趙德順,趙偉策,王書來,祝新友,蔣斌斌
(1.中銅礦產(chǎn)資源有限公司技術(shù)中心,云南昆明 650051;2.北京礦產(chǎn)地質(zhì)研究院有限責(zé)任公司,北京 100012;3.中色紫金地質(zhì)勘查(北京)有限責(zé)任公司,北京 100012)
川滇黔鉛鋅成礦帶位于揚(yáng)子地臺(tái)西南部,是華南低溫?zé)嵋撼傻V域的重要組成部分,也是我國最大鉛鋅多金屬的生產(chǎn)基地,具有重要的經(jīng)濟(jì)價(jià)值(圖1;柳賀昌和林文達(dá),1999;張長青等,2005;Hu et al.,2017;韓潤生等,2022)。毛坪鉛鋅礦床處于川滇黔鉛鋅成礦帶的北部,產(chǎn)于區(qū)域近NE-SW向褶沖帶與近N-S向斷裂帶、NW-SE向斷裂帶的交匯部位,具有鉛鋅資源量巨大、礦石平均品位甚高、礦體縱向延伸大于走向延長等特征(圖1;申屠良義等,2011;韓潤生等,2019)。20世紀(jì)80年代末,通過區(qū)域地質(zhì)調(diào)查,在毛坪地區(qū)圈定了一系列地球化學(xué)異常區(qū)域,并在隨后的勘查工作中探獲多個(gè)高品位鉛鋅礦體,標(biāo)志著毛坪鉛鋅礦床的發(fā)現(xiàn)(韓潤生等,2007;任順利等,2018)。
圖1 川滇黔鉛鋅成礦帶大地構(gòu)造位置圖與區(qū)域地質(zhì)簡圖(據(jù)Zhao et al.,2022修改)Fig.1 Tectonic location(a)and simplified geological map(b)of the Sichuan-Yunnan-Guizhou lead-zinc metallogenic province(modified from Zhao et al.,2022)1-新生界;2-中生界;3-古生界;4-前寒武系;5-峨眉山玄武巖;6-主要斷裂;7-大型-超大型礦床;8-中型、小型礦床1-Cenozoic;2-Mesozoic;3-Paleozoic;4-Precambrian;5-Emeishan basalt;6-major faults;7-large to superlarge deposit;8-medium and small deposits
毛坪鉛鋅礦化受地層巖性與構(gòu)造的雙重控制,礦體主要賦存于上泥盆統(tǒng)宰格組與上石炭統(tǒng)黃龍組白云巖、白云質(zhì)灰?guī)r中,受控于近NE向毛坪逆斷裂與石門坎倒轉(zhuǎn)背斜(圖2)。前人研究表明,近NE-SW向毛坪逆斷裂及相關(guān)石門坎倒轉(zhuǎn)背斜是毛坪鉛鋅礦床的重要導(dǎo)礦構(gòu)造與容礦構(gòu)造,礦體主要呈NE向近平行展布,產(chǎn)于石門坎背斜NW側(cè)倒轉(zhuǎn)翼的NE向?qū)娱g斷裂內(nèi)(胡彬和韓潤生,2003)。然而,遙感影像解譯結(jié)果表明,毛坪地區(qū)在NE-SW向與NW-SE向構(gòu)造所構(gòu)成的菱格狀地塊相間分布的背景下,存在一條近N-S向透鏡狀-環(huán)狀構(gòu)造,被認(rèn)為是巨厚的上泥盆統(tǒng)、石炭系碳酸鹽巖在遙感影像上的反映,也是成礦物質(zhì)富集和就位的空間場所及通道,與NE向構(gòu)造帶的交切地帶最有利于礦化作用發(fā)生(王瑞雪等,2015)。近來,筆者在野外實(shí)地調(diào)查過程中發(fā)現(xiàn),礦區(qū)也確實(shí)存在一組近N-S向斷裂,與鉛鋅礦化、熱液蝕變具有密切的聯(lián)系,其構(gòu)造特征與對(duì)成礦的控制作用尚未得到清晰解答。
