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        虎穴嶺銅鉛鋅礦床地質(zhì)特征及成因探討

        2011-06-12 08:00:54楊友進(jìn)
        有色金屬(礦山部分) 2011年4期
        關(guān)鍵詞:含礦大理巖熱液

        楊友進(jìn),馬 冬

        (安徽省地質(zhì)礦產(chǎn)勘查局326地質(zhì)隊(duì),安徽 安慶 246000)

        引言

        虎穴嶺銅鉛鋅礦床位于安徽省懷寧縣清河鄉(xiāng)溫橋村境內(nèi),礦體位于董嶺背斜的次級(jí)褶皺溫家橋背斜傾伏端,賦存于奧陶系地層層間破碎帶。本文通過(guò)對(duì)虎穴嶺銅鉛鋅礦床地質(zhì)特征的綜合研究,分析探討了礦床的成因,對(duì)寒武系董嶺群地層為核部的董嶺背斜周邊尋找中低溫?zé)嵋盒豌~鉛鋅多金屬礦產(chǎn)具有一定的指導(dǎo)作用[1-3]。

        1 礦區(qū)地質(zhì)特征

        礦區(qū)位于長(zhǎng)江中下游以銅為主的多金屬成礦帶安慶段。大地構(gòu)造單元屬揚(yáng)子準(zhǔn)地臺(tái),下?lián)P子臺(tái)坳,長(zhǎng)江褶皺斷裂帶、宿松—廬江斷隆,北西以獨(dú)秀山大斷裂與潛山斷凹分界,南東以頭坡斷裂與沿江斷凹相鄰。褶皺、斷裂發(fā)育,構(gòu)造線呈北東—南西方向[4-5]。

        1.1 地層

        礦區(qū)出露的地層見(jiàn)表1。

        1.2 構(gòu)造

        礦區(qū)的溫家橋倒轉(zhuǎn)背斜是本區(qū)主要褶皺構(gòu)造,屬董嶺背斜的次級(jí)構(gòu)造。其核部為下奧陶統(tǒng)侖山組,兩翼依次為中、上奧陶統(tǒng)湯山組、湯頭組、五峰組及下志留統(tǒng)高家邊組。背斜軸向近南北、向北北東傾狀,東翼地層產(chǎn)狀正常,傾角30o~50o,西翼地層倒轉(zhuǎn),傾角60o~75o(見(jiàn)圖1)。

        礦區(qū)內(nèi)斷裂構(gòu)造發(fā)育,以橫向平移斷層為主,其次有正斷層。前者以區(qū)域性的F1平移斷層為代表,且派生出數(shù)條次級(jí)小斷層。

        1.3 巖漿巖

        礦區(qū)內(nèi)主要巖漿巖為燕山晚期痘母尖花崗閃長(zhǎng)巖體,位于礦區(qū)東北角,晚期有多種巖脈穿插。

        痘母尖巖體礦物成分特征:斜長(zhǎng)石48%~53.5%、鉀長(zhǎng)石19.3%~23.0%、石英20.9%~24.3%、黑云母1.3%~8%、角石閃石0%~2.5%、副礦物0.5%~1.2%。巖石化學(xué)特征為:平均含量SiO268.92%、TiO20.23%、Al2O315.37%、Fe2O30.68%、FeO 2.46%、MnO 0.04%、MgO 0.72%、CaO 2.64%、Na2O 3.98%、K2O 3.82%、SO30.08%、P2O50.09%。按查氏化學(xué)分類,巖體為偏鋁過(guò)飽和的正常成分類型。

        表1 地層特征簡(jiǎn)表

        圖1 虎穴嶺銅鉛鋅礦地質(zhì)簡(jiǎn)圖

        1.4 變質(zhì)作用

        區(qū)內(nèi)變質(zhì)作用主要有區(qū)域變質(zhì)、接觸變質(zhì)及近礦圍巖熱液蝕變作用。區(qū)內(nèi)巖層都經(jīng)受中、低級(jí)區(qū)域變質(zhì)作用,灰?guī)r、白云巖變質(zhì)為細(xì)粒或中粒大理巖及白云石大理巖;碳質(zhì)頁(yè)巖變?yōu)樘假|(zhì)板巖;頁(yè)巖、粉砂質(zhì)頁(yè)巖變?yōu)榍稁r。

