兰坪盆地白秧坪铅锌铜银多金属矿床地质与成因

兰坪盆地白秧坪铅锌铜银多金属矿床地质与成因

青藏高原是全球规模最宏大的大陆碰撞造山带,为研究大陆成矿作用提供了得天独厚的条件。在青藏高原碰撞环境形成的众多矿床中,地处高原东缘“三江”地区的沉积岩容矿金属矿床是十分重要的一类,从青南沱沱河和玉树地区到滇西兰坪盆地,构成了一条长达上千公里的巨型成矿带。

但目前其成矿背景、成矿机制尚不清楚。“三江”中段兰坪盆地发育了较多的铅锌(铜银多金属)矿床,其产出的地质环境、出现的构造位置、控矿构造样式及矿床金属组合等无法用已有的沉积岩容矿铅锌矿床成矿模式解释,迫切需要理论创新,以指导勘查实践。

本文综合分析了区域成矿背景,对兰坪盆地内白秧坪铅锌铜银多金属矿床进行了详细解剖。通过矿床地质调查、矿涮描述、薄片显微观察、流体包裹体、矿床地球化学及同位素年代学等方面的研究,查明了矿体分布特征、矿区容矿构造、流体来源、可能的成矿物质来源及成矿时代,结合“二江”北段沉积岩容矿铅锌矿床研究,探讨了碰撞环境下铅锌(铜银多金属)成矿机制问题,并建立了“三江”地区碰撞环境下沉积岩容矿铅锌(多金属)矿床的成矿模型。

野外观察表明,兰坪盆地白秧坪铅锌铜银多金属矿床由数条矿脉构成,集中产出于多个矿段。矿区主要发育中生代地层和呈近南北向、北西西向、北东向三组断裂。

赋矿围岩为砂岩和碳酸盐岩,成矿对围岩岩性的选择性不强。不同矿段矿体均受断裂控制,矿体直接赋存于断裂带内(主要),局部容矿于裂隙、劈理、和热液垮塌形成的空间中。

矿体呈北东向、北西向、北西西向展布,形成角砾状、块状、脉状矿石,显示后生充填成

矿特征。不同矿段矿物组成和元素组合有差别,李子坪和吴底厂矿段以闪锌矿、细硫砷铅矿、方铅矿、灰硫砷铅矿、雄黄、雌黄为主,构成Pb-Zn-As-Sb组合；富隆厂矿段矿石矿物以闪锌矿、灰硫砷铅矿、方铅矿、黝铜矿系列矿物、车轮矿、辉银矿、汞银矿为主,构成Pb-Zn-Cu-Ag组合：白秧坪矿段矿石矿物以黝铜矿系列矿物、辉铜矿、黄铜矿、灰硫砷铅矿、辉砷钴矿、硫钴镍矿、含钴毒砂、方铅矿、闪锌矿等为主,构成Cu-Co-As-Zn-Pb组合。

矿物标型研究显示,矿床形成于中低温成矿环境,与岩浆作用无关,为多期幕式成矿。白秧坪矿床包裹体总体颗粒较小,形态上有圆形、椭圆形、不规则形状等,一般小于10μm,气液两相为主,成矿流体体系为Ca2+—Na+—K+—Mg2+—Cl-—-F-—NO3体系,以Ca2+—Na+-Cl体系为主,具盆地卤水特征。

矿床矿物中冰点温度介于-26.4--0.2℃之间,平均为一14.6℃,包裹体均一温度集中于120～180℃,盐度介于0.35～24.73wt%(NaCleq)之间,平均值16.9wt%(NaCleq),其中矿物闪锌矿中流体包裹体盐度范围12.9～24.2wt%(NaCleq),平均值22.1wt%(NaCleq)；成矿流体密度在0.84～1.11g/cm3之间,平均值1.04g/cm3,其中闪锌矿流体包裹体显示的成矿流体密度介于1.025～1.11g/cm3之间,平均值1.09g/cm3；成矿压力介于28.0MPa-46.9MPa之间,平均37.6MPa,对应的成矿深度约1058-2452m之间,平均1555m,集中于1200-1800m。碳氧同位素研究表明,碳质的来源较为单一,源自地层碳酸盐岩溶解,成矿流体主体来自盆地卤水流体系统,或有大气降水的加入。

S同位素组成显示硫化物硫来自硫酸盐的热化学还原作用,或者有机质的热分解。Sr同位素、Pb同位素和REE元素示踪结果表明,成矿物质来自沉积地层或有盆地基底物质贡献,成矿与岩浆作用无关。

Pb同位素显示的幔源信息可能来自三叠系或二叠系的玄武岩。通过闪锌矿Rb/Sr定年和Sm/Nd定年,厘定矿床铅锌多金属成矿年代为30Ma-29Ma。

综合对比“三江”北段铅锌矿床成矿年龄,发现该带由玉树地区向南部兰坪和北部沱沱河成矿年龄逐渐变新趋势,推断是由于印度与亚洲大陆在凸出的岬角部位率先碰撞,然后向南北两方向逐次扩展。通过矿区铜和铅锌矿化关系研究,提出矿区可能经历两次成矿事件：在始新世早期发生铜矿化事件,后在渐新世早期30Ma-29Ma左右发生铅锌矿化事件,在白秧坪矿段铅锌矿化叠加改造了早期铜矿化,成为现今所见的铅锌铜银多金属矿化式样。

在整个“三江”成矿带内,除了一千多公里长的铅锌成矿带,还可能存在一条同等规模以铜为主的矿化带。第一期铜矿化事件对应于青藏高原陆陆碰撞的主碰撞期,矿化发生于始新世早期强烈挤压后的短暂应力松弛阶段；而铅锌矿化则发生于渐新世早期强烈挤压后的应力松弛阶段,为晚碰撞转换阶段成矿。

通过资料综合分析,认为“三江”地区铅锌(多金属)矿床具有区域上可对比性,是大陆碰撞环境这一大的背景下产出的同一类矿床,代表沉积岩容矿铅锌(多金属)矿床的一种新的矿床类型,定名为“三江”型铅锌(多金属)矿床(Three River Type,简称TRT),并给出了成因模型。