揚(yáng)子地塊西南緣前寒武紀(jì)銅多金屬礦床及成礦系列

宋 昊，倪師軍，張成江，徐爭(zhēng)啟，宋世偉，汪德文

(1.成都理工大學(xué)，成都 610059；2.中國(guó)有色金屬工業(yè)昆明勘察設(shè)計(jì)研究院，昆明 650051)

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揚(yáng)子地塊西南緣前寒武紀(jì)銅多金屬礦床及成礦系列

宋 昊1，倪師軍1，張成江1，徐爭(zhēng)啟1，宋世偉1，汪德文2

(1.成都理工大學(xué)，成都 610059；2.中國(guó)有色金屬工業(yè)昆明勘察設(shè)計(jì)研究院，昆明 650051)

文章在分析揚(yáng)子地塊西南緣與前寒武紀(jì)銅多金屬礦床成礦特征及與有關(guān)的重大地質(zhì)事件的基礎(chǔ)上，研究了區(qū)域成礦作用與重大地質(zhì)事件的響應(yīng)，劃分了區(qū)域金屬成礦系列，較詳細(xì)地論述了主要成礦系列的組成及成礦規(guī)律，總結(jié)了揚(yáng)子地塊西南緣前寒武紀(jì)銅多金屬礦床及成礦系列。認(rèn)為本區(qū)成礦作用屬于多期次成礦，至少可以分為前期預(yù)富集作用及兩次大的成礦作用(古元古代成礦作用和中元古代成礦作用)，以及若干個(gè)小的成礦作用；1.7 Ga—1.5Ga、1.1 Ga—1.0Ga、中新生代是3次規(guī)模、強(qiáng)度較大的銅礦成礦作用，形成了研究區(qū)內(nèi)規(guī)模較大的諸多銅多金屬礦床。

成礦系列；銅多金屬礦床；揚(yáng)子地塊西南緣；前寒武紀(jì)

0 引言

揚(yáng)子地塊西南緣是我國(guó)前寒武紀(jì)地層出露較多、較完整的地區(qū)之一，是進(jìn)行前寒武紀(jì)地質(zhì)和成礦作用研究的重要地區(qū)。區(qū)內(nèi)出露的前寒武紀(jì)地層中賦存的銅-鐵礦床以礦床個(gè)數(shù)多、規(guī)模大、伴生多金屬成礦等特征，受到國(guó)內(nèi)外礦床地質(zhì)學(xué)者的廣泛關(guān)注[1-5]。

研究區(qū)屬于傳統(tǒng)的揚(yáng)子西南緣“康滇地軸”銅礦帶，是我國(guó)著名銅多金屬礦床集中區(qū)和銅產(chǎn)區(qū)之一，分布著拉拉-大紅山式火山巖型、東川-易門式白云巖型、濫泥坪式砂礫巖-白云巖型和大姚-牟定式砂巖型銅礦床，特別是以元古宇鈉質(zhì)火山-變質(zhì)作用有關(guān)的銅多金屬礦規(guī)模大，成礦潛力好。典型礦床包括分布于大紅山地區(qū)的海相火山巖型鐵-銅礦床、拉拉海相火山巖型銅-鐵礦床等，分別稱為大紅山式和拉拉式[5]。其中，拉拉、大紅山等礦床的成礦地質(zhì)特征具有代表性，且銅鐵資源量豐富，并伴生有Au、Mo、U、Ag、Co、REE等組分，因而具有重要的研究意義。

