劉 玉,張靜鴻
(湖南省有色地質(zhì)勘查局二四七隊(duì),湖南 長(zhǎng)沙 410100)
湘西北沅陵地區(qū)為湖南省重要的成礦區(qū)帶,其中分布有多個(gè)大中型多金屬礦床,如湘西金礦、董家河硫鐵鉛鋅多金屬礦等。通過(guò)前人資料研究,礦床附近往往具有較高強(qiáng)度的組合異常,且各類(lèi)礦床具有各自不同的元素異常組合特征。
水系沉積物測(cè)量為重要的地球化學(xué)找礦方法,通過(guò)采集水系、溝系中的泥沙樣品,分析其中元素含量、圈定異常,可以快速的圈定工作區(qū)內(nèi)的重點(diǎn)找礦靶區(qū)。本文在1:5萬(wàn)水系沉積物測(cè)量的基礎(chǔ)上,對(duì)重點(diǎn)異常進(jìn)行分析,并將其異常特征與同類(lèi)型礦床的成礦條件、異常組合進(jìn)行對(duì)比分析,探討異常區(qū)的成礦可能性以及進(jìn)一步找礦前景。
異常區(qū)位于揚(yáng)子準(zhǔn)地臺(tái)南緣與華南裂陷槽的過(guò)渡地帶—江南地塊東南部,武陵山隆起的北西部,北東向沅(陵)麻(陽(yáng))斷陷盆地自異常區(qū)西部通過(guò)。本區(qū)先后經(jīng)歷了武陵、雪峰、加里東、海西—印支、燕山和喜山等六期主要的地殼運(yùn)動(dòng),地層發(fā)育較齊全,構(gòu)造活動(dòng)強(qiáng)烈,成礦地質(zhì)條件優(yōu)越(見(jiàn)圖1)。
區(qū)域出露的最古老巖系是由包括變質(zhì)砂巖、板巖、千枚巖和凝灰質(zhì)砂巖組成的元古代變質(zhì)雜巖,即著名的“冷家溪群”和“板溪群”。晉寧運(yùn)動(dòng)使這套元古代地層大面積抬升隆起,僅局部限于小范圍前陸海盆,形成以后“雪峰山地穹系”的雛型。自三疊紀(jì)開(kāi)始的中生代直至新生代,湘西處于強(qiáng)烈活動(dòng)的時(shí)期,印支運(yùn)動(dòng)和其后的燕山運(yùn)動(dòng)導(dǎo)發(fā)的構(gòu)造巖漿活動(dòng)異常強(qiáng)烈,首先是區(qū)內(nèi)形成一系列短軸斷陷型盆地(地洼)如沅麻盆地、黃盆坪-官莊構(gòu)造盆地等;二是在這個(gè)斷陷型盆地內(nèi)沉積形成陸相紅色建造;三是在強(qiáng)大的北西-南東主壓應(yīng)力場(chǎng)的作用下,構(gòu)成了無(wú)論斷裂構(gòu)造亦或褶皺構(gòu)造的主構(gòu)造線多呈北東向排列的構(gòu)造格局。
圖1 區(qū)域成礦帶與構(gòu)造略圖(紅色為工作區(qū))
異常區(qū)出露地層有青白口系、南華系、震旦系、寒武系、白堊系等。其中青白口系分布最為廣泛。與異常相關(guān)的主要地層由老到新巖性特征如下(見(jiàn)圖2)。Qbm青白口系馬底驛組:分布在異常區(qū)西南部,其巖性以紫紅色板巖夾灰綠色砂板巖為特征,夾白云質(zhì)灰?guī)r,區(qū)內(nèi)金銻鎢礦脈產(chǎn)于紫紅色板巖中,多沿層面斷裂、分支斷裂及次級(jí)張剪裂隙充填。Qbw青白口系五強(qiáng)溪組:分布在異常區(qū)中部偏西,其巖性由絹云母板巖、長(zhǎng)石石英砂巖、凝灰質(zhì)砂巖層和凝灰?guī)r,異常區(qū)本層層間構(gòu)造帶中見(jiàn)有少量閃鋅礦化、黃鐵礦、褐鐵礦。