金沙江沿岸成矿理论.docx

1、金沙江沿岸成矿理论金沙江沿岸（上扬子板块）成矿理论1 区域成矿背景宁南地区地层在区域上自前震旦系至第四系均有出露，第三系在本区未出露，第四系地层零星沿河谷及缓坡地带分布。银厂沟-骑骡沟铅锌矿区在区域上处于小江断裂（巧家-布拖-昭觉断裂）西侧、北西向普格-宁南断裂北东侧，及北东向会理-宁南-金阳断裂带及南东侧。三条断裂两两交汇，在四川宁南至云南巧家间，形成有利构造岩浆热液活动的三角形构造结。2 矿区地质特征2.1 地层与构造银厂沟-骑骡沟矿区，主要出露地层为震旦系和寒武系，其次为第四系和少量前震旦系，震旦系和寒武系间为假整合接触。震旦系灯影组中上部白云岩为该矿区的主要含矿层。矿区位于骑骡沟倾伏背

2、斜之西翼紧靠轴部，为一单斜构造，岩层产状变化受其倾伏背斜控制。褶皱翼部发育次一级的小挠曲。矿区断层较发育，伴随该发育小断层及节理裂隙。矿区以北北西向断层组为主要构造，大多显示逆断层特征，与铅锌矿有密切关系，为成矿早期断裂。次级的北东向和东西向断层组，为成矿后断裂，局部切割或破坏矿体。2.2 含矿层震旦系灯影组上段(Zbd3)是银厂沟-骑骡沟铅锌矿区及外围最主要的赋矿层位，上覆下寒武统筇竹寺组砂岩、粉砂岩覆盖。两者构成良好的地层岩性圈闭组合，阻止了矿液继续向上运移而充填于含矿层的白云岩夹硅质条带的裂隙中。灯影组白云岩为海相沉积，富含丰富的藻类和有机质，（地表和深部均有明显的地沥青显示），对铜、铅

3、、锌等成矿物质淀积具有重要作用（Anderson，1991）。2.3 矿石类型与围岩蚀变矿区矿石主要为块状、网脉状和浸染状。矿石矿物有方铅矿、闪锌矿，次为黄铁矿、褐铁矿等。脉石矿物有石英、方解石、白云石、玉髓、萤石等。围岩蚀变主要为硅化、碳酸盐化（白云石化、方解石化），局部可见重晶石化，并形成由玉髓、石英构成的似碧玉岩及石英脉，白云石、方解石构成的热液白云岩、方解石脉等。3 硅质条带的成因分析矿区主要赋矿岩石为硅质条带白云岩、白云质硅质石、构造角砾岩、构造碎裂岩、构造碎粉岩等，最主要的为白云质硅质岩。前人多将白云质硅质岩中的硅质条带视为同生沉积的硅质条带，并作为矿区灯影组内部的分层标志。近年，

4、又有较多的人将其视为热水喷流沉积的硅质，认为它是川滇黔地区铅锌矿床为热水喷流沉积成因的铁证。经实地观察，发现这些硅质条带在白云岩中局部出现水平层理或水平纹层，显示沉积或同生热水喷流沉积特征。但从较大尺度上观察，发现其向两端收敛、归并或分支、分叉等现象，总体具有顺层剪切构造的样式或形貌，显示出后期热液沿先成顺层剪切构造贯入充填、交代的特征。对硅质条带和硅化矿石取样，切制薄片镜下鉴定发现，除硅化矿石有较多金属矿物外，二者具有相似的组成和结构。硅质条带主要由蛋白石、玉髓、石英组成，蛋白石、玉髓主要分布在靠近围岩一侧，清晰且晶粒相对粗大的石英或梳状石英存在于中间部位。因为硅质条带中间部位空间相对较大，

