譚 華
(貴州省地質礦產勘查開發(fā)局,貴州 貴陽 550004)
后坡南銻礦位于晴隆縣城南196°方位平距約17km,屬大廠鎮(zhèn)管轄,地理坐標東經(jīng)105°07′44″,北緯25°40′42″。毗鄰晴隆縣大廠銻礦床,是晴隆大廠銻礦的組成部分。
區(qū)域大地構造位于上揚子陸塊南盤江—右江印支造山帶興義隆起區(qū)[1]。主要出露二疊系、三疊系地層,以及峨眉山玄武巖。構造位于碧痕營穹窿南西段近核部,次級北東向后坡背斜從礦區(qū)經(jīng)過;斷裂構造發(fā)育一系列的北東向組,小廠斷層從礦區(qū)南東側經(jīng)過。
礦區(qū)內出露有二疊系茅口組、峨眉山玄武巖組、龍?zhí)督M,見圖1。含礦圍巖為茅口組頂部與峨眉山玄武巖之間的硅質蝕變巖層(Pd),俗稱“大廠層”,區(qū)內分為三個巖性段:
下部為區(qū)域的硅化灰?guī)r段,巖性為深灰色強硅化灰?guī)r,局部為乳白色次生石英巖,其上部常夾有灰白色粘土巖的角礫。厚0m~23.4m,一般厚4m~16m。具有硅化、黃鐵礦化、輝銻礦化、螢石化,是區(qū)內螢石礦體產出的主要部位。
中部為區(qū)內角礫化粘土巖段,巖性為淺灰色硅化粘土巖及角礫化硅化粘土巖,不顯層理,普遍含星點狀、斑點狀、團塊狀黃鐵礦,部分含硫達工業(yè)要求,是區(qū)內銻礦主要富集部位。厚0m~9.96m,一般厚1m~5m。
上部為區(qū)內蝕變玄武巖段,巖性為灰綠色變余玄武巖,蝕變強烈,見白色、綠色石英脈和團塊,含星點狀、團塊狀黃鐵礦,局部伴隨有銻礦產出。一般厚1m~5m。
圖1 晴隆縣后坡南梯礦地質圖
礦區(qū)內地質構造簡單,地層傾角平緩,斷裂不發(fā)育,由兩個背斜及一個向斜構成主干骨架,斷裂構造有三條,均為北東向高角度正及逆斷層。
2.2.1 褶皺
區(qū)內褶褶皺呈北東向產出,分別有B3、B4背斜和X5向斜。其中3號背斜(B3)為區(qū)域后坡背斜南東部分,從礦段中部通過,區(qū)內長4.1km,軸向北東35°左右,略呈弧形,向西彎曲,東翼傾角2°~7°,西翼傾角1°~8°。區(qū)內礦體主要受該背斜控制。
2.2.2 斷層
F1斷層:為區(qū)域小廠斷層中段部分,位于礦段東側(為東部邊界),長2530m以上,走向北東23°~35°,傾向南東,傾角75°~80°,最大垂直斷距約60m,為壓扭性斷層,破碎帶寬約10m~15m,在破碎帶內見有斷層泥和高嶺石化、硅化等,但未發(fā)現(xiàn)銻、螢石礦化。
2.3.1 礦體或含礦體產出部位
礦床中的螢石、銻主要產于“大廠層”中(見圖2),但產出的部位各異,銻礦體主要產于“大廠層”中部蝕變粘土巖的中下部,螢石礦主要產于“大廠層”下部的硅化灰?guī)r中。銻礦、螢石礦除上述主要產出部位外,在“大廠層”的其余部位呈零星礦體產出,其礦體規(guī)模比“大廠層”主要含礦部位要小,連續(xù)性亦較差。
圖2 后坡南6號勘探線剖面圖
螢石和銻的產出部位與“大廠層”的關系十分密切,含礦良好地段通常是“大廠層”厚度增大以及大廠層角礫化和硅化作用強烈的部位。當“大廠層”厚度明顯變薄或尖滅時,則成礦作用亦減弱或消失。
2.3.2 銻礦體產出特征
