云南昭通毛坪铅锌矿主控矿因素研究分析.pdf

第 8 期云南昭通毛坪铅锌矿主控矿因素研究分析龚小龙，曾正凯（彝良驰宏矿业有限公司，云南 昭通657600）冶 金 与 材 料Metallurgy and materials第 43 卷 第 8 期2023 年 8 月Vol.43 No.8Aug.2023摘要：毛坪铅锌矿历史悠久，矿床成矿主控因素经历了玄武岩主导、地层主导、层控主导、构造与蚀变白云岩主导、断褶构造与蚀变碳酸盐岩-碎屑岩组合控矿等主要因素。文章从矿区的构造控矿作用、岩性组合方面进行深入研究与分析，结果表明：有利的成矿岩性组合为下部碳酸盐岩+上部含有机质（炭质）和黄铁矿碎屑岩+膏盐层建造；构造对铅锌成矿具有主导性控制作用；该矿床为有利的岩性组合中形成的控矿构造与成矿流体发生耦合作用的产物。关键词：毛坪铅锌矿；构造控矿；岩性组合；控矿因素作者简介：龚小龙（1982），男，四川乐山人，主要从事矿山地质技术管理与研究工作。毛坪铅锌矿位于云南省昭通市彝良县，是滇东北铅锌成矿区中典型的铅锌矿床。关于滇东北铅锌成矿区铅锌矿床成因，不少专家学者提出了不同的观点和认识：岩浆热液说、沉积说、沉积-改造说、沉积-改造-叠加说、沉积-改造-后成说、膏盐萃取-构造控制-流体“贯入”说、低温成矿说、MVT 矿床或 MVT 矿床变型、均一化流体“贯入”成矿说及构造-流体“贯入”成矿说等，之所以引起激烈争论源于不同研究者的不同角度或侧重点。纵观上述认识，其主流观点为 MVT 型和沉积为主体的层控型。矿床成矿的主控因素，经历了玄武岩主导地层主导层控主导构造、蚀变白云岩主导断褶构造、蚀变碳酸盐岩-碎屑岩组合等主要阶段的认识转变后，断褶构造与蚀变碳酸盐岩-碎屑岩组合控矿的观点逐渐得到认可。文章以矿山实际工作为基础，从矿区的构造控矿特征、岩性组合方面入手，对矿区的主控矿因素进行研究分析，能够一定程度上指导矿区后续工作，也能给区域上类似铅锌矿床的研究提供一定借鉴。1矿床成矿背景1.1大地构造背景矿区大地构造处于两大全球巨型构造域的结合部位：滨太平洋和特提斯-喜马拉雅构造域，属于扬子陆块南部碳酸盐台地威宁-昭通褶冲带（表 1）。区内重要的构造运动主要表现为加里东、华力西、印支、燕山和喜山运动，其中北东向褶皱和断裂为加里东运动产物，北西构造为华力西运动产物，印支-燕山运动在前期构造上进一步叠加，造就了现如今的地质景观和颇为复杂的地层、构造格架以及有利的成矿环境咱1-2暂。1.2区域构造背景毛坪铅锌矿区域上处于川-滇-黔铅锌成矿区的中南部，位于南北向小江断裂、北东向弥勒-师宗断裂与北西向紫云-垭都断裂的复合部位。受构造多期次叠加复合的强烈影响，区域内成矿动力学机制复杂、地质环境变化大，形成了优越的成矿地质条件。2矿床主控矿因素研究分析2.1构造控矿因素分析毛坪铅锌矿床最突出的控矿特点为构造控矿，斜冲走滑-断褶构造（毛坪断裂与派生的猫猫山倒转背斜）为其主体的控矿构造格架。其中，北西向毛坪断裂控制毛坪铅锌矿床的时空分布，矿体呈隐伏或半隐伏状，位于毛坪断裂上盘的猫猫山背斜近核部和西北翼的东北向层间断裂带内。矿床的整体展布格局受毛坪断裂及其上盘派生的猫猫山复式倒转背斜组成的断褶构造带控制，其中矿体的形态及产状受层间断裂带控制，共同形成了毛坪铅锌矿床“入字型”构造控矿格架咱3-4暂。根据矿区构造分级精细解析，矿区可筛分出四种构造组合，代表了四种不同的构造体系，控矿构造等级及其类型具体分析如下：2.1.1一级构造北西向左行压扭性毛坪断裂：毛坪断裂作为毛坪表 1毛坪矿区大地构造单元划分表一级构造单元扬子陆块（遇）二级构造单元上扬子古陆块（遇-2）三级构造单元滇东被动陆缘（遇-2-4）四级构造单元水富坳陷盆地（遇-2-4-4）163冶金与材料第 43 卷铅锌矿区内高等级构造之一，与矿床的形成和展布关系密切。