田 磊,杜 云,樊 暉
(湖南省地質調查院,湖南 長沙 410116)
南嶺地區(qū)花崗巖廣泛發(fā)育,與之有關的有色金屬、稀有金屬等礦床十分的豐富[1-4]。筆者通過分析茶盤元銅鉛礦床的地質特征,探討了礦床成因,總結了找礦標志,并對找礦前景進行分析,對今后該礦床的進一步找礦工作有一定的指示意義。
本區(qū)位于南嶺東西向構造帶的中段北緣,邵陽~郴州北西向基底斷裂帶與陽明山~大義山~上堡東西向基底斷隆帶的交匯部位。區(qū)域內地層出露齊全,除志留系缺失外,南華系至第四系均有出露。區(qū)內構造活動主要經歷了加里東期、印支期、燕山期等構造期次。加里東運動形成由寒武系和奧陶系組成的北東向褶皺基底,構成該區(qū)內的基底構造格架;印支運動則形成北北東向、近南北向斷裂構造和大致為東西走向的巨型復背斜;燕山運動主要形成了以北北東向、北東向為主的斷裂構造[5]。區(qū)內巖漿活動頻繁強烈,規(guī)模較大。主要巖體有大義山巖體和塔山巖體,均為多期次侵入的復式巖體,具有明顯的階段性和繼承性,主要巖性為花崗巖類,塔山巖體侵入時代為印支期,大義山巖體侵入時代主要為燕山期。另外區(qū)內脈巖也十分發(fā)育,主要為細?;◢弾r脈、花崗斑巖脈等。
礦區(qū)位于塔山巖體北西側接觸帶,區(qū)內出露的地層有奧陶系和寒武系,北東向、近東西向斷裂構造發(fā)育,出露有印支期花崗巖(圖1)。
(1)地層。區(qū)內出露的地層有奧陶紀天馬山組一段、天馬山組二段、寒武紀茶園頭組,地層主要分布于礦區(qū)北部,南西側也有少量分布,地層與巖體呈侵入接觸關系,地層之間為斷層接觸關系。奧陶紀天馬山組二段:灰綠~深灰色薄~中厚層狀淺變質細粒巖屑石英雜砂巖、石英雜砂巖夾絹云母板巖。奧陶紀天馬山組一段:灰~灰黑色厚~巨厚層淺變質石英砂巖夾灰~灰黑色中~薄層板巖、灰~灰綠色中~厚層粉砂巖及灰~灰黑色中層砂質板巖。寒武紀茶園頭組:灰黑色、黑色厚層狀淺變質長石石英雜砂巖、淺變質石英砂巖夾灰黑色板巖、粉砂質板巖、絹云母板巖。地層與巖體的接觸帶發(fā)育不同程度的角巖化、硅化等圍巖蝕變。
圖1 礦區(qū)地質圖
(2)構造。礦區(qū)位于塔山巖體侵入下古生界及泥盆系形成的塔山穹隆西緣,礦區(qū)內斷裂構造十分發(fā)育,可劃分為北東向斷裂與近東西向斷裂。①近東西向斷裂。該組斷裂包括F7、F8兩條斷層。其中F7是寒武系茶園頭組與奧陶系天馬山組一段的分界線。其走向與地層走向基本一致,呈東西向,傾角40°~70°,為層間滑脫斷層。該組斷層在礦區(qū)范圍內的可見長度約400m,在區(qū)域上往東延伸可達數(shù)千米。②北東向斷裂。該組斷裂包括目前已發(fā)現(xiàn)的F1、F2、F3、F4、F5、F6六條近于平行的斷裂。該組斷裂具有規(guī)模大,發(fā)育斷層破碎帶特點,破碎帶寬度5m~50m不等,主要由碎裂花崗巖、構造角礫巖及石英脈組成,局部還可見后期侵入的蝕變輝綠巖脈。其中F1斷裂規(guī)模最大,貫穿整個礦區(qū),在礦區(qū)范圍內長度約2km,主要由碎裂花崗巖、構造角礫巖及石英脈組成,寬10m~20m,產狀145°∠80°。斷裂帶內發(fā)育有黃鐵礦化、黃銅礦化、方鉛礦化等金屬礦化。北東向斷裂是區(qū)內的主要導礦、容礦構造。
(3)巖漿巖。礦區(qū)內出露的巖漿巖是塔山巖體的北西部。塔山巖體為晚三疊世形成的多期次活動的復式巖體,主要經歷了5期次巖漿侵入活動,不同期次之間為涌動或脈動接觸關系。礦區(qū)內出露為塔山巖體第一次侵入細中粒斑狀黑云母二長花崗巖,似斑狀結構,塊狀構造,主要由鉀長石、斜長石和石英組成,含少量黑云母、電氣石,及微量磷灰石、金紅石等副礦物。主要礦物石英、鉀長石、斜長石可見粒徑大小截然不同的兩群,似斑晶含量約為30%~70%,直徑10mm~40mm,基質含量45%~70%,直徑1mm~5mm,同種礦物的似斑晶和基質特征相似。各種礦物含量中,鉀長石占26%~28%,斜長石22%~35%,石英約35%~41%,黑云母約3%~7%,電氣石約1%~2%。
