摘 要: 本文從粵西羅定盆地及周邊斷裂構(gòu)造控礦作用特征出發(fā),分析礦床成礦作用。其斷裂構(gòu)造控礦作用主要體現(xiàn)在三個(gè)方面:其一,區(qū)域性深大斷裂、大斷裂、次級(jí)斷裂分別控制了區(qū)內(nèi)礦帶、礦床、礦體;其二,構(gòu)造演化過(guò)程控制著不同時(shí)期不同礦種的形成;其三,斷裂構(gòu)造通過(guò)對(duì)含礦巖體的控制,進(jìn)而控制部分礦床的形成。
關(guān)鍵字: 羅定盆地; 斷裂控礦; 成礦作用
1. 區(qū)域地質(zhì)背景及主要斷裂
區(qū)域上位于云開(kāi)后加里東隆起、羅定海西—印支拗陷帶兩者交匯部位,博白—岑溪—廣寧金銀銅鉛鋅成礦帶內(nèi)。吳川—四會(huì)斷裂帶深大斷裂以西,廣寧—羅定斷裂帶、貴子—羅鏡弧形構(gòu)造帶應(yīng)力夾持區(qū),區(qū)內(nèi)經(jīng)歷了加里東—華力西、印支、燕山期多次構(gòu)造活動(dòng),地質(zhì)構(gòu)造活動(dòng)十分強(qiáng)烈。廣泛出露晚元古代、早古生代、晚古生代、中新生代地層;以東西向褶皺、斷裂構(gòu)成本區(qū)的基本構(gòu)造格局,其次為規(guī)模較小的南北向、北西向斷裂構(gòu)造。華力西—印支期花崗巖和混合花崗巖、燕山晚期花崗斑巖和巖脈的有序分布。
斷裂構(gòu)造在該區(qū)極為發(fā)育,區(qū)域斷裂帶主要有:
(1)羅定—廣寧斷裂帶:該斷裂分布于云開(kāi)隆起北緣,由石圭—宋桂、羅定—廣寧等斷裂組成,北東東一北東向延長(zhǎng)300km以上 [1] 。該斷裂帶具有雙變質(zhì)巖帶的特征及中高級(jí)變質(zhì)巖與混合巖、混合花崗巖“三位一體”的巖石共生組合的特征[2]。斷裂帶上盤表現(xiàn)為脆性斷裂作用,下盤發(fā)育有多條韌性剪切帶。該斷裂帶早期以拉張作用為主,控制了震旦紀(jì)海底火山噴發(fā)活動(dòng);燕山期斷裂帶以伸展滑脫作用為主[3],控制羅定中生代沉積盆地的產(chǎn)出。該斷裂帶生成于加里東期,直至印支—燕山期一直活動(dòng)。
(2)貴子—羅鏡弧形大斷裂:分布于云開(kāi)大山以北,羅定盆地以南,走向近東西,呈馬蹄狀向南凸出的弧形構(gòu)造處弧長(zhǎng)約100km,帶寬約6km,從南到北分別由貴子—羅鏡斷裂、黃皮根斷裂、新榕—橋頭斷裂、連州—垌心斷裂等組成。這些斷裂帶發(fā)育了寬達(dá)5m~50m的構(gòu)造角礫巖、糜棱巖、超糜棱巖和擠壓透鏡體等。該斷裂帶是印支期之后發(fā)生了由北西向南東的逆沖推覆作用的產(chǎn)物[4],弧形斷裂向南傾斜,由北到南傾角逐漸變緩,變質(zhì)相有逐漸遞增的趨勢(shì)。
2. 斷裂構(gòu)造對(duì)礦田、礦帶的控制
