范　川, 周曉寧, 李正華, 陳冬明

(湖北省地質(zhì)調(diào)查院,湖北 武漢　430034)

0　引言

梨木嶺銅鉬礦床是湖北省境內(nèi)近年新發(fā)現(xiàn)的一中型銅鉬礦床,其對東大別山地區(qū)銅鉬礦找礦工作具有重要指示意義,區(qū)內(nèi)礦化類型具石英脈型與構(gòu)造蝕變破碎帶型共存特點,斷裂構(gòu)造為此礦床最主要的控礦因素之一,直接控制礦區(qū)內(nèi)礦體、脈體的空間分布與形成演化。本文淺析梨木嶺銅鉬礦斷裂構(gòu)造一般特征,并總結(jié)其控礦規(guī)律,以期為區(qū)內(nèi)礦化富集、礦床形成機理及成礦預測提供指示意義。

1　成礦地質(zhì)背景

梨木嶺銅鉬礦床位于湖北省蘄春縣大桴鄉(xiāng),其大地構(gòu)造位于大別造山帶桐柏—大別變質(zhì)雜巖隆起帶內(nèi)[1],此隆起帶自北向南依次可分為岳西(北大別)變質(zhì)雜巖區(qū)、潛山(南大別)超高壓變質(zhì)帶、宿松構(gòu)造帶(又稱宿松變質(zhì)雜巖帶[2]),梨木嶺銅鉬礦床即位于宿松構(gòu)造帶東北部(圖1)。區(qū)域邊界大斷裂主要為發(fā)育北西西向F5山瓏韌性斷裂帶與F8獅子口南——回龍山韌性斷裂,為南大別超高壓變質(zhì)帶與宿松構(gòu)造帶分界。

區(qū)域出露中晚元古界大別群、晚元古界紅安群、下震旦統(tǒng)陡山沱組、上震旦統(tǒng)燈影組及少量第四系地層(圖2)。大別群(Pt2-3db)為一套角閃巖相區(qū)域變質(zhì)巖組合,以淺色二云斜長片麻巖為主,局部夾斜長角閃巖,多呈互層狀與淺色層同褶皺,局部見含黃鐵礦團塊的厚層大理巖透境體,與巖漿巖接觸帶附件常出現(xiàn)混合巖化作用,形成條帶狀的閃長質(zhì)巖*湖北蘄春縣獅子口地區(qū)銅鉬礦遠景調(diào)查續(xù)作設(shè)計,2013。。紅安群(Pt3h)為一套低角閃巖相—高綠片巖相區(qū)域變質(zhì)巖系,可分為上下兩部分：下部以斜長角閃巖、黑云變粒巖、黑云斜長片麻巖為主,以含角閃巖透境體出現(xiàn)為標志;上部以黑云斜長片麻巖夾磁鐵石英巖、中厚白云鈉長片巖、石英巖、石英片巖、透鏡狀純白色薄層大理巖為特征。陡山沱組(Z1d)底部以含礫石英巖出現(xiàn)為標志,以厚層—中厚含錳大理巖、中厚層石英巖、石英片巖為主,中部以石英鈉長片巖、黑云鈉長片(麻)巖、黑云變粒巖、石墨片巖、黑云斜長片麻巖為主,上部絹云石英片巖、薄—中層大理巖為主。燈影組(Z2dn)則以厚層大理巖為主。

區(qū)內(nèi)巖漿巖分布較廣,以綠楊、大同、張榜、魯家寨等四大巖體分布最為廣泛。巖漿活動具期次多、跨度大的特點,其以中生代巨量巖漿活動最為強烈,發(fā)育有大同(110～134 Ma[3-4])、綠楊(112～129 Ma)及張榜(150～210 Ma[4])中酸性巖體,巖性為片麻狀中細粒黑云二長花崗巖、中細粒黑云二長花崗巖、中細粒斑狀黑云二長花崗巖。新元古代基性—超基性巖漿活動次之,主要分布于龍井沖、天保寨、烏石寨、大竹壟與野雞畈等地,其中龍井沖地區(qū)超基性—基性侵入巖規(guī)模較大呈巖體狀,其他地區(qū)則主要呈變基性巖墻群狀侵入大別群及紅安群內(nèi),主要巖性為純橄巖、含輝純橄巖、變輝橄巖、蛇紋石化橄欖巖、橄長巖、(含輝石)斜長角閃巖等。魯家寨巖體作為區(qū)內(nèi)第四大巖體其形成年代尚存爭議,李石等(1991)測得巖體單顆粒鋯石U-Pb年齡129 Ma[3],為燕山晚期巖漿活動產(chǎn)物;張超等(2008)、孫洋等(2011)測得LA-ICP-MS鋯石U-Pb年齡分別為757 Ma與816 Ma[5],為新生代巖漿活動產(chǎn)物;1∶5萬獅子口幅382～447 Ma*中華人民共和國地質(zhì)圖說明書1∶50 000獅子口幅,1995。,則為古生代巖漿活動產(chǎn)物。

