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云南省宁蒗县树扎地区铜矿成因探讨

发布时间:2022-02-13 08:36:55 浏览数:

摘要:宁蒗地区树扎铜矿系喜山期隐伏斑岩体与二叠系灰岩发生交代作用所形成的矽卡岩型铜矿;喜山期的气水热液沿同期再次活动的北北西-南北向断裂上升,沿途萃取二叠系玄武岩中的铜元素,富铜热液沿裂隙上升过程中由于物化条件的改变,上侵的富铜热液在一定构造空隙中充填,为该区原生铜矿另一主要来源。以上原生铜矿出露地表后,再次发生次生富集作用,为该区铜矿的另一主要成因。

关键词:树扎 矽卡岩 去气作用 次生富集

中图分类号:P62 文献标识码:A 文章编号:1007-3973(2011)004-109-02

1 引言

云南省宁蒗县树扎地区铜矿位于宁蒗彝族自治县县城145。方向,平均约9公里。该矿区位于云贵高原西缘,属横断山脉的一部分,山势高峻、河谷切割剧烈,故历来研究程度较低。该区可分两个成矿区块,分别为铜厂河铜矿,及树扎铜矿,其中铜厂河铜矿以前曾有人进行过研究。但树扎铜矿的成因尚未见探讨。通过近期在该区的研究及综合前人研究成果,笔者认为树扎铜矿的成因可分为早期的矽卡岩矿床,以及在早期基础上发育而来的风化矿床两部分。

2 树扎铜矿控矿条件

2.1地层条件

区域内出露地层有泥盆系、二叠系、三叠系、第三系和第四系。其中矿源层为二叠系的上二叠统玄武岩,其分为两组,分别为上组黑泥哨组,及下组玄武岩组。二叠系下统的泥盆系灰岩亦与成矿关系密切。其中二叠系岩性特征如下:

二叠系上统黑泥哨组(P2h):属滨海相-沼泽相沉积,其含铜(100-1000)10-6,岩性为砂岩、页岩、灰岩、玄武岩夹煤层。

二叠系上统玄武岩组(P2β):常有较稳定的灰岩夹层和枕状构造,表明其具海底喷发性质。其含铜(20-400)10-6,岩性为黑色、绿黑色致密块状、杏仁状、气孔状、斑状玄武岩。夹数层紫红色凝灰岩。

区内铜矿的主要含铜矿物为孔雀石、辉铜矿、黄铜矿等。他们主要出露于二叠系上统的玄武岩之中,甚至部分还可见于二叠系下统中。而且其出露状态一般与石英脉或者方解石脉有关,仅有少量出露于玄武岩气孔中,或星点状出露于玄武岩中。

2.2构造条件

区域上,本区处于康滇缅“歹”字形构造的东缘,与扬子准地台的南缘,丽江台缘拗陷西缘的两大构造之间。不同方向的构造力,使区域形成不同的次级构造单元。而本区的成矿,主要受四大构造条件的控制;

(1)东西向构造带:分布在测区西北部,走向近东西向、倾向不清,主要表现为断层,构造充填物少见,根据地层错位判定,属压扭性平移断裂。

(2)北北西向,近南北向构造带:发育在区域的东北部,即宁蒗河以东地区,褶皱断裂均有发育。

(3)北西构造带:断层展布树扎铜矿的北东,是泥盆系与二叠系的接触带断裂,走向北北西310°。

(4)北东向构造带:分布于金沙江以东,金棉一带,构造带以断裂为主,褶皱不发育,断裂规模巨大,走向北东40-45°,以金棉断裂为主要断裂,倾向北西,倾角较缓,倾角30-40°。本区所见仅为该断裂同一时期的应力较薄弱地区的产物,故其在本区的出露较少,且多山间沟谷之中,延长一般在1km左右。

通过对该区的填图及结合前人资料,可知以上以上构造皆为成矿前构造,且其形成的先后顺序为东西向构造带一北北西向,近南北向构造带一北西向构造带一北东向构造带,在成矿前以上构造带都是在燕山期区域性的挤压应力下形成的,故其早期都表现为压性断层性质,但随着时间的改变,该区的主应力轴的方向也一直发生着改变,故以上构造带后期皆表现为压扭性的特征。而主应力轴口3方向改变应是如下按顺序:南北向一东西向一北东向一北西向一东西向。其中最后一期东西向构造应发生在喜山期,为成矿期构造。从而使得北北西,南北向断裂成为主要容矿构造,并使得含矿溶液通过南北向断裂上升、运移,并在与东西向、北东向和北西向断裂的交接复合部位的低压力区停积、沉淀成矿。

2.3岩浆条件

卫星照片数字处理图象的信息特征反映,在铜厂河矿区深部发育隐伏斑岩体,空间上属宁蒗地区喜马拉雅期斑岩带的组成部分。

3 树扎铜矿热液特征与成矿模式

3.1成矿热液特征

铜厂河铜矿的碳、氧、硫的同位素分析结果(据郭文平,2001)如下:

(1)碳同位素:该区方解石脉中所测碳同位素8"3CPDB(‰)值-在-6.700~9.043之间,该值接近岩浆成因含碳质岩石的8~3CPDB(‰)值,5~8(据Holfs,1980),且与空气中CO2的813SCPDB(‰)值分布区间一致。

(2)氧同位素:该区方解石脉中氧同位素818*OSMOW(‰)值在13.2753~18.8700之间。根据一些含氧物质氧同位素值的分布,在没有变质岩的地区,该值主要分布在沉积岩的6180s-MOW(‰)范围之内;其次,与花岗岩的6"80SMOW(‰)区间值有少量叠合。

