个旧高松矿田高峰山—驼峰山勘查区层间氧化矿成矿规律及控矿模式探讨.pdf
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1、 收稿日期:2 0 2 2 1 0 0 6;责任编辑:王传泰基金项目:云南省基础研究企业联合专项(编号:2 0 2 1 0 1 B C 0 7 0 0 0 1 0 0 3)资助。作者简介:周政江(1 9 9 5),男,硕士研究生,沉积学、矿田构造研究方向。通信地址:云南省昆明市五华区学府路莲华街道昆明理工大学莲华校区国土资源工程学院;邮政编码:6 5 0 0 9 3;E-m a i l:6 4 6 6 9 0 5 0 7q q.c o m通信作者:范柱国(1 9 6 3),男,教授,主要从事地质工程、成矿构造研究。通信地址:云南省昆明市五华区学府路莲华街道昆明理工大学莲华校区国土资源工程学院;
2、邮政编码:6 5 0 0 9 3;E-m a i l:1 3 9 1 4 7 6 6 6 4q q.c o md o i:1 0.6 0 5 3/j.i s s n.1 0 0 1 1 4 1 2.2 0 2 3.0 2.0 0 1个旧高松矿田高峰山驼峰山勘查区层间氧化矿成矿规律及控矿模式探讨周政江1,范柱国1,张宗鹏2(1.昆明理工大学国土资源工程学院,昆明 6 5 0 0 9 3;2.川庆钻探公司陇东监督部,甘肃 庆阳 7 4 5 0 0 0)摘要:个旧锡矿高松矿田层间氧化矿形态可分为缓倾斜矿体和陡倾斜矿体,其受断裂破碎带、层间剥离带、层间破碎带控制,分布于岩体外接触带的中三叠统个旧组层间
3、破碎带中;矿床一般产出于中三叠统个旧组卡房段的T2g61、T2g51层中。本文综合分析研究区内控矿因素和成矿规律,并结合前人研究资料,归纳了研究区的地质、地球物理和地球化学找矿标志,构建了“三位一体”成矿模式和找矿模型,对于个旧锡矿区开采工作具有一定的参考意义。关键词:高松矿田;成矿规律;控矿模式;找矿标志;滇东南地区中图分类号:P 6 1 8.4 4 文献标识码:A0 引言个旧锡铜多金属矿区,与世界闻名的特提斯巨型锡矿同处一个矿产资源带,它是我们国家滇东南地区较为重要的一个矿产地。个旧锡铜多金属矿区具有大量的锡铜多金属矿产资源,其矿产资源的储量在世界锡铜矿中达到一个较高的占比,约百分之十。锡
4、资源是稀有金属的一种1,随着大量的开采与消耗,个旧锡铜多金属矿区地表的沙矿资源与浅层锡矿体(5 0 0 m以上)开采殆尽,该矿区储量的大量减少,使得人员开采的难度加大。为了保证矿区资源的可持续性,需要开展成矿预测研究。因此,本文基于云南省基础研究企业联合专项(编号:2 0 2 1 0 1 B C 0 7 0 0 0 1 0 0 3)资助,针对个旧高松矿田高峰山驼峰山矿区开展控矿因素和成矿规律研究,以期对个旧矿区的开采工作、矿山发展有所帮助。1 成矿地质背景高松矿田位于个旧市区东南侧,其南与老厂矿田相邻,北面为松树角矿田(图1)。高松矿田面积大于5 0 k m2,该区东南西北各有断裂分布,其中北
5、边断裂在格送地带,南边断裂在北阴山地带,东边断裂在杰山地带,西边断裂在个旧矿区。本次研究工作区域为高松矿田高峰山驼峰山矿产资源区域。高峰山驼峰山矿产资源区的地层及其地层结构在燕山期时代因其剧烈的地壳活动,区内地层发生褶皱变形以及中酸性岩浆岩侵入,在中三叠统个旧组石灰岩、泥质灰岩、灰质白云岩(白云质石灰岩)断裂构造中形成锡铜多金属矿产资源带2。2 矿区地质特征2.1 地层第3 8卷 第2期2 0 2 3年6月:1 2 9 1 3 8 地 质 找 矿 论 丛 C o n t r i b u t i o n s t o G e o l o g y a n d M i n e r a l R e s
6、o u r c e s R e s e a r c h V o l.3 8 N o.2J u n.2 0 2 3:1 2 9 1 3 8图1 个旧矿区及邻区地质简图(据云南有色3 0 8队,修编)F i g.1 G e o l o g i c a l s k e t c h o f G e j i u m i n i n g a r e a a n d t h e s u r r o u n d i n g s1.第四系浮土;2.第三系砂砾岩层;3.鸟格组、火把冲组(石英砂岩、板岩);4.法郎组(粉砂岩、砂岩);5.个旧组(灰岩);6.永宁镇组(泥岩、粉砂岩);7.飞仙关组(砂页岩、长石石英砂
