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        湖南龍山金銻礦床成礦構(gòu)造分析及深部成礦預(yù)測

        2018-11-30 01:53:50錢建平彭橋梁王鉑云關(guān)顯東
        金屬礦山 2018年11期
        關(guān)鍵詞:銻礦礦脈龍山

        蘇 特 錢建平 彭橋梁 王鉑云 關(guān)顯東

        (1.桂林理工大學(xué)地球科學(xué)學(xué)院,廣西桂林541004;2.湖南省地質(zhì)礦產(chǎn)勘查開發(fā)局四一八隊(duì),湖南婁底417000)

        龍山金銻礦位于新邵縣與漣源市交界處,地處湘中凹陷區(qū)以金銻為主的白馬山—龍山—紫云山EW向穹隆狀隆起區(qū)東部[1],近年來,在該帶上及其鄰區(qū)陸續(xù)發(fā)現(xiàn)有古臺山金礦、高家坳金礦、謝家山金銻礦、錫礦山銻礦等大中型礦床[2-4]。關(guān)于龍山金銻礦床的成因,學(xué)術(shù)界爭議頗大,主要集中于沉積—變質(zhì)熱液成礦、巖漿水和大氣降水混合熱液成因等[5-7]。諸多學(xué)者對湘中成礦帶的研究認(rèn)為,白馬山—龍山EW向構(gòu)造帶控制了前寒武系淺變質(zhì)巖系中大部分銻金礦床的生成與展布,從而形成了由諸多大中型金銻礦床組成的成礦帶[8-9]。本研究通過進(jìn)行礦區(qū)地表與井下系統(tǒng)地質(zhì)測量和礦區(qū)勘查資料整理編圖分析,系統(tǒng)總結(jié)礦區(qū)構(gòu)造控礦規(guī)律及礦區(qū)構(gòu)造演化序列,并綜合成礦構(gòu)造、礦化蝕變分帶、礦體分布特征的分析結(jié)果,進(jìn)行深部成礦預(yù)測,供礦區(qū)后續(xù)找礦勘探工作借鑒。

        1 區(qū)域成礦地質(zhì)背景

        龍山金銻礦床在大地構(gòu)造分區(qū)上屬于揚(yáng)子準(zhǔn)地臺向華南加里東褶皺帶過渡的部位(圖1)[10]。

        1.1 地層

        區(qū)域出露地層為震旦系(Z)、寒武系()、奧陶系(O)、泥盆系(D)、石炭系(C)、二疊系(P)、第四系(Q)(圖1)。震旦系—寒武系可作為基底構(gòu)造層,為一套淺變質(zhì)冰川及火山碎屑建造、黑色碳硅建造、泥質(zhì)碳酸鹽建造。奧陶系—二疊系作為蓋層構(gòu)造層,為一套復(fù)理石建造、陸源碎屑及碳酸鹽建造[11-12]。

        1.2 構(gòu)造

        區(qū)域褶皺可分為基底褶皺和蓋層褶皺?;遵薨櫈榻麰W向白馬山—龍山串珠狀構(gòu)造隆起帶,由西向東依次有白馬山、大乘山、園木山、龍山、豬婆大山構(gòu)造隆起帶。蓋層褶皺疊加于早期近EW向褶皺之上,為一系列NNE向穹窿狀短軸背斜。該類背斜的特征在龍山地區(qū)表現(xiàn)得最為典型,軸向30°~40°,長15 km,寬10 km,呈橢圓形,向兩端傾伏,傾伏角為6°~25°。背斜核部地層為震旦系,兩翼依次為寒武系、奧陶系、泥盆系、石炭系、二疊系(圖2)。區(qū)域斷裂可分為NE向與NW向2組,前者包括寧鄉(xiāng)—新寧斷裂帶、漣源—黃亭市斷裂帶、桃江—城步斷裂帶,后者包括邵陽—郴州斷裂帶、錫礦山—漣源斷裂帶。研究區(qū)位于兩者交匯部位,區(qū)域成礦條件優(yōu)越(圖1)。