圖2 毛坪鉛鋅礦床地質(zhì)簡圖(據(jù)韓潤生等,2007修改)Fig.2 Geological map of the Maoping lead-zinc deposit(modified from Han et al.,2007)1-上二疊統(tǒng)峨眉山組;2-下二疊統(tǒng)陽新組;3-下二疊統(tǒng)梁山組;4-上石炭統(tǒng)黃龍組;5-下石炭統(tǒng)大埔組;6-下石炭統(tǒng)梓門橋組;7-下石炭統(tǒng)萬壽山組;8-上泥盆統(tǒng)宰格組;9-地質(zhì)界線與平行不整合界線;10-背斜軸跡;11-正斷層;12-逆斷層;13-正常地層與倒轉(zhuǎn)地層產(chǎn)狀;14-鉛鋅礦體平面投影;15-河流;16-樣品1-Upper Permian Emeishan Formation;2-Lower Permian Yangxin Formation;3-Lower Permian Liangshan Formation;4-Upper Carboniferous Huanglong Formation;5-Lower Carboniferous Dapu Formation;6-Lower Carboniferous Zimenqiao Formation;7-Lower Carboniferous Wanshoushan Formation;8-Upper Devonian Zaige Formation;9-geological boundary / disconformity;10-anticline;11-normal fault;12-reverse fault;13-attitude of normal /overturned bedding planes;14-planar projection of orebody;15-river;16-sample
本文在前人研究成果的基礎(chǔ)上,通過系統(tǒng)的野外地質(zhì)調(diào)查、大比例尺地質(zhì)填圖工作,闡明了毛坪鉛鋅礦床近N-S向橫向斷裂的幾何學(xué)與運(yùn)動(dòng)學(xué)特征,并結(jié)合成礦元素地球化學(xué)分析,從地質(zhì)與地球化學(xué)兩方面揭示了橫向斷裂與鉛鋅礦化、熱液蝕變的重要聯(lián)系,深化了對(duì)礦田構(gòu)造及其與礦化之間關(guān)系的認(rèn)識(shí)以及對(duì)成礦過程的理解,同時(shí),為礦床的深部與邊部找礦提供了理論指導(dǎo)。
川滇黔鉛鋅成礦帶在大地構(gòu)造上位于揚(yáng)子地臺(tái)西南部(圖1a),發(fā)育“兩基底+三蓋層”地殼結(jié)構(gòu)。基底巖石包括下部的太古代-古元古代深變質(zhì)火山-沉積巖系以及上部的中元古代陸源碎屑巖夾碳酸鹽巖、新元古代早期淺變質(zhì)變形中-基性火山-沉積巖系(姜勇彪等,2006;盧映祥等,2021;劉暢等,2022)。在古老陸殼基底之上,依次沉積了震旦系-志留系海相碎屑巖夾碳酸鹽巖建造、泥盆系-中三疊統(tǒng)海相碳酸鹽巖夾碎屑巖與少量火山巖以及上三疊統(tǒng)-第四系陸相序列(張國偉等,2013)。其中,上震旦統(tǒng)-中二疊統(tǒng)臺(tái)地相碳酸鹽巖建造是區(qū)域鉛鋅礦床的重要含礦巖系(柳賀昌和林文達(dá),1999)。區(qū)域歷經(jīng)自新元古代至新生代的多期構(gòu)造事件,多期變形復(fù)式疊加、改造與多次復(fù)活,形成了現(xiàn)今以近NE-SW向褶沖帶與近N-S向、近NW-SE向走滑剪切構(gòu)造帶等三組構(gòu)造體系為典型特征的區(qū)域構(gòu)造格局,控制了區(qū)域數(shù)百個(gè)鉛鋅礦床的空間排列與展布(圖1b;張志斌等,2006)。區(qū)域巖漿巖主要形成于元古代,出露于西緣一線,記錄了早前寒武紀(jì)的陸殼拼貼與增生事件(尹福光等,2012;張恒等,2019)。晚二疊世,發(fā)生了因地幔柱活動(dòng)而導(dǎo)致的裂谷環(huán)境下的峨眉山大陸溢流玄武巖噴發(fā)事件,出露面積廣、影響范圍大,可能為區(qū)域大規(guī)模鉛鋅礦化提供了一定的物質(zhì)來源(圖1b;徐義剛和鐘孫霖,2001;黃智龍等,2004)。
