陳 凱 潘家榮 張宏輝
(武警黃金第九支隊(duì),海南 ???571127)
茶洞銀多金屬礦區(qū)位于廣東省云安縣茶洞鄉(xiāng)境內(nèi),礦區(qū)北部距云安縣約25公里。目前礦區(qū)共發(fā)現(xiàn)8條銀多金屬礦脈,礦脈均產(chǎn)于NE向或近SN向斷裂破碎帶之中,為石英—金屬硫化物脈狀礦床。近年來(lái)通過(guò)勘查投入,礦區(qū)共探獲推斷的內(nèi)蘊(yùn)經(jīng)濟(jì)資源量(333類別)銀金屬量83.49t,礦床勘查程度也越來(lái)越高,但有關(guān)礦床成因的研究較少,筆者通過(guò)總結(jié)礦床地質(zhì)特征,分析成礦規(guī)律,進(jìn)一步淺析控礦因素及礦床成因,為進(jìn)一步擴(kuò)大礦床規(guī)模提出可靠依據(jù)。
茶洞礦區(qū)地處粵西加里東褶皺隆起帶東北部,與粵中海西拗陷毗鄰,介于羅定盆地和高陽(yáng)斷裂帶之間。受加里東期強(qiáng)烈的隆起、褶皺作用及海西、印支期后的斷裂作用共同影響,使本區(qū)構(gòu)造形跡十分復(fù)雜,總體構(gòu)造主要表現(xiàn)為褶皺和斷裂。區(qū)域成礦地質(zhì)條件優(yōu)越,是中國(guó)南方有色金屬、稀有、稀土、放射性礦產(chǎn)的重要成礦區(qū),著名的云浮鎢、錫、硫、砷礦床位于本區(qū)[1]。
礦區(qū)出露的地層較單一,由老到新主要有震旦系、石炭系和第四系。震旦系大紺山組(Z1d)為礦區(qū)的主要地層,主要巖性有:變質(zhì)長(zhǎng)石石英砂巖、變質(zhì)粉砂巖、絹云母石英千枚巖、絹云母千枚巖、石英云母片巖、中薄層狀石英巖(硅質(zhì)巖)及石煤。石炭系連縣組(C1l)零星分布于礦區(qū)西北部,形成較為典型的巖溶地貌,巖性為灰~灰黑色塊層狀、中厚層狀細(xì)晶白云巖、細(xì)晶灰質(zhì)白云巖夾少量的灰白色塊層狀泥質(zhì)條帶細(xì)晶白云巖。
礦區(qū)位于茶洞向斜南東翼,大云霧山背斜北西翼,茶洞—大云霧山隆斷區(qū)北西邊緣地帶[5]。受區(qū)域構(gòu)造應(yīng)力作用影響,區(qū)內(nèi)構(gòu)造較發(fā)育。主要表現(xiàn)為褶皺、斷裂、節(jié)理和裂隙。北東向構(gòu)造組成了本區(qū)主要構(gòu)造格架。區(qū)內(nèi)次級(jí)斷裂相當(dāng)發(fā)育,按其走向可分近南北向、北東向、北北西向和北東東向四組。其中近南北向斷裂在區(qū)內(nèi)較發(fā)育,且與區(qū)內(nèi)成礦關(guān)系密切,往往是區(qū)內(nèi)主要的控礦及容礦構(gòu)造,目前所發(fā)現(xiàn)的所有礦(化)脈均受其控制或此類斷裂破碎帶本身就是含礦地質(zhì)體。斷裂破碎帶近于平行分布,一般長(zhǎng)250~2000m,寬0.4~15.5m,傾角較陡。由于動(dòng)力作用的影響,在破碎帶內(nèi)形成了一系列構(gòu)造巖、含礦石英脈(體)、金屬硫化物、大小不一具棱角或次棱角狀的圍巖角礫等,不規(guī)則石英細(xì)脈、網(wǎng)脈和脈巖往往穿插其中。斷裂中斷面呈舒緩波狀,較光滑,常出現(xiàn)鏡面現(xiàn)象。兩側(cè)巖石較破碎、扭曲現(xiàn)象明顯。根據(jù)斷裂中各構(gòu)造巖特征及斷面特征,認(rèn)為該組斷裂力學(xué)性質(zhì)屬先剪后張斷裂[1]。
礦區(qū)內(nèi)巖漿巖出露不多??傮w上可劃分為加里東期和燕山期兩個(gè)巖漿活動(dòng)旋回。加里東期巖漿巖主要有混合花崗巖,出露于礦區(qū)北東部;燕山期巖漿巖主要有花崗斑巖、閃長(zhǎng)巖脈和團(tuán)塊狀石英脈等,僅見(jiàn)于礦區(qū)南部,呈34~220m2的小巖株?duì)町a(chǎn)出(圖2)。在個(gè)別民硐和探槽中見(jiàn)有少量細(xì)晶巖脈侵入,在鉆孔巖心中亦可見(jiàn)到少量細(xì)晶巖脈。