(3)硫同位素:该区辉铜矿中测得硫同位素8334S(‰)=-4.9~-9.7,变化幅度较小,不超过5‰,具有岩浆成因的热液硫化物特征(据Holfs,1973)。但该值与岩浆岩834S(‰)区间值相比,略有偏离;与宁蒗地区罗卜地斑岩体黄铜矿中硫同位素834S(‰)值(-5.6)却较为相似。

通过氧同位素818OSMOW(‰)值可知,成矿热液来源主要为区内的沉积岩,但同时与喜山期岩浆活动有关。而通过碳同位素834CPDB(‰)值则可知,成矿热液的本体为酸性岩浆活动有关,至于含矿热液的碳同位素值与含碳岩石的值不同的原因则应该是与空气中C02融入地下水,并与泥盆系的灰岩反应形成的阴离子被带入后期岩脉所致。而硫同位素834S(‰)值则说明成矿热液与喜山期中酸性岩浆活动有成因关系,而834S(‰)值偏离可能与沉积硫的参与有关。

结合图1,可见铜厂河方解石的C、O同位素大体集中于岩浆碳酸盐岩与海相碳酸盐岩之间,该特征位于图l中趋势1与趋势2之间,这一方面说明碳酸盐岩的成因为沉积物混染作用或高温分异作用。但由于测得方解石包裹体的均一温度相对较低(绝大部分集中于115~220℃之间(据郭文平,2001)),因而可排除高温分异作用对方解石C、O同位素组成的影响。即铜厂河铜矿床成矿流体中的CO2既有幔源、又有壳源,成矿流体是一种既有幔源组分、又有地层组分参与的混合流体。另一方面,也说明该区的碳酸盐岩热液中的原生碳酸岩岩浆曾发生过去气作用,结合该区主要容矿构造为南北向,说明早期的北北西,南北向断裂在后期

东西向挤压应力作用下再次活化,使得切割深度继续加大,从而深达至隐伏的斑岩体处,从而引发了原生碳酸岩岩浆发生去气作用。

由于铜厂河及树扎铜矿两者毗邻,兼之构造及地层等的一致性,笔者认为可以借鉴铜厂河的同位素分析来表明树扎铜矿的情况。

趋势①为原生碳酸岩沉积物混染或高温分异作用C、O同位素组成变化趋势;

趋势②为原生碳酸岩岩浆去气作用C、O同位素组成变化趋势;

3.2成矿阶段及成矿模式

通过野外填图,我们发现树扎铜矿含铜矿物的产出与石英或方解石关系密切,如石英一孔雀石、石英-绿帘石-辉铜矿、辉铜矿一方解石、黄铜矿一石英、黄铜矿-方解石等组合。出现如上组合的原因是因为该区成矿主要分为两个阶段,分别为早期的矽卡岩成矿阶段,及在其基础之上发生的风化成矿阶段。

3.2.1矽卡岩成矿阶段

结合区内碳酸盐岩地层发育,且在喜山期发育有一期中酸性岩浆活动,而且由于区内断裂发育,从而为地下可能的接触交代提供了更多的气水热液,笔者认为,该区存在形成矽卡岩矿床的前提条件。再者,矽卡岩型铜矿及铅锌矿的形成往往和花岗闪长岩、石英二长岩有关,而云南宁蒗-滨川一带为壳幔混源型富碱浅成侵入岩组合,以石英二长斑岩等为代表,源区应为下地壳或壳幔过渡层(据骆耀南,2002),这与图l所示结果一致。

3.2.2风化成矿阶段

在早期矽卡岩矿床暴露地表后,该区矿床中原生硫化物黄铜矿、辉铜矿等发生表生氧化作用,从而形成硫酸铜,硫酸铜具有很好的溶解性,通常被带出氧化带并向潜水面下移动,但由于该区围岩及脉石矿物中有大量的碳酸盐岩及少量的硅质岩,从而促使铜从溶液中沉淀下来,使得孔雀石等矿物出现在氧化带铁帽中。

从硫化物矿床氧化带中淋滤出来的硫酸铜溶液,渗透到潜水面之下流动带的还原环境中,交代原生矿石中的硫化物时,便可产生辉铜矿、铜蓝等次生矿物,从而发生次生富集作用。经过上述的次生富集作用,从而使得辉铜矿、铜蓝等于流动带中得到极大富集,从而大大提升了其工业价值。

4 结论

综上所述,我们可得以下结论:

(1)喜山期发育有一期东西向挤压,从而使得早期北北西,南北向断裂再次活化,使得深切至隐伏斑岩体,为后来的含矿热液提供了上升通道及容矿空间。

(2)由于热液交代作用,该区形成了矽卡岩矿床。同时矽卡岩阶段热液沿北北西-南北向断裂上升,续经过沉积地层,热液溶解盐类,从而形成热卤水,继而奉取其中的铜元素,从而形成富铜热液,并在物化条件改变时在裂隙中冷凝充填,为该区原生铜矿的另一主要成因。

(3)以上原生铜矿出露地表后,受风化作用,从而发生次生富集作用,为本区又提供了一期很有价值的风化淋积矿床。

参考文献:

[1]云南省地质矿产局.云南省区域地质志[M].北京:地质出版社,1990.

[2]吉林大学.地质矿产勘查基础[M].长春:吉林大学出版社,2007.

[3]胡受权.宁蒗铜厂河铜矿床成矿条件研究[D].云南地质,2001.

[4]郭文平.宁蒗地区铜厂河铜矿控矿条件与热液成矿模式探讨[J].火山地质与矿产,2001.

[5]骆耀南.西南三江地区造山演化过程及成矿时空分布[J].地球学报,2002.

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