礦床成礦系列是指在一定的地質(zhì)時(shí)期和一定地質(zhì)時(shí)空域中，在主導(dǎo)的地質(zhì)成礦作用下形成的，由控制礦床形成、變化和保存的全部地質(zhì)要素和成礦作用過(guò)程，在時(shí)空和成因上有密切聯(lián)系的一組礦床類型的組合。根據(jù)成礦作用的級(jí)次，成礦系列可以劃分為不同的層級(jí)，如系列、亞系列、礦床式等[6]；重大地質(zhì)事件是確定成礦系列的最主要依據(jù)，在具體某一地區(qū)，一般都對(duì)應(yīng)于一次大的地質(zhì)事件[7]。本文在分析揚(yáng)子地塊西南緣與前寒武紀(jì)銅多金屬礦床特征及與成礦有關(guān)的重大地質(zhì)事件的基礎(chǔ)上，劃分了區(qū)域金屬成礦系列，較詳細(xì)地論述了主要成礦系列的組成及成礦規(guī)律。

1 區(qū)域成礦地質(zhì)背景

研究區(qū)屬于傳統(tǒng)的“康滇地軸(西昌—滇中地區(qū))”，是我國(guó)著名的經(jīng)向構(gòu)造帶，北起四川攀枝花，南至元江(圖1)；按板塊學(xué)說(shuō)的觀點(diǎn)，本區(qū)屬揚(yáng)子古板塊川滇島弧帶的西南緣(簡(jiǎn)稱揚(yáng)子陸塊西南緣)。其地質(zhì)構(gòu)造復(fù)雜，礦產(chǎn)豐富，是我國(guó)著名銅礦床集中區(qū)和銅產(chǎn)區(qū)之一[8]。

圖1 揚(yáng)子西南緣地質(zhì)構(gòu)造及主要銅鐵礦分布圖(據(jù)文獻(xiàn)[1-4]修編)Fig.1 Map showing geological structure and distribution of iron deposits and Cu deposits at the southwest margin of Yangtze block1.上昆陽(yáng)群；2.中昆陽(yáng)群；3.下昆陽(yáng)群；4.苴林群；5.大紅山群、河口群、東川群；6.花崗巖；7.大型礦床；8.中小型礦床；9.城鎮(zhèn)；10.斷裂

區(qū)內(nèi)的大紅山群、河口群較早被厘定為古元古代地層，基本沒(méi)有爭(zhēng)議。河口群的形成時(shí)代也被限定為更老的古元古代晚期 1 817 Ma～1710 Ma[11]；大紅山群沉積可能起始于1 711 Ma，其沉積時(shí)代1 711 Ma～1 659 Ma[12]。隨著地質(zhì)年代學(xué)(巖漿巖及地層年代學(xué))研究的進(jìn)展，曾經(jīng)被確定為較新的地層單元又被重新厘定為古元古代地層：東川群的沉積年齡被限定為古元古代晚期1 740 Ma～1 690 Ma[13]；而迤納廠礦床的主要賦存層位為迤納廠組，雖然曾被認(rèn)為屬于較新的中元古代地層下昆陽(yáng)群(東川群)，但綜合本文研究及前人近年來(lái)的研究成果，除空間位置屬不同地區(qū)，迤納廠組與河口群、大紅山群的時(shí)代基本一致，很可能是同一地質(zhì)時(shí)期形成的不同成分的地層單元[9]，特別是其成礦年齡測(cè)試結(jié)果為1 617 Ma±100 Ma[10]、1 690 Ma±99 Ma[9]，表明迤納廠組也是古元古代地層。因此，東川群、大紅山群、河口群基本屬于1.7Ga±，為古元古代基本同時(shí)期的地層；它們共同證實(shí)了揚(yáng)子地塊西緣古老結(jié)晶基底的存在[12]。

圖2 揚(yáng)子西南緣元古代地層簡(jiǎn)表(據(jù)文獻(xiàn)[2-4, 13-17]等資料綜合)Fig.2 Abbreviated list of Proterozoic stratigraphy

