靳曉雨,李嘉
(1.成都理工大學(xué)地球科學(xué)學(xué)院,成都 610059;2.四川省地質(zhì)礦產(chǎn)勘查開發(fā)局化探隊,四川 德陽 618000)
區(qū)域大地構(gòu)造位置為揚子臺地西緣與康滇地軸北段東緣[3]。褶皺及斷裂構(gòu)造極為發(fā)育,方向以近南北向和北東向為主,斷裂多發(fā)生在背斜軸部,地質(zhì)構(gòu)造極其復(fù)雜。區(qū)域地層主要為新生界(第四系)、中生界(白堊系、侏羅系、三疊系)、古生界(二疊系、志留系、奧陶系、寒武系)及上-下元古界(震旦系、前震旦系),總體以海相沉積為主。區(qū)域內(nèi)巖漿活動強烈,可見燕山期的中酸性侵入巖、溢出-噴發(fā)相的霏細巖以及流紋巖、噴發(fā)相的基性火山巖、玄武巖及與各期巖漿活動有關(guān)的派生脈巖,巖漿活動為區(qū)內(nèi)成礦物質(zhì)的遷移和富集提供了能量來源,利于鉛、鋅和貴金屬成礦。區(qū)域上以Pb、Zn以及Ag異常為主,異常特征為:異常范圍大、異常濃度高、濃集中心點范圍明顯、異常元素組合豐富并以中低溫?zé)嵋涸貫橹鳎U異常最高可達230×10-6鋅異常最高可達495×10-6。
礦區(qū)主要出露前震旦系至寒武系的沉積地層,其余四周被第四系覆蓋。按照地層由老到新,出露的地層主要為下元古界峨邊群第二段(Pteb2)、震旦系觀音崖組(Zbg)、震旦系燈影組(Zbd)、寒武系下統(tǒng)麥地坪組(∈1m)、寒武系下統(tǒng)筇竹寺組(∈1q)及第四系(Q4)等地層(圖1),其分述如下。
圖1 峨邊縣橋兒溝鉛鋅礦區(qū)域地質(zhì)圖
峨邊群第二段(Pteb2):巖性為碳質(zhì)頁巖,偶見碳質(zhì)板巖,該段地層內(nèi)揉皺發(fā)育,巖石較為破碎,與上覆震旦系上統(tǒng)觀音崖組呈角度不整合接觸。觀音崖組(Zbg):巖性為石英砂巖,巖石呈紫紅色、淺灰色,砂狀結(jié)構(gòu),塊狀構(gòu)造,與上覆震旦系上統(tǒng)燈影組呈整合接觸,以白云巖及紫紅色石英砂巖的出露界。燈影組(Zbd):其中一段巖性為砂質(zhì)灰?guī)r、白云質(zhì)灰?guī)r生物碎屑灰?guī)r以及核形石灰?guī)r,二段巖性為硅質(zhì)白云巖,隱晶結(jié)構(gòu),塊狀構(gòu)造方解石和石英脈發(fā)育,三段巖性主要為白云巖,局部見石英團塊及石英晶簇。與上覆寒武系下統(tǒng)麥地坪組呈整合接觸。以白云巖的顏色、結(jié)構(gòu)構(gòu)造的變化作為分界依據(jù)。麥地坪組(∈1m):巖性組合為淺灰色白云巖,隱晶結(jié)構(gòu)巖石致密。筇竹寺組(∈1q):淺灰色泥質(zhì)粉砂巖,粉砂質(zhì)結(jié)構(gòu),薄層狀構(gòu)造??偟膩碚f燈影組和麥地坪組巖性為巖性以白云巖為主。白云巖孔隙率大,為溶液的遷移提供通道和空間,有利于Pb、Zn元素的儲存和富集。
另外礦區(qū)周邊已知鉛鋅礦(點)賦存于寒武系下統(tǒng)筇竹寺組、寒武系下統(tǒng)麥地坪組上部和震旦系上統(tǒng)燈影組上段頂部。從康滇地軸東緣鉛鋅礦以發(fā)現(xiàn)的資源儲量來看,產(chǎn)于燈影組和麥地坪組中的鉛鋅占75%[7]。