圖2　湖北省蘄春縣梨木嶺銅鉬礦床區(qū)域地質(zhì)圖Fig.2　Regional geological map of the Limuling copper-molybdenum deposit in Qichun county,Hubei Province1.第四系全新世沖積物;2.上震旦統(tǒng)燈影組;3.下震旦統(tǒng)陡山沱組;4.晚元古界紅安群;5.中晚元古界大別群;6.早白堊世中細粒斑狀黑云二長花崗巖;7.早白堊世中細粒黑云二長花崗巖;8.新元古代變基性巖與巖墻;9.新元古代超基性巖;10.地質(zhì)界線;11.正斷層;12.逆斷層;13.走滑型斷層;14.性質(zhì)不明斷層;15.推測斷層;16.斷層破碎帶;17.韌性剪切帶;18.梨木嶺礦區(qū)范圍。

研究區(qū)經(jīng)歷多期變質(zhì)變形作用,變質(zhì)作用以區(qū)域變質(zhì)作用為主,出露一套角閃巖相—綠片巖相的變質(zhì)巖石組合,動力變質(zhì)與熱變質(zhì)作用次之,巖石類型有片巖類,片麻巖類,粒巖類,角閃質(zhì)巖類等。

區(qū)內(nèi)斷裂構(gòu)造極其發(fā)育,按其走向可分為北西—北西西向、北北東向、北東—北東東向、近東西向四組,以北東與北西向兩組斷層最為發(fā)育,北東向見綠楊—瓦寺前、魏家嘴—汪壩與張家榜等大斷裂出露,北西向則見汪家油鋪—斌沖、鷹嘴巖—馬踏石與彭畈等斷裂出露,較大規(guī)模褶皺僅見孫沖倒轉(zhuǎn)向斜。

區(qū)域上出露礦點有與基性—超基性巖有關(guān)的普同庵磁鐵礦點、石鼓沖釩鈦磁鐵礦礦點、報信巖銅礦化點,與變沉積作用有關(guān)的孫沖錳礦,及與中酸性巖漿熱液活動有關(guān)的董家山鉬礦點。

2　礦床地質(zhì)概況

礦區(qū)位于大同巖體的西部邊緣,其內(nèi)出露地層有中晚元古界大別群與新元古界紅安巖群。大別群出露廣泛,以淺色二云斜長片麻巖、變粒巖為主,夾斜長角閃巖,局部呈互層狀出現(xiàn),偶夾大理巖;紅安群出露極少,以斜長角閃巖、綠泥鈉長片巖、黑云斜長片巖為主。巖漿巖主要為早白堊紀邊緣相中細粒黑云二長花崗巖,晚期花崗斑巖脈與偉晶巖脈普遍發(fā)育。區(qū)內(nèi)斷裂構(gòu)造發(fā)育,見北北東向和北西向兩組,北西向以金家溝斷裂(F5)為代表,而北北東向構(gòu)造則是區(qū)內(nèi)主要控礦賦礦構(gòu)造,發(fā)育有小沖斷裂(F1)、梨木嶺—普同庵斷裂(F2)、大姑坪斷裂(F3)等北北東向斷裂(圖3)。

