云南思茅盆地大平掌铜金多金属矿床金的赋存状态_纪璇.pdf
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1、矿床地质MINERAL DEPOSITS2023年2月February,2023第 42 卷第 1 期42(1):170191纪璇等:云南思茅盆地大平掌铜金多金属矿床金的赋存状态*本文得到中国地质调查局地质调查二级项目“东南亚南亚国际合作地质调查”项目(编号:DD20221805)资助第一作者简介纪璇,女,1998 年生,硕士研究生,矿物学、岩石学、矿床学专业。Email:XuanJ*通讯作者吴松洋,男,1989 年生,博士,高级工程师,从事东特提斯构造演化与成矿效应研究工作。Email:。ORCID:0000-0002-7587-0284收稿日期2022-08-05;改回日期2022-12-
2、30。赵海杰编辑。文章编号:0258-7106(2023)01-0170-22Doi:10.16111/j.0258-7106.2023.01.011云南思茅盆地大平掌铜金多金属矿床金的赋存状态*纪璇1,2,3,刘书生3,吴松洋3*,罗泽雄4,张云龙4,王冠3,杨永飞3,冷秋锋3,王坤阳3(1 中国地质科学院,北京100037;2 中国地质大学(北京)地球科学与资源学院,北京100083;3 中国地质调查局成都地质调查中心,四川 成都610081;4 云南省地质矿产勘查院,云南 昆明650051)摘要大平掌矿床是西南三江地区重要的铜金多金属矿床,为系统地对比研究矿区 16 号勘探线新发现两类金
3、矿体,即 V1块状硫化物矿体中顺层产出的层状金矿体、穿层断裂带中的网脉状金矿体中金的赋存状态、载金矿物类型,探讨金的沉淀机制。文章基于详实的野外地质调查,运用光学显微镜、扫描电镜(SEM)观察,结合电子探针(EPMA)分析和激光剥蚀电感耦合等离子体质谱(LA-ICP-MS)原位微量元素分析。结果表明,两类金矿体矿石中可见金为金的独立矿物(银金矿、碲金矿、碲金银矿),以裂隙金形式赋存,层状金矿体矿石中还可见晶隙金;热液型黄铁矿是两类金矿体矿石的主要载金矿物,其中“不可见金”均以固溶体金(Au+)为主,存在极少数的纳米金(Au0)。两类金矿体金的成矿均受后期东西向断裂带影响,为后期具有较高碲逸度的
4、成矿热液充填成矿提供有利空间,金的独立矿物颗粒细小且分布不均,是由流体的沸腾和混合作用以及不平衡、不稳定的流体体系造成;两类金矿体中固溶体金(Au+)均由 Au+占据黄铁矿晶格空位或缺陷等畸变形成。关键词地球化学;金的赋存状态;金的碲化物;电子探针分析;LA-ICP-MS 原位分析;大平掌多金属矿床中图分类号:P618.51文献标志码:AOccurrence of gold in Dapingzhang copper-gold polymetallic deposit,Simaobasin,YunnanJI Xuan1,2,3,LIU ShuSheng3,WU SongYang3,LUO Ze
5、Xiong4,ZHANGYunLong4,WANG Guan3,YANGYongFei3,LENG QiuFeng3and WANG KunYang3(1 Chinese Academy of Geological Sciences,Beijing 100037,China;2 School of Earth Science and Resources,China University ofGeosciences,Beijing 100083,China;3 Chengdu Center,China Geological Survey,Chengdu 610081,Sichuan,China;
6、4 Yunnan Exploration Institute of Geology Mineral Resources,Kunming 650051,Yunnan,China)AbstractThe Dapingzhang deposit is an important copper-gold polymetallic deposit in the Sanjiang area region ofsouthwestern China.In order to systematically and contrastively research the occurrence state of gold
7、,the typesof gold bearing minerals and the gold precipitation mechanism of two kinds of newly discovered gold orebodiesin No.16 exploration line of the mining area,namely,the layered gold orebody produced in bedding in V1massive sulfide orebody and the stockwork gold orebody in the transbedding faul
8、t zone.In this paper,based on detailed field geological survey,optical microscope,scanning electron microscope(SEM)observation,combinedwith electron probe micro-analysis(EPMA)and laser ablation inductively coupled plasma mass spectrometry第 42 卷 第 1 期纪璇等:云南思茅盆地大平掌铜金多金属矿床金的赋存状态171(LA-ICP-MS)in situ tr
