黃明潔
(貴州省有色金屬和核工業(yè)地質(zhì)勘查局三總隊(duì),貴州 遵義 563000)
獨(dú)山地區(qū)屬東南地層區(qū),桂湘贛地層分區(qū)。出露地層青白口系清水江組至中三疊統(tǒng)許滿(mǎn)組、上白堊系及第四系。其中缺失中、上奧陶統(tǒng),部份中志留統(tǒng)及上志留統(tǒng)、中、上三疊統(tǒng)、下白堊統(tǒng)及侏羅系等。預(yù)測(cè)區(qū)內(nèi)上二疊統(tǒng)、三疊系及上白堊統(tǒng)均無(wú)出露。區(qū)內(nèi)地層以海相為主,以碳酸鹽臺(tái)地相沉積建造及陸地邊緣相沉積建造為主,其次為臺(tái)緣—陸棚相沉積建造。
預(yù)測(cè)區(qū)位于上揚(yáng)子古陸塊二級(jí)構(gòu)造單元,揚(yáng)子陸塊南部被動(dòng)邊緣褶沖帶三級(jí)構(gòu)造單元之都勻南北向褶皺區(qū)四級(jí)構(gòu)造單元的東南部、松桃—獨(dú)山深斷裂東部、三都凹陷南端、江南臺(tái)隆西緣、獨(dú)山箱狀背斜南傾沒(méi)端部位。主體構(gòu)造為獨(dú)山箱狀背斜及其西翼的獨(dú)山斷層、東翼的爛土斷層和其間的配套構(gòu)造(圖1)。
半坡銻礦床為“再造式”層控交錯(cuò)型輝銻礦床。礦床主要產(chǎn)于下泥盆統(tǒng)丹林群陸緣碎屑巖層中,充填于北北西向的半坡張扭性斷裂帶及影響帶內(nèi),主礦體呈大脈狀產(chǎn)出。礦床明顯受地層巖性及斷裂控制。
半坡銻礦床9個(gè)礦體,有7個(gè)充填于F1斷裂組的斷裂帶及影響帶內(nèi)。諸礦體的產(chǎn)出皆與F1斷裂組吻合,呈北北西向展布。斷層規(guī)模大小與礦體大小基本成正相關(guān)關(guān)系,其主斷裂F1-1控制著Ⅰ號(hào)礦體,規(guī)模最大,長(zhǎng)1220m,儲(chǔ)量占72%,是礦床中主要礦體。斷裂組中的規(guī)模較小的斷裂,如F1-12、F1-11、F1-10、F1-3、F1-8等控制的礦體規(guī)模較小,一般長(zhǎng)60~550m。礦床總體呈北北西向展布。
貴州省獨(dú)山縣半坡銻礦為半坡式不規(guī)則碎屑巖脈狀熱液型銻礦床,其成礦要素見(jiàn)表1。
表1 貴州省獨(dú)山縣半坡銻礦成礦要素表
獨(dú)山縣半坡銻礦成礦模式(圖2):早、中志留世,獨(dú)山東臨江南古陸,北西為黔中半島,位于黔東海峽南端,古揚(yáng)子海水經(jīng)海峽南侵。此時(shí)獨(dú)山的沉積物幾乎都來(lái)自東邊古陸。至早、中泥盆世,黔中半島東伸與江南古陸相連,獨(dú)山則位于都勻—?jiǎng)P里海灣外側(cè),距江南古陸更近,沉積物質(zhì)更全部來(lái)自古陸。江南古陸上巨厚的板溪群——特別是凝灰質(zhì)板巖中豐富的銻質(zhì)(為地殼豐值的9倍),受到風(fēng)化剝蝕后,其中的銻質(zhì)部份溶解,以溶液或絡(luò)合物形式隨江河溪流、大氣降水遷移至海中,此外,尚有部份則以碎屑形成向海中遷移。這些遷移到海中的銻質(zhì)在適宜的地區(qū)得到初步富集,與巖石一起沉積下來(lái)而成為礦源層。
在箱狀背斜范圍內(nèi),大氣降水由地表通過(guò)巖石孔隙、裂隙、節(jié)理、斷層等途徑向下滲透,逐步向深度很大的爛土深斷層、獨(dú)山深斷層匯集流向深處,途中從礦源層萃取出Sb,并和一些封存的古海水混合。在深部受志留系翁項(xiàng)群上部不透水的泥質(zhì)巖的阻攔,致使大部份流體在S1-2wn 界面上滯流,其局部凹陷處可使溶液匯集成含礦鹵水溶液倉(cāng)。
