（地质工程专业论文）三江成矿带中甸地区斑岩型铜矿成矿综合信息研究及资源预测.pdf

摘要 “三江”成矿带以其独特的地质构造景观和丰富的矿产资源丽闻 名于地质界。中旬地区是印支期中酸性斑岩集中分布区，也赶。我! 目近 年来寻找斑岩铜矿取得重大突破的矿集区之一。本文从印支期必山岛 弧带的发展、中酸性斑岩的演化与斑岩铜矿在形成时间、空问建系研 究入手。系统开展了含矿斑岩体的的分布规律、产状规模、石l l i “一i 矿物 学、蚀变矿化、地球化学、物探遥感影象等综合研究，总结了该区斑 岩铜矿的控矿因素和成矿机理，建立了成矿模式，并对斑岩铜矿找矿 潜力进行了定位一定量预测，对该区找矿突破和地质勘查工作起到j 直接的指导作用。 【关键词】三江斑岩铜矿综合研究资源预测 a b s t r a c t t h e “t h r e e r i v e r s ”m i n e r a l i z a t i o nb e l ti sf a m o u si n g e o l o g i c a l s t r u c t u r e sa n dr i c hm i n e r a lr e s o u r c e s z h o n g d i a ni se n r i c h e dw i t h i n d o c h i n e s ee p o c hn e u t r a la c i dp o r p h y r ya sw e l la so n eo ft h e p o r p h y r yc o p p e rd e p o s i t s i nc h i n at h a tw a sa n i m p o r t a n t b r e a k t h r o u g hi nt h ep a s tf e wy e a r s s t a r t e dw i t ht h ed e v e l o p m e n t o fi n d o c h i n e s ee p o c hv o l c a n i ca r c ，e v o l u t i o no fn e u t r a la c i d p o r p h y r y a n dt h em i n e r a l i z a t i o na n d s p a t i a lr e l a t i o n s h i p o f p o r p h y r yc o p p e rd e p o s i t s ，t h i s a r t i c l e s y n t h e t i c a l l ys t u d i e dt h e d i s t r i b u t i o nl a w s ，o c c u r r e n c es c a l e s ，l i t h o - m i n e r a l o g y , a l t e m a t i o n m i n e r a l i z a t i o n ，g e o c h e m i s t r y ,g e o p h y s i c a l s u r v e y a n d r e m o t e - s e n s i n gi n ) a g e s o fm i n e r a l i z e d p o r p h y r yb o d i e s ，a n d t h e r e f o r ec o n c l u d e dt h ef a c t o r sa n dm e c h a n i s m so ft h e mi n e r a l i z a t i o no fp o r p h y r yc o p p e rd e p o s i t so ft h i sa r e a ，s e tu pt h e m o d e lo fm i n e r a l i z a t i o na n dp r o s p e c t e dt h ep o t e n t i a lo fp o r p h y r y c o p p e rd e p o s i t si np o s i t i o na n dq u a n t i t yt h a tc a nd i r e c t l yc o n d u c t t h ep r o s p e c t i n ga n dg e o l o g i c a lw o r ki nt h a ta r e a k e y w o r d ：t h r e e r i v e r s ，p o r p h y r yc o p p e rd e p o s i t s ，s y n i t h e t i c a l s t u d y ，r e s o u r c e sp r o s p e c t 昆明理工大学学位论文原创性声明 本人郑重声明：4 所呈交的学位论文，是本人在导师的指导下，依托承 担的中国地调局所立的重点评价项目一云南中旬地区铜矿资源评价项目及重 点科研项目一一( 西南三江南段成矿规律和找矿方向综合研究。