趙 亮,黃滿湘,馬德成
(中南大學(xué)地學(xué)與環(huán)境工程學(xué)院,湖南長(zhǎng)沙 410083)
郴州柿竹園野雞尾南鉛鋅礦控礦因素與成礦規(guī)律
趙 亮,黃滿湘,馬德成
(中南大學(xué)地學(xué)與環(huán)境工程學(xué)院,湖南長(zhǎng)沙 410083)
介紹野雞尾南鉛鋅礦床地質(zhì)特征,分析控礦因素,總結(jié)成礦規(guī)律,認(rèn)為成礦物質(zhì)來自巖漿熱液,中上泥盆統(tǒng)碳酸鹽巖是主要的賦礦地層,近南北向?qū)娱g滑動(dòng)構(gòu)造及由東西向裂隙發(fā)育而成的古巖溶是重要的容礦構(gòu)造,礦體沿構(gòu)造帶斷續(xù)分布,不同方向構(gòu)造交匯部位可形成富礦柱。
野雞尾南;巖漿熱液;控礦因素;成礦規(guī)律
野雞尾礦田地處湘南,以盛產(chǎn)鎢、錫、鋁、鉍、鉛、鋅等多種礦產(chǎn)而聞名。野雞尾礦田位于華南褶皺系與揚(yáng)子準(zhǔn)地臺(tái)間的過渡地帶,湘東南加里東褶皺帶與湘中—湘南印支褶皺帶的銜接處。由地洼學(xué)說觀點(diǎn),礦田位于東南地洼區(qū)贛桂地洼系茶陵地洼南端東側(cè),為構(gòu)造、巖漿活動(dòng)區(qū);從地質(zhì)力學(xué)的觀點(diǎn),該礦田位于南嶺東西向復(fù)雜構(gòu)造帶中段的北側(cè),也是與南北向構(gòu)造疊加復(fù)合的部位。鉛鋅礦床主要分布在千里山花崗巖的南端,賦存于外接觸帶泥盆系地層中[1]。
礦區(qū)出露的地層主要為泥盆系中上統(tǒng),包括中泥盆統(tǒng)跳馬澗組、棋梓橋組、上泥盆統(tǒng)佘田橋組、錫礦山組。中泥盆統(tǒng)跳馬澗組分布于礦區(qū)東部,風(fēng)化后呈淺褐紅色;棋梓橋組分布于礦區(qū)中部和東部,總厚度>520 m。上泥盆統(tǒng)佘田橋組分布于礦區(qū)中段,主要巖性為泥晶灰?guī)r;錫礦山組分布于礦區(qū)西部,巖性以白云質(zhì)灰?guī)r、泥晶灰?guī)r為主。
礦區(qū)出露的巖層表現(xiàn)為海浸環(huán)境下沉積,早在中泥盆世早期,海水較淺,沉積環(huán)境動(dòng)蕩,沉積物以巖屑為主,且底部出現(xiàn)礫巖層,隨著海浸面積增大,海水變深,沉積物由碎屑機(jī)械沉積逐漸過渡到以化學(xué)沉積為主,巖性由碎屑巖變?yōu)榛規(guī)r和白云巖[2]。
礦區(qū)構(gòu)造比較發(fā)育,不同型式的構(gòu)造形跡清晰可見,較明顯的構(gòu)造有褶皺、斷層、節(jié)理、巖溶等(見圖1)。
圖1 野雞尾礦區(qū)構(gòu)造簡(jiǎn)圖Fig.1 The tectonic map of Yejiwei ore district
1.2.1 褶皺
規(guī)模較大的褶皺有中山向斜和卡子山背斜。褶皺走向近南北,均為傾伏褶皺。中山向斜位于礦區(qū)西南部,軸線長(zhǎng)200余米,由于斷層破壞,僅出露向斜的東翼,該向斜北段向北揚(yáng)起。卡子山背斜位于礦區(qū)東部,為高垅山—獅子口背斜的南延部分,背斜軸線長(zhǎng)200余米,向南傾伏。
1.2.2 斷層
礦區(qū)斷層較發(fā)育,規(guī)模大小不等,按走向可分為三組,即南北向、東西向和北東向三組。南北向斷層規(guī)模較大的自東向西有F1、F2、F3、F4、F17等斷層。東西向斷層規(guī)模大小不一,自北向南有F5、F6、F7、F8斷層,該組斷層與礦區(qū)主構(gòu)造線方向垂直,橫切某些地層界線和南北向斷層。北東向斷層規(guī)模較大的有F9斷層,位于礦區(qū)北西側(cè)。