礦區(qū)出露的地層自老至新依次包括:上泥盆統(tǒng)宰格組(D3zg)白云巖、結(jié)晶灰?guī)r,下石炭統(tǒng)萬壽山組(C1w)泥質(zhì)頁巖夾石英砂巖,下石炭統(tǒng)梓門橋組(C1z)細(xì)晶灰?guī)r局部夾泥質(zhì)頁巖,下石炭統(tǒng)大埔組(C1d)白云巖,上石炭統(tǒng)黃龍組(C2h)上部的灰?guī)r與中下部的白云巖與灰?guī)r互層,下二疊統(tǒng)梁山組(P1l)石英砂巖夾砂質(zhì)頁巖,下二疊統(tǒng)陽新組(P1y)灰?guī)r,上二疊統(tǒng)峨眉山玄武巖(P2β)等(圖2a)。下二疊統(tǒng)呈平行不整合覆蓋于上泥盆統(tǒng)-上石炭統(tǒng)之上,上二疊統(tǒng)峨眉山玄武巖呈噴發(fā)不整合覆蓋在下二疊統(tǒng)及其下伏地層之上。其中,上泥盆統(tǒng)宰格組(D3zg)、上石炭統(tǒng)黃龍組(C2h)為主要的含礦層位(Wei et al.,2021,Wu et al.,2021)。礦區(qū)總體上表現(xiàn)為以NE-SW向毛坪逆斷層與NNE-SSW向石門坎倒轉(zhuǎn)背斜為主體構(gòu)造格局,自SE向NW的逆沖作用將下古生界推覆至礦區(qū)西北側(cè)的峨眉山玄武巖之上(圖2a)。此外,還發(fā)育近N-S向與近 NW-SE 向斷層,切錯(cuò)NE-SW向褶沖構(gòu)造(圖2a)。礦區(qū)巖漿巖僅見于其北側(cè),為晚二疊世峨眉山玄武巖(圖2a)。
礦體就位于毛坪逆斷裂的上盤,主要產(chǎn)于石門坎倒轉(zhuǎn)背斜西翼的宰格組與黃龍組層間破碎帶中,為隱伏-半隱伏礦體(圖2)。礦體主要呈似層狀、扁柱狀、扁豆?fàn)畹葞缀涡螒B(tài),剖面上隨地層產(chǎn)狀變化而波狀彎曲。其“層控”特征明顯,產(chǎn)狀與地層基本一致,走向NE-SW,傾向SE,傾角57°~75°,沿傾向向深部的延深大于沿走向向兩側(cè)的延長(Xiang et al.,2020)。礦石類型以原生金屬硫化物礦石為主,礦物組合簡單,主要是閃鋅礦、方鉛礦、黃鐵礦以及白云石、方解石等(圖3)。礦石構(gòu)造包括塊狀構(gòu)造(圖3a)、角礫狀構(gòu)造(圖3b)、脈狀構(gòu)造與浸染狀構(gòu)造(圖3c)等;礦石結(jié)構(gòu)主要是結(jié)晶結(jié)構(gòu)與交代結(jié)構(gòu),包括粗粒半自形-自形結(jié)構(gòu)(圖3d、e)、細(xì)粒它形結(jié)構(gòu)(圖3f)、交代殘余結(jié)構(gòu)與港灣狀-孤島狀結(jié)構(gòu)(圖3g、h)等。熱液蝕變主要表現(xiàn)為白云石化、熱液角礫巖化、黃鐵礦化與褐鐵礦化等(圖3)。根據(jù)礦物共生組合、穿插關(guān)系與生成順序等證據(jù),將熱液成礦作用劃分為三個(gè)成礦階段:①暗黃色細(xì)粒黃鐵礦-白云石階段(I),以暗黃色、細(xì)粒黃鐵礦所構(gòu)成的致密粒狀集合體為特征(圖3f),伴隨少量鉛鋅礦化;②深色閃鋅礦-方鉛礦-亮黃色粗粒黃鐵礦-白云石階段(II),為主要成礦階段,形成大規(guī)模、高品位的鉛鋅工業(yè)礦體;該階段以深色類粗粒閃鋅礦為特征,呈黑色、紅褐色、深棕色、紅棕色、黃棕色、棕色等(圖3a、b、c、d);黃鐵礦為粗粒結(jié)構(gòu),呈亮黃色(圖3i);③淺色閃鋅礦-方鉛礦-方解石階段(III),以淺色類粗粒(淺黃色、淺棕色)閃鋅礦為特征(圖3e),也能夠形成大規(guī)模、高品位的鉛鋅礦體。
