鄒啟松,陳 登*,吳顯愿,張坤林,范耀宏,姜先歡
(貴州省地礦局一0二地質(zhì)大隊(duì),貴州 遵義 563003)
黔北遵義轉(zhuǎn)龍廟中型錳礦床位于貴州省遵義市南西方向直距約10km,屬遵義市紅花崗區(qū)深溪鎮(zhèn)和南關(guān)鎮(zhèn)管轄,其北部為著名的遵義銅鑼井錳礦床,東部為深溪大型錳礦床和永安中型錳礦床;該礦床為已完成勘探工作,Mn含量為15%~25.27%,平均20.83%,提交錳礦資源量達(dá)1589萬噸。其位于畢節(jié)弧形褶皺帶及鳳岡南北向隔槽式褶皺變形區(qū)交接部位,成礦后燕山期構(gòu)造對礦體影響較大,為指導(dǎo)下一步找礦勘查,本文對其構(gòu)造特征進(jìn)行分析。
研究區(qū)位于揚(yáng)子板塊南部,江南隆起帶北西緣,區(qū)域大地構(gòu)造處于上揚(yáng)子地塊黔北隆起區(qū)織金穹盆構(gòu)造變形區(qū)、畢節(jié)弧形褶皺帶及鳳岡南北向隔槽式褶皺變形區(qū)三個(gè)五級構(gòu)造單元的交接部位[1,2]。該區(qū)域發(fā)育了一條南北向延伸的區(qū)域大斷裂,即遵義斷裂帶[3],遵義斷裂帶是一條長期活動(dòng)的斷裂,主要經(jīng)歷了燕山早期斷裂雛形并發(fā)生強(qiáng)烈自東向西擠壓逆沖兼左行剪切,燕山晚期以拉張為主兼右行平移,在此變形過程中,作為應(yīng)力的釋放區(qū)域,遵義斷裂東側(cè)褶皺、斷裂的構(gòu)造樣式一北北東、近南北向?yàn)橹?,西?cè)以北東向?yàn)橹鱗2,4]。
研究區(qū)正好位于遵義斷裂帶東緣,發(fā)育了一系列北北東向褶皺及斷裂構(gòu)造。褶皺構(gòu)造以侏羅山隔檔式褶皺組合為特征,向斜多相對開闊,背斜除個(gè)別外多較緊密,且背斜北西翼地層正常,南東翼地層倒轉(zhuǎn),多為倒轉(zhuǎn)褶皺。北西翼及近軸部發(fā)育一系列高角度逆斷層,致使錳礦層重疊,形成多個(gè)錳礦體(層)。
研究區(qū)屬織金穹盆構(gòu)造變形區(qū)、畢節(jié)北東向構(gòu)造變形區(qū)及鳳岡南北向構(gòu)造變形區(qū)交接部位。該區(qū)域受織金穹盆構(gòu)造變形區(qū)的應(yīng)力影響較大,主要構(gòu)成了北北東向褶斷束,具有向斜平緩開闊、背斜緊閉的侏羅山隔檔式褶皺組合(圖1)。按不同構(gòu)造分述如下。
圖1 轉(zhuǎn)龍廟錳礦區(qū)地質(zhì)簡圖
分布在涼風(fēng)埡-八里-龍洞坎以東一帶,自西向東縱貫全區(qū)依次有馬石巖背斜、舟水橋向斜、銅鑼井背斜和永安場向斜。
平面總體上呈北北東向束狀展布,構(gòu)成南南西端較疏散、北北東端較收斂之褶皺束。褶皺軸線在南白鎮(zhèn)—忠莊一帶呈北北東20°~30°,樞紐向北北東或南南西傾伏,傾伏角4°~25°,軸面傾向北西西或南東東,傾角51°~90°。該變形區(qū)內(nèi)的褶皺,在剖面上形態(tài)狹窄緊密,兩翼地層產(chǎn)狀較陡,傾角50°左右,局部倒轉(zhuǎn),貫穿全區(qū),主要由二疊系、三疊系組成。
調(diào)查區(qū)內(nèi)以北北東向?yàn)橹?,一般發(fā)育于褶皺核部和翼部,相互平行展布,與褶皺緊密伴生,對褶皺具有破壞作用。僅在局部發(fā)育北東向或北西向斷裂。
(1)北北東向斷裂:是北北東向構(gòu)造變形區(qū)斷裂的主要成分,數(shù)量多,規(guī)模大,多為高角度壓扭性逆斷層,與北北東向褶皺共同構(gòu)成變形區(qū)北北東向褶皺束。該方向斷裂自西而東主要有桑木埡、平橋等斷層。
