北衙矿产资源开发与特殊地质现象保护

滇西北衙地区矿产资源开发与奇特地质现象保护

蔡新平许梁光和王祁斌(中国科学院地质与地球物理研究所，北京100029)

蔡新平、许、梁光河、、王杰、肖启斌

(中国科学院地质与地球物理研究所，北京100029)

介绍了北衙矿区的开发历史、矿产资源和开采现状，列举了矿区主要的特殊地质现象:古溶洞、洞穴火山、爆破和隐爆岩筒、热水岩溶、古砂金矿、铁矿浆、各种斑岩中的深源包裹体、雨花石、现代溶洞、水滴洞、小石林等。论述了这些特殊现象的地质意义，提出应将它们作为地质遗迹进行研究和保护。关键词北衙金矿洞穴火山作用这一特殊的地质现象保护了云南大理北衙地区。它不仅是一个超大型金矿靶区，也是一个极具科学价值的地质博物馆。它包含了许多奇特罕见的地质现象，许多谜一样的现象至今仍难以解开。由于知识的匮乏、单纯追求经济效益和地表的大规模无序开采，这些珍贵的地质现象正在迅速消失，有的可能已经永远消失。开金矿要保护环境和有价值的地质现象。我们能两个都要吗？1.北衙金矿地理及区域地质位置。北衙金矿位于大理白族自治州鹤庆县北衙和黄坪乡，洱源县焦石洞乡交界处。它是一个高山盆地，南北长7公里，东西宽3公里，面积20平方公里。昆明至大理的铁路已经通车，大理至丽江的高速公路经过矿区，大理至鹤庆县的公路经过矿区，交通十分便利。矿区的区域构造地质位置正好位于三江构造带、扬子板块和松潘甘孜地块的交汇区扬子地台的西缘，其构造位置属于扬子地台和三江构造带的俯冲-隆起叠加带的上扬子构造层。本区与金矿化有关的富碱斑岩是藏北—藏东—金沙江—哀牢山喜马拉雅期构造岩浆岩带的一部分(，平，1991)。2.北衙金矿开发历史明万历年间至清嘉庆年间，北衙-水镜地区铅采银冶盛行，到处可见古洞穴和古炉渣，其中已探明古炉渣50万吨。对这些古代炉渣的分析表明，古人主要冶炼白银，铅富集在炉渣中，一度成为当地炼铅的重要原料。从最近发现的几处古代陶金遗址——黄金滑槽推测，古人已经发现并开采了黄金。北衙铅矿建于1956年。前期炼铅的主要原料是古矿渣，然后从兰坪购买铅矿。1957年至1959年，地质调查部门开展铅锌矿勘探，在红泥塘、笔架山西坡提交C1+C2品位高铁铅锌矿400万吨。但由于该矿石为难选难冶的低品位氧化矿，只能作为炼铅熔剂和水泥配料，估计已开采矿石50万吨。1982年至1985年，武警十三黄金支队对该区进行了金矿普查，获得远景黄金储量1880公斤，认为矿体小而分散，无工业价值。1988年至1991年，中国科学院地质研究所“国家紧缺矿种”重点项目科研课题“三江金矿成矿规律及靶区优选”进入该区，跟踪粗铅含金信息，查明该区主要金矿类型——铁金矿，建立金成矿模型，向科研所提交Au 68.83 t、Ag 839.28 t预测储量及相关选矿试验报告。1992年至1999年，西南有色310队在笔架山西坡、万东山、红泥塘完成C+D勘探，黄金储量3.4 t，平均品位5.38 g/t..发现第三纪古砂矿，控制表内黄金储量3.7 t，1994年北衙金矿50 t选矿厂建成投产。1998年，云南省地矿局第三地质大队吞并北衙金矿后，开始大规模利用古砂矿堆浸提金。1998年，云南省科委投资170万元设立了“北衙金矿成矿预测与找矿研究”课题，由中国科学院地质研究所承担，西南有色地质勘查院、昆明理工大学参与。