滇西北衙超大型斑岩-矽卡岩-浅成低温热液成矿系统关键金属及其成因分析.pdf

第 59 卷第 3 期2023 年 5 月地质与勘探GEOLOGY AND EXPLORATIONVol.59No.3May，2023滇西北衙超大型斑岩-矽卡岩-浅成低温热液成矿系统关键金属及其成因分析王绍波1，郭运康2，3，张维权2，3，林淞2，3，马沁春1，王永彬2，3（1.云南黄金矿业集团股份有限公司，云南昆明650224；2.云南省地球系统科学研究重点实验室，云南大学，云南昆明650500；3.云南省高校关键矿产成矿学重点实验室，云南大学，云南昆明650500）摘要 作为高新产业重要原材料的关键金属，在地壳内平均含量低和分布不均匀，使得其优势矿床类型尚不清晰，尤其是多类型多金属的共存储库 斑岩-矽卡岩-浅成低温热液成矿系统内共（伴）生的关键金属值得深入关注。北衙多金属矿是金沙江-哀牢山成矿带内与喜山期富碱斑岩有关的斑岩型铜金钼-矽卡岩型铁金铜-浅成低温热液型铅锌银金复合成矿系统。在系统梳理前人有关主体金属矿物原位微量元素研究的基础上，本次研究初步查明共伴生的关键金属包括四种：（1）Re：赋存于斑岩型和矽卡岩型矿化的辉钼矿中，含量为2.5110-6 62.6410-6；（2）Co：以类质同象替代形式赋存于矽卡岩型矿化的磁铁矿中，含量为0.1310-6 41.110-6；（3）Bi：以铋化物形式赋存于斑岩型和矽卡岩型矿化中，包括铋铅矿、Bi-Cu硫盐、Bi-Pb硫盐、Bi-Ag硫盐、Bi-Cu-Pb硫盐、Bi-Pb-Ag硫盐和含Bi硫族化合物，其中辉铋矿是主要含铋矿物；（4）Te：赋存于斑岩型、矽卡岩型和浅成低温热液型矿化的硫化物（碲含量：8010-6 39010-6）或碲化物中，后者包括三方碲铋矿、碲铋矿、碲铋银矿、辉碲铋矿等。结合已有地质和地球化学研究，推断关键金属（Re、Co、Bi和Te）的富集与新生代印亚大陆碰撞的动力学背景下，金沙江-哀牢山成矿带的深部强烈的壳幔相互作用有关。关键词关键金属碲矿物斑岩-矽卡岩-浅成低温热液成矿系统北衙滇西中图分类号P618.51文献标识码A文章编号0495-5331（2023）03-0465-16Wang Shaobo,Guo Yunkang,Zhang Weiquan,Lin Song,Ma Qinchun,Wang Yongbin.Keymetals in the Beiya giant porphyry-skarn-epithermal metallogenic system of western YunnanProvince and their genesisJ.Geology and Exploration,2023,59(3):0465-0480.0引言关键金属是支撑航空航天、高端制造、高新能源、高端医药等战略产业发展的原材料，号称“工业维生素”、“能源金属”或“工业牙齿”，成为影响国家经济发展和国防安全的关键因素（毛景文等，2019）。已有研究表明关键金属包括四大类：稀有金属（Li、Be、Rb、Cs、Nb、Ta、Zr、Hf、W、Sn）、稀散金属（Ga、Ge、Re、Se、In、Cd、Te、Tl）、稀土金属（La、Ce、Pr、Nd、Sm、Eu、Gd、Tb、Dy、Ho、Er、Tm、Yb、Lu、Sc、Y）和稀贵金属（PEG、Co）（侯增谦等，2020）。这些金属在地壳的平均含量极低，使其在地球圈层相互作用过程中的迁移-富集过程非常复杂，进而引发了相应矿床在全球范围内分布不均匀（李文昌等，2022）。同时，关键金属具有独特的“稀、伴、细”特征，加剧了相关金属勘查开发的难度（王登红，2019；侯增谦等，2020）。而斑岩-矽卡岩-浅成低温热液成矿系统，常常含有不同类型的矿化和金属，甚至部分关键金属，成为多金属共存的重要资源储库（Wang et al.，2020；Li et al.，2022）。然而，收稿日期2023-01-15；改回日期2023-03-24；责任编辑陈伟军。基金项目云南省基础研究专项-重点项目（编号：202201AS070004）资助。第一作者王绍波（1989年-），男，2014年毕业于中国地质大学（北京），工程师，主要从事地质矿产勘查。E-mail：。通讯作者王永彬（1985年-），男，2014年毕业于中国科学院大学，博士，副教授，主要从事矿床成因和成矿规律研究。E-mail：。