(2)北東向斷裂:發(fā)育于研究區(qū)內(nèi)西部,主要有大河壩、鎮(zhèn)隆斷層,其規(guī)模較小,多為壓扭性逆斷層。
礦區(qū)出露地層由老至新為二疊系中統(tǒng)茅口組(P2m)、二疊系上統(tǒng)龍?zhí)督M(P3l)、二疊系上統(tǒng)長興組(P3c)、三疊系下統(tǒng)夜郎組(T1y)、三疊系下統(tǒng)茅草鋪組(T1m)及第四系(Q),地層主要呈北北東-南南西向展布,巖性主要以碳酸鹽巖為主,少量碎屑巖。
礦區(qū)位于銅鑼井背斜南東傾沒端南延部分,褶皺較復(fù)雜,斷層較簡單。斷層一般發(fā)育于褶皺核部和翼部,相互平行展布,與褶皺緊密伴生,對褶皺具有破壞作用。
轉(zhuǎn)龍廟錳礦區(qū)Z-Z′構(gòu)造剖面自NW向SE延伸,全長13km左右,貫穿整個(gè)轉(zhuǎn)龍廟錳礦區(qū)(圖1),反映研究區(qū)在燕山期構(gòu)造形態(tài)。剖面穿過了礦區(qū)的區(qū)域宏觀褶皺銅鑼井背斜核部、礦區(qū)東側(cè)的舟水橋向斜和西側(cè)的永安場向斜。銅鑼井背斜整體表現(xiàn)為一個(gè)緊閉的倒轉(zhuǎn)背斜,核部出露最新地層為二疊系上統(tǒng)長興組(P3c)灰?guī)r,兩翼依次出露二疊系上統(tǒng)龍?zhí)督M(P3l)頁巖、灰?guī)r、薄煤;三疊系下統(tǒng)夜郎組(T1y)灰?guī)r、泥巖;三疊系中下統(tǒng)嘉陵江組(T1-2j)灰?guī)r、白云巖和三疊系中統(tǒng)關(guān)嶺組(T2g)灰?guī)r、白云巖。西翼地層傾向300°~345°,傾角45°~75°,東翼地層傾向95°~115°,傾角55°~80°,東翼局部發(fā)生地層倒轉(zhuǎn),倒轉(zhuǎn)地層主要為嘉陵江組(T1-2j)、三疊系中統(tǒng)關(guān)嶺組(T2g),傾向?yàn)?85°~320°,傾角為50°~86°。轉(zhuǎn)折端緊密,軸面近直立,翼間角一般為20°,為倒轉(zhuǎn)褶皺。永安場向斜分布在礦區(qū)東側(cè),兩翼構(gòu)造簡單,其西南部向斜軸部發(fā)育一條區(qū)域性斷裂構(gòu)造,向斜由三岔向北東向蝦子場一帶延伸。核部主要為三疊系中統(tǒng)關(guān)嶺組(T2g),兩翼地層為三疊系中下統(tǒng)嘉陵江組(T1-2j)和夜郎組(T1y);其北翼地層傾向160°~205°,傾角8°~35°,南翼地層傾向330°~360°,傾角10°~35°。其轉(zhuǎn)折端寬緩,軸面近直立,翼間角一般為120°,其為斜歪傾伏褶皺。銅鑼井背斜和永安場向斜的樞紐在南段呈NNE-SSW走向,北段呈NEE-SWW或近SW向,主要是受燕山晚期的應(yīng)力方向改變后多期疊加的結(jié)果。
3.3.1 平面展布特征
本區(qū)褶皺構(gòu)造主要以北東向?qū)捑彽闹鬯畼蛳蛐?、永安場向斜和緊密的銅鑼井背斜和馬石巖背斜組合形態(tài),為典型的隔檔式褶皺(如圖1)。這些褶皺總體呈北北東方向束狀展布,構(gòu)成南南西端較舒緩、北北東端較收斂或近平行的褶皺束。褶皺軸線走向在研究區(qū)內(nèi)較一致,呈北北東20°~30°。樞紐向北北東或南南西傾伏,傾伏角一般4°~10°。軸面傾向北西西或南東東,軸面一般80°~90°,為一組直立、水平-緩傾伏褶皺。以銅鑼井背斜為例,其特點(diǎn)是向南西傾沒,往北東昂起,軸向?yàn)楸睎|向,往南逐漸為近南北向,為短軸褶皺。受北北東向應(yīng)力作用,在軸部發(fā)育北東向平移逆斷層。該向斜展布于研究區(qū)的中部,南北長約70km以上,因北北東向斷裂切割,將其分為2段,北段為一系列南北向的緊密褶皺及逆斷層組成,南段因斷層破壞,僅保留復(fù)向斜的一部分。