區(qū)內(nèi)共發(fā)現(xiàn)8條銀多金屬礦脈,其中4、5、31、32、36號(hào)脈延伸較長(zhǎng)、礦化較連續(xù),為區(qū)內(nèi)主要礦脈。礦脈均產(chǎn)于斷裂破碎帶之中,除36號(hào)脈受近北東向斷裂控制外,其余礦脈均受近南北向斷裂所控制。礦脈形態(tài)較為單一,呈脈狀產(chǎn)出,產(chǎn)狀與斷裂產(chǎn)狀一致。36號(hào)脈走向53~58°,傾角55~88°,其余礦脈走向多在348~23°之間,礦脈傾向東或西,傾角55~88°;礦脈長(zhǎng)320~1200m不等,厚多在0.46~2.33m之間,最厚4.06m。其中31號(hào)脈規(guī)模較大,與32號(hào)脈呈左行雁列式近于平行產(chǎn)出,產(chǎn)于近南北向斷裂破碎帶之中,并嚴(yán)格受斷裂控制[1]。
區(qū)內(nèi)共圈定礦體10個(gè),其中4號(hào)脈圈定3個(gè)礦體,5號(hào)脈圈定1個(gè)礦體,31號(hào)脈圈定2個(gè)礦體,32礦脈圈定3個(gè)礦體,36號(hào)脈圈定1個(gè)礦體?,F(xiàn)以31號(hào)礦體為例,簡(jiǎn)述其特征如下:
31-Ⅰ號(hào)礦體:礦體為銀礦體,位于礦區(qū)南部32~24號(hào)勘探線之間。礦體呈脈狀,走向長(zhǎng)120m。礦體礦化較連續(xù),厚度變化較穩(wěn)定.礦體最高標(biāo)高417m,最低標(biāo)高290m。單工程真厚度0.58~2.33m,最大厚度在LD52中為2.33m,礦體平均水平厚度1.46m,厚度變化系數(shù)56.2%,厚度變化穩(wěn)定。單樣最高銀品位1527×10-6,最高金品位1.57×10-6,最高鉛品位10.1×10-2,最高砷品位7.43×10-2。單工程銀品位40.70~1018.46×10-6,金 品位0.37~1.18×10-6,鉛品位0.50~6.56×10-2,砷品 位1.39~5.77×10-2。礦體平均銀品位344.48×10-6,銀品位變化系數(shù)84.2%,平均金品位1.02×10-6,平均鉛品位2.21×10-2,平均砷品位3.07×10-2。
31-Ⅱ號(hào)礦體:礦體為銀礦體,位于礦區(qū)南部24~16號(hào)勘探線之間。礦體呈脈狀,走向長(zhǎng)160m。礦體礦化較連續(xù),厚度變化較穩(wěn)定。礦體最高標(biāo)高460m,最低標(biāo)高230m。單工程真厚度0.25~1.62m,最大厚度在ZK1604中為1.63m,礦體平均水平厚度1.00m,厚度變化系數(shù)43.2%,厚度變化穩(wěn)定。單樣最高銀品位455×10-6,最高金品位0.64×10-6,最高鉛品位1.73×10-2,最高砷品位8.07×10-2。單工程銀品位92.50~455×10-6,金 品位0.22~0.58×10-6,鉛品位0.34~1.45×10-2,砷品 位0.71~5.04×10-2。礦體平均銀品位156.61×10-6,銀品位變化系數(shù)71.7%,平均金品位0.41×10-6,平均鉛品位0.82×10-2,平均砷品位2.64×10-2。
3.3.2 礦石結(jié)構(gòu)構(gòu)造