2001年完成科研报告和成矿预测。*中科院“创新工程”重大项目(KZCX1-Y-03)和云南省院合作项目(YNKY98-08)共同资助的第一作者简介。蔡新平，男，1944年出生，研究员，博士生导师，主要从事区域成矿与隐伏矿床定位预测研究。【下一篇】3。北亚矿产资源知识怎么样？新的科学研究成果表明，北衙地区是与喜马拉雅期富碱斑岩活动有关的中低温热液复合多金属成矿区，以金为主，伴有铜、铅、锌有色金属和铁锰黑色金属。各种类型、不同品位的金矿找矿靶区17个，黄金资源量超过120 t，其中古砂金可达50 t，复合铁铅锌矿矿石量不少于1000万吨，其中铁金属量500万吨以上，铅金属量不少于20万吨，锌量不少于10万吨。矿区铜矿化十分发育。初步发现原生铜矿床产于富碱斑岩中。在万东山，在斑岩的所有钻孔中都发现了几米至几十米的浸染状铜金矿化。但由于钻孔一般较浅，目前尚不清楚深部矿化斑岩的规模和铜品位的变化趋势，次生及叠加热液蚀变的古砂矿床中伴生铜可达20万吨。根据地震勘探资料，北崖壁山和北崖坝子深部有大范围的斑岩体，在该区深部有可能找到具有工业价值的铜(金)矿床。4.北衙4.1古岩溶洞穴中的特殊地质现象和金矿床该区洞穴火山和洞穴矿化在三叠纪末开始迅速上升。喜山期岩浆作用之前，在侏罗纪至白垩纪的漫长地质时期，本区三叠纪灰岩中的岩溶已相当发育。当岩浆和热液遇到溶洞时，就会发生一次奇特罕见的洞穴火山作用。原生矿化可以直接发生在洞穴中，也可以在早期洞穴矿化矿床中形成叠加的热液蚀变矿化(转化富集)。这是岩浆热液洞穴矿化。如果洞穴已被沉积物充填，岩浆侵入洞穴沉积物，沉积物遭受挤压变形和低温热液蚀变。如果岩浆和热液遇到一个充满水的洞穴，就会发生强烈的热水气爆炸，类似于火山喷发。如果不能将它们弹射出地表，就会形成各种隐藏的爆炸。同位素测年证明岩浆作用可分为四个阶段，岩溶作用也是多阶段发展。早期原生矿床经表生改造后转化为砂矿，或在地表水和地下水的滴运下转化为洞穴矿床，形成次生矿床，而次生矿体在后期可经热液蚀变改造，产生再富集。上面描述的地质过程和伴随的现象不再是猜测或想象。都可以在北衙地区找到。到目前为止，在全国独一无二。国外虽有类似现象报道，但远不如北亚丰富。4.2与气液爆破和隐蔽爆破有关的各种现象在北衙地区较为丰富，如红泥塘、笔架山、锅盖山、万东山、陈家庄等。可以观察到不同形态或不同发育(剥蚀残积)阶段的爆破隐伏爆破构造及相关岩石构造。爆破、隐蔽爆破或角砾岩容易识别，但有一种特殊的碎裂岩，过去未被重视，其成因不明。泥质、砂质、豆状，广泛分布于北衙地区地表，尤其是塌陷溶洞内的充填物中。根据它们的分布，可以圈定隐伏爆破构造的位置和范围，这是勘探发生过岩浆气液活动的溶洞的重要标志。4.3热水岩溶和古火山气液爆炸“泥石流”现象，热水角砾岩和热水泥石流岩石，如喷射锥、喷射漏斗、堵坝等，是北衙特有的地质现象。北衙万东山地区有一种独特的角砾岩。过去通过区域和矿区地质调查填图将其归为古近系，称为“丽江组角砾岩”。凡是和丽江组砾岩做过对比观察的人，都觉得不对劲，但不知道为什么。只有破解了北衙地区特殊洞穴岩浆的气液爆炸，这种特殊砾岩的成因才能有更确切的答案。大约在20Ma前，地质历史时期，宛东西侧大山东坡(陈家庄西坡)发生了一次巨大的岩浆气液爆炸。