1.2.3 節(jié)理
礦區(qū)節(jié)理不甚發(fā)育,且發(fā)育程度不一,在中泥盆統(tǒng)跳馬澗組地層中,節(jié)理較發(fā)育,且以北東向節(jié)理為主。中、上泥盆統(tǒng)灰?guī)r地層中節(jié)理不甚發(fā)育,節(jié)理走向較凌亂,形成時(shí)代較晚,一般無礦化充填。
1.2.4 巖溶構(gòu)造
礦區(qū)巖溶較發(fā)育,溶洞規(guī)模大小不一,形成時(shí)代有先后,溶洞往往成帶狀分布,可分為成礦前和成礦后的溶洞,成礦前的溶洞規(guī)模較小,被礦化體充填。成礦后的溶洞多被半充填,充填物為泥、砂或河卵石,溶洞規(guī)模大小懸殊,大者長(zhǎng)百米以上,小的僅數(shù)米。
礦區(qū)巖漿巖發(fā)育,但地表出露較少,根據(jù)鉆孔資料和地表露頭觀察,礦區(qū)巖漿巖有三種巖性:花崗巖、花崗斑巖、輝綠巖。
1.3.1 花崗巖
為千里山花崗巖的東延部分,埋深標(biāo)高在100~300 m以下,礦區(qū)位于花崗巖體上隆的部位,該隆起向南東傾伏,其北東、南西兩側(cè)下凹,接觸帶形態(tài)為一向南東傾斜的背脊?fàn)?。在野雞尾以南,深部花崗巖與圍巖碳酸鹽巖接觸帶外側(cè),矽卡巖較發(fā)育,部分地段矽卡巖厚度較大。
1.3.2 花崗斑巖
礦區(qū)地表有兩處出露,一處位于野雞尾選廠東側(cè)70 m,巖體呈透鏡狀出露于地表,另一處位于礦區(qū)東部葫蘆突西側(cè)100 m,巖體呈南北向巖墻狀產(chǎn)出,巖墻厚3~15 m不等,沿走向長(zhǎng)1 000余米,產(chǎn)狀較陡,南段被北東向小斷層切割,南東盤向北東方向位移數(shù)米。
1.3.3 輝綠巖
輝綠巖一般呈脈狀產(chǎn)出,巖脈厚度不大,沿走向長(zhǎng)短不一。礦區(qū)地表三處見有輝綠巖,一處位于野雞尾尾砂庫(kù)西側(cè),脈長(zhǎng)700余米,走向近南北,另一處位于葫蘆突西側(cè),脈長(zhǎng)300余米,走向近南北,還有一處見于礦區(qū)南部張家以南。輝綠巖脈一般呈黑綠色,風(fēng)化后呈土黃色,礦物顆粒較細(xì),肉眼難以分辨。
(1)在平面上沿東西構(gòu)造裂隙(含古巖溶)呈串珠狀分布。從礦體的形態(tài)和礦體與圍巖的關(guān)系分析,礦體充填在古溶洞中,礦體的形態(tài)產(chǎn)狀受古溶洞控制。由此推斷,礦體的這種分布形式可能受控于古巖溶群(帶)。
(2)礦體沿花崗斑巖墻呈帶狀斷續(xù)分布。據(jù)野雞尾南部42排鉆孔資料,在隱伏的花崗斑巖墻上盤及外側(cè),見有多個(gè)小的鉛鋅礦體,礦體厚度0.42~2.41 m不等,鉛品位0.94%~3.02%,鋅品位3.50%~13.98%,其中位于花崗斑巖上盤的鉛鋅礦體,厚2.41 m,鉛品位2.08%,鋅品位3.50%,表明鉛鋅礦的空間分布與花崗斑巖的產(chǎn)出有一定關(guān)系。
(3)礦體沿層間滑動(dòng)裂隙分布。巖層受側(cè)向擠壓形成褶皺的過程中,沿層面往往產(chǎn)生滑動(dòng)而形成層間破碎帶或裂隙,在背斜的轉(zhuǎn)折端還可形成虛脫空間,這些構(gòu)造是礦液聚集的有利場(chǎng)所,因而礦體可沿這些層間滑動(dòng)構(gòu)造分布。在碳酸鹽巖地層中,礦體可沿層間滑動(dòng)構(gòu)造充填,并與圍巖產(chǎn)生交代作用,形成有工業(yè)價(jià)值的礦體。
