腾冲-梁河成矿带

锡和稀有金属矿床是三江地区的主要矿产之一,主要集中在该地区西缘的茶余-梁河地块和波密-腾冲成矿带的南段。该区已发现2个大型锡矿(小龙河、来里山)、1大型稀有金属矿(白虎脑)、5个中型锡矿和近100个小型矿。这些矿床不仅具有品位高、储量大、前景好的特点,而且类型多样、分带明显、特征显著,具有重要的研究意义。成矿带北至察隅、西藏,南至缅甸、泰国,与东南亚锡矿带西亚带首尾相连,实际上构成了这条绵延8000多公里的巨型成矿带的一部分。虽然该带锡矿化强度不足,但以稀有金属为特征。以百花坳稀有金属矿床为例,经详细研究,百花坳矿化岩体中可综合回收的稀有元素有30多种,其中9种元素在岩体中分布均匀稳定(表11-13)。Rb达到了工业要求,Nb和Ta接近工业要求,其他元素也有很大的回收价值。大洋田、百花垴、西草坝3矿段浅井工程取得的储量也很惊人。其中,Rb矿床已达超大规模,储量占全球Rb总储量的1/3。钪、钇、钽、铯、锂、锡、钨虽然品位低,但储量规模也达到大中型矿床的标准。而且该矿床为风化矿床,地表分布,易采易选,大部分有用元素可综合回收,可见其潜在经济价值十分巨大。加强综合回收研究,制定切实可行的开发规划,使其尽快得到开发利用,为滇西经济发展做出贡献,具有重要意义。同时,系统研究和总结该成矿带的地质条件和成矿特征,对进一步开发这些资源也将具有重要意义。

表11-13白环那脑矿化岩体部分组分含量(wB/%)

1.成矿构造条件

构造位置:腾冲地区位于波密-腾冲主岛弧带的南段,属于波舒拉-高黎贡山推覆带。中生代末至新生代初,由于印度板块的向北逆冲和欧亚大陆的包围,沿公山瑞丽地区向东南突出的巨大弧形逆冲带,形成了宽数百米的糜棱岩带,以及韧脆性和脆性向上变形的过渡带。这一构造热事件触发了下地壳具有稀有、有色金属和挥发性元素地球化学异常背景值的岩石的选择性部分重熔,最初形成了富含稀有、有色金属和挥发性元素的酸性岩浆,并为其上涌提供了热力学和动力学条件。

已知的矿床(点)和地球化学异常大多落在线状构造高密度带的交汇处附近,主要矿床(点)多位于环状构造的边缘或其重叠部位,特别是环状构造与线性构造的相切和相交部位(罗俊烈等,1994)。同时,这些部位还具有良好的地球化学屏障,有利于富含挥发分的成矿流体充分演化,进而将富矿定位于有利构造中。

2.成岩成矿系列

该区稀有和有色金属矿床与酸性岩浆岩有直接或间接的关系。

与成矿有关的花岗岩中长石、铅、锶同位素资料表明,滕梁地区花岗岩的源区主要是上地壳。它们是在中生代末至新生代初巨大而强烈的剪切热事件作用下选择性熔融的。

与稀有和有色金属有关的复杂岩体早期的酸性岩浆在其初始阶段可能富含硅、碱、矿化元素和挥发性组分。后来,它们高度就位,形成基岩、岩株、岩壁和岩脉。总的来说,它们的成岩成矿系列如下:①富含F和矿化元素的酸性岩浆,当其分异演化完成时,成岩系列为黑云母花岗岩-黑云母花岗岩-轻云母黄玉碱长花岗岩-小龙岩(沈乾福,1991)(云英岩化的云英岩)。形成的成矿系列为矽卡岩矿床-碱长花岗岩矿床(变质花岗岩矿床)-小龙岩矿床(沈干夫,1991)(云英岩化云英岩矿床)石英矿床(热液应时脉矿床);②当富B、Sn的酸性岩浆在浅成凝固、中深成条件下演化完全时,可生成的岩系为花岗闪长岩-黑云母花岗岩-黑云母花岗岩-轻云母电气石碱长花岗岩-瓦山岩(陆伯熙等,1993)(电化石化、硅化石英岩)-石英岩,及相应的矿化。③富F、S、Sn(铍)的酸性岩浆,在浅部凝固—中深成条件下演化较完全时,形成黑云母二长花岗岩—黑云母长石花岗岩—轻云母碱长花岗岩(即传统钠长石变质花岗岩)—富黄铁矿龙岩—石英岩的岩系,相应地,锡矿化发育在钠长石或应时云母组合较多的岩体上部。(4)富氟、富硫、富锡的酸性岩浆,在浅成低温热液-超浅成地表(?)条件下,快速冷凝结晶,成岩系列可生成为富黄铁矿斑岩-绢云母、蛋白石斑岩-云英岩凝灰岩(?)(比如丝光锡矿)。前两种含矿酸性岩浆,在封闭良好的介质中,可形成各种花岗伟晶岩及其矿床和云英伟晶岩及其相关矿床(沈乾福,1994)。同一系列的岩石和矿床往往具有同源、同时、不同阶段、空间产出相邻的特点,但在大多数情况下,它们各自的发育规模往往是不平衡的。