王绍波doi:10.12134/j.dzykt.2023.03.001465地质与勘探2023 年当前对超大型斑岩-矽卡岩-浅成低温热液成矿系统的关键金属的研究程度尚处于起步阶段，虽对相关金属的赋存状态、时空规律和成矿潜力偶有关注，但缺乏系统性的研究工作，与当前国家高科技发展对关键金属日益增长的需求不匹配。因此，开展具有重要金属资源储量的超大型斑岩-矽卡岩-浅成低温热液多金属矿的关键金属分析迫在眉睫。三江成矿带经历了原-古-新特提斯洋俯冲增生和挤压碰撞的复合造山过程，发育了多幕式构造-岩浆活动，伴生了大量斑岩-矽卡岩型Cu-Mo-Au矿、造山型Au矿及浅成低温热液型Au矿（王庆飞等，2020；杨融和陈永清，2022；赵德顺，2023），构成了重要的Cu-Pb-Zn-Ag-Au成矿带（图1；侯增谦和杨志明，2009；吴福元等，2021）。尤其是位于图1特提斯带东段大地构造图（a，据Metcalfe，2013）和三江地区构造格架及Cu、Au、Mo矿床分布图（b，据Mao et al.，2017）Fig.1Tectonic map of the eastern Tethys belt（a，Metcalfe，2013）and regional tectonic map showing the distribution of thecopper，gold and molybdenum deposits in the Sanjiang area（b，Mao et al.，2017）1-火山岩带；2-花岗岩；3-始新世钾质长英质侵入体；4-缝合带；5-变质岩；6-剪切方向；7-断层1-volcanic belt；2-granite；3-Eocene K-rich felsic intrusion；4-suture zone；5-metamorphic rocks；6-direction of ductile shear zone；7-fault466王绍波等：滇西北衙超大型斑岩-矽卡岩-浅成低温热液成矿系统关键金属及其成因分析第 3 期三江成矿带东段的金沙江-哀牢山富碱斑岩带中段的北衙矿床，发育了斑岩型、矽卡岩型、浅成低温热液脉型等多种类型金属矿化，累计探明共伴生金、银、铜、铁、铅等矿产规模均为大型及以上，尤其是金的储量约为360 t（周癸武等，2022），成为探讨斑岩-矽卡岩-浅成低温热液成矿系统的天然实验室（Mao et al.，2017）。然而，前期的研究主要侧重金、铜、铁的成矿时代、成矿流体、成矿岩体和构造背景（王建华等，2015；He et al.，2017），较少涉及关键金属的系统研究，制约了相关金属的成因研究与勘查开发。矿石矿物是关键金属最重要的载体，尤其是磁铁矿、黄铁矿和辉钼矿，含有Au、Ag、Cu、Pb、Zn、Co、Ni、Sb、As、Se、Te、Hg、T1、Bi、Mo等微量元素，成为揭示关键金属的重要对象（Abraitis et al.，2004；Denget al.，2015；刘家军等，2021）。而快速发展的矿物原位分析技术使得揭示“低含量、不均匀、共伴生”关键金属成为新的手段（周伶俐等，2019）。因此，本文在前人有关矿物成分研究的基础上，对滇西北衙金矿中关键金属的类型组合和赋存状态开展系统梳理，以期深化斑岩-矽卡岩-浅成低温热液成矿系统关键金属成矿类型和富集机制的理解。1区域地质概况三江成矿带经历了从古生代到新生代的多期次、多阶段洋陆俯冲-陆陆碰撞诱发的复杂造山过程（Denget al.，2015；吴福元等，2020），尤其是新生代印亚大陆的碰撞引发了强烈的陆内变形，在三江成矿带形成了一系列近NNW走向的走滑断裂（张玉泉等，1987；Chung et al.，1997）。例如金沙江-哀牢山断裂带，是三江成矿带东缘古特提斯缝合带之一（图1a），在新生代被活化平移（吴福元等，2020）。该断裂北西起邓柯-玉树-巴塘-奔子拦-点苍山-哀牢山，南至红河，呈NW-NNW-SE向带状延伸，总长约3700 km，宽50 80 km，属于岩石圈尺度断裂带。该断裂带发育多期构造-岩浆活动，伴生多类型Au、Cu、Mo、Fe等多金属矿床（侯增谦和杨志明，2009）。金沙江-哀牢山断裂带中发育的富碱斑岩，北起唐古拉，经玉树、芒康，向南至鹤庆、金平延伸到越南境内（图1b），形成时代大多集中于 35 Ma（祝向平，2010；李勇等，2011；和文言，2014）。富碱斑岩的类型主要为正长斑岩、石英正长斑岩、黑云母正长岩及二长花岗斑岩等（王建华等，2015）。