胡煜昭, 趙玉民, 劉 路, 王津津, 李 偉

(1.昆明理工大學(xué) 國(guó)土資源工程學(xué)院, 云南 昆明 650093; 2.昆明中色地科礦產(chǎn)勘查有限責(zé)任公司, 云南昆明 650224; 3.陜西省地質(zhì)礦產(chǎn)勘查開(kāi)發(fā)院, 陜西 西安 700100; 4.中國(guó)有色金屬工業(yè) 昆明勘察設(shè)計(jì)研究院, 云南 昆明 650051)

貴州晴隆銻礦床復(fù)式半地塹-盆地流體的成礦耦合關(guān)系研究

胡煜昭1, 趙玉民2, 劉 路1, 王津津3, 李 偉4

(1.昆明理工大學(xué) 國(guó)土資源工程學(xué)院, 云南 昆明 650093; 2.昆明中色地科礦產(chǎn)勘查有限責(zé)任公司, 云南昆明 650224; 3.陜西省地質(zhì)礦產(chǎn)勘查開(kāi)發(fā)院, 陜西 西安 700100; 4.中國(guó)有色金屬工業(yè) 昆明勘察設(shè)計(jì)研究院, 云南 昆明 650051)

貴州省晴隆銻礦床位于南盤江-右江盆地, 是我國(guó)重要的銻礦床之一。本次研究將大地電磁測(cè)深、礦田構(gòu)造和火山巖相學(xué)等資料密切結(jié)合, 查明晴隆銻礦床位于復(fù)式半地塹構(gòu)造中。大地電磁測(cè)深揭示青山鎮(zhèn)斷層已延深至盆地基底,該斷層還控制火山巖相, 是復(fù)式半地塹的邊界斷層和控制斷層。地質(zhì)填圖和鉆探資料揭示晴隆銻礦床存在一個(gè)古隆起——大廠古隆起, 晴隆銻礦床即分布于古隆起之上。北東向二級(jí)斷層為控礦斷層, 填圖發(fā)現(xiàn)這些斷層卷入地層少, 雖未錯(cuò)斷龍?zhí)督M地層, 但在斷層上方龍?zhí)督M可見(jiàn)砂巖流卷構(gòu)造和大面積剪節(jié)理, 也具有同生斷層的性質(zhì)。地球化學(xué)數(shù)據(jù)和新近在晴隆銻礦區(qū)發(fā)現(xiàn)的古油藏表明, 盆地流體是晴隆銻礦床成礦流體的重要來(lái)源。東吳不整合面是黔西南地區(qū)成礦流體側(cè)向運(yùn)移的通道, 在該不整合面上形成了面積巨大(2000 km2)的蝕變體——大廠層, 是黔西南地區(qū)銻金礦的重要賦存層位, 古隆起則是成礦流體運(yùn)移的指向。青山鎮(zhèn)斷層是來(lái)自盆地深部或者下伏基底成礦流體運(yùn)移的通道, 而北東向二級(jí)斷層則是將側(cè)向運(yùn)移的成礦流體輸導(dǎo)至有利部位的關(guān)鍵。晴隆銻礦床復(fù)式半地塹控礦構(gòu)造研究對(duì)該地區(qū)接替資源勘查具有重要的指導(dǎo)意義。

復(fù)式半地塹; 成礦流體運(yùn)移; 晴隆銻礦床

與典型的沉積礦床相比, 層控金屬礦床(如Cu、Au、Pb、Zn、Ag、Hg、Sb、As、Ni、V等)明顯受構(gòu)造如斷裂、褶皺、裂隙帶、層間破碎帶和角礫化帶等控制(涂光熾等, 1988; 翟裕生等, 1998), 因此,礦田構(gòu)造研究對(duì)這類礦床的成因深入研究和勘查也具有重要的意義。然而, 以往對(duì)沉積盆地金屬礦床的構(gòu)造研究多局限于礦床或者礦田范圍, 較少?gòu)母髤^(qū)域和更大探測(cè)深度去考慮礦田構(gòu)造問(wèn)題。在大區(qū)域和大深度范圍內(nèi), 沉積盆地中的局部構(gòu)造往往在剖面形態(tài)、平面展布、排列、應(yīng)力機(jī)制上相互間有著密切關(guān)系, 形成特定的構(gòu)造組合, 即所謂構(gòu)造樣式(王燮培和費(fèi)琪, 1992)。

近年來(lái)隨著地球物理工作的開(kāi)展, 人們對(duì)沉積盆地金屬礦床構(gòu)造的認(rèn)識(shí)越來(lái)越深刻。地震勘探揭示澳大利亞Olympic Dam、Mount Isa和Century等世界超大型礦床具有半地塹構(gòu)造樣式(Chopping etal., 2010a; Chopping and Williams, 2010b; Hutton et al., 2010), 而黔西南中部卡林型金礦則具有沖斷-褶皺構(gòu)造樣式(胡煜昭等, 2012)。斷裂和不整合面在流體運(yùn)移中具有重要作用(翟裕生, 1965; 李志偉等, 2000; 劉建明, 2000; 解習(xí)農(nóng)和王增明, 2003; 李朝陽(yáng)等, 2004; Neumann et al., 2009)。盆地流體運(yùn)移與盆地的大陸動(dòng)力學(xué)和盆地動(dòng)力學(xué)機(jī)制有關(guān), 大體可以分為兩個(gè)方向,如受盆地水平擠壓運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生的側(cè)向運(yùn)移, 以及伸展-走滑體制的垂向運(yùn)移(方維萱等, 2006)。