已發(fā)現(xiàn)的鉛鋅礦體規(guī)模雖小,形態(tài)卻比較復(fù)雜。礦體的形態(tài)產(chǎn)狀主要受容礦構(gòu)造控制,目前所見到的鉛鋅礦體形態(tài)主要有透鏡狀、脈狀、網(wǎng)脈狀。
(1)透鏡狀礦體。見于400 m中段坑道中,礦體沿走向長(zhǎng)15~35 m不等。向南傾斜,沿傾斜延伸數(shù)米至十余米,礦體厚度變化大,中部厚2~4 m,沿走向往兩端迅速尖滅。礦體頂?shù)装迮c圍巖呈過渡關(guān)系。
(2)脈狀礦體。多見于鉆孔中,礦體沿構(gòu)造裂隙充填,沿走向長(zhǎng)數(shù)米至十余米,沿傾斜延長(zhǎng)不大,礦體厚0.3~2.4 m,如礦體產(chǎn)在泥盆系中統(tǒng)跳馬澗組砂巖中,礦體與圍巖界線清楚,礦體厚度小;如產(chǎn)在泥盆系中、上統(tǒng)碳酸鹽巖中,礦體與圍巖多呈過渡關(guān)系,礦體厚度可達(dá)數(shù)米。脈狀礦體的產(chǎn)狀一般呈南北走向,向西傾斜。
(3)網(wǎng)脈狀礦體。地表民采坑多處可見到網(wǎng)脈狀鉛鋅礦體,礦體規(guī)模不大,部分地段呈浸染狀,局部呈團(tuán)塊狀,礦體或礦化帶沿走向延伸不大,產(chǎn)狀極不規(guī)則,一般難以形成具工業(yè)價(jià)值的礦體。
礦體內(nèi)部結(jié)構(gòu)包括礦石的礦物成分,礦石的結(jié)構(gòu)、構(gòu)造、礦物成分的分布特點(diǎn)等。
2.3.1 礦石的礦物成分
(1)方鉛礦:呈細(xì)粒、中粗粒自形晶—半自形晶,常與閃鋅礦、黃鐵礦、黃銅礦共生。方鉛礦一般呈致密塊狀產(chǎn)出,呈致密狀者多與黃鐵礦共生,并溶蝕包裹黃鐵礦,呈脈狀者多與閃鋅礦共生。
(2)閃鋅礦:有三種顏色的閃鋅礦,黑色閃鋅礦,顆粒較粗;棕褐色閃鋅礦,顆粒也比較粗;米黃色閃鋅礦,顆粒較細(xì),呈細(xì)脈狀不規(guī)則團(tuán)斑狀。
(3)黃鐵礦:多呈細(xì)粒狀集合體。
(4)黃銅礦:一般呈他形晶,常呈浸染狀、團(tuán)斑狀、乳滴狀、細(xì)脈狀產(chǎn)出,與方鉛礦共生的黃銅礦一般為團(tuán)斑狀、浸染狀。
2.3.2 礦石的結(jié)構(gòu)構(gòu)造
礦石的結(jié)構(gòu)一般有自形晶粒狀結(jié)構(gòu)、他形晶粒狀結(jié)構(gòu)、溶蝕結(jié)構(gòu)、固融體分離結(jié)構(gòu)、細(xì)脈穿插結(jié)構(gòu)。
礦石的構(gòu)造主要有塊狀構(gòu)造、浸染狀構(gòu)造、脈狀構(gòu)造。
2.3.3 礦體中礦物成分分布特點(diǎn)
已揭露的礦體中,金屬硫化物分布有兩個(gè)明顯的特征:在透鏡狀礦體中,礦物成分比較簡(jiǎn)單,以方鉛礦、黃鐵礦為主,閃鋅礦、黃銅礦較少。在脈狀礦體中,礦物成分比較復(fù)雜,方鉛礦、閃鋅礦、黃鐵礦、黃銅礦均可出現(xiàn),特別是方鉛礦與閃鋅礦,能呈較粗的顆粒共生在一起,還可見方鉛、閃鋅礦呈環(huán)帶狀繞圍巖角礫分布。
礦區(qū)跳馬澗組砂巖,棋梓橋組和佘田橋組、錫礦山組是賦礦地層,由于巖性不同,礦化程度和成礦規(guī)律不一。
