張 健
(四川省核工業(yè)地質(zhì)調(diào)查院,成都 610061)
貴州赫章縣青岡林鉛鋅礦地質(zhì)特征及成因
張健
(四川省核工業(yè)地質(zhì)調(diào)查院,成都 610061)
通過對赫章青岡林鉛鋅礦的成礦地質(zhì)條件、礦體產(chǎn)出特征、鉛鋅礦石化學(xué)成分、礦床成因類型等的分析、總結(jié),認(rèn)為礦床與構(gòu)造關(guān)系密切,屬于后成層控礦床,初步認(rèn)為該礦床礦質(zhì)主要來自下古生界地層,主要受玄武巖漿噴發(fā)和燕山構(gòu)造運動兩階段礦化作用成礦。
鉛鋅礦;地質(zhì)特征;礦床成因;赫章青岡林
貴州省黔西北地區(qū),是貴州省重要的鉛鋅礦產(chǎn)集中地,該區(qū)現(xiàn)已發(fā)現(xiàn)鉛鋅礦床(點)100余處,其中中型礦床6處。近年隨著民采和深部坑道的揭露,發(fā)現(xiàn)礦體往深部普遍規(guī)模變大,資源量增加,品位提高,且地表淺部的氧化礦逐漸至深部出現(xiàn)了原生硫化礦,使得該區(qū)找礦前景增加,有望找到大型,超大型礦體。全面認(rèn)識和綜合研究該區(qū)鉛鋅礦的成礦特征及成礦規(guī)律,對該區(qū)鉛鋅礦成礦模式的建立,和對今后找礦工作都將有很大幫助。
圖1 貴州省構(gòu)造單元分區(qū)略圖
赫章青岡林鉛鋅礦位于揚子準(zhǔn)地臺西南緣(Ⅰ1)黔北臺隆西段(Ⅱ1)六盤水?dāng)嘞荩á?)威寧北西向構(gòu)造變形區(qū)(Ⅳ4)(圖1)。區(qū)域內(nèi)出露地層自古生代中晚寒武世至中侏羅世的沉積層序中,除缺失中晚奧陶世及早、晚志留世的沉積外,其余地層均有分布,尤其以石炭、二疊、三疊系較為發(fā)育,且晚二疊世玄武巖流遍及全區(qū),此外還偶有下第三系和零星分布的第四系。巖性以碳酸鹽巖為主,頁巖、砂巖次之。水城赫章地區(qū)構(gòu)造屬揚子準(zhǔn)地臺,黔北臺隆水城斷陷。水城斷陷為一寬數(shù)十公里的褶皺斷裂帶,埡都一蟒洞Ⅰ1斷裂和水城斷裂構(gòu)成水城斷陷的北東和南西邊界斷裂[1]。峨眉山玄武巖組地層遍及全區(qū),峨眉山玄武巖的巖石組合主要包括玄武質(zhì)熔巖及各類玄武質(zhì)火山碎屑巖,另尚夾正常沉巖。以熔巖占絕大比例,并主要集中在中部;上部和下部則為熔巖夾火山碎屑巖或以火山碎屑巖為主。玄武巖漿的噴(發(fā))溢與貴州西部的銅礦、錳礦、菱鐵礦等有著直接或間接的物質(zhì)、成因和時空關(guān)系,同樣與鉛鋅礦也有著密切的成生聯(lián)系,是區(qū)內(nèi)鉛鋅礦形成的必要條件之一。
區(qū)域礦床受構(gòu)造控制明顯,鉛鋅礦床分布有明顯的不均一性,主要集中分布在北西向構(gòu)造帶(埡都—蟒硐斷裂帶和威寧—水城斷裂帶)中,在北東向構(gòu)造帶也有部分礦點分布,東西向構(gòu)造僅有礦化和礦點少量分布區(qū)內(nèi)構(gòu)造控礦明顯,具分級控礦特點。往往構(gòu)造活動帶控制成礦帶、構(gòu)造活動帶之構(gòu)造復(fù)雜段控制礦田、礦床,構(gòu)造復(fù)雜段之?dāng)鄬?、層間剝離帶直接賦存礦體。
1)埡都—蟒硐礦帶
北起威寧云貴橋,經(jīng)赫章天橋、埡都至蟒硐以南,長約150km,沿此構(gòu)造帶兩側(cè)鉛鋅礦床(點)星羅棋布,有貓貓廠、榨子廠、天橋、草子坪、埡都、蟒硐等數(shù)十個中小型礦床。
2)威寧—水城礦帶
西起草海附近,經(jīng)山王廟、六盤水、觀音山至杉樹林以南,長約120km,沿此帶鉛鋅床(點)非常集中,有青山、橫塘、杉樹林、銀廠坡等數(shù)十個礦床(點),構(gòu)成了有名的威寧—水城成礦帶。