        1.3 巖漿巖

        區(qū)域巖漿巖主要為白馬山花崗巖體與中酸性巖脈。白馬山巖體位于區(qū)域西部,形態(tài)不規(guī)則,為加里東期、印支期、燕山期多期次侵入的復(fù)式花崗巖穹窿,由中—粗粒黑云母花崗閃長巖、角閃石黑云母二長花崗巖和中—細(xì)粒黑云母二長花崗巖組成(圖1)。區(qū)域東部龍山地區(qū)出露一系列NW向酸性巖脈,鋯石U-Pb定年結(jié)果顯示為220~217 Ma,為印支晚期巖漿活動的產(chǎn)物[13]。根據(jù)1∶20萬重力資料,在龍山岳坪峰有呈NNE向圈閉的重力負(fù)異常,并伴隨有航磁異常,物探推斷為深部隱伏花崗巖體向北東突起部位的反映[11]。

        2 礦區(qū)地質(zhì)特征

        2.1 地層

        龍山礦區(qū)處于龍山穹隆狀短軸背斜核部中心(圖2),出露地層巖性為震旦系下統(tǒng)江口組含礫砂質(zhì)板巖,由核部向兩翼依次為震旦系下統(tǒng)江口組第二段第一至第四亞段。礦區(qū)地層走向NE,傾向NW或SE,南東陡、北西緩,北西翼傾角為25°~40°,南東翼傾角為45°~60°,局部具有直立倒轉(zhuǎn)現(xiàn)象(圖3)。

        2.2 構(gòu)造

        礦區(qū)構(gòu)造類型主要表現(xiàn)為斷裂,具有多期次活動特征,按展布方向可將礦區(qū)斷裂分為4組,即NWW組橫向斷裂、NNE組縱向斷裂、NNW組斜向斷裂以及NEE組斜向斷裂(圖3)。

        (1)NWW組橫向斷裂。斷裂面粗糙不平,走向上與背斜軸近于直交,為龍山金銻礦床最重要的含礦斷裂。斷層走向280°~295°,傾向10°~25°,傾角70°~80°。斷裂破碎帶長 70~2 120 m,寬 0.30~23.59 m。斷裂帶膨脹收縮現(xiàn)象明顯,主要由糜棱巖、碎裂板巖、斷層角礫巖組成。斷裂帶中可見多階段含金銻石英脈、碳酸鹽脈沿?cái)嗔殉涮钅z結(jié)和穿插,并形成脈中脈現(xiàn)象。此外,斷裂帶中還有后期構(gòu)造疊加形成的石英輝銻礦脈角礫和粉末。

        (2)NNE組縱向斷裂。斷裂面呈舒緩波狀,由多個主裂面組成,見有水平擦痕。斷層走向平均為20°~40°,傾向290°~310°,傾角61°~87°。斷裂破碎帶長200~1 200 m,寬0.30~2.00 m。斷裂帶內(nèi)發(fā)育劈理及構(gòu)造透鏡體,主要由糜棱巖、碎裂巖組成。斷裂帶中可見含金銻石英脈沿?cái)嗔殉涮?,后期?gòu)造疊加形成的斜列石英透鏡體、石英角礫、硫化物粉末以及滑移鏡面切割硫化物脈等現(xiàn)象。

        (3)NNW組斜向斷裂。斷裂面平直密集,裂隙較緊密。斷層走向330°~340°,傾向60°~70°,傾角大于50°。斷裂破碎帶長120~650 m,寬度變化較大,為0.09~1.06 m。斷裂帶內(nèi)巖石主要由碎裂巖組成,帶中可見金銻石英脈發(fā)育,后期構(gòu)造疊加表現(xiàn)為石英脈破碎和脈壁可見多組擦痕。

        (4)NEE組斜向斷裂。斷裂面平直,裂隙較為緊密。斷層走向40°~60°,傾向310°~330°,傾角51°~78°。斷裂破碎帶長160~3 700 m,寬0.20~8.00 m。斷裂帶中可見石英團(tuán)塊和含金銻礦化石英脈發(fā)育,晚期構(gòu)造疊加表現(xiàn)為破碎成角礫的石英脈和可見多組擦痕的石英脈壁[14]。

