楊 斌,李 巍,薛 哲,黃偉杰
崇陽大坪鉛鋅礦位于方山倒轉(zhuǎn)背斜北翼,區(qū)內(nèi)找礦工作始于上世紀(jì)五十年代末,八十年代中期曾對(duì)區(qū)內(nèi)進(jìn)行過踏勘性檢查,于地表發(fā)現(xiàn)了鉛鋅礦化體,2011年~2015年對(duì)區(qū)內(nèi)開展了系統(tǒng)的勘查工作,基本查明了該礦床的成礦地質(zhì)特征及礦體分布規(guī)律。鉛鋅礦體主要產(chǎn)于震旦系下統(tǒng)陡山沱組底部的層間破碎帶中,礦體呈似層狀產(chǎn)出,連續(xù)性好,控制礦體走向長(zhǎng)達(dá)1.4km。文中從鉛鋅礦的成礦地質(zhì)條件、物化探異常特征,對(duì)大坪鉛鋅礦礦床地質(zhì)特征進(jìn)行了總結(jié),對(duì)礦床成因、找礦標(biāo)志等進(jìn)行了探討。
大地構(gòu)造位置位于揚(yáng)子陸塊區(qū)下?lián)P子陸塊幕阜山被動(dòng)邊緣褶沖帶咸寧臺(tái)坪褶皺帶內(nèi)的方山倒轉(zhuǎn)背斜之北翼。由基底一套淺變質(zhì)巖系及蓋層沉積的碳酸鹽巖、碎屑巖、頁巖組成。
區(qū)域地層除泥盆統(tǒng)、石炭統(tǒng)缺失外,自青白口系至第四系均有出露,地層以下?lián)P子地層為主,而寒武系及奧陶系地層分屬下?lián)P子地層分區(qū)、江南地層分區(qū)。
區(qū)內(nèi)經(jīng)歷了多次構(gòu)造運(yùn)動(dòng)與變形,晉寧運(yùn)動(dòng)造成區(qū)內(nèi)基底褶皺、隆起,形成北西向緊密倒轉(zhuǎn)褶皺和塑—脆性剪切帶,印支運(yùn)動(dòng)形成北西西向緊密褶皺和擠壓斷裂,發(fā)育多處層間破碎帶,并對(duì)早期的構(gòu)造形跡疊加改造;燕山期主要以斷裂為主,同時(shí)伴有大規(guī)模的巖漿侵入活動(dòng)對(duì)印支褶皺形跡進(jìn)行改造,新生代主要代表為大規(guī)模凹陷,形成規(guī)模較大的祟陽盆地。
區(qū)域礦產(chǎn)資源豐富,有金銻、鎢、鈮鉭、鉛鋅、長(zhǎng)石、螢石等礦床,金、銻、鉛鋅礦(床)點(diǎn)主要沿方山倒轉(zhuǎn)背斜轉(zhuǎn)折端及兩翼分布,且受震旦系層位的控制。
礦區(qū)出露地層為上元古界冷家溪群小木坪組,巖性為粉砂質(zhì)板巖、泥質(zhì)板巖、含粉砂絹云千枚狀板巖;南華系下統(tǒng)蓮沱組,下部巖性為含礫石英砂巖或石英砂巖,中部為長(zhǎng)石石英砂巖;上部為灰色長(zhǎng)石石英雜砂巖、粉砂巖、細(xì)砂巖; 南華系上統(tǒng)南沱組冰磧含礫砂巖;震旦系下統(tǒng)陡山沱組,下部巖性為白云巖,中部為黑色頁巖、含炭質(zhì)粘土巖,上部為灰質(zhì)白云巖、灰?guī)r;上統(tǒng)老堡組,巖性為硅質(zhì)巖、頁巖;寒武系下統(tǒng)牛蹄塘組炭質(zhì)頁巖、頁巖、含炭質(zhì)粘土巖、粉砂質(zhì)粘土巖,寒武系下統(tǒng)石牌組頁巖夾粉晶灰?guī)r、泥質(zhì)、鈣質(zhì)頁巖。其中震旦系下統(tǒng)陡山沱組為區(qū)內(nèi)的主要含礦層。
陡山沱組:分布于礦區(qū)中部,呈近東西向展布,傾向327°~12°,傾角29°~85°,與下伏南沱組呈平行不整合接觸。根據(jù)巖性組合特征,可劃分為三段。