(1)跳馬澗組砂巖與成礦的關(guān)系 跳馬澗組砂巖巖層厚度大,巖石中的礦物成分主要是石英、長(zhǎng)石和一些巖碎、膠結(jié)物為硅質(zhì)和鐵質(zhì)。其巖性特征是性脆,抗剪能力差,巖石中礦物成分及化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定,在構(gòu)造應(yīng)力作用下,易在巖石中形成剪裂隙。這種剪裂隙沿走向和傾向延伸比較穩(wěn)定,但由于產(chǎn)生的裂隙空間有限,礦液沿這組裂隙構(gòu)造充填,僅能形成充填型的小型脈狀礦體,這些礦體沿走向和傾向有一定的延伸,但脈幅很小,一般為數(shù)厘米至十余厘米。這是因?yàn)橘x礦空間本身有限,加之圍巖化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定,礦液與圍巖不能產(chǎn)生交代作用,導(dǎo)致成礦作用只能以充填為主,礦體的規(guī)模完全受控于構(gòu)造裂隙,因而跳馬澗組地層可以賦礦,但礦體的規(guī)模有限。
(2)棋梓橋組、佘田橋組、錫礦山組灰?guī)r與成礦的關(guān)系 這些地層一般為薄層狀,中—厚層狀或巨厚層狀不純灰?guī)r,巖石化學(xué)性質(zhì)較活潑,在構(gòu)造應(yīng)力作用下,產(chǎn)生褶皺和斷裂,在褶皺的翼部多形成層間滑動(dòng)構(gòu)造,成為層間破碎帶,在背斜的轉(zhuǎn)折部位,可形成滑脫空間,如有礦液運(yùn)移到這些構(gòu)造中,一方面沿這些構(gòu)造空間充填,另一方面,由于圍巖的化學(xué)性質(zhì)活潑,礦液易與圍巖產(chǎn)生交代作用,形成熱液充填交代型礦體,故在這些地層中可形成具工業(yè)價(jià)值的礦體。
構(gòu)造與成礦的關(guān)系十分密切,在野雞尾南部,斷裂構(gòu)造和滑脫構(gòu)造既是礦液運(yùn)移的通道,又是礦化富集的有利空間,沿構(gòu)造裂隙發(fā)育的古巖溶構(gòu)造也是成礦的有利場(chǎng)所。
目前,在該區(qū)發(fā)現(xiàn)的工業(yè)礦體主要有兩組:一組呈透鏡狀,其長(zhǎng)軸方向近東西,另一組走向近南北,礦體呈脈狀產(chǎn)出,現(xiàn)將這兩組容礦構(gòu)造的形成與演化分析如下:
(1)透鏡狀礦體容礦空間的形成 在印支構(gòu)造運(yùn)動(dòng)期,礦區(qū)在東西向壓應(yīng)力作用下,形成一組東西向的張性裂隙,后在地下水作用下,東西向的張裂隙被地下水溶蝕成串珠狀的溶洞,單個(gè)溶洞的長(zhǎng)軸方向?yàn)闁|西,這些小溶洞后被礦液充填,成為有利的容礦構(gòu)造。
(2)脈狀礦體容礦空間的形成 印支期構(gòu)造運(yùn)動(dòng),在礦區(qū)形成一系列南北向的褶皺,在褶皺的翼部,如背斜的兩翼,由地層褶皺產(chǎn)生層間滑動(dòng)形成層間滑動(dòng)構(gòu)造破碎帶,破碎帶的走向與褶皺軸向一致,傾向與褶皺翼部地層產(chǎn)狀相同,這些破碎帶后成為有利的容礦構(gòu)造。此外,在層間滑動(dòng)構(gòu)造形成的同時(shí),還可形成一組與地層傾向相反的張扭性裂隙,這組裂隙走向南北,傾向與地層相反,也是一組有利的容礦構(gòu)造。
野雞尾南部地表出露的巖體僅有花崗斑巖和輝綠巖,據(jù)鉆孔資料,在礦區(qū)的深部亦存在花崗巖,并且是千里山花崗巖的東延部分。在這些巖體中,輝綠巖為喜山期產(chǎn)物,與成礦無直接關(guān)系,花崗巖、花崗斑巖則與成礦關(guān)系密切。
(1)花崗巖、花崗斑巖為鉛鋅成礦提供物質(zhì)來源