        2.3 巖漿巖

        礦區(qū)巖漿巖局部發(fā)育,在礦區(qū)北部7#礦脈東側(cè)的探槽中揭露了2條微晶鈉長閃長巖脈,厚度為1.5~5.2 m,傾向133°~194°,傾角51°~65°。

        3 礦床地質(zhì)特征

        3.1 礦體特征

        目前,礦區(qū)內(nèi)已發(fā)現(xiàn)了具有一定規(guī)模的礦體25條,礦體呈薄脈狀、透鏡狀產(chǎn)于斷裂破碎帶中。主要礦體有1#、2#、4#、5#、6#、7#、8#、18#、20#脈,其中1#脈以脈組形式產(chǎn)出,分為1-1#脈、1-2#脈、1-4#脈以及1-4#支脈;小礦體有16條,即3#、19#、22#、22支#、24#、25#脈等。按礦體走向,可分為4組:

        (1)NWW組(1#、2#、18#脈)。礦脈傾向NNE,傾角76°~78°。礦體厚度為0.88~1.34 m,礦帶長度達(dá)3 300 m,單條脈走向長870~1 396 m,傾斜延深853~1445 m,品位Au一般為(2.70~5.21)×10-6,Sb為1.76%~6.63%。

        (2)NNW 組(9#、10#、11#、12#、15#、19#、22支#脈)。礦脈傾向NEE或SWW,傾角一般大于50°。礦脈具明顯的膨漲窄縮現(xiàn)象,礦化極不均勻,僅局部見有工業(yè)礦體。

        (3)NNE組(4#、6#、7#、8#、13#脈)。礦脈總體傾向NWW、傾角74°~77°。礦體厚度為0.55~1.03 m,單條脈走向長330~1 650 m,傾斜延深386~1 007 m,品位Au一般為(3.51~5.91)×10-6,Sb為1.93%~3.64%。

        (4)NEE向組(5#、20#脈)。礦脈傾向NWW、傾角68°~75°。礦脈走向長970~1 200 m,傾斜延深約480 m,礦體厚0.47~0.68 m,品位Au一般為(0.71~5.67)×10-6,Sb為2.51%~2.93%。

        3.2 礦石特征

        3.2.1 礦石結(jié)構(gòu)構(gòu)造

        礦石結(jié)構(gòu)主要為粒狀結(jié)構(gòu)、他形晶結(jié)構(gòu)和充填交代結(jié)構(gòu),其次為揉皺狀結(jié)構(gòu)、聚片雙晶結(jié)構(gòu)和碎?;Y(jié)構(gòu)。礦石構(gòu)造主要有塊狀構(gòu)造、浸染狀構(gòu)造、網(wǎng)脈狀構(gòu)造、脈狀構(gòu)造、角礫狀構(gòu)造、放射狀構(gòu)造等。

        3.2.2 礦石物質(zhì)組分

        礦石礦物成分中金屬礦物以輝銻礦、自然金為主,其次為毒砂、黃鐵礦,少量銻華,微量黝銅礦、脆硫銻銅礦、硫銻鉛礦、銻赭石、自然銻,偶見硫銻鐵礦、閃鋅礦;非金屬礦物以石英為主,其次為絹云母、長石、黏土、菱鐵礦、方解石(白云石)、綠泥石、電氣石、磷灰石、白鈦礦等[15]。

        礦區(qū)礦化類型為破碎帶蝕變巖型。按主要金屬礦物組合特點(diǎn),礦石可分為3類:①輝銻礦-毒砂(黃鐵礦)-自然金礦石;②毒砂-自然金礦石;③黃鐵礦-自然金礦石[15]。

        礦石有用化學(xué)組分為Au、Sb,其他伴生元素有As、Hg、W、Mo、Cu、Pb、Zn、Ag。礦區(qū)Au、Sb相關(guān)性較好,利用礦區(qū)內(nèi)743個Au、Sb品位數(shù)據(jù)進(jìn)行相關(guān)分析,得出相關(guān)系數(shù)為0.363,大于臨界值0.094(信度為0.01)。另外,利用礦石微量元素分析數(shù)據(jù)進(jìn)行因子分析,也顯示Au、Sb為同一因子。因此,Au、Sb關(guān)系較為密切,具有相同的富集特點(diǎn)。