        接觸變質(zhì)作用沿痘母尖巖體與圍巖接觸帶發(fā)生,主要表現(xiàn)為強(qiáng)弱不等的角巖化。

        近礦圍巖熱液蝕變主要表現(xiàn)為硅化、碳酸鹽化、重晶石化,次有綠泥石化、透輝石化等中低溫?zé)嵋何g變,其中硅化、碳酸鹽化、重晶石化與礦化關(guān)系密切,蝕變強(qiáng)則礦化也強(qiáng),含礦品位增高,蝕變微弱或沒(méi)有蝕變則一般沒(méi)有礦化。

        2 礦床地質(zhì)特征

        2.1 礦體特征

        礦區(qū)有大小7個(gè)礦體。Ⅵ號(hào)主礦體,其余礦體為次要礦體。

        Ⅵ號(hào)礦體為銅礦體,伴生鉛、鋅、銀。礦體位于背斜傾沒(méi)端的湯山組與侖山組上段大理巖層間,受層間破碎帶控制(見(jiàn)圖2),產(chǎn)狀與頂?shù)装鍑鷰r一致,為一近似層狀礦體,呈弧形彎曲。走向約69o,長(zhǎng)315 m,傾向北西,深部倒轉(zhuǎn),傾向南東,礦體賦存標(biāo)高為55~-222 m。礦體最厚8.50 m,最薄1.75 m,平均厚4.16 m,厚度變化系數(shù)67%,屬變化較穩(wěn)定類型。Ⅵ號(hào)礦體占礦區(qū)總量96.3%。礦體平均化學(xué)成分為Cu 0.52%、Pb 0.25%、Zn 0.6%、Ag 85.26 g/t、As 0.161%。

        Ⅶ號(hào)礦體也為銅礦體,伴生鉛、鋅、銀。礦體仍是含礦角礫巖,受層間破碎帶控制,位于Ⅵ號(hào)主礦體上盤(pán),為一透鏡狀礦體,產(chǎn)狀與Ⅵ號(hào)主礦體一致,走向長(zhǎng)150 m,賦存標(biāo)高度-60~-200 m。

        I-V號(hào)礦體為鉛礦體,伴生銅、鋅,賦存于背斜傾沒(méi)端的湯山組內(nèi),受層間破碎帶控制,賦存標(biāo)高-19.5~78 m。

        圖2 虎穴嶺銅鉛鋅礦32線地質(zhì)剖面圖

        2.2 礦石類型及特征

        礦石自然類型為角礫狀礦石。工業(yè)類型礦體上部為鉛鋅礦石,下部為銅礦石,伴生鉛、鋅、銀。

        礦石結(jié)構(gòu)主要有:1)他形粒狀結(jié)構(gòu):金屬礦物呈他形散布,粒度一般0.1~0.5 mm。2)半自形粒狀結(jié)構(gòu):膠結(jié)物中金屬礦物自形程度較高,他形—半自形,粒度一般0.8~2.0 mm。有的聚合為團(tuán)塊,呈聚合斑狀結(jié)構(gòu)。

        礦石構(gòu)造主要有:1)角礫狀構(gòu)造。角礫成分為大理巖、白云石化大理巖和重晶石脈、石英脈碎塊,膠結(jié)物為重晶石脈、石英脈、硅質(zhì)碳酸鹽脈、方解石脈。金屬礦物呈星點(diǎn)狀、團(tuán)塊狀及細(xì)脈狀分布于大理巖角礫和膠結(jié)物中。2)浸染狀構(gòu)造。金屬礦物呈星點(diǎn)狀、細(xì)脈狀分散浸染于硅化白云石化大理巖角礫內(nèi)。