圖3 毛坪鉛鋅礦床典型礦石手標(biāo)本及鏡下特征Fig.3 Representative photographs and micrographs of the ores from the Maoping Pb-Zn deposita-塊狀鉛鋅礦石,手標(biāo)本;b-角礫狀、浸染狀鉛鋅礦石,手標(biāo)本;c-脈狀、浸染狀鉛鋅礦石,手標(biāo)本;d-粗粒深色閃鋅礦,透射單偏光;e-粗粒淺色閃鋅礦,透射單偏光;f-細(xì)粒黃鐵礦,反射光;g-粗粒閃鋅礦交代細(xì)粒黃鐵礦,反射光;h-粗粒閃鋅礦、方鉛礦交代細(xì)粒黃鐵礦,反射光;i-與閃鋅礦、方鉛礦共生的粗粒黃鐵礦,反射光;Py-黃鐵礦;Sp-閃鋅礦;Gn-方鉛礦;Dol-白云石;Cal-方解石a-massive ores,hand specimen;b-brecciated and disseminated ores,hand specimen;c-vein and disseminated ores,hand specimen;d-coarse-grained and dark-colored sphalerite,transmission and plane-polarized light;e-coarse-grained and light-colored sphalerite,transmission and plane-polarized light;f-fine-grained pyrite,reflected light;g-the replacement of coarse-grained sphalerite to fine-grained pyrite,reflected light;h-the replacement of coarse-grained sphalerite and galena to fine-grained pyrite,reflected light;i-the intergrowing sphalerite,galena and coarse-grained pyrite,reflected light;Py-pyrite;Sp-sphalerite;Gn-galena;Dol-dolomite;Cal-calcite
根據(jù)野外地質(zhì)調(diào)查與大比例尺地質(zhì)填圖工作,本文新識(shí)別出了兩條重要的近N-S向橫向斷裂:河?xùn)|-小發(fā)路-干田壩斷裂(F1)與觀音山-朱家營西斷裂(F2;圖2),與鉛鋅礦化也存在密切的聯(lián)系。F1斷裂縱貫礦區(qū)南北,在南部被后期NNW-SSE向新生代斷裂小幅錯(cuò)斷,并往南繼續(xù)延伸進(jìn)入二疊系陽新組厚層灰?guī)r地層,往北延伸至礦區(qū)以北的侏羅系紅層盆地,切錯(cuò)地層為泥盆系-侏羅系。野外路線調(diào)查過程中,通過1∶10000地表地質(zhì)填圖與斷裂兩盤的地層對(duì)比識(shí)別出了該斷裂的存在(圖4a)。在F1斷裂的南段,可觀察到斷裂兩盤地層的明顯差異,且發(fā)育有較大規(guī)模的、近直立的斷層崖,地層巖性為梁山組砂巖,與之對(duì)應(yīng)高程的斷裂西盤的地層巖性為大埔組白云巖(圖4a)。在F1斷裂的中段,萬壽山組砂巖中發(fā)育有一條近N-S向高角度斷裂(圖4b),應(yīng)是F1斷裂的露頭表現(xiàn)或其次級(jí)斷裂,斷層面陡傾向東,傾角70°~80°,局部倒轉(zhuǎn),反傾向西。根據(jù)斷層兩盤地層對(duì)比、幾何學(xué)性質(zhì)以及次級(jí)斷裂面上的階步、反階步、擦痕線理等構(gòu)造變形,認(rèn)為F1斷裂具有正滑的運(yùn)動(dòng)學(xué)性質(zhì)(圖4b)。
