文 軍,朱曉鳴,楊 浩
(1.四川省冶金地質(zhì)勘查院,成都 610051;2.四川京鑫礦業(yè)有限公司,成都 610051)
四川省布拖縣烏依鉛鋅礦床經(jīng)四川冶金地質(zhì)勘探公司609隊(現(xiàn)四川省冶金地質(zhì)勘查局成都地質(zhì)調(diào)查所)詳細(xì)勘探,于1984年提交了詳查地質(zhì)報告,估算鉛資源量22×104t[1]。該礦目前仍在開采中,但區(qū)域內(nèi)多年來鮮有找礦突破。2010年以來,四川省冶金地質(zhì)勘查院、四川京鑫礦業(yè)有限公司在烏依鄉(xiāng)尼魯東、浪珠鄉(xiāng)足補等地開展鉛鋅礦預(yù)查找礦工作。在綜合分析烏依鉛鋅礦床地質(zhì)成果資料的基礎(chǔ)上,作者對烏依式鉛鋅礦的成礦機(jī)理進(jìn)行推演分析,提出了烏依式鉛鋅礦的成礦模式,并對找礦有利區(qū)域進(jìn)行了預(yù)測。
烏依鉛鋅礦床位于揚子準(zhǔn)地臺西緣,康滇臺隆東側(cè)的美姑臺拗與雷波穹褶束的交匯部位,屬于寧南—金陽—雷波鉛鋅磷成礦帶(Ⅳ)(圖1)。區(qū)域上沿小江斷裂兩側(cè),特別是在EW向、NE向與SN向斷裂交匯部位,鉛鋅礦床、點密集分布,找礦潛力巨大。主要賦礦地層為燈影組上部,其次為下古生界,已知產(chǎn)出礦床、礦點30余處,其中大型礦床7處,中型礦床7處,小型礦床12處,礦點、礦化點數(shù)十處。礦床類型主要為沉積-改造型,次為陸相火山-次火山熱液型。
SN向構(gòu)造帶從西往東依次分布有安寧河斷裂、甘洛—小江斷裂、峨邊—雷波斷裂;NE向構(gòu)造有寧會斷裂、蓮峰—巧家斷裂、金陽—巧家斷裂;NW向構(gòu)造有則木河斷裂。這些深大斷裂帶控制了區(qū)內(nèi)地層、巖漿巖的展布,同時也控制了礦產(chǎn)資源的分布。與本區(qū)成礦關(guān)系密切的斷裂主要有烏依斷裂、尼魯斷裂和松林坪斷裂等。
區(qū)內(nèi)主要褶皺構(gòu)造自東向西有金陽—對坪背斜、梗堡向斜、烏依復(fù)式背向斜(系列)、龍恩—拖覺向斜、四開—交際河背斜(圖1)。與本區(qū)成礦關(guān)系密切的褶皺為烏依復(fù)式背向斜,烏依鉛鋅礦床即產(chǎn)于其間。烏依復(fù)式背向斜為平緩褶皺,褶曲形跡不甚明顯,形態(tài)不對稱。自東向西的瓦極歪背斜、大水溝口背向斜、浪珠背向斜、下瓦哈背斜、上瓦哈向斜、煉廠背斜、萬噸山背斜等褶皺構(gòu)成烏依復(fù)式背向斜體系,背向斜軸向總體為NE-SW,展布特征為南束北羽、南傾北揚,呈掃帚狀或羽狀,向SW折轉(zhuǎn)傾伏。褶皺組成巖層總體傾向SE,傾角10°~30°,主要賦礦層位上奧陶統(tǒng)(O3)賦存于復(fù)式背向斜軸部及兩翼有利部位。
圖1 康滇地軸東緣鉛鋅礦床分布及成礦亞帶劃分(據(jù)楊應(yīng)選等)Fig.1 Distribution and division of sub-ore belts at east margin of Kangdian Geoaxis
