吳棟彥,趙延朋,胡遠(yuǎn)檔,何 方
(中國(guó)有色桂林礦產(chǎn)地質(zhì)研究院有限公司,廣西 桂林 541004)
南巴坦錫多金屬礦田內(nèi)錫礦的開(kāi)采活動(dòng)已有百余年歷史,古采遺跡和現(xiàn)代采礦、勘查工程廣泛分布,據(jù)有據(jù)可查資料顯示,已經(jīng)先后經(jīng)過(guò)法國(guó)、蘇聯(lián)、越南、老撾、朝鮮、中國(guó)等多個(gè)國(guó)家的公司企業(yè)的勘查開(kāi)采、研究開(kāi)發(fā)工作,與此同時(shí),當(dāng)?shù)孛癫苫顒?dòng)亦非?;钴S,礦田內(nèi)形成一套以砂錫礦的選冶為主的開(kāi)采模式。隨著研究的進(jìn)行,對(duì)盆地內(nèi)地質(zhì)情況了解加深,發(fā)現(xiàn)礦田內(nèi),除了砂錫礦的勘查開(kāi)采外,原生錫礦及鐵金礦可成為新的重點(diǎn)研究對(duì)象[1]。
老撾在大地構(gòu)造上位于特提斯構(gòu)造域東段,夾持于太平洋板塊和印度板塊之間,隸屬于印支陸塊區(qū),其西界為瀾滄江—清萊—?jiǎng)谖鹂p合帶,北東界為金沙江—哀牢山—馬江縫合帶。
南巴坦盆地位于老撾的中部甘蒙省,處于東印支板塊的萬(wàn)象—昆嵩地塊與川壙—長(zhǎng)山華力西褶皺帶結(jié)合部位,區(qū)域構(gòu)造復(fù)雜,礦產(chǎn)資源豐富多樣。南巴坦錫多金屬礦田是老撾最大、最重要的錫礦集區(qū)[2]。
南巴坦錫多金屬礦田位于老撾南巴坦盆地內(nèi),盆地內(nèi)出露地層為古生界及新生界,未見(jiàn)中生界地層出露,主要有泥盆系(D)、石炭系上統(tǒng)(C2)、二疊系(P)、及第四系(Q)。其中以古生界為基巖,新生界為松散沉積物。
根據(jù)區(qū)域地質(zhì)資料,下古生界僅出露奧陶系-志留系(OS),巖石組合為深灰、灰色中厚狀巖屑砂巖、粉砂巖及少量含燧石灰?guī)r,厚約350m,但此地層在南巴坦盆地內(nèi)未見(jiàn)出露。
上古生界可分為兩種類(lèi)型,即活動(dòng)類(lèi)型的上古生界和穩(wěn)定類(lèi)型的上古生界?;顒?dòng)類(lèi)型的上古生界可劃分為石炭系(C)和二疊系(P),穩(wěn)定類(lèi)型的上古生界可劃分為石炭系—二疊系(C2-P)、下石炭統(tǒng)(C1)、上泥盆統(tǒng)(D1)和中泥盆統(tǒng)(D2),其中中泥盆統(tǒng)(D2)普遍含錫,為礦田內(nèi)原生錫礦的主要賦礦層位。新生界地層在礦田內(nèi)廣泛發(fā)育,出露第四系(Q)為主,按照成因可細(xì)分為殘坡積層(Qel)、坡積層(Qsl)和洪沖積層(Qal),巖性為紅土、砂土、含礫亞粘土、粘土、含礫亞砂土、砂礫層等,普遍含砂錫礦,是當(dāng)前礦田內(nèi)開(kāi)發(fā)利用的主要對(duì)象。
圖2 南巴坦盆地地層出露概況及礦產(chǎn)分布略圖