所进行研究 _ q 2 作所取得的成果。除文中已经注明引用的内容与成果( 结论) 外，本论文 不合任何其他个人或集体己经发表或撰写过的研究成果。对本文的研究做出 重要贡献的个人和集体，均已在论文中作了明确的说明并表示了谢意。本声 明的法律结果由本人承担。 。学位论文作者签名：痧易夕支争 日期：山啪r 年占月跄e t 关于论文使用授权的说明 本人完全了解昆明理工大学有关保留、使用学位论文的规定，即：学校 有权保留、送交论文的复印件，允许论文被查阅，学校可以公布论文的全部 或部分内容，可以采用影印或其他复制手段保存论文。 ( 保密论文在解密后应遵守) 导师签名：蒜 参乏 论文作者签名：扩参夕 日期：舯阵3 日泽心 昆明理工大学t 程硕士研究生学位论文 1 前言 1 1 论文选题的依据和意义 1 1 1 国内外铜资源概况 至2 0 0 3 年世界铜储量约1 0 亿吨，保有储量4 5 亿吨，中国铜储量约6 5 0 0 万 吨，占世界的6 5 ，保有储量2 6 0 0 万吨，占世界的5 ，7 ，保有储量存：芷劳散、 单矿床规模小，难以形成规模化生产的实际。2 0 0 3 年世界精铜消费量1 5 0 0 i 吨， 中国2 9 5 万吨，占1 9 6 6 ，成为世界第一消费大国，预计2 0 1 0 年消费量达4 8 0 万 吨。2 0 0 3 年中国生产铜精矿含铜6 5 万吨，加费铜回收自给率不到5 0 。成为世界 第一大进口国，到2 0 1 0 年许多骨干矿山面临资源枯竭。我国铜资源保障褥度低， 供求矛盾日趋突出，将直接影响国民经济的持续发展。我国多年来把铜资源的勘 查列为基础性战略性矿种进行部署。因而开展中旬地区斑岩铜矿的综合研究对建 立国家铜资源基地具有十分重要的战略意义。 1 1 2 斑岩型铜矿在铜矿床中的位置 世界上斑岩型铜矿在铜矿床中占主要地位，在世界不同类型铜矿床中占总储 量的5 3 ，储量大于5 0 0 万吨的6 0 个超大型矿床中有4 9 个为斑岩型。在中国占总 储量的4 7 5 ，探明的4 个特大型矿床有3 个为斑岩型。斑岩铜还以规模大、易 采选、伴生a u 、a g 、m o 等金属都可综合回收等优点，是铜金属的主要来源，世界 铜产量7 0 以上来源于斑岩铜矿，在我国占6 0 以上。如德兴、中条山等大型再r 山均为斑岩铜矿。 1 1 3 中甸地区斑岩型铜矿研究现状和找矿前景 中甸斑岩铜矿矿巢区位于世界三大斑岩铜矿带之一的三江造山带南段，属特 提斯的一部份。多期强烈的构造运动，岩浆活动和变质作用，蕴育了良好的成矿 环境，相继有玉龙、马拉松多，雪鸡坪等大型斑岩铜矿分布。中甸地区是三江南 段印支期中酸性斑岩集中分布区，产状以浅成一超浅成侵入的岩枝、岩珠复合岩 体为主，岩性主要为石英二长斑岩、石英闪长斑( 玢) 岩、二长花岗斑宥等。近 年完成了l ：5 万土壤化探、1 ：1 0 万航磁及l ：5 万矿调等基础工作，发现了羊拉锢 ( 复合式) 、普朗( 斑岩型) 、红山( 斑岩复合式) 等批大型一特大型矿床，显 示了较好的找矿前景。控制铜资源量大于5 0 0 万吨，远景铜资源量大于1 0 0 0 万吨。 1 昆明理t 大学工程硕士研究生学位论文 总体看来，该区地质工作程度偏低，研究工作尚不充分，对斑岩成，旷机制、 分异模式、控制条件等研究和认识不足。本人在该区工作多年，收集和穰累了丰 富的基础资料，开展成矿信息综合研究，对完善三江南段斑岩铜矿成矿理论，提 高成矿系列研究水平，建立成矿模式，形成较为完善的定位预测系统。达到帮助 陔区制定合理的勘查战略和最佳技术方法组合，缩短评价周期，降低勘查胍险的 目的，并能在成矿区带上起到示范和指导意义。 1 2 国内外研究水平和发展趋势 国外对斑岩铜矿的研究始于1 9 0 5 年( 第一个斑岩铜矿的定论) ，但深入r 泛 的研究和理论的建立是在1 9 5 0 年至今的5 0 年间。板块构造理论( t 9 6 6 年j 的建 立促使斑岩铜矿理论研究取得重大进展，形成了一系列不同岩类的经典成矿模式， 如斑岩铜矿的蚀变分带模式和斑岩铜矿的分异成矿模式等。我国斑岩铜矿研究始 于上世纪五十年代( 1 9 5 4 年发现第一个大型斑岩铜矿) ，五十年来对内陆造山带， 板块聚合带斑岩铜矿的岩浆起源，分异演化，矿质运移富集及成矿系列等领域的 研究取得较大进展，并建立了我国斑岩铜矿成矿理论体系和不同区带的成矿模式。 由于成矿环境的差异，世界上没有完全相同的两个矿床存在，因而国内外对斑岩 铜矿的研究都由从大区域向矿集区的成矿系列，矿床产生位置的精确控制因素方 向发展，并注重矿集区成矿理论和成矿模式的建立，以期发现更多的斑岩型矿床。 成矿预测始于上世纪七十年代，是制定一个地区矿产勘查战略的重要组成部 份，分为区域预测( 成矿域、成矿带) 和局部预测( 矿区、矿田、矿床) 。前者是 建立在区域成矿背景和基础的物化、遥资料研究基础上进行，是一种理论性和方 向性的预测：后者是建立在成矿模式和对矿集区成矿环境、控矿因素研究的基础上 进行，是一种定位定量的预测。