圖4 毛坪鉛鋅礦床橫向斷裂野外典型地質(zhì)現(xiàn)象Fig.4 Representative field photographs of the transverse faults in the Maoping Pb-Zn deposit
F2斷裂呈近N-S向延伸約2 km,切錯(cuò)上泥盆統(tǒng)-上石炭統(tǒng)以及石門坎倒轉(zhuǎn)背斜的北西翼(圖2)。斷層面陡傾向東,傾角約60°~75°,相關(guān)構(gòu)造標(biāo)志也指示了正滑的運(yùn)動(dòng)學(xué)性質(zhì)(圖4c)。在F2斷裂兩側(cè),也發(fā)育了多條近N-S向次級(jí)斷裂,與F2斷裂具有相似的幾何學(xué)與運(yùn)動(dòng)學(xué)特征。此外,在F2斷裂北段,發(fā)現(xiàn)有一條長約30 m的構(gòu)造蝕變帶,沿F2斷裂發(fā)育并與之產(chǎn)狀基本一致。
在毛坪鉛鋅礦床采集了13件構(gòu)造蝕變巖樣品,開展Pb、Zn、Ag、Ge、Ga、Cd、In等7種成礦元素的地球化學(xué)分析,用以論證近N-S向橫向斷裂對(duì)鉛鋅礦化的控制作用。樣品采自F1斷裂與F2斷裂帶及其所控制的相關(guān)構(gòu)造蝕變帶內(nèi),所屬地層分別為宰格組、萬壽山組和黃龍組,樣品具有不同程度的熱液白云石化(表1)。樣品的實(shí)驗(yàn)前處理工作在廊坊市宇恒礦巖技術(shù)服務(wù)有限公司完成,將全巖樣品進(jìn)行碎粉處理并研磨成200目粉末樣。全巖粉末樣品的成礦元素地球化學(xué)分析在華北有色地質(zhì)勘查局燕郊中心實(shí)驗(yàn)室完成。首先,稱取約250 mg的全巖粉末樣品并置于50 mL的聚四氟乙烯坩堝中;其次,用少量水將樣品濕潤,并依次加入5 mL的HNO3、1 mL的HClO4、2 mL的H3PO4、3.0 mL的HF;然后,將混合溶液進(jìn)行加熱,直至使其呈現(xiàn)出均勻的水溶狀態(tài),將其移至25 mL容量的聚乙烯比色管中并定容、搖勻;接下來,靜置溶液,當(dāng)溶液至澄清狀態(tài)時(shí),取清液5 mL并加入3.0% 的硝酸稀釋10倍;最后,按ICP-MS操作儀器對(duì)樣品進(jìn)行成礦元素含量分析。詳細(xì)的分析方法與實(shí)驗(yàn)流程見王猛(2017)。
表1 毛坪鉛鋅礦床近N-S向橫向斷裂的構(gòu)造蝕變巖樣品信息表Table 1 Sample information of tectonic-altered rocks within the N-S-striking fault from the Maoping Pb-Zn deposit
毛坪鉛鋅礦床的13件構(gòu)造蝕變巖樣品的成礦元素分析結(jié)果列于表2。黃智龍等(2001)、李文博等(2002)對(duì)滇東北地區(qū)上震旦統(tǒng)至下二疊統(tǒng)碳酸鹽巖進(jìn)行了Pb、Zn、Ag、Ge、Ga、Cd、In等7種成礦元素的地球化學(xué)分析(表3)。本文以此數(shù)據(jù)來對(duì)比分析毛坪近N-S斷裂帶內(nèi)的構(gòu)造蝕變巖樣品的成礦元素含量。所有13件構(gòu)造蝕變巖樣品的Pb、Zn含量的變化范圍非常大,分別介于12.10×10-6~1480.00×10-6之間與110.00×10-6~4420.00×10-6之間。樣品中Ag含量的變化范圍很小,介于0.03×10-6~1.29×10-6,Cd含量的變化范圍也較小,介于0.15×10-6~3.98×10-6。樣品中In的含量具有極小的變化范圍,介于0.02×10-6~0.59×10-6之間。相比其它稀散元素,樣品中Ge、Ga的含量具有較大的變化范圍,分別為0.19×10-6~21.76×10-6、0.61×10-6~20.70×10-6。