Z1d震旦系陡山沱組:分布在異常區(qū)中部,其巖性由含磷白云質(zhì)灰?guī)r、硅質(zhì)磷塊巖和含磷頁(yè)巖組成,假整合于南沱冰磧巖之上。Z1j震旦系金家洞組:分布在異常區(qū)中部,其巖性為黑色板狀頁(yè)巖夾白云巖、灰?guī)r、硅質(zhì)巖、或互層,底部偶見(jiàn)砂巖。Z2l震旦系留茶坡組:分布在異常區(qū)中部,其巖性下部為灰色厚層硅質(zhì)巖,上部為薄層至中層硅質(zhì)巖,頂部為碳質(zhì)板狀頁(yè)巖。∈1n寒武系牛角河組:分布在異常區(qū)東部,其巖性主要為變質(zhì)細(xì)砂巖、砂巖,層間見(jiàn)有閃鋅礦化、黃鐵礦、褐鐵礦、重晶石化等。
圖2 異常區(qū)地質(zhì)圖
由于構(gòu)造運(yùn)動(dòng)對(duì)其的多期疊加、繼承于同一成礦空間,故形成了構(gòu)造具有多期性特點(diǎn),整體構(gòu)造呈北東-北東東向。
2.2.1 褶皺
異常區(qū)內(nèi)主要褶皺為洪水洞向斜。該向斜核部為寒武系下統(tǒng)牛角河組,兩翼從內(nèi)到外分別為震旦系金家洞組-留茶坡組、南華系南沱組、南華系富祿組-大塘坡組、青白口系多益塘組、青白口系五強(qiáng)溪組。向斜北翼較為完整,南翼則被北東向斷層切斷。向斜軸整體呈65°~72°之間,其中北西翼產(chǎn)狀較緩,傾角為21°~26°,南東翼地層產(chǎn)狀較陡,傾角為65°~87°。
2.2.2 斷層
異常區(qū)斷層較發(fā)育,具有成群成組出現(xiàn),呈北東、北東東向分帶展布的特點(diǎn),其中廟兒沖斷陷帶的邊界斷層規(guī)模較大,長(zhǎng)大于4公里,作80°方向,近成一直線。斷面傾向南東,傾角50°左右。斷層兩側(cè)擠壓破碎、巖層扭曲、揉皺發(fā)育,有的近直立。片理發(fā)育,絹云母化、綠泥石化、退色化均顯著。區(qū)內(nèi)層間斷裂發(fā)育,主要沿層間薄弱帶分布。蔣家沖附近馬底驛組地層中有一層間斷層F3出露,其中中斷層泥0.1m~1.5m,斷裂帶??刂频V化蝕變帶和礦體分布,是金主要控礦和賦礦構(gòu)造(見(jiàn)圖3)。
圖3 蔣家沖老硐構(gòu)造詳圖
異常區(qū)樣品為1:5萬(wàn)水系沉積物樣品,在開(kāi)展1:5萬(wàn)水系沉積物測(cè)量時(shí),按平均4.45點(diǎn)/km2密度采集水系中細(xì)砂、粉砂質(zhì)物質(zhì)。樣品野外過(guò)-10~+80目不銹鋼篩,取正樣150克送實(shí)驗(yàn)室無(wú)污染細(xì)加工至-200目。樣品細(xì)加工及分析測(cè)試由中國(guó)冶金地質(zhì)總局一局測(cè)試中心承擔(dān),該實(shí)驗(yàn)室經(jīng)過(guò)中國(guó)地質(zhì)調(diào)查局認(rèn)證認(rèn)可,具有承擔(dān)1:5萬(wàn)水系沉積物測(cè)量樣品分析資格。樣品分析測(cè)試Au、As、Sb、Hg、Ag、Cu、Pb、Zn、Cd、W、Mo、Sn、Bi、F、Ba、V、Co、Ni、Cr19元素,其中Au采用泡沫塑料吸附-石墨爐原子吸收光譜法(GF-AAS),Ag、Sn采用發(fā)射光譜法(ES),As氫化物-原子熒光光譜法(HG-AFS),Hg冷蒸氣-原子熒光光譜法(CV-AFS),F(xiàn)離子選擇性電極法(ISE),其它元素采用感應(yīng)耦合等離子體質(zhì)譜法(ICP-MS),分析精度均達(dá)到有關(guān)規(guī)范要求,經(jīng)國(guó)家一級(jí)標(biāo)樣、外檢樣、密碼抽查、異常點(diǎn)抽查等多種手段監(jiān)控、檢查,質(zhì)量合格。