        礦石礦物成分:金屬礦物以黃銅礦、砷黝銅礦、方鉛礦、閃鋅礦為主,次為黃鐵礦、磁黃鐵礦,微量為銀金礦、藍(lán)輝銅礦,次生為孔雀石、銅藍(lán)、鉛黃;脈石礦物以方解石、白云石、石英、重晶石為主,次為絹云母、綠泥石,微量為石墨、電氣石、磷灰石,次生為黏土礦物。

        礦區(qū)金屬礦物的世代及生成順序:礦化有多階段特征,主要金屬礦物都有兩個(gè)世代。晚世代礦物交代、穿插早世代礦物。礦物生成順序?yàn)椋狐S鐵礦(1)—方鉛礦(1)—閃鋅礦(1)—黃銅礦(1)—黝銅礦(1)—黃鐵礦(2)—方鉛礦(2)—閃鋅礦(2)—黃銅礦(2)—黝銅礦(2)—孔雀石、銅藍(lán)、鉛黃。

        2.3 礦體圍巖特征

        主礦體Ⅵ號(hào)礦體頂板是湯山組下部含泥質(zhì)條帶大理巖或細(xì)粒大理巖,底板是侖山組上段中粒大理巖。頂?shù)装宕罄韼r往往硅化、白云石化,自礦體由近至遠(yuǎn),蝕變逐漸減弱,蝕變寬度一般小于10 m。局部頂?shù)装宕罄韼r內(nèi)見(jiàn)微弱礦化。

        3 成礦控制因素分析

        3.1 構(gòu)造控礦因素分析

        從礦(化)體賦存的位置可以看出,或位于斷裂構(gòu)造破碎帶、或位于褶皺轉(zhuǎn)折端的破碎帶。巖石沒(méi)有破碎基本上就沒(méi)有礦化出現(xiàn)。這表明巖石破碎,特別是巖層褶皺強(qiáng)烈,在轉(zhuǎn)折端層間虛脫而形成層間破碎帶,成為含礦熱液的有利活動(dòng)通道和場(chǎng)所。

        3.2 巖性及層位控礦因素分析

        區(qū)內(nèi)礦化都位于湯山組及侖山組上段大理巖內(nèi),主要工業(yè)礦體則位于二者之間或湯山組的層間破碎帶。含礦熱液進(jìn)入大理巖內(nèi)活動(dòng),物理、化學(xué)環(huán)境的改變促使礦質(zhì)沉淀。主要原因:一是由于湯山組下部含泥質(zhì)條帶大理巖巖性不均一,湯山組上部細(xì)粒大理巖與湯頭組含泥質(zhì)瘤的瘤狀大理巖巖性差異大,受褶皺構(gòu)造作用,地層易于破碎,形成了礦液活動(dòng)通道及礦質(zhì)沉淀聚集場(chǎng)所;二是大理巖或白云石大理巖化學(xué)性質(zhì)活潑,活性組分高,對(duì)含礦熱液中的礦質(zhì)凝聚起助凝作用。

        3.3 屏蔽構(gòu)造因素分析

        礦體外圍為高家邊組與五峰組的千枚巖、板巖,未見(jiàn)礦化,僅見(jiàn)有礦化暈異常。該巖石結(jié)構(gòu)致密,性質(zhì)穩(wěn)定,形成一個(gè)屏障,能夠阻隔含礦流體的散失、逃逸。屏蔽層使礦液活動(dòng)有一個(gè)封閉的環(huán)境空間,含礦熱液在此空間中即大理巖破碎帶中反復(fù)活動(dòng),從而形成礦體。

        從礦石結(jié)構(gòu)、構(gòu)造及礦物多世代性出現(xiàn)也可以看出,成礦活動(dòng)具有多期次特征,是含礦熱液化反復(fù)作用的結(jié)果。