在區(qū)域構(gòu)造活動帶上,由于構(gòu)造運動時應(yīng)力集中不同而形成一些構(gòu)造復(fù)雜地段,如NW向大斷裂旁側(cè)派生了多條低序次斷裂的地段;次級背斜與同序走向斷層復(fù)合交匯的地段;NW向斷層與NE向斷層交匯同時又有NW向大斷層貫通的地段。這些地段往往褶皺斷層發(fā)育,相互交匯疊加,構(gòu)成復(fù)雜的構(gòu)造景觀,致使鉛鋅礦集中富集,形成鉛鋅礦田、礦床,如草子坪—蟒硐礦田,響水河—杉樹林礦田,明福硐—青山礦田等。而構(gòu)造復(fù)雜段內(nèi)的低序次斷層、斷層交叉處,或褶皺構(gòu)造的倒轉(zhuǎn)翼、傾伏端等處的層間剝離、層間破碎帶往往直接控制礦體的形態(tài)及產(chǎn)狀。
圖2 區(qū)域鉛鋅礦化略圖
2.1礦區(qū)地層
礦區(qū)出露地層主要有下石炭統(tǒng)的大塘組、擺佐組、上石炭統(tǒng)的黃龍組和馬平組、中二疊統(tǒng)梁山組及第四系。區(qū)內(nèi)主要礦體均賦存在下石炭統(tǒng)擺佐組下段(C1b1)粗晶白云巖和蝕變白云巖中。
2.2礦區(qū)構(gòu)造
礦區(qū)斷裂構(gòu)造發(fā)育,其走向主要有北西、北東、南北向斷層(圖4)?,F(xiàn)簡要將其主要斷層特征敘述如下:
F2斷層。位于礦區(qū)東側(cè),出露范圍長1300 m。走向SN,傾角較陡,近于直立,其表現(xiàn)特征構(gòu)造破碎帶發(fā)育,斷層角礫發(fā)育,斷層兩側(cè)產(chǎn)狀不一致。切割上石炭統(tǒng)黃龍組及馬平組。
F5斷層。位于礦區(qū)中部,出露范圍內(nèi)長5200 m。走向NW,傾向SW,傾角76°~85°,其特征表現(xiàn)構(gòu)造破碎帶發(fā)育,一般寬1~3m。斷層主要為破碎巖,主要成分為碳酸鹽巖,褪色蝕變發(fā)育,在有些部分發(fā)育方解石脈,是礦區(qū)主要控礦斷層。切割下石炭統(tǒng)大塘組、擺佐組及上石炭統(tǒng)黃龍組。
F6斷層。位于礦區(qū)西北部,出露范圍內(nèi)長2 140m。斷層總體走向NE,傾向SE,傾角80°左右,其特征表現(xiàn)構(gòu)造破碎帶發(fā)育,一般寬0.5~2m。斷層主要為破碎巖,主要成分為碳酸鹽巖,褪色蝕變發(fā)育。對XⅡ鉛鋅礦體影響較大。切割下石炭統(tǒng)大塘組、擺佐組及上石炭統(tǒng)黃龍組。
2.3礦體特征
區(qū)內(nèi)主要礦體均賦存在下石炭統(tǒng)擺佐組下段(C1b1)粗晶白云巖和蝕變白云巖中。根據(jù)礦體形態(tài)、產(chǎn)出特征等因素初步將礦區(qū)內(nèi)出露的礦體分為似層狀和脈狀。區(qū)內(nèi)初步圈定鉛鋅礦體19個,其中大灣礦段6個、吾起土礦段2個、老牛山礦段7個及許家?guī)r礦段3個,多有礦體為單工程控制,部分礦體為二個或二個以上工程控制,其中吾起土礦段為重點礦段,找礦潛力大。代表性礦體有吾起土礦段WⅠ礦體、老牛山礦段LⅤ礦體和許家?guī)r礦段礦體XⅠ礦體。
WI號礦體賦存在下石炭統(tǒng)擺佐組下段粗晶白云巖中,礦體出露標(biāo)高2 255~2 300 m。礦層向深部未封閉。礦體呈似層狀產(chǎn)出,產(chǎn)狀與圍巖基本一致,礦體傾向南南西,總體產(chǎn)狀213°∠16°,由2個剝土、5個老硐和1個鉆孔控制,礦體長度320 m,延伸73 m。鉛的厚度0.50~1.60 m,平均厚度為1.14 m,品位0.37%~1.75%,平均品位0.92%。鋅的厚度0.60~2.20 m,平均厚度1.28 m,品位0.77%~4.73%,平均品位2.26%。
