張偉偉,趙志堅(jiān),柏道遠(yuǎn)
(1.湖南辰州礦業(yè)有限責(zé)任公司,湖南 懷化 418000;2.湖南有色二總隊(duì),湖南 湘潭 411100;3.湖南省地質(zhì)調(diào)查院,湖南 長(zhǎng)沙 410000)
雪峰弧形構(gòu)造帶屬湖南“金腰帶”西段,具有良好的金銻多金屬成礦地質(zhì)條件和巨大的找礦潛力[1]。鏟子坪礦集區(qū)位于雪峰弧形構(gòu)造帶中段[2-4],區(qū)內(nèi)發(fā)育鏟子坪、橫鼻洞、大坪、青山洞、石榴寨、白巖壟、響溪等眾多金礦床(點(diǎn)),顯示出良好的找礦前景。
響溪金礦區(qū)位于揚(yáng)子板塊與華南板塊結(jié)合部位之江南地體西南段,NE向雪峰弧形構(gòu)造帶與白馬山-龍山EW向構(gòu)造-巖漿巖帶的套合部位,溆浦-武陽(yáng)深大斷裂上盤(pán)(圖1)。區(qū)域上經(jīng)歷了武陵期活動(dòng)大陸邊緣盆地、雪峰期—南華紀(jì)陸內(nèi)裂谷盆地、震旦紀(jì)—早奧陶世被動(dòng)陸緣盆地、中奧陶世—志留紀(jì)前陸盆地、泥盆紀(jì)—中三疊世陸表海盆地、晚三疊世—第四紀(jì)陸相盆地及山體抬升等6個(gè)大的構(gòu)造階段[21],塑造了響溪金礦及周邊地區(qū)的地層、巖漿巖、構(gòu)造、礦產(chǎn)等發(fā)育特征。區(qū)域上出露地層自早至晚有新元古代板溪群、南華系、震旦系、寒武系—志留系。其中板溪群—南華系為裂谷盆地火山-碎屑沉積,震旦系—下奧陶統(tǒng)為被動(dòng)大陸邊緣盆地陸源碎屑夾少量碳酸鹽、硅質(zhì)沉積,中奧陶統(tǒng)—志留系為前陸盆地砂、泥質(zhì)沉積[2]。東北部和西南部分別出露黃茅園巖體和中華山巖體花崗巖,其形成時(shí)代為印支晚期(晚三疊世)。這些晚三疊世花崗巖及可能的隱伏巖體為鏟子坪礦集區(qū)提供了成礦熱液和能量[15]。
該區(qū)經(jīng)歷了冷家溪群沉積期末的武陵運(yùn)動(dòng)、志留紀(jì)后期的加里東運(yùn)動(dòng)、中三疊世后期的印支運(yùn)動(dòng)(主幕)、中侏羅世后期的早燕山運(yùn)動(dòng)等幾次主要擠壓構(gòu)造事件,區(qū)域上分別造成板溪群與冷家溪群、上古生界與前泥盆系、上三疊統(tǒng)與上古生界、白堊系與侏羅系(或前白堊系)之間的角度不整合[2-4,22-23]。此外,尚經(jīng)歷了晚三疊世—早侏羅世區(qū)域SN向擠壓、白堊紀(jì)區(qū)域伸展、古近紀(jì)中晚期NNE向右行走滑和NE向擠壓、古近紀(jì)末—新近紀(jì)區(qū)域NW向擠壓等構(gòu)造事件[23-26],使區(qū)域地質(zhì)構(gòu)造和相應(yīng)的控礦構(gòu)造復(fù)雜化。鏟子坪礦集區(qū)的構(gòu)造類型主要為NE向~NNE向的褶皺、斷裂、劈理和強(qiáng)劈理化帶、韌性剪切帶,以及NW向斷裂、節(jié)理等[7-11,13-16]。受區(qū)域雪峰沖斷帶背沖構(gòu)造(即沖斷帶東部向東逆沖)控制[2,22,27-28],區(qū)內(nèi)NE向~NNE向斷裂大多傾向NW,其組成的疊瓦狀逆沖推覆構(gòu)造為該區(qū)主體構(gòu)造格架。區(qū)內(nèi)容礦構(gòu)造以NW向斷裂和節(jié)理裂隙為主,如鏟子坪金礦;次為NNE向韌性剪切帶,如大坪金礦。