3.3.2 剖面展布特征
以區(qū)內(nèi)Z—Z′構(gòu)造剖面為例,由Z(北西)至Z′(南東),依次為馬石巖背斜、舟水橋向斜、銅鑼井背斜、永安場向斜。
馬石巖背斜和銅鑼井背斜表現(xiàn)為緊閉,發(fā)育完整,而與這兩個(gè)背斜相鄰的舟水橋向斜和永安場向斜表現(xiàn)為平緩開闊,越往深部,地層傾角變緩,產(chǎn)狀變?yōu)?0°左右,整個(gè)隔檔式褶皺類似“臺布式”滑動(dòng)而形成。單個(gè)的褶皺為直立傾伏褶皺,東翼地層局部倒轉(zhuǎn),會(huì)造成部分地層的重復(fù)。在向斜軸部或背、向斜間的翼部,因后期構(gòu)造應(yīng)力的作用,常發(fā)育高角度逆斷層,傾向北西,向北東延伸,走向與褶曲軸向近乎一致,對礦層的穩(wěn)定性和連續(xù)性破壞較大。
3.3.3 隔檔式褶皺組合樣式與找礦預(yù)測
轉(zhuǎn)龍廟錳礦床隔檔式褶皺在平面上及剖面上的特征表明,隔檔式褶皺對含錳巖系或礦體的破壞及后期保存有著直接影響,掌握這些規(guī)律后對遵義錳礦區(qū)后期找礦及預(yù)測有著極大的
指導(dǎo)意義,尤其是深部鉆探工程位置的部署及施工工藝的選擇。因此,在該區(qū)的找礦勘查中,應(yīng)充分考慮到隔檔式褶皺和倒轉(zhuǎn)褶皺的這種特征,合理推斷出礦體重復(fù)和變陡的區(qū)域,從而較準(zhǔn)確的在探礦過程中布置鉆孔,達(dá)到勘查目的。遵義錳礦區(qū)錳礦在成礦環(huán)境,成礦時(shí)間、控礦巖性及構(gòu)造上具有相似性,因而通過對區(qū)域上廣泛發(fā)育的隔檔式褶皺的特征認(rèn)識與深入研究,總結(jié)規(guī)律,從而指導(dǎo)本區(qū)錳礦勘查工作和研究方向。
(1)研究區(qū)現(xiàn)今構(gòu)造格局主體是燕山期所形成。燕山早期,研究處于NWW-SEE向區(qū)域擠壓應(yīng)力場,形成NNESSW向褶皺及逆斷層。燕山晚期,區(qū)內(nèi)以NNE-SSW向區(qū)域擠壓為主,形成了區(qū)內(nèi)NWW向褶皺和斷裂,同時(shí)燕山晚期構(gòu)造近橫跨疊加在早期變形之上,導(dǎo)致早期NNE向褶皺樞紐呈波狀起伏,軸跡彎曲。在燕山早、晚期構(gòu)造作用下,區(qū)內(nèi)的向斜和背斜應(yīng)變積累差異導(dǎo)致變形程度不同,形成了較緊閉的背斜和較開闊的向斜相間排列,發(fā)育了較典型的隔檔式褶皺。
(2)在燕山期形成的隔檔式褶皺對錳礦的有利之處表現(xiàn)為:在燕山早、晚兩期構(gòu)造作用下,沉積蓋層沿剛性基底上的含錳巖系等軟弱層滑脫變形,形成直立背斜和斜歪向斜,無形中延長了褶皺核部的一系列地層,包括含錳巖系地層,在有限的平面范圍內(nèi)增加了錳礦的賦存空間。
(3)在燕山期形成的隔檔式褶皺對錳礦的不利影響表現(xiàn)為:由于受燕山期后期構(gòu)造應(yīng)力的擠壓作用,在褶皺的軸部會(huì)發(fā)育規(guī)模不一的高角度逆斷層,勢必會(huì)切斷錳礦層,對錳礦的勘查和后期的開采增加了難度。