礦區(qū)處于峨眉山斷拱-峨邊穹褶束南部與涼山陷褶束-美姑凹褶束的接觸部位,構(gòu)造線主體方向為東西、南北向,與區(qū)域構(gòu)造線一致,區(qū)內(nèi)構(gòu)造活動強烈,斷層、節(jié)理裂隙較為發(fā)育。
褶皺:二道河背斜,貫穿整個礦區(qū)核部中軸呈西南-北東向分布,由下元古界峨邊群第二段為背斜核部,震旦系上統(tǒng)觀音崖組為背斜兩翼。褶皺北翼產(chǎn)狀289°∠45°,褶皺南翼產(chǎn)狀109°∠43°。
斷層:礦區(qū)內(nèi)構(gòu)造方向以區(qū)域構(gòu)造線一致,按走向可以將斷層大致分為三組,分別為。其中展布方向為NE的為F1、F2,近EW展布的是斷層F3、F4,近NW展布的是F5、F6。斷層構(gòu)造特征如下(表1)
表1 峨邊縣橋兒溝鉛鋅礦礦區(qū)斷裂構(gòu)造特征表(根據(jù)四川省地質(zhì)礦產(chǎn)勘查開發(fā)局化探隊,2017)
F1斷層位于礦區(qū)西北部,斷層的兩盤為筇竹寺組地層至麥地坪組地層,該斷層為平移斷層,估測平移幅度在100m左右。F2斷層位于礦區(qū)南部,為典型的逆沖斷層并北東東向延伸。F3斷層位于礦區(qū)的東部,出露長度約750m,兩盤均為燈影組地層,在該斷層的破碎帶發(fā)育蝕變,如強烈的硅化、黃鐵礦化、褐鐵礦化以及明顯的方解石化。F4斷層位于礦區(qū)的東南部,總體出露長度為500m,有厚約0.5m的破碎帶。F5斷層位于礦區(qū)的東南角,出露的長度為520m左右,破碎帶的寬度在0.3-1.5m,發(fā)育構(gòu)造角礫巖,同時可以觀察到較為明顯的硅化、鉛鋅礦化以及重晶石化。F6斷層位于礦區(qū)東南角,出露長度500m,斷層跟F5特征相似,同樣發(fā)育構(gòu)造角礫巖,Ⅲ號鉛鋅礦體順該斷層展布。
根據(jù)前人的資料可知,燈影組早期以及麥地坪期為典型的海相碳酸鹽巖沉積,總的來說整個碳酸鹽臺地內(nèi)較為平坦,局部有小范圍的隆起和凹陷,但總體來說幅度均不大。燈影期在甘洛-峨眉一帶為沉積坳凹,峨邊的位置靠近凹陷的中心,在漢源金和口附近,則為潮間的局限湖泊環(huán)境。到了麥地坪期(圖2)海浸趨勢加強,陸地(滬定古陸,小相嶺古陸)所占范圍不斷縮小,海水覆蓋的面積不斷擴大,此時形成了廣海連通的潮坪海灣沉積,但水體相對較淺,部分地區(qū)局限程度較高。鉛鋅的成礦條件一是要利于Pb、Zn元素的不斷補給,二是利于Pb、Zn元素的富集。再此古環(huán)境背景下,該地沉積了一套有利于鉛鋅成礦的巖相:富硫、富有機質(zhì)、含硅質(zhì)的白云質(zhì)碳酸鹽巖相,富含藻類生物的生物碳酸鹽巖相和富含石膏、巖鹽等蒸發(fā)巖類的碳酸鹽巖相,普遍含膠磷礦的不純碳酸巖相。
圖2 康滇地軸東緣麥地坪期巖相古地理略圖
在上述特定的巖相古地理環(huán)境下,形成一套利于Pb、Zn生-儲-隔組合控礦的巖相組合(或相序結(jié)構(gòu))與鉛鋅礦的后生富集有著直接關(guān)系。
礦區(qū)內(nèi)圍巖蝕變較發(fā)育,較普遍的主要有褐鐵礦化、硅化、重晶石化等。圍巖蝕變在斷裂帶、滑動帶、礦脈等周緣相對發(fā)育,其蝕變的強弱與鉛鋅礦化密切相關(guān)。
褐鐵礦化(黃鐵礦化):礦帶內(nèi)廣泛出現(xiàn),以浸染狀、細脈狀、霉粒為主,早期基本上是由原生黃鐵礦,晚期自形程度較高,以立方體黃鐵礦為主。地表多氧化為褐鐵礦,呈褐色。