據(jù)1:20萬(wàn)化探資料,本區(qū)高澗群巖門(mén)寨組(Pty)、南華系中Sb、As、Au元素的平均值均高于上部大陸地殼平均值的數(shù)倍至10余倍,可以為礦床的形成提供物源。區(qū)內(nèi)構(gòu)造變動(dòng)強(qiáng)烈,巖漿活動(dòng)頻繁,導(dǎo)致地表物質(zhì)強(qiáng)烈分異,形成眾多Au的地球化學(xué)異常,其濃集異常主要沿NW向構(gòu)造帶分布(圖2)。響溪金礦即位于東部的坪山塘異常分布區(qū),成礦的地質(zhì)地球化學(xué)條件較好。
區(qū)內(nèi)出露地層主要為南華系長(zhǎng)安組(Nh1c)和第四系(Q)。
長(zhǎng)安組主要為灰綠色塊狀淺變質(zhì)冰磧泥礫巖、含礫砂質(zhì)板巖及砂質(zhì)板巖、板巖,厚度1918.6m。自下而上劃分為3個(gè)巖性段。第一段:為雜色(灰紫色、淺灰、灰綠)厚層狀長(zhǎng)石石英雜砂巖夾含礫長(zhǎng)石石英雜砂巖、雜色中—厚層狀冰磧含礫砂質(zhì)板巖夾砂質(zhì)板巖以及灰—灰白色、灰綠色長(zhǎng)石石英雜砂巖等,厚279.3m。本段在研究區(qū)內(nèi)未出露。第二段:為灰綠色條帶狀厚層絹云母板巖、粉砂質(zhì)板巖夾雜砂巖,厚493.2m。第三段:下部為灰綠色塊狀含礫粉砂質(zhì)長(zhǎng)石石英雜砂巖、巖屑石英雜砂巖夾含礫砂質(zhì)板巖。上部為灰綠色厚層塊狀含礫粉砂質(zhì)板巖夾含礫巖屑雜砂巖與薄—中層狀巖屑砂巖和粉砂質(zhì)板巖、板巖。本段厚943.1m。響溪金礦礦體主要賦存于第三段含礫砂質(zhì)板巖、粉砂質(zhì)板巖中。
圖1 區(qū)域地質(zhì)構(gòu)造與金礦分布略圖
圖2 響溪金礦地質(zhì)略圖
區(qū)內(nèi)發(fā)育一組“雁列式”NNE向背斜構(gòu)造,軸向25°,背斜南西延伸仰起端與F3斷層交匯(南部斷坑礦區(qū)),構(gòu)造交匯部位分布大量早期民采老窿,表明礦區(qū)內(nèi)背斜與金礦成礦關(guān)系較為密切。礦區(qū)范圍自北向南主要發(fā)育響溪、莧菜沖和莧茅嶺等3個(gè)背斜(圖3),其主要特征如下:響溪背斜:軸向延長(zhǎng)約1300m。兩翼地層傾角25°~40°,向NE傾伏,推測(cè)傾伏角為15°~20°。南起于F3斷層,往北延伸至礦區(qū)V2脈;在其南部仰起端近F3斷層分布有D995、D994二個(gè)早期開(kāi)采金礦的民采坑道。坑道及水平鉆孔揭露,背斜軸部發(fā)育次一級(jí)褶皺,被NE向斷層切錯(cuò)。莧菜沖背斜:位于響溪背斜南面,地表控制背斜走向長(zhǎng)約2000m。其南部仰起端即F3斷層?xùn)|側(cè),沿走向約700m范圍內(nèi)于背斜軸部附近分布了大量的民采坑道,是斷坑礦區(qū)北部民采的主要區(qū)段。黃茅嶺背斜:位于斷坑礦區(qū)東部,與莧菜沖背斜平行產(chǎn)出,已知背斜長(zhǎng)300 m以上,背斜軸部及兩翼有民窿。
圖3 響溪金礦背斜、斷層構(gòu)造分布簡(jiǎn)圖