一段:白云巖、灰-深灰色,風(fēng)化后為棕褐色,微晶結(jié)構(gòu),塊狀構(gòu)造,白云石含量達(dá)95%左右,其次為方解石3%、石英、黃鐵礦及泥質(zhì)、炭質(zhì)物。該層底部有層間破碎帶,巖石常呈破裂及角礫狀,并伴有石英脈充填。近地表風(fēng)化呈鐵錳帽狀,為層間破碎帶AP1發(fā)育部位,是鉛鋅礦的主要賦存空間。
二段:灰黑色頁巖、含炭質(zhì)粘土巖,風(fēng)化后呈灰白及灰色,泥質(zhì)結(jié)構(gòu),平行紋層理構(gòu)造,巖石由含炭質(zhì)多寡而顯紋層,層厚5cm~10cm,黃鐵礦呈條帶狀及透鏡狀定向排列,易風(fēng)化形成褐鐵礦“結(jié)核”,常有石英脈穿切。
三段:灰色泥質(zhì)灰?guī)r,泥質(zhì)結(jié)構(gòu),薄—中層狀構(gòu)造,礦物成分:方解石50%~55%,水云母、高嶺石類45%~50%,黃鐵礦、石英小于l%。頂部以頁巖與上覆老堡組分界。
2.2.1 褶皺
方山倒轉(zhuǎn)背斜:其軸部位于方山,背斜軸走向約70°,受冷家溪群“基底”的影響,呈“7”字形展布,向東傾伏,向西撒開,核部由冷家溪群構(gòu)成,兩翼由震旦-奧陶系地層組成;東南翼傾向130°~160°,傾角30°~50°,北翼傾向170°~180°,局部?jī)A向300°~350°,傾角較陡60°~85°。
2.2.2 斷裂
區(qū)內(nèi)斷裂構(gòu)造主要為東西向斷裂構(gòu)造F1。
F1:位于礦區(qū)中部,產(chǎn)于南華系南沱組底部,走向呈近東西向,傾向328°~11°,局部?jī)A向137°~200°,傾角55°~80°,長(zhǎng)約4.2km,寬2m~10m,斷裂破碎帶由破裂巖、角礫巖、碎裂巖等構(gòu)成,角礫多為板巖、砂巖、冰磧含礫砂巖等,呈次棱角狀,大小混雜,以硅質(zhì)、碎屑等膠結(jié);下盤界面較粗糙,上盤接觸面較平直,破碎帶上下盤接觸帶具揉皺,且裂隙發(fā)育,裂隙內(nèi)多由石英脈充填。斷裂早期表現(xiàn)為壓扭性,晚期表現(xiàn)為張扭性,為一壓扭性逆斷層,造成蓮沱組地層基本缺失,使南沱組冰磧含礫砂巖與冷家溪群板巖直接接觸。
2.2.3 層間破碎帶
層間破碎帶AP1:為本區(qū)的主要控礦構(gòu)造,貫穿全區(qū),向東西兩側(cè)延伸至區(qū)外,地表破碎帶寬0.5m~5.85m,平均2.60m,傾向以330°~15°為主,局部?jī)A向170°~180°,傾角60°~86°。地表破碎帶經(jīng)風(fēng)化淋濾后形成土狀的棕褐色鐵錳帽,破碎帶內(nèi)見大量脈狀、團(tuán)塊狀石英。
深部破碎帶寬0.57m~10.52m,傾向330°~15°,局部南傾,傾角向深部逐漸變陡,傾角79°~87°,局部近直立。破碎帶由碎裂白云巖組成,具硅化、黃鐵礦化等蝕變。深部沿傾向呈逐漸增厚趨勢(shì),破碎帶石英脈、方解石脈發(fā)育,黃鐵礦呈團(tuán)塊狀、細(xì)脈狀分布,鉛鋅礦體呈團(tuán)塊狀、脈狀、浸染狀分布。
主要為閃斜煌斑巖脈,一般沿不同巖性接觸面出現(xiàn),厚度1m~2m,礦物成分為斜長(zhǎng)石40%~50%、角閃石30%~40%,石英1%~5%、褐鐵礦、磁鐵礦1%~3%,地表由于次變?cè)?,角閃石已被氧化鐵取代,長(zhǎng)石幾乎全部形成絹云母。
主要為硅化、黃鐵礦化、絹云母化、重晶石化、碳酸鹽化等,其中硅化、黃鐵礦化與鉛、鋅礦化關(guān)系密切。
