云南老君山成矿区成矿系列及成矿规律研究

【摘要】：老君山成矿区位于云南省的东南部,以盛产锡、锌、钨、银著称。在1380km2的范围内已探明曼家寨特大型矿床一处,铜街、新寨、南秧田大型矿床三处,辣子寨、水洞厂、南当厂、戈岭、老寨中型矿床五处,以及一系列小型多金属矿床(点)二十余处,是滇东南多金属成矿带(个旧—薄竹山—老君山)的重要组成部分。 本文以喷流沉积和成矿系列理论做指导,主要进行了老君山成矿区地层、矽卡岩与花岗岩的岩石学、岩石化学、地球物理、地球化学分析；矿床地质特征、矿石矿物学和组构学研究；岩(矿)石的微量元素、稀土元素、稳定同位素地球化学等方面的研究工作。在系统分析研究区成矿机理的基础上,完成了成矿系列的划分；并总结了老君山成矿区有利的成矿地质因素、建立了成矿模式及找矿模型。在全面分析研究区地层、构造、花岗岩及地球物理、地球化学特征与成矿的关系的基础上,总结了成矿规律,完成了成矿远景评价。论文的研究成果与创新主要体现在以下几个方面： (1)老君山成矿区以老君山为中心,加里东期为扬子地台前缘海盆凹陷中心,沉积厚度较大,加里东晚期开始隆起,海西构造阶段总体上隆,周围局部残存浅海,在早中泥盆世部分地区沉积了碳酸盐岩和砂泥岩,燕山构造阶段沿隆起核心形成陆壳改造重熔花岗岩并部分上升侵位,最终形成弯隆构造格局。 (2)老君山地区经历了多期地质作用,区内变形变质作用极其复杂,围绕老君山花岗岩体由外到内以次形成了绿片岩相带、角闪岩相带、混合岩相带三个变质相带。本文结合变质岩的形态产状特征、矿物岩石学特征及岩石化学特征,进行了变质原岩恢复,证明老君山成矿区含矿矽卡岩、角岩、石英岩等变质类岩石的原岩为一套海底火山—喷流沉积岩石。研究区矽卡岩传统上划分为复杂矽卡岩和简单矽卡岩(角岩)两类,作者认为复杂矽卡岩距花岗岩体较近,由火山—喷流沉积—叠加改造作用形成；简单矽卡岩(角岩)分布在距岩体较远的区域,由火山—喷流沉积—改造作用形成。岩(矿)石同位素测年结果显示,印支期是老君山地区变形变质作用的峰期。 (3)在老君山成矿区发现了火山—喷流沉积及其若干证据：①多金属硫化物矿体呈层状分布,且与围岩呈渐变过渡关系、互层状产出,含矿地层层位稳定,单层延长可达数十公里；②岩(矿)石的结构、构造中发现了大量的变余斑状结构、变余间粒结构、柱状变晶结构,变余气孔、杏仁构造、鲕状构造、结核状构造等,为喷流沉积型矿床的特征结构、构造；③矿石铅同位素测年结果主要为早加里东期、印支期,早于燕山期花岗岩侵入阶段,与花岗岩成矿理论相矛盾；④对硫化物矿石及矽卡岩进行了岩石化学分析,大量样品点投影在火山岩区域。证明了老君山地区早加里东期火山—喷流沉积作用的存在,喷流沉积层位集中在下寒武统冲庄组和中寒武统田蓬组,是多金属硫化矿床的集中产出地层。 (4)老君山成矿区矿床的形成是一个复杂的地质演化过程,主体层状多金属硫化物矿床属多源、多成因的复生矿床,大致经历了三个阶段：即火山—喷流沉积阶段→区域变质阶段→岩浆岩热液叠加阶段。在海底火山—喷流沉积阶段形成了分布广泛的多金属硫化物沉积层,在区域变质阶段喷流沉积物质普遍受到变质,老君山花岗岩体为铝过饱和型陆壳重熔花岗岩,岩体中成矿元素丰富,不但形成了多处伟晶岩矿床,对周边大型多金属硫化物矿床的形成也具有一定的叠加改造作用。 (5)以成矿演化的观点,结合不同矿床的主导成矿因素,在老君山成矿区厘定了3大成矿系列。在空间分布上以花岗岩为中心由内向外依次为：Ⅲ、燕山晚期花岗岩伟晶—气成高温热液成矿系列；Ⅱ、加里东早期火山喷流沉积—印支期变质—燕山期花岗岩热液叠加改造成矿系列；Ⅰ、加里东早期火山喷流沉积—印支期区域变质成矿系列。归纳了各成矿系列所包含的矿床类型,并结合典型矿床详细研究了各系列矿床的矿体产出特征、岩(矿)石结构、构造特征及地球化学特征。 (6)老君山多金属成矿区众多矿床为多来源、多期叠加成矿模式,是早加里东期火山—喷流沉积、印支期区域变质作用和燕山期花岗岩叠加改造共同作用的结果。 (7)老君山成矿区控矿规律：①地层、岩相控矿特征明显,花岗岩体以外几乎所有的多金属硫化物矿床(点)均分布在寒武系,下寒武统冲庄组和中寒武统田蓬组是主要赋矿地层,在由下部碎屑岩相带向上部大理岩相过渡的层位有利于矿体产出。②文山—麻栗坡、马关—都龙深大断裂控制着矿床的分布,在老君山穹窿体周围形成的一系列断裂、裂隙往往成为后期脉状矿体的赋存部位。③老君山成矿区地层受到了强烈的变形变质作用,绿片岩相带是主要的矿床产出相带,矽卡岩是主要赋矿岩石。④燕山期花岗岩控制了气成高温热液矿床的形成,并与多金属硫化矿床紧密相依。