表2 毛坪鉛鋅礦床構(gòu)造蝕變巖樣品的成礦元素分析結(jié)果Table 2 Analytical results of the ore-forming elements for the tectonic-altered rock samples from the Maoping Pb-Zn deposit
表3 滇東北地區(qū)上震旦統(tǒng)至下二疊統(tǒng)碳酸鹽巖中成礦元素的含量(數(shù)據(jù)來自黃智龍等,2001;李文博等,2002)Table 3 Contents of the ore-forming elements in the Upper Sinian to Lower Permian carbonate rocks in northeastern Yunnan(data from Huang et al.,2001;Li et al.,2002)
前人通過礦田構(gòu)造解析及其與鉛鋅礦化的關(guān)系研究,提出毛坪鉛鋅礦床的NE-SW向褶沖構(gòu)造控制鉛鋅礦化的成礦構(gòu)造模型(胡彬和韓潤生,2003)。該模型認(rèn)為,NE-SW向褶沖構(gòu)造是對(duì)鉛鋅礦化的關(guān)鍵控制,NE-SW向毛坪逆斷裂是主要的導(dǎo)礦構(gòu)造,伴生的NE-SW向石門坎背斜兩翼的壓扭性層間破碎帶是主要的容礦構(gòu)造。本文支持NE-SW向?qū)娱g破碎帶是重要的容礦構(gòu)造這一觀點(diǎn),證據(jù)如下:一是,鉛鋅礦體具有明顯的“層控”特征,其形態(tài)、產(chǎn)狀與空間展布嚴(yán)格受層間破碎帶的控制(圖2)。二是,野外地質(zhì)調(diào)查與大比例尺地質(zhì)填圖發(fā)現(xiàn),白云石化、黃鐵礦化、熱液角礫巖化等一些與鉛鋅礦化密切相關(guān)的熱液蝕變順地層層面發(fā)育,顯示出蝕變的“層控”特征(圖5a)。強(qiáng)烈的構(gòu)造擠壓致使背斜地層的NE-SW向?qū)娱g破碎帶發(fā)生相對(duì)滑動(dòng),為成礦流體的運(yùn)移與礦石的最終沉淀提供了重要的通道與空間;此外,在成礦流體運(yùn)移過程中,水巖反應(yīng)會(huì)導(dǎo)致碳酸鹽巖的溶解,伴隨著普遍的熱液粗晶白云石化,在熱液白云巖中往往能夠形成大量的晶洞構(gòu)造,為礦石的沉淀提供了更多的空間(Wei et al.,2015)。因此,NE-SW向?qū)娱g破碎帶是鉛鋅礦化的重要的容礦構(gòu)造。
圖5 毛坪鉛鋅礦床N-S向斷裂帶內(nèi)熱液蝕變Fig.5 Hydrothermal alteration in the N-S-striking faults in the Maoping Pb-Zn deposit
但是,NE-SW向毛坪逆斷裂是否如前人構(gòu)造模型中所提出來的導(dǎo)礦構(gòu)造?這一問題有待商榷。首先,從其構(gòu)造屬性本身來講,強(qiáng)烈擠壓構(gòu)造背景下形成的逆沖斷層往往是一個(gè)較為封閉的構(gòu)造系統(tǒng),無法提供相對(duì)更為開放的空間和場所,并不利于成礦流體的運(yùn)移與金屬礦石的沉淀;相反,其內(nèi)部常發(fā)育不具滲透性的壓性斷層泥,因而更有可能作為一個(gè)熱液成礦系統(tǒng)的隔擋層而存在(陳正樂和陳柏林,2012)。其次,根據(jù)野外地質(zhì)調(diào)查,NE-SW向毛坪逆斷裂似乎并沒有顯示導(dǎo)礦構(gòu)造應(yīng)具有的一些地質(zhì)特征,在野外追索斷裂的過程中,在其內(nèi)部或緊密相鄰的構(gòu)造部位,并沒有發(fā)現(xiàn)明顯的與鉛鋅礦化相關(guān)的熱液蝕變或礦化現(xiàn)象,暗示成礦流體并沒有流經(jīng)毛坪逆斷裂。