筆者通過(guò)跟蹤最新的研究動(dòng)態(tài)，結(jié)合本次對(duì)河口群、大紅山群的地質(zhì)年代學(xué)工作，同時(shí)綜合近年來(lái)不同學(xué)者對(duì)大紅山群、東川群、昆陽(yáng)群等的研究成果[13-17]，重新梳理了本區(qū)存在爭(zhēng)議的前寒武系含礦層位(圖2)，認(rèn)為昆陽(yáng)群(黃草嶺組、黑山頭組、大龍口組、美黨組)與會(huì)理群同屬于0.9 Ga～1.1 Ga的沉積地層；東川群(含東川地區(qū)的東川群、湯丹群、滇中地區(qū)的下昆陽(yáng)群、迤納廠組等)雖然巖性組合與滇中地區(qū)昆陽(yáng)群、會(huì)理群類似、變質(zhì)程度均較低，但沉積時(shí)代為古元古代晚期至中元古代早期[18-19]，與河口群、大紅山群相同，應(yīng)該屬于同一時(shí)期(1.5 Ga～1.8 Ga)不同沉積相的地層(古元古界(代)與中元古界(代)之間的界線年齡采用國(guó)際上的全球標(biāo)準(zhǔn)地層年齡1 600 Ma，下同)。因此，河口群、大紅山群和東川群同屬于古元古代晚期較大規(guī)模的拉張環(huán)境下，在斷陷環(huán)境中沉積的與大規(guī)模巖漿活動(dòng)同期的沉積地層[20]。

2 區(qū)域礦產(chǎn)特征

揚(yáng)子地塊西南緣地質(zhì)構(gòu)造復(fù)雜，巖漿作用、變質(zhì)作用疊加在沉積作用之上廣泛發(fā)育，這為區(qū)域金屬礦產(chǎn)資源的形成提供了較為有利的條件。其中，在區(qū)域古老基底形成階段所形成的康定群、河口群、大紅山群、東川群、會(huì)理群、昆陽(yáng)群、鹽邊群等，是銅、鉛、鋅、金、銀礦床的重要賦礦建造，而且被認(rèn)為是本區(qū)的原始礦源層，與成礦具有非常密切的成因聯(lián)系。因此，此研究區(qū)形成了我國(guó)重要的鐵、銅多金屬大型礦集區(qū)，在我國(guó)鋼鐵和有色、貴金屬工業(yè)發(fā)展中處于舉足輕重的地位。

研究區(qū)內(nèi)產(chǎn)出的礦種之多、礦化之集中、礦床類型之復(fù)雜，長(zhǎng)期以來(lái)，備受關(guān)注。從已發(fā)現(xiàn)的礦床(點(diǎn))分析，主要可以分為以下五類成礦系統(tǒng)及其亞系統(tǒng)：

(1)元古宇與火山—沉積—變質(zhì)作用有關(guān)的鐵銅多金屬成礦系統(tǒng)(本論文的主要研究對(duì)象)。包括沉積-變質(zhì)銅礦成礦亞系統(tǒng)和海相火山巖型鐵-銅成礦亞系統(tǒng)(本論文的主要研究礦床)。鐵銅礦床主要分布于古老基底巖系之中；以安寧河斷裂為界可以分為兩部分，其中東側(cè)主要以淺變質(zhì)的東川式為主，西側(cè)多以海相火山沉積-變質(zhì)成因?yàn)橹鳌?/p>

(2)晉寧-澄江期與巖漿-熱液有關(guān)的成礦系統(tǒng)。此成礦系統(tǒng)又可以分為與偏堿性花崗巖類有關(guān)的鈮鉭類成礦亞系統(tǒng)、與鎂鐵—超鎂鐵巖體有關(guān)的銅、鎳、鉑族等元素組合為主的成礦亞系統(tǒng)、與中酸性侵入體有關(guān)的錫多金屬類成礦亞系統(tǒng)。

(3)新元古代—早古生代沉積-改造型為主要類型的鉛鋅多金屬成礦系統(tǒng)。其進(jìn)一步又可分為火山沉積-熱液改造鉛鋅成礦亞系統(tǒng)，熱水沉積-改造層間破碎帶型鉛鋅為主的成礦亞系統(tǒng)。

