張瑞武,李佳成,付永恒
礦區(qū)大地構(gòu)造位置位于揚(yáng)子準(zhǔn)地臺(tái),川滇臺(tái)背斜,滇中臺(tái)陷,楚雄凹陷內(nèi),紅河大斷裂東側(cè)。礦區(qū)西側(cè)為麗江臺(tái)緣褶皺帶,點(diǎn)蒼山—哀牢山褶皺束,位于哀牢斷塊東部。區(qū)內(nèi)巖漿巖分布較廣,主要為華力西期巖漿巖。以紅河深斷裂為界,東西兩區(qū)巖漿活動(dòng)差異較大:西區(qū)主要為中基性火山巖;東區(qū)為鐵質(zhì)超基性巖和基性巖。
西區(qū)龍樹大橋至牛街一帶,分布一套上二疊系玄武巖,基—中性火山巖,以前者為主,后者次之。是測(cè)區(qū)內(nèi)較早期巖漿活動(dòng)。玄武巖類有斜長(zhǎng)斑狀玄武巖及玄武玢巖,具斑狀,杏仁狀構(gòu)造,斑晶為基性斜長(zhǎng)石、輝石組成,斜長(zhǎng)石含量50%,杏仁體普遍為綠泥石;安山巖類包括安山巖、安山玢巖、安山質(zhì)凝灰熔巖。巖石具斑狀結(jié)構(gòu),斑晶由拉長(zhǎng)石、輝石組成,部分具杏仁狀構(gòu)造,杏仁體中充填石英、鈣質(zhì)物及黃鐵礦,蝕變強(qiáng),具絹云母化,黝簾石化、綠泥石化?;?guī)r類:包括凝灰質(zhì)砂巖,安山質(zhì)晶屑凝灰?guī)r。
東區(qū)主要出露基性-超基性巖,具有多期活動(dòng)特點(diǎn)。
印支-燕山早期:超基性巖屬哀牢山超基性巖帶西亞帶的青木林超基性巖群的一部分。巖石化學(xué)分析成果M/F值為8.87-10.12,屬鎂質(zhì)超基性巖,其中有鉻鐵礦礦化,并形成礦點(diǎn)、礦化點(diǎn);基性巖分布于哀牢山斷裂西側(cè),緊靠超基性巖西邊出露,巖性為輝長(zhǎng)巖、輝綠輝長(zhǎng)巖。
燕山期:主要沿紅河深斷裂東側(cè)三疊系上統(tǒng)地層內(nèi)零星分布的基性巖和酸性巖,多是一些小巖墻、小巖脈、透鏡狀小巖體?;詭r為輝長(zhǎng)巖、輝綠輝長(zhǎng)巖、輝綠巖、輝長(zhǎng)輝綠巖及蝕變基性巖,在區(qū)域及礦區(qū)所見(jiàn)多是順層侵入的小巖脈及透鏡體,少數(shù)為小巖墻。侵入云南驛組的巖體數(shù)量多,蝕變較強(qiáng),多已鈉黝簾石化,次閃石化;侵入羅家大山組的巖體數(shù)量較少,蝕變減弱。
酸性巖主要沿紅河深斷裂東側(cè)呈北西一南東向帶狀分布,自阿求和、德苴經(jīng)香果林、塔頂、諸葛營(yíng)至平田、馬家村均有出露。圍巖有哀牢山變質(zhì)巖系、二疊系上統(tǒng)、三疊系上統(tǒng)、云南驛組、羅家大山組。單個(gè)巖體呈長(zhǎng)條狀,大者2-3km2,小者0.1-0.5km2或更小。多呈巖墻、巖株,脈狀產(chǎn)出,西側(cè)少見(jiàn)。巖石類型有斜長(zhǎng)花崗巖,黑云母花崗巖,二云母花崗巖。大巖體邊緣也見(jiàn)二長(zhǎng)花崗巖,花崗閃長(zhǎng)巖。巖石中長(zhǎng)石含量高。
喜山期:本期巖體,零星出露。在香果林西側(cè)二疊系上統(tǒng)和鼠街之東禮社江邊第三系三營(yíng)組內(nèi)見(jiàn)有侵入體。巖體大多呈小巖墻、小巖突、小巖枝產(chǎn)出,規(guī)模很小,最大1-2km2,小者幾百或幾十平方米。巖石主要為正長(zhǎng)斑巖,二長(zhǎng)斑巖。圍巖蝕變一般較弱,接觸帶有褪色、絹云母化及角巖化。在巖體外接觸帶光譜分析有鎳、鉻、鈷、鉬、錫、銅、鉛、鋅等元素富集,可作為找礦線索。