这些富含稀有元素的原始酸性岩浆,在Sn、W、F(或B)、S的地球化学背景下选择性重熔,经过多期分异演化,可在晚期生成富含稀有元素、Sn、W、F、H2O的低熔点浆体。它们对三江地区(包括滕梁地区)稀有和有色金属矿床的形成非常重要。

3.成矿流体条件

成矿流体的性质对稀有和有色金属矿床的形成非常重要。最新研究成果表明,尽管该区稀有有色矿床的成岩成矿机制复杂,但其成矿流体基本可分为三类:浆体、低熔点浆体-热液过渡流体(简称低熔点浆体)和岩浆期后气热溶液。

(1)矿浆“矿浆”是指能使金属矿石结晶的岩浆。

在过去的10年中,世界稀有金属花岗岩成因研究的进展之一是单一岩浆期后交代蚀变理论(беус等。,1962),曾经占绝对优势,现在受到岩浆成因理论(кова)的影响很大。根据岩浆成因理论,稀有金属锂氟花岗岩是在高氟活度条件下,由残余酸性熔体形成的。相关成岩成矿实验模拟(κ оваленкο,1979;曼宁等人,1981;M аракущев等人,1984)支持这一观点。百花坳潜在的超大型稀有、有色、非金属花岗岩矿床是一个典型的岩浆矿床(陆伯熙等,1993;沈干夫,1991)。

κ οваленкο (1984)认为Li-F花岗岩的母岩浆可以由普通花岗质岩浆最新分异产物形成,也可以由稀有金属交代岩部分熔融形成。氟含量略有增加的母岩浆的进一步演化主要是由于演化末期的结晶分异和射气分异。因此,形成了相当富含氟和多种稀有和亲石元素稀有金属的锂氟花岗岩。

(2)在“三江”锡矿床中,云英岩锡矿床占有重要地位,在滕梁地区更具代表性。我们持有云英云的多基因学说(沈乾福,1987)。研究表明,滕梁地区的云英岩型锡矿床几乎都是以岩浆作用为主导的产物。总的来说,云英岩以脉(墙)的形式出现,与围岩完全接触,具有中粗粒结构,多属于小龙岩的范畴。区域云英岩(又称内生云英岩)是在富含钾、氟、锂、铷和水等挥发物的花岗岩浆背景下演化出来的,局限于内接触带,与围岩有突然的侵入接触关系,多为亚深部条件下低熔点残余浆体溶液直接结晶而成的岩浆云英岩,即小龙岩。所谓云英岩化,对这些岩石和矿床的形成并不起决定性作用(沈乾富,1991)。

小龙岩锡矿床的成因被认为是低熔点矿浆-热液过渡流体的产物,主要依据是在小龙岩锡矿中发现了许多熔融包裹体和气液包裹体。另外,根据挥发酸岩浆岩相平衡的实验结果(London等,1986;Kοваленкο,1979;глюк等人,1980)。这类成矿流体富含挥发分F、B、P和水,富含造岩元素Si、Al、K和Na(K >;Na)、富含亲石元素如W、Sn、Be、Li、Nb和Ta的络合物和化合物。这些组分分别存在于熔体相、溶液相、气相和固相中。这种成岩(成矿)流体不同于普通硅酸盐熔融浆,远离* * *,是熔融浆的热液过渡流体;它是熔体、溶液、气体和熔体-溶液流体的混合物。它们的性能更接近于熔融浆料。因此,在降压降温过程中,可以进一步产生液体分异和多次沸腾,随着固液比的增大,浆体-热液过渡流体逐渐过渡到热液。