7、岩);8.龙潭组(砂岩、泥页岩);9.哀牢山变质岩;1 0.印支期辉长岩;1 1.燕山中晚期花岗岩;1 2.燕山晚期正长岩;1 3.二叠纪玄武岩;1 4.辉绿岩;1 5.石炭系;1 6.泥盆系;1 7.石灰岩;1 8.五子山复式背斜轴;1 9.贾沙复式向斜轴;2 0.断裂;2 1.锡矿区;2 2.区域典型矿床(点)及编号:1.畔山铅矿;2.宝山寨铅矿;3.白云山霞石矿;4.牛屎坡锡矿田;5.六方寨铅锡矿;6.贾石龙锡矿;7.檬棕铅矿;8.陡岩锡矿田;9.水塘铅矿;1 0.新寨锡铅矿;1 1.木花果铜矿研究区出露地层主要为中三叠统个旧组3,其下部为卡房段(T2g1)石灰岩、泥质灰岩等与灰质白云岩
8、呈互层状产出,中部为马拉格段(T2g2)一套层状白云岩及灰质白云岩,上部为白泥硐段(T2g3)中厚至厚层状石灰岩。卡房段(T2g1)岩层岩性以石灰岩、泥质灰岩与灰质白云岩呈互层状产出,其在燕山期剧烈的地壳活动及中酸性岩浆侵入过程中发育了大量层间破碎带及断裂构造,卡房段(T2g1)是研究区的主要赋矿地层4。卡房段(T2g1)进 一 步 可 分 为 六 层,第5层(T2g51)灰色中厚层状大理岩、第6层(T2g61)浅灰色中厚层状灰 岩 和 灰 岩白 云 岩 是 主 要 含 矿 层 位。T2g51层厚度达到3 6 0 m,其灰色 浅灰色中厚层状大理岩中掺杂着大量的泥土混合物(层间破碎带);T2g6
9、1厚度可达1 5 0 m。2.2 构造研究区褶皱和断裂构造发育。褶皱构造主要有近S N向的驼峰山背斜、五子山背斜(老卡背斜)、高峰山背斜和近NW向的阿西寨向斜;其中,以五子山背斜规模较大,高峰山背斜、驼峰山背斜可视为五子山背斜的次级褶皱(图2)。断裂较多,可分为N E向、NW向、EW向3组。N E向断裂由大箐南山断裂、芦塘坝断裂,以及隐伏的高8 0 7、8 0 8、8 0 9断裂等构成。NW向断裂由F1 3 5断裂、马吃水断裂、驼峰山断裂等构成。EW向断裂由高阿断裂、炸药库断裂等构成。本次对高松矿田驼峰山高峰山矿块区断裂构造含矿性进行了评价,并对控矿构造类型进行了解031地 质 找 矿 论 丛
10、2 0 2 3年析。研究表明,高松矿田驼峰山高峰山矿块区断层共发育了3套断层系统:N E向断层、NW向断层、EW向断层。EW向的断层,属于褶皱早期地层活动中,因其地层相对滑动(层间滑动5),形成了右走滑正断层和非含矿断层相间分布;逆冲断层属于晚期断层。N E向断裂为控矿断裂。断矿断层有EW向、NW向断层。2.3 岩浆岩区内岩浆侵入活动较为发育,以燕山期中酸性岩浆侵入为主。在个旧东区发育的老厂卡房花岗质岩体(老卡岩体)为一隐伏的花岗岩体,其岩性主要为中细粒黑云母花岗岩。图3为燕山期花岗岩侵位三维模型图,花岗岩侵入于个旧组(T2g)灰岩中,侵位表现为北西南三面高,东边低,类似马蹄状;岩体表面形态受
11、地层褶皱、断裂联合控制4。其中,有较多的岩株产 出,形成山势 南高北低,高 峰 山 突起6;在岩体表面形成的突起、凹盆或凹槽部位有矿(化)体出现。图2 高松矿田构造纲要图(局部)F i g.2 S t r u c t u r a l o u t l i n e m a p o f G a o s o n g o r e f i e l d1.褶皱及名称;2.断裂及名称;3.隐伏断裂及名称;4.花岗岩突起;5.地层及名称图3 燕山期花岗岩侵位三维模型图F i g.3 3 D m o d e l o f e m p l a c e m e n t o f Y a n s h a n i a n g