硅化:主要分布于斷裂破碎帶、層間破碎帶中,多呈細(xì)脈狀產(chǎn)出。呈乳白色、少量呈灰白色,脈寬0.1cm~0.5cm,最寬達(dá)2cm,延伸不等,長(zhǎng)幾厘米至數(shù)米。
黃鐵礦化:主要有二期,早期與各地層成巖同期形成,呈顆粒狀;晚期多沿破碎帶及圍巖裂隙分布,通常與硅化相伴。
早期黃鐵礦多呈顆粒狀、晶體狀,分布于各地層巖石中,大小0.5mm~3mm,結(jié)晶程度高,立方晶型完整,地表多氧化為褐色褐鐵礦,保留有黃鐵礦晶體殘像。
晚期黃鐵礦呈細(xì)脈狀、浸染狀、顆粒狀分布于破碎帶及圍巖的裂隙中,其中細(xì)脈狀、浸染狀、星點(diǎn)狀黃鐵礦多為半自形晶粒狀。淺表黃鐵礦多氧化成褐色-褐黃色團(tuán)塊狀、不規(guī)則狀褐鐵礦,保留黃鐵礦假象,深部以浸染狀、細(xì)脈狀黃鐵礦為主,偶見由星點(diǎn)狀集合體組成細(xì)脈狀、條帶狀黃鐵礦。
碳酸鹽化:呈脈狀分布。主要分布于層間破碎帶和煌斑巖中,層間破碎帶中主要為白云石化,白云石多呈脈狀產(chǎn)出,脈寬0.1cm~1cm,雜亂分布,并常被石英脈切穿?;桶邘r中主要以方解石化為主,斜長(zhǎng)石強(qiáng)方解石化,局部方解石呈脈狀分布。
區(qū)內(nèi)實(shí)施的激電中梯、激電測(cè)深物探綜合剖面成果顯示,激電中梯的視電阻率及視極化率異常分布位置與電測(cè)深視電阻率斷面等值線形態(tài)基本一致,與地層剖面地層分布特征吻合。其低阻、高極化異常均為隱伏的陡山沱組炭質(zhì)頁巖及炭質(zhì)粘土巖等低阻地層所引起,高阻、低極化異常為小木坪組粉砂質(zhì)板巖及絹云千枚狀板巖及震旦系陡山沱組白云巖地層所引起。
根據(jù)區(qū)內(nèi)巖石地球化學(xué)背景值圈出了4處原生暈異常,其中2處鉛異常(Pb1、Pb2),2處鋅異常(Zn1、Zn2)。Pb、Zn異常大致呈帶狀,分布范圍與陡山沱地層及層間破碎帶AP1一致,異常受地層影響明顯。
鉛異常(Pb1):(異常與鋅異常Zn1疊加)異常長(zhǎng)2600m,寬10m~80m,最小值57.3×10-6,最大值133.9×10-6,平均值81.6×10-6,呈東西向展布,異常范圍與震旦系陡山沱組層間破碎帶AP1及陡山沱組地層出露圍吻合較好。鋅異常Zn1,異常長(zhǎng)700m,寬60m,最小值185.0×10-6,最大值為1782.6×10-6,鋅異常平均值755.7×10-6。
鋅異常(Zn2):(異常與鉛異常Pb2疊加)呈東西向展布,長(zhǎng)2700m,寬20m~60m,最小值84.0×10-6,最大值292.3×10-6,平均值208.1×10-6,異常范圍與震旦系陡山沱組層間破碎帶AP1及陡山沱組地層出露吻合較好。鉛異常Pb2,異常長(zhǎng)800m,寬60m,最小值36.50×10-6,最大值為277.4×10-6,鋅異常平均值173.3×10-6。
礦區(qū)共圈出地表氧化鉛礦體9個(gè),礦體編號(hào)PbⅠ-1~PbⅠ-9。深部原生鉛鋅礦體3個(gè),編號(hào)為PbZnⅡ、PbZnIII-1、PbZnIII-2。
地表氧化鉛礦體9個(gè),礦體主要分布于區(qū)內(nèi)中部的雙港橋至西沖一帶,賦存于震旦系下統(tǒng)陡山沱組底部近東西向?qū)娱g破碎帶AP1的氧化層中,呈簡(jiǎn)單的層狀、似層狀,傾向320°~25°,傾角47°~82°,礦體長(zhǎng)70m~1870m,厚1.11m~5.39m,Pb+Zn品位1.5%~3.38%,含礦巖性由碎裂白云巖組成,地表風(fēng)化呈土狀的棕褐色鐵錳帽,破碎帶具硅化、褐鐵礦化;底板為冰磧含礫砂巖,界線清晰,頂板為白云巖,大部分地段呈過渡漸變關(guān)系,僅局部界線清楚。
