g)的玄武巖(談樹成,2001;談樹成等,2006;黎應(yīng)書等,2007;秦德先等,2008)相當(dāng),這預(yù)示著寒武紀(jì)時期的熱水沉積巖系經(jīng)晚三疊世玄武巖噴發(fā)的熱事件疊加變質(zhì)形成變質(zhì)的層控礦床。對于南秧田礦田而言,無論成礦還是區(qū)域變質(zhì)作用,均與侵入時期為 85.9～87.2 Ma(馮佳睿,2011)的老君山侵入體無關(guān)。

類似的含鎢錫礦層位還有蒙自白牛廠銀錫多金屬礦(周建平等,1998)和新寨錫礦(王學(xué)焜,1994)等,礦體均為順層產(chǎn)出為主的層控礦床,但成礦主元素在區(qū)域上有所變化,呈現(xiàn)南鎢(錫、鋅銦),北錫(銀、鉛鋅)的格局。

1.3.2 三疊系個舊組(T2g):以個舊錫多金屬礦田為例

個舊錫礦田與老君山礦集區(qū)、薄竹山礦集區(qū)等同屬于華夏鎢錫礦帶西段,個舊礦田為最西端的部分(圖6,8)。個舊礦區(qū)內(nèi)主要出露三疊系中統(tǒng)個舊組(T2g)灰?guī)r、白云質(zhì)灰?guī)r、白云巖、灰質(zhì)白云巖,部分地段灰?guī)r白云巖互層,底部夾堿性玄武巖,為主要的賦礦地層;飛仙關(guān)組(T2f)砂質(zhì)頁巖、長石石英砂巖、鈣質(zhì)泥巖。老卡花崗巖體出露與礦區(qū)西北部,向東南隱伏于礦區(qū)地表以下20～100 m,沿五子山復(fù)背斜核部侵入中三疊統(tǒng)個舊組中下部碳酸鹽巖中(莊永秋等,1996)。

個舊地區(qū)錫礦被南北向個舊斷裂(小江巖石圈斷裂南延部分)分為東、西兩個礦區(qū)。個舊錫多金屬礦床主要產(chǎn)于東礦區(qū),礦區(qū)面積上百平方千米,有馬拉格、松樹腳、高松、老廠、卡房、牛屎坡等六個礦段(圖 8a)。除了牛屎坡氧化礦外,其余各礦段均為燕山晚期的花崗巖疊加于三疊紀(jì)的層控礦床之上。在個舊礦區(qū),三疊紀(jì)玄武巖中錫的含量可以達(dá)到 70.0×10-6,而燕山晚期花崗巖錫的含量只有17.3×10-6(黎應(yīng)書等,2005)。層控礦床的錫多金屬礦與玄武巖密切相伴產(chǎn)出,與頂?shù)装鍑鷰r整合(圖8b)。因此,個舊地區(qū)的錫多金屬礦的 Sn主要受控于三疊紀(jì)個舊組基性巖漿活動(噴出部分為玄武巖,通道相的輝綠巖或輝長巖(徐啟東等,2009))有關(guān)的熱水沉積巖系及層控礦床。

相關(guān)研究(黎應(yīng)書等,2006)指出,老廠和卡房礦段的層狀銅錫礦體分布在T2g11-5玄武巖上、下盤薄中厚層狀含泥質(zhì)條帶大理巖分界面或其層內(nèi),呈層狀、似層狀、透鏡狀,一層或多層平行巖層層理延伸,產(chǎn)狀與圍巖一致。規(guī)模較小的礦體呈板狀、扁豆?fàn)?常呈多層(最多 9層)沿層產(chǎn)出。礦體厚度或品位一般不受后期侵位的花崗巖接觸帶距離的影響。

圖8 個舊錫多金屬礦田主要礦床地質(zhì)簡圖(a)(據(jù)楊宗喜等,2008改編)及卡房礦田1-9#礦體19線地質(zhì)剖面圖(b)(據(jù)黎應(yīng)書等,2007改編)Fig.8 Distribution of main deposits in the Gejiu tin-polymetallic orefield (modified after YANG et al.,2008)and geological section along No.19 exploration line of orebodies No.1- 9 in the Kafang orefield(modified after LI et al.,2007)

礦石中常見金屬礦物有錫石、毒砂、磁黃鐵礦、黃鐵礦、黃銅礦、方鉛礦、鐵閃鋅礦、菱鐵礦等;脈石礦物有方解石、陽起石、透閃石、金云母、螢石、石英等。遠(yuǎn)離巖體時多為微細(xì)粒結(jié)構(gòu),經(jīng)花崗巖疊加后顆粒變大,晶形變好。