隐蔽爆炸开始时在地表和浅部形成大范围的碎裂岩，浅部灰岩地层为碎裂破碎结构，粒度变细至泥砾结构。后来大量深部热液聚集后猛烈上涌，形成巨大的能量热液泥石流，携带着上部大小不一的碎裂岩石，顺山坡而下。翻滚的泥石流，充满了气体，是沸腾的，所以出现了喷射锥、喷射漏斗之类的奇特现象，这在五大连池地区的玄武岩火山中是很少见的(魏海泉，1991；魏海泉等，1991)。当水流的能量减弱受阻时，水流前方就形成了拦水坝——由角砾岩堆积而成的岩坝。在万东山地区见到的所谓“漓江组砾岩”中的各种特殊构造都可以得到合理的解释(许等，1998；2001))。作为推测，大概是在这个时期，金沙江古河道因泥石流堵塞而被迫改道。4.4“古砂金矿床”如何形成和保存北衙有一个特殊的“古砂金矿床”，储量50 t，以古河床相、古风化壳、古残坡积、洞穴堆积为特征。在中国南方的热带气候中，氧化铁矿的颜色呈红褐色，所以有人称之为“红土型金矿”或“红土型金矿”(陈根文等，1999)。可以肯定不是单一成因，但大部分发生在“丽江组砾岩”的掩盖下，是一个重要的共同特征。当这套角砾岩作为第三纪丽江组地层时，其成因确实难以解释。在认识到这套角砾岩是古热水的“泥石流”后，这种混合特征就可以完全理解了。正是这套古泥石流覆盖了当时的山坡、山地洼地和古河床，使当时形成的残坡积洪积、溶洞积洪积和河床相积洪积得以保存，从而避免了后来风化剥蚀的命运。4.5铁矿石和金矿之间的关系是一个谜。北衙金矿赋存于铁矿中，铁金矿是主要的原生金矿类型。到目前为止，铁和金是共生的，还是早期铁矿中热液交代沉淀的，不得而知。发现斑岩与灰岩接触带内外均有残留的矽卡岩型磁铁矿，磁铁矿中金的含量很少，但当它们交代或次生氧化成赤铁矿时，往往含有金。洞内碎屑岩底部砾石和古风化壳砾石中有大量独立的磁铁矿砾石，表明早期岩浆作用广泛发育高温矽卡岩成矿作用。赤铁矿充填在远离岩体的石灰岩地层中，裂隙甚至其他方向的洞穴中，在近地表进一步氧化后成为褐铁矿。这些铁矿石有的含金量高，有的含金量低。铁矿矿脉薄则几厘米，厚则几米到几十米。取样分析表明，金品位与铁矿厚度无关，与产状无关，褐铁矿中金含量更不均匀。一般来说，溶洞充填的褐铁矿含金量较高，常可发现富金矿体，但有的含金量较低。笔架山东坡和魏干坡的赤铁矿矿脉中发现了丰富的金矿床。矿脉厚数十厘米至一两米，颜色鲜艳，风暴级高达208 g/t，80年代中期发现矿脉后，短时间内开采，据说从中开采出数百公斤黄金。该区斑岩体规模不大，但产出大量以低温充填为主的铁矿。铁从哪里来？金和铁的关系？至今仍是一个谜。4.6铁矿浆之谜北衙古溶洞内充填着极厚的铁矿是不争的事实。据报道，当火山爆发时，铁矿浆可以喷出来。北衙洞火山曾经喷出过铁矿浆吗？洞内收集了一大块枕状结构的铁矿，磁铁矿砾石被浆体重量溅起。有没有铁矿浆还只是猜测，需要收集更充分的证据。4.7爆破角砾岩筒内的砾石成分及隐爆深度当岩浆气体和液体在深部向上引爆形成隐爆角砾岩筒时，能否知道其隐爆点的深度？北衙的爆破岩筒为你提供了探索和研究的线索。红泥塘爆破角砾岩筒砾石成分非常复杂，可识别出三叠系底部砂岩、二叠系玄武岩、浅变质片岩、千枚岩、板岩、碳酸盐岩、斑岩，但无变质程度较深的岩石。显然，最古老的岩石是古生代岩石，很可能是泥盆纪岩石。