主要斷裂為F3,其呈NNE向斜貫礦區(qū),為一正斷層,傾向NW,平均傾角67°,其旁側(cè)與之平行的平直的剪切節(jié)理裂隙發(fā)育,節(jié)理傾向220°~250°、傾角65°~80°、間隔0.02m~數(shù)米,被石英細(xì)脈充填,脈體具金(銻)礦化。F3斷層上、下盤(pán)均為南華系長(zhǎng)安組第三段的灰綠色含礫粉砂質(zhì)長(zhǎng)石石英雜砂巖。
礦區(qū)已發(fā)現(xiàn)NW向礦脈4條(V1、V2、V3、V4),位于F3下盤(pán)、F4上盤(pán),即F3與F4所夾持的斷塊中。礦脈均賦存在長(zhǎng)安組第三段第二層(Nh1c3-2)灰綠色淺變質(zhì)粉砂質(zhì)板巖中,以淺黃色-淺白色褪色化現(xiàn)象為主,其走向與圍巖呈明顯大角度相交。其中V2、V3為主礦脈,沿走向往NW方向(靠近F3斷裂方向)表現(xiàn)出金礦化增強(qiáng)、銻礦化減弱、硅化和毒砂礦化增強(qiáng)的趨勢(shì)。其中:
V2礦脈(蝕變帶):位于F4的上盤(pán)、冰磧礫巖層上部,礦體主要賦存于NW向剪切蝕變帶中。礦脈由平行的石英細(xì)脈組和蝕變板巖組成,由西往東石英脈具有稀疏粗脈→密集粗脈→密集細(xì)脈帶(圖4)→稀疏細(xì)脈帶的發(fā)育特征。
圖4 V2脈特征
圖5 V3脈特征
V3礦脈(蝕變帶):位于V2脈南西側(cè)30m左右,與V2脈帶平行產(chǎn)出,賦存于張—剪性構(gòu)造蝕變帶中,由石英脈和蝕變板巖組成(圖5)。
此次在野外調(diào)查工作基礎(chǔ)上,結(jié)合區(qū)域構(gòu)造特征和構(gòu)造演化背景,對(duì)響溪礦區(qū)近外圍構(gòu)造控礦特征進(jìn)行初步研究,進(jìn)而對(duì)該區(qū)金礦找礦前景進(jìn)行分析評(píng)價(jià)。
(1)F3斷層上盤(pán)踏勘與礦化特征。
對(duì)F3斷層上盤(pán)木蘭溪—里木沖一帶進(jìn)行調(diào)查,于木蘭溪發(fā)現(xiàn)2個(gè)民采老窿,其位置相鄰,處于不同標(biāo)高。下部的老窿1坑道掘進(jìn)約20m,于洞口見(jiàn)近平行的NE向石英細(xì)脈產(chǎn)出,產(chǎn)狀300°~310°∠62°,厚度10mm~60mm;圍巖具硅化、絹云母化、綠泥石化等礦化蝕變,并見(jiàn)大量硫化物發(fā)育,偶見(jiàn)方鉛礦。掌子面處見(jiàn)一近SN向的含金破碎蝕變帶(圖6),見(jiàn)近似平行的石英脈產(chǎn)出,產(chǎn)狀330°~345°∠67°;圍巖蝕變較強(qiáng),見(jiàn)大量的硫化物發(fā)育,局部見(jiàn)方鉛礦,打塊化驗(yàn)分析金品位0.22g/t。
圖6 木蘭溪老窿1掌子面蝕變帶
圖7 老窿2坑道內(nèi)平行石英細(xì)脈
老窿2在老窿1的正上方,硐口方位15°,掘進(jìn)約6m。在洞口見(jiàn)一組近似平行產(chǎn)出的NE向石英細(xì)脈帶(圖7),產(chǎn)狀315°∠65°,脈幅8mm~15mm,每米約7~10條。石英細(xì)脈內(nèi)及與圍巖接觸面處,見(jiàn)黃鐵礦等硫化物發(fā)育。圍巖具絹云母化、褪色化、綠泥石化、黃鐵礦化等礦化蝕變,蝕變作用相對(duì)較強(qiáng),打塊化驗(yàn)分析金品位0.25g/t。