通过对毛坪断裂的精细解析，该断裂出露于矿区北西侧、猫猫山背斜北西翼，其总体产状为北东 30毅耀80毅蚁60毅耀85毅南东，其走向自南西向北东，从北北东向逐渐过渡为近东南向，还派生一系列近东西向、南北向次级断裂，断裂带宽度 2025m。断裂带内主要分布碎裂岩、粒化岩，发育方解石细脉。裂面擦痕和阶步、胶结物特征指示其明显具两期构造活动：在成矿期形成透镜体化、碎裂化、白云石化及褐铁矿化带，局部灰色灰岩发生褪色呈灰白色，其次级断裂中充填白云石脉和少量方解石脉，白云石脉胶结灰岩角砾固结成岩，这些特征指示其力学性质具左行扭压性，为毛坪矿床的导构造；在成矿后，表现为白云石胶结物上具明显的擦痕，指示该断裂的晚期活动特征。2.1.2二级构造北东向猫猫山复式倒转背斜、南北向洛泽河左行扭性断裂、北北西向扭张性断裂及向左行压扭性切层断裂。北东向猫猫山复式倒转背斜：猫猫山背斜的轴向呈北北东向，枢纽呈北东-南西向“S”形展布，向北倾伏，北西翼产状较陡（倾角 55毅耀85毅），在洛泽河以西局部倒转，在河东靠近核部地层倒转；西东翼地层缓倾，远离转折端地层变缓；在核部附近褶曲发育，不仅地层产状变化较大，而且有明显的蚀变白云石和方解石脉分布，节理裂隙中褐铁矿化发育，明确显示该背斜为复式构造。近南北向洛泽河左行扭性断裂：该断裂为矿区内重要的配矿断裂之一，其总体具近南北向，但出露不明显。从地层的错动关系可明显判断其具左行扭性，并对矿区地层产状生一定影响。北北西向扭张性断裂：在矿区南部下垭口北侧KHH-12 点具典型性，断裂产状为北西 30毅蚁81毅北东，裂面呈波状、局部舒缓波状，断裂带宽 3050cm，带内为灰色碎裂岩，带内和层间裂隙中充填大量方解石脉团块并沿断裂走向不规则分布，胶结不规则状灰岩角砾，具明显的层-脉结构，指示方解石脉形成于早期（成矿期）；在方解石脉上的水平擦痕镜面和旁侧节理形成于早期（成矿期）；在方解石脉上的水平擦痕镜面和旁侧节理（产状为北西 63毅蚁80毅南西），均指示该断裂晚期具右行压扭性，断裂带向两侧方解石化逐渐减弱。故该方向断裂在成矿期具扭张性，晚期具右行压扭性特征。北东向压扭性切层断裂：矿区内 KHJ-9 点的 F11具典型性。断裂发育于 C1d1中，整体南东倾斜，局部北西倾斜，裂面呈舒缓波状，断裂带宽 0.31m，带内为黄褐色碎裂、碎粒岩，含浑圆状铁质结核，粒径 545cm，断裂上盘地层弯曲不明显，下盘发育拖曳褶皱，并见碳质页岩中的砂岩薄层角砾，部分具类“石香肠”构造。F11断裂旁侧发育一组北东向节理（68 条/10m），节理面平直紧闭，沿节理并发育褐铁矿化，局部见 510cm 错距。依据两侧岩层褶曲特征推断该断裂具有压扭性。2.1.3三级构造北东向左行压扭性层间断裂。通过矿区坑道内典型控构造解析，以及北东向层间断裂最为发育，北西向、南北-北北西向、东西向断裂分布较少。其中北东向层间断裂为主要含矿构造。2.1.4四级构造更次节理裂隙。矿床内发育一系列北东向、北西向、南北向次级节理裂隙带，直接控制矿脉的形态和产状。综上所述，毛坪断裂带内发育网脉状方解石化、浸染状黄铁矿化及明显的铅锌异常，是导矿构造；NE 构造带是矿区主要的成矿构造体系，不同赋矿层位中的北东向压扭性层间断裂带直接控制了铅锌矿化带和矿体群的展布，而且断裂构造岩中微量元素（Zn、Pb、Ag、As、Tl 等）富集现象明显，含量远超其它方向的断裂，表明该类断裂为容矿构造。