该类岩浆岩普遍具有高的K2O/Na2O比值（1.0），富集大离子亲石和轻稀土元素，亏损高场强和重稀土元素，不具或轻微Eu异常，推测其可能源于印-亚大陆碰撞-伸展转换过程诱发的深源岩浆上侵形成（Deng et al.，2015）。金沙江-红河断裂带发育的中酸性富碱斑岩体伴生了一系列多金属矿床：北部玉龙成矿带发育酸性富碱斑岩有关的斑岩型 Cu-Mo 矿床，例如玉龙Cu-Mo矿；中部金沙江成矿带发育深成酸性富钾斑岩有关的 Au与 Cu-Mo矿，例如北衙 Au多金属矿、西范坪 Cu-Au 矿、姚安 Au 多金属矿、马厂箐 Au-Cu-Mo矿；南部的哀牢山成矿带发育与碱性富钾深成岩有关的金多金属矿，例如长安、姚安、小水井、哈播等金多金属矿（杨立强等，2011）。总体而言，自北向南表现出：与富碱酸性斑岩（二长花岗岩、石英二长斑岩）有关的铜钼矿化逐渐减少，与富钾碱性深成岩（石英正长岩）有关金多金属矿化逐渐增多的趋势，即 Cu-Mo Cu-（Mo）-Au Au-Cu（Mo）Au（Ag-Pb-Zn）Au（阚迎松，2012）。2矿区地质特征2.1矿区地层矿区地层矿区产出的地层自下而上分别为：二叠系上统峨眉山组玄武岩、三叠系下统青天堡组灰岩和砂岩、三叠系中统北衙组灰岩、第四系更新统和全新统黏土岩（图2）。其中三叠系中统北衙组按岩性组成，自下而上被划分为五个岩性段，但是矿区内地层出露并不全，尤其是顶部与第四系不整合接触。矿区各时代地层的具体特征，详见表1。2.2矿区构造矿区构造北衙矿区构造活动比较强烈，发育了各类褶皱和断层。其中北衙向斜是矿区内主要的褶皱，属于松桂复式向斜的次级构造，轴向为NNE向，属于宽缓短轴向斜。北衙向斜西翼倾向东，倾角为30 60；东翼倾向西，倾角为10 40。核部较为平缓，形成SN向山间盆地。矿区断层与北衙向斜紧密共生，F1、F2、F4断层产于向斜东翼；F11、F5等断层产于西翼。其中F2、F3、F4位于F1上盘，属于陡倾斜张性断层，断层的上、下盘岩石有不同程度的破碎及蚀变，成为层状、似层状、透镜状矿体的赋矿构造，并显示多期次活动特点。另外，北衙向斜的两翼还发育呈近EW向断裂，以压、扭性为主，如F12、F22等，多为横断层，常切穿矿体、煌斑岩脉和二长花岗斑岩，属于成矿后断裂。467地质与勘探2023 年图2北衙多金属矿床地质图（据周云满等，2021）Fig.2Geological map of the Beiya polymetallic deposit（after Zhou et al.，2021）1-第四系全新统；2-第四系更新统；3-三叠系中统北衙组；4-三叠系下统青天堡组；5-二叠系上统峨眉山组；6-二长花岗斑岩；7-震碎角砾岩；8-隐爆角砾岩；9-煌斑岩；10-矿体；11-地质界线；12-实测（推测）断层；13-正断层；14-逆断层；15-勘探线剖面1-Quaternary Holocene；2-Quaternary Pleistocene；3-Middle Triassic Beiya Formation；4-Lower Triassic Qingtianbao Formation；5-Upper Permian EmeishanFormation；6-monzogranite porphyry；7-shattered breccia；8-crypto-explosive breccia；9-lamprophyre；10-orebody；11-geological boundary；12-measured（inferred）fault；13-normal fault；14-reverse fault；15-exploration line468王绍波等：滇西北衙超大型斑岩-矽卡岩-浅成低温热液成矿系统关键金属及其成因分析第 3 期2.3矿区岩浆岩矿区岩浆岩矿区发育的岩浆岩包括二长花岗斑岩及煌斑岩脉，属于浅成侵入斑岩。二长花岗斑岩：总计有8个岩体，除红泥塘东岩体为隐伏岩体外，其它 7 个岩体出露的总面积约0.34 km2。其中最大的红泥塘西岩体的面积约为0.096 km2（表2）。岩体以岩株、岩枝等方式侵入到北衙组灰岩，形成矽卡岩接触带，成为重要的赋矿空间。二长花岗斑岩为灰白色，或因钾化而变成红色，整体具有块状构造和斑状结构。斑晶包括半自形钾长石，大小2 6 mm不等，可见卡式双晶，含量为30%40%；半自形的斜长石，大小为2 4 mm，含量为20%30%，可见聚片双晶；它形的石英，粒径约3 mm，含量为15%25%（He et al.