1.4 “S”花崗巖侵入事件及其與鎢錫礦的關(guān)系

滇西地區(qū):西盟錫礦—完冷錫礦一帶,均沒有顯著的含錫侵入體出露,附近有喜馬拉雅期(45～47 Ma)花崗巖體(陳永清等,2009),但這些花崗巖含錫鎢均很低,巖體及接觸帶都未見明顯的錫鎢礦化,表明這一期花崗巖與錫鎢成礦關(guān)系不大。前寒武紀(jì)的含錫鎢的基底地層晚期的基性巖漿作用可形成含錫鎢的層控礦床(如騰沖—梁河絲光坪一帶),含錫石硫化物的石炭系層控礦床被喜馬拉雅期花崗巖侵入改造后,可使錫石硫化物遷移到高位,形成粗晶的錫石、黃鐵礦等,未被巖體蠶食部分仍可保留層控特征,如絲光坪錫礦西北側(cè)的來利山錫礦。滇西東部寒武系勐統(tǒng)群的含錫地層,經(jīng)喜馬拉雅期巖體(62.37～64.7 Ma)(李光勛,1988)活動穿切,可將地層中的錫等組分帶到地表,在陸相湖泊中形成層“薅壩地式”的層控?zé)崴练e錫礦床,大部分被后期堆積物覆蓋,僅有部分剝蝕出露地表(圖5a)。

滇東南:有東南向西北依次分布著三個顯著的花崗巖侵入體:老君山花崗巖、薄竹山花崗巖、個舊老廠花崗巖。它們的巖性相近,均為中細(xì)粒黑云母花崗巖。形成年齡相近。

老君山巖體的年齡為(87.2±0.6) Ma,(86.8±0.4) Ma,(85.9±0.4) Ma(馮佳睿,2011);

薄竹山花崗巖體的年齡為(86.51±0.52) Ma～(87.83±0.39) Ma(程彥博等,2010);

個舊花崗巖體的年齡:龍岔河似斑狀花崗巖主要形成于(82.0±0.3)～(83.2±1.4) Ma,馬拉格—松樹腳似斑狀花崗巖形成于(82.8±1.7) Ma,老廠似斑狀花崗巖形成于(83.3±1.6) Ma,白沙沖等?；◢弾r形成于(77.4±2.5) Ma(程彥博等,2009)。

滇東南三個巖體周圍的層控鎢錫礦床的時代特征如下。

①個舊礦田的層控礦床主要賦存于東礦區(qū)的中三疊統(tǒng)個舊組玄武巖有關(guān)的層位中,早于個舊巖體。

②老君山巖體東側(cè)的南秧田層控鎢礦床,經(jīng)晚期熱事件疊加后,層狀礦體中的輝鉬礦年齡紀(jì)錄的是最強(qiáng)的熱事件年齡(為(209.1±3.3) Ma,(213.0±4.3) Ma,(214.1±3.1) Ma)(馮佳睿,2011),既不是賦礦地層中寒武統(tǒng)田篷組(?2t,大致520～510 Ma),也不是鄰近的老君山花崗巖的年齡(85.9～87.2 Ma)(馮佳睿,2011)。老君山巖體東北部的新寨錫礦床位于滇東南褶皺帶的文山—馬關(guān)隆起,為近年發(fā)現(xiàn)的一大型錫礦,礦體產(chǎn)于中寒武統(tǒng)田篷組中,以順層厚大礦體產(chǎn)出為特征。記錄的與成礦有關(guān)的黑云母、白云母的K-Ar年齡值為(197.76±3.15)～217.00 Ma(王學(xué)焜,1994;西南勘探公司地質(zhì)研究所,1984),與南秧田礦體年齡相當(dāng)。從區(qū)域上看,該年齡與滇東南分布廣泛而強(qiáng)烈的晚三疊世的玄武巖基本相當(dāng),這從另一個側(cè)面反映出,老君山侵入體對南秧田、新寨等地的田篷組中的層控鎢錫礦影響很小,未提供熱源,也就更談不上提供物質(zhì)來源。層控礦床的改造年齡與區(qū)域上中三疊世的堿性玄武巖(在個舊礦田出露較多)相當(dāng),個舊礦區(qū)個舊組玄武巖之上的硫化物中的錫鎢也是來自于深部的前寒武紀(jì)含錫鎢地層(如田蓬組?2t)。

