魏杰
(西南有色昆明勘測(cè)設(shè)計(jì)(院)股份有限公司,云南昆明 650051)
峨眉山玄武巖分布區(qū)域內(nèi)礦產(chǎn)資源豐富、礦化、礦床類型多樣,相關(guān)方面的研究成果頗豐。與之相關(guān)的礦產(chǎn)可劃分為兩類:一類為與巖漿活動(dòng)直接相關(guān)的礦產(chǎn),包括Cu-Ni-PGE、釩鈦磁鐵等礦床;另一類為與巖漿活動(dòng)間接相關(guān)的礦產(chǎn),包括玄武巖自然銅礦、細(xì)脈浸染型金礦及與熱液體系成礦相關(guān)的鉛鋅多金屬礦等[1-2]。滇東北區(qū)域內(nèi)鉛鋅礦產(chǎn)資源豐富,分布有會(huì)澤鉛鋅礦、大海鉛鋅礦等多個(gè)礦床及礦點(diǎn)。目前峨眉山玄武巖與區(qū)內(nèi)鉛鋅多金屬礦成礦關(guān)系存在較大的爭(zhēng)議,主要為以下幾種觀點(diǎn):①峨眉山玄武巖成巖提供成礦物質(zhì);②峨眉山玄武巖提供熱源;③玄武巖后期風(fēng)化提供物質(zhì);④鉛鋅礦的形成與峨眉山玄武巖沒(méi)有聯(lián)系[1-2]。由此,從滇東北鉛鋅礦成礦物質(zhì)、成礦流體來(lái)源、成礦時(shí)代等方面,進(jìn)一步探討鉛鋅礦成礦與峨眉山玄武巖的關(guān)系。
峨眉山玄武巖呈菱形狀分布于揚(yáng)子西緣,岀露范圍長(zhǎng)大于1000km,寬大于900km,總面積3.0×105km2~5.0×105km2,總體積大于5.0×105km3(圖1),以龍門山-小箐河斷裂帶、哀牢山-紅河斷裂帶、中越邊界和貴陽(yáng)以東的都勻-甕安一線為邊界[3]。滇東北地區(qū)包括云南曲靖和昭通兩地,區(qū)內(nèi)分布有會(huì)澤鉛鋅礦、大海鉛鋅礦等多個(gè)礦床及礦點(diǎn)。空間上,區(qū)內(nèi)鉛鋅礦礦床與峨眉山玄武巖存在明顯的重合(圖1)。區(qū)內(nèi)鉛鋅礦及礦點(diǎn)主要沿著小江斷裂帶、曲靖-昭通隱伏斷裂等深大斷裂帶展布。這些深大斷裂帶與峨眉山玄武巖噴發(fā)關(guān)系密切,尤其是小江斷裂帶為玄武巖的主要噴發(fā)通道[3]。因此,兩者存在空間及構(gòu)造體系范圍內(nèi)的重合。
圖1 峨眉山玄武巖系分布區(qū)區(qū)域地質(zhì)簡(jiǎn)圖(據(jù)文獻(xiàn)[4])
區(qū)內(nèi)鉛鋅礦礦體主要呈層狀、似層狀、脈狀賦存于碳酸鹽巖中,具明顯的層控性及沉積-熱液改造型礦床的特征。按賦礦地層,可劃分為賦存于下古生界及上古生界的礦床。
賦存于下古生界中的礦床分布于下寒武統(tǒng)漁戶村組、筇竹寺組中。漁戶村組劃分為舊城段、白巖哨段、小歪頭山段及大海段。五星廠鉛鋅礦礦體呈脈狀產(chǎn)出于舊城段中。金沙廠及茂租鉛鋅礦賦存于白巖哨段中。小歪頭山段Pb、Zn含量高是重要的礦源層[4],部分礦體產(chǎn)出于該段。大海段,巖性以白云巖為主,大海鉛鋅礦少部分礦體呈層狀、脈狀產(chǎn)出于該層。筇竹寺組劃分為玉案山段和八道灣段。玉案山段,巖性以石英粉砂巖及泥質(zhì)頁(yè)巖為主,少量礦體產(chǎn)出于該段。八道灣段,金牛廠鉛鋅礦產(chǎn)呈層狀、似層狀產(chǎn)出于此層。
賦存于上古生界中的礦床分布于中泥盆統(tǒng)曲靖組、下石炭統(tǒng)擺佐組、中二疊統(tǒng)茅口組、棲霞組中。中泥盆統(tǒng)曲靖組巖性以碳酸鹽巖為主,火德紅鉛鋅礦順層產(chǎn)出。下石炭統(tǒng)擺佐組,為主要的含礦層位,巖性以灰?guī)r、白云巖為主,白云巖化與礦體關(guān)系密切,會(huì)澤鉛鋅礦及毛坪鉛鋅礦呈層狀、似層狀、透鏡體狀等產(chǎn)出。中二疊統(tǒng)棲霞組巖性以灰質(zhì)白云巖、白云質(zhì)灰?guī)r為主;茅口組巖性以斑塊狀白云質(zhì)灰?guī)r為主。樂(lè)馬廠鉛鋅礦呈透鏡體狀產(chǎn)出于棲霞組及茅口組中,富樂(lè)廠鉛鋅礦賦存于茅口組中。