LV號礦體賦存在下石炭統(tǒng)大塘組上司段灰?guī)r中,礦體受F5斷層次級小裂隙影響,產(chǎn)狀與與裂隙產(chǎn)狀一致,礦體傾向北西,產(chǎn)狀294°∠44°。礦體出露標(biāo)高2 340 m。由一個工程(LD145)控制,礦體長25 m,厚0.80 m。鉛品位2.45%,鋅品位3.94%。
XⅠ號礦體賦存在下石炭統(tǒng)大塘組上司段中,礦體受F9斷層的次級裂隙控制,礦體產(chǎn)狀與裂隙基本一致,礦體傾向南西,總體產(chǎn)狀210°∠86°。由一個工程(LD190) 控制,礦體長25 m,厚0.6 m,鉛品位0.70%,Zn品位9.00%。
2.4礦石特征
1)礦石的礦物主要為方鉛礦、閃鋅礦,脈石礦物主要以方解石、白云石為主,黃鐵礦分布普遍。氧化礦石主要為褐鐵礦、菱鋅礦,局部能見少量方鉛礦氧化物,氧化物為黑色,呈薄膜狀,附著在方鉛礦表面。
2)礦石的結(jié)構(gòu)、構(gòu)造及類型,該區(qū)礦石結(jié)構(gòu)主要分為兩類:①晶粒結(jié)構(gòu):閃鋅礦、方鉛礦、黃鐵礦呈半自形-它形粒狀產(chǎn)出,粒度度粗細(xì)不等;②交代結(jié)構(gòu):黃鐵礦被閃鋅礦方鉛礦交代,閃鋅礦被方鉛礦交代形成交代參與結(jié)構(gòu)。礦區(qū)的礦石構(gòu)造可分為三大類:①浸染狀構(gòu)造;②脈狀構(gòu)造;③塊狀構(gòu)造。礦石類型主要為硫化物原生礦石,礦床工業(yè)類型為碳酸鹽巖中的脈狀鉛鋅礦、浸染狀鉛鋅礦。
3)圍巖蝕變及找礦標(biāo)志,含礦主巖巖性主要為中粗晶白云巖,有明顯的重結(jié)晶現(xiàn)象,礦體頂?shù)装逯饕獮榛規(guī)r、含生物碎屑灰?guī)r、灰質(zhì)白云巖和白云巖。該區(qū)圍巖蝕變主要為方解石化、白云石化、黃鐵礦化、褐鐵礦化等。①方解石化,方解石呈脈狀充填于斷層破碎帶中,并溶蝕交代圍巖,部分地方呈團(tuán)塊狀、細(xì)脈-網(wǎng)脈狀分產(chǎn)出與圍巖。②白云石化發(fā)育于層間裂隙中,呈晶粒狀充填于圍巖裂隙中,在礦區(qū)分布普遍,有鉛鋅礦化蝕變的地方,必定出現(xiàn)強(qiáng)烈的白云石化,同時伴隨著團(tuán)塊狀方解石化的出現(xiàn),這是該礦區(qū)內(nèi)鉛鋅礦化蝕變的必要條件;③褐鐵礦化分布不如白云石化普遍,但和與鉛鋅礦關(guān)系密切。褐鐵礦化劇烈程度往往與鉛鋅礦的規(guī)模和礦石質(zhì)量成正比關(guān)系,可作為直接找礦標(biāo)志。④黃鐵礦化,黃鐵礦呈立方體或五角十二面體分布在近圍巖中,氧化后大都呈褐鐵礦假象存在可作為找礦標(biāo)志。
表1 貴州地層中鉛鋅豐度表(10-6)①
眾多學(xué)者對黔西北的鉛鋅礦床進(jìn)行了研究,對該區(qū)礦床成因的觀點,層控成因得到眾多學(xué)者專家及地質(zhì)工作者的認(rèn)可。但隨著找礦研究的深入,許多學(xué)者對傳統(tǒng)的層控成因產(chǎn)生了質(zhì)疑,并相繼提出地幔柱熱點成礦,MVT成因[5],。盡管對礦床成因的認(rèn)識尚不一致,但這類礦床存在一些共同的特征。如:礦床產(chǎn)于以白云巖為主的碳酸鹽巖中;礦體受不同型式的斷裂構(gòu)造或褶皺層間破碎帶的控制;含礦圍巖伴有較強(qiáng)烈的硅化、白云石化、重晶石化等熱液蝕變。
3.1物質(zhì)來源