區(qū)域上羅定盆地及周邊的金多金屬礦具成群、成帶集中分布的特點(diǎn)(圖1),屬于羅定—泗綸金銀礦帶。羅定盆地西緣已知的十余個(gè)金銀礦床(點(diǎn))主要集中在榃濱—六都斷裂構(gòu)造帶上,礦帶形狀總體上呈北東向條帶狀,其長(zhǎng)軸方向與斷裂帶走向大致相同;羅定盆地南緣已知的9余個(gè)金銀礦帶主要集中在連州斷裂構(gòu)造帶3km范圍內(nèi),礦帶形狀總體上呈東西條帶狀,其長(zhǎng)軸方向與貴子—羅鏡弧形斷裂帶走向大致相同。不難看出,金銀礦帶受區(qū)域主干斷裂控制,其礦床(點(diǎn))受榃濱—六都斷裂構(gòu)造帶的次級(jí)斷裂控制明顯。
沿貴子弧形斷裂帶上分布有一系列金、鐵、錳、錫多金屬礦(床)點(diǎn):信宜銀巖、錫坪、托盤洞、大營(yíng)等錫礦,東坑金礦,樓洞、蘭坑鐵礦等;羅定的新榕銀錳礦、連州金礦、連州錳多金屬礦、云致硫鐵礦、旗山錫礦、旗山鐵礦、雙德錫礦等等。這些多金屬礦床組成的礦帶總體走向東西,其長(zhǎng)軸方向與貴子—羅鏡弧形斷裂帶走向大致相同,其成礦作用與貴子弧型斷裂帶有空間和成因聯(lián)系。
3. 斷裂構(gòu)造對(duì)礦床、礦體的控制
金銀礦:羅定盆地南緣金銀礦點(diǎn)空間上呈帶狀展布[5],30多條密集平行礦脈可劃分為9個(gè)礦帶,從東到西是: 馬騮坑礦帶、魚(yú)花塘—蘑菇嶺礦帶、關(guān)塘—大賀山礦帶、大田崗—糯米坑礦帶、石山頂—黃膽嶺礦帶、高朗塘—上寨礦帶、營(yíng)訊尾—白墳洞、白蝶—雙花逕、高仕坑—文鳳坑礦帶。含礦構(gòu)造帶在空間上礦羅定盆地南部邊緣內(nèi)外約3km的范圍內(nèi),平行產(chǎn)出。走向NNW或近SN向,主要傾向E,傾角75°~85°,間距0.5km~1.5km,走向延長(zhǎng)0.5km~2km,傾向延伸大于300m,帶寬1m~5m。礦體主要以細(xì)脈狀穿插在斷裂構(gòu)造巖中,產(chǎn)出特征與斷裂構(gòu)造一致。主要圍巖蝕變有褪色化、硅化、黃鐵礦化等。從含礦斷裂產(chǎn)出規(guī)律得知,該斷裂為區(qū)域最后期斷裂。同時(shí)切穿元古宇、寒武系、泥盆系和白堊系,有的與燕山晚期活動(dòng)的中酸性斑巖脈共處于同—斷裂構(gòu)造。故此推測(cè)成礦時(shí)代位于燕山晚期及以后。通過(guò)礦石特征研究得知,該期成礦主要包括四個(gè)階段,第一期為斷裂破碎階段,巖石破碎呈角礫狀;第二期為大規(guī)模石英充填階段,該石英多為致密塊狀,金銀礦有一定異常富集;第三期斷裂構(gòu)造動(dòng)力作用,石英脈碎裂,金銀硫化物交代充填,富集疊加,第四期主要是晶簇狀石英脈生長(zhǎng)及鐵錳充填,主成礦為第三個(gè)階段。
對(duì)羅定地區(qū)的金銀礦床(點(diǎn))進(jìn)行構(gòu)造及礦體地質(zhì)研究發(fā)現(xiàn),本區(qū)的含金銀地質(zhì)體僅限于斷裂構(gòu)造巖或沿?cái)嗔褬?gòu)造帶充填的脈體中,金銀礦體與圍巖有明顯界線,而垂直切各個(gè)圍巖地層。如白蝶、黃膽嶺、馬騮坑金銀礦圍巖為奧陶系淺變質(zhì)巖系,石徑、關(guān)塘、大田崗、魚(yú)花塘金銀礦圍巖為白堊系紅色碎屑巖。