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四川省冕宁县泸沽—喜德县冕山地区铁锡矿成矿规律分析

2022-01-04张庆松魏宇柳维

地质找矿论丛 2021年4期
关键词:元古界锡矿铁矿

张庆松,魏宇,柳维

(四川省冶金地质勘查院,成都 610051)

0 引言

四川省冕宁县泸沽—喜德县冕山地区是我国重要的富铁矿产地,铁锡矿产主要产于泸沽花岗岩体南、东部外接触带的中-新元古界中,已知矿床由西南向东北依次为猴子崖铁锡矿、铁矿山铁矿、大顶山铁矿、下山堡—黑林子锡矿、拉克铁矿等(图1)。前人对泸沽—喜德地区的铁矿床研究较多,而对锡矿床的讨论较少。铁矿的成因观点主要有:多因-多源叠加型铁矿床[1]、沉积变质热液改造型磁铁矿床[2]、与粗玄岩有关的海底火山热液交代型磁铁矿床[3]和接触交代型磁铁矿床[4]等。近年来,本区开展了大量地质找矿和研究工作,发现和评价了泸沽岩体周边多个铁锡矿床,这些矿床或铁、锡独立成矿,或铁锡共生,在空间上、成因联系上展现出一定的规律性。本文通过分析总结这些成矿规律,以揭示铁、锡矿成矿条件及其之间的内在联系,为泸沽地区铁锡矿的找矿预测提供线索。

1 成矿地质背景

泸沽铁锡矿田位于上扬子陆块西缘康滇前陆逆冲带北段的基底断隆带内。断隆带由元古宙变质岩、岩浆岩构成地垒式隆起,构造线方向NNE-近SN向,区域岩体和地层展布均受NNE-近SN向断裂带的控制。

图1 泸沽—冕山地区铁锡矿产地质图Fig.1 Geological and mineral resources map of Lugu-Mianshan area1.第四系;2.新近系昔格连组;3.中侏罗统牛滚凼组;4.中侏罗统新村组;5.中侏罗统益门组;6.中三叠统白果湾组;7.上震旦统灯影组;8.上震旦统观音崖组;9.下震旦统列古六组;10.新元古界开建桥组;11.新元古界苏雄组;12.新元古界九盘营组;13.中元古界大热渣组;14.中元古界朝王坪组;15.中元古界则姑组;16.中元古界深沟组;17.中元古界松林坪组;18.三叠纪花岗岩;19.三叠纪石英闪长岩;20.三叠纪辉长辉绿岩;21.新元古代花岗岩;22.新元古代辉绿岩脉;23.地质界线;24.不整合界线;25.脉动式侵入界线;26.断裂;27.推测断裂;28.铁锡矿床(点)

1.1 区域地层

区域地层主要为中元古界登相营群(Pt2D)、新元古界九盘营组(Pt3jp)和苏雄组(Pt3s)。另外,部分地区还有震旦系、三叠系、侏罗系、新近系和第四系出露。

(1)中元古界登相营群。登相营群为一套变沉积碎屑岩夹中性火山岩和碳酸盐岩的变质火山-沉积岩系,由下而上分为松林坪组(Pt2sl)、深沟组(Pt2sg)、则姑组(Pt2zg)、朝王坪组(Pt2cw)和大热渣组(Pt2dr)共5个组(表1)。其中,则姑组中变英安岩的同位素年龄为1030 Ma±19 Ma[5],朝王坪组变砂岩的颗粒锆石蒸发法U-Pb年龄为1067 Ma±30 Ma[6],为中元古代晚期(待建纪)的产物。登相营群中的松林坪组、大热渣组、朝王坪组的碳酸盐岩层位是铁矿的主要产出层位,朝王坪组的变砂岩与千枚岩则是锡矿的主要产出层位。

表1 泸沽—冕山地区主要地层系统Table 1 Main stratigraphic units in Lugu-Mianshan area

(2)新元古界九盘营组。主要为片岩、千枚岩、板岩、变砂岩夹凝灰岩、火山熔岩,原为中元古界登相营群顶部的一个地层单位。近年研究发现,九盘营组与下伏的大热渣组从沉积序列上并非连续沉积的产物,其间存在明显的沉积间断,同时九盘营组中英安岩的锆石U-Pb微区同位素测年结果为824 Ma±6 Ma[7]。故将九盘营组划定为新元古界青白口系。