礦田整體表現(xiàn)為一個(gè)北西向的坳陷盆地,中部為普渡山背斜,盆地內(nèi)地表僅見(jiàn)核部的泥盆系及第四系覆蓋。
圖3 普渡山背斜剖面簡(jiǎn)圖
(1)褶皺。自加里東運(yùn)動(dòng)以來(lái),尤其是華力西運(yùn)動(dòng)以后,經(jīng)過(guò)印支—燕山早期運(yùn)動(dòng)的疊加,造成礦田內(nèi)褶皺構(gòu)造十分復(fù)雜,以南巴坦盆地中部的普渡山背斜為主體,軸部為花崗巖體,軸向北西向延伸,同時(shí)遭受了斷層切割,形成東西翼地層產(chǎn)狀不對(duì)稱產(chǎn)出,其中,背斜北東翼地層傾向28°~50°,傾角較緩20°~46°,南西翼地層傾向228°~250°,傾角較陡44°~76°
(2)斷裂。南巴坦盆地是一個(gè)由外來(lái)的被侵蝕殘留的推覆體形成的侵蝕巖溶盆地。單個(gè)推覆體被眾多斷層切割,可分出兩套斷裂系:①原地層內(nèi)的斷裂系;②切穿所有三層結(jié)構(gòu)的南北向斷裂系。受華力西運(yùn)動(dòng)影響,褶皺呈北西向延伸。在不同方向水平擠壓下,其上下部分別出現(xiàn)兩種不同變形。中古生界剛性原巖層段呈單個(gè)飛來(lái)峰突出在盆地底部,形成一系列不連續(xù)的、下部遭斷層破壞、軸面傾向北東的不對(duì)稱褶皺;上古生界塑性薄層狀巖系呈緩坡、丘陵分布在山脈(背斜)之間,組成北西向?qū)捑忨薨櫋M鈦?lái)巖塊多發(fā)育復(fù)雜的疊瓦狀褶皺。推覆體內(nèi)的灰?guī)r多形成基底被削平,寬1~2km的褶皺,基底削平面大致位于同一高度上(200~240m)。綜上所述,可將推覆體形成時(shí)代確定在早三疊世(或晚三疊世)—侏羅紀(jì)之間,運(yùn)動(dòng)方向從東北往西南推覆。
區(qū)域內(nèi)巖漿巖較為發(fā)育,在加里東期、華力西期、印支—燕山早期,均有明顯的巖漿活動(dòng)。
(1)加里東期基性侵入巖。加里東期基性侵入巖僅見(jiàn)輝綠巖,呈似層狀、透鏡狀侵入奧陶系—志留系中,礦田所屬盆地內(nèi)未見(jiàn)加里東期巖漿巖。
(2)華力西期酸性侵入巖。華力西期酸性侵入巖的巖石類(lèi)型主要有:黑云二長(zhǎng)花崗巖、花崗閃長(zhǎng)巖、淡色花崗巖、花崗斑巖、閃斜煌斑巖。前三者呈巖株?duì)町a(chǎn)出,后二者呈巖墻狀產(chǎn)出。
花崗巖侵入于二疊系及其時(shí)代更老的地層之中。在侵入體與泥質(zhì)巖石的接觸帶,角巖化現(xiàn)象明顯;在巖體與碳酸鹽巖石的接觸帶上,具明顯矽卡巖化現(xiàn)象。巖性主要為花崗閃長(zhǎng)巖、黑云母花崗巖等。在與泥質(zhì)巖石的接觸帶附近角巖化現(xiàn)象明顯,角巖中出現(xiàn)較多的紅柱石、斑點(diǎn)狀黑云母、電氣石;在與碳酸鹽巖石的接觸帶上,內(nèi)帶外帶具明顯大理巖化,巖石主要由方解石和少量的金屬礦物組成,方解石呈細(xì)粒粒狀變晶結(jié)構(gòu),緊密鑲嵌,粒徑約0.2~0.6mm,遇鹽酸劇烈氣泡,含量約96%;少量黃鐵礦物呈半自形粒狀,粒徑約0.02~0.05mm,呈細(xì)脈狀,星散浸染狀分布[3]。