鉛鋅礦床中的主成礦物質(zhì)主要由巖漿帶來,由礦區(qū)巖漿巖的豐度值、成礦流體特征、硫同位素特征認(rèn)為,礦區(qū)花崗巖、花崗斑巖、石英斑巖為同源不同期的產(chǎn)物,都可為鉛鋅成礦提供物質(zhì)來源。野雞尾南鉛鋅礦床與東坡礦田其它鉛鋅礦床同屬一個(gè)成礦系列,除控礦構(gòu)造有些差別外,其它成礦地質(zhì)條件極為相似,由此可以判斷,野雞尾南鉛鋅礦床的成礦物質(zhì)來源也應(yīng)與千里山花崗巖系列有關(guān)[3]。
(2)巖漿的侵入可使容礦構(gòu)造再次活動(dòng) 巖漿的上侵,具有一種矢能量的特征,早期形成的斷裂或裂隙構(gòu)造,在巖漿入侵的動(dòng)力作用下,重新活動(dòng),局部也可由巖漿動(dòng)力產(chǎn)生新的破裂構(gòu)造。這些構(gòu)造在巖漿期后,是巖漿熱液攜帶成礦物質(zhì)充填成礦的有利部位。
(3)巖漿的多次侵入可導(dǎo)致成礦的多階段性 從東坡礦田巖體的空間分布來看,燕山期至少有三次巖漿活動(dòng),按入侵時(shí)間前后,依次為花崗巖、花崗斑巖、石英斑巖。這三種巖石成礦元素背景值都較高,都能為成礦提供物質(zhì)來源。巖漿的多次侵入,可導(dǎo)致多次成礦作用的產(chǎn)生,使成礦具多階段性。
該礦區(qū)及周邊的鉛鋅礦床是一個(gè)以巖漿熱液充填交代為主的中—低溫鉛鋅礦床,在礦床形成過程中或成礦以后,有某些跡象能指示礦體的存在,可把這些跡象作為找礦的直接標(biāo)志或間接標(biāo)志。
(1)礦體的原生露頭或氧化露頭 礦體或礦化露頭是直接找礦的標(biāo)志,礦體出露到地表,經(jīng)風(fēng)化作用可變成氧化露頭,有些礦化點(diǎn),只需敲出新鮮面便可見鉛鋅礦化,有部分民采點(diǎn)就是根據(jù)礦體或礦化露頭找到原生礦的。
(2)硅化破碎帶 為一種間接找礦標(biāo)志,破碎帶中可見灰?guī)r角礫,角礫被硅化,整個(gè)破碎帶硅化較強(qiáng),破碎帶中的硅化現(xiàn)象與成礦熱液活動(dòng)有關(guān)。
(3)硅化 也是一種間接找礦標(biāo)志,在野雞尾南部,硅化較發(fā)育,有的灰?guī)r經(jīng)硅化,已成為強(qiáng)硅化灰?guī)r,硅化呈帶狀分布,硅化帶旁伴有大理巖化。硅化也是熱液蝕變的產(chǎn)物。
(4)花崗斑巖 亦為間接找礦標(biāo)志,部分鉛鋅礦體與花崗斑巖在空間上同步產(chǎn)出,在野雞尾南部,花崗斑巖旁側(cè)均發(fā)現(xiàn)有鉛鋅礦體或鉛鋅礦化?;◢彴邘r與鉛鋅礦體同步產(chǎn)出的原因有二:一是花崗斑巖本身就是成礦母巖,在侵位的同時(shí)產(chǎn)生成礦作用;二是早期形成的鉛鋅礦帶是構(gòu)造的薄弱地帶,易于形成斷裂,為后期花崗斑巖侵位提供了構(gòu)造空間。
(5)物化探異常 是間接找礦標(biāo)志,鉛鋅礦體中含有部分磁鐵礦或磁黃鐵礦,使礦體具有磁性,如果地表磁測(cè)發(fā)現(xiàn)有磁異常,表明其下部可能存在鉛鋅礦體。化探原生暈異常,也能指示礦產(chǎn)存在,如地表化探發(fā)現(xiàn)有主成礦元素Pb、Zn異常和伴生元素Cu、As等異常,其下部或邊部有可能存在鉛鋅礦體。
由鉛鋅礦體和礦化現(xiàn)象分布特征的分析,礦化有如下富集規(guī)律:
(1)沿構(gòu)造帶斷續(xù)分布 目前已發(fā)現(xiàn)的控礦構(gòu)造帶主要有兩組,一組東西向,另一組南北向,這些構(gòu)造帶沿走向延伸有一定規(guī)模,但賦礦空間是不連續(xù)的,礦體沿控礦構(gòu)造帶斷續(xù)出現(xiàn)。