(3)新元古界苏雄组。主要在区域的北部、西北部和西南部,鉴于火山活动特点,各地的苏雄组岩性不尽相同,本区主要为中酸性火山熔岩和火山碎屑岩,而基性火山岩和火山沉积岩不甚发育。苏雄组原被置于震旦系,近年的同位素精确定年数据表明,苏雄组火山岩的年龄值在851 Ma—780 Ma之间[8-13],表明火山岩的形成时代为新元古代早期(青白口纪),代表了区域发生的一次重要构造热事件。

1.2 区域侵入岩

(1)泸沽花岗岩。花岗岩分布于冕宁县泸沽镇—喜德县冕山一带,与区域铁锡的成矿关系密切。岩体的西部边界为SN向的安宁河断裂,北部则以近EW向的甘沟断裂带为界,岩体整体上呈NNE向的椭圆状岩基,出露总面积约为384.5 km2。花岗岩基的东部和南部与中元古界登相营群变质岩呈侵入接触关系,岩体主要有二长花岗岩和钾长花岗岩2种岩石类型。二长花岗岩主要分布在岩基的边缘呈环带状,钾长花岗岩则主要分布在岩体的中部,二者无明显的接触界线,亦未见冷凝边或热烘烤现象[14]。鄢圣武等[14]采用LA-ICP-MS锆石U-Pb法获得岩体年龄806 Ma±5 Ma和815 Ma±5 Ma,马比阿伟[6]采用锆石U-Pb法的测年数据分别为783.5 Ma±0.9 Ma、785.4 Ma±2.4 Ma和842 Ma±6.2 Ma,为新元古代青白口纪晚期的产物。

(2)基性岩墙(脉)。在泸沽花岗岩体和其东南外缘的中-新元古界变质地层中广泛发育基性岩墙,这些岩墙(脉)多沿断裂构造充填,主要呈NNE或近SN向,部分岩脉呈NW向展布,主要岩性为辉绿岩,岩石普遍具绿泥石化、绢云母化,基性岩墙(脉)与本区的铁锡矿化具有密切的关系。经高精度SHRIMP U-Th-Pb单颗粒锆石微区测年,206Pb/238U年龄的加权平均年龄为774 Ma±10 Ma[15],相当于青白口纪末—南华纪初期。

1.3 区域构造

区域主体构造方向呈近SN-NNE向,次为NW向。构造类型以断裂为主,褶皱次之。SN向的安宁河断裂带是区内最主要的断裂,从元古宙至新生代曾经多期(次)活动,中元古代晚期控制着登相营群的沉积作用,新元古代早期主要表现为EW向的拉张活动,为中酸性岩浆侵入和喷溢提供上升的通道,与铁、锡的成矿关系密切。在古生代—中生代表现为整体隆升,产生差异升降,断裂以东沉积了上三叠统白果湾组、侏罗系红色碎屑岩系。新生代时,断裂带继续活动,形成糜棱岩带和脆性断裂带,发育构造角砾岩和碎裂岩。褶皱构造以近SN向为主,次为NW向,形成时代为新元古代和新生代。新元古代的褶皱与区内铁、锡成矿关系密切,主要有大顶山复式背斜、下山堡向斜、拉克背斜等。

2 铁锡矿床地质特征

2.1 猴子崖铁锡矿

猴子崖铁锡矿位于泸沽花岗岩体的西南部接触带附近,属于矽卡岩型铁锡矿。矿体产于内突入泸沽岩体的朝王坪组大理岩中,大理岩具有矽卡岩化和铁锡铜矿化。铁锡矿体的顶板主要为白云石大理岩,局部见有红柱石角岩、透辉石角岩及板岩等,矿体的底板为变石英细砂岩,矿体的北东段进入花岗岩体。1号矿体走向NNE,倾向SEE,倾角35°~65°;矿体呈似层状、透镜状,产状与岩层大致平行(图2a)。矿体长约450 m,厚1~4.37 m,平均2.25 m,矿石平均品位:w(TFe)=23.80%、w(Sn)= 0.74%、w(Cu)= 0.83%①。锡品位与铁品位具有负相关的关系,锡品位在贫磁铁矿石或磁铁矿化矽卡岩中含量高;矽卡岩中绢云母和萤石大量出现时,锡的品位随之增高;在复杂、破碎的矽卡岩中锡的矿化趋势变好。矿石中锡的品位与铜、铅、锌含量亦呈负相关关系;高品位的锡矿石多分布于矿体的中部和下部,且北东段锡的矿化更为强烈。