其预测的准确度与我们对预测区基础资料收 集整理、综合研究程度和新理论、新方法的应用关系密切。 1 3 论文资料来源及完成工作量 1 9 9 7 年至今，云南省地质矿产局第三地质大队一直承担矿集区的资源评价和 综合研究工作，并列为国家西南三江有色金属资源基地重点评价项目。本人担任 第三地质大队总工程师并兼任项目总负责。主持了矿集区找矿战略制定、总体没 计编制、项目的组织实施，并在2 0 0 1 年发现普朗斑岩特大型铜矿。2 0 0 0 年至今存 攻读硕士期间，借助参与中国地调局重点科研项目西南三江南段成静规律 和找矿方向综合研究过程中，系统收集矿集区的基础资料、结合学校的教学安 2 昆明理工大学工程硕士研究生学位论文 排开展了综合研究，并对物化探异常和矿化斑岩体进行查证，取得了较好的找矿 效果，提升了自己的理论水平和实际工作能力。本文是根据实际工作中j 疑得的地 质成果在综合研究的基础上，在秦德先教授、张翼飞教授级高工两位指导老师的 精心指导下撰写而成，主要完成以下工作。 ( 1 ) 1 9 9 7 - - 2 0 0 0 年，主持了中甸地区斑岩铜矿找矿战略的制定，完成：1 0 万 航磁、l ：5 万矿调等基础工作。 ( 2 ) 2 0 0 1 年至今，主持了国土资源大调查重点项目的立项申报工作，完成1 ：j 万土壤化探扫面，对研究区火山岛弧带的演化、中酸性斑岩的分布、产状、规模 及蚀变矿化作了系统研究，初步建立该区斑岩铜矿成矿模式。应用矿床模式对儿 个主要斑岩体进行了钻探验证，发现了普朗铜矿等一批极具找矿远景的靶区。 ( 3 ) 2 0 0 3 年参与中国地调局重点科研项目西南三江南段成矿规律和找 矿方向综合研究，本人侧重对该区斑岩体的分布规律、产状、规模、岩石类型、 蚀变分带、成矿系列等进行了较为系统的研究。 ( 4 ) 完成具体工作量 本文是在完成了中甸地区大量野外和室内工作量的基础上撰写的( 表l 1 ) 。 表卜1 本文完成工作量一览表 笪 项目名称工作量项目名称单位 ：作量 位 1 ：1 0 万航磁 k 一4 0 0 0 岩矿石石化学全分析套 2 7 l ：5 万地质四 k 舻 2 2 0 0 样 岩矿光、薄片件2 0 3 幅 基 1 ：5 万土壤化探 k m 22 0 0 0 品 稳定同位素( o 、s 、p b )件 ：0 遥感解译 k 井4 0 0 0 测 流体包裹体测试 件27 础 地球物理 式 包体温度( 均一、爆裂)件 2 7 地 蚀变剖面条k m3 9 2 3 及 验证钻探1 5 0 0 0 综 包体成分件 2 7 a 稀土和微量元素件2 5 f 质 口 研 3 9 同位素测算( a r a r ) 件1 2 究 岩矿石电子探针件 2 6 综合图件 幅8 7 1 4 本文取得酌主要成果 ( 1 ) 首次开展中旬地区斑岩铜矿科研与生产相结合的系统研究，对该区斑岩饲 矿找矿突破起到直接的指导作用。 ( 2 ) 系统收集并综合研究了中甸地区地质、物探、化探、遥感和矿产蛹查资料。 昆明理工大学工程硕士研究生学位论卫 排开展了综合研究，井对物化探异常和矿化斑岩体进行查证，取得了较好 | 。找矿 效果，提升了自己的理治水平和实际工作能力。本文是根据实际工作中】r 得的地 质成果在综合研究的基础上，在秦德先教授、张翼飞教授级高工两位指寻老师的 精心指导下撰写而成，丰要完成以下工作。 ( 1 ) 1 9 9 7 - 2 0 0 0 年，主持了中甸地区斑岩铜矿找矿战略的制定，完成：1 0 万 航磁、】：5 万矿调等基础工作。 ( 2 ) 2 0 0 1 年至今，主持了国土资源大调查重点项目的立项中报工作，完成l ：5 盯土壤化探扫面，对研究区火山岛弧带的演化、中酸性斑岩的分布、产状、规模 及蚀变矿化作了系统研究，初步建立该区斑岩铜矿成矿模式。应用矿床漠式刑儿 个主要斑岩体进行了钻探验证，发现了普朗铜矿等一批极具找矿远景的靶区： ( 3 ) 2 0 0 3 年参与中国地调局重点科研项目一一西南三江南段成矿捌律和找 矿方向综合研究，本人侧重对该区斑岩体的分布规律、产状、规模、岩石类型、 蚀变分带、成矿系列等进行了较为系统的研究。 ( 4 ) 完成具体工作量 本文是在完成了中甸地区大量野外和室内工作量的基础上撰写的( 表卜1 ) 。 表卜l本文完成工作量一览表 堕 项目名称工作量项目名称单位，1 作量 位 l 1i o 万航磁 k 0 4 0 0 0 岩矿石石化学全分析 套2 7 l ：5 万地质四 l ( i l l 2 2 2 0 0 碰 岩矿光、薄片件2 0 3 幅 口 ： 1 ：5 万土壤化探 h 。2 0 0 0 n h 稳定同位素( 0 、s 、p b )件 ：0 遥感解译 k 舻4 0 0 0 测 流体包裹体测试抖27 地球物理 式 包体温度( 均一、爆裂) 什 2 7 蚀变剖面条k m3 9 2 3 及 包体成分 肚 2 7 综 卜 验证钻探 1 5 0 0 0 稀土和微量元素 件2 5 台 研 同位素测算( a r a r ) 件1 2 究 岩矿石电子探针件 2 6 综合图件幅8 7 1 4 本文取得的主要成果 ( 1 ) 首次开展中甸地区斑岩铜矿科研与生产相结合的系统研究，对该区斑岩饲 矿找矿突破起到直接的指导作用。 ( 2 ) 系统收集并综合研究了中旬地区地质、物探、化探、遥感和矿产诵查资料。 ( 2 ) 系统收集并综合研究了中甸地区地质、物探、化探、遥感和矿产渊查资料。 昆明理工大学工程硕士研究生学位论文 对该区火山岛弧带的演化及中酸性斑岩的分布规律、蚀变矿化作了较详细的研究。 ( 3 ) 通过典型矿床的研究，总结和初步创建了中甸地区斑岩铜矿成矿系列理 论，建立了斑岩铜矿成矿模式和找矿模型。 ( 4 ) 开展以提取新的地质信息，找矿信息为目的的地、物、化、遥多元信息处 理与分析研究，特别是土壤化探在高寒地区找矿中的应用作了较深入的探索。编 制了中甸地区资源预测图，圈定了1 0 余个找矿靶区，提出了中甸地区斑岩铜矿的 找矿新思路，并对资源潜力作了评价。 1 5 有待深入研究的问题 项目研究过程中发现尚存在以下问题有待进一步探索： ( 1 ) 研究过程中发现，斑岩铜矿产出的精确控制因素难以确定，特别是岩浆 期后构造叠加改造使铜矿化对岩性的选择和富集位置有待进一步研究。 ( 2 ) 高寒地区机械风化与土壤化探异常位置的套合有待进一步研究。 ( 3 ) 大面积分布的岛弧火山岩和后期中酸性斑岩与斑岩铜矿成矿时间和空间 e 的关系有待研究。 ( 4 ) 通过物探( 高精度磁测，多功能激电) 综合试验，在该区找矿- p 的应用 效果不明显。如何利用地球物理技术精确反应隐伏岩体和深部矿体的产出位置进 行预测是最大的技术难题。 4 昆明理工大学t 程硕十研究生学位论立 2 区域成矿地质背景 云南中旬地区斑岩型铜矿研究区位于西南三江成矿带中段东部，地处目孜 理塘结合带西侧德格中甸 陆块东缘，印支期义敦中甸 岛弧带南段，总体近北北西向 展布( 图2 - 1 ) 。 2 1 区域地层 区域上晚古生代为碳酸 岩台地环境，二叠纪一早三叠 世随着其东侧甘孜一理塘小 洋盆的发育转变为被动大陆 边缘环境，中三叠世末一晚三 叠世初随着甘孜一理塘小洋 盆向西俯冲形成主动大陆边 缘。晚三叠世岩浆弧发展阶 段，该区发育了一套巨厚的碎 屑岩一碳酸赴岩一火山岩建 造，岩性主要为砂板岩夹灰岩、安山玄武岩一安山岩、英安岩等，划分为曲嘎寺 组( t 艘) 、图姆沟组( t 3 t ) 、喇嘛哑组( t 3 l m ) ，是区内印支期一燕山早期浅成中一 中酸性矿化斑岩的直接围岩。 a 、尼汝组( t n ) ：灰、灰白色薄层一厚层状微粒状大理岩、含白云质大理岩， 含牙形刺、鱼化石，底不全，厚度 1 7 2 6 5 7 m 。顶与上覆曲嘎寺组一段为平行不整 合接触，局部为断层接触。 尼汝组基本层序有两种类型：i 由灰色中层状大理岩一深灰色薄层状大理岩 组成向上变薄的退积型旋回性基本层序；i i 由灰色厚层状大理岩、含白云质犬理 岩灰色中层状大理岩构成加积一进积型基本层序。 b 、曲嘎寺组( t 3 q ) ：据岩石组合类型、古生物等，可分为三个岩性段。 一段( t 。q 1 ) ：为灰、深灰色板岩、薄层一中层状变质杂砂岩、变质砾岩，哭 变质副砾岩，板岩中含大量双壳类化石，厚度 4 8 5 8 1 m 。在热绒与下伏尼汝组呈 平行不整合接触。向北迈依格一带变质杂砂岩、变质砾岩增多为陆源砂质、砾质 昆明理工大学工程硕士研究生学位论文 高密度浊流沉积。变质杂砂岩单层厚6 8 c m ，其中粘土质( 已变质为绢云母) 杂 基2 0 3 3 ，为杂基支撑结构，成分成熟度低，具陆源浊积岩之特征。 其基本层序总体上为粒度向上变细、厚度变薄的深海海底扇沉积层序。 二段( 7 r 3 q 2 ) ：为深灰、灰色灰岩、板岩、变质砂岩，夹玄武岩、火u 碎屑岩、 变质副砾岩、硅质岩，发育水平层理，产珊瑚、牙形刺、鱼鳞印痕、双壳类化石， 厚度 1 0 3 5 8 8 m 。 其基本层序总体为向上变细的沉积层序，具鲍马层序c d e 、d e 特征，显示深 海沉积环境。 三段( t 。q 3 ) ：为深灰、灰色板岩、变质砂岩、变质杂砂岩、灰岩，夹变质副 砾岩、角砾状砂岩、硅质岩，发育水平层理，灰岩中含牙形刺，厚度 4 0 2 15 一 2 0 4 1 4 6 m 。 其基本层序总体为旋回性向上变细的沉积层序，具鲍马层序a e 、c d e 特征， 为深海沉积环境。 c 、图姆沟组( t 。t ) 据岩石组合类型、古生物等分为二个岩性段。 一段( t 。t 1 ) ：为灰、深灰色板岩、绢云板岩、薄层一中层状变质砂岩，央灰 岩、硅质岩、变质副砾岩，含双壳类、菊石、头足类、腹足类化石，厚度 2 6 9 5 1 一) 6 8 1 4 3 m 。与下伏曲嘎寺组呈平行不整合接触。 其基本层序总体表现为粒度向上变细的沉积序列，显示深海沉积环境。 二段( t 。t2 ) ：为区内重要的含铅锌铜金银含矿层之一。岩性为灰、深灰色板 岩、含粉砂质绢云板岩、变质砂岩、安山岩、英安岩、流纹岩，夹火山碎屑岩、 硅质岩，板岩中含大量双壳类化石，厚度 8 9 0 9 8 一 2 1 0 4 0 3 m 。 其基本层序划分两种类型：i 为砂岩一板岩构成旋回性向上变细的层序在 红山北东见浊积岩特征之槽模型沉积构造，显示深海环境沉积；i i 为火山岩一板 岩、砂岩组成喷发一沉积基本层序，含深水相双壳类化石，为深水环境沉积。 