隨著大的構(gòu)造力作用,成礦流體沿爛土斷裂、獨(dú)山斷裂等通道構(gòu)造流向淺部,并分流進(jìn)河溝斷裂、銀坡斷裂,再?gòu)倪@些Ⅴ級(jí)斷裂導(dǎo)流入半坡等張扭斷裂及牛硐、蕊燃溝等壓扭斷裂。流經(jīng)半坡、蕊燃溝、巴年等地時(shí),由于溫度壓力的下降以及地下水中和作用,使礦液化學(xué)性質(zhì)發(fā)生系列變化。pH值由中偏堿性轉(zhuǎn)為中偏酸性,在有利的空間條件配合下,Sb質(zhì)開(kāi)始沉淀下來(lái)而成礦脈礦體。
表2 獨(dú)山地區(qū)銻礦成礦要素表
根據(jù)對(duì)典型礦床研究,結(jié)合預(yù)測(cè)區(qū)成礦規(guī)律特征及其成礦要素綜合分析研究,將獨(dú)山地區(qū)銻礦的成礦模式(圖3)簡(jiǎn)述如下:
(1)廣布著高銻量凝灰質(zhì)板巖的江南古陸,在適宜的條件下,巖石中的銻或銻化物風(fēng)化成極細(xì)的碎屑,以膠體形式隨江河長(zhǎng)距離搬運(yùn)至濱海,在障壁海(特別是小海盆)的碎屑巖及部分碳酸鹽中,濃集沉淀而成為礦源層。因此,巨厚的中下泥盆統(tǒng)碎屑巖及部分碳酸鹽巖,是為獨(dú)山銻礦主要的礦源層。此外,泥盆紀(jì)前的各地層中,只要有適宜的沉積環(huán)境也可出現(xiàn)銻質(zhì)濃集的巖層而成為礦源層。
(2)礦源層含銻雖比地殼豐值高出幾十到幾百倍,但還遠(yuǎn)不是礦層。改造富集是成礦的關(guān)鍵。往往改造程度越高礦體規(guī)模就越大,礦質(zhì)越好。改造的第一步是銻質(zhì)從礦源層中析出。偏堿性的地下水(現(xiàn)半坡地下水pH 值為7.4~7.8)溶淋了礦源層中的銻及其他礦物質(zhì),在重力作用下往深部滲流。深部地溫的增加使得滲流溶液變得愈來(lái)愈熱,因而密度也隨之變小,達(dá)到一定極限后終于改變了原來(lái)平衡狀態(tài),由向下滲流變?yōu)樯仙?,至淺部冷卻后又重新下沉。在這種不斷的熱鹵水循環(huán)過(guò)程中,不斷地從礦源層中溶洗了更多的銻和其他礦物質(zhì)。使溶液中的礦化度越來(lái)越高。改造的第二步是匯集。沒(méi)有匯集的礦液是分散的,只有經(jīng)過(guò)在有利的部位的匯集后,方能形成礦液上升充填沉淀成脈時(shí)所需的“礦液倉(cāng)”。下部不透水層所形成的低洼的“鍋底”,就是有利的匯集部位。侵蝕面、大裂隙或密集小裂隙的存在,對(duì)匯集也是有利的。
(3)構(gòu)造應(yīng)力的作用,一方面給礦液增壓和增溫,另一方面斷裂形成了低壓區(qū),使得礦液向斷裂空隙流動(dòng),到淺部后隨著溫壓的降低,也降低礦質(zhì)的溶解度而發(fā)生沉淀。地表水加入的中和作用,礦液pH 值的改變,也是礦物發(fā)生沉淀的重要原因之一。此外,有機(jī)質(zhì)的存在也促進(jìn)了沉淀作用。半坡礦脈中有的樣品有機(jī)炭達(dá)到1.6%~1.7%,說(shuō)明它在成礦中發(fā)揮了一定作用。礦質(zhì)可能呈氟、氯的鉻合物形式搬運(yùn)。巴年式礦床形成過(guò)程中,深循環(huán)作用較差,匯集規(guī)模也較小,故礦床規(guī)模不如半坡式。