2.2 铁矿山铁矿床

铁矿山铁矿位于猴子崖铁锡矿以南东约0.8 km处,属矽卡岩型铁矿。矿区地层主要有大热渣组含藻白云大理岩、九盘营组变石英砂岩和千枚岩、三叠系;地层的倾向SE,倾角30°~60°;矿区的北侧为泸沽花岗岩体(图2b)。登相营群大热渣组为主要赋矿地层,矿体的顶板为变质细-中粒或含砾石英砂岩,靠近矿体处常见绢云粉砂岩和微粒石英砂岩,具绿泥石化、黑云母化和磁铁矿化;矿体底板为中厚层含杂质白云质大理岩和少量白云石大理岩,中下部含叠层石,大理岩中发育磁铁矿化和滑石化。

主要的铁矿体呈似层状、透镜状,赋存在中厚层白云质大理岩和变石英砂岩之间,长1500 m,厚0.76~38.42 m,最大延深68~356 m,铁矿石全铁品位最高70.35%,一般50%~65%,平均53.52%[17]。矿体的形态、产状和厚度特征都随着围岩的变化而改变。矿石矿物以磁铁矿、假像赤铁矿为主,脉石矿物有石英、黑云母、绿泥石、磷灰石等。矿石多呈他形粒状,次为交代残余及自形粒状结构,致密块状、角砾状构造,部分为条带状构造。

2.3 大顶山铁矿床

大顶山铁矿床位于铁矿山矿床以东1~2 km处,为矽卡岩型铁矿,西段叠加有锡、铜矿化。矿区主要出露九营盘组、大热渣组、朝王坪组,三叠系白果湾组不整合覆盖其上;泸沽花岗岩体位于矿区的西部和北部,矿区登相营群的底部也见有花岗岩体侵入。地层走向NE、倾向SE,倾角10°~70°,在矿区内呈单斜产出。矿区EW向断裂发育,对矿体有破坏作用。

图2 泸沽—冕山地区部分铁锡矿区地质图Fig.2 Geological map of some sub-areas with Fe, Sn and Fe-Sn deposit in the areaa.猴子崖铁锡矿矿区地质图;b.铁矿山铁矿矿区地质图(据文献[16]修编);c.大顶山铁锡矿矿区地质图(据注释①修编);d.黑林子—下山堡锡矿矿区地质图1.第四系;2.上三叠统白果湾组:砂岩;3.新元古界苏雄组:流纹岩;4.新元古界九盘营组:千枚岩、变砂岩;5.中元古界大热渣组:大理岩;6.中元古界朝王坪组:千枚岩、变砂岩夹大理岩;7.新元古代花岗岩;8.地质界线;9.不整合界线;10.断裂;11.推测断裂;12.产状;13.铁锡矿体;14.铁锡铜矿体;15.勘探线及编号;16.见矿钻孔及编号

矿体分布在泸沽花岗岩体外侧的大热渣组岩层中,围岩为白云质大理岩、条纹状钾长透辉石岩、细粒绢云母石英砂岩和板岩(图2c,图3a)。矿体呈不规则似层状、透镜状大致顺层产出,走向NE,倾向SE。矿体具尖灭再现、分支复合和膨缩特征。共圈定铁矿体3个,编号为Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ号矿体。其中Ⅰ号主矿体走向长2400 m,最大斜深756.5 m,厚1.46~14.02 m,平均5.83 m,平均品位w(TFe) =37.81%;在矿体西南段为锡铁铜共生矿体,长度300 m,厚1~3.46 m,矿石品位w(Sn)=0.5%~1.98%,平均0.63%;w(Cu)=0.4%~0.65%、平均0.45%①。

矿石矿物主为磁铁矿,另有少量的锡石、赤铁矿、铜蓝等;脉石矿物主要为方解石、白云石、透辉石、透闪石和少量的石榴石。矿石构造主要为浸染状构造、致密块状构造,部分为角砾状构造、条带状构造。