圖3　湖北省蘄春縣梨木嶺銅鉬礦地質(zhì)圖Fig.3　Geological map of the Limuling Cu-Mo deposit in Qichun county,Hubei Province1.第四系;2.新元古界紅安群;3.中晚元古界大別群;4.早白堊紀中細粒黑云二長花崗巖;5.地質(zhì)界線;6.實測逆斷層及產(chǎn)狀;7推測斷層及編號;8.片麻理產(chǎn)狀;9.銅鉬礦體及其編號;10.銅鉬礦化體及其編號;11.磁鐵礦體及其編號。

目前礦區(qū)內(nèi)已發(fā)現(xiàn)八個礦(化)體,其中Ⅰ、Ⅱ號礦體為主要礦體,其他礦體由于規(guī)模小、工程控制低在此不作介紹。Ⅰ號礦體產(chǎn)于梨木嶺斷裂帶中,走向北東30°～40°,傾向南東,傾角50°～70°,地表出露長度約1 400 m,一般厚度1.2～3 m,梨木嶺段Cu礦體厚3.2 m,平均品位0.64%,Mo礦體厚3.85 m,平均品位0.87%,局部伴生Ag 12.69 g/t*湖北省蘄春縣梨木嶺銅鉬礦普查設(shè)計書，2014。(圖4),礦石以石英脈型為主,破碎蝕變巖型次之,局部見角礫巖型。Ⅱ號礦體產(chǎn)于梨木嶺斷裂帶北西側(cè)次級斷裂中,地表長度約1 100 m,地表厚度0.1～2.2 m不穩(wěn)定,梨木嶺段礦體厚0.39 m,Cu平均品位1.09%,Mo平均品位1.11%,伴生W0.03%,Ag 16.79 g/t,礦石以石英脈型為主,破碎蝕變巖型次之,局部見角礫巖型。

根據(jù)礦化類型不同區(qū)內(nèi)礦化脈體可分為三類:輝鉬礦化、輝鉬黃銅礦化及磁鐵礦化脈。礦石類型主要有含銅鉬石英脈型、含銅鉬角礫巖型、含銅破碎蝕變巖型三類(圖5-a、圖5-b、圖5-c)。礦石礦物有輝鉬礦、黃銅礦、輝銅礦、斑銅礦、藍銅礦、孔雀石等,見閃鋅礦、輝銻礦、赤鐵礦、磁鐵礦、黃鐵礦等金屬礦物發(fā)育,脈石礦物有石英、斜長石、絹云母、黑云母、方解石等。礦石構(gòu)造以細脈浸染狀、網(wǎng)脈狀、星點狀構(gòu)造為主,次為角礫狀、碎裂狀、斑點狀、團塊狀構(gòu)造。礦石結(jié)構(gòu)見自形—半自形粒狀結(jié)構(gòu)、半自形—他形微粒結(jié)構(gòu)、交代結(jié)構(gòu)、穿插結(jié)構(gòu)等(圖5-d、圖5-e、圖5-f)。礦(化)體兩側(cè)圍巖蝕變較為發(fā)育,以硅化、鉀化為主,黃鐵礦化、絹云母化次之,且顯示一定分帶性,內(nèi)帶見黃鐵絹英巖化,外帶以硅化—鉀化為主。

圖4　湖北省蘄春縣梨木嶺銅鉬礦TC0素描圖Fig.4　TC0 sketch of the Limuling Cu-Mo deposit in Qichun county,Hubei Province1.殘坡積物;2.片麻狀黑云二長花崗巖；3.構(gòu)造角礫巖；4.石英脈；5.黃鐵礦化；6.孔雀石化;7.褐鐵礦化；8.鉀化;9.硅體；10.輝鉬礦化。

圖5　湖北省蘄春縣梨木嶺銅鉬礦床礦石野外照片與顯微鏡下照片F(xiàn)ig.5　Petrography of ore rocks from the Limuling Cu-Mo deposit in Qichun county,Hubei Provincea.細脈、網(wǎng)脈狀輝鉬礦—石英脈;b.輝鉬礦充填膠結(jié)角礫狀硅化圍巖;c.輝鉬礦—石英脈充填于星點狀含銅鉬破碎蝕變巖中;d.片狀輝鉬礦被黃銅礦交代穿插;e.黃銅礦交代閃鋅礦;f.黃銅礦切穿放射狀輝銻礦。

