王海生
(河南省地礦局第三地質(zhì)礦產(chǎn)調(diào)查院,河南 信陽, 464000)
千鵝沖礦區(qū)位于大別山北麓,屬秦嶺造山帶東延部分。礦區(qū)出露地層為泥盆系南灣組和震旦系—奧陶系下統(tǒng)肖家廟巖組。礦床成因類型屬斑巖型鉬礦床,礦區(qū)氧化礦石不發(fā)育,原生鉬礦石屬易選礦石。本文通過對千鵝沖鉬礦床的圍堰蝕變及成礦條件進(jìn)行初步研究,建立了礦床成礦模式,對后期深度研究具有重要意義。
圖1 大別山北麓地質(zhì)構(gòu)造略圖
千鵝沖礦區(qū)位于大.別山北麓,屬秦嶺造山帶東延部分。整體板塊經(jīng)過多次塑性推覆和滑脫構(gòu)造運(yùn)動,形成一系列不同層次、不同程度、不同序列且大致相互平行的北西—近東西向斷裂帶。北西西向龜(山)—梅(山)斷裂(F2)及桐(柏)—商(城)斷裂(F3)縱貫全區(qū),控制了巖漿巖帶及地層的展布(圖1)。
礦區(qū)巖體由含黑云母的花崗斑巖、花崗斑巖、含黑云母二長花崗巖等組成,在接觸帶附近較破碎,向下部趨于完整。區(qū)內(nèi)超基性、基性、中酸性火山巖和侵入巖均有出露,分布廣泛而零散,一般規(guī)模較小[1]。出露地層簡單,主要有古生界泥盆系、二疊系,第四系及少量震旦系—奧陶系下統(tǒng)肖家廟巖組(Z-O1x3),泥盆系南灣組(Dn)的一套淺變質(zhì)云母石英片巖系。區(qū)內(nèi)地層走向北西西,與區(qū)域構(gòu)造線一致。肖家廟巖組與南灣組以韌性剪切帶(桐—商韌性剪切帶)為界,呈構(gòu)造接觸。構(gòu)造帶以南肖家廟巖組地層傾向北北東,傾角40°~70°;構(gòu)造帶以北南灣組地層總體傾向南南西,傾角60°~80°。
千鵝沖巖體為黑云二長花崗巖與石英斑巖組成的復(fù)式巖體,區(qū)內(nèi)燕山晚期中酸性小型脈巖較發(fā)育,按巖石類型可分為閃長玢巖脈、石英斑巖脈、花崗斑巖脈,另有煌斑巖脈出露。巖體相帶不明顯,同時有隱伏巖體存在。斑巖呈肉紅一灰白色,斑狀結(jié)構(gòu),基質(zhì)具微粒狀結(jié)構(gòu)、塊狀構(gòu)造。巖體邊部具有強(qiáng)硅化,部分花崗斑巖已蝕變?yōu)榇紊r。
礦區(qū)變質(zhì)巖類主要有南部肖家廟巖組和南灣組,前者地層中巖石變質(zhì)程度較深,主要為白云斜長石英片巖,南灣組巖石變質(zhì)程度較淺,以結(jié)晶片巖為主,形成一套云母片巖、云母石英片巖系列。巖類主要有綠簾黑云石英片巖、綠簾黑云片巖、黑云石英片巖及綠簾二云石英片巖等。石英呈它形粒狀,粒徑0.02~0.1mm,黑云母呈鱗片狀,定向排列,片徑0.01×0.03~0.05×1.2(mm),在各地層中分布普遍,均以夾層出現(xiàn)。
動力變質(zhì)巖類復(fù)雜多樣,構(gòu)造活動強(qiáng)烈且多樣性。本區(qū)動力變質(zhì)巖類主要為脆性動力變質(zhì)巖和韌性動力變質(zhì)巖。脆性動力變質(zhì)巖以構(gòu)造角礫巖和碎裂巖為主,局部可見少量碎斑巖和碎粒巖;韌性動力變質(zhì)巖以變晶糜棱巖和構(gòu)造片巖為主,并有少量初糜棱巖。
蝕變類型以斑巖為主,其流紋斑巖及流紋巖為灰白色斑狀結(jié)構(gòu),無斑隱晶結(jié)構(gòu),流紋構(gòu)造或塊狀構(gòu)造[2]。區(qū)內(nèi)常見的圍巖蝕變有硅化、鉀長石化、黃鐵礦化、絹云母化、綠簾石化、綠泥石化、方解石化、高嶺土化等,多疊加出現(xiàn),強(qiáng)弱不等。以硅化、鉀長石化、絹云母化、黃鐵礦化發(fā)育較強(qiáng)且與礦化關(guān)系密切。