背景、異常下限的確定是以一個(gè)圖幅為單位,根據(jù)元素分布型式統(tǒng)一計(jì)算背景、異常下限。經(jīng)統(tǒng)計(jì)計(jì)算,最終確定的各元素異常下限值如下:Au2.7、As25、Sb8、Hg105、Ag0.12、Cu50、Pb60、Zn160、Cd0.5、W2、Mo1.5、Sn4.4、Bi0.7、F950、Ba976、V185、Co32、Ni50、Cr142。異常的圈定按異常下限值的1、2、4倍圈定異常等值線,一般只圈3級(jí),其中異常下限1倍~2倍區(qū)域?yàn)橥鈳В?倍~4倍區(qū)域?yàn)橹袔?,?倍區(qū)域?yàn)閮?nèi)帶。
本次分析的19種元素中,有16種元素在該異常區(qū)內(nèi)出現(xiàn)異常。主要異常元素為Mo、Cd、Hg、Zn,從元素分布來(lái)看,各元素異常主要沿洪水洞向斜核部寒武系牛角河組呈帶狀分布。其中,Ag、Cd等元素的異常中心相對(duì)分布在西側(cè),而Au、Mo、As、Hg等元素的異常中心則分布在更靠近中部的位置,主要異常元素分布在寒武系牛角河組及向斜北翼的震旦系、南華系地層中,Ag、Mo、Hg等元素的異常還延伸至青白口系馬底驛組中,Zn、Cu的異常主要分布在向斜北翼牛角河組與震旦系地層接觸區(qū)域,Pb異常主要分布于向斜西南端青白口系馬底驛組地層中,Au元素在馬底驛組中也有較高強(qiáng)度的異常出現(xiàn)(見(jiàn)圖4)。
圖4 異常剖析圖
異常區(qū)異常強(qiáng)度高,異常面積大。其中,Mo、Cd、Hg、As、Ag等元素均出現(xiàn)三級(jí)濃度分帶,Mo元素第3級(jí)濃度面積大,占總異常面積的80%以上;Ag、Cd、Hg、As等元素異常分布與Mo元素類(lèi)似,但3級(jí)濃度帶面積相對(duì)較小。元素含量方面,Mo的最大值達(dá)到204×10-6,襯值23.11;Cd的最大值達(dá)到19.2×10-6,襯值7;Hg的最大值達(dá)到2064×10-9,襯值3.55。異常元素規(guī)格化面金屬量NAP值分別為Mo(673.75)、Cd(164.78)、Hg(63.83)。此外,伴有As、Ag、Au、Zn、Cu等次要異常元素,其中金的最大值達(dá)到8.98×10-9,異常襯值為1.44,NAP值A(chǔ)u(5.34);鋅的最大值達(dá)到979×10-6,異常襯值為2.74,NAP值Zn(5.34)金的最大值達(dá)到17.64×10-9,Cu的最大值達(dá)到261×10-6,異常襯值為1.9,NAP值Cu(12.62)。具體見(jiàn)表1。
各元素異常吻合良好,并且在向斜核部寒武系牛角河組中有一明顯的濃集中心出現(xiàn)。濃集中心主要以Mo、Ag、Cd、Hg的3級(jí)濃度帶為主。從異常組合來(lái)看,從向斜核部到外側(cè),異常元素大致呈現(xiàn)出MoAgCd-AsAuCuZn-Pb的分布規(guī)律,總體體現(xiàn)出中低溫?zé)嵋盒投嘟饘俚V化異常的特征。區(qū)域上看,異常內(nèi)的震旦系陡山沱組和寒武系牛角河組為重要的鉛鋅礦成礦層位,若后期被熱液活動(dòng)影響,容易形成鉛鋅礦。加之本異常強(qiáng)度高、異常面積大,推測(cè)該異常具有較好的尋找中低溫?zé)嵋盒豌U鋅多金屬礦的前景。再加上青白口系五強(qiáng)溪組地層中還出現(xiàn)了Au異常,進(jìn)一步推測(cè)該異常去還可能有Au礦化的出現(xiàn)。