本文研究認(rèn)為,毛坪鉛鋅礦床的近N-S向高角度橫向斷裂在鉛鋅成礦過程中起到了主導(dǎo)作用,是重要的導(dǎo)礦構(gòu)造。一是從構(gòu)造屬性本身來講,毛坪橫向斷裂顯示近N-S走向、陡傾向E的幾何學(xué)特征,以正向滑動(dòng)為主,屬張性構(gòu)造。高角度張性橫向斷裂相比NE-SW向逆沖斷層具有更為富裕的、更為開放的空間,能夠?yàn)樯畈看罅砍傻V流體的上升、運(yùn)移提供所必需的垂向連通通道,也為金屬礦石的沉淀提供了足夠的空間與場所,更可能成為導(dǎo)礦構(gòu)造。二是從野外地質(zhì)觀察與地質(zhì)證據(jù)的角度來看,高角度張性橫向斷裂與鉛鋅礦化存在密切的聯(lián)系。碳酸鹽巖的交代、溶解、重結(jié)晶以及熱液角礫巖化作用是碳酸鹽容礦鉛鋅礦床最為普遍、最為重要的熱液蝕變類型,因此,白云石化、溶解坍塌角礫巖是該類型礦床的重要找礦標(biāo)志。野外地質(zhì)調(diào)查與大比例尺地質(zhì)填圖表明,沿F1斷裂帶,自北向南普遍存在白云石化與溶解坍塌角礫巖等現(xiàn)象(圖5)。在斷裂帶的北端,黃龍組灰?guī)r中發(fā)育的近N-S向次級(jí)破裂內(nèi)普遍存在熱液白云石化(圖5a);往南,在斷裂西側(cè)破碎帶中,粗晶白云石脈穿插、發(fā)育于宰格組細(xì)晶白云巖中,顯示碳酸鹽巖的交代與重結(jié)晶作用(圖5b);在斷裂帶的南端,位于斷裂西側(cè)破碎帶內(nèi)的老礦硐內(nèi),觀察到顯著的熱液角礫巖化作用,普遍發(fā)育由褐鐵礦化碳酸鹽作為基質(zhì)、由白云巖作為角礫而構(gòu)成的溶解坍塌角礫巖(圖5c)。此外,沿F2斷裂也存在相似的地質(zhì)現(xiàn)象,大埔組碳酸鹽巖發(fā)生了普遍的熱液角礫巖化作用,形成由粗晶白云巖角礫與粒度極細(xì)的碳酸鹽基質(zhì)構(gòu)成的溶解坍塌角礫巖(圖5d)。
三是成礦元素地球化學(xué)證據(jù)。川滇黔鉛鋅成礦帶發(fā)育數(shù)百個(gè)規(guī)模不一的碳酸鹽容礦鉛鋅礦床,主要容礦層位為上震旦統(tǒng)至下二疊統(tǒng)臺(tái)地相碳酸鹽巖,最典型特征之一是伴生富集Cd、Ge、Ga、In等稀散元素以及Ag元素(張長青等,2005)。毛坪鉛鋅礦床是該成礦帶典型的碳酸鹽容礦鉛鋅礦床之一,本文對(duì)毛坪鉛鋅礦床近N-S向斷裂帶內(nèi)的構(gòu)造蝕變巖樣品開展了Pb、Zn、Ag、Ge、Cd、Ga、In等成礦元素的地球化學(xué)分析。結(jié)果顯示,所有樣品均具有非常高的Pb、Zn含量(12.10×10-6~1480.00×10-6、110.00×10-6~4420.00×10-6),且遠(yuǎn)高于區(qū)域上震旦統(tǒng)至下二疊統(tǒng)碳酸鹽巖中Pb、Zn含量的背景值(1.89×10-6~11.20×10-6、3.28×10-6~16.40×10-6),顯示出顯著的Pb、Zn異常。所有樣品中In的含量(0.02×10-6~0.59×10-6)也均高于區(qū)域上震旦統(tǒng)至下二疊統(tǒng)碳酸鹽巖中In的含量(小于0.02×10-6),也顯示出一定程度的In異常。