深部圈出鉛鋅礦體3個(gè),即PbZnⅡ、PbZnIII-1、PbZnIII-2礦體。
PbZnⅡ號(hào)礦體。
為本區(qū)主礦體,分布于礦區(qū)中部,礦體賦存于震旦系下統(tǒng)陡山沱組底部近東西向?qū)娱g破碎帶AP1中,走向近東西向,礦體呈簡(jiǎn)單的層狀、似層狀,礦體長(zhǎng)1420m,傾向北,傾角81°~89°,向深部逐漸變陡呈近直立;礦體厚0.33m~2.49m,Zn品位0.74%~6.76%,Pb品位0.34%~2.6%。
PbZnIII-1礦體。
由鉆孔揭露,礦體長(zhǎng)220m,走向近東西向,礦體呈簡(jiǎn)單的層狀、似層狀,傾向北,傾角85°,厚2.30m,鋅品位2.06%,鉛品位2.62%。
PbZnIII-2礦體
由鉆孔揭露,礦體長(zhǎng)300m,走向近東西向,礦體呈簡(jiǎn)單的層狀、似層狀,傾向北,傾角79°~89°,厚1.57~1.92m,Zn品位1.58%~1.86%,Pb品位0.14%~1.24%。
礦體巖性為含鉛鋅礦化碎裂白云巖、碎裂白云巖,礦體直接底板為南華系南沱組的冰磧含礫砂巖,界線清晰,頂板為震旦系陡山沱組的白云巖,界線較清晰,局部呈過渡漸變關(guān)系。
伴生有益元素主要為銀、鈷,Ag品位1g/t~29.20g/t,平均8.4g/t;鈷品位0.01%~0.08%,平均0.02%,均達(dá)到綜合回收利用要求。
據(jù)探礦工程揭露的情況分析,礦體整體上,沿傾向厚度逐漸變厚,品位呈逐漸增高趨勢(shì)。
淺表氧化鉛鋅礦礦石礦物為方鉛礦、閃鋅礦和褐鐵礦,以褐鐵礦為主。脈石礦物為石英(脈)、絹云母1%~10%、粘土質(zhì)等;原生鉛鋅礦礦石礦物成份較簡(jiǎn)單,金屬礦物為閃鋅礦、方鉛礦和黃鐵礦,脈石礦物主要為白云石、石英及方解石等。
淺表氧化鉛鋅礦礦石結(jié)構(gòu)以碎裂結(jié)構(gòu)為主,多氧化呈土狀結(jié)構(gòu)。礦石構(gòu)造為網(wǎng)脈狀構(gòu)造、團(tuán)塊狀構(gòu)造。
原生鉛鋅礦礦石結(jié)構(gòu)主要為自形—它形粒狀結(jié)構(gòu)、碎裂結(jié)構(gòu),方鉛礦、閃鋅礦、黃鐵礦等金屬礦物呈半自形—它形粒狀結(jié)構(gòu),粒徑大小不一。礦石構(gòu)造主要為浸染狀構(gòu)造、細(xì)脈狀構(gòu)造、角礫狀構(gòu)造,塊狀構(gòu)造。
礦石的化學(xué)成份,以富硅、鋁、鉀,而貧鈣、鎂為特征。有用組份除鉛鋅礦外,伴生有銀、鈷、鎘和硫。整個(gè)礦床地表氧化礦以鉛為主,深部硫化礦以鋅為主,僅局部鉛較高。
礦石類型:根據(jù)礦區(qū)礦石礦物成份,地表氧化礦礦石自然類型為褐鐵礦方鉛礦閃鋅礦礦石。硫化礦礦石自然類型為黃鐵礦閃鋅礦方鉛礦礦石、黃鐵礦方鉛礦閃鋅礦礦石。
根據(jù)礦石中有用組分的不同,主要有含鉛鋅礦石、含鋅鉛礦石、鉛鋅礦石、鋅鉛礦石。淺表氧化礦以鉛為主的鉛鋅礦石、硫化礦以鋅為主的鋅鉛礦石。
4.1.1 地層與成礦
礦體賦存于震旦系下統(tǒng)陡山沱組地層中,礦床的化探濃集中心分布規(guī)律與賦礦地層的分布特征一致,Pb、Zn成礦元素平均含量為克拉克值的幾倍,表現(xiàn)出局部明顯富集,是本區(qū)主要成礦元素的礦源層。礦體頂板震旦系陡山沱組的白云巖、頁巖等所起的屏蔽作用亦為不可缺少的因素。