，2016）。基质以钾长石和石英为主，副矿物主要为榍石、锆石和磁铁矿等。表2北衙多金属矿床二长花岗斑岩体特征及其与矿化关系（据左琼华等，2013）Table 2The characteristics and relationship with mineralization of monzogranite porphyry in the Beiya polymetallic deposit（after Zuo et al.，2013）编号12345678位置红泥塘小米地万硐山万硐山锅厂铁矿塘桅杆坡笔架山东坡笔架山西坡岩类二长花岗斑岩二长花岗斑岩黑云母二长花岗斑岩二长花岗斑岩黑云母二长花岗斑岩二长花岗斑岩二长花岗斑岩二长花岗斑岩规模长/m76047018010001801700460400宽/m1602060101630653650120511313面积/km20.120.020.0020.050.0010.140.0040.003产状走向近SN近EW近EW近SN近EW近SN近SN近SN倾向WSSWNWWW倾角()40506254506080304020406078形态岩株岩墙岩墙岩株岩脉岩床岩床岩脉与矿化关系岩体底、顶接触带有Au矿无矿化无矿化岩体底、顶接触带有Au矿岩体底部有褐铁矿-金矿化岩体底部附近局部矿化岩体顶底部附近有矿化岩体顶底部附近有矿化煌斑岩：主要呈岩脉状穿插于北衙组灰岩、二长花岗斑岩、接触带、层间断层破碎带中。岩体产状与断层基本一致，但形态较复杂，呈现分支复合、膨胀收缩等特征。岩体成带分布，具有等距性分布的特点，其中规模较大的主要有7条，整体呈近EW向，常交切矿体，为成矿期脉岩。煌斑岩一般为深灰色或灰绿色，表现为块状构造和斑状结构。斑晶包括辉石、斜长石、角闪石等，其中辉石常常具有皂表1北衙多金属矿床地层简表Table 1The simplified strata characteristics of the Beiya polymetallic deposit地层系统系第四系三叠系二叠系统全新统更新统中统下统上统组北衙组青天堡组峨眉山组段五段四段三段二段一段代号QT2b5T2b4T2b3T2b2T2b1T1qP2简要特征砂、砾石、黏土，厚021.07 m灰白色厚层状灰质角砾岩，厚0105.96 m褐红、砖红色含砂砾、砂黏土，厚0175.66 m灰白色中厚层白云质灰岩或白云岩，厚45107 m灰黑色中厚层状的铁质砂屑灰岩，厚30156 m灰色中厚状的泥质灰岩。上部有一层肉红色的灰岩，厚25165 m灰色中厚层状的似角砾状泥质灰岩和蠕虫状的灰岩，厚30156 m浅灰色条带状的含泥质灰岩夹长石砂岩，厚33112 m灰绿色薄-中层状长石砂岩、角岩化杂砂岩。顶部夹薄层状灰岩，厚175359 m灰绿色玄武岩，厚250 m469地质与勘探2023 年化现象，蚀变为皂石，仅保留其假象，并有 Fe质分布；基质主要由辉石、斜长石、角闪石及少量黑云母组成。2.4矿体地质特征矿体地质特征北衙多金属矿床以金和铁为主要矿产，共伴生铜、钼、铅锌、银等矿产，具体成因类型表现为：产于斑岩中的铜金钼矿体；产于矽卡岩接触带内的铁金铜多金属矿体；产于层间断裂的铅锌银矿体；产于砂砾粘土中的金铁矿体（图3和表3）。已有资料表明：北衙矿区探明金的金属储量超过360吨，平均品位 为 2.42 g/t，铁 矿 石 约 1.38 亿 吨，平 均 品 位 为33.34%，铜的金属储量59万吨，平均品位为48%；共伴生铅的金属储量242万吨，平均品位为1.84%，锌的金属储量51万吨，平均品位为35%，银的金属储量7221吨，平均品位为42.56 g/t（王建华等，2015；He et al.，2017）。图3北衙多金属矿床56勘探线剖面（据周云满等，2018）Fig.3Geological cross-section of exploration line No.56 in the Beiya polymetallic deposit（after Zhou et al.