d 、喇嘛垭组( t 。l m ) 据岩石组合特征等，划分为一、二两段。 一段( 吲m 1 ) ：为灰色薄层一中厚层状变质细粒长石石英杂砂岩、深灰色粉砂 质板岩，具韵律层、正粒序层理、水平层理；板岩中含双壳类化石及大量黄铁矿 晶体，厚4 5 3 7 3 m 。 其基本层序为向上变细的韵律层序，显示形成于水体较深的强还原沉积环境。 二段( l l m 2 ) ：为深灰色粉砂质绢云板岩、砂质绢云板岩、变质钙质细粒长石 岩屑杂砂岩，夹薄层状变质钙质细粒长石石英杂砂岩，发育粒序层理、水平纹层， 6 昆明理工大学工程硕士研究生学位论立 厚度 2 2 7 5 4 m 。 其基本层序总体为向上变细具正粒序层理非旋回性层序。 e 、沉积地球化学特征 尼汝组：大理岩的光谱定量分析平均含量，其中b a 、s r 、m n 均低于地壳克拉 克值和涂和费的碳酸盐元素的平均含量，s r b a 比值4 2 6 5 ，为海相环境沉积。 曲嘎寺组：一段岩石的光谱定量分析，变质杂砂岩和绢云板岩微量厄素含量， 除t h 、z r 、l a 、b a 元素外，均低于地壳克拉克值；二段变质杂砂岩、绢云板岩、 粉晶灰岩微量元素，除变质杂砂岩中t h 、z r 和绢云板岩t i 、c r 及粉晶灰岩s r 含 量高外，均低于地壳克拉克值，灰黑色硅质岩r e e 4 2 4 2 1 0 1 ，l r e e i t r e e 2 7 7 ， 6e u o 6 9 、5c e o 7 6 ，具负铈异常，与海水中铈亏损型稀土分配型式相类似，显 示大陆边缘沉积特征。据m r b h a t i a ，k a c r o o k ( 1 9 8 6 ) 砂岩的微量元素与板块 构造的关系，曲嘎寺组砂岩定量光谱分析在l a t h s c 、t h s c z r 1 0 、l a y s c c r 、t i z r l a s c 判别图解中，基本上投入在大陆岛弧区；从变质砂岩微量 元素判别可以看出，一段主要表现为大陆岛弧一被动大陆边缘的形成环境，二段 和三段主要表现为大洋岛弧一大陆岛弧一活动大陆边缘被动大陆边缘的形成环 境；总体显示，构造环境从非稳定到次稳定的变化。 图姆沟组：一段岩石的光谱定量分析，变质杂砂岩和绢云板岩平均含量除z r 、 b a 、m n 元素外，均低于地壳克拉克值，灰黑色硅质岩r e e 8 6 4 9 ( ：1 0 ， l r e e h r e e 3 4 8 ，6e u o 7 9 、6c e o 9 0 ，具弱负铈异常，据r w m u r r a y 硅质岩的 沉积大地构造环境判别，6c e o 9 0 为大陆边缘环境下沉积成岩的；二段变质砂岩 绢云砂岩和绢云板岩平均含量除z r 、b a 、t i 元素外，均低于地壳克拉克值，含放 射虫硅质岩r e e 7 4 7 0 xl o 一，l r e e h r e e 3 8 6 ，5e u l 0 5 、6c e o 8 5 ，具负铈异 常，6c e o 8 5 为大陆边缘环境沉积成岩。图姆沟组砂岩微量元素在t h s ( ：一z r l o 判别图解中，投在大陆岛弧区和被动大陆边缘区：砂岩微量元素构造判别t h 、z r 、 s c 含量和t h s c 、z r t h 、k t h 比值等特征，主要表现为被动大陆边缘一大陆岛弧 一大洋岛弧的形成环境。 2 2 岩浆岩 印支期甘孜一理塘小洋盆停止扩张并开始向西俯冲消减，在乡城红山一带 形成不成熟岛弧，发育了曲嘎寺组以安山玄武岩为主的中基性火山碎屑沉积岩系， 中晚期洋盆继续向西俯冲，使乡城一红山岩浆弧进一步发展为成熟岛弧，发育了 图姆沟组以安山岩、英安岩为主的中酸性火山沉积岩系；晚三叠世晚期洋盆封 垦望里三查堂三堡堡! ：竺塞兰堂壁堡苎 闭，在乡城一红山一带发生同熔型中一中酸性岩浆活动，伴随有斑岩型、斑岩一 矽卡岩复合型及矽卡岩型等重要的铜金多金属矿化；侏罗一白垩纪为陆内汇聚阶 段，晚期发育碰撞( s ) 型酸性岩浆侵入，伴有铜、钼、钨矿化，在构造活动强烈 区伴有较强的变质作用及有关矿化；喜马拉雅早期本区主要表现为陆内伸展裂陷， 发育正长( 斑) 岩一二长( 斑) 岩类，伴有斑岩型金、铜矿化。 2 2 1 火山岩 ( 1 ) 火山旋回与时空分布 中甸岛弧的火山岩主要发育在上三叠统曲嘎寺组和图姆沟组中( 图2 - 2 ) 。曲 嘎寺组火山岩总体可分成两段： 下段以致密块状玄武岩为主并 有少量安山质、玄武质火山角砾 岩、杏仁状玄武岩，总厚达 4 0 9 7 9 m ；上段有蚀变玄武岩、 蚀变玄武质凝灰熔岩、玄武质火 山角砾岩，常构成火山溢流相 火l u 爆发相一火山喷发相一火 山沉积相的喷发韵律，火山岩厚 1 0 9 9 1 m 。图姆沟组弧火山活动 强度明显超过曲嘎寺组，火山岩 的厚度超过2 5 0 01 1 1 ，是曲嘎寺 组火山岩厚度的5 倍，其岩性与 曲嘎寺组也有较大差异，以中性 一中酸性岩为主，包括安山岩、 英安岩、流纹岩、安山质火山角 砾岩、安山质熔结集块岩、英安 质角砾岩、安山质凝灰熔岩、安 山质晶屑凝灰岩等，极少出现基 图2 _ 2 中旬迫区火山一侵入岩分布与构造格架 性岩类。