2.4 黑林子—下山堡锡矿床

黑林子—下山堡锡矿床位于大顶山铁矿以东3~4 km处,属云英岩型锡矿。矿区主要出露中元古界朝王坪组千枚岩和变砂岩,泸沽花岗岩体位于矿区西北部,距矿体几十米至几百米。矿床由北向南分黑林子锡矿段和下山堡锡矿段,锡矿体均产于朝王坪组千枚岩、变砂岩内,呈NW-NNW向展布,并受岩性转化界面、层理或NW向断裂组成的构造蚀变带的控制。

黑林子锡矿段含矿构造蚀变带长800 m,产状为60°~85°∠42°~66°,为一系列NW向断裂或裂隙破碎带组成,矿体在断裂破碎带中呈似层状、脉状(图2d、图3b)。共圈定矿体65个,主要矿体有3个,长210~675 m,平均厚1.42~3.37 m,平均品位w(Sn)=0.37%~0.42%。其中Sn7号矿体长675 m,最大斜深218 m,厚0.41~9.32 m,平均2.98 m;品位w(Sn)=0.2%~6.13%,平均0.42%;矿石w(TFe)=5.13%~7.67%②。矿石矿物为锡石、水锡石、黄铁矿、磁铁矿,脉石矿物为石英、电气石、绿泥石、黑云母、绢云母等。矿石具交代结构、粒状结构;浸染状构造、角砾状构造。

图3 泸沽—冕山地区部分铁锡矿区勘探线剖面图Fig.3 Sections of some exploration lines of the areaa.大顶山铁矿区10号勘探线剖面图;b.黑林子矿段6号勘探线剖面图;c.下山堡矿段28号勘探线剖面图1.第四系;2.三叠系白果湾组砂岩;3.新元古界九盘营组;4.中元古界大热渣组;5.中元古界朝王坪组;6.新元古界花岗岩;7.变砂岩;8.千枚岩;9.大理岩;10.铁锡矿体;11. 锡铜矿体;12. 铅矿体;13.地质界线;14.不整合界线;15断裂;16.钻孔;17.平硐

下山堡锡矿段含矿构造蚀变带长1200 m,宽400 m,产状210°~245°∠45°~65°,矿体大致顺层产出,呈似层状、脉状(图2d、图3c)。圈定矿体44个,主要矿体7个,长220~500 m,厚0.8~2.99 m,品位w(Sn)=0.76%~0.94%。其中,Sn6矿体长500 m,最大斜深170 m,矿体厚2~5.12 m、平均2.90 m,品位w(Sn)=0.6%~1.48%,平均0.77%①。矿石矿物为锡石、水锡石、磁铁矿,脉石矿物有石英、电气石、绿泥石、黑云母和绢云母。矿石结构主要为交代结构和粒状结构,矿石构造为浸染状构造和角砾状构造。

2.5 拉克铁矿

拉克铁矿床位于黑林子锡矿北东6~7 km,属矽卡岩型铁矿。矿区东侧出露中元古界朝王坪组千枚岩、砂岩夹大理岩,西侧为泸沽花岗岩体,岩层和主要断层均大致呈SN走向,倾向E或W,倾角较陡,在60°以上。由北往南可分为3个矿段,以北部矿段为主(图4)。北部矿段含矿层为一套矽卡岩、角岩和大理岩,岩性复杂,以褶皱和层间滑动产生的层间滑脱带为主要含矿构造。在北矿段圈定了9个矿体,长40~677 m,厚1~22.9 m,品位w(TFe)=33.45%~48.28%③。矿石主要由磁铁矿、赤铁矿、阳起石、透闪石、透辉石、方解石、绿泥石组成,矿石呈他形-半自形粒状结构,致密块状构造、稠密浸染状构造。矿石中除铁外还含锰,w(Mn)=0.72%~5.67%,其他金属元素含量低[18]。中部、南部矿段以千枚岩为含矿岩层,岩性单一,以层间裂隙为主要含矿构造,矿体稳定性较差。

图4 拉克铁矿区地质图(据周济元[18]修编)Fig.4 Geological map of Lake Fe deposit1.第四系;2.上三叠统白果湾组:砂岩;3.中元古界朝王坪组:千枚岩、变砂岩夹大理岩;4.新元古代花岗岩;5.千枚岩;6.透辉石矽卡岩;7.大理岩;8.变砂岩;9.铁矿体;10.产状;11.地质界线;12.不整合界线;13.断裂