表1 異常參數(shù)表
對(duì)該異常區(qū)進(jìn)行踏勘檢查發(fā)現(xiàn),異常區(qū)及周邊地區(qū)有兩種主要礦化類(lèi)型存在,一種為主要賦存于青白口系馬底驛組層間斷裂帶中的金礦化,另一種為主要賦存于寒武系牛角河組中的鉛鋅礦化,具體描述如下:
(1)異常區(qū)西部蔣家沖一帶存在有多個(gè)民采坑(LD01、LD02、LD03、LD04等),眾老硐主要分布在青白口系馬底驛組中。其中,LD01規(guī)模較大,開(kāi)口方向140°,深約100余米,硐內(nèi)見(jiàn)一斷裂破碎帶,厚約0.4m~1.2m,產(chǎn)狀145°∠25°,主要由石英脈、板巖碎塊、斷層泥及少量灰質(zhì)成分等組成,硅化強(qiáng)烈,裂隙中見(jiàn)黃鐵礦、褐鐵礦等硫化物充填,圍巖中黃鐵礦晶形較發(fā)育,晶形較好。見(jiàn)一石英脈斜穿該破碎帶,厚約0.8m,產(chǎn)狀294°∠83°,對(duì)該破碎帶中取樣J-H1~J-H4,在硐內(nèi)撿取以往采礦殘留滾石樣J-H5,其中J-H4號(hào)樣長(zhǎng)0.8m、Au品位達(dá)1.46g/t,J-H5號(hào)圍巖樣長(zhǎng)0.6m、Au品位0.10g/t(具體分析結(jié)果見(jiàn)下表2)。
表2 廟兒沖基分樣化驗(yàn)結(jié)果表
LD02中見(jiàn)一石英脈破碎帶,厚約0.4m~0.9m,產(chǎn)狀135°∠35°,主要成分為石英與板巖碎塊,硅化強(qiáng)烈,裂隙中見(jiàn)黃鐵礦、褐鐵礦等硫化物以及黑色鐵錳質(zhì)成分充填,硐內(nèi)見(jiàn)石英脈破碎帶,寬約0.4m~0.9m,產(chǎn)狀135°∠35°,對(duì)該破碎帶中取樣J-H6至J-H8,在LD02與LD03硐口外見(jiàn)一沉金池,在池內(nèi)取樣J-H8,其中J-H7號(hào)Au品位0.63g/t,J-H8號(hào)Au品位1.13g/t,分析結(jié)果見(jiàn)表2。
(2)異常區(qū)的東部的洪水洞自山腳至山腰可見(jiàn)連續(xù)多個(gè)老硐,開(kāi)口方向270°。其中LD5揭露鉛鋅礦(化)體較好,礦體厚0.4m~1.3m,產(chǎn)狀170°∠35°,呈脈狀產(chǎn)出,連續(xù)性較好,在破碎帶中取樣H-H01至H-H02,其中H-H01號(hào)Zn品位0.23%,H-H02號(hào)Zn品位0.37%,具體分析結(jié)果見(jiàn)表2。LD05中揭露的鉛鋅礦(化)體賦存于寒武系牛角河組的砂巖破碎帶中,受斷裂構(gòu)造控制,呈脈狀、透鏡狀分布于破碎帶中。含礦破碎帶主要由石英脈、砂巖碎塊、塊狀鉛鋅礦、鐵質(zhì)成分等組成,硅化較強(qiáng),膠結(jié)較好,沿構(gòu)造裂隙中可見(jiàn)黃鐵礦、方鉛礦、閃鋅礦等呈團(tuán)塊狀、細(xì)脈狀充填膠結(jié)。
(3)在礦區(qū)中東部煤炭坡D03見(jiàn)一廢棄采場(chǎng),地層含碳質(zhì)成分較高,推測(cè)原為采煤,本處可見(jiàn)有較強(qiáng)硅化、黃鐵礦化。根據(jù)地區(qū)礦化特點(diǎn),本處含銅較高。