3　斷裂構(gòu)造特征

3.1　斷裂構(gòu)造基本特征

礦區(qū)內(nèi)斷裂構(gòu)造空間分布依據(jù)走向不同可分為北西向與北北東向兩組,與區(qū)域主要斷裂展布方向近乎一致,北西向為金家溝斷裂F5,北北東向則跨梨木嶺與金家溝近平行產(chǎn)出,見小沖斷裂F1、梨木嶺—普同庵斷裂F2、大姑坪斷裂F3等。北北東向中F2是區(qū)內(nèi)的主干斷裂,賦存區(qū)內(nèi)I號礦脈,其次為F4斷裂,賦存區(qū)內(nèi)II號礦脈。

金家溝斷裂(F5),長約2 km,寬100～200 m,產(chǎn)狀40°∠50°,帶內(nèi)發(fā)育構(gòu)造片麻巖、構(gòu)造片巖,尚見斜長角閃巖、石英巖等構(gòu)造透鏡體及長英質(zhì)體,見SC組構(gòu)、“σ”旋轉(zhuǎn)碎斑及線理*中華人民共和國地質(zhì)圖說明書1∶50 000瓦寺前幅,1999。、拖曳褶皺(圖6-a)發(fā)育,地貌上為一深溝,為一右行逆沖斷層。

梨木嶺—普同庵斷裂(F2),長約6 km、寬約30～50 m,產(chǎn)出穩(wěn)定連續(xù),規(guī)模最大,走向20°～40°,傾向南東東,傾角較陡50°～85°。斷裂面呈舒緩波狀起伏,顯示一定壓扭性特征。斷裂內(nèi)局部位置見有斷層角礫巖(圖6-b),根據(jù)斷裂面上的殘痕及底盤出露的SC組構(gòu)與“σ”旋轉(zhuǎn)碎斑(圖6-c),推斷F2為一右行逆沖斷裂,其早期以韌性剪切變形為主,后期疊加脆性變形。斷裂內(nèi)見I號脈充填,石英礦脈寬20～80 cm不等,鉬礦化強烈。脈體兩側(cè)見有密集節(jié)理帶發(fā)育,其內(nèi)見輝鉬礦充填,寬度約10 cm。兩側(cè)見有較強黃鐵礦化、鉀化及硅化蝕變,寬度約5 m。

圖6　梨木嶺銅鉬礦斷裂構(gòu)造野外照片F(xiàn)ig.6　Field photos of the fault structures from the Limuling Cu-Mo deposit in Qichun county,Hubei Provincea.金家溝斷裂發(fā)育拖曳褶皺;b.構(gòu)造角礫巖滾石;c.F2韌性剪切帶SC組構(gòu)與“σ”旋轉(zhuǎn)碎斑;d.F2斷裂面輝鉬礦殘痕與階步。

小沖斷裂(F1),長約3 km、寬約20～30 m,產(chǎn)狀 130°∠55°,斷裂帶內(nèi)發(fā)育斷層角礫巖、硅化碎裂巖等,見有硅化、綠泥石化、高嶺土化,為一逆斷層。

大姑坪斷裂(F3),長約3 km、寬約10～20 m,產(chǎn)狀 310°∠48°,見斷層角礫巖發(fā)育,角礫呈棱角狀,大小數(shù)厘米—十幾厘米,性質(zhì)為一逆斷層。

斷裂F4,與主干斷裂F2近平行產(chǎn)出,位于F2北西側(cè)平面距離約50 m處,走向25°～45°,傾向南東東,傾角較陡65°～80°。主斷面明顯,內(nèi)有II號礦脈充填。野外未見韌性變形,見脆性變形的構(gòu)造角礫巖發(fā)育。石英礦脈寬20～50 cm不等,鉬礦化強烈。兩側(cè)見有較強黃鐵礦化、鉀化及硅化蝕變。

區(qū)內(nèi)北北東向斷裂構(gòu)造據(jù)其傾向不同,整體可分為兩組,一組傾向為120°左右,一組為300°左右,其可能為北東東向斷裂扭動生成,或為共軛的剪切斷裂作用而成。根據(jù)野外地質(zhì)觀察,區(qū)內(nèi)斷層整體表現(xiàn)出較為明顯的走滑斷層特征,且野外露頭中斷裂內(nèi)充填的礦化脈體產(chǎn)狀多穩(wěn)定,推斷其成因應為后者。