以往研究認(rèn)為晴隆銻礦控礦構(gòu)造因素較多, 如北東向壓扭性斷層(陳豫等, 1984; 張志杰, 1985),層滑構(gòu)造(張啟厚等, 1989; 夏勇等, 1993)和不整合面(周德忠等, 1980; 陳豫等, 1984)。控礦構(gòu)造樣式為古潛山及其后期構(gòu)造變形(方維萱等, 2006)。本文根據(jù)大地電磁測(cè)深(MT)、野外地質(zhì)填圖和坑道編錄等工作成果, 總結(jié)晴隆銻礦床構(gòu)造樣式和盆地流體成礦關(guān)系, 為今后晴隆銻礦床勘查提供新的思路和方向。

1 區(qū)域地質(zhì)背景

晴隆銻礦床位于南盤江-右江盆地的黔西南坳陷(胡煜昭, 2011; 胡煜昭等, 2012)。礦區(qū)出露地層由老至新為: 中二疊統(tǒng)茅口組灰?guī)r(P2m)、上二疊統(tǒng)峨眉山組玄武巖(P3β)和龍?zhí)督M(P3l)砂巖、黏土巖夾灰?guī)r、泥灰?guī)r及煤層。在峨眉山玄武巖底部與茅口組灰?guī)r之間的不整合面之上發(fā)育一套硅化的灰色凝灰?guī)r、火山角礫凝灰?guī)r、凝灰質(zhì)火山角礫巖, 即大廠層(P3d), 厚度一般3～50 m, 其形成與峨眉山玄武巖噴發(fā)密切相關(guān), 為晴隆銻礦床主要賦礦層位。按巖性、蝕變類型及蝕變強(qiáng)度將該層由下至上分成三段:下段(P3d1)為灰白色強(qiáng)硅化的火山角礫凝灰?guī)r、凝灰質(zhì)火山角礫巖和灰?guī)r, 見(jiàn)方解石化、螢石化; 中段(P3d2)為灰色、灰白色中等硅化、螢石化火山角礫凝灰?guī)r, 銻礦體呈似層狀產(chǎn)出其中; 上段(P3d3)為灰色黃鐵礦化、黏土化凝灰?guī)r和玄武質(zhì)角礫巖。

貴州晴隆銻礦床與云南富源老廠銻礦床同受長(zhǎng)達(dá)70 km、走向北東的青山鎮(zhèn)斷層控制(圖1), 構(gòu)成黔滇銻成帶。與盤縣、紫云-水城和興仁-貞豐一帶發(fā)育擠壓型構(gòu)造相比, 青山鎮(zhèn)斷層具有明顯的伸展特征(貴州省地質(zhì)局, 1980a①貴州省地質(zhì)局. 1980a. 中華人民共和國(guó)1∶20萬(wàn)區(qū)域地質(zhì)調(diào)查報(bào)告盤縣幅。, 1980b②貴州省地質(zhì)局. 1980b. 中華人民共和國(guó)1∶20萬(wàn)區(qū)域地質(zhì)調(diào)查報(bào)告興仁幅-安龍幅。; 胡煜昭, 2011)。青山鎮(zhèn)斷層控制了晚二疊世峨眉山玄武巖的分布(聶愛(ài)國(guó)等, 2007), 說(shuō)明斷層具有伸展性質(zhì), 并在晚二疊世已有活動(dòng)。在晚三疊世, 該斷層性質(zhì)發(fā)生了反轉(zhuǎn), 在三疊紀(jì)地層中可見(jiàn)逆斷層性質(zhì)②。

2 晴隆銻礦床復(fù)式半地塹的厘定

復(fù)式半地塹(half graben and ramp sag)是伸展盆地重要的構(gòu)造樣式, 其幾何學(xué)形態(tài)為坡坪式,在斷陷一側(cè)發(fā)育主邊界斷層, 運(yùn)動(dòng)學(xué)具有旋轉(zhuǎn)特征, 沉積盆地的基底地層產(chǎn)狀變化較大, 并形成滾動(dòng)背斜和向斜; 主斷層在沉積蓋層中傾角變化較大, 往往向下切割較深, 常錯(cuò)斷盆地基底; 此外, 沉積盆地的基底構(gòu)造層常為古隆起(Gibbs, 1990; 漆家福等, 1995)。晴隆銻礦床也具有復(fù)式半地塹構(gòu)造樣式, 由青山鎮(zhèn)主控?cái)鄬?、大廠古隆起和北東向二級(jí)斷層構(gòu)成, 而近東西向正斷層明顯地錯(cuò)斷了北東向正斷層, 北西向正斷層限制于北東向斷層之間, 為后期斷層。