总之,从矿物迁移、富集和解聚的角度来看,低熔点的浆体-热液过渡流体对滕梁地区小龙岩型、瓦山型和石英型锡稀有金属矿床、花岗伟晶岩矿床和云英伟晶岩矿床的形成至关重要。甚至,可以想象像百花坳这样的碱长花岗岩矿床的成矿流体具有低熔点浆体的特征。

岩浆-热液过渡型成矿流体的形成可能有四种途径,即由矿浆演化而来的残余浆体,它是在矿浆中加入地下热卤水形成的;它是在地幔流体(地幔汁)中加入热液,浓缩而成;从最初的含矿岩浆分异演化到晚期。其中,第四种可能性最大。

(3)岩浆期后热液是一种普遍存在的重要成矿流体,可形成或与多种类型的矿床有关。包括以交代作用为主的矿床和充填交代双重作用的矿床。滕梁地区与之密切相关的矿床主要是矽卡岩型矿床,这里就不赘述了。

4.地球化学条件

因为我们讨论的对象是锡和稀有金属的成矿地质条件,所以锡和稀有金属地球化学性质的相似性应该是控制成矿的内因。关于这方面的资料很多,这里不想赘述。重要的是要指出锡和稀有亲石金属,如氟,具有熔体亲和力。这可能是锡和亲石稀有金属主要存在于岩浆和浆体中,并逐渐从中直接富集结晶的内在原因。

其次,滕梁地区稀有、钨、锡矿床及其母岩的岩石化学成分的另一个显著特征是挥发分(F、B、P、S)和稀碱元素(li、Rb、Cs)含量高,有时甚至可称为造岩元素。与此相关,斜长石在矿石或岩石中往往几乎是纯钠长石;云母往往是富含锂的浅色云母;还有大量的挥发性矿物,如黄玉、萤石、电气石、磷灰石等。与之相关的,在岩石或矿石的构造和结构中,有特征性的条纹、条带状韵律结构、球晶结构和胶体结构。

图11-31山寨盆地砂锡矿床成矿模式(根据罗俊烈等,1994)

l-晚全新世;2-中全新世;3-全新世早期;4-晚更新世;5-中更新世;6-早更新世;7-石炭纪砂岩板岩;8-花岗岩;9—早更新世玄武岩;10—原生锡矿体;11-砂锡矿体;12-砾石层;13—粉砂层;14—细砂层;15—砂质粘土;16—粘土层;17—硅藻土;18—泥岩;19-梯田等级

5.时间利用系数

在滕梁地区,乃至整个三江地区,稀有和有色金属的成矿时代是新的。从“绝对”和相对时间的角度来看,同一时期同源的复杂岩体,即酸性岩浆晚期演化产物的成矿作用一般好于其早期的衍生物。这样看来,时间似乎是成矿的地质条件之一。

原因可能是新生代在强烈的构造-岩浆地质场作用下,促进了壳幔成矿物质的大活化、大迁移、大混合、充分演化和高浓缩。

6.有利的后转化

本区稀有有色金属矿床主体基本定型后,既有负面效应,也有正面效应,但总体来说,正面效应大于负面效应。

(1)剥蚀直接关系到矿床的保存和发展。以白虎脑花岗岩矿床为例,含矿岩体几乎没有围岩顶板残留,大部分矿石直接出露地表。虽有破坏,但总体上其剥蚀程度恰到好处,有利于探矿、勘探、露天开采和分水。

(2)强风化使矿石松散,适合露天开采和水采,如白虎脑矿床,或使品位较低的锡矿体提高其相对品位,易采易选,回收率高,如小龙河锡矿的小龙岩锡铍矿体;或者使原生矿石中的低品位稀土元素成为可用于水冶的离子吸附型稀土矿床,如龙川的龙眼岩体。当然,风化也会造成矿石贫化。如白虎脑矿化岩体风化壳中Rb的含量因风化迁移而低于基岩。

(3)在滇西几乎所有的原生稀有有色金属矿床中,都不同程度地发育残积砂矿,但形成具有工业价值的独立矿床极为罕见,只有滕梁地区的老平山和铁瑶山。其中对腾冲孤东地区山寨盆地砂锡矿床的研究最为详细(图11-31),关系最为清晰。

我们对腾冲-梁河锡及稀有金属成矿带中许多典型矿床的成矿特征、成矿模式和区域成矿模式进行了详细的论述(刘增干等,1993;陆伯熙等,1993;沈干夫,1991)此处不再赘述。