花崗閃長(zhǎng)巖:灰白、灰綠色,花崗結(jié)構(gòu),塊狀構(gòu)造,巖石主要由中性斜長(zhǎng)石、石英、黑云母、正長(zhǎng)石、角閃石以及微量的副礦物鋯石、金屬礦物組成。中性斜長(zhǎng)石呈半自形板狀,粒徑約0.4~1.0mm,發(fā)育聚片雙晶和環(huán)帶結(jié)構(gòu),斜長(zhǎng)石絹云母化,含量約63%;石英,呈他形不規(guī)則粒狀,粒徑約0.3~1.0mm,分布在斜長(zhǎng)石的間隙中,部分石英呈穿孔狀交代斜長(zhǎng)石,含量約10~20%;正長(zhǎng)石,呈半自形板狀,粒徑約0.3~0.8mm,卡氏雙晶發(fā)育,表面高嶺土化,含量約15%;黑云母,半自形板狀,葉片狀,粒徑約0.1~0.7mm,黑云母局部綠泥石化,表面析出金屬礦物,含量約10%;角閃石,半自形長(zhǎng)柱狀,粒徑約0.2~1.0mm,含量約2%。鋯石和金屬礦物均為微量,半自形粒狀,零星分散于巖石中。局部巖石蝕變較強(qiáng),長(zhǎng)石完全被蝕變?yōu)樘妓猁}礦物、絹云母和白云母。
(3)印支—燕山早期中酸性巖漿巖。在印支—燕山早期,中酸性侵入巖與中酸性火山巖均有出露。前者為淡色花崗巖、花崗斑巖,后者為安山巖、安山英安巖、流紋英安巖、流紋巖及其相應(yīng)的次火山巖。中酸性次火山巖呈巖蓋、巖墻、巖床狀產(chǎn)出。在侵入體與圍巖的接觸帶上,常見(jiàn)數(shù)厘米寬的冷凝邊。巖蓋呈橢圓狀分布,面積直徑達(dá)1~3km,厚數(shù)米至數(shù)百米。在侵蝕較深的凹地,可見(jiàn)直徑為4~200m的巖頸出露。巖床一般厚0.5~200m,長(zhǎng)1.5~2km。
綜合礦田內(nèi)多個(gè)礦區(qū)的資料,南巴坦礦田礦化分布大致由盆地中心向兩側(cè)有如下規(guī)律:Sn→Sn、Cu→Fe→Pb、Zn、Ag,顯示由高溫到中低溫的一套礦物組合分帶。
(1)砂錫礦及原生錫礦。礦田內(nèi)主要的礦產(chǎn)開(kāi)采活動(dòng)是圍繞砂錫礦進(jìn)行的,而且之前是只針對(duì)砂錫礦,近年來(lái)才開(kāi)始開(kāi)展原生錫礦找礦工作,工作程度較低,未開(kāi)展系統(tǒng)的工程控制及研究工作,尤其是未針對(duì)礦田整體進(jìn)行研究。目前,礦田內(nèi)有波寧、帕萊姆、同福等多個(gè)錫礦礦區(qū)。
圖4 南巴坦礦田普渡山西南翼某剖面圖
(2)鐵(金)礦。礦田內(nèi)鐵礦的探索與開(kāi)采,是南巴坦礦田開(kāi)發(fā)的一個(gè)新重點(diǎn),處于工作初期,但由于礦區(qū)綜合考慮成本等問(wèn)題,采取邊開(kāi)采邊研究的方針,隨著對(duì)鐵礦的認(rèn)識(shí)加深,總結(jié)前人的資料認(rèn)識(shí),礦田內(nèi)最重要的鐵礦礦床類(lèi)型為地表殘坡積鐵帽型礦床,其原生礦床類(lèi)型為矽卡巖型鐵礦礦床根據(jù)筆者最新工作成果發(fā)現(xiàn),某些鐵礦礦段的金品位可達(dá)工業(yè)品位,且具有厚度、品位較穩(wěn)定的特點(diǎn),具有一定的經(jīng)濟(jì)及研究?jī)r(jià)值。