2.1 青山鎮(zhèn)斷層和花魚(yú)井?dāng)鄬?/p>

青山鎮(zhèn)斷層走向北東, 傾向北西, 在晴隆銻礦床七個(gè)腦包一帶, 可見(jiàn)斷層西盤(上盤)大廠層位于山腰, 而斷層?xùn)|盤(下盤)大廠層位于山頂, 斷距可達(dá)200～300 m, 在晴隆縣城附近斷距達(dá)600 m (貴州省地質(zhì)局, 1980a①), 是晴隆銻礦床斷距最大的斷層,具有明顯的正斷層性質(zhì)。青山鎮(zhèn)斷層控制了上二疊統(tǒng)峨眉山玄武巖的分布, 在該斷層北西側(cè), 峨眉山玄武巖發(fā)育, 但在斷層南東側(cè)缺失。青山鎮(zhèn)斷層對(duì)晴隆銻礦床大廠層巖相也有明顯的控制作用, 由東向西大廠層和其中的火山角礫巖厚度減薄, 而凝灰?guī)r厚度增加(圖2), 如在七個(gè)腦包大廠層厚29.14 m,其中火山角礫巖厚28.14 m, 凝灰?guī)r厚僅1 m; 在三望坪大廠層厚26.33 m, 其中火山角礫巖厚19.76 m,凝灰?guī)r厚6.57 m; 在固路南大廠層厚8.13 m, 其中火山角礫巖7.03 m, 凝灰?guī)r1.80 m; 在銅廠溝大廠層厚4.01 m, 其中火山角礫巖1.03 m, 凝灰?guī)r2.98 m;在普安茶廠則以凝灰?guī)r為主, 厚度達(dá) 8.48 m。這種巖相分帶可能預(yù)示著青山鎮(zhèn)斷層是晚二疊世初期大廠一帶的火山爆發(fā)中心, 具有同生斷層的性質(zhì)。

花魚(yú)井?dāng)鄬尤L(zhǎng)51 km, 呈40°～50°延伸, 北段傾向北西, 傾角 75°, 中、南段傾向南東, 傾角60°～70°。切割了中二疊統(tǒng)茅口組、下三疊統(tǒng)飛仙關(guān)組或夜郎組至中三疊統(tǒng)楊柳井組?；~(yú)井?dāng)鄬訛榫哂凶笮行再|(zhì)的正斷層。在碧痕營(yíng), 斷層南段上盤(南東盤)形成中新生代小盆地(圖 1), 斷層三角面和斷面擦痕較為發(fā)育。

圖1 黔西南區(qū)域地質(zhì)構(gòu)造略圖(據(jù)王硯耕等, 1994; 貴州省地質(zhì)局, 1980a①, 1980b②; 云南省地質(zhì)局, 1979③云南省地質(zhì)局. 1979. 中華人民共和國(guó)1∶20萬(wàn)區(qū)域地質(zhì)調(diào)查報(bào)告羅平幅。編制)Fig.1 Simplified geologic-tectonic map of southwestern Guizhou

2004年中國(guó)石化南方勘探公司施工一條大地電磁測(cè)深剖面, 該剖面從晴隆縣城南側(cè)通過(guò)并穿過(guò)了青山鎮(zhèn)斷層和花魚(yú)井?dāng)鄬?圖3)。該剖面的電阻率分層特征明顯, 可分為四個(gè)電性層: 淺部電阻率介于135～400 Ω·m 之間, 為高阻層(紅色); 中部電阻率介于20～100 Ω·m之間, 為中阻層(黃色); 下部電阻率介于3～18 Ω·m之間, 為低阻層(藍(lán)色、綠色); 深部電阻率介于20～100 Ω·m之間, 為中阻層(黃色)。經(jīng)與滇黔桂地區(qū)元古宇-侏羅系大量巖石標(biāo)本電阻率實(shí)測(cè)值和電阻率測(cè)井曲線對(duì)比④中石化股份有限公司南方勘探開(kāi)發(fā)分公司. 2005. 2004年度黔中隆起及周緣地區(qū)大地電磁測(cè)深資料處理解釋成果報(bào)告。, 結(jié)合晴隆附近出露地層, 上述四個(gè)電性層分別被解釋為三疊系-石炭系、泥盆系、下古生界(淺變質(zhì)地層)和元古宇。圖 3顯示, 青山鎮(zhèn)斷層和花魚(yú)井?dāng)鄬右呀?jīng)錯(cuò)斷泥盆系并延伸至下古生界淺變質(zhì)地層中, 是盆地基底斷層。在新近施工的地震剖面上, 青山鎮(zhèn)斷層顯示清楚, 并已經(jīng)延伸至前泥盆系變質(zhì)基底; 而花魚(yú)井?dāng)鄬釉诘卣鹌拭嫔喜⑽达@示, 說(shuō)明其規(guī)模較小(待發(fā)表資料)。

2.2 大廠古隆起和東吳不整合面

晴隆銻礦床上二疊統(tǒng)大廠層與下伏的中二疊統(tǒng)茅口組之間為角度不整合接觸(圖4), 古喀斯特十分發(fā)育, 茅口組頂部可見(jiàn)起伏不平的古剝蝕面、古溶蝕洼地、古溶斗、古峰林(圖5)、古溶丘、古洞穴及古洞穴充填物。在晴隆銻礦床北部七個(gè)腦包, 茅口組總體向北傾, 傾角約12°, 而峨眉山玄武巖組、大廠層和龍?zhí)督M則傾向南, 傾角平緩, 約2°～3°。在鍋圈巖, 大廠層傾向南西, 而下伏的茅口組傾向北,兩者呈角度不整合相交(圖5)。眾多的鉆孔資料揭示,晴隆銻礦床本身就處于一個(gè)十分寬緩的背斜之上(圖 4), 由此可以判斷, 大廠背斜是在中二疊世末古隆起基礎(chǔ)上形成的一個(gè)披覆式背斜。其高點(diǎn)在三望坪西部。西翼延伸至支氽向斜, 傾角約10°左右, 東翼延伸至水井灣礦段, 傾角約為2°～3°。