時(shí)代不明巖漿巖及脈巖:侵入于下古生界的石英閃長(zhǎng)巖、黑云母花崗巖小巖體以及侵入于不同時(shí)代地層的云煌巖脈,酸性巖,石英脈,以及一些基性巖脈,難以判斷其地質(zhì)時(shí)代。
經(jīng)對(duì)哀牢山北段及金寶山礦區(qū)部分巖石金屬元素含量進(jìn)行統(tǒng)計(jì)。從表中可看出在超基性巖中,鉻、鎳、鈷元素比一般沉積巖及變質(zhì)巖中高出十幾倍至幾十倍。區(qū)域化探工作選用了鉻、鎳、鈷、銅、鉛、鋅元素進(jìn)行土壤測(cè)定。通過(guò)趨勢(shì)面分析,得出以下初步認(rèn)識(shí):鉻、鎳的趨勢(shì)高值區(qū)與金寶山背斜分布范圍一致;鉛、鋅趨勢(shì)高值區(qū)與阿六土-馬家村背斜分布范圍一致。鉻、鎳與鉛、鋅趨勢(shì)值豐度反映了不同的構(gòu)造部位的特征,它們和巖漿巖的分布及礦田的存在有密切關(guān)系。鉻、鎳趨勢(shì)高值區(qū)在金寶山背斜中向南延續(xù)較遠(yuǎn);鉛、鋅趨勢(shì)高值區(qū)在阿六土-馬家村背斜中向北延伸較遠(yuǎn),指示了礦區(qū)及礦帶繼續(xù)傾沒(méi)或延伸,值得今后找尋隱伏礦體注意。鉻、鎳及鉛、鋅的高值區(qū)各成對(duì)分布。反映出鉻、鎳高值區(qū)與超基性巖有關(guān),鉛、鋅與多金屬礦點(diǎn)有關(guān)。
礦區(qū)內(nèi)巖漿巖以基性巖為主,次為超基性巖,而酸性巖脈所占比例很小。
(1)基性巖:礦區(qū)基性巖分布較廣,數(shù)量最多,大者有21 個(gè)巖體。它們主要侵入于金寶山組及下二疊統(tǒng)中,其中尤以金寶山組第三段中數(shù)量最多,個(gè)別規(guī)模也最大。在三疊系上統(tǒng)云南驛組及羅家大山組中也有少量的侵入體。巖石類型有輝長(zhǎng)巖,輝綠巖,閃長(zhǎng)巖,強(qiáng)烈蝕變基性巖及局部分異形成的角閃橄輝巖,單輝橄欖巖等。
(2)超基性巖:地表見(jiàn)大小11 個(gè)巖體。它們嚴(yán)格受古生代地層控制,產(chǎn)狀與圍巖產(chǎn)狀基本一致,為順層侵入的巖床或巖脈。巖石類型簡(jiǎn)單,為橄欖巖型巖體。
巖體南段現(xiàn)控制長(zhǎng)2200m,從5 線剖面看,巖體向南東翹起,并已遭受過(guò)上三疊世前的剝蝕,保存厚度很薄,向南東有尖滅的趨勢(shì)。寬1050-1223m,比較穩(wěn)定,東西兩側(cè)大致在29 線和28 線附近尖滅。巖體厚度很不穩(wěn)定,一般垂厚8.16-32.99m,最大垂厚55.39m,以4-20 線一帶較厚。
北段巖體現(xiàn)控制長(zhǎng)2560m,往北西仍繼續(xù)延伸,在禮社江附近控制寬1240m,327 線以北控制寬760m,往北東仍有擴(kuò)大的趨勢(shì)。厚度變化亦不穩(wěn)定,但金寶山背斜軸部巖體變厚,兩翼變薄,一般垂厚25.07-109.06m,最大垂厚3ZK4 為170.11m。其中有四個(gè)厚大于100m 的部位,即12ZK4-6 孔間,1ZK4 孔附近,5ZK13-17 孔間,13ZK26-34 孔間,總的來(lái)說(shuō)背斜軸部東側(cè)巖體較厚。北段巖體形態(tài)復(fù)雜,在縱、橫方向上膨脹、收縮、分枝、合并較為頻繁??傮w來(lái)看,為一順層侵入,受背斜控制中間厚兩邊薄的鞍狀巖床。