研究區(qū)各種巖石均有不同程度的蝕變,高嶺土化、絹云母化、黃鐵礦化比較普遍,且有不同程度的蝕變組合。與成礦有關(guān)的蝕變組合主要為硅化-鉀長石化-磁鐵礦-黃鐵礦化組合、硅化-絹云母化(綠簾石)-黃鐵礦化組合、硅化—碳酸鹽化(綠泥石化)-黃鐵礦化組合。這三種蝕變組合在區(qū)內(nèi)的分布范圍相同,伴隨礦化也有不同。
①硅化-鉀長石化-磁鐵礦-黃鐵礦化組合:沿九架嶺南北兩側(cè)分布,在脆性斷裂構(gòu)造帶內(nèi)較為常見,一般巖層中不發(fā)育。另外,在隱伏巖體的頂部及圍巖中可形成鉀長石為主的硅化-鉀長石化現(xiàn)象,伴弱的黃鐵礦礦化,偶見的輝鉬礦化。②硅化-絹云母化(綠簾石)-黃鐵礦化組合:主要分布在脆性斷裂構(gòu)造帶內(nèi)和節(jié)理裂隙兩側(cè)。伴隨蝕變,常見鉬礦化存在。③硅化-碳酸鹽化(綠泥石化)-黃鐵礦化組合:分布在礦區(qū)中部至北中部南灣組地層中的近東西向、南北向斷裂帶內(nèi)及其近旁側(cè)。地表伴有鉛鋅、銅、鉬等礦化,地下有脈狀鉛鋅、銅礦體及透鏡狀鉬礦體。
礦區(qū)圍巖蝕變種類多,蝕變強(qiáng)度高,多期多次型及多種蝕變組合疊加形成整體蝕變帶。圍巖蝕變分帶主要有:①硅化帶,在脆性斷裂構(gòu)造帶部位蝕變較強(qiáng)。主要物質(zhì)為角礫及巖石碎塊,在斷裂帶及節(jié)理裂隙中,有輝鉬礦、黃銅礦、方鉛礦、黃鐵礦等硫化物出現(xiàn)。②絹云母—鉀長石帶,在斷裂帶內(nèi)多呈團(tuán)塊狀或帶狀產(chǎn)出,形成細(xì)脈或網(wǎng)脈,常伴生輝鉬礦、黃銅礦。③綠泥及綠簾石化帶,以綠泥石交代黑云母為主,呈條帶狀沿裂隙分布,伴生有少量黃鐵礦化,局部細(xì)脈中見輝鉬礦。鉬礦體圍堰蝕變發(fā)生在花崗斑巖后期階段,是在熱液接觸變質(zhì)和自變質(zhì)礦物組合的基礎(chǔ)上產(chǎn)生的[3]。
礦區(qū)賦礦地層為泥盆系南灣組,礦段呈隱伏狀賦存于花崗斑巖體外接觸帶之中,呈斜列式排列,斑晶:石英,粒狀,直徑1~3mm,含量約10%;鉀長石:板狀,長軸1~3mm,含量約20%;斜長石:灰白色,板狀,長軸1~2mm,含量約5%;黑云母:片狀,長軸1~2mm,含量約5%。對圍巖蝕變進(jìn)行化學(xué)元素變化分析有助于了解礦床成礦流體系統(tǒng)特征及其成礦作用過程[4]。選取巖石中Mo、W、Cu、Pb、Zn、Ag、Bi 主要元素進(jìn)行分析計(jì)算得出地層中微量元素特征參數(shù)值和礦區(qū)背景值(表1)。
表1 地層中微量元素特征值表
表中顯示:主要地層泥盆系南灣組巖石中元素平均含量均高于礦區(qū)背景值。其中,Mo 的K 值最高,Pb、Bi 次之,Zn、W 較高,Cu、Ag 的K 值最低。選取7 種元素的變異系數(shù)CV、標(biāo)準(zhǔn)離差S 的變化如上表所示。經(jīng)表分析可知,Mo、Pb、Bi、Zn、W 呈強(qiáng)富集分布,Ag、Cu 呈富集分布。Pb、Bi、Zn、W、Mo、Ag 具有極強(qiáng)的分異性,Cu 呈強(qiáng)分異型。地層中Pb、Mo、W、Bi等元素形成較強(qiáng)異常,局部形成Mo、Pb、Ag、Cu、Zn 礦體。
圖2 重力異常圖
礦區(qū)巖礦石存在強(qiáng)、中、弱三類磁性,其中富磁鐵礦、磁鐵礦化石英巖為強(qiáng)磁性巖石;輝長巖、角閃巖與閃長巖為中磁性巖石;大理巖、花崗巖、含銀金礦石、富鉬礦化花崗巖、石英片巖為弱磁性巖石。根據(jù)河南省大別地區(qū)布格重力異常圖及航空磁測△T等值線平面圖(據(jù)物探隊(duì),2004),如圖2和圖3,在桐—商斷裂帶兩側(cè)為兩種密度不同的巖性關(guān)系,且南側(cè)為重力相對低值區(qū)。