弧火山岩系由下向上可划分出9 个喷发韵律：蚀变安山质火山角砾岩 一蚀变安山岩，厚 3 8 8 4 m ；蚀变安山质凝灰岩一蚀变安山岩，厚1 0 0 7 5 m ； 蚀变安山质晶屑凝灰岩一蚀变安山岩，厚4 1 7 8 m ；蚀变安山质晶屑凝灰熔岩一 蚀变安山岩，厚3 7 0 9 口：蚀变安山质火山角砾熔岩一蚀变安山岩，厚9 1 2 m ； 蚀变安山岩角砾熔岩一蚀变安山质岩屑凝灰熔岩蚀变安山岩一蚀变英安岩一 蚀变流纹岩，厚4 6 4 1 2 m ；蚀变英安质火山角砾岩蚀变安山岩一变质绢云长石 r 垦塑墨三查兰三堡婴里壅皇堂垡笙茎 粉砂岩，厚1 4 2 3 3 m ；蚀变安山岩一蚀变含杏仁结构玄武安山岩一绢云板岩，厚 3 1 2 2 8 m ；蚀变安山岩一板岩，厚2 6 2 7 m 。喷发韵律以爆发一喷溢相为特 征；喷发韵律以爆发一喷溢沉积相为特征；一喷发韵律以喷溢沉积相为 特征。火山活动强度总体为由强到弱，这与区域构造运动特点相吻合。 一个十分重要的特征是，孤安山岩系常常与同成分超浅成岩体密切共生，构 成典型的穹状火山机构，如在烂泥塘附近早期喷溢的蚀变安山岩、蚀变英安岩、 安山质火山角砾岩和晚期的呈环状、半环状蚀变石英闪长玢岩、蚀变闪长玢岩岩 墙组成一个大型的火山机构。火山口为爆发相的安山质火山角砾岩，边缘为喷溢 相的蚀变安山岩、蚀变英安岩，通道相为闪长玢岩类和工f 长斑岩类。在火山机构 周围多金属矿产及相应的化探异常发育。 ( 2 ) 火山作用与成矿 中旬火山弧属义敦火山弧南段。火山活动强烈，火山岩产出层位为上三叠统 图姆沟组，以中、基性为主。用s i o 。一( n a 。o + k 。0 ) 变异图判别( 图2 3 ) ，主要为亚碱 性系列，少数属偏碱性系列，在钾钠判别图上( 图2 4 ) ，样点主要落入富钠质、锄 质区，少数位于钾质、富钾质区。亚碱性岩石在a f m 图解中( 图2 5 ) ，绝大多数属 钙碱系列。火山岩主要为亚碱性钙碱系列玄武岩一安山岩组合。与安l u 岩同源的次 火山岩闪长玢岩，有利于铜、铁矿的形成，如雪鸡坪斑岩型铜矿、红山斑岩 一卡岩型铜矿、郎都矽卡岩型铜铁矿。 卖缝 瞄嘈鲰l 蛳) 确定柏，# 拽 盘女 _ t 嗽精￥1 9 l ，确定的界线 申伽6 量嵌 ft | )( p 0 9 点拽1 睁潮喇半舅h 1 9 7 8 ) 提出的区舟女恼碱 正妊三千岩石秉瑚，螂 o 风茧删 x 盂遵 ( t ) r q 昆明理t 大学工程硕士研究生学位论文 a 圈2 - - 4 偏碱- 亚碱性岩石判g 赣性的 n a 2 0 - - k 归圈 中甸。景洪x 盂连 ( l )( )，r 、 f 图2 5a f m 图解 点拽一久野0 9 6 s ) 确定的c a 和t h 界线) 虐域- m i c d o n n 叫1 9 6 8 ) 确定的夏戚襄c a 和t h 界线 ( 3 ) 岩石学与地球化学 火山岩中长石等矿物化学成分列于表2 1 中。长石是火山岩中重要的组成矿 物，特别是斜长石是判别岩石类型的重要依据。区内火山岩中的斜长石全部为钠 长石，a n 分子的含量在3 以下。岩石中n a 扣的含量除少数大于4 外，大多数在 3 一3 5 ，a n 分子含量在3 以下。根据岩石的结构判断，这些岩石还不属于细碧 角斑岩类，而是属于正常的玄武岩一安山岩一流纹岩类，钠长石的产生是在岩石 处于海相环境中钠长石化的结果。在部分岩石中出现的钠微斜长石也可能足钠质 溶液对钾长石交代作用的产物。 辉石在玄武岩中普遍存在，含量一般不足1 0 ，均属较典型的普通辉石。黑云 母在玄武岩和安山岩中分布都很广泛，特别在安山岩中含量可达1 5 ，均属较典型 的羟铁云母。 表2 2 是本区有代表性的两大类火山熔岩的化学成分。曲嘎寺组的玄武岩中， s i o ：含量变化不大，t i o ：的含量c ( i ) ( t i o 。) 为l - 2 9 一3 7 7 较全球同类岩石偏高， k o + n a 。0 的含量平均为2 6 ，类似于拉斑玄武岩。但是，所有样品中的n a 。0 含量 。 ( n a 。0 ) 为4 0 一5 9 8 均高于k 2 0 ，大多数样品( c u o ) ( ) ( n a 。o + k 。0 ) ，6 值 变化于2 5 5 3 。图姆沟组的中一酸性熔岩中，以u ( s i ：0 ) 为5 6 一6 2 的安山 岩类处于主导地位，仅少数为( s i2 0 ) 6 2 的酸性岩类；t i o z 含量 c o ( t i o ! ) 为 0 3 8 一1 2 明显低于睦嘎寺组的玄武岩类，k 2 0 + n a 。0 的含量平均为3 6 2 ，& 口碱 质高于玄武岩：c a o 的含量仍明显高于k 2 0 + n a 。0 ，相对曲嘎寺组玄武岩，。( k 。o ) 0 一 垦塑堡三查堂三堡壁主婴型竺堂垡堡塞 有明显增高。在( s i0 2 ) 一( n a 。o + k 。