根据区域地层厚度，可粗略估算爆破深度(蔡新平等，1991)。陈家庄爆破角砾岩成分简单得多，有大量砂岩和二叠纪玄武岩。显然它的爆破地点很浅，所以它的爆破威力特别大，影响范围有几平方公里。卫星片上可以看到一个巨大的环状结构，是热水泥石流的发源地。除了地壳中上部的各种浅变质岩外，柳河斑岩管中还发现了大量的麻粒岩和榴辉岩包裹体，同时还发现了来自地幔的高压矿物集合体或单矿物，其深度已达壳幔边界。4.8碱性斑岩和煌斑岩中的深部捕虏体和岩浆。产于北衙锅盖山和笔架山东坡的碱性斑岩中含有深部捕虏体，与柳河角砾岩筒不同(蔡新平，1992)。捕虏体相对简单，主要由地幔源区和下地壳组成，没有上地壳的岩石成分。北衙煌斑岩十分发育，在煌斑岩中采集的样品中发现了许多特殊矿物。其中一种矿物集合体很可能是上地壳岩石熔融交代的残留物，特别是高压相矿物的发现，对岩浆起源和板块构造动力学机制的研究具有重要意义。4.9雨水侵蚀毛石——酸雨和岩溶的早期现象。在北衙盖山北坡，石灰岩表面呈现特殊的侵蚀结构，就像一条山羊毛。其成因与酸雨的侵蚀密切相关，被称为雨蚀毛石。国外也报道过类似现象，认为是早期岩溶现象。古时候，北衙地区有大规模的银、铅、锌矿开采冶炼，古矿渣遍地，达百万吨。推测是数千年的冶炼活动造成了北衙地区的局部酸雨环境，对地表裸露的石灰岩表面造成了酸雨侵蚀。4.10小石林北崖边山地区发育现代溶洞、瀑布、现代溶洞。坝内瀑布众多，山洪很快消失在坝内。地震勘探发现了许多隐蔽的瀑布和隐蔽的岩溶塌陷漏斗。坝子北段有一片小石林，很有观赏价值。北衙金矿开采现状早期坑道开采对地表破坏现象不大，局部人为露天开采暴露出一些有价值的地质现象，整体上对地质环境没有造成大的破坏。但近年来，该区进行了古砂矿的大规模露天开采，特别是万东山东边坡和大坝大面积裸露开采后，许多重要的地质现象消失了，特别是不规则的炮眼开采和开采后的回填，使一些有价值的地质现象在暴露后被完全挖出或回填掩埋。北衙勘查开采与环境保护对策(1)对北衙地区丰富的特殊地质现象进行系统的科学调查，填写大比例尺地质景观图，并将具有重要科研和观赏价值的地质现象标注在图上。(2)制定挖掘计划，尽可能保护有价值的地质现象，对一些难以保存的现象收集标本，留下照片、草图或视频。(3)对开采中揭露的有价值的地质现象进行适当清理后，停止开采，不回填。(4)加强科学研究，特别是地下侵入与地表喷发之间的洞穴火山作用和成矿作用，取得系统的科学研究成果。沈文贤，蔡新平，纪成云，应汉龙，等1991。滇西北丫金矿床特征、成因及找矿前景。中国金矿地质地球化学研究(一)。北京:科学出版社。134 ~ 151.蔡新平。1992.扬子地台西缘新生代富碱斑岩中的深源包裹体及其意义。地质科学任志基。1999.云南红土型金矿研究中的几个问题及找矿方向？有色金属矿产与勘查8(3)魏海泉、孙善平、李、。1991.火山喷发的物理作用--火山地质学的前沿课题。地学信息，1: 24 ~ 31魏海泉。1991.火山灾害的类型、预测和预防。地质灾害及防治。(2)2.许，蔡新平，等1998。流体构造和矿化。矿床地质学。(补编):1067 ~ 1070许，蔡新平，等. 2000

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