9、ace element analysis are used.The research results show that the independent gold mine-rals(electrum,calaverite,petzite)can be seen in the form of fissure-gold in the two types of gold orebodies,andthere is also interstitial-gold in the layered gold orebody.Hydrothermal pyrite is the main gold beari
10、ng mineral ofthe two gold orebodies,among which the invisible gold is mainly solid solution gold(Au+)and rare nano-gold(Au0).The gold mineralization of the two kinds of gold orebodies is affected by the late east-west fault zone,which provides favorable space for the filling and mineralization of hy
11、drothermal fluid with high tellurium fugacity.The individual mineral particles of gold are fine and unevenly distributed,which is caused by the boiling andmixing of fluids and the unbalanced and unstable fluid system.The solid solution gold(Au+)in the two kinds ofgold orebodies is formed by Au+occup
12、ying the pyrite lattice vacancies or defects.Key words:geochemistry,the occurrence of gold,gold telluride,electron probe analysis,LA-ICP-MS in situ analysis,Dapingzhang polymetallic deposit大平掌矿床是三江成矿带中典型的火山成因块状硫化物(VMS)型铜金多金属矿床,是目前滇西最大的VMS型矿床,其中可见块状硫化物矿体(V1)和细脉浸染状矿体(V2)呈典型的“上层-下脉”特征,目前探明铜储量约30万t,伴生金约
13、8 t,达到中型规模(李峰等,2000;钟宏等,2000;汝珊珊,2014)。前人研究表明,大平掌矿床形成于中-晚志留世(李进宝等,2012;Lehmann et al.,2013;汝珊珊等,2014;Zhuet al.,2016;Wang et al.,2021a),成矿流体来源于深部岩浆水和海水混合,成矿物质来自深部岩浆和火山岩围岩(Zhong et al.,2000;钟宏等,2003;Zhu etal.,2016);成矿阶段分为海底火山喷发、火山熔岩形成、块状硫化物和网脉状矿化形成以及上盘凝灰岩形成5个阶段(李峰等,2012;汝珊珊等,2014;王新宇,2021);铜矿石内存在自然金和银
14、金矿,主要以包体金形式赋存在黄铜矿中(杨贵来等,2001;朱悦彰,2015;张武鹏,2016;张云龙等,2021)。杨岳清等(2008)通过硫化物微区元素分析,还发现黄铁矿中含有一定量的“不可见金”。近年来,该矿山仍在“边采边探”,在矿区16号勘探线新发现了“层状”和“网脉状”两类金矿体,目前推断金资源量约为6 t,但两类矿体中Au平均品位差异较大,分别为100 g/t和20 g/t(大平掌铜矿资源储量核实报告,2018)。20世纪90年代以来,大平掌多金属矿床的勘查工作一直以铜为主矿种,对金的勘查评价没有引起足够重视,受限于测试手段、测试仪器以及样品获得非系统性等因素,金的相关研究工作相对滞
15、后且不够系统,特别是针对新发现金矿体的研究程度薄弱,制约了矿石加工技术性能的优化、金回收率的提高以及选矿成本的降低。因此,文章以16号勘探线新发现金矿体为研究对象,系统采集代表性样品,通过岩相学观察,结合扫描电镜(SEM)、电子探针(EPMA)和激光剥蚀电感耦合等离子体质谱(LA-ICP-MS)原位微区分析手段,对比研究两类金矿体在金的赋存状态、载金矿物类型等方面的异同点,探讨金的沉淀机制,分析两类矿体品位差异的原因,为深化大平掌矿区金成矿作用认识、支撑企业制定更加科学的金矿选矿工艺提供理论依据。1区域地质概况大平掌铜金多金属矿床地处兰坪-思茅地块与澜沧江结合带之间(图1a),属于思茅盆地内景
16、谷-景洪火山弧多金属成矿带(钟宏等,2000;李峰等,2012),是南澜沧江洋洋壳向东俯冲过程中,弧后裂陷带内火山喷气、热液活动等地质作用叠加、耦合的产物(李文昌等,2001;潘桂棠等,2003;Hou et al.,2007;Deng et al.,2014;尹福光等,2021a)。区域内地层以下元古界大勐龙群(Pt1)为基底,主要出露有中-上志留统大凹子组(S2+3d),二叠系大新山组(Pd),中三叠统的臭水组(T2c)、大水井山组(T2d)、忙怀组(T2m)、下坡头组(T2x),上三叠统小定西组(T3xd)、威远江组(T3w)和中侏罗统花开左组(J2h)。其中,大凹子组(S2+3d)是区
17、内主要的赋矿地层,呈北北西向夹持于酒房断裂(F1)与李子树断裂(F4)之间,东、西侧与其他地层均为断层接触(图1b)(李峰等,2003;Lehmann et al.,2013;汝珊珊等,2014)。区域内构造以断裂为主,北北西向酒房断裂(F1)是重要的控盆、控岩、控矿构造,对区内岩浆活动、沉积变质作用、构造变形以及大凹子组火山岩有172矿床地质2023 年图1大平掌矿床大地构造位置(a)和区域地质图(b,据Lehmann et al.,2013;陈莉等,2015;王新宇,2021;王冬兵等,2021;尹福光等,2021b修改)1中侏罗统花开左组;2上三叠统小定西组;3上三叠统威远江组;4中三叠