，2018）1-第四系全新统；2-第四系更新统；3-三叠系中统北衙组；4-三叠系下统青天堡组；5-二长花岗斑岩；6-煌斑岩；7-矿体；8-断层；9-钻孔1-Quaternary Holocene；2-Quaternary Pleistocene；3-Middle Triassic Beiya Formation；4-Lower Triassic Qingtianbao Formation；5-monzogranite porphyry；6-lamprophyre；7-orebody；8-fault；9-drilling hole表3北衙多金属矿床不同类型矿化特征（据周云满等，2018修改）Table 3Characteristics of different-type mineralization in the Beiya polymetallic deposit（after Zhou et al.，2018）矿化类型斑岩型矽卡岩型浅成低温热液型红土型矿化位置万硐山、红泥塘万硐山、红泥塘万硐山、沁河万硐山矿化围岩北衙组灰岩；青天堡组砂岩北衙组灰岩；青天堡组砂岩北衙组灰岩；青天堡组砂岩第四系侵入岩二长花岗斑岩二长花岗斑岩二长花岗斑岩二长花岗斑岩围岩蚀变硅化、钾化、青磐岩化矽卡岩化硅化碳酸盐化、赤铁/褐铁矿化金属组合Cu-Au-MoFe-Au-CuPb-Zn-AgAu-Fe矿化规模0.11 Mt Cu；3.74 t Au262 t Au；0.32 MtCu；19.4 Mt Fe24 t Au；630 t Ag；0.42 Mt Pb16 t Au；3.2 Mt Fe矿石品位Cu：0.33%；Au：2.2110-6Au：2.4110-6；Cu：0.46%；Fe：24.1%Au：1.110-6；Ag：4310-6；Pb：2.89%Au：1.5610-6；Fe：35.1%矿石构造细网脉状、浸染状细脉状、浸染状、块状层状壳状、块状2.4.1斑岩型斑岩型Cu-Au-MoCu-Au-Mo矿体矿体该类型矿体在矿区内分布广泛，其中万硐山矿段最发育。矿体主要产于二长花岗斑岩及其裂隙带内。斑岩内矿体多数在标高1500 m以下，以铜和金矿化为主，铁的含量低，一般会低于10%，钼、银、铅、锌矿化比较弱。总体上，二长花岗斑岩中铜平均品位0.39%，金平均品位为1.86 g/t。矿体以浸染状和网脉状矿化为主。围岩蚀变主要是钾长石化、470王绍波等：滇西北衙超大型斑岩-矽卡岩-浅成低温热液成矿系统关键金属及其成因分析第 3 期硅化、绢云母化及绿泥石化。其中硅化、绢云母化与铜金矿化关系密切。矿石矿物包括黄铁矿、黄铜矿、辉钼矿等硫化物；脉石矿物包括石英、钾长石和绢云母。其中载金矿物包括黄铁矿和石英。2.4.2矽卡岩型矽卡岩型Fe-Au-CuFe-Au-Cu矿体矿体该类型矿体主要位于万硐山二长花岗斑岩与碳酸盐岩接触带内（表4）。矿体控制长度约1600 m，宽度600 900 m，厚度约595 m。其中金的平均品位2.68 g/t，共生氧化矿全铁（TFe）平均品位为35.69%；原生矿磁性铁（MFe）平均品位为24.42%；铜矿的平均品位为0.58%。围岩蚀变以矽卡岩化和硅化为主，局部见大理岩化和角岩化；矿石矿物包括磁铁矿、黄铜矿和黄铁矿；脉石矿物主要是石英、透辉石、石榴子石等。表4 北衙多金属矿床大沙地与万硐山主要矿体特征对比（据王建华等，2016）Table 4 Comparison of orebody characteristics in the Dashadi and Wandongshan area of the Beiya polymetallic deposit（afterWang et al.，2016）矿段万硐山大沙地矿体KT52KT53KT54KT16KT18KT20KT13规模(m)长度13604825006405408801120延深540340210347364234厚度0.86103.760.8428.640.4538.85形态似层状似层状似层状似层状透镜状、似层状透镜状、似层状产出部位岩体西侧接触带岩体东侧接触带岩体东侧接触带及地层岩体西侧接触带岩体东侧接触带岩体底部接触带大沙地岩体与红泥塘岩体交界平均品位Au(10-6)2.682.142.191.93TFe(%)35.6926.2234.3330.5530.928.8MFe(%)24.4223.7520.4517.5619.323.2Cu(%)0.420.380.590.540.650.42Mo(%)0.1Pb(%)1.291.820.072.98Zn(%)0.330.390.04矿化类型矽卡岩型Fe-Au-Cu(PbZn)矽卡岩型Fe-Au-Cu(PbZn)热液型Fe-Au-Cu矽卡岩型Fe-Au(PbZn)矽卡岩型Fe-Cu矽卡岩型Fe-Cu(Mo)矽卡岩型Fe-Cu注：KT16中的铅锌品位为铅锌的总品位；TFe-全铁，MFe-磁铁矿型铁。