礦石結(jié)構(gòu)類型主要有氧化殘余結(jié)構(gòu)、硫化物假象結(jié)構(gòu)、自形—半自形粒狀結(jié)構(gòu)、它形粒狀結(jié)構(gòu)、包含結(jié)構(gòu)和交代熔蝕結(jié)構(gòu)。礦石構(gòu)造類型主要有星點(diǎn)浸染狀構(gòu)造、脈(網(wǎng))狀構(gòu)造、條帶狀構(gòu)造、塊狀構(gòu)造、角礫狀構(gòu)造、蜂窩狀構(gòu)造。
3.3.3 礦石化學(xué)成份
通過(guò)對(duì)不同類型礦石進(jìn)行光譜全分析,礦石中主要化學(xué)成份為SiO2(含量69.25~80.79%);次要成份為Al2O3(含量7.83~13.81%)、Fe2O3(含量6.17~9.88%)、As2O3(含量1.36~5.00%)、K2O(含 量1.95~4.41%)、少 量NaO(含 量0.132~0.230%);PbO(含量0.016~2.34%)、P2O5(含量0.036~0.920%)、SO3(含量0.0647~0.852%)等;微量元素有Ag、Cl、BaO、CaO、Cr2O3、CuO、MnO、Nb2O5、SrO等。
茶洞礦區(qū)基本分析、光譜全分析和組合分析結(jié)果表明,礦石中主要有用組分為Ag,伴生有用組分為Au、Pb、Zn、As、Cu等,其中Au、Pb、As分布較普遍,含量相對(duì)較高,均達(dá)到銀礦床伴生有用組分工業(yè)指標(biāo)的要求(Au:0.1×10-6、Pb:0.2×10-2、砷:0.2×10-2),具有綜合利用價(jià)值。
3.3.4 礦石工業(yè)類型
礦床為產(chǎn)于震量系片巖內(nèi)斷裂帶中的石英—金屬硫化物脈狀礦床,礦石中除以銀為主外,通常伴生金、鉛、砷礦物,一般可作為銀礦床的副產(chǎn)品綜合回收利用。根據(jù)工業(yè)利用及礦石選冶技術(shù)性能,茶洞礦區(qū)礦石工業(yè)類型為銀金多金屬硫化物礦石。對(duì)區(qū)內(nèi)礦體進(jìn)一步細(xì)分,可分為工業(yè)礦石和低品位礦石類型。茶洞礦區(qū)4-Ⅰ、4-Ⅲ號(hào)礦體分別為低品位金銀礦石類型,其余均為工業(yè)銀多金屬礦石類型。
一方面斷裂構(gòu)造的多期次活動(dòng),為礦液提供了運(yùn)移通道和儲(chǔ)礦空間,從而控制了成礦作用的演化、礦脈的展布、定位及其形態(tài)、產(chǎn)狀的變化;另一方面,此類構(gòu)造為成礦物質(zhì)的運(yùn)移提供了第二次能量基礎(chǔ)。由于此類構(gòu)造多期次、繼承性的活動(dòng),導(dǎo)致斷裂裂隙的發(fā)育且使其不斷加深加大,為成礦熱液的充填、交代和富集再次提供良好的空間,使含礦熱液沿破碎帶等有利部位運(yùn)移,并不斷從圍巖中帶出各種成礦組分,使之濃度增大,當(dāng)含礦熱液通過(guò)此類斷裂有利部位時(shí),隨著熱液物理化學(xué)條件的變化,從而使有用組分沉淀析出并富集成礦。
(1) 硫同位素組成。據(jù)貴陽(yáng)地化所對(duì)茶洞礦區(qū)外圍1、2號(hào)脈所采集的17個(gè)硫化物樣品進(jìn)行硫同位素研究[3],可以看出,δ34值為-6.77~0.69%,呈明顯的塔式分布,峰值在-1~1%之間,平均-1.2%,均值靠近零值,屬隕石型,為深源硫特征。
(2) 鉛同位素組成。據(jù)貴陽(yáng)地化所研究資料顯示,茶洞礦區(qū)鉛同位素模式年齡為300~500Ma或大于500Ma,說(shuō)明礦區(qū)鉛均為富放射成因的上地殼鉛源,推測(cè)與礦區(qū)內(nèi)某些巖漿巖及震旦系片巖全巖同位素組成有一定的相似之處,這種鉛很可能由礦區(qū)震旦系片巖提供[3]。