相比區(qū)域上震旦統(tǒng)至下二疊統(tǒng)碳酸鹽巖(0.04×10-6~0.66×10-6、0.05×10-6~1.17×10-6),絕大多數(shù)樣品(MPC142-1除外)也具有相對(duì)更高的Ge、Ga含量(0.54×10-6~21.76×10-6、1.76×10-6~20.70×10-6),顯示較為顯著的Ge、Ga異常。此外,8件樣品中Cd的含量(0.67×10-6~3.98×10-6)高于區(qū)域碳酸鹽巖地層的Cd的背景值(0.04×10-6~0.6×10-6),顯示了一定程度的Cd異常。樣品中Ag的異常不明顯,僅2件樣品(0.86×10-6~1.29×10-6)顯示高于區(qū)域碳酸鹽巖地層(0.33×10-6~0.85×10-6)的Ag的含量。因此,在毛坪鉛鋅礦床近N-S向斷裂帶內(nèi),存在極其顯著的Pb、Zn異常以及較明顯的Ge、Cd、Ga、In異常,表明熱液流體很可能流經(jīng)這些近N-S向斷裂,它們更可能成為深源流體上升與運(yùn)移的垂向連通通道,因此,應(yīng)是主要的導(dǎo)礦構(gòu)造。
綜上所述,本文認(rèn)為,NE-SW向毛坪逆斷裂與石門坎背斜、碳酸鹽巖上部的不透水泥質(zhì)巖系共同組成了一個(gè)較為封閉的構(gòu)造、巖性圈閉系統(tǒng),使深部成礦流體在其上升至圈閉系統(tǒng)的頂部后,能夠不斷地匯聚于背斜頂部,并沿背斜兩翼的層間破碎帶發(fā)生側(cè)向運(yùn)移。因此,NE-SW向褶沖構(gòu)造更可能是鉛鋅成礦作用的前奏,提供了形成大礦、富礦所必要的構(gòu)造條件,其作為一個(gè)熱液成礦系統(tǒng)的隔擋層存在,極大地促進(jìn)了成礦流體在有利構(gòu)造、巖性部位的不斷富集。近N-S向高角度張性橫向斷裂對(duì)鉛鋅礦化及相關(guān)熱液蝕變具有更為主導(dǎo)的控制作用,其作為主要導(dǎo)礦構(gòu)造,為深部成礦流體的上升與運(yùn)移、礦石的沉淀提供了所必需的垂向連通通道和足夠的容礦空間,是礦床尺度上更為優(yōu)先的控礦構(gòu)造。近NE-SW向?qū)娱g破碎帶則是主要作為容礦構(gòu)造存在,在深部成礦流體上升至有利巖性部位時(shí),為成礦流體的進(jìn)一步側(cè)向運(yùn)移與鉛鋅礦體的最終就位提供了所必要的路徑和場所,是礦床尺度上居于次位的控礦構(gòu)造。
(1)毛坪鉛鋅礦床的橫向斷裂表現(xiàn)為近N-S向、陡傾向E的幾何特征,并具有以正向滑動(dòng)為主的運(yùn)動(dòng)學(xué)性質(zhì)。成礦元素地球化學(xué)分析顯示,橫向斷裂內(nèi)構(gòu)造蝕變巖具有極其顯著的Pb、Zn異常以及較明顯的Ge、Cd、Ga、In異常。
(2)構(gòu)造屬性、地質(zhì)事實(shí)、成礦元素地球化學(xué)分析等證據(jù)均支持近N-S向張性橫向斷裂對(duì)鉛鋅礦化的控制作用,其作為主要的導(dǎo)礦構(gòu)造存在,為深源流體的上升、運(yùn)移提供了很重要的垂向連通通道,為礦石沉淀也提供了所必需的容礦空間。
(3)近NE-SW向?qū)娱g破碎帶主要作為容礦構(gòu)造存在,在深部成礦流體上升至有利巖性地段時(shí),為成礦流體的進(jìn)一步側(cè)向運(yùn)移與鉛鋅礦體的最終就位提供了所必要的路徑和充足的容礦場所。
(4)近N-S向毛坪逆斷裂與石門坎背斜共同構(gòu)成構(gòu)造圈閉系統(tǒng),極大地促進(jìn)了成礦流體與金屬元素的巨量堆積,為形成大礦、富礦提供了必要的構(gòu)造條件。
致謝:野外工作期間得到了中銅礦產(chǎn)資源有限公司、云南馳宏鋅鍺股份有限公司一線地質(zhì)工作人員的大力支持,華北有色地質(zhì)勘查局燕郊中心實(shí)驗(yàn)室為實(shí)驗(yàn)提供了有力的幫助,審稿人對(duì)論文提出了寶貴的意見與建議,在此一并表示衷心的感謝!