巖石化學(xué)成分SiO2、TiO2、FeO、A12O3、CaO、Na2O、K2O等隨巖石的基性程度增高而減少,而Fe2O3、Cr2O3、NiO、CoO則隨巖石的基性程度的增高而增加。K2O、Na2O、NiO、CoO 含量都低,Na2O 大于K2O。按王恒升-白文吉法計(jì)算,巖石屬正常系列和鋁過(guò)飽和系列,兩者將近各占一半,含鉑鈀巖石均屬鋁過(guò)飽和系列。鎂鐵比值0.79-5.32,屬鐵質(zhì)超基性巖。含礦巖石鎂鐵比值一般比非礦巖石高。ac、f、s、f′、c′、a、na 隨著巖石的基性程度增高而降低,m、m′、ca、k、m/f 值則隨巖石基性程度增高而增高,反映超基性巖漿有一定的分異。smf 面上點(diǎn)離sm軸均較遠(yuǎn),分散,多數(shù)落于橄欖巖區(qū),部分落于輝石巖區(qū)。向量多短而陡,反映巖石中鎂低鐵高,巖石暗色礦物中鎂高鈣低,在acsm 面上,多數(shù)遠(yuǎn)離sm 軸,少數(shù)很近,多數(shù)落于鈣長(zhǎng)石—橄欖石線與頑火輝石—堿長(zhǎng)石線間,部分落于頑火輝石—州堿長(zhǎng)石線上部,向量多數(shù)長(zhǎng)而緩,少數(shù)長(zhǎng)而陡,反映巖石中多數(shù)鎂鐵氏,堿鈣多,巖石淺色礦物中鈣高、鈉鉀低、鈉大于鉀。
巖體由單一的單輝橄欖巖相構(gòu)成,偏基性的輝橄巖僅在北段巖體中心部位厚大處有零星小規(guī)模產(chǎn)出,偏酸性的橄輝巖,輝石巖多零星小規(guī)模產(chǎn)于巖體的上部和下部或邊緣,但它們均不構(gòu)成獨(dú)立的巖相帶,反映巖漿分異差。總的來(lái)說(shuō),兩側(cè)基性程度低于中部;上部、下部基性程度不及中心;巖體薄處基性程度比厚大處低。從巖石化學(xué)成分及鎂鐵比值來(lái)看,輝橄巖、橄欖巖、輝石巖間有一定的差異,反映巖漿仍有一定的分異。從巖體不同部位就相同巖類鎂鐵比值比較,上部、下部鎂鐵比值要低,中部要高,反映邊部偏酸性,中部偏基性,說(shuō)明巖漿有分異現(xiàn)象。從鉑鈀礦體呈似層狀、多層次,主要產(chǎn)于巖體厚大部位和產(chǎn)狀基本與巖體一致來(lái)看,反映巖漿具弱的垂直分異特征。另外在北段10ZK8—4ZK11 一帶巖體中下部見(jiàn)含空心豆?fàn)钽t鐵礦橄欖巖產(chǎn)出,也同樣反映出具一定的垂直分異特征??傊驇r體厚度不大,產(chǎn)狀平緩,冷凝較快,分異不好,僅在其厚部位顯弱的垂直分異。
超基性巖體的鉑加鈀豐度值達(dá)0.5g/t,這是金寶山含鉑鈀超基性巖的重要特征之一。
酸性巖脈:地表及深部見(jiàn)有花斑巖、石英鈉長(zhǎng)斑巖、石英斑巖、云煌巖及石英脈等。
花斑巖:是地表及鉆孔中較多見(jiàn)的酸性巖脈,侵入于地層中,并見(jiàn)它穿切基性巖體和超基性巖體。地表見(jiàn)最長(zhǎng)者68m,鉆孔中見(jiàn)垂厚一般在0.5-4.92m,最厚8.95m,規(guī)模均很小。巖石灰白色,為斑狀、球粒狀、顯微文象結(jié)構(gòu),塊狀構(gòu)造。斑晶為長(zhǎng)石和石英呈纖維交生球粒放射狀。基質(zhì)主要為長(zhǎng)石和石英呈顯微文象狀。副礦物有磷灰石、白鈦礦、鋯石以及硫化物等,含量均在1%以下。