(1)通過(guò)野外觀察,茶洞礦區(qū)礦化富集與構(gòu)造帶性質(zhì)有一定的關(guān)系。即沿破碎斷裂面充填交代的礦脈,脈幅大,延長(zhǎng)遠(yuǎn),含礦富,變化小;沿剪切裂隙充填的石英脈型礦脈,其脈幅狹窄,延長(zhǎng)不遠(yuǎn),常具分枝復(fù)合現(xiàn)象,且含礦較貧;沿張力裂隙充填的石英脈,分布零星,脈幅狹窄,延長(zhǎng)短,含礦較貧,且變化較大。
(2)茶泂礦區(qū)銀礦化富集與圍巖性質(zhì)存在一定專屬性。當(dāng)?shù)V脈圍巖或脈內(nèi)“脈石”由含泥質(zhì)(或鋁質(zhì))成分為主的絹云母片巖,特別是含碳質(zhì)、鐵質(zhì)的絹云母石英片巖組成時(shí),金屬硫化物含量較高,銀金的含量也較高,當(dāng)圍巖或脈內(nèi)“脈石”由硅質(zhì)成分含量較高的石英片巖組成時(shí),則含礦較貧。
(3)茶洞礦區(qū)探礦工程控制標(biāo)高位于67~460m之間,從礦化富集情況來(lái)看,銀、金、鉛和砷礦化主要富集在250~450m標(biāo)高之間[1]。
結(jié)論:綜上所述,茶洞礦區(qū)銀多金屬礦床的形成是加里東—海西—印支期吳川—四會(huì)深斷裂不斷活動(dòng)、燕山期近南北向次級(jí)構(gòu)造不斷活動(dòng)并形成以及燕山期各類巖漿(花崗斑巖、閃長(zhǎng)玢巖、安山玄武巖等)作用等因素共同作用的結(jié)果。加里東—海西—印支期北東向吳川—四會(huì)深斷裂帶的多期次活動(dòng)為本區(qū)成礦物質(zhì)來(lái)源提供了第一次能量和物質(zhì)基礎(chǔ)。燕山期近南北向次級(jí)構(gòu)造的不斷活動(dòng),為含礦熱液進(jìn)一步提供了容礦空間,燕山期各類巖漿熱液的不斷活動(dòng),為成礦物質(zhì)不斷從圍巖中析出提供了溫度和“成礦流體”基礎(chǔ),使含礦熱液沿近南北向斷裂破碎帶不斷運(yùn)移并不斷從圍巖(震旦系片巖)中析出各種有用組分,使之濃度不斷增大,當(dāng)含礦熱液進(jìn)入斷裂破碎帶有利部位后,隨著物理化學(xué)條件的改變,從而使有用組分沉淀析出并富集成礦。礦床類型為中—低溫?zé)嵋旱V床,其工業(yè)類型為蝕變破碎帶型銀金多金屬硫化物礦床。
[1]陳凱,潘家榮.廣東省云浮市茶洞銀多金屬礦普查報(bào)告[R].??冢何渚S金第九支隊(duì),2013
[2]廣東省地質(zhì)局.廣東云浮茶洞毒砂礦地質(zhì)詳查報(bào)告書(shū)[R].廣東省地質(zhì)局,1962
[3]黃燦輝.廣東省云浮市茶洞銀金砷多金屬礦區(qū)普查地質(zhì)報(bào)告[R].中國(guó)有色金屬總公司廣東地質(zhì)勘查局,1993
[4]秦軍,宋寶德.廣東省云安縣茶洞礦區(qū)58 ~109 線砷礦(毒砂)資源量核實(shí)報(bào)告[R].廣東有色金屬地質(zhì)勘查局九三三隊(duì),2010.03
[5]廣東省地質(zhì)調(diào)查院.中華人民共和國(guó)區(qū)域地質(zhì)調(diào)查報(bào)告(羅定幅)[R].廣東地質(zhì)勘查院,1964
[6]廣東省地質(zhì)調(diào)查院.中華人民共和國(guó)區(qū)域地質(zhì)調(diào)查報(bào)告(鎮(zhèn)安幅)[R].廣東地質(zhì)勘查院,2000.12
[7]廣東省地質(zhì)礦產(chǎn)局.廣東省區(qū)域地質(zhì)志[R].廣東省地質(zhì)礦產(chǎn)局,1988
[8]覃慕陶,凌井生.粵西地區(qū)尋找金礦床的思考[J].廣東地質(zhì),1999,14(2):1-7
[9]朱敏.廣東區(qū)域構(gòu)造及與銀礦的關(guān)系[J].礦產(chǎn)與地質(zhì),1993,7(1):29-34