12、 r a n i t i c i n t r u s i v e b o d y131第3 8卷 第2期周政江等:个旧高松矿田高峰山驼峰山勘查区层间氧化矿成矿规律及控矿模式探讨 高松矿田地表未见花岗岩出露,但在深部有隐伏花岗岩体分布,其标高9 0 01 2 0 0 m4;花岗岩是锡铜多金属矿的成矿母岩,它提供了一定量的成矿物质和热能,在花岗岩侵位地段突起的小岩株、小岩脊以及凹陷部位,是矿体赋存有利地段,形成舌状、盆状槽型、兜型、面型、槽型等形态复杂的矿体,比如:1 1#、1 2#、1 3#、1 6#、3 1#矿体等。图4 高峰山 驼峰山层间氧化矿成矿规律图F i g.4 M a p s h o
13、 w i n g t h e m e t a l l o g e n i c r e g u l a r i t y o f i n t e r f o r m a t i o n a l o r e i n t h e G a o f e n g s h a n-T u o f e n g s h a n p r o s p e c t i n g a r e a1.断裂;2.隐伏断裂;3.花岗岩突起;4.接触带矿;5.层间矿;6.矿化点2.4 围岩蚀变研究区内岩浆活动强烈,早期形成的岩石,在含矿热液作用下,产生了一系列的蚀变作用。常见的近矿围岩蚀变主要有褐铁矿化(黄铁矿和磁黄铁矿氧化产物)
14、、铁锰矿化和大理岩化,它们与花岗岩体和断裂构造以及岩浆期后热液作用关系密切7。褐铁矿化是本研究区寻找锡矿的直接标志,可以通过褐铁矿化的现象来发现锡矿。同理,通过铁锰矿化来寻找银铅矿体。3 成矿规律与控矿模式3.1 成矿规律成矿规律是指对矿床形成和分布的时间、空间、物质来源及共生关系诸方面的高度概括和总结。通过对矿床成矿规律研究,利于进一步开展找矿工作8。图4为高峰山驼峰山层间氧化矿成矿规律图。从研究区矿体分布规模分析,驼峰山层间氧化矿矿体整体沿着N E向大箐南山断裂展布,在EW向高阿断裂与大箐南山断裂的夹持部位矿化最强;高峰山层间氧化矿以高峰山突起为中心,围绕岩体顶部产出。层间氧化矿的成矿方式
15、分为以下4类:背突式:上层通常为背斜结构,下部为花岗岩成分,附带较多的小岩株,与岩株接触层含有较多的矽卡岩型硫化物,并提供较多空间的层间矿体。断裂加互层式:在个旧组地层互层带中形成了早期矿源,断裂加互层中间的矿液在含矿层的交互层中发生相对对冲挤压,含矿层受作用力发生破碎、分离,演变成整合式矿域,即互层带与断裂交切式。断裂式9:通过成矿热液沿断裂填充,形成一种脉状矿段的区域。断皱式:层间矿床为断裂和陡立岩层构造而成的挠曲带。3.2 控矿特征研究控矿因素是开展成矿预测的最基本的方式4,1 0。从以往的经验中可以得出,本区的控矿因素主要包括地层岩性、地质构造、岩浆侵入活动等因素,它们影响矿床产出的空
16、间。3.2.1 地层控矿特征研究区层间氧化矿主要产出于个旧组卡房段上部岩系T2g61及T2g51中,含矿地层岩性为灰色浅灰色中厚层状灰岩、含泥质灰岩。231地 质 找 矿 论 丛2 0 2 3年(1)地层的岩石物理性质对成矿的控制T2g61层由浅灰色的中厚层石灰岩等组成,其与白云岩交互层有着不同的化学性质,在各种地层作用力下,矿层之间产生较多的对冲和挤压作用,易发生破碎和错杂,这些空间给矿液和成矿提供了有利的条件,可以发现大量氧化矿体在次空间中贮存。T2g51位于花岗岩的上部,受花岗岩分布形态和地层所影响,成矿多以脉状形态分布。赋矿岩层的孔隙度和渗透率对成矿的形成有着一定的影响,孔隙度高、渗透
17、率大的可为提供良好的成矿空间,利于其富集成矿。通过研究发现,个旧组T2g51、T2g61层就存在较大的孔隙度和渗透率(表1),所以在这2个地层层位的锡铜资源含量较大。(2)岩石化学成分对成矿的控制研究区个旧组中锡、铜元素含量较高(w(S n)=2 1.3 8 l 0-6,w(C u)=7.6 51 0-6),赋矿地层为该区的成矿储备了物质基础。同时,T2g51、T2g61层位的岩石包含较多钙、镁质碳酸盐岩,其对锡、铜元素的富集有积极的促进贮存作用。有研究资料1 11 2表明,个旧组碳酸盐岩中锡元素平均丰度相对较高,是世界值的3.5倍;远离矽卡岩矿体的碳酸盐岩围岩中的锡铜元素含量普遍高于近矿围岩