硅化:從礦體中心往外,石英脈由細小網(wǎng)脈狀變?yōu)檩^粗大,并由強減弱。礦化期以沿巖石裂隙分布的細小網(wǎng)脈狀石英為主;晚期則發(fā)育為粗大的,純白石英脈、方解石-石英脈;最晚的是石英晶簇和巖石孔洞中的蛋白石。
重晶石化:呈塊狀、細脈狀,重晶石化蝕變越強烈,鉛鋅品位也越高。重晶石化為構(gòu)造熱液型鉛鋅礦化的直接標志。
在礦區(qū)目前探明的有鉛鋅礦體、礦化體共三條分別是:Ⅰ號礦化體、Ⅱ號鉛鋅礦體以及Ⅲ號鉛鋅礦體。
Ⅰ號鉛鋅礦化體:礦體呈層狀、似層狀基本與圍巖產(chǎn)狀一致,產(chǎn)狀為349~50°∠4~6°。
出露長度約1200m,厚度為0.2-1.3m,礦化規(guī)模大,Pb品味為0.3-1.66%,Zn品位:0.4-1.77%。該礦體賦存于寒武系下統(tǒng)麥地坪組(∈1m)中上部,礦體出露的規(guī)模較大長度可達1200m。
Ⅱ號鉛鋅礦體:礦體呈脈狀,總體走向145°,總體傾向235°,呈北西—南東向展布。Pb平均品位1.40%,Zn平均品位3.40%,Ag平均品位16.37 g/t,該礦體賦存于震旦系上統(tǒng)燈影組(Zbd1)。
Ⅲ號鉛鋅礦體:礦體呈脈狀,沿F6斷層展布,產(chǎn)狀250~271°∠53~81°,平均傾角66°,礦體以構(gòu)造裂隙充填為主,平均厚度0.72主,伴有重晶石化、方解石化、褐鐵礦化,Pb平均2.25%
礦石結(jié)構(gòu)類型主要變現(xiàn)為交代殘余結(jié)構(gòu),半自型粒狀結(jié)構(gòu)次之。交代殘余結(jié)構(gòu):較早形成的鉛鋅礦晶體邊緣,被較晚形成的石英、輝銅礦等礦物強烈溶蝕或交代,使其晶體分割成島嶼狀。半自形粒狀結(jié)構(gòu):方鉛礦、閃鋅礦等金屬礦物多為半自形粒狀、集合體狀分布于脈石礦物中。
礦石構(gòu)造主要表現(xiàn)為致密塊狀、角礫狀構(gòu)造、脈狀構(gòu)造、條帶狀及斑雜狀構(gòu)造。致密塊狀構(gòu)造:這類礦石金屬礦物含量高、比重大。鉛鋅礦石與脈石礦物分布較為均勻,形成致密狀集合體。角礫狀構(gòu)造:方鉛礦、閃鉛礦分布于不規(guī)則狀角礫狀脈石中。條帶狀構(gòu)造:
鉛鋅礦也呈條帶狀分布于脈石中。
總的來看礦石致密、堅硬、抗風(fēng)化能力強,礦石結(jié)構(gòu)構(gòu)造較為簡單。
通過對礦區(qū)礦石的化學(xué)成分的測算分析,礦床的平均品位Pb:1.72%,Zn:5.78%,Ag:25.50g/t,Cd:0.03%,此外TS含量約0.06-18.46%,其次Sb、Au小于0.01,Ga含量0.001-0.002%,In和Ge的含量<0.001。礦石礦物主要為方鉛礦、閃鋅礦,其次為黃鐵礦,脈石礦物主要是白云石以及方解石礦物。礦化的蝕變類型主要有褐鐵礦化、硅化、此外還有重晶石化等。
礦體圍巖:根據(jù)鉛鋅礦體露頭的實地測量發(fā)現(xiàn)礦體圍巖種類較為單一,頂、地均為白云質(zhì)灰?guī)r,礦物成分為白云石及方解石,顏色呈灰色或灰白色,塊狀構(gòu)造,局部可見后期充填的石英脈。
礦體夾石:特別是礦區(qū)內(nèi)的Ⅱ、Ⅲ號鉛鋅礦體,產(chǎn)出與白云質(zhì)灰?guī)r的斷裂構(gòu)造裂隙內(nèi),在實際的勘測工作中并未發(fā)現(xiàn)夾層以及夾石的出現(xiàn)