3.2　斷裂構(gòu)造變形及其分帶特征

野外觀察礦區(qū)內(nèi)主斷裂F2早期見一定韌性剪切變形,晚期疊加脆性變形,且脆性變形明顯強于韌性變形。韌性剪切作用僅見較大的SC組構(gòu)與“σ”旋轉(zhuǎn)碎斑,未見明顯的強應變帶,糜棱巖系列不發(fā)育。脆性變形作用則見明顯脆性斷裂面與構(gòu)造角礫巖,推測其碎裂巖系列較為發(fā)育。

野外沿脈體上下盤兩側(cè)局部位置見有密集節(jié)理帶發(fā)育,產(chǎn)狀與主斷裂面產(chǎn)狀一致,寬度不大,10～30 cm不等。

總體上區(qū)內(nèi)斷裂構(gòu)造具有一定的分帶性,自主斷裂面向兩側(cè)依次發(fā)育主斷裂面(脈體充填)、密集節(jié)理帶、構(gòu)造巖帶,此分帶性于TC0處最具典型。同時構(gòu)造巖類的分布亦見一定的分帶(推測),糜棱巖系列沿主斷裂面向兩側(cè)不具對稱性,底盤發(fā)育程度相對較高,向外依次為初糜棱巖及糜棱化原巖。碎裂巖系列沿主斷裂面向兩側(cè)對稱性較為完整,主斷面內(nèi)常見礦化角礫巖發(fā)育,兩側(cè)分別為碎裂巖與碎裂化原巖。

3.3　斷裂構(gòu)造演化及其動力學特征

礦區(qū)位于北東向綠楊—瓦寺前、魏家嘴—汪壩斷裂與北西向鷹嘴巖—馬踏石、彭畈斷裂四條斷裂所圍成的格子內(nèi),礦區(qū)內(nèi)斷裂構(gòu)造可能為上述較大斷裂的次一級斷裂,且其經(jīng)歷多期次變形與活動,導致其具復合斷裂特征,但總體上經(jīng)歷了兩期主要的變形活動,即早期韌性剪切變形與晚期疊加的脆性變形,可能分別與兩期大的板塊構(gòu)造運動相關(guān),即揚子華北兩大地塊的碰撞造山運動與太平洋板塊向歐亞板塊的俯沖運動。一般認為中生代為華北地塊與揚子地塊碰撞造山運動主期,此時在南北向擠壓下于J3-K1形成大量燕山期中酸性花崗巖,并生成一系列北西與北東—北北東向韌性剪切作用。造山晚期隨著抬升地殼遭受剝蝕,深部韌性剪切帶于淺部疊加脆性變形,并受到太平洋板塊俯沖至歐亞大陸之下的影響,出現(xiàn)與郯廬大斷裂相似的左行平移活動。

早期韌性剪切變形主要發(fā)育于主斷裂面下盤,TC0附近的S-C組構(gòu)及周圍的“σ”旋轉(zhuǎn)碎斑表明早期韌性剪切變形時期剪應力方向為NNE-SSW,且剪切帶具右行走滑性,繼承區(qū)域內(nèi)北東-北北東向斷裂右行走滑的運動學特征,其成因與中生代花崗巖漿形成及就位有關(guān)。

晚期脆性變形繼承并疊加于早期韌性剪切變形之上,顯示了該區(qū)較為顯著的殼內(nèi)抬升剝蝕作用。脆性斷裂面波狀起伏特征及其內(nèi)的輝鉬礦殘痕階步(圖4-d)顯示主斷面的左行壓剪逆沖特征。根據(jù)輝鉬礦充填的共軛節(jié)理確定的主應力σ1產(chǎn)狀298°∠68°,表明主應力變至NW向,其成因可能為郯廬大斷裂白堊紀左行平移的結(jié)果。

4　斷裂構(gòu)造控礦特征

野外所見礦化主要產(chǎn)出于充填在脆性斷裂中的石英脈內(nèi)及其兩側(cè),表明成礦的時空分布與區(qū)內(nèi)斷裂構(gòu)造密切相關(guān),結(jié)合上述斷裂構(gòu)造特征,從斷裂構(gòu)造礦脈空間分布、礦化局部富集及礦化類型分布控制的三個方面分析其控礦特征。