18、统臭水组;5中三叠统大水井山组;6中三叠统忙怀组;7中三叠统下坡头组;8二叠系大新山组;9中-上志留统大凹子组;10下元古界大勐龙群;11喜马拉雅期花岗斑岩;12印支期斜长花岗斑岩;13印支期石英闪长岩;14海西期二长混合花岗岩;15断层及编号;16河流;1金沙江-哀牢山结合带;2兰坪-思茅地块;3景谷-景洪陆缘弧;4澜沧江结合带;1昌宁-孟连结合带;1保山地块;2腾冲岩浆弧Fig.1Tectonic location map(a)and geological map of Dapingzhang deposit(b,modified after Lehmann et al.,2013;Che
19、n et al.,2015;Wang,2021;Wang et al.,2021;Yin et al.,2021b)1Middle Jurassic Huakaizuo Formation;2Upper Triassic Xiaodingxi Formation;3Upper Triassic Weiyuanjiang Formation;4Middle TriassicChoushui Formation;5Middle Triassic Dashuijing Formation;6Middle Triassic Manghuai Formation;7Middle Triassic Xia
20、potou Formation;8Permian Daxinshan Formation;9Middle-Upper Silurian Daaozi Formation;10Proterozoic Damenglong Group;11Himalayan graniteporphyry;12Indosinian plagioclase granite porphyry;13Indosinian quartz diorite;14Hercynian monzogranite;15Rivers;16Fault andnumber;1Jinsha River-Ailao Mountain junct
21、ion zone;2Lanping-Simao Block;3Jinggu-Jinghong continental arc;4LancangRiver junction zone;1Changning Menglian junction zone;1Baoshan Block;2Tengchong magmatic arc明显的控制作用(李峰等,2003;李进宝,2012;汝珊珊,2014)。李子树断裂(F4)、白沙井断裂(F2)将矿区夹持其中,还分布有大平掌断层(F3)、采场断层(F5)等小断层。区内褶皱构造以半坡复背斜为主,包括云县背斜和大平掌背斜(图1b)。区域内岩浆岩发育,侵入岩主要
22、分布于酒房断裂(F1)以西,以印支期斜长花岗斑岩、印支期石英闪长岩和海西期二长混合花岗岩为主(Zhong et al.,第 42 卷 第 1 期纪璇等:云南思茅盆地大平掌铜金多金属矿床金的赋存状态1732000;Zhu et al.,2016);火山岩分布在澜沧江断裂带和酒房断裂(F1)间,以中酸性岩为主;区域变质岩主要分布于酒房断裂(F1)以西,变质地层有下元古界大勐龙群(Pt1)和二叠系大新山组(Pd)。2矿床地质特征2.1矿区地质特征矿区出露的地层主要为中-上志留统大凹子组(S2+3d)与中三叠统下坡头组(T2x),两者呈断层接触。下坡头组岩性为灰紫、灰绿色岩屑砂岩、粉砂岩,泥岩与灰岩互
23、层,底部为砾岩;大凹子组为一套细碧角斑岩建造,是主要含矿火山岩系,由下至上分为4段:第一段(S2+3d1)主要岩性为浅灰色-灰白色石英角斑岩及其火山碎屑岩夹灰绿色细碧岩,其顶部富火山角砾岩层为主要含矿层位;第二段(S2+3d2)主要岩性为浅灰色-灰绿色英安岩,熔蚀结构和杏仁构造发育,与一段过渡部分为含矿层位;第三段(S2+3d3)主要岩性为灰白色流纹岩、角斑岩、细碧岩,灰绿色火山角砾岩、凝灰岩等;第四段(S2+3d4)主要岩性为紫灰色角斑岩,灰绿色-灰黄色角砾凝灰岩等(汝珊珊等,2012;王新宇,2021;张云龙等,2021)。矿区内白沙井断层(F2)具线性构造特征,切错和抬升火山岩和矿体,断
24、层西盘、东盘分别出露下坡头组和大凹子组,断层呈北北西向与矿体平行分布(Wang et al.,2021)。大平掌断层(F3)与白沙井断层近于平行,均为酒房断裂带的分枝构造,断层西盘出露大凹子组一段、二段,东盘出露大凹子组三段。采场断层(F5)为北西向断层,具压性结构特征,纵向切断矿体,断层南西盘出露大凹子组一段,北东盘出露大凹子组二段(图2)。矿区岩浆岩主要出露印支期斜长花岗斑岩图2大平掌铜金多金属矿床地质简图(据郜周全等,2019;张云龙等,2021)1中三叠统下坡头组;2中-上志留统大凹子组一段;3中-上志留统大凹子组二段;4中-上志留统大凹子组三段;5角砾状流纹斑岩;6印支期斜长花岗斑岩
25、;7V1矿体出露位置;8V2矿体出露位置;9断层及编号;10勘探线及编号;1116号勘探线位置;12金矿体位置Fig.2Simplified geological map of the Dapingzhang copper-gold polymetallic deposit(modified after Gao et al.,2019;Zhang etal.,2021)1Middle Triassic Xiapotou Formation;2The First section of Middle-Upper Silurian Daaozi Formation;3The Second secti
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