3 泸沽铁锡矿成矿规律分析

3.1 岩浆岩与成矿

泸沽—冕山地区分布着泸沽花岗岩体、基性岩墙(脉)和苏雄组中酸性火山岩等岩浆岩,这些岩浆岩的产出状态虽有不同,但形成的时代却非常接近:泸沽岩体Pb-U测年年龄为783.5 Ma—842 Ma[6,14],苏雄组中酸性火山岩Pb-U测年的年龄值区间为780 Ma—851 Ma[8-13],花岗岩的侵入和火山的喷发几乎是同时期的岩浆活动产物;在此之后(774 Ma±10 Ma)又出现了基性岩墙(辉绿岩)的侵位。这些岩浆活动都发生于新元古代青白口纪末—南华纪初,反映了区域一次重要的构造热事件,区内铁锡矿化即发生于这次构造-岩浆活动的晚期,与泸沽花岗岩和基性岩墙的侵位具有成因关系。

泸沽花岗岩体产于安宁河断裂的东侧,侵入到中元古界登相营群和新元古界九盘营组中,岩体的侵入界面向外侧倾斜,倾角40°~60°,矿产勘查工作发现,花岗岩体的侵入接触面多为不规则的界面,经常有凹凸形态变化,并有岩枝状花岗岩呈脉动状沿裂隙侵入到变质地层中;岩体的内接触带中岩石粒度有细粒化的趋势,外接触带最宽可达数千米,岩石具有角岩、大理岩化、矽卡岩化、绢云母化、硅化等热变质和热液蚀变,岩体主要分为二长花岗岩和钾长花岗岩,二长花岗岩主要分布在岩体边缘,钾长花岗岩主要分布在岩体的内部,二者呈涌动(脉动)接触关系。钾长花岗岩为肉红色,中-中粗粒半自形粒状结构,主要矿物为条纹长石(35%~40%)、微斜长石(10%~15%)、石英(25%~30%)、斜长石(5%~10%)和少量黑云母(~5%),微斜长石具绢云母化,石英多具波状消光,黑云母见扭折现象,显示岩石具有韧性变形的经历;二长花岗岩为浅肉红色中粒半自形粒状结构,局部具片麻状构造;主要由石英(25%~30%)、条纹长石(25%~30%)、斜长石(30%~35%)和黑云母(~5%)组成,黑云母具绿泥石化蚀变,部分岩石中出现片麻状构造[14];二长花岗岩与中国花岗岩和扬子地台花岗岩[19]对比,泸沽岩体边缘相花岗岩具有富Na、K,贫Ca、Mg的特征;岩石的W、Sn元素丰度颇高,但全铁(FeOT)含量却略低于中国花岗岩,显示岩体为富W、Sn的花岗岩④(表2),可为形成钨、锡等矿床提供必要的成矿元素。区内的铁锡矿床宏观上受到泸沽花岗岩体接触带的控制,岩体边缘的中细粒黑云二长花岗岩或斑状钾长花岗岩与登相营群接触的各类地层中,尤其在岩体外缘的瘤状或舌状的突出体、小岩株(枝)的顶端突起部分、接触面与围岩的产状基本一致的部位,围岩为碳酸盐岩时,易于热流体对围岩岩石的交代并出现矽卡岩化;而当围岩中有物理性质较为致密的片岩、千枚岩作为隔挡层时,有利于形成较为封闭的物理化学环境,流体中的成矿组分和能量不易外逸散失,交代成矿作用更为充分,常可形成规模较大的似层状或透镜状矿体。同时,花岗岩在上侵的过程中,强大的扩张应力会使围岩产生一系列构造裂隙,岩层层面的破碎带和平行裂隙带最为常见,流体在其中会造成围岩蚀变和铁锡矿化,形成本区的另一种矿化类型。