        3.3 圍巖蝕變

        金銻礦脈圍巖蝕變較強(qiáng)烈,主要分布于含礦斷裂破碎帶及其兩側(cè),蝕變帶寬窄不一,最薄處為2 m,最厚處可達(dá)90 m;按蝕變礦物組合,自含礦破碎帶中心向外可大致分為3個帶:內(nèi)帶蝕變組合由硅化、毒砂化、黃鐵礦化組成,中帶為碳酸鹽化、絹云母化蝕變組合,外帶主要為絹云母化。內(nèi)帶、中帶、外帶發(fā)育完備時,礦化最強(qiáng)。

        3.4 成礦階段

        根據(jù)礦床的宏觀分布特征、礦石組構(gòu)、礦物共生組合、礦化圍巖蝕變及其相互關(guān)系,可將礦床的成礦作用確定為一個成礦期——熱液充填(交代)成礦期,即金銻礦化期,其又可分為早、中、晚3個成礦階段[14]。石英、黃鐵礦貫穿成礦階段始末;銻礦化雖然持續(xù)整個熱液成礦期,但以中、晚熱液階段為主要形成階段;金礦化不僅持續(xù)整個熱液成礦期,而且早、中、晚熱液階段都占據(jù)金礦化的重要地位。

        4 成礦構(gòu)造分析

        成礦構(gòu)造是指與礦床形成及改造有關(guān)的構(gòu)造,礦區(qū)控制成礦的地質(zhì)因素主要有巖漿、構(gòu)造、巖性等,在許多情形中,構(gòu)造因素對成礦都起著至關(guān)重要的作用,對熱液型礦床尤其如此[16-17]。

        4.1 成礦構(gòu)造型式

        通過對礦區(qū)進(jìn)行系統(tǒng)的現(xiàn)場地質(zhì)測量并對區(qū)內(nèi)各勘查階段的勘查資料進(jìn)行整理與分析,詳細(xì)討論了礦區(qū)成礦構(gòu)造型式,認(rèn)為礦區(qū)內(nèi)NWW向(橫向)、NNE向(縱向)、NNW向(斜向)、NEE向(斜向)斷裂發(fā)育,且均具有不同程度的礦化現(xiàn)象,并形成了不同規(guī)模的礦體,構(gòu)成了“米”字型的成礦構(gòu)造型式(圖3)。

        4.2 構(gòu)造控礦規(guī)律

        礦區(qū)構(gòu)造對礦體具有明顯的控制作用,基本控礦規(guī)律總結(jié)如下:

        棚寬8~10m、棚長40~60m、棚高2.3~2.5m。棚架主體寬6~8 cm,可選用竹片或塑鋼材料,根據(jù)氣候條件可做兩三層內(nèi)膜支架,內(nèi)膜支架間距為15~18 cm。

        (1)正向構(gòu)造控礦。區(qū)域上,EW向基底隆起帶與NNE向褶皺復(fù)合疊加形成的一系列NNE向穹窿狀短軸背斜控制著一系列礦床的分布,如白馬山隆起控制古臺山金礦床,大乘山隆起控制高家坳礦床,龍山隆起控制龍山金銻礦床等(圖1)。

        (2)構(gòu)造控礦具有明顯的優(yōu)勢方位。礦脈具有明顯的NWW、NNE 2組優(yōu)勢方位。本研究對礦區(qū)地表礦脈產(chǎn)狀進(jìn)行了統(tǒng)計(jì),結(jié)果見圖4。由圖4可知:礦脈2個極密部位的產(chǎn)狀分別為 18°∠79°,296°∠76°。即一組走向288°,為NWW向礦脈的產(chǎn)狀,條數(shù)較少,但規(guī)模大,延伸遠(yuǎn);另一組走向26°,為NNE向礦脈的產(chǎn)狀,條數(shù)較多,但規(guī)模小,多短小,2類礦脈產(chǎn)狀多較陡。

