摘 要:湖北省鄖西縣湖北口地區(qū)銻礦床(點)主要產(chǎn)于上古生界泥盆系地層中,嚴(yán)格受地層和構(gòu)造雙重制約。通過開展中國地質(zhì)調(diào)查局湖北鄖西縣湖北口地區(qū)金銻礦產(chǎn)遠(yuǎn)景調(diào)查項目工作,對湖北口地區(qū)的銻礦成礦地質(zhì)條件及典型礦床的綜合研究與分析,提出在該地區(qū)銻礦的成礦地質(zhì)條件及其今后的找礦方向。
關(guān)鍵詞:南秦嶺多金屬成礦帶 鎮(zhèn)旬盆地 容礦巖石組合 控礦構(gòu)造 找礦方向
中圖分類號:P61 文獻(xiàn)標(biāo)識碼:A 文章編號:1007-3973(2013)009-137-03
1 引言
南秦嶺多金屬成礦帶蘊藏有豐富的金屬礦產(chǎn),是秦嶺巨型成礦帶的重要組成部分。近年緊臨鄂西北的陜西省在南秦嶺鉛鋅金銀銅多金屬成礦帶鎮(zhèn)旬(鎮(zhèn)安—旬陽)地區(qū)旬陽盆地東緣及南緣發(fā)現(xiàn)多個志留系、泥盆系沉積—改造型大中型鉛鋅礦及與沉積巖有關(guān)的大中型金礦、汞銻礦。其中汞銻礦體主要呈脈狀產(chǎn)于陡傾斷層破碎帶中,旬陽盆地泥盆系、志留系已經(jīng)成為南秦嶺重要的鉛鋅、銻金屬礦產(chǎn)地之一。
湖北鄖西縣湖北口地區(qū)位于鎮(zhèn)旬盆地東部邊緣,同屬南秦嶺鉛鋅金銀銅多金屬成礦帶內(nèi),區(qū)內(nèi)大面積分布有志留系、泥盆系地層,且地質(zhì)構(gòu)造發(fā)育,區(qū)域地質(zhì)背景及成礦地質(zhì)條件與鎮(zhèn)旬地區(qū)一致,分布有鉛鋅、金、銻等異常,已發(fā)現(xiàn)有鉛、鋅、金、銻礦化(點),具有極大的金、銻找礦潛力。筆者通過開展中國地質(zhì)調(diào)查局“湖北鄖西縣湖北口地區(qū)金銻礦產(chǎn)遠(yuǎn)景調(diào)查”項目,認(rèn)為銻礦主要受含礦巖系與構(gòu)造條件之雙重制約,對區(qū)域內(nèi)尋找同類礦產(chǎn)提出了初步的意見。
2 區(qū)域地質(zhì)背景
2.1 大地構(gòu)造位置
湖北口地區(qū)位于青峰~襄樊~廣濟斷裂北側(cè),是區(qū)域上南秦嶺造山帶的重要組成部分,大地構(gòu)造位置為秦嶺~大別造山帶(I)、秦嶺弧盆系(I1)、武當(dāng)~隨南逆推帶(I1-1)、竹山陸緣裂谷(I1-1-2)。其構(gòu)造位置圖見圖1。
2.2 區(qū)域地層
湖北口地區(qū)出露地層主要為古生界寒武系、奧陶系、志留系、泥盆系、石炭系地層為主。泥盆系~石炭系以碳酸鹽巖和陸源碎屑巖為主,寒武系~志留系則以陸源碎屑巖為主夾不純碳酸鹽巖。其中中泥盆系為銻礦的含礦地層,巖性對成礦起著明顯的控制作用,礦體(化)主要產(chǎn)于厚層碳酸鹽巖與鈣質(zhì)泥巖之中。賦礦層位是泥盆系上統(tǒng)鐵山組、泥盆系中統(tǒng)大楓溝組及下統(tǒng)公館組,具有明顯的地層、巖性控礦特征。
2.3 區(qū)域構(gòu)造