①上奧陶統(tǒng):較封閉的淺海灣碳酸鹽巖建造,由灰黑色薄層狀粉晶灰?guī)r、白云質(zhì)灰?guī)r等組成,與龍馬溪組呈假整合或整合接觸,為區(qū)內(nèi)烏依式鉛鋅礦的屏蔽、遮擋層;②下志留統(tǒng)龍馬溪組(S1l):較封閉的淺海灣碎屑巖沉積建造,由深灰色粉砂巖、砂質(zhì)頁巖夾泥質(zhì)灰?guī)r組成;③中志留統(tǒng)石門坎組(S2s):淺海相碎屑巖-碳酸鹽巖建造,由頁巖、粉砂巖和泥質(zhì)灰?guī)r組成5~6個明顯的沉積韻律層,與龍馬溪組呈整合接觸。
烏依鉛鋅礦床位于烏依背向斜的軸部及翼部。鉛鋅礦體呈似層狀、透鏡狀賦存于上奧陶統(tǒng)灰黑色薄層白云巖的層間破碎帶中。產(chǎn)狀與圍巖大體一致,傾向NWW 和SEE,傾角9°~15°。礦(化)帶層位穩(wěn)定。
礦帶南北向斷續(xù)延長達(dá)5km,共5個礦帶,3個含礦層位,8個礦體。以背斜核部的礦體厚度最大,可達(dá)10m,向兩翼則逐漸變?。粰M向?qū)挾?00m,其西翼寬度大于東翼。
礦石礦物以方鉛礦為主,伴有少量的黃鐵礦和微量的閃鋅礦、黃銅礦,次生礦物主要為鉛礬。方鉛礦與白云石、重晶石緊密共生,脈石的大量增加和減少導(dǎo)致礦體增厚、變薄甚至尖滅。黃鐵礦呈角礫狀受方鉛礦細(xì)脈穿插,閃鋅礦、黃銅礦嵌布在方鉛礦中,個別閃鋅礦內(nèi)見有黃銅礦包體。圍巖普遍重晶石化和白云石化。
礦石w(Pb)一般為1.00%~10.00%,最高39.09%,平均 4.71%;w(Zn)一般 0.01% ~0.50%,最高 6.51%;w(Cu,Sn)=0.01% ~0.03%。
礦床以富鉛貧鋅為礦化基本特征。礦化有明顯的方向性,無論縱向和橫向,鉛的富集或貧化與礦體的增厚、變薄相吻合。背斜核部的礦體較為富集,向兩翼逐漸貧化;從剖面看,又以礦化層的中上部富集較好,下部變貧[1]。
近年來,在烏依鉛鋅礦床外圍找礦中,發(fā)現(xiàn)烏依復(fù)式背向斜的次級褶皺瓦極歪背斜的上奧陶統(tǒng)灰黑色薄層粉晶灰?guī)r順層破碎帶中,以閃鋅礦為主,少量方鉛礦,賦礦標(biāo)高1 360~1 420m,w(Zn)=0.25%~15.41%,平均7.92%;w(Pb)=0.01%~0.76%,平均0.15%,呈富鋅貧鉛礦化組合特征(圖2)[5]。
圖2 四川省布拖縣烏依鉛鋅礦區(qū)地質(zhì)圖Fig.2 Geological map of Wuyi Pb-Zn ore area in Butuo county,Sichuan province
烏依鉛鋅礦主要褶皺構(gòu)造和主要礦體地質(zhì)特征分別見表1,表2。
區(qū)域上前震旦系火山-沉積建造、上震旦統(tǒng)—下寒武統(tǒng)白云巖建造和上二疊統(tǒng)玄武巖建造鉛鋅富集程度較高(表3),在豐度曲線上均呈現(xiàn)峰值(圖3)。
圖3 川西南各時代地層Pb,Zn豐度及豐度系數(shù)圖[3]Fig.3 Plot showing abundance of Pb,Zn in stratum of each geological times and the abundance coeficients
具高豐度鉛鋅的地槽型沉積建造,為臺地碳酸鹽巖型鉛鋅礦的形成提供了豐富的礦質(zhì)來源。在局限海臺地障壁島后潮間瀉湖相沉積環(huán)境,提供了成礦物質(zhì)的基礎(chǔ)條件,形成含礦豐度較高的層段——礦源層,即奧陶紀(jì)晚期—志留紀(jì)早期有障壁的碳酸鹽臺地與古陸間所構(gòu)成的瀉湖盆地靠近東緣的低洼地帶。