o ) 图上( 图2 6 ) ，曲嘎寺组中的基性 火山岩的样品绝大部分投入碱性系列岩石区，而图姆沟组中的中酸性火l l 岩的样 品除少部分属于碱性系列岩石外，多数属于亚碱性或钙碱性系列，在碱性程度上 没有明显的分区，具有连续过渡的特点。在( s i 。o ) ( k 。o ) 图上( 图2 - - 6 ) ， 不论是哪类火山岩，总体具有高k 特点，中k 岩石次之，最少的为低k 岩石。 龋。 v 8 。 粪。 言 羹 安 ，蔷7墼耋 培7 7 岩 ，f鬈- r 一一 一一一 鼬0 0 ， b 图2 - 6 中旬地区上兰叠统火山岩的硅一穰和硅钾含量对比图 f 囊i 凰h t i n 辱1 】) i 一碱性纛囊。目一亚蕞牲量列。赛壤一胤d 衄i l d 的雪赣( 1 9 6 8 ) ；靖城一i 由e 辞的曲裁c1 ，7 i ) 。一曲唾寄组中曲墓经火山氍一圈一期中崎中叠盎火山耘b 一备变呔山岩 稀土元素的组成在不同岩系或不同成分火山岩中既有相同之处，也存在定 差异。共同点上各类岩石均为富轻稀土型，轻重稀土比值在2 以上( l u 伯) n 在 8 以上。e u 和c e 的异常以不明显为主。不同的是两种火山岩中稀土含量虽然都有 较大的变化，但是相对面言，曲嘎寺组基性火山岩的稀土含量偏低，平均为1 3 2 8 1 0 “，而图姆沟组中酸性火山岩平均为1 5 3 7 1xi 0 “，其稀土模式曲线( 图2 7 、 图2 8 ) ，基性火山岩以较平坦为特征，而中酸性火山岩则明显较陡，t u ( ：l r e e ) ( h r e e ) 在前者中仅2 3 5 ，( l a y b ) n 为8 0 4 ：在后者中，比值分别为6 1 3 和1 8 8 2 。c e 异常在基性火山岩中相对较大，而e u 异常在中酸性火山岩中相对较 大。以上特点基本反映了同源岩浆从基性向中酸性成分演化中稀土元素的地球化 学共性。 昆明理 _ 大学工程硕士研究生学位论文 表2 - 1火山岩中长石等矿物化学成分 样号 l 一2 s 一2l 一2 5 一l l 一2 5 2t - 3 2 m1 1 m 一2 矿物在岩石中 在玄武岩中 玄武岩中的 + 药站莹基质玄武岩中的 安山岩串的 流纹斑岩 半自形扳状钾透长石 产 状长石斑晶中的长石板条长百巾削矢石 晶体斑晶 s i o ： 6 7 4 06 8 8 26 6 6 46 7 4 96 2 9 36 8 1 8 t i 魄0 0 4o 0 0o 0 0o 0 0l - 6 60 0 4 a 1 2 0 31 9 8 61 8 8 51 9 9 81 9 0 81 9 9 91 8 j d f e o 0 0 3 0 2 1 0 9 9o 1 1 o 2 3 0 1 j m n o o o o o o o o o oo 0 3 o o o 0 0 0 m g o 0 2 l0 1 30 4 50 1 9 0 0 0 ( ) 0 5 c a o0 6 40 4 20 6 7o 3 3o 6 60 0 9 n a 2 0 1 0 8 81 1 3 31 1 3 81 1 8 33 6 91 1 4 5 k 2 00 1 40 0 1o 0 00 0 01 0 1 4o 2 1 c r 2 0 3o 1 6 o 2 1 o 1 4o 0 3 o o o0 2 6 i 9 9 2 6 9 9 8 9 1 0 0 2 5 9 9 5 89 9 3 09 9 0 7 a n3231 5 23 4 00 4 2 理论分 a b9 69 29 79 8 4 83 4 4 09 8 3 8 子t ob o r106 2 6 01 2 0 测定者：中国地质科学院矿产研究所王文瑛，采用j x a - 8 0 0 电子探针分析。 阻2 4 由嘎寺组基性出山岩彝土元素肆牧强石标准化收式圈 嗣 8 圈拇淘蛆中爱性火山岩稀土元素球粒瞬石标准化攫式鼬 昆明理工大学工程硕士研究生学位论文 表2 2 中甸地区基性、中酸性火山岩主要元素、微量元素分析结果 曲嘎寺组图姆沟组 序号 12345 6 7 8910 样品号 1 0 7 4 - 11 4 5 - 8l - 2 5l - 2 8t - 319 5 4 - 71 4 5 2 - 2 11 9 5 6 - 417 1 4 126 2 6 1 s i 0 2 4 6 2 8 4 7 1 9 5 2 1 3 4 9 7 3 5 0 3 14 9 2 35 7 2 15 2 4 163 0 07 2 23 t i 0 ： 2 。4 5o 。