基性岩墙(脉)主要分布于泸沽花岗岩体的东侧和南侧,岩体东、南外缘的登相营群和九盘营组分布区亦有出露,基性岩多呈岩墙状、脉状,充填于NNE向和NNW向断裂破碎带中,岩性为辉绿岩,深灰绿色-灰黑色,变余辉长-辉绿结构,块状构造,主要矿物为斜长石(40%~55%)、辉石(20%~35%)、磁铁矿(4%~10%)等;岩石普遍具有强烈的绿泥石化和绢云母化。与中国辉绿岩的岩石化学平均值[20]相比,本区辉绿岩表现出低Si, 富K,贫Na、Ca的特点,而且全铁的质量分数(w(TFe)=17.49%),明显高于中国辉绿岩的平均值(10.45%)[15](见表2)。泸沽—冕山地区的大部分铁锡矿区(点)都可见到辉绿岩脉与铁矿(化)体相伴产出;在铁矿山矿区,赋存铁矿体的大理岩与砂岩接触的层间角砾岩化带,铁矿与辉绿脉岩沿同一期的断裂构造填充;受构造和热液蚀变影响,辉绿岩多已变为绿泥石片岩或绿泥石岩而面貌全非,但在镜下仍可见到岩石中残留的变余辉绿结构[1],而绿泥石化在蚀变过程中可以释放出Fe质进入流体;在北部的登相营一带,当基性岩墙(脉)侵入到登相营群的碳酸盐岩中时经常伴有矽卡岩型铁矿(化)体的产出,而当辉绿岩脉侵入到变质粉砂岩或千枚岩中时会在岩层的层间破碎带或岩石裂隙中出现裂隙充填型铁锡矿化(图5)[15]。泸沽花岗岩体西侧的辉绿岩少墙(脉)较少,铁矿点也不多见,二者的这种同消长关系也证明辉绿岩墙(脉)与区内的铁锡矿化具有成因上的亲缘性,辉绿岩中铁的丰度较高,岩石中磁铁矿的含量通常可达4%~10%,可以为铁的成矿提供可观的成矿物质,是铁矿的“矿源岩”之一。

表2 泸沽—冕山地区岩浆岩与国内同类岩石主要成分对比Table 2 Comparison of main components of magmatic rocks in Lugu-Mianshan area with those of other similar rocks in China

图5 登相营—九盘营一带地质剖面图(据任光明等[15],修编)Fig.5 Geological section from Dengxiangying to Jiupanying1.石英砂岩、细砂岩;2.粉砂岩;3.白云岩;4.灰岩;5.火山岩;6.泥质粉砂岩;7.片岩、千枚岩;8.辉绿岩墙(脉);9.地层产状;10.地层代号;11.不整合界线;12.断裂;13.磁铁矿体

泸沽花岗岩具有A型花岗岩的岩石学和地球化学特征,其成因为壳源变泥质岩为主的部分熔融;尽管川西地区新元古代岩浆活动的大地构造背景尚有不同的认识[6,9,14-15,21],但总体构造环境应处在地壳伸展减薄的状态下。鉴于本区在新元古代不仅出现大规模的花岗岩侵入和强烈的中酸性火山岩喷发,而且还出现了广泛的基性(辉绿)岩墙(脉)贯入,花岗岩在冷凝过程中不仅提供了Sn、W等成矿元素,而且带来足够的热能和挥发组分,使得刚刚上侵的基性岩墙(脉)产生强烈蚀变,其中的Fe元素得以解离进入成矿热液系统,并在适宜的构造部位形成铁锡矿床(化)。

3.2 地层与成矿

区内铁锡矿床基本上都产于泸沽花岗岩体周边的中元古界登相营群和九盘营组地层中,显示出“层控”的特点。区域地质调查发现⑤,在拉克一带则姑组上部的千枚岩中见有沉积成因的赤铁矿透镜体,小深沟一带则姑组下部的变质火山砾岩中有磁铁矿的成分,另外朝王坪组下部的杂砂岩中见有磁铁矿呈岩屑存在,证明中元古代—新元古代初沉积海盆中含有丰富的铁质,不仅表现为岩石的Fe丰度较高,而且在局部地段以不同的铁矿物相形式聚集,呈透镜状、岩屑状或似层状产出。

泸沽—冕山地区的铁锡成矿对于地层岩性的选择性较为明显。铁锡矿体主要产于登相营群白云质碳酸盐岩中,赋矿岩性以大理岩为主;当铁矿化的大理岩层与变质砂岩(或千枚岩)的岩性转换界面(钙-硅质岩石界面)时,铁矿体呈似层状、透镜状产出,矿石质量明显提高;独立锡矿体主要产于朝王坪组千枚岩和变砂岩中,尤其是在变质砂岩或千枚岩岩层面(隔水界面)出现断裂(裂隙)时,锡矿化的质量较优,锡矿体在其中呈似层状或不规则脉状产出。