        熱液活動(dòng)早期處于貧硫富氧的氧化環(huán)境;隨著重晶石的沉淀,熱液處于半硫還原環(huán)境;伴隨硅化、白云石化,F(xiàn)e、Pb、Cu、Ag、As等元素以硫化物的形式先后析出。由于熱液多次活動(dòng),硫化礦物才具有多世代的特征。晚期隨著硫以硫化礦物形式析出,熱液溫度亦下降,又處于氧化環(huán)境,造成方解石、硅質(zhì),碳酸鹽脈穿插,最后礦化活動(dòng)結(jié)束。

        3.4 巖漿巖控礦因素分析

        據(jù)《安徽省懷寧縣痘母尖巖體含礦性初步研究》報(bào)告,礦體與痘母尖花崗閃長(zhǎng)巖未見(jiàn)成因關(guān)系,礦區(qū)深部地層未見(jiàn)明顯蝕變,巖體后期巖漿熱液成礦因素較小,但痘母尖花崗閃長(zhǎng)巖的侵入為成礦提供了大量的熱能。

        從礦層內(nèi)重晶石量多且分布廣泛、礦床受構(gòu)造控制、礦化近乎孤立存在等情況來(lái)看,具有滲濾熱鹵水成礦特征。至于含礦熱液的來(lái)源,可能來(lái)自富含成礦元素的高家邊組下段及五峰組的炭泥質(zhì)巖層。

        4 結(jié)論

        筆者通過(guò)對(duì)虎穴嶺銅鉛鋅礦床地質(zhì)特征的綜合研究,認(rèn)為本礦床屬中低溫?zé)嵋撼涮钚偷V床。成礦受地層巖性組合和構(gòu)造控制,構(gòu)造破碎帶是含礦熱液的有利活動(dòng)通道和活動(dòng)場(chǎng)所;屏蔽構(gòu)造能夠阻隔含礦流體的散失、逃逸;大理巖或者白云石大理巖,對(duì)含礦熱液中的礦質(zhì)凝聚起助凝作用。礦體的形成正是多種控制因素綜合作用的結(jié)果。

        在懷寧地區(qū)以前寒武系董嶺群地層為核部的董嶺背斜周邊,尋找中低溫?zé)嵋盒豌~鉛鋅多金屬礦可考慮以下因素或標(biāo)志:

        1) 地層及構(gòu)造:在奧陶系湯頭組、湯山組及侖山組等層位,特別是位于董嶺背斜周邊的次級(jí)褶皺構(gòu)造發(fā)育的部位。

        2)圍巖蝕變:硅化、重晶石化、白云石化、方解石化等發(fā)育的地段,凡有該類蝕變組合處,往往伴隨有鉛鋅礦化。

        3)地球化學(xué)特征:礦床原生暈異常明顯,濃度中心突出,分帶較清楚,也是良好找礦標(biāo)志。通過(guò)成礦元素原生暈組合,可以判斷礦體產(chǎn)出部位。元素Ba、Ag、Cu、Pb組合為前緣指示標(biāo)志,元素Zn、As組合為近礦指示標(biāo)志,而元素Co、Mo、Mn、Ni組合屬于礦尾指示標(biāo)志。

        [1]安徽省地質(zhì)礦產(chǎn)勘查局326地質(zhì)隊(duì). 安徽省懷寧縣虎穴嶺銅鉛鋅礦區(qū)詳查地質(zhì)報(bào)告[R]. 2007.

        [2]安徽省地質(zhì)礦產(chǎn)勘查局. 安徽省區(qū)域地質(zhì)志[M]. 北京:地質(zhì)出版社,1987.

        [3]常印佛,劉湘培,吳言昌. 長(zhǎng)江中下游銅鐵成礦帶[M]. 北京: 地質(zhì)出版社,1991.

        [4]阮詩(shī)昆,龔建生,李 文,等. 紫金山礦田五子騎龍銅礦床地質(zhì)特征及成因探討[J]. 有色金屬(礦山部分), 2009, 61(6): 37-42.

        [5]楊富全,毛景文,劉 鋒,等. 新疆阿爾泰克因布拉克銅鋅礦床地質(zhì)特征及成礦作用[J]. 巖石學(xué)報(bào), 2010, 26(2):361-376.

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