龍 圣,黃保勝,余澤章
(1. 南冶金資源股份有限公司,云南 昆明 650000;2.云南馳宏鋅鍺股份有限公司,云南 曲靖 655000)
云南會(huì)澤鉛鋅礦床位于揚(yáng)子地塊西南緣的川-滇-黔多金屬成礦區(qū)的中南部[1],礦床由相距約3公里的礦山廠和麒麟廠兩個(gè)獨(dú)立礦床組成。由于會(huì)澤鉛鋅礦規(guī)模大、品位高、伴生有用元素多,引起了國(guó)內(nèi)外學(xué)者的廣泛關(guān)注并對(duì)礦區(qū)內(nèi)的構(gòu)造特征進(jìn)行了豐富的研究。礦區(qū)內(nèi)主要發(fā)育NE、NW、近NS、NNW和近EW向五組斷裂構(gòu)造[2],NW向斷裂控制著礦區(qū)內(nèi)礦床(點(diǎn))、礦化點(diǎn)及礦體的形態(tài)、規(guī)模和產(chǎn)狀,NE、SN向斷裂為成礦后期斷裂,破壞了礦體的連續(xù)性[3]。前人的研究?jī)H局限于礦區(qū)地表及井下淺部1571m以上的構(gòu)造特征,而隨著深部礦體發(fā)現(xiàn)及開(kāi)采利用,發(fā)現(xiàn)礦區(qū)深部構(gòu)造變形特征具有一定的變化。為此,作者對(duì)麒麟廠1261m~1151m中段的主礦體和南西礦體的構(gòu)造變形特征進(jìn)行了研究,期望對(duì)礦區(qū)深部構(gòu)造特征的認(rèn)識(shí)奠定一定基礎(chǔ)。
本文主要對(duì)麒麟廠深部1261m~1151m中段范圍內(nèi)的各出礦道的斷層、節(jié)理等構(gòu)造進(jìn)行實(shí)際觀察與測(cè)量,研究了深部的構(gòu)造變形特征及其運(yùn)動(dòng)狀態(tài),根據(jù)各組構(gòu)造的疊加關(guān)系明確深部斷裂的期次。然后,對(duì)構(gòu)造數(shù)據(jù)進(jìn)行極射赤平投影及剖面和平面的力學(xué)性質(zhì)分析,綜合分析了不同期次構(gòu)造變形過(guò)程中的主壓應(yīng)力方位。
通過(guò)對(duì)麒麟廠深部1261m~1151m中段范圍內(nèi)的各出礦道的斷層、節(jié)理等構(gòu)造進(jìn)行實(shí)際觀察與測(cè)量可知:①北東向的斷裂在麒麟廠的深部最為發(fā)育,走向NE20°-NE70°(SW200°-SW250°),與地層走向相一致,傾角變化整體不大多在40°~60°之間,傾向SE或者NW,破碎帶內(nèi)多具斷層泥和構(gòu)造角礫,部分?jǐn)嗔褍?nèi)具擦痕,局部斷裂內(nèi)具有鉛鋅礦化,力學(xué)性質(zhì)總體以壓性、張性為主,具有一定的扭性特征。②其次為北西向的斷裂,走向SE110°-SE160°(NW290°-NW340°),傾向?yàn)镹E或者NW,該組斷裂的傾角較陡,在40°~80°左右,該組斷裂帶相對(duì)較窄,多為擦痕面,扭性特征明顯。③近南北向的斷裂,走向多介于NW340°-NE20°(SE160°-SW200°)之間,傾向E或W,傾角多在50°~80°左右,該組斷裂帶內(nèi)可見(jiàn)斷層泥、擦痕,壓性和扭性特征明顯。④近東西向的斷裂,走向?yàn)?60°,傾向近南北,傾角為45°,可見(jiàn)擦痕和斷層泥,壓性特征明顯。
地質(zhì)力學(xué)觀點(diǎn)認(rèn)為,地殼上的一切構(gòu)造形跡是構(gòu)造應(yīng)力作用的結(jié)果,構(gòu)造應(yīng)力作用的遺跡必然保留在構(gòu)造行跡中[6]。構(gòu)造力學(xué)性質(zhì)鑒定是地質(zhì)力學(xué)研究的先行步驟,不同力學(xué)性質(zhì)的構(gòu)造具有不同的形態(tài)特征,構(gòu)成不同形狀的構(gòu)造空間,因而對(duì)礦體的產(chǎn)狀、延長(zhǎng)、延深等空間分布等均有不同程度的控制作用[7]。本文通過(guò)詳細(xì)的構(gòu)造形跡觀察,在查明麒麟廠深部構(gòu)造基本形態(tài)及運(yùn)動(dòng)學(xué)特征的基礎(chǔ)上,反演了構(gòu)造應(yīng)力,明確了各期次斷裂的最大主壓應(yīng)力的方位。
(1)北東向的斷裂。該組斷裂以典型的斷層泥和構(gòu)造角礫為特征,部分?jǐn)嗔衙嫔喜梁勖黠@。對(duì)其平面力學(xué)性質(zhì)的分析可知該組斷裂最大主壓應(yīng)力σ1具有兩個(gè)方位的變化,分別為北西向和北東向。在圖1中北東向的斷層F1早于F2形成,F(xiàn)1的最大主壓應(yīng)力為北東向,F(xiàn)2的最大主壓應(yīng)力為北西向,所以該組斷裂的最大主壓應(yīng)力具有北東向轉(zhuǎn)為北西向的過(guò)程。