(4)峨眉火成巖省成礦系統(tǒng)。進(jìn)一步又可分為與深成層狀鎂鐵—超鎂鐵雜巖體有關(guān)的鐵-鈦-釩成礦亞系統(tǒng)、與超淺成鎂鐵—超鎂鐵巖體有關(guān)的銅-鎳-鉑族元素成礦亞系統(tǒng)，與花崗巖—堿性巖系有關(guān)的稀有金屬成礦亞系統(tǒng)，與峨眉山玄武巖漿活動(dòng)有關(guān)的熱液成礦亞系統(tǒng)。

(5)喜馬拉雅期構(gòu)造—巖漿—流體活動(dòng)成礦系統(tǒng)。包括與堿性巖有關(guān)的稀土成礦亞系統(tǒng)，與富堿斑巖有關(guān)的斑巖型銅-鉬-金多金屬成礦亞系統(tǒng)，與動(dòng)(熱)變質(zhì)作用有關(guān)的韌性剪切帶型金成礦亞系統(tǒng)。

其中，本區(qū)與元古宇火山—沉積—變質(zhì)作用有關(guān)的銅多金屬礦集中分布在“雙會(huì)”(會(huì)理和會(huì)東縣)、東川和滇中地區(qū)。典型礦床包括拉拉地區(qū)海相火山巖型鐵-銅礦床、大紅山地區(qū)的海相火山巖型鐵-銅礦床、東川—易門地區(qū)的沉積-變質(zhì)銅礦床等，分別稱為拉拉式、大紅山式、東川式。

本區(qū)與元古宇火山—沉積—變質(zhì)作用有關(guān)的銅多金屬礦產(chǎn)可以根據(jù)地質(zhì)特征分為以下2種成礦亞系統(tǒng)(表1)。

表1 揚(yáng)子西南緣前寒武紀(jì)礦床類型劃分

注：此表?yè)?jù)文獻(xiàn)[21-27]綜合

(1)沉積-變質(zhì)銅礦成礦亞系統(tǒng)：海相沉積-變質(zhì)銅礦成礦亞系統(tǒng)主要以區(qū)域內(nèi)的東川式銅礦(如因民、落雪、湯丹、淌塘等礦床)為例。其中，“淌塘式”銅礦主要賦存于會(huì)理群淌塘組地層中；而“東川式”銅礦資源量可觀，該類礦床主要賦存于昆陽(yáng)群落雪組一套碳酸鹽巖系(少量碎屑巖)沉積-變質(zhì)巖系中，雖然屬于古元古代的古老地層，但其變質(zhì)程度相對(duì)而言很淺。

(2)海相火山巖型鐵-銅成礦亞系統(tǒng)：四川拉拉、云南大紅山銅多金屬礦床是該成礦亞系統(tǒng)的典型代表，也是區(qū)內(nèi)非常重要和具有代表性的礦床類型。該類礦床主要賦存于前震旦系大紅山群、河口群一套典型的細(xì)碧-角斑巖建造中，變質(zhì)程度相對(duì)較深。

綜上所述，該區(qū)銅多金屬礦產(chǎn)資源富集，可劃分為海相火山巖型和沉積-變質(zhì)型礦床亞系統(tǒng)；本文所研究的拉拉、大紅山等礦床屬于海相火山巖型鐵-銅成礦亞系統(tǒng)。

3 成礦與地質(zhì)事件

本次研究工作通過(guò)對(duì)研究區(qū)前寒武紀(jì)地質(zhì)事件的梳理，并研究了成礦地質(zhì)事件及重大地質(zhì)事件的響應(yīng)(表2)；根據(jù)前人研究成礦成巖年齡數(shù)據(jù)，結(jié)合筆者研究資料[5]，認(rèn)為本地區(qū)的成礦作用屬于多期次成礦。從目前研究程度來(lái)看，至少可以分為前期預(yù)富集作用及兩次大的成礦作用，以及若干個(gè)小的成礦作用，其中兩次大的成礦作用主要為古元古代成礦作用和中元古代成礦作用。