湖北口地區(qū)處于鎮(zhèn)旬盆地的東部邊緣,其構(gòu)造類型主要為造山期前的伸展滑脫構(gòu)造,表現(xiàn)在不同層次的巖性差異面、不整合面間的層間面狀剪切帶;其次為發(fā)生于印支期的褶皺,區(qū)域上共劃分出個11個背向斜。分別為白龍洞~大安溝倒轉(zhuǎn)向斜、前坪~槐樹倒轉(zhuǎn)背斜、四峽口~藥術(shù)坪倒轉(zhuǎn)向斜、老寺場~汪家廠倒轉(zhuǎn)背斜、大坡梁~鐵箍嶺倒轉(zhuǎn)向斜、楊家槽~冷家坡倒轉(zhuǎn)背斜、寺院溝~石板溝向斜、大茨溝~保寨背斜、玉皇廟溝~黃土嶺倒轉(zhuǎn)背斜、關(guān)防鋪~王家院倒轉(zhuǎn)向斜、黃家山麻石溝~倒轉(zhuǎn)背斜。
褶皺構(gòu)造根據(jù)其疊加關(guān)系可分為三個世代的褶皺構(gòu)造。
第一期褶皺(NW-SE向):主要是以層理和順層滑脫面為變形面的褶皺,伴生有較強的板劈理,褶皺樣式為開闊的斜歪-倒轉(zhuǎn)褶皺。一般為頂厚褶皺樣式,軸線走向多為330~150埃饕諳鹿派繆也闃?。?/p>
第二期褶皺(近東西向褶皺):在不同構(gòu)造層中有著不同表現(xiàn)形式。在下古生界構(gòu)造層中是疊加在第一期變形構(gòu)造之上,以S1、S0面理為變形面。由于構(gòu)造的疊加作用使構(gòu)造復(fù)雜化??梢姷匠省跋錉睢被颉皻W米伽”狀褶皺。在弱能干性的泥質(zhì)巖或先期強變形帶這種使其變形強度加強,表現(xiàn)為塑性固態(tài)流動構(gòu)造。由上至下,褶皺由斜歪~倒轉(zhuǎn)~平臥褶皺變化。
在上古生界構(gòu)造層中,該期褶皺以S0為變形面的褶皺,并伴生軸面劈理。褶皺樣式多為開闊直立褶皺或斜歪褶皺。軸面劈理由石炭系以下逐漸發(fā)育。部分地區(qū)由于巖性差異并發(fā)生劈理折射現(xiàn)象。該期褶皺樞紐走向多為近東西向。較大規(guī)模的有白龍洞~大安溝向斜,前坪~槐樹背斜,四峽口~藥樹坪向斜,老寺廠~汪家場背斜,大坡梁~鐵箍嶺向斜,楊家槽~冷家坡背斜,寺院溝~石板溝向斜,大茨溝~保寨溝背斜等。
伴隨該期褶皺作用產(chǎn)生近東西向,近南北向,北西-南東向和北東-南西向四組斷裂。其中近南北向張性斷裂多發(fā)生在背斜軸部較堅硬的巖石中。該期構(gòu)造構(gòu)成區(qū)內(nèi)主要的控礦構(gòu)造。
第三期褶皺:是疊加在第二期之上的構(gòu)造變形,也是第二期構(gòu)造的遞進(jìn)變形。常見以第二期變形面理形成褶劈帶。褶皺形態(tài)以尖棱狀褶皺為主。這期構(gòu)造主要見于上古生界構(gòu)造層中與推覆構(gòu)造伴生,樞紐為近東西向,軸面傾向北。(如二天門~黃家溝構(gòu)造帶)與成礦關(guān)系不大。
區(qū)內(nèi)各時期的斷裂構(gòu)造相互交切,形成較復(fù)雜的構(gòu)造格架。其按構(gòu)造形跡及產(chǎn)狀可劃分為四組斷裂即:(1)北西斷裂組;(2)北東向斷裂組;(3)東西向斷裂組;(4)控礦斷裂。
2.3.1 北西斷裂組
該組以北西為主,少數(shù)北北西向。其性質(zhì)多為平移正斷層。其中較大一條為黑龍洞-祝家老屋坊平移正斷層。分布于黑龍洞、白巖溝腦、桃園嶺、祝家老屋坊,延伸35Km,水平斷距大于500m,分別切割槐樹背斜、四峽口向斜、老寺廠~汪家場背斜、鐵箍嶺向斜等。斷面產(chǎn)狀,傾向200~210埃憬?2~62?。?/p>
測區(qū)東北部的三岔河~土地嶺正斷層。分布于三岔河、槐樹、土地嶺一帶,長約15Km,水平斷距75-250m。斷面產(chǎn)狀,傾向210-220埃憬?0-72?。?/p>
2.3.2 北東向斷裂組