區(qū)內共圈出13個含礦體,在鉛垂方向上,含礦體的規(guī)模和形態(tài)有較大的差異:產于大廠層上部變余玄武巖中的銻礦含礦體(如D10、D11號),規(guī)模一般不大,順走向長120m,寬70m~80m;產于大廠層下部次生石英巖中銻礦含礦體(如D6、D8號),是大廠層中規(guī)模最小形態(tài)變化最大的含礦體,順走向和傾向方向僅數(shù)十米;產于大廠層中部角礫化硅化蝕變粘土巖中的銻礦含礦體,是礦段中規(guī)模最大穩(wěn)定性最好的含礦體,單個含礦體最長沿走向達905m(D1號),最寬可達286m。根據(jù)取樣統(tǒng)計,銻礦含礦體中礦體的最大厚度2.4m,平均厚度1.15m,礦體的最高品位含Sb為11.04%,礦段內平均含Sb為4.10%。銻礦體在含礦體中常沿巖性突變的界面、巖層產狀轉折處、斷層破碎帶附近、節(jié)理裂隙及其交叉處等部位產出,呈似層狀、囊狀、脈狀等形態(tài)產出。含礦體中銻礦體的規(guī)模一般不大,據(jù)鉆探控制情況及相鄰西舍開采資料統(tǒng)計,單個礦體一般長寬數(shù)十米不等。據(jù)取樣化驗資料統(tǒng)計,銻礦體的品位變化系數(shù)值為73.43%,含礦體的最大厚度4.38m,平均厚1.63m,含礦體的平均品位2.075%,品位變化系數(shù)為164.09%,含礦體順層斷續(xù)產出,其產狀與含礦層大體一致,但一般產于近背斜軸部或斷裂旁側,含礦體延長方向一般都大于寬度方向。
礦石的有用礦物主要為螢石,次要的有輝銻礦、貴翠、黃鐵礦;脈石礦物主要為石英,其次為粘土礦物、方解石、高嶺石等。輝銻礦具自形—半自形柱狀、板狀、針狀、他形粒狀及聚片雙晶結構;礦石具有致密塊狀、脈狀、角礫狀、放射狀構造。
礦石中有益組分為Sb,其次為S、F、Se。在輝銻礦含礦體中Sb含量變化較大,含Sb0.71%~9.04%;S在黃鐵礦和輝銻礦物中,含量不均,在黃鐵礦粘土中可達15%;F存在于螢石礦物中,含量低。
礦石類型依礦石中輝銻礦和其它礦物的組合關系,可分為石英—輝銻礦、粘土礦物—石英—輝銻礦、螢石—石英—輝銻礦、黃鐵礦—石英—輝銻礦四種類型礦石組合,以前兩種組合類型最為普遍。
圍巖蝕變主要為硅化,次為粘土化,局部見方解石化、黃鐵礦化、高嶺土化、銻礦化、重晶石化等,銻礦化與硅化蝕變較為密切。
銻礦分布區(qū)“大廠層”硅化作用普遍而強烈,縱向上自上而下有增強之勢。硅化強烈的巖石,原巖礦物幾乎均為硅質、石英交代,具花崗變晶結構,化學成分中SiO2含量可達90%以上,依石英的交代、穿插關系,可將硅化作用分為三期[2],銻礦化主要與第二期硅化密切共生產出:第一期硅化表現(xiàn)為形成隱晶硅質和微細粒他形石英集合體,多沿原巖孔隙發(fā)育的部位充填交代,在具角礫狀等碎屑結構的原巖中,如角礫狀粘土巖、粘土化玄武質沉火山角礫巖,硅化作用常在角礫之間表現(xiàn)較強,新生石英往往圍繞角礫生長而呈櫛殼狀分布。伴隨本期硅化,有輝銻礦化作用,可見浸染狀、針狀輝銻礦分布于新生石英粒間。第二期硅化以形成乳白色和綠色石英為特點,常沿破碎裂隙及各種孔隙充填交代,而多呈脈體和各種不規(guī)則集合體產出。在與第一期硅化形成的隱晶硅質和石英接觸部位,常見溶蝕并沉淀于其粒間的現(xiàn)象。乳白色石英多于脈體或孔隙邊緣生長成梳狀明凈的晶體,同時乳白色石英脈體中部,時而包容綠色石英團塊集合體,二者之間漸變過渡。