圖5 南巴坦礦田普渡山北東翼某剖面圖
(3)其他礦產(chǎn)。礦田內(nèi)除了錫礦、鐵(金)礦外,還發(fā)現(xiàn)鉛鋅礦、銅礦等的礦化現(xiàn)象,不過(guò)基本規(guī)模不大。
南巴坦錫多金屬礦田內(nèi)各類(lèi)金屬礦床具有相互影響,在空間分布、時(shí)間演化、物質(zhì)來(lái)源等方面具有密切關(guān)系,因此,筆者認(rèn)為,對(duì)其成礦規(guī)律的總結(jié)需要聯(lián)系多種金屬礦床,從整個(gè)礦田形成的時(shí)空發(fā)展角度看待,避免孤立的從某個(gè)礦區(qū)、礦床出發(fā)。礦田內(nèi)礦化由盆地中心向兩側(cè)有如下規(guī)律:Sn→Sn、Cu→Fe→Pb、Zn、Ag,中心部位的原生錫礦嚴(yán)格按照北西向構(gòu)造及其次級(jí)構(gòu)造呈帶狀分布,而向礦田兩側(cè)及礦田外圍,這種特征愈不明顯,表明礦田邊部礦體在形成后,受到了后期的構(gòu)造、巖漿活動(dòng)的影響,破壞了其原來(lái)的分布形態(tài),而這些構(gòu)造及巖漿活動(dòng)亦是后期成礦作用的動(dòng)力與物質(zhì)來(lái)源,因此,成礦時(shí)期越晚,其礦體分布形態(tài)保存得越完整。根據(jù)礦田內(nèi)不同類(lèi)型金屬礦體與不同時(shí)期的巖漿巖在空間分布上,總是表現(xiàn)為宏觀同域、形影相伴的時(shí)空關(guān)系,筆者按不同時(shí)期的巖漿活動(dòng),將南巴坦錫多金屬礦田的成礦過(guò)程分為三個(gè)階段。
加里東期及之前,形成了志留系、奧陶系,甚至更老的地層,在此期間,巖漿巖主要來(lái)源為幔源物質(zhì),侵入巖以基性巖為主。此階段形成的主要礦床為鉛鋅礦、銀礦礦床。
當(dāng)加里東運(yùn)動(dòng)終結(jié)后,整個(gè)地殼處于比較穩(wěn)靜的狀態(tài),此時(shí)期的中酸性巖漿巖通過(guò)斷裂構(gòu)造侵入石炭—二疊系及泥盆系中,與圍巖發(fā)生接觸交代作用,形成了早期的矽卡巖型鐵(金)礦礦床。在華力西早期,地殼以升降運(yùn)動(dòng)為主,覆蓋于泥盆系之上的石炭—二疊系被抬升剝蝕,泥盆系出露,鐵(金)礦石經(jīng)風(fēng)化淋濾后,于地表殘積成礦,形成地表殘坡積鐵帽型鐵(金)礦礦床,而在其深部的泥盆系中仍保留其原來(lái)的矽卡巖型鐵(金)礦礦床的特點(diǎn)。到華力西后期,褶皺運(yùn)動(dòng)對(duì)加里東期及華力西早期的地層和礦床的形態(tài)進(jìn)行了擾動(dòng)。此階段形成的主要礦床為鐵(金)礦礦床,為地表殘坡積鐵帽型礦床,其原生礦礦床類(lèi)型為矽卡巖型鐵(金)礦礦床。