石英鈉長(zhǎng)斑巖:它穿切基性巖和超基性巖。數(shù)量很少,規(guī)模很小,長(zhǎng)10m,厚0.71m。巖石為灰白色,斑狀結(jié)構(gòu),塊狀構(gòu)造。礦物成分主要為鈉長(zhǎng)石,已絹云母化,次為不規(guī)則狀石英,含量35%,白云母2%。
石英斑巖:零星少量見(jiàn)于金寶山組及云南驛組地層,規(guī)模很小。巖石白色,斑狀結(jié)構(gòu),塊狀構(gòu)造。斑晶為石英,基質(zhì)主要為長(zhǎng)石,石英,副礦物有鋯石。
云煌巖:從金寶山組至羅家大山組均有零星侵入,是礦區(qū)分布最廣的一種脈巖。長(zhǎng)一般在10-30m,出露寬1-7m,厚0.5-2m。巖石灰綠色,斑狀結(jié)構(gòu),塊狀構(gòu)造。斑晶為黑云母、透輝石,基質(zhì)主要為黑云母、斜長(zhǎng)石,次為少量石英,副礦物有磷灰石、榍石、鈦鐵礦。輝石多已次閃石化、綠泥石化、碳酸鹽化。未見(jiàn)穿切其他脈巖現(xiàn)象。
與上述同類的煌斑巖,它們侵入于泥盆系金寶山組、三疊系上統(tǒng)、羅家大山組以及超基性巖中,呈小規(guī)模產(chǎn)出。巖石灰綠色,斑狀結(jié)構(gòu),塊狀構(gòu)造。斑晶為黑云母,基質(zhì)由黑云母和正長(zhǎng)石組成,副礦物有磷灰石、硫化物等。
石英脈:從金寶山組至羅家大山組中均有,長(zhǎng)1-2m,寬3-10cm 零星小規(guī)模分布,另外也見(jiàn)于一些斷裂中。
根據(jù)酸性巖侵入于中生代地層中,故時(shí)代屬印支-燕山期的可能性較大。
經(jīng)過(guò)對(duì)巖、礦石結(jié)構(gòu)、構(gòu)造、蝕變特征及礦物共生組合關(guān)系等的研究,得出礦物生成順序如下。
根據(jù)本區(qū)超基性巖中鉑、鈀的豐度值很高這一顯著特征分析認(rèn)為,超基性巖漿在侵位之前,即在地殼較深的部位就經(jīng)過(guò)了較好的分異作用。巖漿早期及正巖漿期的結(jié)晶,演化作用從這時(shí)開(kāi)始,直至侵位之后還在繼續(xù)進(jìn)行。
正巖漿期的結(jié)晶作用主要表現(xiàn)為橄欖石的大量晶出,以及少量鉻尖晶石、輝石、微量普通角閃石及長(zhǎng)石等生成。除鉻尖晶石之外它們都是主要造巖礦物。巖漿早期及正巖漿期生成的自形晶鉻尖晶石常包裹于橄欖石中。
早期熔離階段:經(jīng)正巖漿期造巖礦物大量晶出之后,使巖漿的成分發(fā)生改變,導(dǎo)致巖漿侵位后的第一次熔離作用。熔離出含鉻較高的熔漿,形成了具空心豆?fàn)?,環(huán)礁狀等熔離構(gòu)造的鉻鐵礦。此階段除生成較多的鉻尖晶石之外,也繼續(xù)晶出一定數(shù)量的橄欖石、輝石、長(zhǎng)石及角閃石。鉻尖晶石中有微粒狀金屬硫化物及鉑族礦物,與熔離作用有關(guān),但顆粒細(xì)小,含量很少,不具成礦意義。
早期自變質(zhì)階段:本區(qū)超基性巖自變質(zhì)作用強(qiáng)烈,它是巖漿晚期早期熔離階段之后發(fā)先的。指的是巖漿未完全固結(jié)之前對(duì)已晶出的礦物發(fā)生最廣泛的交代作用。表現(xiàn)為纖維蛇紋石、膠蛇紋石、次閃石交代全部橄欖石、部分輝石、角閃石;綠泥石交代全部斜長(zhǎng)石、部分黑云母。交代后保留原巖結(jié)構(gòu)及礦物假象,并析出大量呈微細(xì)脈狀及粉塵狀分布的磁鐵礦。