(1)熱鹵水的基本特征。據(jù)《四川省布拖縣烏依鉛礦床成因及找礦預(yù)測》,熱鹵水為富含氯化物及SO2-4的Cl-Ca-Ba型。據(jù)包體測溫資料,成礦溫度為49~114℃,經(jīng)對礦物(閃鋅礦、方鉛礦)計算,推測成礦溫度<200℃。測定單礦物爆破溫度:方鉛礦為286~422℃,閃鋅礦為200~212℃。
(2)金屬硫化物析出的物理化學(xué)條件。地殼運動的發(fā)生,促使?jié)B流熱鹵水循環(huán)加強(qiáng),當(dāng)流經(jīng)礦源層中成礦元素豐度較高地段時,從圍巖中淋濾和富集的金屬元素進(jìn)入含礦熱鹵水。由于壓力、溫度的變化,向低壓、低溫區(qū)遷移,匯集于構(gòu)造薄弱帶中;或壓力減小、溫度降低而促使溶解度降低,引起金屬硫化物沉淀[1]。
區(qū)域性構(gòu)造-巖漿巖活動為成礦提供了熱動力作用。
峨眉山玄武巖在區(qū)域西部呈SN向帶狀分布,華力西期峨眉地裂運動,沿區(qū)域性小江深大斷裂基性火山巖大規(guī)模噴發(fā),是本區(qū)地槽褶皺回返后影響最顯著的巖漿活動,殼下深成作用為深部包括鉛鋅在內(nèi)的成礦物質(zhì)向地表低密度的沉積蓋層中遷移和聚集提供了充足的熱驅(qū)動力。區(qū)域上絕大部分鉛鋅礦床(點)均產(chǎn)于峨眉山玄武巖之下,典型鉛鋅礦床成礦年齡與火山活動期相近;因此,晚二疊世基性巖漿活動為區(qū)域鉛鋅礦提供了主要的成礦動力。
奧陶紀(jì)晚期—志留紀(jì)早期,古陸東緣淺海區(qū),由水下隆起的碳酸鹽臺地和古陸間構(gòu)成了半封閉的靜水瀉湖盆地沉積環(huán)境,在弱堿性介質(zhì)條件下,盆地內(nèi)在鋇、鎂鹽類物質(zhì)沉淀的同時,沿深斷裂上升的深源(甚至幔源)熱鹵水中的成礦物質(zhì)及其他來源的成礦物質(zhì)在盆地的低洼地帶——熱鹵水池中沉淀。成巖階段形成了以條帶狀、紋層狀重晶石白云巖為載體的鉛(鋅)礦原始礦源層及貧礦體。華力西晚期,由小江等深斷裂控制的晚二疊世玄武巖漿噴發(fā)及期后沿斷裂帶上升的熱液,與層間循環(huán)熱液聚合,促使含礦層中的Pb,Zn等礦物元素活化遷移,并在物理、化學(xué)條件有利部位成礦。
表1 烏依鉛鋅礦主要褶皺構(gòu)造Table 1 Major folds in Wuyi Pb-Zn ore district
表2 烏依鉛鋅礦主要礦體地質(zhì)特征Table 2 Geological characteristics of major geological bodies in Wuyi Pb-Zn ore district
表3 川西南各時代地層Pb,Zn豐度特征[3]Table 3 Pb,Zn contents in stratum of each geological times
圖4 烏依鉛鋅礦床礦體產(chǎn)出部位示意圖Fig.4 Sketch showing locations of ore bodies in Wuyi Pb-Zn deposit
圖5 烏依鉛鋅礦區(qū)典型礦床成礦模式圖Fig.5 Metallogenic model of typical deposit in Wuyi Pb-Zn ore area