③薄竹山巖體的圍巖田篷組中的層控鎢錫礦體,如蒙自白牛廠錫多金屬礦等,記錄的年齡也是約210 Ma。表明個舊巖體、薄竹山巖體、老君山巖體與其周圍的層控鎢錫礦的成礦沒有關(guān)系。約87 Ma左右的巖漿作用的疊加改造,除了誘發(fā)熱變質(zhì)使噴流沉積的熱水沉積巖系發(fā)生組分再分配或重結(jié)晶,形成所謂的“矽卡巖”(實際上是一系列的熱水沉積巖的熱變質(zhì)產(chǎn)物)外,礦體的結(jié)構(gòu)構(gòu)造及礦體產(chǎn)狀變化都不大。但在個舊地區(qū),由于巖體侵入層位較高,侵入到三疊系中上統(tǒng)地層中,蠶食了晚三疊世時期形成的層控的鎢錫礦(周建平等,1998,1999;談樹成,2001;秦德先等,2006a,b;黎應(yīng)書等,2006,2007;談樹成等,2006),并在接觸帶及其相關(guān)的裂隙系統(tǒng)中重新分配,可以形成結(jié)晶更粗,品位更富的“接觸帶型”礦體。經(jīng)花崗巖疊加改造后,金屬元素按照溫度降低的順序產(chǎn)生了金屬分帶序列:Sn-W-Mo-Bi,Sn-Cu,Sn-Pb-Zn(毛景文等,2008)。實質(zhì)上,在個舊地區(qū),晚期花崗巖起到了對玄武巖型層狀錫礦床的“分選富集”作用。

總體看,無論是滇西還是滇東南地區(qū),花崗巖中所含的錫鎢,均是其深部基底地層中所含的層控礦床中的錫鎢被重新配置的產(chǎn)物,前身仍然是與基性巖密切相伴的層控礦床中的錫鎢。如果基底地層中沒有錫鎢富集,其重熔的“S”型花崗巖中也沒有錫鎢礦形成,如魯?shù)榛◢弾r和白馬雪山花崗巖。

2 層控鎢錫礦的地質(zhì)意義與勘探啟示

2.1 地質(zhì)意義

層控鎢錫礦不僅顛覆了以往教科書中關(guān)于“鎢、錫、鉬、鉍、鈮鉭礦床與S型花崗巖關(guān)系密切”的論述,使人們重新去認(rèn)真和審視鎢錫礦產(chǎn)出的環(huán)境和地質(zhì)意義,提醒人們重新去考慮廣西九毛錫礦區(qū)產(chǎn)出的古元古界四堡群中的木錫石礦床等是形成于高溫環(huán)境嗎？無論古元古界、滇東南寒武系、廣西大廠泥盆系、個舊地區(qū)的三疊系等,鎢錫總是與玄武巖組合密切伴生,而不需要“S型”花崗巖作為必要條件。鎢錫礦床表現(xiàn)出普遍的“親玄武巖”的地質(zhì)事實,是值得進(jìn)一步關(guān)注的問題。與鎢錫礦有關(guān)的最基礎(chǔ)的層控礦床,總是產(chǎn)出于地球演化較早時期的太古代—古元古代(如云南西南部的古元古代老街子組、中國東部武夷山地區(qū)的古元古代建甌群等;國外如津巴布韋—羅德西亞的太古代鎢礦床(Cunningham et al.,1973)、南非墨奇遜嶺古元古代礦床(Murchison Range,South) (Viljoen et al.,1975);澳大利亞杰維斯嶺(Jervois Range)、芒特·艾薩、布羅肯.希爾等的早元古代礦床(Plimer,1980);瑞典中部的克斯約貝里(Yxsj?berg)元古代白鎢礦床;美國科羅拉多和懷俄明州的元古代礦床(Tweto,1960);非洲西南部—納米比亞的奧卡漢賈(Okahandja)附近的元古代鎢礦床(Cunningham et al.,1973);阿根廷圣路易斯和科爾多瓦(Cordoba)地區(qū)的晚元古代鎢礦床(de Brodtkorb and Brodtkorb,1977);以及歐洲的早元古代鎢礦床(例如東阿爾卑斯,H?ll,1977;法國南部,Beziat and Tollon,1976等等),是否暗示了元古代存在一種含鎢錫玄武巖漿作用的特殊地質(zhì)演化歷史和階段——即地殼形成后發(fā)生的高溫親石元素的分異作用？元古界地質(zhì)體中的富鎢錫特性似乎可以作為基底巖石的指紋,也就是說可以用其含鎢錫高低來區(qū)分的基底地層的來源:(1)含鎢錫高者可能源于南方大陸體系(岡瓦納陸群),如滇西鎢錫帶的 Sn的豐度為 5.0×10-6,W 為2.9×10-6(吳上龍等,1990),分別是地殼豐度(以Taylor,1964為基準(zhǔn))的2.55倍和1.33倍;滇東南的都龍—文山地區(qū)中寒武統(tǒng) Sn豐度高達(dá) 110×10-6(云南省有色地質(zhì)局317隊,1984)。鎢錫高背景為錫礦的形成準(zhǔn)備了豐富的物質(zhì)條件,形成重要的鎢錫礦胚層(protore),或者本身就可構(gòu)成很好的鎢錫礦體,如完冷錫礦、西盟錫礦、南秧田鎢礦等;(2)含鎢錫低者可能源于北方大陸體系(勞亞大陸群),含鎢錫偏低,即使有“S”型花崗巖形成的造山帶,也沒有規(guī)模較大的鎢錫礦產(chǎn)出,如烏拉爾造山帶、興蒙造山帶等產(chǎn)出的“S”型花崗巖,鮮有鎢錫礦報道。因此,基底地層的鎢錫含量高低可以作為陸殼演化的一個衡量指標(biāo):南方大陸群基底高 W、Sn,而北方大陸群的基底W、Sn低。