本區(qū)的成礦地質(zhì)事件演化史大致分為：

(1)四川冕寧康定雜巖體中含有古元古代早期到晚期的陸殼殘留鋯石，所測(cè)最老年齡為2 468 Ma，可能代表?yè)P(yáng)子地塊的基底[35]，即揚(yáng)子地臺(tái)西緣古陸殼形成于2 486 Ma之前，其形成可能與Kenorland超大陸的拼合和裂谷有關(guān)。

(2)屬于傳統(tǒng)的康滇陸緣裂谷事件(約1 700 Ma～約1500 Ma)[35]，對(duì)應(yīng)于Columbia超大陸的聚合。

(3)后期變質(zhì)及巖漿事件(約1 100 Ma～約800 Ma[3,39])，顯然是Rodinia超大陸的拼貼與裂解事件的響應(yīng)。其中，約1 000 Ma左右對(duì)應(yīng)于格林威爾運(yùn)動(dòng)在揚(yáng)子地塊的響應(yīng)；800 Ma左右晉寧運(yùn)動(dòng)是在揚(yáng)子地塊的響應(yīng)[5]。

綜上所述，可將本區(qū)與成礦作用有關(guān)的地質(zhì)事件過(guò)程歸納為: 古元古代與Columbia超大陸裂解事件有關(guān)的陸緣裂谷環(huán)境，發(fā)育了一套巨厚的火山-沉積建造，形成重要的賦礦層和礦源層，為銅多金屬礦床的形成提供了物質(zhì)基礎(chǔ)；中元古代的與Rodinia超大陸的拼合事件相關(guān)的成礦作用[5]，形成銅、金、鉬等多金屬礦化；而鈾的形成較晚，與區(qū)域新元古代—800 Ma的中酸性巖漿巖有關(guān)，可能與Rodinia 超大陸裂解事件有關(guān)。

4 區(qū)域成礦系列

研究區(qū)是我國(guó)重要的鐵銅礦帶之一，具有多個(gè)重要的銅礦床類型成礦系列(表3)，如東川式、落雪式和易門式以及晚三疊統(tǒng)砂礫巖中沉積-改造銅礦類型等。除筆者曾主要研究的鐵氧化物銅金型(IOCG)礦床[5]之外，這一系列的銅鐵礦山構(gòu)成“四樓一梯”的礦化格架[40-41]?！八臉恰笔侵敢蛎窠M中下部稀礦山式鐵銅礦、落雪組中及底部的東川式銅礦、鵝頭廠組(黑山組)桃園式銅礦、燈影組底部不整合面上風(fēng)化殼型沉積銅礦，“一梯”是指刺穿于下三層銅礦層位之鳳山式角礫狀銅礦。其中，東川式和桃園式等銅礦床屬沉積—層控—層狀銅礦(SSSC)。

表2 揚(yáng)子西南緣相關(guān)的超大陸拼合與裂解事件

表3 揚(yáng)子西南緣的區(qū)域銅及多金屬礦床類型成礦系列

注：據(jù)文獻(xiàn)[26, 42]等綜合

賦存于前寒武系基底巖系中的鐵-銅礦床的成礦作用主要發(fā)生于前寒武紀(jì)，但許多礦床在不同程度地經(jīng)受到后期地質(zhì)作用的變質(zhì)改造(未發(fā)生成礦富集作用)。另外，還有本區(qū)內(nèi)有一些與基底中可能有一定成因聯(lián)系的中新生代銅礦床，也是本區(qū)重要的銅礦床類型。如中生代地層(湖泊、河流、淺海相)中產(chǎn)出的砂巖型銅礦，如六苴銅礦、大銅廠銅礦、大姚銅礦等；這些礦床可能屬于基底地層中賦銅火山沉積巖建造，經(jīng)風(fēng)化剝蝕后，大量的銅質(zhì)被搬運(yùn)至“昆陽(yáng)裂谷”中，隨地層的沉積在有利的位置富集[26,43]。