中元古界登相营群各组和新元古界九盘营组在原始沉积的过程中具有程度不同的铁质富集,为后期的铁的成矿提供了部分成矿物质的来源,可视为本区铁矿的“矿源层”之一。另外,岩石的一些自然界面(如:钙-硅质岩石界面和隔水界面)往往成为有利成矿的隔挡层,成矿热液不易流失或逸散,利于成矿作用的持续进行,也是成矿的优选层(部)位。

3.3 构造与成矿

与区内铁锡矿成矿相关的构造主要分为3种构造类型:岩体构造、褶皱构造和断裂构造。

(1)岩体构造。泸沽花岗岩体和基性岩墙(脉)与铁锡成矿关系密切,岩体的构造对成矿的控制作用非常明显。泸沽花岗岩西侧与变质岩的接触关系多为断层接触,产状较为陡立,不利于流体向在变质地层的迁移扩散;而岩体的东侧和南侧接触面不甚平整,呈凹凸状或波状产出,围岩的顶盖残留体及变质岩的捕虏体经常可见,花岗岩呈岩枝状、岩舌状的突出体插入围岩之中,有利于岩浆热液的扩散和蚀变矿化的发生。这种现象与铁锡矿床(点)在南、东外接触带普遍、在北、西外接触带不多见的分布情况是吻合的。

(2)褶皱构造。本区的铁锡矿床多受轴向为近SN-NNE向或NW向局部褶皱的控制,从已知铁锡矿床(点)的产出规律看,铁锡矿体多与地层具有协调一致的产状,在褶皱(曲)或挠曲的轴部或褶曲的翼部产生滑脱空间,铁锡矿体在其中形成膨大加厚的透镜状矿体,这种矿体增厚的现象以背斜(形)轴部多见,向斜(形)较少。

(3)断裂构造。①宏观控矿方面:区内切割泸沽花岗岩体和登相营群变质岩的数条近SN-NNE向断裂都出现在已知铁锡矿床的附近,尤其是岩体南侧外接触带附近特别显著(图1),显示出铁锡矿床(点)的分布受区域断裂的宏观控制;②在对矿区控矿方面:在特点不同的物理化学岩性界面(如钙-硅界面、隔水界面)在应力作用下易产生滑动,形成层间的裂隙、断裂或破碎带,矿区中多数铁锡矿体均受此类断裂的控制,一些缓倾斜的断裂对成矿更为有利;另外有部分矿体受断裂破碎带或节理裂隙带的控制,控矿断裂走向多为NW向,亦见有NE向,有时为多条平行产出,呈现压(张)扭性断裂的特点;③在对矿化类型的控制方面:切割碳酸盐岩地层的断裂中往往出现矽卡岩化、硅化和绢云母化蚀变,并伴有铁(锡)矿化;而在切割千枚岩、变砂岩的断裂中,则常出现云英岩化蚀变和单独的锡矿化;锡矿体的附近,往往伴有铜、铅、锌等有色金属元素的矿化。

3.4 成矿作用

中元古代晚期,扬子陆块西缘处于浅海、滨海、潮坪的沉积环境,同时伴有火山喷发产物的堆积,形成了一套镁质碳酸盐岩、细碎屑岩夹中酸性火山岩的沉积建造;沉积海盆中富含金属元素,并随其他物质一起沉积下来,局部出现铁氧化物(磁铁矿),登相营群岩石中w(FeOT)较高,成为本区铁矿的“矿源层(岩)”之一,为后期的铁矿形成提供了部分成矿物质。

新元古代早期,在区域构造运动驱动下,本区处于地壳的伸展减薄状态,软流圈的物质不断上涌,造成深部地壳物质的重熔,源岩为变泥质岩类的深部地壳经过加热发生熔融,并不断上侵,部分岩浆形成具有A型花岗岩地球化学特征的泸沽复式花岗岩,部分岩浆则沿安宁河及其次级断裂上涌喷出地表,形成苏雄组流纹-英安质火山岩;泸沽花岗岩中W、Sn元素的丰度较高,成为区内锡矿的主要成矿岩体。随后,来自软流圈地幔的基性岩浆也沿区域构造上侵,侵位于中元古界和泸沽岩体中,形成岩墙状辉绿岩岩群;辉绿岩中Fe质含量高,为本区铁矿铁质的重要源岩之一。强烈的深源岩浆上涌造成地壳热流值的升高,在岩浆上侵定位和结晶过程中产生出大量挥发组分,将花岗岩中的Sn、W等元素和基性岩中的Fe等成矿元素解离出来进入这种混合的岩浆热液中,沿着特定的构造向温压较低的地壳浅部方向运移,沿途与围岩进行强烈的水-岩交换反应,不断萃取围岩(主要是登相营群岩石)中的Fe元素等成矿物质进入热液系统。