該類型礦床的圍巖蝕變是在同源同期的不同序次的巖漿侵入過程中及巖漿期后氣化—高溫?zé)嵋鹤饔糜绊懴滤l(fā)生的各類蝕變現(xiàn)象[5]。鉬礦體圍巖為綠簾黑云石英片巖、綠簾黑云片巖、綠簾石英片巖、花崗斑巖等,礦體與圍巖沒有明顯界線。區(qū)內(nèi)在巖漿晚期高溫氣液階段,巖體頂部可見面狀的鉀長石化、浸染狀黃鐵礦化及星散狀分布的輝鉬礦,其圍巖的斷層、裂隙中則出現(xiàn)含輝鉬礦的石英—鉀長石(或花崗質(zhì))小脈體。巖漿期后的各成礦階段,依次有石英—鉀長石—磁鐵礦—輝鉬礦、石英—輝鉬礦、石英—方解石—硫化物等含礦流體沿上述構(gòu)造系統(tǒng)充填、沉淀,在巖體上部圍巖中形成了多期礦化細(xì)脈疊加、范圍集中、規(guī)模巨大的鉬礦體。
1)礦床成因探討
本區(qū)位于桐柏—大別造山帶中段,在斷裂帶內(nèi)因巖石強(qiáng)烈擠壓而形成糜棱巖化及片理化,兩側(cè)地層發(fā)育并形成陡傾角劈理化帶。由太平洋板塊活動擠壓下,在深部為富鉬的地殼物質(zhì)開始重熔營造了構(gòu)造伸展環(huán)境[6]。隨著深部熔融體上侵,逐步產(chǎn)生陡傾角的構(gòu)造破碎帶及裂隙系統(tǒng),巖漿期后的含礦流體在圍巖的斷層、裂隙中蝕變形成含輝鉬礦的石英—鉀長石(或花崗質(zhì))小脈體,經(jīng)過長期沉淀含鉬細(xì)脈物質(zhì),形成巨大的鉬礦體。
圖3 等值線平面圖
由千鵝沖礦區(qū)0 線剖面的構(gòu)造-巖體-礦體示意圖(圖4),經(jīng)分析知,巖漿后期的石英、鉀長石、磁鐵礦、輝鉬礦是該區(qū)形成圍巖的重要熱動力,構(gòu)成了熱源、蝕變、構(gòu)造三位一體的成礦條件。
2)礦床類型。根據(jù)區(qū)內(nèi)地球化學(xué)特征、成礦地質(zhì)條件、礦床賦存特征、圍巖蝕變、礦石特征及礦物組合等分析,千鵝沖鉬礦床屬斑巖型鉬礦床大類。鉬礦體賦存于花崗斑巖體接觸帶上,并以外接觸帶為主,礦體在賦存部位、成礦作用等方
面有其特殊性。
圖4 鵝沖礦區(qū)構(gòu)造-巖體-礦體關(guān)系示意圖
1)千鵝沖礦床屬于斑巖型鉬礦床,研究區(qū)各種巖石均不同程度的蝕變,圍巖蝕變主要有硅化、鉀長石化、黃鐵礦化、絹云母化、綠簾及綠泥石化、高嶺土化等,多疊加出現(xiàn),強(qiáng)弱不等,以硅化、鉀長石化、絹云母化、黃鐵礦化發(fā)育較強(qiáng)且與礦化關(guān)系密切。
2)巖漿后期形成的石英、鉀長石、磁鐵礦、輝鉬礦是該區(qū)重要的熱動力和成礦有利圍巖,構(gòu)成了熱源、蝕變、構(gòu)造三位一體的成礦條件。
3)巖漿期后的含礦流體在圍巖的斷層、裂隙中蝕變形成含輝鉬礦的石英—鉀長石(或花崗質(zhì))小脈體。含鉬細(xì)脈物質(zhì)受溫壓變化及水巖反應(yīng),經(jīng)過長期沉淀,形成巨大的鉬礦體。
[1]方月新.甘肅省文縣陽山金礦帶圍巖蝕變地質(zhì)特征[J].地質(zhì)學(xué)報(bào),2009,6,2(29):
[2]李德利.高峰鉛鋅礦床圍巖蝕變與成礦關(guān)系[J].科學(xué)傳播,2012,7.
[3]甕紀(jì)昌,高勝淮,石聰,等.欒川上房溝特大型鉬礦床蝕變分帶規(guī)律研究[J].中國鉬業(yè),2008,6,3(32):
[4]張漢成,王京彬,付水興,等.楊金溝白鎢礦床圍巖蝕變及組分遷移規(guī)律研究[Z].2006,9,5(42):
[5]張興奇.信宜錫坪鉬銅錫礦圍巖蝕變與成礦規(guī)律[J].能源及環(huán)境.2011.6.
[6]李厚民,等.東秦嶺—大別地區(qū)中生代與巖漿活動有關(guān)鉬(鎢)金銀鉛鋅礦床成礦系列[Z].2008.