(4)在礦區(qū)南部廟兒沖東約700mD02位置寒武系牛角河組中見(jiàn)有一重晶石帶,近順層分布,說(shuō)明本區(qū)存在有熱液活動(dòng),域根據(jù)區(qū)域成礦推測(cè)區(qū)內(nèi)具有鉛鋅礦找礦潛力。
通過(guò)異常查證說(shuō)明本異常區(qū)由鉛鋅礦與金礦化引起。
綜合異常區(qū)地質(zhì)特征和異常特征以及異常查證結(jié)果,異常區(qū)有以下幾個(gè)特征。
異常區(qū)位于雪峰山弧形構(gòu)造帶的西北邊緣,先后經(jīng)歷了武陵、雪峰、加里東、海西—印支、燕山和喜山等六期主要的地殼運(yùn)動(dòng),地層發(fā)育較齊全,構(gòu)造活動(dòng)強(qiáng)烈,成礦地質(zhì)條件優(yōu)越。異常區(qū)位于柳林漢金成礦帶東北部、沃溪金成礦帶北部,周邊礦點(diǎn)眾多,現(xiàn)有大量成型礦山,異常區(qū)地質(zhì)背景優(yōu)越。
(1)存在有利賦礦層位。青白口系馬底驛組和斷層接觸過(guò)渡部位、層間破碎帶,為金礦賦存有利部位。寒武系牛角河組為銅、鉛、鋅賦存有利部位。如著名的柳林漢、沃溪、冷家溪、小桃沅金礦就產(chǎn)于馬底驛組,董家河鉛鋅礦產(chǎn)于牛角河組。
(2)存在有利的含礦構(gòu)造。北東向斷裂為本區(qū)控礦構(gòu)造,并多數(shù)與賦礦層位關(guān)系密切。斷裂構(gòu)造為熱液的運(yùn)移提供了通道,若斷裂構(gòu)造穿過(guò)有利成礦層位,則熱液容易與周?chē)貙酉嗷プ饔?,將地層中的鉛鋅金等元素帶出,運(yùn)移至合適位置時(shí)沉淀成礦。故本區(qū)斷裂構(gòu)造間多有金鉛鋅多金屬礦(化)產(chǎn)出。
異常區(qū)異常(圖5)主要分布于主斷層的北西側(cè),異常走向呈近北東向,整體呈面狀分布,以Ag、Mo、Cd、Zn異常分布最廣,異常強(qiáng)度最高。該異常規(guī)模較大,異常與區(qū)內(nèi)構(gòu)造分布基本一致,具有1個(gè)濃集中心,成礦元素的套合較好,該異常主要分布在寒武系牛角河組、青白口系五強(qiáng)溪組、青白口系陡山沱組以及與南華系南陀組接觸帶附近。
圖5 異常區(qū)Ag-Mo-Cd-As異常
異常區(qū)已在南部新開(kāi)公路邊多處揭露鉛鋅礦(化)體,控制礦體厚4.0m~5.0m,在西北及東部民采老硐中發(fā)現(xiàn)多處揭露金鉛鋅多金屬礦(化)體,均受北東向斷裂破碎帶控制,在異常區(qū)中部寒武系牛角河組中發(fā)現(xiàn)有重晶石脈帶(見(jiàn)圖6)。從現(xiàn)有露頭及水系沉積物異常來(lái)看,目前發(fā)現(xiàn)的礦(化)體產(chǎn)于青白口系馬底驛組以及寒武系牛角河組地層,控礦斷層走向北東-北東東,傾向南東,傾角30°~60°,產(chǎn)狀、厚度較穩(wěn)定、近于順層產(chǎn)出,破碎帶由硅質(zhì)巖碎塊、石英脈、鉛鋅礦、斷層泥及碳質(zhì)、碳酸鹽成分等充填膠結(jié);上下盤(pán)圍巖具強(qiáng)硅化、絹云母化、碳酸鹽化,裂隙發(fā)育,沿裂隙有石英、鉛鋅礦呈細(xì)脈狀充填。礦體受斷裂控制,呈脈狀、似層狀、長(zhǎng)透鏡狀分布,礦石類(lèi)型主要有致密塊狀鉛鋅礦石、細(xì)脈浸染狀金(鉛鋅)礦石,礦物成分主要為黃鐵礦、方鉛礦、閃鋅礦、輝銻礦等,多呈細(xì)粒狀、網(wǎng)脈狀、團(tuán)塊狀沿構(gòu)造裂隙充填分布。