本期硅化作用最強,并與區(qū)內輝銻礦化、螢石化、重晶石化關系最密切,輝銻礦呈放射狀、他形粒狀、板柱狀及塊狀集合體分布于石英粒間。同時含輝銻梳狀石英脈體也有先后穿插、切割的現(xiàn)象,體現(xiàn)了同期內不同階段熱液活動所致。第三期為成礦期后硅化,沿斷裂破碎帶、節(jié)理裂隙和溶洞發(fā)育,呈脈狀。石英晶粒細小,色白,無銻礦化、螢石礦化和黃鐵礦化現(xiàn)象,一般錯斷成礦期硅化石英脈及輝銻礦脈。硅化作用的結果,導致巖石局部呈現(xiàn)假角礫狀構造(角礫化),殘留的原巖在組構上也發(fā)生了變化;灰?guī)r的原生方解石發(fā)生不均勻重結晶,局部出現(xiàn)由碳酸鹽分解而殘存的有機質和炭質,使色調變深;硅質巖的隱晶硅質重結晶為顯微粒—細粒;粘土巖及粘土化玄武質巖石中的粘土礦物往往重結晶成為定向排列的鱗片狀,偶爾還產生顯微?!⒘傆?。
從前述礦體地質特征及蝕變的過程,可見螢石礦的成礦作用始于成巖階段后期的區(qū)域蝕變,即自“大廠層”巖石變成硅質蝕變巖開始,狹義地說則從燕山期使區(qū)內褶皺產生層間剝離構造開始。前者造就了合適的含礦圍巖,后者則提供了賦存礦體的空間,二者不可或缺。
彭建堂等(2003)[3]測定晴隆銻礦與銻礦伴生螢石的Sm—Nd等時線年齡為142Ma~148Ma,成礦作用發(fā)生在晚侏羅世,遠小于峨眉玄武巖的成巖年齡;王登紅等(2012)[4]測定與銻伴生螢石、方解石的Sm—Nd等時線年齡為142.3Ma~148Ma。通過兩次測試的等時線年齡均形成于燕山期早期,與礦區(qū)內褶皺構造同期。
通過區(qū)內大量的開采、勘查及研究探索,認為區(qū)內螢石礦主要受層位、巖性、構造、古卡斯特地貌、圍巖蝕變等因素控制。
“大廠層”含礦地質體是區(qū)的重要找礦標志層。銻礦均產于“大廠層”中的強硅化蝕變體中,主要產于“大廠層”中部角礫化粘土巖中,該巖性段是最佳的找礦部位。“大廠層”的厚度和巖性變化與螢石礦化的強度密切相關,厚度大者,三個巖性段齊全,螢石礦化強,礦體規(guī)模大;反之,礦體規(guī)模??;若該層尖滅則無礦。
構造控礦是區(qū)內主導因素,從已經(jīng)揭露和開采礦體情況看,主干構造碧痕營背斜、花魚井斷層和青山鎮(zhèn)斷層控制礦床。次級構造后坡背斜和小廠斷層直接控制礦體產出部位,與斷層有直接的成生關系,礦體常在斷層上升盤,甚至有時斷裂帶本身就含礦。礦體長軸方向往往與斷層走向一致。
“大廠層”基底是一凹凸不平的古卡斯特面貌,該面制約“大廠層”厚度變化,凹陷處“大廠層”的厚度大,凸起部位“大廠層”厚度小。根據(jù)礦體規(guī)模與“大廠層”厚度往往成正相關關系,找礦工作應重點放在古巖溶的凹陷帶。
銻礦體圍巖中發(fā)生明顯的熱液蝕變,有硅化、粘土化、方解石化、黃鐵礦化、螢石礦化、高嶺石化、重晶石化等,與螢石礦化關系密切的蝕變是硅化、黃鐵礦化。
通過上述銻礦產出特征、成礦期次以及控礦因素分析,得出以下結論:①銻礦產出嚴格受“大廠層”蝕變體控制,并在“大廠層”與有利構造組合部位成礦。②區(qū)內成礦期次是多期的,銻礦的成礦主要產于第二期硅化蝕變中。③區(qū)內螢石的Sm—Nd等時線年齡為142Ma~148Ma[3,4],形成于燕山期早期,與礦區(qū)內褶皺構造同期。