2.4.3浅成低温热液型浅成低温热液型Pb-Zn-AgPb-Zn-Ag(AuAu)矿体矿体矿体主要产于北衙组与青天堡组接触面的破碎带内。整体以层状、似层状分布于芹河和万硐山矿段，且隐伏于地下。矿体控制长约2300 m，宽155 795m，埋深75 300 m，总体走向约为345。矿石以角砾岩型为主，铅平均品位3.19%、锌的平均品位0.81%、银的平均品位48 g/t、伴（共）金的平均品位0.7 g/t、铁的平均品位21.38%（表5）。围岩蚀变类型以碳酸盐化、硅化、褐铁矿化为主；矿石矿物包括黄铁矿、方铅矿和闪锌矿；脉石矿物主要是方解石和石英等。表5北衙多金属矿床浅成低温热液型Pb-Zn-Ag（Au）矿体特征（据吴松等，2016）Table 5The characteristics of the epithermal vein-type Pb-Zn-Ag（Au）orebodies in the Beiya polymetallic deposit（afterWu et al.，2016）矿体KT47B#KT55#III-1#II-4#I-1#地层北衙组北衙组北衙组北衙组北衙组含矿岩性灰色中厚层泥质灰岩灰色中厚层泥质灰岩灰色构造角砾岩灰色中厚层泥质灰岩灰褐色褐铁矿化泥质灰岩规模/m走向501，延深370，厚0.8512.43走向82，延深380，厚1.2212.13走向2175，延深500，厚1.0526.56走向1690，延深225，厚0.9224.8走向760，延深155，厚1.57.53形态似层状似层状层状、似层状层状、似层状似层状、透镜状矿物组合褐铁矿-方铅矿-闪锌矿-磁铁矿磁铁矿-黄铁矿-黄铜矿方铅矿方铅矿-褐铁矿-白铅矿-自然金银白铅矿-褐铁矿-铅矾-方铅矿-闪锌矿方铅矿-菱铁矿-闪锌矿-黄铁矿品位Pb:1.66%;Zn:0.36%;Au:2.710-6;Ag:4110-6Pb:0.33%;Zn:0.03%;Ag:1510-6Pb:3.44%;Zn:0.83%;Au:0.710-6;Ag:4810-6Pb:1.66%;Zn:0.36%;Au:2.710-6;Ag:4110-6Pb:5.3%;Zn:0.9%;Au:1.0410-6;Ag:4110-6471地质与勘探2023 年2.4.4红土型红土型Au-FeAu-Fe矿体矿体矿体主要分布于第四系内，少量位于三叠系北衙组与第四系的不整合接触面附近，被推断为原生矿经风化作用形成（张学书，1998）。矿化带南北长25 60 m，东西宽30 550 m。矿体总体呈层状和似层状，少量为透镜状。其中KT3号矿体内金平均品位为 1.9 10-6和 32.6%TFe；KT4号矿体内金平均品位为1.6 10-6和33.3%TFe（Mao et al.，2017）。围岩蚀变主要是黏土化和褐铁矿化。矿物组合为高岭石+伊利石+埃洛石+褐铁矿+金，其中，金以自然金形式产于高岭石和褐铁矿中（阚迎松，2012）。3关键金属类型3.1铼铼（Re）由于 Re 的地球化学惰性，很少形成单独的矿物。但是Re和Mo的元素性质相近，使得辉钼矿成为Re的主要富集矿物。当前全球具有开采价值的Re 矿床主要分布于智利、美国和中国的斑岩型铜（钼）矿床中，常以冶炼钼过程中的副产品被回收。其中，中国已探明的Re金属储量为234吨，不及世界Re总储量的1%（刘红召等，2014）。因此，Re资源保障能力低，亟需加强相关领域勘查研究。北衙金多金属床中的辉钼矿主要以浸染状和细脉状发育在斑岩型和矽卡岩型矿化中，常与石榴子石、磁铁矿或硫化物共存，包括两种类型：粗粒叶片状和细粒集合体状。刘博等（2012）报道了北衙矿区斑岩体内两个辉钼矿的模式年龄为36.5 Ma和47.4 Ma，伴 生 的 Re 含 量 分 别 为：16.3810-6和2.5110-6。和文言（2014）对北衙矽卡岩型矿体中辉钼矿开展Re-Os定年（36.8 Ma），获得辉钼矿中Re含量为16.4110-6 62.6410-6。牛浩斌等（2015）综合矽卡岩矿物和菱铁矿共生的辉钼矿进行Re-Os定年（37.9 Ma），厘定辉钼矿中Re含量为2.7210-643.1510-6。然而，当前北衙矿区钼的资源量不多，是否辉钼矿中的Re具有勘查开发的潜力，与未来相关资源量/储量的提升息息相关。Deng et al.