圖2 晴隆銻礦床大廠層(P3d)巖相對(duì)比剖面圖Fig.2 Comparison of profiles of the volcanic facies of the Dachang strata (P3d) in the Qinglong antimony deposit

2.3 北東向二級(jí)斷層

在晴隆銻礦床, 北東向斷層主要傾向南東, 傾角60°～70°, 銻礦體分布于斷層兩側(cè), 如F2斷層控制了水井灣礦段、F9斷層控制了大廠礦段, F11斷層控制了三望坪礦段, 雷缽硐斷層控制了西舍、后坡南和后坡北礦段, F11斷層控制了固路和固路南礦段,等等(圖4), 但上述斷層帶中并未見(jiàn)到礦化。這些斷層多呈隱伏-半隱伏狀態(tài), 在地表龍?zhí)督M中難以觀察到, 僅在地形切割嚴(yán)重地區(qū)如溝谷中可見(jiàn)大廠層被明顯錯(cuò)斷, 斷距一般幾米, 有些可達(dá)二十幾米,往上在玄武巖地層中斷距逐漸減小直至消失?？拥乐锌梢?jiàn)斷層面上擦痕和階步發(fā)育(圖 6), 擦痕也傾向南東, 但與斷面傾向有 10°～20°夾角, 顯示斷層上盤斜向下滑, 具有顯著正斷層性質(zhì)。有時(shí)在斷層面上可見(jiàn)兩層擦痕, 下層擦痕傾向南東, 上層為水平擦痕,走向與斷層走向大體一致, 為北東向, 說(shuō)明斷層具有多期活動(dòng)特點(diǎn): 早期為正斷層, 晚期具有扭性。

北東向二級(jí)斷層在地表龍?zhí)督M中并沒(méi)有錯(cuò)斷地層, 但依然可見(jiàn)一些斷層跡象。如在雷缽洞斷層和三望坪 F11斷層上方的龍?zhí)督M二段石英砂巖中可見(jiàn)砂巖流卷構(gòu)造, 石英砂巖常以角礫形式出現(xiàn)(圖 7),角礫有圓球狀, 也有橢球狀, 角礫邊界渾圓, 有的角礫中可見(jiàn)扭曲的層理, 填隙物也為石英砂巖, 這些角礫巖可能是同生斷層(如 F11)活動(dòng)引起海底地震而形成的, 為同生角礫巖。此外在隱伏斷層上方的龍?zhí)督M二段石英砂巖中, 常見(jiàn)沿?cái)鄬幼呦蚍植即竺娣e的節(jié)理(圖 8), 如固路南和二望坪 F1斷層上方和三望坪F11斷層上方, 以剪節(jié)理為主, 節(jié)理面平直,節(jié)理中未見(jiàn)充填物。節(jié)理產(chǎn)狀統(tǒng)計(jì)分析表明, 這些節(jié)理是北西-南東方向拉伸活動(dòng)的產(chǎn)物, 可能為北東向二級(jí)正斷層所致。

圖3 晴隆縣城南MT剖面(a)及解釋圖(b)(據(jù)中石化股份有限公司南方勘探開(kāi)發(fā)分公司, 2005④)Fig.3 Magnetotelluric sounding profile at the south of Qingong town (a) and its interpretation (b)

圖4 晴隆銻礦床地質(zhì)橫剖面圖(胡煜昭, 2011)Fig.4 Geological section across the Qinglong antimong deposit

圖5 晴隆銻礦鍋圈巖茅口組與大廠層不整合Fig.5 Unconformity between Maokou Fm. and Dachang Strata, Guoquanyan, the Qinglong Sb deposit

圖6 大廠礦段F9斷層面上擦痕Fig.6 Stria of F9in Dachang ore section, the Qinglong Sb deposit

圖7 三望坪礦段砂巖流卷構(gòu)造Fig.7 Sandstone flow rolls in the Sanwangpin ore section

2.4 復(fù)式半地塹的形成和演化

圖8 三望坪F11隱伏斷層之上龍?zhí)督M砂巖節(jié)理照片及統(tǒng)計(jì)圖Fig.8 Joint statistical chart of F11in the Sanwangping ore section