礦床受印支—燕山早期南巴坦推覆構(gòu)造所制約,礦體或分布在中酸性次火山巖侵入體中,或分布在鄰近侵入體的斷裂帶圍巖中,發(fā)育有兩期與次火山巖侵入體相伴生的礦化。第一期礦化局限在花崗斑巖頂蓋的含電氣石石英—白云母云英巖中,以及斷裂羽狀裂隙內(nèi)的毒砂—石英脈中,屬錫石—石英建造類(lèi)型。圍巖蝕變主要顯示硅化和電氣石化。第二期礦化為主要礦化期,富礦多在這一期形成。礦石建造屬錫石—硫化物型。礦石礦物以錫石、磁黃鐵礦、黃鐵礦為主,其次是閃鋅礦、毒砂、黃銅礦、輝銅礦、方鉛礦、圍巖具綠泥石化、絹云母化和弱硅化蝕變。表明成礦與熱液作用有關(guān),且發(fā)生在成巖之后。
礦體在受近水平的構(gòu)造推覆體斷裂、推覆透鏡體或?qū)娱g撕裂帶控制的同時(shí),泥盆系中的粉砂質(zhì)泥巖為礦質(zhì)的沉淀提供了氧化還原界面,并起了屏蔽層的作用;C-P灰?guī)r則由于其化學(xué)性質(zhì)活潑,成礦過(guò)程中容易形成地球化學(xué)障,促進(jìn)了礦液中錫的沉淀。此階段形成的主要礦床為原生錫礦床,為中—高溫?zé)嵋撼涮钚偷V床,經(jīng)風(fēng)化剝蝕后,重新沉積形成礦田內(nèi)主要的開(kāi)采對(duì)象:砂錫礦。
綜上所述,巖漿巖、構(gòu)造、巖性等在南巴坦錫多金屬礦田的成礦過(guò)程中都起到了相當(dāng)重要的作用。礦田內(nèi)多期次的巖漿巖不僅為成礦提供了熱動(dòng)力還提供了成礦物質(zhì),形成以錫礦為主的多金屬礦田。斷裂構(gòu)造為巖漿巖提供了上升通道,同時(shí)在周?chē)鷰r性的屏蔽作用下成為含礦熱液的最佳儲(chǔ)礦空間。
(1)南巴坦錫多金屬礦田的形成是多期次巖漿活動(dòng)作用的結(jié)果,不同時(shí)期的巖漿活動(dòng)對(duì)應(yīng)不同的礦床類(lèi)型,鉛鋅礦、銀礦等的形成與加里東期基性巖漿巖活動(dòng)相關(guān),鐵(金)礦等與華力西期酸性巖漿巖活動(dòng)有關(guān),原生錫礦主要與印支—燕山早期中酸性巖漿巖活動(dòng)相聯(lián)系。同時(shí),這種對(duì)應(yīng)關(guān)系并非各自獨(dú)立的,而是互相影響,互相作用,尤其是后期的巖漿活動(dòng)會(huì)對(duì)前期形成的礦床造成一定影響。
(2)礦田內(nèi)及外圍的找礦工作可按如下思路進(jìn)行:原生錫礦找礦可集中于盆地中心的普渡山背斜核部花崗巖體與圍巖接觸帶,以及外圍地層中有北西向斷裂控制的中酸性巖漿巖與圍巖的接觸帶;鐵(金)礦找礦標(biāo)志為其地表鐵帽,尤其是酸性花崗巖體與地層接觸帶附近的鐵帽;鉛鋅礦、銀礦則側(cè)重于盆地邊緣地層界線以及礦田外圍奧陶—志留系中的斷裂構(gòu)造破碎帶。
(3)礦田內(nèi)各礦區(qū)應(yīng)在現(xiàn)有基礎(chǔ)上,繼續(xù)深化資料共享,加強(qiáng)找礦認(rèn)識(shí)交流,優(yōu)化資源配置,以期達(dá)到互利互惠,合作共贏的效果。
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