據(jù)表1可以看出:從下寒武統(tǒng)至上二疊統(tǒng)的18個統(tǒng)中,有11個統(tǒng)鉛含量高于區(qū)域豐度,包括下古生界全部9個統(tǒng)和上古生界D1與D2兩個統(tǒng)。?1和S2-1含鉛最高,前者高于區(qū)域豐度4.2倍,后者高4.6倍。有4個統(tǒng)鋅含量高于區(qū)域豐度,其中?1最高,為區(qū)域豐度的2.9倍。其平均含量(10-6):下古生界:Pb 24.5,Zn 47.4;上古生界:Pb 10.5,Zn 42.9;主要含礦地層的石炭系Pb7.5,Zn 33.6。可見無論Pb或Zn,下古生界均高于上古生界,下古生界以?1和S2-3含鉛最高,?1含鋅最高,主要含礦層Pb和Zn含量都最低。從區(qū)域上看上古生界不大可能提供礦源 ,含礦層最不可能提供礦源,只有下古生界
可能提供礦源,其中?1以硅質(zhì)巖含鉛最高,達(dá)82×10-6(高于區(qū)域豐度7倍),其中零星分布的個別薄層可達(dá)700×10-6(59.8倍),S2-3中以泥質(zhì)巖含鉛最高,平均100×10-6(8.5倍)。鋅在?1中也主要分布于硅質(zhì)巖中,含量350×10-6(6.4倍)。硅質(zhì)巖的厚度都不大,鉛鋅的絕對含量也并不高,但分布面積卻很廣,這可能是黔西北鉛鋅礦床規(guī)模不大而分布面積廣的原因所在??梢姾V層不會是礦源層,礦質(zhì)主要來自下古生界,尤其是下寒武統(tǒng)。
3.2含礦層及礦石中鉛鋅含量比值
含礦層的樣品采自于未受礦化的礦區(qū)外圍與含礦層相當(dāng)?shù)膶游唬源淼V化前的原始沉積含量。表3為7個礦床礦石及含礦層的Pb,Zn,從表3中可知,除銀廠坡外,礦石Pb
根據(jù)青岡林黔鋅礦礦床的礦石化學(xué)分析分析結(jié)果(表3)可知,礦石中鉛鋅比值均小于1,據(jù)以上分析可以推出青岡林鉛鋅礦的含礦層不可能為提供礦源層,礦質(zhì)來源應(yīng)主要來自下古生界地層。根據(jù)礦床的分布嚴(yán)格受地質(zhì)構(gòu)造控制,這些特征都表現(xiàn)出礦質(zhì)了是外來的,礦床是后成的。
表2 黔西北鉛鋅礦床礦石及含礦地層鉛、鋅含量及其比值[2]
3.3礦床成礦期次分析
經(jīng)K—Ar同位素年齡測定,峨眉山玄武巖年齡值為253.3~218.6Ma,輝綠巖年齡值以380~209Ma為主,158~115.5Ma為次[3],而水城中部地區(qū)輝綠巖年齡值為153~120Ma。經(jīng)礦石鉛同位素測定,成礦期為海西-燕山期,即389~261Ma和190~84Ma,與玄武巖噴發(fā)及輝綠巖侵入部分重合或接近[3]。且眾多學(xué)者研究表明[3],區(qū)內(nèi)鉛、鋅礦的物源、熱源可能與峨眉山地幔熱柱的噴溢與侵入事件密切相關(guān)。青山輝綠巖體旁側(cè)鉛鋅礦化強(qiáng)烈,便是較好的例證因此區(qū)內(nèi)鉛鋅礦具有多期次成礦作用,按其成礦作用時間的先后,可大致分為峨眉山玄武巖漿噴(發(fā))溢活動成礦作用期和燕山成礦作用期。
3.4成礦方式淺析
晚古生代,發(fā)生了地幔上隆,在引發(fā)峨眉山玄武巖漿活動的同時,亦導(dǎo)致了六盤水裂陷槽的形成,成為區(qū)內(nèi)地層、巖相巖性、構(gòu)造、巖漿活動及礦產(chǎn)的主控因素。中二疊世至晚二疊世末初,峨眉山玄武巖漿上涌,沿主干逆斷帶的活動帶噴流、噴溢,產(chǎn)生的巨大熱力流及噴氣改造礦源層、容礦層;強(qiáng)化了沿斷裂上升的含礦熱鹵水的循環(huán),并改造容礦層,導(dǎo)致鉛鋅礦的初步富集—貧礦床。