晴隆銻礦床復(fù)式半地塹是南盤江-右江盆地演化的產(chǎn)物。南盤江-右江盆地在早泥盆世廣泛海侵之后, 開(kāi)始沿著區(qū)域性大斷裂如師宗-彌勒斷裂帶、埡(都)-紫(云)-羅(甸)斷裂帶(圖1)、南盤江斷裂帶、南丹－都安斷裂帶、右江斷裂帶、巴馬斷裂帶和下雷－靈馬斷裂帶等出現(xiàn)板內(nèi)拉張裂陷, 形成了多個(gè)槽盆和大型復(fù)式半地塹(同生斷層), 槽盆之間則為臺(tái)棚(劉特民等, 2001; 陳懋弘等, 2010)。在石炭紀(jì)至中二疊世末東吳運(yùn)動(dòng)之前, 這些槽盆和臺(tái)棚發(fā)展相對(duì)穩(wěn)定(貴州省地質(zhì)礦產(chǎn)局, 1987)。晚二疊世復(fù)式半地塹可能比泥盆紀(jì)更多、更廣, 但單個(gè)半地塹的規(guī)模要小得多。該期半地塹同樣受深大斷裂帶的控制, 除了泥盆紀(jì)就開(kāi)始發(fā)育的繼承性深大斷裂外, 一些新生的規(guī)模較大的區(qū)域性大斷裂也控制了數(shù)量較多的北東-北北東向半地塹, 如浪全、樂(lè)業(yè)、天峨、里達(dá)等復(fù)式半地塹, 這些新生半地塹是在前期的臺(tái)地或臺(tái)丘的基礎(chǔ)上開(kāi)始發(fā)育的(周明輝等, 2005⑤周明輝, 胡煜昭, 韋寶東. 2005. 南盤江坳陷“三史”研究及油氣勘探目標(biāo)優(yōu)選。)。青山鎮(zhèn)復(fù)式半地塹的形成時(shí)間可能始于泥盆紀(jì), 在晚二疊世伸展活動(dòng)達(dá)到鼎盛。晚三疊世至早侏羅世, 上述同生斷層不同程度地發(fā)生了反轉(zhuǎn), 具有逆斷層性質(zhì)(劉特民等, 2001; 陳懋弘等, 2010), 同時(shí)也形成一些逆沖斷層(王硯耕等, 1994; 胡煜昭等, 2012)。侏羅紀(jì)至古近紀(jì), 因巖石圈處于伸展?fàn)顟B(tài)(胡瑞忠和李澤琴, 1995; 方維萱等, 2001), 部分?jǐn)鄬有再|(zhì)又發(fā)生反轉(zhuǎn), 具有正斷層性質(zhì), 形成了小型斷陷盆地, 如珠東斷層控制了普安盆地, 花魚(yú)井?dāng)鄬涌刂屏吮毯蹱I(yíng)盆地, 馬場(chǎng)斷層控制了潘家莊盆地, 等等(圖1; 胡煜昭, 2011)。

3 構(gòu)造控制下的盆地成礦流體運(yùn)移

3.1 成礦流體性質(zhì)

稀土元素(王國(guó)芝等, 2003; 王津津等, 2011)和包裹體氣相成分(王津津, 2011)測(cè)試結(jié)果顯示, 晴隆銻礦床成礦流體具有大氣降水和地層水混合的特征,包裹體中甲烷和乙烷為有機(jī)成因(王津津, 2011)。而氫-氧同位素?cái)?shù)據(jù)(葉造軍, 1996; 袁萬(wàn)春等, 1997;王津津, 2011)則顯示成礦流體為地層水, 與加拿大阿爾伯達(dá)盆地地層水氫-氧同位素特征(蔡春芳等, 1997)具有一定的相似性。

晴隆銻礦床固路南礦段螢石-輝銻礦型礦石螢石和石英包裹體氣體成分主要為 CO2(64%)、N2(20%)、CH4(7%)、C2H6(6%)和 Ar(2%)(王津津, 2011), 與冊(cè)亨縣雙江(本區(qū)以東約100 km)的CO2氣田成分及其比例(呂勇等, 2005)頗為相似。雙江CO2氣田3He/4He和40Ar/36Ar同位素比值分別為1.29×10–7和 1031, 具有殼源放射性成因。甲烷中 δ13C介于–35.7‰～35.8‰之間, 乙烷 δ13C為–38.8‰, 具有煤型氣與油型氣混合的特點(diǎn), 可能是下石炭統(tǒng)和上泥盆統(tǒng)腐泥型干酪根生成的裂解氣, CO2的 δ13C為–4.7‰, 介于碳酸鹽巖 δ13C的–5‰～5‰之間, 是本區(qū)下二疊統(tǒng)大量發(fā)育的碳酸鹽巖熱解的結(jié)果(呂勇等, 2005)。

最近, 某礦業(yè)公司在晴隆銻礦北4 km左右沙子嶺進(jìn)行的銻礦勘查過(guò)程中, 有 5個(gè)鉆孔在大廠層中鉆遇平均厚度達(dá)8.58 m、瀝青平均含量(即有效面孔隙率)為 4.68%的碳瀝青層, 其中一個(gè)鉆孔同時(shí)鉆遇銻礦化層和瀝青層, 在瀝青中可見(jiàn)到黃鐵礦、黃銅礦和少量輝銻礦, 目前控制瀝青層面積約1 km2。筆者用瀝青百分含量法估算, 鉆孔已控制的古油藏其原始石油地質(zhì)儲(chǔ)量可達(dá)84萬(wàn)噸, 這為晴隆銻礦床成礦流體具有盆地流體性質(zhì)提供了實(shí)證。

晴隆銻礦床螢石Sr同位素比值明顯高于二疊系茅口組和峨眉山玄武巖, 成礦流體相對(duì)富集放射性87Sr, 螢石中Nd同位素也與峨眉山玄武巖有很大的差異, 可能說(shuō)明成礦流體部分來(lái)自于深部地層或下伏基底(彭建堂等, 2003a, 2003b; 王津津, 2011)。