區(qū)內(nèi)鉛鋅礦資源量大,存在著巨大的礦源層。區(qū)內(nèi)從震旦系到二疊系峨眉山玄武巖組鉛鋅豐度均大于克拉克值,其中鋅的豐度更高[5]。區(qū)內(nèi)368件玄武巖鉛鋅豐度統(tǒng)計(jì),鉛含量為24×10-6、鋅含量為116×10-6,較區(qū)內(nèi)其他巖石高,但和世界玄武巖及中國(guó)東部玄武巖相差較?。?]。因此,有學(xué)者認(rèn)為峨眉山玄武巖提供了鉛鋅等成礦物質(zhì),硫、鉛作為鉛鋅礦主要的成礦元素,其同位素能夠示蹤成礦物質(zhì)來(lái)源。
茂租、毛坪和富樂(lè)廠鉛鋅礦三個(gè)礦床δ34S值變化范圍3.16‰~30.53‰,其中黃鐵礦為3.16‰~19.86‰,閃鋅礦為9.62‰~23.49‰,方鉛礦為11.50‰~14.92‰,石膏及硫酸鹽分別為13.97‰、30.53‰[7]。會(huì)澤鉛鋅礦方鉛礦δ34S變化范圍8.8‰~14.493‰,閃鋅礦為11.81‰~17.697‰,黃鐵礦為4.18‰~17.416‰[2;4;6-7]。茂組、金沙廠鉛鋅礦δ34S變化范圍-10.5‰~24.65‰[4]。綜上,區(qū)內(nèi)鉛鋅礦硫同位素值分散程度高,表明硫來(lái)源具多源性,硫同位素值集中于11‰~14‰之間,與深源巖漿δ34S值偏離,與同期海相硫酸鹽接近,震旦系δ34S值為17‰、寒武系、石炭系、二疊系值δ34S分別為28‰、14‰、11‰[4]。因此區(qū)域內(nèi)鉛鋅礦硫同位素值波動(dòng)幅度大與地殼硫亦具有相似性,說(shuō)明硫的來(lái)源主要來(lái)自同期海水硫酸鹽及地殼。
會(huì)澤鉛鋅礦鉛同位素特征為:206Pb/204Pb、207Pb/204Pb、208Pb/204Pb在方鉛礦中平均值為18.417、15.685、38.901,黃鐵礦中為18.477、15.722、38.904,閃鋅礦中為18.456、15.700、38.843,白云巖中為18.511、15.859、38.378[8]。茂組鉛鋅礦閃鋅礦和方鉛礦平均值為18.260~18.375、5.655~15.686、38.396~38.557;18.129~18.162,15.644~15.658、38.220~38.372[9-10]。毛坪鉛鋅礦方鉛礦中平均值為18.340~18.726、15.400~15.726、38.561~39.149,閃鋅礦中為18.562~18.622、15.712~15.742、39.020~39.100;富樂(lè)廠鉛鋅礦方鉛礦中平均值為18.595、15.720、39.074,閃鋅礦中為18.550、15.963、38.641。會(huì)澤、茂租、毛坪及富樂(lè)廠鉛鋅礦閃鋅礦和方鉛礦鉛同位素?cái)?shù)據(jù)相差范圍小,說(shuō)明鉛來(lái)源具有同源性,鉛構(gòu)造模式圖顯示鉛源主要來(lái)自于造山帶及上地殼,并混入少量幔源鉛[7-10]。