4.1　斷裂構(gòu)造對礦脈空間分布的控制

區(qū)內(nèi)礦化脈體的空間分布嚴格受北北東斷裂構(gòu)造控制,且根據(jù)斷裂構(gòu)造傾向不同,礦化脈體產(chǎn)狀整體亦可分為兩組。TC0顯示區(qū)內(nèi)礦體沿主斷面及其兩側(cè)發(fā)育,但主斷面上盤礦化明顯強于下盤。區(qū)內(nèi)斷裂構(gòu)造的產(chǎn)出由于受到區(qū)內(nèi)應力的波狀傳播影響,其空間產(chǎn)出上應具有一定的似等距性特點,進而控制區(qū)內(nèi)礦脈的空間分布的等距性特征。目前區(qū)內(nèi)已發(fā)現(xiàn)礦化脈體Ⅰ、Ⅱ、Ⅵ、Ⅶ的具有似等距性特點,平距約80～100 m,而Ⅰ、Ⅲ、Ⅷ、Ⅳ的平距為240～320 m,為前述平距的3倍。因此區(qū)內(nèi)斷裂構(gòu)造控制了區(qū)內(nèi)礦化體的等距性分布。

4.2　斷裂構(gòu)造對礦化局部富集的控制

區(qū)內(nèi)斷裂構(gòu)造帶內(nèi)巖石破碎程度高,滲透性好,為礦液上升流動及沉淀提供了良好的通道與場所,但區(qū)內(nèi)礦化脈體僅產(chǎn)出于斷裂構(gòu)造帶的局部位置,而非全構(gòu)造帶礦化,表明斷裂構(gòu)造特定位置控制礦化富集。脈體內(nèi)構(gòu)造角礫巖發(fā)育的部位鉬礦化強烈,見角礫狀礦石產(chǎn)出,表明破碎程度越大礦化越富集。由于受到斷裂逆沖性質(zhì)的影響,在斷裂構(gòu)造有陡變緩處應為礦脈體膨大變寬處。

4.3　斷裂構(gòu)造對礦化類型分布的控制

區(qū)內(nèi)鉬礦化類型具石英脈型與構(gòu)造蝕變巖型共存特點,石英脈型主要沿主斷裂面充填而成,構(gòu)造蝕變巖型則沿構(gòu)造巖帶交代或充填而成。主斷面石英脈中產(chǎn)出礦石類型主要為網(wǎng)脈狀與少量角礫狀礦石,節(jié)理密集帶由于孔隙度大、連穿性好多形成塊狀與稠密浸染狀礦石,而構(gòu)造巖帶多由碎裂巖及碎裂化原巖組成,其孔隙度低、連續(xù)性差多形成細脈—細脈浸染狀與星點狀礦石。

5　結(jié)論

(1) 梨木嶺銅鉬礦區(qū)內(nèi)北北東向構(gòu)造為主要控礦賦礦構(gòu)造,其經(jīng)歷了早期韌性剪切變形與晚期疊加的脆性變形兩期主要變形活動。早期韌性剪切變形繼承區(qū)域內(nèi)北東—北北東向斷裂右行走滑的運動學特征,其與中生代花崗巖漿侵入活動密切相關(guān),晚期脆性變形則具左行逆沖特征,推斷為郯廬大斷裂白堊紀左行平移的結(jié)果。

(2) 礦區(qū)內(nèi)北北東向斷裂構(gòu)造控制區(qū)內(nèi)礦化脈體的等距性分布,并對礦化局部富集與礦化類型分布具控制作用。斷裂構(gòu)造帶內(nèi)巖石破碎強烈處為礦化局部富集處,脈內(nèi)構(gòu)造角礫巖發(fā)育部位鉬礦化強烈,主斷面石英脈中產(chǎn)出網(wǎng)脈狀礦石與少量角礫狀礦石,節(jié)理密集帶多形成塊狀、稠密浸染狀礦石,構(gòu)造巖帶則為細脈—細脈浸染狀及星點狀礦石。

參考文獻：

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