圖6 異常踏勘發(fā)現(xiàn)的找礦重點(diǎn)區(qū)圖(紅色區(qū)域)
在沅陵地區(qū)震旦、寒武系礦床與本區(qū)條件類(lèi)似的有董家河鉛鋅礦。
首先,成礦地層相似。董家河鉛鋅礦主要位于董家河背斜北東段,主要產(chǎn)于陡山沱組下段中,礦體嚴(yán)格受地層控制,礦體呈層狀、似層狀產(chǎn)出。圍巖蝕變較弱,以中低溫?zé)嵋何g變?yōu)橹?,普遍發(fā)育碳酸鹽化,局部見(jiàn)硅化和重晶石化。結(jié)合湘西-鄂西成礦帶內(nèi)已知鉛鋅礦成礦特征,震旦系—下寒武統(tǒng)為區(qū)域上Pb、Zn礦重要的賦礦層位。而研究區(qū)異常嚴(yán)格受震旦系—下寒武統(tǒng)地層和褶皺控制,地層與董家河鉛鋅礦地層相似,相應(yīng)的礦化蝕變也與之類(lèi)似。
其次,構(gòu)造環(huán)境相似。研究區(qū)與董家河鉛鋅礦均位于雪峰山隆起帶中,整體構(gòu)造也均以北東向斷裂、褶皺為主。具體來(lái)看,董家河鉛鋅礦是富含成礦元素的地層在熱液活動(dòng)的作用下,成礦元素活化遷移,并運(yùn)移到適當(dāng)?shù)牡貐^(qū)沉淀形成的。而研究區(qū)具有豐富的層間斷裂帶,為熱液活動(dòng)提供了通道和空間。經(jīng)過(guò)現(xiàn)場(chǎng)踏勘,異常區(qū)內(nèi)也發(fā)現(xiàn)了相應(yīng)的斷裂構(gòu)造。故而異常區(qū)與董家河鉛鋅礦成礦條件相似。
此外,異常區(qū)與董家河地區(qū)的異常也有較強(qiáng)的相似性。根據(jù)董家河地區(qū)1:5萬(wàn)水系沉積物測(cè)量工作結(jié)果,該地區(qū)存在多個(gè)與成礦作用相關(guān)的異常,其中AS29異常與異常區(qū)異常十分相似。該異常以Sb、Zn、Ag、Hg、Pb異常為主,Sb、Zn、Hg等元素的異常濃集中心分布于震旦系金家洞組地層周?chē)?,異常與地層展布方向一致。Zn異常主要受震旦系—寒武系地層控制,異常強(qiáng)度高、規(guī)模大,成礦地質(zhì)條件有利。經(jīng)過(guò)大比例尺異常查證,金家洞組中存在礦(化)體,并且礦(化)體主要受地層控制。這些特征都與研究區(qū)異常類(lèi)似,故而判斷研究區(qū)異常也有尋找鉛鋅礦體的可能性。
通過(guò)類(lèi)比,發(fā)現(xiàn)異常區(qū)鉛鋅礦與董家河鉛鋅礦的成礦條件基本相似,分析認(rèn)為異常區(qū)具有尋找董家河型鉛鋅礦的前景。
(1)異常區(qū)的主要異常元素為中低溫元素組合,各元素異常吻合較好,異常規(guī)模較大,異常強(qiáng)度較高,異常中心有明顯的重疊,總體體現(xiàn)出中低溫?zé)嵋盒投嘟饘俚V化異常的特征。分析推斷該異常受地層及構(gòu)造控制明顯,與成礦作用關(guān)系密切。
(2)異常查證表明,異常區(qū)及異常附近發(fā)現(xiàn)了與異常對(duì)應(yīng)的礦化現(xiàn)象,主要賦存于青白口系馬底驛組層間斷裂帶中的金礦化和寒武系牛角河組中的鉛鋅礦化。采樣結(jié)果也表明各礦化點(diǎn)礦化程度較好。
(3)與同類(lèi)型礦床對(duì)比結(jié)果表明,異常區(qū)與董家河鉛鋅礦具有相同的地層和構(gòu)造環(huán)境,成礦條件類(lèi)似,異常也與董家河地區(qū)異常特征相似,具有尋找董家河類(lèi)型鉛鋅礦的前景。