會(huì)澤鉛鋅礦流體包裹體均一溫度測(cè)試結(jié)果為方解石均一溫度137.6℃~247.5℃,集中于180℃~210℃,平均189.5℃;閃鋅礦均一溫度100.2℃~344.5℃[8]。茂組鉛鋅礦流體包裹體均一溫度在157.4℃~253.7℃,平均174.1℃~228.3℃[11]。大海麻栗坪鉛鋅礦流體包裹體均一溫度變化范圍為106℃~285℃,平均185℃[12]。毛坪鉛鋅礦均一溫度154℃~218℃[7]。綜上,區(qū)內(nèi)鉛鋅礦成礦均一溫度普遍表現(xiàn)為中低溫100℃~250℃。而巖漿成礦作用中流體溫度往往很高,假設(shè)峨眉山玄武巖噴發(fā)為滇東北鉛鋅礦成礦直接熱源,那么鉛鋅礦成礦流體溫度應(yīng)達(dá)到高溫350℃以上[13],與測(cè)溫?cái)?shù)據(jù)存在近100℃~250℃的差異。因此,區(qū)內(nèi)鉛鋅礦成礦時(shí)期應(yīng)處于峨眉山玄武巖噴發(fā)后,但有部分鉛鋅礦成礦溫度達(dá)300℃,應(yīng)該為后期印支-燕山巖漿熱事件的影響[4]。
區(qū)內(nèi)分布鉛鋅礦由于含礦巖體主要為碳酸鹽巖,缺少測(cè)年礦物石英、鋯石等,測(cè)年數(shù)據(jù)存在很大的爭(zhēng)議。隨著測(cè)年技術(shù)的提升,區(qū)內(nèi)鉛鋅礦成礦年齡分布于176.5Ma~227Ma,集中分布于200Ma~220Ma(表1),說(shuō)明滇東北鉛鋅成礦發(fā)生于印支晚期階段。關(guān)于峨眉山玄武巖系的噴發(fā)年限,地層學(xué)、古生物地層學(xué)、巖石地球化學(xué)測(cè)年數(shù)據(jù)等方面研究認(rèn)為噴發(fā)開(kāi)始于260Ma左右,歷時(shí)3Ma左右[13]。區(qū)內(nèi)鉛鋅礦在成礦年齡與峨眉山玄武巖噴發(fā)成巖上相差了近40Ma~60Ma,但巖漿噴發(fā)與后期采礦作用最大跨度可達(dá)60Ma[14],說(shuō)明區(qū)域內(nèi)鉛鋅成礦與玄武巖成巖存在一定的疊合。
表1 滇東北地區(qū)主要鉛鋅礦成礦年齡
區(qū)內(nèi)鉛鋅礦在空間分布上、構(gòu)造體系上及成礦時(shí)代上與峨眉山玄武巖存在明顯的疊加關(guān)系,但礦床特征、成礦物質(zhì)來(lái)源及流體特征顯示兩者之間無(wú)密切聯(lián)系。綜上所述,①成礦物質(zhì)來(lái)源方面,峨眉山玄武巖鉛鋅豐度值高,但和世界玄武巖及中國(guó)東部玄武巖相差較小,無(wú)明顯的鉛鋅富集虧損現(xiàn)象[6]。硫同位素說(shuō)明鉛鋅礦硫具多源性,但以海水硫酸鹽及殼源硫?yàn)橹鳎汇U同位素說(shuō)明鉛主要來(lái)源于上地殼和造山帶,少量為幔源鉛。因此,峨眉山玄武巖在成礦中沒(méi)有或提供少量的成礦物質(zhì),而大部分的成礦物質(zhì)來(lái)于地殼。②成礦流體方面,成礦流體多為中低溫,與巖漿成礦流體溫度差異較大,與巖漿作用之間無(wú)直接聯(lián)系。③成礦時(shí)代方面,區(qū)內(nèi)鉛鋅礦成礦年齡集中于200Ma~220Ma,成礦處于印支晚期,峨眉山玄武巖噴發(fā)開(kāi)始于260Ma,噴發(fā)年限小于3Ma,成巖屬海西晚期,兩者相差年限較大達(dá)40Ma~60Ma。④雖巖漿成礦作用可能晚于成巖期,最大達(dá)60Ma,但區(qū)內(nèi)鉛鋅礦具多層賦礦性,呈層狀、似層狀產(chǎn)出,成礦流體溫度多為中低溫,成礦物質(zhì)來(lái)源具明顯的殼源特征,礦床成因具沉積-熱液改造型礦床特征,由此可以推斷峨眉山玄武巖與區(qū)內(nèi)鉛鋅礦成礦沒(méi)有直接的關(guān)系。但不排除峨眉山玄武巖噴發(fā)時(shí)巖漿高溫作用對(duì)原始鉛鋅礦源層加熱富集的可能性,及由于巖漿作用、巖漿去氣作用使少部分鉛鋅混入?yún)⑴c后期成礦的可能性。