7 12 5 01 2 93 7 71 6 50 8 21 1 9 o 8 o 47 a 12 0313 9 413 7 21 6 2 815 4 413 3 8 1 5 101 4 5 21 2 8 114 6 1 l3 93 f e 2 0 ， 5 0 02 9 88 2 42 6 15 8 61 5 42 7 02 3 90 651 9 0 f e o9 1 76 3 66 2 24 3 35 6 66 9 25 5 06 3 93 120 5 8 m n o 0 2 90 1 60 2 5o 150 130 1 10 1 60 190 0 60 0 5 m g o 5 9 49 9 53 5 58 8 95 7 24 7 74 8 52 8 72 8 41 20 c a o b 9 0 48 9 11 7 87 3 78 0 67 9 75 o o8 9 03 1 2o 8 4 - g - n a 2 0 3 6 12 6 75 5 43 2 85 0 93 5 03 9 63 6 94 1 13 6 6 k 2 0 0 5 51 6 90 4 62 7 00 2 40 5 00 2 0 81 8 33 5 72 8 9 p 2 0s o 3 6o 1 8o 5 5o 4 70 4 0o 3 40 3 00 4 00 3 50 10 c 0 2 2 7 95 4 80 3 0 1 53 0 0 47 6 72 8 6 0 233 7 21 5 6 t t2 0 +2 0 51 8 52 8 42 7 22 16 2 8 91 9 3 0 9 4 1 7 80 9 1 s 0 3 o 2 20 4 20 2 70 100 1 4 10 1 4 71 0 2 4 7 1 0 0 6 41 0 0 5 110 0 8 21 0 2 6 11 0 2 169 4 2 41 0 1 8 110 0 4 6 b a 7 51 4 415 01 4 168 28 73 4 517 9 41 4 5 31 9 8 1 r b 1 582 15 94 0383 5 67 86 5 t h1 1 51 0 44 6 7 3 4 57 8 1 1 71 6 913 510 3 n b1 5 67 63 5 4 0 4 0 17 82 0 91 4 91 188 o t ao 9 01 41 72 12 81 61 2o 21 1 1 i f5 o2 62 33 06 63 7 04 34 95 8 4 0 z r15 28 8l3 41 1 42 6 013 01 5 8l7 61 7d10 9 s r 25 73 0 76 7 99 9 14 5 0 c r 8 3 02 43 2 11 4 21 0 8 l a1 4 6 86 703 7 7 9 4 3 3 2 1 9 0 01 9 2 64 2 0 637 4 l3 3 8 7 c e3 1 9 412 0 35 7 1 4 6 7 9 33 3 4 2 3 4 5 17 9 0 17 4 676 4 2 1 p r4 4 0 1 7 56 8 87 3 93 9 44 4 49 5 88 5 16 43 n d b 1 9 3 88 1 82 9 7 9 2 9 9 916 4 01 8 5 03 5 0 5 3 1 5 920 6 6 s m 开 4 7 9 2 3 5 7 435 6 6 4 0 74 4 66 2 25 3 03 0 3 e u1 6 30 9 0 2 7 9 1 6 51 9 3 1 4 71 7 01 230 6 1 g d5 8 62 9 47 8 84 7 64 5 2 4 7 45 4 13 9 12 1 4 t b0 9 1o 5 11 170 5 8 o 7 20 8 00 7 15 5 lo 2 8 1 ) y 5 5 93 4 56 5 83 2 84 5 04 9 23 6 82 871 8 1 h o1 0 9 0 7 01 3 5 0 6 4 0 8 70 。9 7o 。6 90 5 6 0 37 e r3 0 12 0 3 3 7 21 7 32 4 02 6 01 7 61 501 07 t m 0 4 6o 3 20 4 70 2 30 3 7 0 4 10 2 80 230 19 y b2 7 71 9 23 0 11 。4 1 2 1 22 ，3 71 5 01 3 41 - 2 0 l u 0 4 20 3 00 4 40 2 0o 3 20 3 7 0 2 3 0 2 20 2 0 y 3 0 5 7 1 9 3 7 3 4 0 7 1 6 1 32 3 2 22 6 9 117 0 8 1 4 531 0 9 7 s c 1 6 。3 21 9 0 3 r e e1 2 7 ，4 96 3 4 7 1 1 7 8 l1 2 6 7 32 0 6 9 61 8 4 371 4 7 0 3 注：资料来源：测试单位为中国地质科学岩矿测试中心；云南地质三大队。 1 3 昆明理工大学工程硕士研究生学位论文 曲嘎寺组玄武岩和图姆沟组中酸性熔岩的微量元素标准化图( 图2 9 、图2 1 0 ) 有着较明显的差异。玄武岩的图形较零乱，即在不同样品中，大离子亲石 元素及活动性、非不相容元素的含量及组成是有差别的，这可能和岩浆源及后期 的改造有较大关系。图姆沟组中酸性火山岩的模式图则较为规整，3 个样品中有关 元素的含量较为相近。两类岩石中，微量元素的差异主要反映在n b 、p 、1 i 上， 在玄武岩中，这三种元素相对偏高，而在中酸性火山岩中，它们则属于亏损元素。 共同点是b a 、t h 、l a 均较高。从图的特征看，曲嘎寺组的基性岩具岛弧蕴斑岩玄 武岩特征，球粒陨石标准化后(