圖1 主礦體1127分段1#出礦道構(gòu)造剖面圖及幾何學(xué)、運(yùn)動(dòng)學(xué)分析圖
圖2 麒麟廠深部NE向斷裂照片
(2)北西向斷裂。北西向的斷裂多為高角度斷裂,斷層泥和構(gòu)造角礫皆不明顯,但可見(jiàn)明顯的擦痕,扭性特征明顯,對(duì)該組斷裂上的平面和剖面的力學(xué)性質(zhì)分析可知該組斷裂的最大主壓應(yīng)力的σ1的方位為北西向。
(3)近東西向斷裂。東西向的斷裂為低角度的逆斷層,可見(jiàn)明顯的擦痕,扭性特征明顯,對(duì)該組斷裂的平面力學(xué)性質(zhì)分析和剖面力學(xué)性質(zhì)分析可知,該組斷裂的最大主壓應(yīng)力的σ1的方位為近南北向。
(4)近南北向斷裂。近南北向的斷裂可見(jiàn)低角度的逆斷層及正斷層,正斷層的擦痕明顯,逆斷層中斷層泥和構(gòu)造角礫較多,說(shuō)明該組斷裂具有壓性和扭性特征明顯。近南北向的斷裂的最大主應(yīng)力σ1具有近南北和近東西向的變化。
結(jié)合各期斷裂的形成先后順序,認(rèn)為麒麟廠深部的斷裂的最大主壓應(yīng)力的方位σ1的方位變化為:北東、北西→近南北→北西→近東西、近南北。
由麒麟廠的深部的四期斷裂特征及相互穿插關(guān)系,可知北東向的斷裂形成最早,其次為北西的斷裂,然后為近南北向的斷裂。而近東西向的斷裂早于北西向的斷裂,可能晚于北東的斷裂。北東向的斷裂破碎帶之中具有鉛鋅礦化,因此認(rèn)為北東向的斷裂為成礦前(期)的斷裂,為礦液的富集提供了空間。而北西、近南北向的斷裂為成礦后的斷裂,多切斷早期北東向的斷裂,在局部地區(qū)可見(jiàn)錯(cuò)斷了早期形成的礦體。
另可見(jiàn)灰白色的碳酸鹽礦物礦物將角礫所膠結(jié)e北東向斷裂之中角礫裂隙之中具有黃褐色的斷層泥f北東向的斷裂之中派生的一條次級(jí)斷裂,次級(jí)斷裂面上擦痕明顯
北東向的斷裂具有多期活動(dòng)的性質(zhì),應(yīng)力狀態(tài)曾依次發(fā)生過(guò)張一壓一扭性的變化。大唐組與擺佐組層間斷裂帶之中具有較多的構(gòu)造角礫巖,透鏡體、斷層泥、黏土發(fā)育,局部見(jiàn)一些呈扭曲的條帶狀碳酸鹽礦物及擦痕,這一性質(zhì)顯示了該走向上的斷裂兼具壓、張、扭性特征。首先,斷裂帶之中的構(gòu)造角礫多被斷層泥(圖2-a、b)及一些黃褐色的黏土所膠結(jié)(圖2-d左),或者角礫的裂隙之中多充填有斷層泥(圖2-e),表明該走向的斷裂的應(yīng)力狀態(tài)的張性性質(zhì)早于壓性性質(zhì)。其次,部分角礫形態(tài)表現(xiàn)為透鏡狀,部分透鏡狀的角礫被扭曲狀的碳酸鹽礦物的條帶所膠結(jié)(2-d右),另外部分北東向派生的次級(jí)斷裂上可見(jiàn)明顯擦痕(圖2-f),表明該走向上的斷裂應(yīng)力狀態(tài)的壓性性質(zhì)早于扭性性質(zhì)。礦區(qū)內(nèi)的這些北東向?qū)娱g及層內(nèi)斷裂性質(zhì)大體相似,應(yīng)力狀態(tài)可能均經(jīng)歷了張-壓-扭的演化。
麒麟廠礦床的礦體總體產(chǎn)于這些北東向的斷裂帶內(nèi),作者認(rèn)為礦體的就位和礦質(zhì)的沉淀可能與其發(fā)生的多期應(yīng)力轉(zhuǎn)變過(guò)程密切相關(guān)。該性質(zhì)的斷裂對(duì)成礦的控制作用可能表現(xiàn)為:
早期張性的力學(xué)性質(zhì),形成了相對(duì)較為開(kāi)放的系統(tǒng),為礦液的沉淀提供了空間,以充填成礦作用為主。中期壓性的力學(xué)性質(zhì)主要形成相對(duì)封閉的系統(tǒng),對(duì)成礦不利,微弱的成礦作用以交代作用為主,但是封閉的系統(tǒng)卻對(duì)前期形成的礦體具有保護(hù)作用。晚期的扭性特征兼具張性和壓性的特征,整體上對(duì)成礦有利。
(1)會(huì)澤鉛鋅礦的麒麟廠深部發(fā)育四組斷裂,分別為北東向、北西向、近南北向、近東西向的四組斷裂,形成先后順序?yàn)椋篘E→近EW→NW→近NS。
(2)北東向斷裂為成礦前(期)的斷裂,其余斷裂為成礦后的斷裂。北西-南東向的斷裂具有多期活動(dòng)的性質(zhì),應(yīng)力狀態(tài)曾依次發(fā)生過(guò)張一壓一扭的變化,礦床總體產(chǎn)于這些斷裂帶內(nèi),因此,礦體的就位和礦質(zhì)的沉淀可能與其發(fā)生的多期應(yīng)力轉(zhuǎn)變過(guò)程密切相關(guān)。
(3)麒麟廠深部斷裂的最大主壓應(yīng)力的方位σ1的方位變化為:北東、北西→近南北→北西→近東西、近南北。
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