（2015）对成矿期二长花岗斑岩和成矿后煌斑岩进行了微量元素分析，获得Re含量分别为 0.00410-60.03710-6和 0.00510-60.01810-6。结合已有年代学（36 Ma/二长花岗斑岩，Liu et al.，2015）和 H-O-S-C 同位素（He et al.，2017）研究，推断成矿期二长花岗斑岩的源区可能提供了主要的Re资源量。3.2钴钴（Co）钴在地壳中的丰度极低（17.310-6），很难形成独立钴矿床，主要以伴生组分产出于沉积岩赋矿层控型、风化型和岩浆铜镍硫化物型矿床（赵俊兴等，2019）。近年来，部分矽卡岩型铁矿床被发现伴生高 含 量 的 钴，例 如 俄 罗 斯 萨 彦 岭 地 区 铁 矿（Tretiakova et al.，2010）、阿 尔 卑 斯 西 部 地 区 的Sesia Lanzo成矿带（Nimis et al.，2014）、罗马利亚的Banatitic成矿带（Cook and Ciobanu，2001）和日本的Yamato铁矿区（Nagashima et al.，2016）。已发现的原生含钴矿物包括硫钴矿、硫铜钴矿、镍黄铁矿、镍辉砷钴矿、辉砷钴矿、块硫镍钴矿、钴辉砷镍矿、辉钴矿、斜方砷钴矿、钴硫砷铁矿、方钴矿、磁黄铁矿和黄铁矿等；次生含钴的矿物主要有含钴白云石、钴华、钴土、水钴矿及含钴的褐铁矿、针铁矿等（赵俊兴等，2019）。另外，部分学者报道了长江中下游、莱芜、邯邢和临汾矿集区的矽卡岩型铁矿中钴的平均品位通常位于0.01%0.03%。值得一提的是，部分矿床内伴生钴的估算资源量超过1万吨，达到了中型钴矿的规模（谢桂青等，2019；闫磊等，2021；张招崇等，2021），显示出重要的成矿潜力。然而，大部分矽卡岩内钴的平均品位低于5010-6（Meinert et al.，2005），显示出钴成矿的不均匀特征。已有研究表明矽卡岩型铁矿内的钴有两种赋存方式：（1）钴独立矿物，如方钴矿、辉钴矿、辉砷钴矿、水钴矿、钴毒砂、菱钴矿和钴镍矿等；（2）以类质同象形式，赋存于磁黄铁矿、黄铁矿和磁铁矿内。总体上，矽卡岩型铁矿床具备钴的成矿潜力，但是钴的赋存状态和富集机制研究较少。阚迎松（2012）开展北衙金矿中硫化物的电子探针分析，发现黄铁矿、黄铜矿和磁黄铁矿内Co的含 量 分 别 为 0.07%1.16%、0.02%0.09%和0.07%0.14%，显示了一定的 Co成矿潜力。周云满等（2017）对北衙矿床的原生铁铜矿石、原生金铁铜矿石和原生金铁矿石分别进行了化学成分分析，发现Co的含量分别为：0.011%0.012%，平均值为0.012%；0.003%0.01%，平均值为0.006%，表明原生铁铜或金铁铜矿石更富Co。李俊等（2016）对矿区贯入型和交代型磁铁矿开展电子探针分析，发现前者的 Co 含量（0.6510-6 77.910-6）明显高于后者（0.1310-6 41.110-6），显示磁铁矿中Co具有一定成矿潜力。然而，Li et al.（2018）对磁铁矿进行了LA-ICP-MS微量元素分析，发现其中的Co含472王绍波等：滇西北衙超大型斑岩-矽卡岩-浅成低温热液成矿系统关键金属及其成因分析第 3 期量不高，且没有明显的晶粒内变化，表明在整个磁铁矿沉淀过程中，热液流体中这些元素的浓度保持相当恒定。随着矿物原位微量元素分析技术的大量应用，众多学者报道了矽卡岩型铁矿内黄铁矿或磁铁矿中可以伴生一定的钴金属。但是，由于上述研究的重点并非钴元素，通常仅给了含量数据，并不能完全揭示矿床内Co的时空分布规律，限制了相关金属的矿产开发。而北衙矿区已探明铁矿储量达到超大型矿床，且以磁铁矿为主，因此其Co的成矿潜力很大。3.3铋铋（Bi）Bi在地壳的丰度很低（0.1710-6），多以分散态存在于岩石和矿石矿物中，包括自然金属、硫盐矿物、硫化物、氧化物、碲化物、碳酸盐等形式存在。已有研究显示铋矿物众多：自然金属自然铋 Bi；硫化物辉铋矿 Bi2S3、硫碲铋矿 Bi2TeS2；硒矿物硒铋矿 Bi2（Se，S）；碲化物碲化铋 Bi2Te3）、楚碲铋矿和赫碲铋矿；硫盐矿物铜铋矿 Cu2S4Bi2S3、硫铋铜矿Cu6Bi2S6、针硫铋铅矿PbCuBiS3、硫铜铋矿CuBiS2、重硫铋铜铅矿 Pb2Cu2Bi4S9；氧化物铋华Bi2O3；碳酸盐碳酸钙铋矿 Ca（BiO）（CO3）、泡铋矿 （BiO）2CO3；卤化物氟铋矿；硅酸盐闪铋矿Bi4Si4O）3、铁铋矿 （BiFe2（SiO4）2（OH）。