圖3 區(qū)域演化與銅累計(jì)聚集示意圖(部分銅金屬量大小是估計(jì)的相對(duì)值)Fig.3 Sketch showing regional evolution and copper cumulative concentration

通過(guò)對(duì)礦床成礦特征、成礦年齡及規(guī)模的綜合分析后所建立的區(qū)域銅、多金屬礦床成礦系列及區(qū)域時(shí)間演化與銅累計(jì)聚集特征圖，如圖4所示。從圖4中可以明顯的看出本區(qū)成礦作用屬于多期次成礦，1.7 Ga～1.5 Ga、1.1 Ga～1.0 Ga、中新生代是三次規(guī)模、強(qiáng)度較大的銅礦成礦作用[5]，形成了研究區(qū)內(nèi)規(guī)模較大的諸多銅多金屬礦床。

5 結(jié)語(yǔ)

揚(yáng)子地塊西南緣的前寒武紀(jì)地層中賦存的銅-鐵礦床以礦床數(shù)量多、規(guī)模大、伴生多種金屬等為特征，其中拉拉、大紅山等礦床的成礦地質(zhì)特征具有代表性，且銅鐵金屬資源量豐富，并伴生有Au-Mo-U-Ag-Co-REE等組分，因而具有重要的研究意義。

本此研究工作表明，研究區(qū)成礦作用屬于多期次成礦，至少可以分為前期預(yù)富集作用及兩次大的成礦作用(古元古代成礦作用和中元古代成礦作用)，以及若干個(gè)小的成礦作用；其中，1.7 Ga～1.5 Ga、1.1 Ga～1.0 Ga、中新生代是三次規(guī)模、強(qiáng)度較大的銅礦成礦作用，形成了研究區(qū)內(nèi)規(guī)模較大的諸多銅多金屬礦床。

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Precambrian Cu polymetallic deposits and their minerogenetic series in the southwestern margin of Yangtze block

Song Hao1, Ni Shijun1, Zhang Chengjiang1, Xu Zhengqi1, Song Shiwei1, WANG Dewen2

(1.ChengduUniversityofTechnology,Chengdu610059,China； 2.KunmingInstituteofProspecting&Design,ChinaNonferrousIndustryCompany(Ltd),Kunming650051,China)

Based on analysis of metallogenic characteristics of the Precambrian Cu polymetallic deposits at southwest margin of Yangtze block and related significant geological events the regional metallogenesis and response of the significant geological events are dealt with in the paper and the regional metal metallogenic series divided, the main metallogenic series and regularity detailed and summarized in the paper. The metallgenesis is at least divied into two major periods, the pre-enrichment during Early proterozoic Era and Late Proterozoic Era (1.7 Ga—1.5Ga、1.1 Ga—1.0Ga) and the main enrichment during Mesozoic-Cenozoic Era and several weak metalogenic stages. During Mesozoic-Cenozoic Era 3 strong metallogenic stages in large scale occur and many large Cu polymetallic deposits formed in the study area.

minerogenetic series; copper polymetallic deposits; the southwestern margin of Yangtze Block; Precambrian period

2015-04-03； 責(zé)任編輯： 王傳泰

中國(guó)地質(zhì)調(diào)查局“西南地區(qū)主要成礦帶銅鐵金多金屬找礦模型與勘查方法技術(shù)綜合研究項(xiàng)目(編號(hào)：12120113095500)、科技部973項(xiàng)目(編號(hào)：2015CB453000)、中核集團(tuán)項(xiàng)目“西南地區(qū)深部地質(zhì)過(guò)程與鈾成礦作用研究”聯(lián)合資助。

宋昊(1986—)，男，博士，講師，主要研究方向?yàn)榈V床地球化學(xué)。通信地址：北四川省成都市成華區(qū)二仙橋東三路1號(hào)，成都理工大學(xué)；郵政編碼：610059；E-mail：songhhao@Yeah.net

10.6053/j.issn.1001-1412.2016.04.003

P612，P618.4

A