18、2倍多;燕山期构造运动诱发的花岗岩浆上侵过程中含有一定量的成矿热液,以及岩浆上侵的热能对富含锡铜元素的三叠系个旧组碳酸盐岩围岩的改造,都为研究区的成矿提供了物质来源。本次研究统计了驼峰山、高峰山勘查区8个层间氧化矿矿体,个旧组卡房段是主要有利成矿层位,尤其是个旧组卡 房段的T2g61、T2g51层 位(表2、图5)。表1 个旧组各层位孔隙度、渗透率统计结果T a b l e 1 P o r o s i t y a n d p e r m e a b i l i t y o f e a c h l a y e r i n G e j i u f o r m a t i o n层位T2g33T2g
19、23T2g13T2g42T2g32T2g22T2g12T2g61T2g51T2g41T2g31T2g21T2g11岩石孔隙度/%0.5 50.1 40.2 81.5 63.6 80.6 51.3 01.4 30.7 22.5 70.3 06.7 10.1 3渗透率/n1 0-2 m28.95.2 74.60.40.0 0 50.0 0 30.0 61.72.10.10.10.0 10.1表2 高峰山驼峰山氧化矿赋存地层统计结果T a b l e 2 S t a t i s t i c o f o x i d i z e d o r e-b e a r i n g l a y e r s i n
20、 G a o f e n g s h a n-T u o f e n g s h a n p r o s p e c t i n g a r e a序号赋存地层矿体数/个代表性矿体1T2g6132 1、2 1 1、2 1 22T2g5151 1、1 7 1、8 2、8 7、8 8合计8图5 高峰山驼峰山氧化矿赋存地层统计柱状图F i g.5 H i s t o g r a m s h o w i n g s t a t i s t i c s o f o x i d i z e d o r e-b e a r i n g l a y e r s i n G a o f e n g s h a
21、n-T u o f e n g s h a n p r o s p e c t i n g a r e a3.2.2 构造控矿特征(1)褶皱构造控矿褶皱的形成机制对研究的矿层资源具有决定性的作用1 3,从整体上来看,高松矿田高峰山矿段、驼峰山矿段受五子山复式背斜控制(图6);次级的驼峰山背斜、高峰山背斜分别控制着高峰山矿段、驼峰山矿段的形态分布和其形成态势;次级褶皱中的挠曲空间和裂隙空间,它们控制着矿体空间态势。在褶皱的两侧,因碳酸盐岩层间滑动5而发生的矿层破碎常产出层间氧化矿。综上,五子山复式背斜的构成结构为一级控矿褶皱结构,二级控矿褶皱结构为高峰山背斜、驼峰山背斜,三级控矿褶皱为挠曲及裂隙
22、空间。(2)断裂构造控矿个旧矿区的控矿断裂以挤压对冲断裂的形式演变而成,多数矿层断裂构型在不同的时期和阶段具有相对的地层活动1 4。断裂为岩浆侵位、热液涌升提供相关通道,同时为矿液沉淀成矿提供储存空间。层间氧化矿受断裂及层间相互移动构造联合控制背斜、穹隆、挠曲的形成与岩层间的相互移动有关,通过岩层相互移动作用力会造成一定的层间破碎,然后被含矿热液充入而形成矿体。研究还发现,大理岩中的层间破碎带较易形成,而灰质白云岩多形成层间片理带;在岩性层交界面与断裂的相交部位,形成的矿化作用较强。331第3 8卷 第2期周政江等:个旧高松矿田高峰山驼峰山勘查区层间氧化矿成矿规律及控矿模式探讨图6 高峰山驼峰
23、山地区构造与氧化矿分布F i g.6 M a p s h o w i n g d i s t r i b u t i o n o f s t r u c t u r e s a n d o x i d i z e d o r e i n G a o f e n g s h a n-T u o f e n g s h a n p r o s p e c t i n g a r e a1.褶皱构造;2.断裂构造;3.隐伏断裂;4.突起;5.氧化矿;6.矿化点层间氧化矿主要发育在驼峰山、高峰山地区的N E向断裂带中,以及T2g51、T2g61层的大理岩、灰质白云岩的互层带中。在驼峰山一带主要受北东向
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