圖8 木蘭溪大塘坡組中的含金構(gòu)造蝕變帶
圖9 木蘭溪民采老隆中的錳礦層
(2)F3斷層下盤(pán)踏勘及礦化點(diǎn)特征。
在F3斷層下盤(pán)的木蘭溪發(fā)現(xiàn)一表露含金蝕變帶,其傾向310°,傾角35°,產(chǎn)于南華系大塘坡組(Nh2d)錳礦層中(圖8),與地層呈大角度相交。受構(gòu)造影響,蝕變帶上下盤(pán)錳礦層破碎且有變形,采樣分析金品位0.5g/t。在該露頭點(diǎn)以西約500m處,有一民采老窿,兩處高差50m左右。該民采老窿中的錳礦層為地表露頭的傾向延伸部位,地層中的礦化蝕變情況與地表露頭相似(圖9)。
在礦區(qū)南部,于F4斷層下盤(pán)的漿溪村發(fā)現(xiàn)兩個(gè)老窿,其水平相隔約6m。東部老窿坑口方位70°,坑道沿礦化蝕變帶掘進(jìn)約5m。蝕變帶寬約1.0m,產(chǎn)狀355°∠61°,具強(qiáng)絹云母化、硅化,硫化物發(fā)育(圖10),裂隙面上見(jiàn)紅褐色鐵染。在硐口左壁及掌子面,于蝕變帶內(nèi)見(jiàn)一組石英脈,單條脈脈幅30mm~70mm,共7條(圖11)。另一老窿坑口方位30°,掘進(jìn)約20m,硐內(nèi)見(jiàn)張性石英脈及石英團(tuán)塊;圍巖蝕變較強(qiáng),石英脈和蝕變帶的產(chǎn)狀與東側(cè)老窿近乎平行,取樣分析金品位0.3g/t。
圖10 漿溪老窿坑道揭露礦化蝕變帶
圖11 漿溪老窿礦化蝕變帶中的石英脈
已有區(qū)域地質(zhì)調(diào)查成果顯示,F(xiàn)3、F4表現(xiàn)為右行平移斷裂,兩盤(pán)對(duì)應(yīng)地層的錯(cuò)移距離達(dá)2km左右(圖12)??紤]到NW向礦脈的成礦時(shí)代為晚三疊世[15],而區(qū)域NNE向斷裂的右行走滑發(fā)生于古近紀(jì)中晚期[23-24,26,29],因此如果響溪礦區(qū)的V2、V3號(hào)礦化蝕變帶切入了斷裂F3的上盤(pán)和斷裂F4的下盤(pán),則被錯(cuò)礦脈的位置應(yīng)分別位于木蘭溪一帶和漿溪一帶(圖13)。
響溪礦區(qū)的V2、V3礦化蝕變帶及次級(jí)礦化石英脈均為NW走向且橫切區(qū)域NNE構(gòu)造線,而本次初步調(diào)查發(fā)現(xiàn)木蘭溪一帶的構(gòu)造蝕變帶則呈SN走向,且旁側(cè)石英細(xì)脈呈NE走向,故兩地礦化構(gòu)造蝕變帶肯定不具對(duì)應(yīng)關(guān)系。與木蘭溪類似,本次于漿溪地區(qū)發(fā)現(xiàn)的近EW向礦化蝕變帶也與響溪礦區(qū)NW向礦脈無(wú)對(duì)應(yīng)關(guān)系。鑒上,本文認(rèn)為響溪礦區(qū)的V2、V3構(gòu)造蝕變帶受到斷裂F3、F4的限制,其只發(fā)育于這兩條斷裂所夾的斷塊之內(nèi)。
圖12 響溪礦區(qū)1:5萬(wàn)區(qū)域地質(zhì)圖