該區(qū)斷裂以北東向為主,包括部分北北東向斷層。規(guī)模較大的有徐家院~鄖西大梁斷層、陰坡砭子~朱家坡斷層,斷面產(chǎn)狀,傾向160埃憬?0埃喜慍ざ?Km~47Km。水平斷距500~1000m。
2.3.3 東西向斷裂組
為區(qū)內(nèi)最發(fā)育的斷層帶,總體走向為近東西向,局部有變化。該組斷層斷面有向北傾,也有向南傾。向北傾者多為逆斷層,向南傾者多為正斷層。是擠壓造山期與褶皺同時形成的斷層系統(tǒng)。斷距有大有小,大者可達(dá)上百米。區(qū)內(nèi)較大的東西向斷層有紅巖~后峽-三天門斷裂和一天門~汪家廠斷裂。而區(qū)內(nèi)銻礦主要分布于紅巖~后峽~三天門斷裂帶的南側(cè)。
2.3.4 控礦斷裂
在老寺廠~汪家場近東西的背斜中有多個次一級的背斜構(gòu)造,這些次一級背斜構(gòu)造在紅巖~后峽~三天門斷層的擠壓條件下,在鐵山組、大楓溝組和公館組巖層中形成NE-SW向、NW-SE向部分近東西向和近南北向的剪切構(gòu)造。
北東向剪切構(gòu)造:走向50~55埃閬蟣蔽鰨憬?0~75埃羥寫ざ?00~1500m,斷層長度主要受巖性限制。具多期活動性質(zhì),早期為左旋斜沖,擦痕傾角47埃砥諼剮閱娉逍災(zāi)省?
北西向剪切構(gòu)造:呈北西~南東向展布,傾向南西,傾角60埃ざ?00m,斷層長度受巖性限制,具多期活動性質(zhì),早期為右行平移,晚期為逆沖性質(zhì)。
近南北向剪切構(gòu)造,主要發(fā)育與背斜構(gòu)造的軸部,如高橋坡、黃家溝、周公山等背斜中的近南北向斷層。斷層長110~700m,傾向275?。?0埃憬?7~83啊4俗槎狹巡煌耆苧倚鑰刂疲梢源┎恪>叨嗥諢疃卣鰨涸縉諼判蘊卣韉惱喜閾災(zāi)剩緯啥喜憬搶液推撲櫬詼諼剮裕廈嫜刈呦頡⑶閬虺適婊翰ㄗ矗廈婀饣⒂泄乖焱婦堤濉5諶諼判裕讜乖焱婦堤宀撲榛蚩舐齔涮?。?/p>
近東西向?qū)娱g斷層,主要見于倒轉(zhuǎn)背斜的正常翼(即南翼)鐵山組下段與上段巖性差異面之間。斷面向南傾(170~195埃憬?2~52啊O哉喜閾災(zāi)省3ざ?00~2000m。
上述控礦斷裂規(guī)模一般較小,主要分布于鐵山組為背斜核的軸部,是區(qū)內(nèi)銻礦脈充填的主要構(gòu)造類型。
3 銻礦成礦地質(zhì)條件分析
3.1 銻元素地球化學(xué)特征及成礦的地化條件
銻(Sb)為元素周期表中第五周期第五主族的元素,在地殼中豐度值很低,為0.2?0-6,極難富集,分布也很不均勻,在國外銻被稱為稀有金屬,中國銻礦儲量居世界第一位,因而在國內(nèi)因蘊藏量多被列為有色金屬。在地球化學(xué)分類中,銻屬親銅元素組,具有高度的活動性和化學(xué)性質(zhì)多樣性,可形成120多種礦物。以硫化物及含氧鹽類的復(fù)雜礦物為主。常與汞伴生。同時銻元素在成礦演化中具有構(gòu)造分異性和親斷裂構(gòu)造特性。
根據(jù)本區(qū)域1:5萬水系沉積物測量、1:5萬自然重砂測量及綜合研究,圈出了大量的化探異常,顯示區(qū)內(nèi)有較大的找礦前景。
石炭系~二疊紀(jì)區(qū):為Zn、As、Hg、Ag高豐度區(qū),元素的平均值分別為55.6?0-6、14.74?0-6、0.76?0-6、0.71?0-6。因地質(zhì)條件有限,未形成有重要找礦意義異常。