3.2 成礦流體的大規(guī)模水平運(yùn)移和指向

東吳運(yùn)動(dòng)形成的不整合面在整個(gè)華南地區(qū)都是存在的, 不整合面中古喀斯特十分發(fā)育(中國(guó)科學(xué)院地質(zhì)研究所巖溶研究組, 1979; 何斌等, 2004)。在黔西南地區(qū), 東吳不整合面下古巖溶也十分發(fā)育, 除在晴隆銻礦床和黔西南卡林型金礦床發(fā)育古巖溶外,冊(cè)亨一帶三疊系覆蓋區(qū)秧 1井(石油鉆井)在 2201～2207 m井段發(fā)現(xiàn)中二疊統(tǒng)茅口組與上二疊統(tǒng)吳家坪組之間存在古巖溶, 裂縫、孔隙和溶蝕孔洞十分發(fā)育, 孔隙度高達(dá) 11.5%, 平均 6.25%, 滲透率可達(dá)0.25×10-3μm(麻建民等, 2005), 是良好的流體運(yùn)移通道。在晴隆銻礦床, 東吳不整合面以下古溶洞中可見(jiàn)石英、方解石、石膏和輝銻礦晶簇, 不整合面以上有時(shí)可見(jiàn)放射狀輝銻礦(圖9), 說(shuō)明成礦流體曾從不整合面和古巖溶中流動(dòng)過(guò)。大廠層是一套硅化火山角礫巖和凝灰?guī)r, 位于東吳不整合面以上, 分布于晴隆、普安、興仁、安龍、貞豐、云南富源老廠等地, 被青山鎮(zhèn)、坡坪、豬場(chǎng)-上寨和大山-者相等斷層圍限(圖1), 面積可達(dá)2000 km2以上。與黔北織金、納雍一帶玄武巖底部未蝕變凝灰?guī)rSb背景值為 25×10–6(陳豫等, 1984)相比, 黔西南地區(qū)未蝕變的大廠層火山巖Sb背景值普遍偏高, 很多地區(qū)可達(dá)100×10–6以上(貴州省地質(zhì)局, 1980a①), 此外, 卡林型金礦床圍巖中普遍可見(jiàn)輝銻礦, 說(shuō)明黔西南地區(qū)發(fā)生過(guò)大規(guī)模盆地成礦流體的運(yùn)移。

黔西南金、銻礦床均分于沉積盆地基底隆起之上, 在重力布格異常圖上, 這些古隆起表現(xiàn)為重力高值區(qū), 晴隆銻礦床就位于江西坡-大廠基底隆起之上(胡煜昭, 2011)。在沉積盆地中, 金屬礦床分布于古隆起之上是較為普遍的現(xiàn)象, 如塔里木盆地烏拉根鉛鋅礦床位于烏拉根古隆起上(王清華等, 2003;祝新友等, 2010), 滇中六苴和郝家河砂巖銅礦床分別位于大姚古隆起和貓街古隆起(中國(guó)石油開(kāi)發(fā)公司楚雄盆地油氣勘探經(jīng)理部, 1991⑥中國(guó)石油開(kāi)發(fā)公司楚雄盆地油氣勘探經(jīng)理部. 1991. 楚雄盆地局部重力異常與局部構(gòu)造圖。), 中非砂巖銅礦床則位于加丹加等古潛山上(北京礦產(chǎn)地質(zhì)研究所, 1987; Armstrong et al., 2005; Rainaud et al., 2005),等等。這可能是在埋藏成巖晚期, 凹陷區(qū)沉積地層厚度明顯大于隆起區(qū)沉積地層厚度, 導(dǎo)致盆地流體發(fā)生離心式運(yùn)移的結(jié)果(劉建明, 2000; 呂萬(wàn)軍等, 2002; 顧雪祥等, 2010)。

3.3 成礦流體的垂直運(yùn)移

晴隆銻礦床具有明顯的礦石類型分帶規(guī)律, 以大廠古隆起核部為界, 以東的水井灣、大廠和三望坪礦段(靠近青山鎮(zhèn)斷層)礦石類型為石英-輝銻礦型,而以西的西舍、后坡南、后坡北、固路、固路南等礦段(遠(yuǎn)離青山鎮(zhèn)斷層)礦石類型則主要為螢石-輝銻礦型。葉造軍(1996)研究認(rèn)為, 兩種類型礦石在鹽度、氣相成分、液相成分上有一定差異, 螢石-輝銻礦型礦石成礦環(huán)境為還原環(huán)境, 石英-輝銻礦型則處于相對(duì)氧化的環(huán)境。上述地質(zhì)地球化學(xué)特征說(shuō)明, 晴隆銻礦成礦流體可能有不同的來(lái)源。大地電磁測(cè)深資料表明, 青山鎮(zhèn)斷層向下延深至南盤江-右江盆地褶皺-變質(zhì)基底中, 將盆地基底和泥盆系-中下二疊統(tǒng)與上二疊統(tǒng)含礦地層溝通, 成礦流體在晴隆銻礦床東部來(lái)自盆地深部或者基底是有可能的, 而晴隆銻礦床西部則可能主要來(lái)自于沉積盆地內(nèi)部。