殘余熔漿結(jié)晶及晚期熔離階段:繼橄欖石晶出之后,輝石、角閃石、斜長(zhǎng)石、黑云母大量晶出。巖漿進(jìn)入了殘余熔漿結(jié)晶階段。造巖礦物的晶出,殘漿中金屬硫化物及鉑族元素的濃度相對(duì)增高。黑云母、角閃石的結(jié)晶和橄欖石、輝石的蛇紋石化消耗了巖漿中大量的揮發(fā)分,改變了巖漿的成分,使金屬硫化物及部分鉑族元素結(jié)晶。隨著巖漿的繼續(xù)固結(jié)和揮發(fā)分的愈趨集中,增強(qiáng)了殘漿的熔離作用,這次熔離作用,有較多的金屬硫化物晶出,形成了似海綿隕鐵結(jié)構(gòu)礦石。
氣成-熱液交代階段:造巖礦物結(jié)晶基本結(jié)束。經(jīng)早期自變質(zhì)作用之后,水及揮發(fā)分進(jìn)一步減少,殘漿中鉑族元素及金屬硫化物進(jìn)—步濃縮。這時(shí)系統(tǒng)中的氣態(tài)一熱液對(duì)造巖礦物進(jìn)行選擇交代,生成結(jié)晶較粗大的葉蛇紋石及疊加次閃石。也生成了黃銅礦、磁黃鐵礦、黃鐵礦、紫硫鎳鐵礦、鎳黃鐵礦、白鐵礦及硫鈷礦等金屬硫化物。鉑族礦物砷鉑礦、硫鉑礦、等軸鐵鉑礦、鈀等軸錫鉑礦、鉑等軸錫鈀礦、自然鉑等。也生成了較多的金、銀礦物。產(chǎn)出部位多在巖體的中上部,金屬硫化物常呈微粒長(zhǎng)條狀、葉片狀。鉑族礦物為半自形—它形,偶見(jiàn)有包裹巖漿期的金屬硫化物及鉑族礦物。由于殘漿溫度較低,交代作用多限于經(jīng)早期蛇紋石化的橄欖石及輝石。
熱液充填階段:由于熱液溫度再次下降,氣態(tài)消失,鉑族礦物及金屬硫化物在熱液的攜帶下充填于巖石的原生節(jié)理、裂隙之中,構(gòu)成了礦區(qū)內(nèi)廣泛分布的細(xì)脈浸染型礦石。生成的脈石礦物有次閃石、碳酸鹽及綠泥石;金屬硫化物有黃銅礦、磁黃鐵礦、黃鐵礦、白鐵礦等;鉑族礦物有豐灤礦及鉍黃碲鈀礦。按各種脈之間的穿插、切割關(guān)系和礦物共生組合,此階段熱液活動(dòng)最少可以分為四次。
熱液分液階段:熱液晚期、硫化物與碳酸鹽、綠泥石等組分發(fā)生分液作用,生成斷續(xù)脈狀及流紋狀構(gòu)造礦石。本階段除生成黃鐵礦、白鐵礦、斑銅礦、黃銅礦、銅藍(lán)等金屬硫化物之外,也有少量的鉑族礦物生成。當(dāng)細(xì)脈發(fā)育時(shí),礦石品位也隨之增高。
表生期:在地表風(fēng)化條件下,碳酸鹽、褐鐵礦、黃鐵礦等沿巖石裂隙沉淀而成,與礦化無(wú)關(guān)。
綜上所述,本礦區(qū)金屬硫化物及鉑族礦物的形成可以分為兩期:即巖漿晚期和巖漿期后熱液期,五個(gè)階段,其中主要有三個(gè)階段。
構(gòu)造控制條件:礦區(qū)位于揚(yáng)子準(zhǔn)地臺(tái)滇中臺(tái)坳的西部邊緣,距紅河大斷裂3km,金寶山背斜軸部的虛脫空間,為含鉑鈀的鐵質(zhì)超基性巖的侵入提供了母巖的構(gòu)造部位。所以位置也是銅—鎳硫化物型鉑鈀礦床的重要構(gòu)造條件,既有地幔物質(zhì)(超基性巖漿)活動(dòng)的通道,又有成巖成礦的穩(wěn)定環(huán)境。
層控條件:含鉑鈀的超基性巖體順層侵入泥盆系金寶山組第三段。巖體呈巖鞍產(chǎn)出,礦體呈似層狀產(chǎn)于巖體中,產(chǎn)狀隨巖體而變化。這是明顯的層控特征。
巖性控制條件:鉑鈀礦床產(chǎn)于含云含長(zhǎng)含閃的橄欖巖中為主,為鐵質(zhì)超基性巖。巖石以鉑鈀豐度值高,含有一定量的金屬硫化物為特點(diǎn)。這是形成鉑鈀礦床的巖性條件。