圍巖地層產(chǎn)狀總體東西走向,金銀礦主礦體與斷裂構(gòu)造相似近南北向、北北西向,斷裂構(gòu)造與圍巖層間剪切帶處多有礦脈分支,次級(jí)礦體與地層同鄉(xiāng)近東西向,這種分支礦脈延伸—般較短。對(duì)羅定地區(qū)的金銀礦床(點(diǎn))進(jìn)行構(gòu)造及礦石品位研究發(fā)現(xiàn),金銀礦品位與構(gòu)造規(guī)模負(fù)相關(guān),斷裂規(guī)模越大,礦石品位越低;金銀礦主要位于斷裂構(gòu)造上下盤中蝕變石英脈中,構(gòu)造帶中部金銀品位往往較低。圍巖是奧陶系淺變質(zhì)巖系的金銀礦往往以銀為主,圍巖是白堊系紅色碎屑巖的金銀礦往往以金為主。
鐵錳礦:新榕—橋頭斷裂產(chǎn)在榴江組與棋梓橋組界面或榴江組下部,呈近東西向舒緩波狀展布,長(zhǎng)大于2km,寬20m~110m。傾向340°~10°,傾角30°~75°。斷裂下盤主要棋梓橋組灰?guī)r,局部為榴江組變質(zhì)砂巖、絹云母千枚巖,上盤為榴江組變質(zhì)石英砂巖、絹云母千枚巖。上、下盤巖石均較破碎,強(qiáng)烈片理化,層間小柔皺發(fā)育,具壓扭性特征。斷裂帶內(nèi)成分復(fù)雜,主要由鐵錳構(gòu)造角礫巖、硅化碎裂巖、碎裂脈石英、千枚巖、碎裂灰?guī)r透鏡體等,呈似層狀、透鏡狀相間分布。局部閃長(zhǎng)巖、花崗斑巖呈脈狀或不規(guī)則狀穿插,并見(jiàn)石英脈團(tuán)塊。該斷裂為新榕銀錳最重要的控礦容礦構(gòu)造[6]。連州—垌心斷裂產(chǎn)于奧陶紀(jì)、泥盆紀(jì)、白堊紀(jì)地層接觸面的區(qū)域性斷裂,連州鐵錳礦、云致硫鐵礦主要賦存于該斷裂帶的上盤。由兩組構(gòu)造組成,呈分支復(fù)合現(xiàn)象,具體表現(xiàn)在測(cè)區(qū)東西兩端分支,在中間地段(即大田崗—五福村)復(fù)合,呈東西向舒緩波狀展布,并貫穿整個(gè)測(cè)區(qū),傾向NNE或NNW,東側(cè)倒轉(zhuǎn)為傾向S,傾角40°~75°,長(zhǎng)度大于5km,寬度—般15m~25m,最寬可達(dá)30m~40m。斷裂構(gòu)造早期表現(xiàn)為壓扭性碎裂巖帶,后期表現(xiàn)為張性角礫巖帶,由鐵錳質(zhì)角礫巖、硅化石英砂巖、鐵錳質(zhì)黏土、褐鐵礦塊及破碎脈石英等充填組成,成分復(fù)雜,常見(jiàn)有紅色砂巖及殘余礫巖透鏡體,并具硅化現(xiàn)象。同時(shí)被北北西或北西組斷層及脈巖切割。其上下盤圍巖具硅化、片理化和黃鐵絹英巖化。斷裂帶兩側(cè)次級(jí)斷裂構(gòu)造發(fā)育,并控制了區(qū)域上的地層展布及巖漿活動(dòng)等。為區(qū)內(nèi)主要的控礦容礦構(gòu)造。