4.1.2 構(gòu)造與成礦
區(qū)內(nèi)斷裂F1及層間破碎帶AP1具多期次活動(dòng)特征,F(xiàn)1后期張扭性裂隙發(fā)育,形成含礦熱液有利的運(yùn)輸通道,是本礦區(qū)的導(dǎo)礦構(gòu)造,成礦熱液沿著層間破碎帶運(yùn)移、鉛鋅礦體主要賦存于層間破碎帶AP1張性、張扭性裂隙中,層間破碎帶AP1是鉛鋅礦的導(dǎo)礦、容礦構(gòu)造。
4.2.1 成礦物質(zhì)來源
礦區(qū)出露巖性均為沉積巖,未見巖漿巖,局部見有煌斑巖脈出露。因此礦物質(zhì)來自巖漿及巖漿熱液的可能性極小,在陡山沱地層中的白云巖地層中Pb、Zn元素的平均含量為地殼中Pb、Zn元素克拉克值的幾倍,呈相對(duì)富集狀態(tài),使本區(qū)具備了成礦物質(zhì)來源條件。
4.2.2 同位素特征
前人測(cè)定層間破碎帶礦石中黃鐵礦的硫同位素為δS34‰為14.38~28.45,屬于沉積—淺變質(zhì)巖的范圍,石英氧同位素δO18‰值為15.51~20.15,成礦物質(zhì)來源于沉積—變質(zhì)巖類地層,為變質(zhì)作用及構(gòu)造作用產(chǎn)生的熱水溶液成礦。
4.2.3 成礦溫度及成礦壓力
層間破碎中流體包裹體以液體包裹體為主,含少量液體CO2包裹體,未發(fā)現(xiàn)氣相包裹體。成礦流體溫度245℃~100℃,壓力360巴~500巴,屬中淺成、中低溫?zé)嵋骸?/p>
4.2.4 成礦構(gòu)造
礦床主要受構(gòu)造控制,礦體賦存于震旦系下統(tǒng)陡山沱組一段底部層間破碎帶AP1中。因此AP1層間破碎帶既是導(dǎo)礦構(gòu)造也是容礦構(gòu)造。
綜合上述特征,該礦床可初步定義為碳酸鹽巖型層控礦床,區(qū)內(nèi)震旦系陡山沱組為一套碳酸鹽巖地層,為本礦區(qū)的礦源層,晉寧-印支時(shí)期形成的形成的基底構(gòu)造及層間破碎帶,構(gòu)造運(yùn)動(dòng)導(dǎo)致地層及構(gòu)造中的地下水熱液活動(dòng),使成礦元素在地層中初步富集,燕山運(yùn)動(dòng)時(shí)期構(gòu)造復(fù)活,并有煌斑巖脈貫入,在熱液作用下,對(duì)地層中初步富集的鉛、鋅成礦元素進(jìn)行溶濾、萃取,在一定溫度、壓力條件作用下,含礦熱流體沿構(gòu)造通道運(yùn)移,于層間破碎帶裂隙中匯集成礦。
成因類型為:中低溫?zé)嵋撼涮顚娱g破碎帶型鉛鋅礦床。
區(qū)內(nèi)鉛鋅礦主要產(chǎn)于下震旦統(tǒng)陡山沱組底部層間破碎帶碎裂白云巖中,區(qū)內(nèi)的找礦標(biāo)志總結(jié)如下:
區(qū)內(nèi)陡山沱組白云巖是本區(qū)重要的含礦地層,其層間破碎帶AP1是鉛鋅多金屬礦的主要賦存空間,地表深褐色鐵錳帽是區(qū)內(nèi)尋找鉛鋅礦的直接標(biāo)志。區(qū)內(nèi)圍巖蝕變以硅化、毒砂化、黃鐵礦化、碳酸鹽化為主,其中硅化、黃鐵礦化與鉛、鋅礦化關(guān)系密切,是尋找鉛鋅礦的一項(xiàng)重要標(biāo)志。
大坪鉛鋅礦床為嚴(yán)格受層位及構(gòu)造控制的中低溫?zé)嵋撼涮顚娱g破碎帶型鉛鋅礦床,地表深褐色鐵錳帽是區(qū)內(nèi)尋找鉛鋅礦的直接標(biāo)志,礦體整體上沿傾向厚度逐漸變厚、品位逐漸增高,深部是尋找工業(yè)礦體的有利部位,同時(shí)層間破碎帶沿方山背斜兩翼延伸穩(wěn)定,為主要找礦方向。