深水相泥質(zhì)巖層序的鈣硅酸鹽和硅質(zhì)巖層位中,如果含有相對富集的F、Pb-Zn、Mo、Be,則是熱水沉積的層控白鎢礦的良好的指示劑(Plimer,1980)。沒有指示劑,那些極細(xì)小(<100 μm)的層控白鎢礦靠肉眼很難識別,勘查中可能會被漏掉。

值得注意的是,由于基性火山巖經(jīng)歷深度變質(zhì)而成為角閃巖(特別是那些前寒武紀(jì)基底),常常被誤認(rèn)為是層狀輝綠巖或輝長巖,但產(chǎn)狀和原巖恢復(fù)的研究可以幫助解決這個問題,基性巖層為之上通常是最好的層控鎢、錫礦含礦層位。

2.2 勘探啟示

層控鎢錫對勘查具有戰(zhàn)略上的影響,對于像云南昌寧縣薅壩地錫礦的古近系始新統(tǒng)、個舊錫礦三疊系個舊組等這樣的淺部層位,順層布置錫礦勘查,并與構(gòu)造控制相結(jié)合,是成礦帶尺度的鎢錫礦找礦要考慮的,尤其與遙感解譯結(jié)合,是有效而快捷的找礦勘查突破手段。對于寒武系田蓬組、古元古界老街子組等那樣的古老層位,隨著近年來勘探手段的進(jìn)步,尤其是深鉆的進(jìn)步,也逐步的得到重視,在深部危機(jī)礦山找礦中意義重大。需要指出的是,在有花崗巖與元古界、寒武系等褶皺基底地層相伴產(chǎn)出時,大多數(shù)代表著造山擠壓后強(qiáng)烈伸展的背景下的變質(zhì)核雜巖,幾乎每個花崗巖出露的地區(qū)都是斷裂交匯的熔融中心,形成花崗巖時本身處于較深的位置,后期逐步伸展剝離后,蓋層逐漸被侵蝕后,才使得熔融的地層和熔融產(chǎn)物(花崗巖)顯露出來,有相當(dāng)一部分依然是隱伏的。因此,在一定程度上講,變質(zhì)核雜巖是地質(zhì)作用過程將深部礦體抬升到淺表的一種表現(xiàn),也為人們提供了更加便于開采的天然地段。然而,那些隱伏的“雜巖體”依然是勘探地質(zhì)學(xué)家們應(yīng)該關(guān)注的要點之一。

3 結(jié)論

(1)層控鎢錫礦出現(xiàn)于特定的層位中,包括:滇西地區(qū)的元古界老街子組(Pt1l)、公羊河群(Pt2-3G),石炭系勐洪群(Cmh)(或大硐廠組(C2dd)),始新統(tǒng)珠山群(E2zh);滇東南下寒武統(tǒng)沖莊組(?1ch)或中寒武統(tǒng)田蓬組(?2t)、中三疊統(tǒng)個舊組(T2g)等。

(2)層控鎢錫礦最常見的賦礦巖石組合是玄武巖,而不是S型花崗巖。

(3)經(jīng)花崗巖疊加后,在富鎢錫層位及其上方,經(jīng)加溫再分配后,可形成受成礦溫度控制的有高溫鎢-錫、中溫銅-鉛-鋅、低溫砷-銻-鉍-汞的組合特征。

(4)變質(zhì)核雜巖使含鎢錫層位和 S型花崗巖抬升,使錫鎢礦易于發(fā)現(xiàn)和開采;隱伏花崗巖及其周圍的鎢錫-多金屬礦依然十分重要。

致謝:本文是通過近十年來多次野外觀察和討論得到的認(rèn)識。感謝云南地勘局四隊蔣成興高工等在騰沖—梁河地區(qū)絲光坪、來利山等礦區(qū)野外工作給予的幫助和支持。

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