烏依鉛鋅礦床位于康滇臺隆東側(cè)的美姑臺拗與雷波穹褶束的交匯部位。NE-SW向褶皺構(gòu)造和SN向、NE向深大斷裂發(fā)育。EW向、NE向與SN向斷裂在成礦域由北向南交匯構(gòu)成向東突出、向西凹陷的弧形構(gòu)造體。賦礦構(gòu)造為一系列褶皺及層間破碎帶。
烏依鉛鋅礦床賦存于一定的巖相部位,受巖性控制明顯,與構(gòu)造關(guān)系密切,礦體往往定位于某一特定的空間位置(圖4)。烏依鉛鋅礦區(qū)成礦模式見圖5[5]。成礦模式:(一定的)巖相層+組合褶皺構(gòu)造+層間破碎帶+熱動力作用。
根據(jù)烏依鉛鋅礦床賦礦特征,建立以下找礦標(biāo)志:
(1)巖性標(biāo)志:在較為封閉的淺海灣碳酸鹽巖建造與淺海碳酸鹽巖建造區(qū),即在灰?guī)r與白云巖交互區(qū)中的生物屑微晶白云巖或白云質(zhì)灰?guī)r分布區(qū),有較為封閉的淺海灣碎屑巖沉積建造(砂頁巖、泥灰?guī)r等)作為屏蔽、遮擋層。
(2)構(gòu)造標(biāo)志:在背斜軸部附近、向斜兩翼,傾伏背斜軸部揚起端或背向斜組合,及層間破碎帶中。
(3)圍巖蝕變標(biāo)志:碳酸鹽化、重晶石化、白云石化等蝕變發(fā)育地段。
(4)礦物組合標(biāo)志:金屬硫化物按不同礦物組合分帶沉淀,即在本區(qū)的東南側(cè)以找尋鋅礦為主,北西側(cè)以找尋鉛礦為主,過渡區(qū)以鉛鋅為主。
依據(jù)礦床地質(zhì)特征及找礦標(biāo)志,在烏依鉛鋅礦區(qū)有以下找礦區(qū)域:
(1)萬噸山背斜揚起端至形跡消失區(qū)段。
(2)煉廠背斜與哈瓦背斜的組合褶皺揚起端至形跡消失區(qū)段[2]。
上述構(gòu)造向南西可能為緊閉構(gòu)造區(qū)或形跡消失致使含礦性減弱;也可能相反。
在烏依鉛鋅礦床的外圍區(qū)域,推測成礦最大可能區(qū)域:
(1)西溪河西岸(松林坪斷裂)—浪珠背斜間的一系列次級褶皺構(gòu)造中。
(2)烏依復(fù)式背向斜構(gòu)造向南西折轉(zhuǎn)區(qū)次級(或疊加)背向斜構(gòu)造中。
(3)浪珠斷裂以北的次級背向斜構(gòu)造中。
收集該區(qū)域遙感資料,指導(dǎo)對區(qū)域內(nèi)成礦構(gòu)造域的找尋、判別,開展區(qū)域地球化學(xué)測量,縮小找礦靶區(qū)。
[1]陳茂森.四川省布拖縣烏依鉛礦區(qū)詳細(xì)普查地質(zhì)報告[R].成都:四川省冶金地質(zhì)勘查院,1984.
[2]陳茂森.四川省布拖縣烏依鉛礦成礦預(yù)測地質(zhì)報告[R].成都:四川省冶金地質(zhì)勘查院,1982.
[3]楊應(yīng)選.康滇地軸東緣鉛鋅礦床及成礦規(guī)律[M].成都:四川科學(xué)技術(shù)出版社.1994.
[4]中國地質(zhì)調(diào)查局.全國主要成礦遠(yuǎn)景區(qū)礦產(chǎn)資源調(diào)查評價重點選區(qū)研究[R].北京:中國地質(zhì)調(diào)查局,2003.
[5]中國地質(zhì)調(diào)查局.全國典型礦床成礦預(yù)測研究[R].