通過對礦區(qū)的礦體礦化類型、礦石結(jié)構(gòu)、礦石構(gòu)造、等特征的研究分析,認為礦區(qū)主要的控礦因素應(yīng)該包括地層因素和構(gòu)造因素
地層控礦因素:Ⅰ號礦化體主要順層產(chǎn)出于寒武紀下統(tǒng)麥地坪組,圍巖主要為白云巖,礦石具半自形粒狀結(jié)構(gòu),具條紋條帶、斑點狀構(gòu)造,成礦元素含量在賦礦地層和賦礦圍巖的含量高[8],有著非常明顯的地層控礦特征。
構(gòu)造控礦因素:研究發(fā)現(xiàn)礦體似層狀、不規(guī)則透鏡狀產(chǎn)出,礦體產(chǎn)狀與圍巖產(chǎn)狀截然不同,主要受斷裂控制,傾角一般較陡??傮w來看鉛鋅的礦(化)體皆分布于斷裂破碎帶內(nèi),或者分布在復(fù)背斜中,總體有著非常明顯的構(gòu)造的控制作用。
找礦標志是指一些直接或者間接的可以去證明礦體賦存的狀態(tài)的一些線索或標志。在礦區(qū)主要的找礦標志主要是一些地質(zhì)標志,比如說露頭的特征,構(gòu)造的特點以及圍巖蝕變的情況等等[8]。
露頭:在礦區(qū)露頭多呈褐色、紅褐色等,這是受到氧化作用而產(chǎn)生的金屬氧化物的證據(jù),經(jīng)過風(fēng)化以及淋濾鉛鋅流失,褐鐵礦、針鐵礦留下,這對尋找鉛鋅礦床有指導(dǎo)作業(yè)。
斷裂構(gòu)造:在斷裂破碎帶內(nèi),地表露頭及鉆孔巖心普遍充填著細脈狀的鉛鋅礦化,通常構(gòu)造活動的擠壓為礦液的提供一個良好的運移通道,所以通過斷裂構(gòu)造來探尋鉛鋅的礦化。
圍巖蝕變:礦區(qū)的圍巖蝕變主要為褐鐵礦化、重金石化以及強硅化,其中硅化的強弱直接同鉛鋅礦化相關(guān)。這是較為直接的找礦標志
土壤地球化學(xué)指標的異常:土壤中Pb、Zn、Ag 元素地球化學(xué)異常,而且異常濃集中心明顯,可以用來判斷礦體的大致部位[2]。
沉積改造層控礦床:層控礦床是一種重要的礦床成因類型,通常賦礦層位多、層狀礦體豐富其中受沉積作用改造的層控礦床,受沉積組合、沉積旋回以及巖相古地理控制[1、8、9]。Ⅰ號鉛鋅礦化體層狀、似層狀,礦化規(guī)模較大,礦石結(jié)構(gòu)明顯,可見半自形粒狀或條紋條帶,圍巖未見蝕變現(xiàn)象,具有沉積改造層控礦床特征
斷裂控礦型礦床:斷裂既是構(gòu)造變形作用的產(chǎn)物,同時也為對巖體侵入、熱液的遷移、熱液交代充填提供有利作用[4]。Ⅱ、Ⅲ號鉛鋅礦體多具呈似層狀、脈狀、不規(guī)則透鏡狀產(chǎn)出,與圍巖產(chǎn)狀特征有著明顯的不同,且沿斷裂處發(fā)育,礦石有交代殘余結(jié)構(gòu)、斑雜狀構(gòu)造等,圍巖蝕變較強,具斷裂控礦型礦床特征
通過對礦區(qū)的已有地質(zhì)資料的整理和分析,對礦區(qū)相關(guān)的礦化特征、礦石結(jié)構(gòu)構(gòu)造、化學(xué)成分富集狀態(tài)等地質(zhì)特征進行系統(tǒng)的探討和總結(jié),認為四川峨邊縣橋兒溝鉛鋅礦床,應(yīng)為地層、構(gòu)造因素控制的沉積改造層控礦床以及斷裂控礦型礦床,該認識可為礦區(qū)周邊同地質(zhì)類型的區(qū)域的礦產(chǎn)資源開發(fā)何利用提供重要的參考依據(jù)。