如前文所述,調(diào)查區(qū)在長(zhǎng)期的構(gòu)造演化中經(jīng)歷了多期構(gòu)造變形事件[2-4,22-26],形成了不同走向、不同性質(zhì)、不同規(guī)模的褶皺、斷裂、劈理、節(jié)理等,因此構(gòu)造特征極為復(fù)雜。但在晚三疊世隨花崗質(zhì)巖漿活動(dòng)發(fā)生金的成礦作用[15]之前,只經(jīng)歷志留紀(jì)后期的加里東運(yùn)動(dòng)和中三疊世后期的印支運(yùn)動(dòng)兩次構(gòu)造變形事件(更早的武陵運(yùn)動(dòng)未涉及研究區(qū)賦礦地層),因此控礦、含礦構(gòu)造的研究只需考慮加里東期和印支期構(gòu)造變形即可(后期破礦構(gòu)造除外)。
加里東運(yùn)動(dòng)中研究區(qū)遭受NWW向擠壓,形成NNE走向的褶皺、逆斷裂(含韌性剪切帶;主要傾向西)、層間剪切斷裂、透入性劈理、強(qiáng)劈理化帶等構(gòu)造類型[2-4,22,26],其中NNE向逆斷裂為區(qū)域控制性構(gòu)造,作為重要的導(dǎo)礦、容礦構(gòu)造對(duì)加里東期和印支期礦床(體)的定位起到重要的控制作用。
在雪峰構(gòu)造帶中段,加里東運(yùn)動(dòng)的構(gòu)造活化作用可形成中小型金礦床,如層間破碎帶型字溪金礦的毒砂Re-Os等時(shí)線年齡為425±28Ma[30],屬加里東期;大坪金礦中NNE向韌性剪切帶型金礦體被印支期NW向斷裂(礦脈)切割,也應(yīng)形成于加里東期。值得指出的是,受復(fù)雜的邊界條件控制,加里東期及后述印支期的NNE向斷裂在局部可變異為近SN走向,如本次于木蘭溪所見(jiàn)的SN向含金破碎蝕變帶。
圖13 響溪礦區(qū)及近外圍礦化蝕變帶分布
印支運(yùn)動(dòng)中研究區(qū)遭受NW~NWW向擠壓,形成西傾為主的NNE向逆斷裂(個(gè)別NE向)、NNE向褶皺(多為加里東期褶皺進(jìn)一步加強(qiáng))以及NW向~NWW向的張性和剪性斷裂與節(jié)理裂隙,其中NW向~NWW向斷裂與節(jié)理裂隙成為印支晚期(晚三疊世)金礦的主要含礦構(gòu)造[7-8]。
除導(dǎo)礦、容礦外,上述構(gòu)造尚對(duì)礦化蝕變帶的產(chǎn)出部位、延伸特征以及礦脈類型的橫向變化等具有控制作用,具體體現(xiàn)在以下幾方面:
(1)從響溪(如V4脈)、鏟子坪等已知礦床的成礦規(guī)律來(lái)看,NNE向背斜是重要的控礦、容礦構(gòu)造,背斜部位NW向礦脈更為發(fā)育且礦化蝕變更強(qiáng)。根據(jù)擠壓背景下斷裂相關(guān)褶皺的發(fā)育機(jī)制,背斜部位通常對(duì)應(yīng)有隱伏的順層滑脫斷裂或逆沖斷裂,如此提供了兩方面成礦有利條件:一是其軸部及近側(cè)擠壓應(yīng)力更大,因此也更容易形成橫向張剪性斷裂和節(jié)理裂隙;二是隱伏斷裂為成礦流體的運(yùn)移和供給提供了良好的通道條件。
(2)NW向含礦斷裂構(gòu)造受NNE向規(guī)模斷裂所限,一般不切穿后者。加里東運(yùn)動(dòng)中即已形成了NNE向規(guī)模逆斷裂,這些斷裂將地殼上層分割為條狀斷塊,各斷塊為力學(xué)性質(zhì)相對(duì)連續(xù)的獨(dú)立巖石單元,相鄰斷塊之間因有規(guī)模斷裂發(fā)育而具有顯著的巖石力學(xué)不連續(xù)性。受此構(gòu)造條件制約,印支運(yùn)動(dòng)時(shí)在區(qū)域NW~NWW向擠壓下,先期NNE向規(guī)模斷裂作為構(gòu)造薄弱帶優(yōu)先活動(dòng)且仍為運(yùn)移幅度最大的控制性構(gòu)造,而NNE向斷裂之間則發(fā)育位移量很小、僅限于斷塊內(nèi)部的NW向~NWW向張性、剪性斷裂和節(jié)理裂隙。需要指出的是,盡管NW向~NWW向斷裂不能貫穿NNE向規(guī)模斷裂,但可以切穿小型NNE向斷裂(多傾向西),并由此造成礦體向西側(cè)伏[7-8]。