其中具有工业价值的主要为自然铋、辉铋矿、泡铋矿和铋华等矿物，以共（伴）生组分赋存于热液矿床中，如Pb、Cu、Zn、Mo、W、Sn、Fe、Au、Ag等矿床。值得一提的是我国铋储量主要来自江西、福建、广西、甘肃的钨矿床（史维鑫等，2017）。而近年来金矿内常发现碲-铋矿物出现，如造山型、斑岩型、浅成低温热液型等矿床（Kovalenker et a1.，1997；Hagemann andCassidy，2000）。前人大多通过碲-铋矿物组合来限定成矿流体的物化条件，探讨矿床的形成机理（Afifi et al.，1988a，b），很少涉及金矿中的铋成矿潜力分析。Deng et al.（2015）报道含矿二长花岗斑岩和成矿后煌斑岩的 Bi 含量较低，分别为：0.105 10-61.4210-6和 0.17910-6 0.41410-6。同时对矽卡岩阶段黄铁矿 I（0.00610-6 100.6110-6）、斑岩型浸染状黄铁矿 II（0.00410-6 144.6210-6、斑岩型细脉状黄铁矿III（0.00610-6 94.0610-6）和 Fe-Au 矿黄铁矿 IV（0.00510-6 240.0810-6）开展了LA-ICP-MS原位微量元素分析，发现存在一定量的碲（Deng et al.，2015）。另外，Zhou et al.（2016）北衙多金属矿发育大量铋矿物（表6），常以副矿物形式出现在斑岩型和矽卡岩矿化中，包括铋铅矿、Bi-Cu硫盐（硫铜铋矿和硫铋铜矿）、Bi-Pb硫盐（辉铅铋矿和斜方辉铅铋矿）、Bi-Ag硫盐（硫银铋矿）、Bi-Cu-Pb硫盐（辉铋矿）、Bi-Bb-Ag硫盐（硫铋铅矿和方铅矿-硫银铋矿）和含Bi硫族化合物（三方碲铋矿、尚未命名Bi2Te和Ag4Bi3Te3、辉碲铋矿和未命名（Bi，Pb）3（Te，S）4）。其中辉铋矿是主要的含铋矿物，表现为富铜贫铅：在斑岩型矿化中，辉铋矿常产于黄铁矿和黄铜矿内；在矽卡岩型矿化中，辉铋矿常以微小矿物包体产于磁铁矿中或以补丁状产于黄铁矿或黄铜矿内。其它铋矿物常以矿物包体或微细脉产于黄铁矿、黄铜矿、磁铁矿、方铅矿等矿物内。周云满等（2017）对原生铁铜矿石、原生金铁铜矿石和原生金铁矿石分别进行了化学成分分析，其 Bi 的含量分别为：0.006%0.025%，平均值为0.016%；0.01%0.034%，平均值为 0.02%，具有重要的开发潜力。另外，周云满等（2017）在对滇西北衙金多金属矿金的赋存状态研究中，也识别了微量自然铋、辉铋矿、含银斜方辉铅铋矿、硫铋铜矿等铋矿物。Liet al.（2018）报道Bi元素在磁铁矿和石榴石中均匀分布，可能是产于矿物晶格中。显然，北衙金多金属矿种Bi的赋存状态非常复杂，是否具有矿业开发的潜力，还需要进一步工作。表6北衙多金属矿床矿的铋矿物组成（据Zhou et al.，2016）Table 6Composition of bismuth minerals from the Beiya polymetallic deposit（after Zhou et al.，2016）斑岩型矿化13109133481343913443石英-硫化物脉石英-硫化物脉石英-硫化物脉石英-硫化物脉采坑，海拔1673 mZK84，深度434 mZK72，深度270 mZK72，深度350 m辉铋矿、斜方辉铅铋矿、辉铅铋矿、硫铋铅矿-辉铋银铅矿辉铋矿、辉铅铋矿辉铋矿、斜方辉铅铋矿辉铋矿、斜方辉铅铋矿、硫铋铅矿-辉铋银铅矿编号样品描述样品位置Bi矿物473地质与勘探2023 年矽卡岩型矿化13213132141321513216132181342713451134561345713561140191403014067块状磁铁矿-绿泥石-黑云母-石英-硫化物-金矿石石英-硫化物脉块状磁铁矿-绿泥石-黑云母-石英-硫化物-金矿石条带状磁铁矿-石英-硫化物-金矿石块状磁铁矿-绿泥石-黑云母-石英-硫化物-金矿石条带状磁铁矿-石英-硫化物-金矿石块状石英-硫化物金矿石块状磁铁矿-石英-硫化物金矿石块状磁铁矿-石英-硫化物金矿石含矽卡岩石英-硫化物脉块状磁铁矿-石英-铁金矿石块状磁铁矿-铁金矿石块状磁铁矿-绿泥石-石英-硫化物金矿石ZK56，深度402 mZK56，深度404 mZK56，深度409 mZK56，深度412 mZK56，深度418 mZK52ZK70ZK52ZK52ZK52采坑，海拔1637 m采坑，海拔1630 mZK50，深度192 m辉铋矿、硫铜铋矿、硫铋铜矿、