圖9 固路南礦段不整合面上的銻礦化Fig.9 Sb occurrence on the unconformity interface in the Gulunan ore section

晴隆銻礦床礦體主要分布于復(fù)式半地塹的北東向二級(jí)斷層兩側(cè), 但二級(jí)斷層帶中并無(wú)礦化。F1斷層帶稀土元素配分模式具有Eu負(fù)異常與Ce輕微負(fù)異常或無(wú)異常, 輕稀土分餾程度高于重稀土, 輕稀土部分曲線右傾, 重稀土曲線變化平緩, 與未蝕變凝灰?guī)r具有相似的配分特征, 說(shuō)明斷層破碎帶原巖為凝灰?guī)r或凝灰質(zhì)角礫巖(王津津, 2011)。F1斷層帶中Sb元素含量可達(dá)133×10–6～499×10–6, 高于大廠層三段未蝕變凝灰?guī)r Sb含量值(100×10–6～200×10–6),也高于大廠層一段強(qiáng)烈硅化的火山角礫巖 Sb含量(13×10–6～180×10–6)。此外, F1斷層帶附近節(jié)理發(fā)育,大廠層中可見(jiàn)網(wǎng)脈狀輝銻礦充填于節(jié)理裂隙中, 可能暗示北東向斷層是導(dǎo)礦構(gòu)造, 是成礦流體運(yùn)移的垂向通道, 而斷層附近凝灰?guī)r與火山角礫巖組合則形成有利儲(chǔ)礦空間, 礦體主要分布于凝灰?guī)r之下的火山角礫巖中。

4 成礦模式及找礦實(shí)踐

圖10 晴隆銻礦床構(gòu)造-流體成礦實(shí)體模型圖Fig.10 Mineralization model for the Qinglong antimony deposit

綜上所述, 晴隆銻礦成礦模式可以描述如下(圖10): 晚二疊世早期, 陸相火山活動(dòng)形成的爆發(fā)相火山巖提供了豐富的成礦物質(zhì), 并形成了復(fù)式半地塹構(gòu)造。晴隆銻礦床的成礦流體包括兩個(gè)部分, 其一來(lái)自沉積盆地深部或者基底, 其二來(lái)自盆地內(nèi)部。中三疊世開(kāi)始, 在巖石靜壓力驅(qū)動(dòng)下, 盆地成礦流體向大廠古隆起方向逐漸運(yùn)移(胡煜昭, 2011)。在運(yùn)移過(guò)程中, 東吳不整合面是成礦熱液側(cè)向運(yùn)動(dòng)的通道, 北東向斷層是成礦熱液垂向運(yùn)移的通道。礦床最后就位于北東向二級(jí)斷層的兩側(cè)由凝灰?guī)r和火山角礫巖構(gòu)成的有利巖相組合中。

晴隆銻礦接替資源勘查項(xiàng)目實(shí)施過(guò)程中, 在吸收前人勘查成果的基礎(chǔ)上, 通過(guò)地面和坑道構(gòu)造填圖、大地電磁測(cè)深資料分析等, 厘定了晴隆銻礦床受復(fù)式半地塹構(gòu)造控制(胡煜昭等, 2010⑦胡煜昭, 方維萱, 劉玉平等. 2010. 貴州省晴隆縣晴隆銻礦接替資源勘查(普查)報(bào)告。)。銻礦體主要受北東向二級(jí)正斷層控制, 這些斷層具有同生斷層性質(zhì), 斷層錯(cuò)斷的地層僅為茅口組頂部、大廠層和峨眉山玄武巖, 往上斷層逐漸消失, 在龍?zhí)督M未見(jiàn)地層被錯(cuò)斷現(xiàn)象。由于晴隆銻礦床地形相對(duì)較緩,地表為上二疊統(tǒng)龍?zhí)督M覆蓋, 控礦斷層在地表難以發(fā)現(xiàn)。但沿?cái)鄬赢a(chǎn)狀上延, 在龍?zhí)督M中可見(jiàn)砂巖流卷構(gòu)造和剪節(jié)理大面積分布, 根據(jù)這些現(xiàn)象可以大體確定上述同生斷層性質(zhì)和位置。

三望坪礦段的發(fā)現(xiàn)首先是基于在溝谷切割較深地區(qū)(野豬塘)F11斷層的發(fā)現(xiàn), 然后沿走向追蹤, 在三望坪發(fā)現(xiàn)大面積節(jié)理和同生角礫巖, 從而確定了F11斷層位置, 進(jìn)而沿?cái)鄬硬渴疸@孔發(fā)現(xiàn)礦體。固路南礦段首先是基于坑道中 F1斷層的發(fā)現(xiàn), 后來(lái)也在地表發(fā)現(xiàn)大面積節(jié)理, 從而查明 F1斷層位置而發(fā)現(xiàn)的。通過(guò)鉆探和坑道工作, 晴隆銻礦接替資源勘查項(xiàng)目在三望坪和固路南地區(qū)共獲得333銻金屬資源量51000 t, 334銻金屬資源量50000 t。此外, 構(gòu)造地質(zhì)填圖發(fā)現(xiàn), 晴隆銻礦床還有一些空白區(qū), 如二望坪, 也發(fā)育大面積節(jié)理, 值得進(jìn)一步開(kāi)展銻礦找礦工作(胡煜昭等, 2010⑦胡煜昭, 方維萱, 劉玉平等. 2010. 貴州省晴隆縣晴隆銻礦接替資源勘查(普查)報(bào)告。)。