侏羅紀(jì)末,本區(qū)經(jīng)受了強(qiáng)烈的燕山運動,奠定了礦帶控礦構(gòu)造的基本格架,由構(gòu)造變形能轉(zhuǎn)變而來的熱能,使基底碎屑巖系中釋放出來的地層水受熱膨脹,具有較強(qiáng)的溶蝕作用,使初始富集的鉛、鋅礦質(zhì)再次活化、遷移、富集,在構(gòu)造引力的作用下成礦流體不斷上侵,這時晚古生代以碳酸鹽巖為主的地層正是上部復(fù)蓋面積廣而深度又適宜的部位,提供了對礦質(zhì)沉淀有利的溫壓條件,加之圍巖化學(xué)性質(zhì)對沉淀有利,礦液中大量的閃鋅礦、方鉛礦、黃鐵礦析出,充填在裂隙及其周圍的粗粒白云巖孔隙中,并在密閉性較好的構(gòu)造裂隙中及層間破碎帶中形成富鉛鋅塊狀硫化礦,而使礦床多在晚古生代地層中定位。
綜上所述,該區(qū)礦床類型屬構(gòu)造熱液后成層控鉛鋅礦床。
表3 青岡林鉛鋅礦礦石主要化學(xué)成分(%)
1)赫章縣青岡林鉛鋅礦床中礦體未見大的礦體,有一定成礦遠(yuǎn)景,但要找到大型礦體有一定難度,還需要對該區(qū)進(jìn)行進(jìn)一步工作和研究。
2)區(qū)內(nèi)礦體均賦存在下石炭統(tǒng)擺佐組下段(C1b1)粗晶白云巖和蝕變白云巖中。礦體產(chǎn)出與構(gòu)造關(guān)系密切,主要有似層狀和脈狀礦體兩類,似層狀礦體受層間破碎帶控制;脈狀礦體嚴(yán)格受斷裂構(gòu)造控制。
3)通過礦石Pb、Zn含量與區(qū)域內(nèi)地層Pb、Zn含量對比分析得出,含礦層不可能提供礦源,礦源主要由下古生界地層提供,礦床類型屬構(gòu)造熱液后成層控鉛鋅礦床。
4)因此初步認(rèn)為該礦床成礦方式為:“初始礦源層—二疊世玄武巖漿構(gòu)造熱力驅(qū)動—貧礦床;燕山期構(gòu)造驅(qū)動、溝通—熱液改造—富礦床”。
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Geological Features and Ore Genesis for the Qingganglin Pb-Zn Deposit in Hezhang, Guizhou
ZHANG Jian
(Sichuan Institute of Uranium Geological Survey, Chengdu 610061)
This paper believes that the Qingganglin Pb-Zn deposit in Hezhang, Guizhou is a subsequent stratabound one. Ore material was derived from the Lower Paleozoic. The Pb-Zn ore-formation was in close relationship with tectonism and might be divided into two stages such as basalt flow effusion stage and Yanshanian movement stage.
Pb-Zn deposit; geological feature; ore genesis; Qingganglin, Hezhang
P619.42、43
A
1006-0995(2016)02-0253-05
10.3969/j.issn.1006-0995.2016.02.017
2015-07-02
張健(1987-),男,四川西充縣人,工程師,從事地質(zhì)礦產(chǎn)勘查和研究工作