錫礦:區(qū)內(nèi)錫多金屬礦帶受貴子弧形構(gòu)造(帶)控制明顯,弧形構(gòu)造轉(zhuǎn)折端控制了錫多金屬礦田的空間位置(圖1)。研究區(qū)錫礦按工業(yè)類型可以劃分為層礦矽卡巖型錫銅多金屬礦床、硫化物型錫礦床、云英巖型錫礦床、斑巖型錫鉬礦床[7]。礦床與燕山晚期中酸性巖脈關(guān)系密切,區(qū)內(nèi)燕山期晚期的中細(xì)粒鉀長(zhǎng)花崗(斑)巖、二長(zhǎng)花崗(斑)巖和石英斑巖是錫礦主要含礦圍巖。燕山期晚期花崗巖類巖體常受多組構(gòu)造交叉的復(fù)合部位控制,在空間上具有北西向成串和東西向或北(北)東向成點(diǎn)的分布規(guī)律。礦體多賦存在隱伏斑巖體外接觸帶的層間破碎帶、構(gòu)造交匯及石英硫化物細(xì)脈中。故此認(rèn)為主干斷裂構(gòu)造是控巖控礦的主要因素,次級(jí)斷裂控制礦體的展布。根據(jù)巖礦心薄片鑒定,礦石的蝕變主要有鈉長(zhǎng)石化、角巖化、弱鉀長(zhǎng)石化、黑鱗云母化、黃玉云英巖化(少量錫石)、絹英巖化、硅化和礦化末期綠盤巖化等,錫礦是多種類型、多期多階段的蝕變疊加的綜合產(chǎn)物。
4. 成礦作用分析
羅定及周邊金銀礦研究程度較高,通過(guò)對(duì)羅定盆地南緣金銀礦地球化學(xué)特征研究表明:本區(qū)金銀礦成礦物質(zhì)的來(lái)源來(lái)自地殼、成礦熱液來(lái)源于大氣降水。成礦溫度屬于低溫范疇、成礦溶液屬于咸水—鹵水[8]。對(duì)比粵西其他主要金銀礦床研究結(jié)果,羅定南緣金銀礦礦源更為復(fù)雜,成礦溫度更低,嚴(yán)格受脆性斷裂構(gòu)造控制,變質(zhì)作用和斷裂構(gòu)造變形幅度小,礦床規(guī)范不大,多為小型礦床和礦點(diǎn)[9~10]。羅定盆地金銀礦的成礦作用簡(jiǎn)述為:受加里東運(yùn)動(dòng)作用,區(qū)內(nèi)震旦紀(jì)—奧陶紀(jì)地層發(fā)生動(dòng)力變質(zhì)作用,巖石普遍片巖化、硅質(zhì)巖化,金銀元素隨著硅質(zhì)運(yùn)移得到初步富集,是金銀礦成礦的物質(zhì)基礎(chǔ);海西—印支期,經(jīng)斷裂變質(zhì)作用,羅定盆地西緣泗綸地區(qū)形成多條糜棱巖帶,含金熱液在糜棱帶中得到進(jìn)一步富集。羅定盆地南緣受逆沖推覆作用,推測(cè)基底含金地質(zhì)體被外來(lái)推覆體掩蓋;燕山晚期,羅定盆地大規(guī)范的構(gòu)造—巖漿活動(dòng),重熔花崗巖侵入伴隨的富含硫化物的含金熱液交代充填原有含金斷裂內(nèi),使金礦進(jìn)一步富集成礦。
羅定銀錳礦物質(zhì)基礎(chǔ)為中泥盆統(tǒng)海底熱水沉積巖,礦床具備熱液—淋積礦雙重特征[11],淺部淋積礦富集程度與斷裂規(guī)模、裂隙密集程度密切相關(guān)。鐵錳礦測(cè)成礦作用簡(jiǎn)述為:受印支運(yùn)動(dòng)對(duì)本區(qū)的作用,本區(qū)發(fā)生全面褶皺、隆起成陸及推(滑)覆作用,連州、新榕為云浮—羅定前展式大型推覆構(gòu)造帶前緣。地層發(fā)生褶皺變形、巖性發(fā)生擠壓破碎,其中含礦巖層、巖系形成含礦的糜棱巖化擠壓帶。