5 結(jié) 論

本文綜合分析了晴隆銻礦床的大地電磁測(cè)深資料、礦田構(gòu)造以及構(gòu)造與成礦流體的耦合關(guān)系, 認(rèn)為晴隆銻礦床明顯具有復(fù)式半地塹控礦構(gòu)造樣式,青山鎮(zhèn)斷層、大廠古隆起和北東向二級(jí)斷層是復(fù)式半地塹的重要組成部分。青山鎮(zhèn)斷層是該構(gòu)造樣式的主控?cái)鄬? 它深切沉積盆地基底, 控制玄武巖分布和大廠層巖相變化。成礦流體主要來(lái)自沉積盆地,具有盆地流體性質(zhì)。東吳不整合面是成礦流體側(cè)向運(yùn)移的主要通道, 北東向斷層是成礦流體的垂向通道, 成礦流體最后就位于火山角礫巖與凝灰?guī)r界面。北東向二級(jí)斷層是關(guān)鍵的控礦斷層, 但切割地層少, 為隱伏-半隱伏斷層, 地表間接證據(jù)以及在溝谷和坑道中斷層的確定對(duì)該地區(qū)找礦勘探具有實(shí)際意義。

致謝:野外工作期間得到貴州省晴隆銻礦劉玉平、劉鴻和黨立春等同志的大力支持, 大地電磁測(cè)深資料由中國(guó)石化南方勘探公司提供, 韓潤(rùn)生教授對(duì)本文提出了寶貴意見(jiàn), 冉崇英教授、王學(xué)焜教授和兩位匿名審稿專家對(duì)本文提出了詳細(xì)的修改意見(jiàn), 在此深表謝忱。

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Study on Metallogenic Coupling of Compound Half-graben and Basin Fluid in the Qinglong Antimony Deposit

HU Yuzhao1, ZHAO Yumin2, LIU Lu1, WANG Jinjin3and LI Wei4
(1. Faculty of Land and Resource Engineering, Kunming University of Science and Technology, Kunming 650093, Yunnan, China; 2. Kunming Sinotech Mineral Exploration Co., Kunming 650224, Yunnan, China; 3. Shaanxi Institute of Geology and Mineral Exploration, Xi'an 700100, Shaanxi, China; 4. Kunming Prospecting Design Institute of China Nonferrous Metals Industry, Kunming 650051, Yunnan, China)

The Qinglong antimony deposit is an important kind of antimony mineralization in China, which is located in southwestern Guizhou. Magnetotelluric Sounding (MT), ore field structure, and lithofacies studies suggest that the Qinglong antimony deposit occurs in a half-graben and ramp sag. MT survey demonstrates that the Qingshanzhen fault extends into the basement of the Nanpaniang-Youjiang sedimentary basin and controlled the volcanic facies in the Qinglong antimony deposit. Moreover, this fault zone may also be a boundary fault or a key fault for the Dachang half-garben. Drilling and mapping revealed a paleo-apophysis above which occur the antimony ore bodies in the Qinglong Sb deposit. The secondary NE-striking faults, which cut only the topper of the Maokou Formation, the Dachang Layer, and lower Emeishan Basalt, control the ore deposits. Sandstone flow rolls and shear joints are found in the Longtan Formation at the surface, indicating the NE-striking faults might be a growth fault. Geochemical data and the new finding of paleo oil-pool in the Qinglong antimony district suggest that ore-forming fluid was mainly derived from basin fluid. The Dongwu unconformity acted as a lateral migration pathway for the ore-forming fluid. The Dachang Layer was formed above the unconformity interface within which many Carlin-type gold deposits and antimony deposits developed. The Qingshanzhen fault acted as a vertical migration conduit for the ore-forming fluid which derived from the depth of the basin or basin-basements. The Dachang paleo-apophysis is the destination for the ore-forming fluid, and hosts the antimony orebodies. The secondary NE-striking faults are believed to be the key or the last vertical conduits to transfer the ore-forming fluid to the favorable location. The recognization of the half-graben is important for the future resource exploration in the Qinglong antimony district.

half-graben; ore-forming fluid migration; the Qinglong antimony deposit

P613

A

1001-1552(2014)04-0802-011

2013-05-08; 改回日期: 2014-05-25

項(xiàng)目資助: 國(guó)家自然科學(xué)基金項(xiàng)目(批準(zhǔn)號(hào): 41362007)、全國(guó)危機(jī)礦山西南地區(qū)典型層控礦床成礦規(guī)律總結(jié)研究項(xiàng)目(編號(hào): 20089943)、國(guó)土資源部我國(guó)典型金屬礦科學(xué)基地研究(編號(hào): 20091107)、云南省高校成礦動(dòng)力學(xué)及隱伏礦預(yù)測(cè)創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)、云南省礦產(chǎn)資源預(yù)測(cè)評(píng)價(jià)工程實(shí)驗(yàn)室聯(lián)合資助。

胡煜昭(1964–), 男, 教授級(jí)高級(jí)工程師, 主要從事沉積盆地金屬和油氣研究、勘查和教學(xué)工作。Email: huyuzhao155@sohu.com