5、SiO2有足够的时间和空间结晶。这证实所谓条带状硅质岩并非同生沉积或同生喷流沉积的硅质岩，而是热液充填交代形成的似碧玉岩。运用ICP-MS，分析生物碎屑泥晶白云岩及其中的硅质条带的稀土及微量元素（表1），结果表明，二者的稀土元素和其它微量元素的含量，存在明显差异。白云岩的稀土元素含量比硅质条带，稀土总量（REE）高约28%，其中，比轻稀土（LREE）高25.6%，比重稀土（HREE）高107%。白云岩与硅质条带的稀土元素分布型均为轻稀土富集的左倾形（图1），但白云岩具有较明显铈负异常、镨正异常和弱钬负异常；硅质条带具有明显的铈正异常、微弱镨负异常和弱钬正异常。白云岩和硅质条带均具弱负铕异常，然

6、而硅质条带铕负异常较白云岩强（表2）。LREE/HREE、La/Y、La/Yb显示，硅质条带比白云岩轻、重稀土轻稀土分异稍强，但重稀土分异强烈（表3）。上述表明，硅质条带与白云岩绝非同一环境的产物。其中，铈正异常表明硅质条带非正常沉积形成，而是富硅热液充填交代形成；铕负异常的存在表明形成硅质条带的热液与结晶分异形成的岩浆热液有关；稀土因素内部分异强烈，表明形成硅质条带的热液经历了较充分的演化过程。在微量元素方面（见表1），与白云岩相比，一方面硅质条带明显富集：亲铜元素Cu、Pb、Zn，分别为白云岩8.8倍、5.35倍、11.5倍；铁族元素V、Cr、Co、Ni，分别为白云岩的1.8倍、12.3倍

7、、2.3倍、1.2倍；分散元素Ba、Ga、Tl，分别为白云岩的1.3 倍、2.3倍、1.1倍；稀有元素Rb、Cs、Zr、Hf，分别为白云岩的1.2 倍、1.4倍、1.1倍、1.6倍；放射性元素U、Th，分别为白云岩的1.6倍、2.9倍；钨钼族元素Bi，为白云岩的1.95倍。另一方面，硅质条带相对贫乏：稀有元素Li、Be、Se、 Nb、Ta，分别为白云岩的0.40.8倍；分散元素Sr，为白云岩的0.4倍；稀土，尤其重稀土，分别为白云岩的0.8倍和0.5倍。硅质条带富含Cu、Pb、Zn ，表明形成似碧玉岩（硅质条带）的热液富含Cu、Pb，Zn，极可能是形成层状矿体相关的成矿热液；富含铁族因素，反映

8、热液系深部来源，且与岩浆活动以及热液运移路径上物质结构相关；Cr、Co较天宝山、大梁子矿床低，则暗示热液运移路径上先存岩浆物质较少。Ga、Tl 等分散元素，Rb、Cs、Zr、 Hf 等稀有元素，以及放射性元素U 、Th 和钨钼族元素Bi的富集，也暗示热液与深部中酸性岩浆活动有关；稀有元素Li、Be、Sc、Nb、Ta 和分散元素Sr的贫乏，表明硅质条带的非海相沉积成因；而稀土，尤其重稀土的亏损，则说明形成硅质条带的热液的物质不是震旦系内/侧分泌的结果。图1中方框为生物碎屑泥晶白云岩；圆圈为硅质条带。地壳中轻稀土既富且易活化，如热液主要是处于上地壳的震旦系岩层活化所致，则轻稀土必然大量富集。从各种

9、微量元素对比值（见表3）看，与硅质条带相比，白云岩稀有元素Zr/Hf、Pb/Cs、 Nb/Ta ，亲铜元素Pb/Cu、Pb/Zn，放射性元素U/Th，铁族元素Ni/Co，存在较强分异；分散元素Sr/Ba，铁族元素Ni与亲铜元素Cu，铜与分散元素Sr、Ba则分异强烈。Zr、Hf、Ta、Nb通常被认为稳定元素，白云岩与硅质条带相比，Zr、Hf、Ta、Nb分异较强，表明硅质条带是由演化不甚成熟的热液形成的。白云岩的U/Th分异胜于硅质条带，既表明白云岩与硅质条带非同源成因，亦反映白云岩的形成大大早于硅质条带。硅质条带，铁族元素内部分异强烈，亲铜元素/亲铁元素强烈分异，而亲铜元素内部分异不显。这显示，