(3)NNE向斷裂近側(cè),尤其是斷裂下盤(pán)近側(cè)是成礦的有利部位[7-8]。這一成礦特征大體與以下因素有關(guān):①NNE向斷裂是區(qū)域主干構(gòu)造,其大多規(guī)模大、切割深,是深部構(gòu)造變質(zhì)熱液、巖漿熱液等成礦流體的運(yùn)移通道,其兩盤(pán)的橫向容礦構(gòu)造越靠近斷裂則越容易發(fā)生礦化蝕變作用。②由于NNE向斷裂多為傾向NW的逆斷裂,對(duì)應(yīng)位置斷裂下盤(pán)相對(duì)上盤(pán)的構(gòu)造層次更深,脆性更強(qiáng),在NW向~NWW向擠壓下更容易張裂而形成更開(kāi)放的導(dǎo)礦和容礦空間。前述響溪礦床V2礦脈表現(xiàn)出由西往東石英脈由稀疏粗脈→密集粗脈→密集細(xì)脈帶→稀疏細(xì)脈帶的發(fā)育特征,很可能與這一機(jī)制有關(guān):西段靠近F3而脆性強(qiáng),NW向斷裂裂隙張開(kāi)度大而形成粗脈,東段則因韌性更強(qiáng)而形成細(xì)脈;受斷裂擴(kuò)展機(jī)制控制,NW向斷裂的中段變形更強(qiáng),因此形成密集礦脈,而斷裂兩端則變形較弱,形成稀疏礦脈。
綜合以上研究分析內(nèi)容,就響溪金礦近外圍找礦前景提出以下認(rèn)識(shí):
(1)類比鏟子坪和響溪礦區(qū),研究區(qū)具有“NNE向斷裂+NW向斷裂+含礦巖系”聯(lián)合控制的構(gòu)造蝕變型和石英脈型金礦找礦前景。
(2)研究區(qū)存在多組平行展布的NNE向背斜構(gòu)造(圖3),為尋找新的找礦靶區(qū)提供了有利條件。
(3)區(qū)域性斷裂F3為重要控礦構(gòu)造,尤其是斷裂下盤(pán)具有尋找NW向富礦體的較好前景,且距離斷裂越近礦化越好。此外,地表調(diào)查于斷裂F3上盤(pán)發(fā)現(xiàn)產(chǎn)狀紊亂的石英破碎帶,遠(yuǎn)景評(píng)價(jià)和勘查中也應(yīng)給予一定關(guān)注。
(4)斷裂F3上盤(pán)木蘭溪一帶發(fā)育近SN向礦化蝕變帶,暗示存在尋找NNE向韌性剪切帶型金礦的可能(圖5)。
(5)斷裂F4下盤(pán)漿溪一帶發(fā)現(xiàn)近EW向礦化帶與地層走向近似平行但傾向相反,暗示其可能與層間滑脫斷層有關(guān),因此該處有尋找層間剪切帶型金礦的前景。
(1)響溪金礦近外圍具有尋找“NNE向斷裂+NW向斷裂+含礦巖系”聯(lián)合控制的構(gòu)造蝕變型和石英脈型金礦前景,其中NNE向背斜軸部區(qū)域以及NNE向斷裂F3的下盤(pán)是尋找NW向礦脈重點(diǎn)區(qū)域。
(2)斷裂F3上盤(pán)木蘭溪一帶具有尋找NNE向韌性剪切帶型金礦的可能,斷裂F4下盤(pán)漿溪一帶有尋找層間剪切帶型金礦的前景。