經(jīng)燕山期構(gòu)造—巖漿疊加作用,使含礦斷裂帶進(jìn)一步擴(kuò)展及破碎地下水熱水及硫化作用,使含礦巖系中鐵錳鉛鋅金銀等元素交代搬運(yùn),在斷裂破碎帶中就位成礦。這時(shí)的礦石應(yīng)該為硫化物礦石,如云致硫鐵礦、連州—牛路坑硫化鉛鋅礦。受古今風(fēng)化作用,使暴露地表的礦石遭受氧化作用,鐵錳質(zhì)進(jìn)—步淋濾富集,而殘留的鉛鋅金銀等元素可作為伴生元素利用。
羅定錫礦受震旦—寒武系變質(zhì)巖系制約明顯,各類原巖中錫元素豐度值高,為錫的成礦提供初始條件,具有明顯成礦專屬性。礦床主要圍繞在花崗巖類小侵入體內(nèi)外接觸帶的裂隙中,成礦巖體主要為中細(xì)粒鉀長(zhǎng)花崗(斑)巖、二長(zhǎng)花崗(斑)巖和石英斑巖。在構(gòu)造控巖控礦的規(guī)律下,推測(cè)其成礦作用簡(jiǎn)述為:由震旦—寒武系含礦源層位或巖類由改造(重熔)作用而形成的花崗巖漿在地表的巖漿房中發(fā)生分異作用,錫元素在巖漿演化所形成的富硅、鉀質(zhì)花崗巖漿—流體中得到初步富集。含錫巖漿—流體與圍巖進(jìn)行強(qiáng)烈交代:先是發(fā)生的鉀質(zhì)交代作用;接著發(fā)生的云英巖化和強(qiáng)烈錫礦化,進(jìn)一步形成云英巖錫礦(體)。巖體上部、頂部和圍巖接觸帶是礦體主要賦礦空間。
羅定盆地及周邊地區(qū)多金屬礦按成礦地質(zhì)因素的不同可大致劃分3個(gè)成礦序列:斑巖性錫礦、淺成低溫?zé)嵋航疸y礦、風(fēng)化殼型錳礦(原生為濱海相碳酸鹽巖—碎屑巖錳礦系列)。但是各成礦系列又是在同一區(qū)域背景下共存交替,是隨著地質(zhì)歷史的演化,不同成礦時(shí)代成礦元素不同的遷移、富集成礦的過(guò)程。分析認(rèn)為本區(qū)有3個(gè)主要地質(zhì)構(gòu)造階段,4個(gè)成礦階段。即新元古代—早古生代地槽發(fā)展階段、晚古生代準(zhǔn)地臺(tái)發(fā)展階段、中生代大陸邊緣活動(dòng)階段。地槽發(fā)育階段形成鐵礦、錫礦、金礦等礦產(chǎn)富集,震旦系—奧陶系淺變質(zhì)巖系是鐵礦、錫礦、金礦主要含礦圍巖;準(zhǔn)地臺(tái)發(fā)展階段是本區(qū)錳礦、鉛、鋅礦主要成礦時(shí)期,泥盆系灰?guī)r、碎屑巖是區(qū)內(nèi)錳、鉛、鋅礦主要圍巖;中生代大陸邊緣活動(dòng)階段燕山期巖漿活動(dòng)強(qiáng)烈,成礦元素均在該階段得到富集疊加成礦,是區(qū)內(nèi)錫、金、銀、銅、鉛、鋅礦主要成礦階段,燕山晚期中酸性花崗巖是主要含礦圍巖;新生代,受地表風(fēng)化作用影響,原有硫化物礦床鉛鋅元素分解、錳元素疊加,形成現(xiàn)有的風(fēng)化淋濾錳多金屬礦床,如新榕錳礦。故中生代大陸邊緣活動(dòng)階段是區(qū)內(nèi)主要的成礦地質(zhì)階段。
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