(2)礦化標(biāo)高總體上自北往南是逐漸降低的 這一規(guī)律目前還不明顯,但由該區(qū)花崗巖與圍巖接觸帶的形態(tài)判斷,接觸帶是向南傾斜的,預(yù)計(jì)礦化標(biāo)高受其影響也具有自北向南逐漸降低的趨勢(shì),物探磁測(cè)結(jié)果表明,所探測(cè)到的磁性體其埋深是北部淺,往南逐漸變深[4]。
(3)不同方向的成礦斷裂構(gòu)造疊加可形成富礦柱
在野雞尾南部,控礦斷裂主要有東西向和南北向兩組,不排除還有北東向一組,如果南北向斷裂與東西向或北東向成礦斷裂交匯,可在交匯部位形成厚大的富礦柱。
[1] 於崇文,等.湖南郴州柿竹園超大型鎢礦床的成礦復(fù)雜性研究[J].地學(xué)前緣,2003,10(3):15-39.
[2] 王昌烈,羅仕徽,胥友志,等.柿竹園鎢多金屬礦床地質(zhì)[M].北京:地質(zhì)出版社,1987:1-173.
[3] 劉義茂,等.柿竹園超大型鎢礦床的成礦作用與成礦條件[J].湖南地質(zhì),1995,14(4):211-219.
[4] 劉登,等.東坡礦田鉛鋅礦床的成因探討[C]∥戴塔根.湖南礦物巖石地球化學(xué)論叢.長(zhǎng)沙:中南大學(xué)出版社,2002:162-165.
(責(zé)任編輯:于繼紅)
Ore-controlling Factors and Metallogeny of Southern Yejiwei Lead-zinc Deposit,Shizhuyuan,Chenzhou City
ZHAO Liang,HUANGManxiang,MA Decheng
(School of Geoscience and Environm ental Engineering,Changsha,Hunan410083)
This paper introduces geological characteristics of the Southern Yej iwei lead-zinc deposits,analyzes ore-controlling factors,and summarized the metallogeny.It is considered that the ore-for ming material is coming from the magmatic hydrother mal fluid.Middle-upperDevonian carbonate rocks are the main ore-bearing stratum.The paleokarst is the important host structure which caused by interlayer-gliding structure of S-Nstrike and fissures of E-Wstrike.Ore body is distributed inter mittently along the tectonic zone.Ore shoot can be for med in the different directions of structural convergence.
Southern Yej iwei;magmatic hydrothermal fluid;ore-controlling factors;metallogeny
P618.42;P618.43
A
1671-1211(2010)03-0242-04
2009-10-12;改回日期:2009-11-06
趙亮(1980-),男,在讀碩士研究生,構(gòu)造地質(zhì)學(xué)專業(yè),研究方向:成礦預(yù)測(cè)。E-mail:zhaoliang407@163.com