当富含量挥发组分的成矿流体迁移到接触带附近时,岩体内外的巨大压力差使流体产生减压沸腾,并快速进入外接触带的变质地层中,沿断裂、层间滑动带和裂隙带迁移,对围岩进行交代作用,造成矽卡岩化、云英岩化等围岩蚀变,辉绿岩脉在定位后发生强烈的绿泥石化,并析出大量的Fe质,富含成矿物质的流体在适宜的物理化学环境下发生沉淀,形成铁、锡矿化。深成岩浆侵位带来的高热烘烤效应使围岩发生大理岩化或角岩化,在白云质大理岩的层间滑动带中产生矽卡岩化,挥发组分的逸散使流体中的Fe、Sn发生沉淀形成磁铁矿和锡石,铁锡矿化在大理岩与变质砂岩的岩性转换界面附近质量更佳;高温流体在变质砂岩或千枚岩的断裂裂隙带中形成云英岩化为特征的蚀变,并出现似层状或不规则脉状的锡矿体。

本区铁锡矿床为与新元古代复合岩浆热液作用有关的矽卡岩型-云英岩型铁锡矿床,具有成矿物质多来源、成矿岩体多个、控矿构造多样、矿化多型(式)的特点。

4 结语

(1)研究表明,冕宁县泸沽—喜德县冕山地区的壳源泥质岩类重熔形成的A型花岗岩体为铁锡成矿提供了Sn、W等成矿元素,泸沽花岗岩和中酸性火山岩的热能和挥发组分大量逸出形成含Sn热液,并使幔源基性岩墙(脉)产生强烈蚀变,释放出大量的Fe元素,岩浆热液在上升途中还萃取了中元古界登相营群岩石的部分Fe元素,构成复合岩浆热液;区域性NNE向断裂、岩体构造、局部性褶皱(曲)构造、沿层和切层的滑动断裂(裂隙)带均可以控制矿床(体)的产出部位、形态特征和矿化型(式);铁锡矿化主要发生于岩体外接触带附近:在碳酸盐岩与变砂岩接触的层间构造中形成矽卡岩型铁锡矿床,在变碎屑岩断裂破碎带和节理裂隙带中形成云英岩型锡矿床。本区铁锡矿床为与新元古代复合岩浆热液作用有关的矽卡岩型-云英岩型铁锡矿床,具有成矿物质多来源、成矿岩体多个、控矿构造多样、矿化多型(式)的特点。

(2)从现有研究程度分析,泸沽—冕山地区与铁锡矿有关的地质研究程度相对偏低,无论是有关基础地质的研究,还是铁锡矿产矿床地质、矿床地球化学的研究,都还缺乏深入性和系统性,有些研究领域还未涉及,程度不同地制约了铁锡矿的找矿和成矿预测,许多地质问题都有待在今后开展的专题/综合研究中逐步解决。

注释:

① 范元建,李作华,柏万灵,等. 四川省冕宁县泸沽铁矿接替资源勘查报告. 成都: 四川省冶金地质勘查院,2015:1-173.

② 李作华,魏宇,农建刊,等. 四川省冕宁县泸沽铁矿区黑林子矿段锡矿Sn7号矿体详查地质报告. 成都:四川省冶金地质勘查院,2009:1-172.

③ 贺金良,曾云,王秀京,等. 四川省锡矿资源潜力评价成果报告. 成都:四川省地质矿产勘查开发局,2012:1-269.

④ 扑明月. 四川喜德拉克磁铁矿区北矿段勘探地质报告. 重庆 永川: 四川省地质局205地质队,1967.

⑤ 四川省第一区域地质测量队.1∶200000冕宁幅(H-48-31)区域地质测量报告. 北京: 全国地质资料馆,1967.

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