        (3)斷裂交匯處富集成礦。NNE向斷裂與NWW向斷裂交匯處蝕變帶厚度明顯變大,礦化變強(qiáng),礦體厚度變大(圖3)。

        (4)NWW向礦脈具有NW向側(cè)伏規(guī)律。礦區(qū)聯(lián)合勘探線剖面圖(圖5)顯示,1#礦脈帶明顯向NW側(cè)伏,側(cè)伏角為67°。

        (5)分段富集規(guī)律。根據(jù)各中段和鉆孔的金、銻品位及厚度資料,本研究編制了NWW向脈組縱剖面圖(圖6)。分析圖6可知:總體上,礦體具有上部呈樹枝狀撒開、往深部合攏成大脈狀的特點(diǎn),并在傾向延深和走向延長方向上呈尖滅再現(xiàn)、富集帶與貧礦帶相間出現(xiàn)等現(xiàn)象。1-4#礦脈第一貧化段位于450~500 m標(biāo)高,上下分別為第一、第二富集帶,第二貧化段位于280~330 m標(biāo)高,上下分別為第二、第三富集帶;2#礦脈第一貧化段位于900~950 m標(biāo)高,上下分別為第一、第二富集帶,第二貧化段位于550~600 m標(biāo)高,上下分別為第二、第三富集帶。大體上,礦化集中區(qū)間的垂直距離為170~220 m,礦化分散區(qū)間的垂直距離為50~80 m。礦體在走向上也具有分段富集特點(diǎn),且貧化段間距較垂向上大。1-4#礦脈在104#~106#勘探線、110#~112#勘探線、116#~118#勘探線范圍內(nèi)對應(yīng)為貧化間隔段,2#礦脈在205#~207#勘探線范圍對應(yīng)為貧化間隔段。大體上,礦化富集區(qū)間的垂直距離為80~200 m,貧化區(qū)間的垂直距離為60~120 m。由于礦體具有NW側(cè)伏特征,因此礦體在走向及垂向上的富集區(qū)段也向NW偏移。

        (6)礦脈走向變化處富集成礦。NWW向礦脈往 NW向偏轉(zhuǎn)時,礦化變強(qiáng),礦體變厚(圖7)。

        5 礦區(qū)構(gòu)造演化分析

        6 深部成礦預(yù)測

        科學(xué)的成礦預(yù)測是在正確的成礦分析基礎(chǔ)上進(jìn)行的合理推斷[18]。根據(jù)井下現(xiàn)場地質(zhì)調(diào)查和礦體立體地質(zhì)編圖等方面的研究成果,本研究提出2處金銻礦體找礦靶區(qū)。其中,1#靶區(qū)位于NWW向脈組北西側(cè),沿脈組向NW向側(cè)伏,側(cè)伏角為67°,脈組在傾向及走向上富礦段與貧礦段相間出現(xiàn),走向上,該靶區(qū)沿脈組101#~105#勘探線分布,傾向上,垂向標(biāo)高為-440~-610 m;2#靶區(qū)沿脈組210#~214#勘探線分布,垂向標(biāo)高為200~50 m,區(qū)內(nèi)富礦段尚未被完全控制。

        由于區(qū)域大地構(gòu)造背景的獨(dú)特性,湘中地區(qū)是我國深部找礦較有前景的地區(qū)之一。近年來,在龍山金銻礦鄰近的EW向白馬山—龍山串珠狀構(gòu)造隆起帶之上的謝家山金銻礦、高家坳金礦、古臺山金礦深部均找到了富礦體。它們同為正向構(gòu)造控制,該類礦床在控礦構(gòu)造等方面具有相似之處,270 m中段施工的坑內(nèi)鉆孔也證實(shí)了-300 m水平以下有金礦化存在,按照相似類比原則,龍山金銻礦深部找礦仍具有較好前景。

        7 結(jié)語

        詳細(xì)分析了龍山金銻礦區(qū)域成礦地質(zhì)背景、礦區(qū)及礦床地質(zhì)特征,并進(jìn)行了深部成礦預(yù)測,圈定了找礦靶區(qū),對于該區(qū)后續(xù)找礦勘探工作有一定的參考價(jià)值。

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