10、形成似碧玉岩的热液，一方面，在深部经历了较强的演化，以致铁族元素内部分异强烈，亲铜元素/亲铁元素强烈分异；另一方面，热液运移与侵位过程中，未发生进一步的充分演化，以致亲铜元素（Cu、Pb、Zn）内部未能发生有效分离，或者说，热液运移侵位是快速度的，据研究，这种快速运移侵位，只有构造驱动可以实现。硅质条带，亲铜元素与钨钼族元素，强烈分异，表明热液运移过程中，有一定陆壳物质加入，但份额有限。放射性元素U/Th分异不强，而亲铜元素/放射性元素，除Pb/Th外，均强烈分异，反映硅质条带形成于较晚时期。综上所述，稀土和微量元素特征，表明硅质条带是在富硅热液后期充填交代白云岩形成的似碧玉岩；热液富含亲铜元

11、素（Cu、Pb、Zn），与成矿关系密切；热液富含铁族元素（V、Cr、Co、Ni），暗示其为深部来源。铁族元素内部，以及亲铜元素/铁族元素间的强烈分异，表明热液在深部有明显演化；亲铜元素内部分异不明显，则说明热液上侵运移时演化尚欠充分。亲铜元素与钨钼族元素强烈分异，表明加入热液的陆壳物质有限。放射性元素U/Th分异不强，而亲铜元素/放射性元素强烈分异，反映硅质条带形成于较晚时期。4 控矿因素4.1岩性控矿银厂沟-骑骡沟铅锌矿床已发现的全部矿体，均产于上震旦统灯影组顶部（zbd3）的硅质条带白云岩中，表现出岩性、岩相对矿体形成的专属性。灯影组顶部的硅质条带为早期成矿阶段蚀变硅化作用的产物，并伴随热

12、液白云石的形成，构成了该段岩石良好的岩石孔隙度和渗透率，形成了成矿流体的运移通道和储矿空间。其次白云岩之上覆盖层为下寒武统筇竹寺组底部致密中层-厚层状泥质岩，总厚达130m以上，构成了一个很好的地球化学障，阻挡了成矿流体的扩散和流失，将成矿流体限制在了灯影组上部地层中。4.2构造控矿银厂沟-骑骡沟铅锌矿床产在骑骡沟复背斜的南西翼，银厂沟-骑骡沟-四大块一带，恰好夹持在宁南断裂和跑马乡断裂之间，为一单斜构造。矿区内发育的北北西向和南北向断裂是成矿流体良好的运移通道和储矿构造；而北北东断裂和东西向断裂则为后生的破坏矿体的断裂构造。根据野外调查，矿体产状与断裂一致，走向近南北向或北北西向的张性断裂为

13、矿区内最主要的控矿断裂。矿体基本上都充填在该组断裂及其所派生的产状相同的次级断层或邻断节理或裂隙中。矿体呈细脉状、网脉状、透镜体状产出。5 矿床成因银厂沟-骑骡沟铅锌矿无论是在区域地质背景还是成矿地质特征上均与典型的密西西比河谷型（MVT型）铅锌矿相似。主要表现在：1）产于上震旦统灯影组顶部的中层-厚层-巨厚层状富含硅质条带的白云岩中。铅锌矿体主要赋存于较厚的碳酸盐岩建造中，与辽宁的关门山和四川的大梁子的MVT型铅锌矿床一致。2）银厂沟-骑骡沟铅锌矿床在空间上分布于扬子板块的西部边缘，沉积岩相为海相碳酸盐岩沉积，含藻类沥青等有机质，沉积建造应为藻礁碳酸盐建造，与北美地区的铅锌矿床所处的大地构造环境一致。3）矿体形态严格受区内断裂控制，矿体多分布于近南北向或近北北西向的断裂破碎带中，体形态多为透镜体状，网脉状，细脉浸染状。4）矿石组分主要以方铅矿、闪锌矿为主，含少量黄铁矿，局部含有锗、鎘、铟、镓等稀散元素，类似于北美Missouri地区的Oldlead矿带。5）大量证据表明矿区发育的硅质条带为后期热液充填产物，并非同生沉积或同生喷流沉积硅质岩，成矿热液顺构造裂隙运移充填于含有机质碳酸盐岩中，类似密西西比河谷型铅锌矿成矿机制。