所以，构造对成矿的控制作用表现为：受北西-南东向构造应力影响，形成了一组以毛坪断裂为主的北东向压扭性断裂，成为了成矿流体运移的主要通道；猫猫山背斜北西陡倾斜翼中的北东向压扭性层间断裂带成为了成矿流体聚集、沉淀的最有利空间（图 1）。2.2岩性组合控矿因素分析毛坪铅锌矿床具有“多层分布、集中产出”的特点，铅锌矿体在石炭系至泥盆系的碳酸盐岩中均有分布，具有非常明显的岩性组合控矿特征，白云岩、灰岩和白云质灰岩等为其主要赋矿围岩，在矿体上部多发育透水性差的还原性盖层（以炭泥质碎屑岩建造为主），其岩石结构均匀，渗透率和孔隙率极低（不透水层），但其塑性较强，受到的构造破坏作用相对较弱，即使岩层被构造作用切穿，成流体也难以进入和聚集，具有良好隔档作用，致使成矿流体很难逃逸，在成矿流体充填、交代及沉淀富集过程中起到了良好的屏障作用。分析研究表明毛坪铅锌矿床存在两套沉积建造，即下部碳酸盐岩（赋矿层）+上部炭质碎屑岩（隔档层）：赋矿层为上石炭统威宁组第一段细晶白云岩及细晶灰岩和上泥盆统宰格组第三段中粗晶白云岩，隔挡层为下二叠统梁山组炭泥岩夹石英砂岩和下石炭统大塘组泥页岩（图2）。据统计，在毛坪矿区外围的大塘组、宰格组等地层中多发育如石膏、重晶石等海相硫酸盐矿物组成的膏盐层。研究表明，海相硫酸盐是毛坪铅锌矿床成矿的主要硫源。目前有两种硫酸盐还原机制：热化学还原作用（TSR）和细菌还原作用测得毛坪铅锌矿床流体包裹体均一温度（180210）远高于发生 BSR 的范围（100），表明在铅锌成矿中硫酸盐的还原机制主要以 TSR 为主。TSR 所需的还原剂，一般认为是有机质，而毛坪矿区大164第 8 期图 1毛坪铅锌矿断褶构造示意图塘组、梁山组碎屑岩地层中均含煤、黄铁矿或碳质层，其中黄铁矿、碳质和有机质具有成熟度高和量大的特点，可作为 TSR 作用的还原剂，可在成矿流体铅锌沉淀过程中提供充足的还原硫。综上研究表明下部碳酸盐岩（赋矿层）+上部含黄铁矿和有机质碎屑岩（隔档层）+膏盐层和含黄铁矿的煤层（硫源层）建造组成了毛坪矿床有利的成矿岩性组合。另外，矿区内有膏盐层变少和矿体附近煤质变差的现象，可能暗示硫源层在成矿过程中被大量消耗所致。3结论（1）下部碳酸盐岩（赋矿层）+上部含有机质（炭质）和黄铁矿碎屑岩（隔档层）+膏盐层（硫源层）建造共同组成了矿床有利的成矿岩性组合。（2）北东向左行压扭性毛坪断裂和其上盘的猫猫山复式倒转背斜，共同形成了“入字型”构造控矿格架，毛坪断裂为该矿床的导矿构造，北西-北北西、近南北向断裂为矿床的配矿构造，北东向压扭性层间断裂带为主要的容矿构造，反映了构造对铅锌成矿的主导性控制作用。（3）矿床主控矿因素为有利的成矿岩性组合（下部碳酸盐岩（赋矿层）+上部含黄铁矿和有机质的碎屑岩（隔档层）+膏盐层（硫源层）建造）与构造（北东向左行压扭性毛坪断裂、南北向左行扭性洛泽河断裂、北东向猫猫山复式倒转背斜、北北西向左行扭张性断裂及北东向压扭性断裂），即该矿床为有利的岩性组合中形成的控矿构造与成矿流体发生耦合作用的产物。参考文献1 柳贺昌，林文达.滇东北铅锌银矿床规律研究 M.昆明：云南大学出版社，1999.2 王童.云南昭通毛坪铅锌矿床地质特征及成因探讨 D.成都：成都理工大学，2018.3 周祖虎.黔南竹林沟铅锌矿床矿床形成机制研究 J.冶金与材料，2021，41（3）：10-11.4 龚小龙，李敬洁，白劲松，等.毛坪铅锌矿床地层-岩性-岩相古地理控矿特征 J.建井技术，2018，39（2）：37-40+21.图 2毛坪铅锌矿主要铅锌矿体产出层位特征图龚小龙等：云南昭通毛坪铅锌矿主控矿因素研究分析165