(4)地球化學特征。1:5萬水系沉積物測量顯示礦區(qū)內發(fā)育W、Sn、Bi、Cu、Pb、As、Be、Ag、等元素異常,其中W元素具有三級濃度分帶,異常濃集中心明顯,主要分布于礦區(qū)北部,As、Be元素具有二級濃度分帶,As異常與W異常套合較好,Cu元素異常濃度分帶不明顯,但其分布范圍大。1:10000土壤剖面測量顯示銅、鉛、鋅、鎢、錫等元素出現(xiàn)了多個異常高峰值,異常形態(tài)尖銳,且各元素異常套合較好,且異常高峰值與已知礦脈或者斷層的出露位置相吻合,是明顯的礦致異常;另外在所有元素的異常中銅、銀及鎢、錫異常最為顯著,銅、銀異常具有相關性,鎢、錫異常則具有較強相關性。各異常大多與已知礦脈的吻合性較好,而偏離已知礦脈的異常,極有可能指示著未知礦脈的存在。
(1)礦脈特征。礦區(qū)內目前發(fā)現(xiàn)一條礦脈,產于F1斷層破碎帶中,出露長度約500m,一般厚度2m~5m,局部具明顯的膨縮現(xiàn)象,最寬處可達10m,最窄處約1m,產狀130°~150°∠30°~60°,與斷層產狀一致。礦脈主要由石英脈、碎裂花崗巖及構造角礫巖組成;黃銅礦及方鉛礦主要呈星點狀分布,少數(shù)呈塊狀分布于石英脈中的灰色石英團塊或斑點內,而潔凈的純白色石英一般不含礦。礦脈兩側圍巖發(fā)育硅化和弱綠泥石化。該礦脈主要由TC103所控制,刻槽取樣分析單工程平均品位Cu平均品位0.276%,Pb平均品位0.336%,Ag平均品位9.4g/t,礦脈真厚度1.84m。
(2)礦石特征。礦石礦物主要有黃銅礦和方鉛礦,其次為孔雀石等,黃銅礦及方鉛礦主要呈星點狀,少數(shù)呈塊狀分布于石英脈中的灰色石英團塊或斑點內,而潔凈的白色石英一般不含礦。脈石礦物主要為石英、白云母,其次為綠泥石。
礦石結構主要有:半自形—他形晶結構、交代結構、填隙結構等;礦石的構造主要有:星點狀、細脈狀及浸染狀構造。
根據(jù)采集樣品化學分析結果可知,礦石中主要有益組分為Cu、Pb。Cu以黃銅礦及少量孔雀石的形式存在,Pb主要以方鉛礦的形式存在。
礦石自然類型為原生礦石;工業(yè)類型屬于硫化物礦石;按礦石構造可分為:塊狀、星點狀、浸染狀、細脈狀礦石;按礦物共生組合可主要劃分為石英-方鉛礦-黃銅礦石。
(3)找礦標志。地表可見明顯的方鉛礦化、黃銅礦化,主要發(fā)育于北東西向斷裂破碎帶中,易于識別和追索,因此方鉛礦化、黃銅礦化為直接找礦標志。
已發(fā)現(xiàn)的礦脈受北東向斷裂構造控制,故北東向斷裂是本區(qū)重要的構造找礦標志。
礦區(qū)內1/1萬土壤地球化學測量與1/5萬水系沉積物測量圈定異常大多與已知礦脈的吻合性較好,因此地球化學異??梢宰鳛閰^(qū)內的間接找礦標志。
該礦床位于塔山巖體西緣北側接觸帶,巖漿活動強烈,巖漿演化過程中形成含礦汽水熱液,為區(qū)內成礦作用提供了物質基礎,礦區(qū)內斷層構造十分發(fā)育,其中北東向斷層為導礦、容礦構造;已發(fā)現(xiàn)的礦脈嚴格受斷裂構造控制,根據(jù)礦脈的產出部位、形態(tài)特征、與巖漿巖的時空關系,以中低溫礦物為主的礦物組合、化學成分及結構構造、圍巖蝕變等方面的特征,確定礦床成因類型為與巖漿巖有關的中低溫熱液裂隙充填型礦床。工業(yè)類型為脈狀銅鉛鋅礦床。
茶盤元銅鉛礦床位于塔山巖體西緣接觸帶上,巖漿活動強烈,構造十分發(fā)育,成礦地質條件良好。該礦床屬中低溫熱液石英脈充填型礦床,目前已發(fā)現(xiàn)一條礦脈,由TC103所控制,刻槽取樣分析達到工業(yè)品位要求,礦脈在走向有一定延伸,且礦脈賦存于北東向F1斷裂中,該斷裂在走向及傾向上延伸穩(wěn)定,因此可以判斷有擴大礦床規(guī)模的找礦前景。
北東向斷裂為區(qū)內重要的構造找礦標志,礦區(qū)范圍發(fā)育數(shù)條大致平行的北東向斷裂構造,1/1萬土壤地球化學測量與1/5萬水系沉積物測量圈定異常與已知礦脈吻合較好,下一步工作建議圍繞區(qū)內北東向斷裂與地球化學異常發(fā)育地段開展,有發(fā)現(xiàn)新礦脈的潛力。
該礦床地表為銅鉛礦化,深部缺少工程控制,而礦區(qū)深部溫度高、壓力大,銅、鉛等中低溫元素無法大量沉淀下來,卻具有錫、鎢、鉬等高溫元素成礦的良好條件;當巖漿侵入后溫度開始逐步降低,富含錫、鎢、鉬等高溫元素的成礦熱液則進入構造有利部位沉淀下來,形成礦體,因此認為深部是尋找高溫熱液金屬礦的有利地段。