泥盆系區(qū):為Sb、Pb、Hg、Ag高豐度區(qū),元素的平均值分別為2.71?0-6、29.3?0-6、0.05?0-6、0.08?0-6,Hg、Sb是本區(qū)Hg、Sb主要成礦區(qū)。在成礦有利地段常高度濃集形成強異常,極具找礦遠(yuǎn)景。
志留系區(qū):為Au、As、Ba、Mo高豐度區(qū),元素平均值分別為2.59?0-9、14.06?0-6、667?0-6、33?0-6。是本區(qū)的重要的Au成礦遠(yuǎn)景區(qū)。
奧陶系~寒武系區(qū):為Bi、As高豐度區(qū),元素平均值分別為3.91?0-6、55?0-6,在南北向構(gòu)造的控制下形成高強度的As、Au異常,亦是本區(qū)重要的Au成礦遠(yuǎn)景區(qū)。
湖北口地區(qū)共劃分了八個成礦遠(yuǎn)景區(qū),分別是:大尖山-茅家溝Sb礦遠(yuǎn)景區(qū);槐樹Sb礦遠(yuǎn)景區(qū);圣家河Hg找礦遠(yuǎn)景區(qū);牌樓Au找礦遠(yuǎn)景區(qū);上店子Au找礦遠(yuǎn)景區(qū);三天門Au、Ag遠(yuǎn)景區(qū);大夫嶺Ag遠(yuǎn)景區(qū);羅家山Ag、Au遠(yuǎn)景區(qū)。
3.2 銻礦成礦地質(zhì)條件及礦產(chǎn)類型分析
湖北口地區(qū)位于南秦嶺印支褶皺帶鎮(zhèn)旬盆地的東部邊緣。屬陜西旬陽公館汞銻礦帶的東延部分。區(qū)內(nèi)出露地層主要為下古生界志留系下-中統(tǒng)上津組,上古生界泥盆系西岔河組(D1x)、公館組(D1-2g)、石家溝組(D2s)、大楓溝組(D2d)、古道嶺組(D2-3g)、星紅鋪組(D3x)、鐵山組(D3t),石炭系袁家溝組(C1y)、四峽口組(C1-2s)、羊山組(C2y),二疊系水峽口組(P1s)。其中泥盆系公館組(D1-2g)、大楓溝組(D2d)、鐵山組(D3t)為區(qū)內(nèi)銻礦的賦存層位。區(qū)內(nèi)褶皺、斷裂構(gòu)造發(fā)育。銻礦多賦存在構(gòu)造疊加部位。
銻礦礦產(chǎn)類型主要為熱液脈帶型(根據(jù)我國典型金屬礦床找礦新方法新技術(shù)與成礦規(guī)律預(yù)測及評價),該類型礦床主要產(chǎn)于造山帶。其區(qū)域構(gòu)造活動比較強烈,除復(fù)式褶皺外,斷裂構(gòu)造比較發(fā)育,成礦作用多發(fā)生在一定層位的斷裂中,含礦體主要產(chǎn)于下泥盆統(tǒng)的白云巖斷裂中,在白云巖層巖性差異變化較大部位礦化則富集,所以礦化體與圍巖均呈不整合接觸,顯示了成礦作用受巖性與構(gòu)造雙重控制。該類型礦床的圍巖蝕變范圍較廣,基本上圍繞成礦斷裂帶分布,但強度較弱,主要以硅化、碳酸鹽巖化為主,其次為黃鐵礦化、螢石化、重晶石化等。礦化體均局限在蝕變帶內(nèi),呈脈狀、透鏡狀產(chǎn)出,少數(shù)為似層狀。礦脈多成組平行分布。礦石礦物成分比熱液層帶型礦床略多,除辰砂、輝銻礦外,經(jīng)常與其共生的還有閃鋅礦、方鉛礦、黃鐵礦以及白鎢礦、脆硫銻鉛礦、輝鉬礦等。據(jù)流體包裹體研究,其成礦溫度一般在110-200℃,比熱液層帶型高,鹽度[W(NaCl)]一般為8-9%。
4 典型礦床特征
湖北省鄖西縣高橋坡銻礦床:礦區(qū)出露地層有泥盆系下統(tǒng)公館組,中統(tǒng)石家溝組、大楓溝組。
區(qū)內(nèi)為公館組上部層位,巖性為暗灰色厚層~塊狀細(xì)晶白云巖,夾有薄層泥質(zhì)白云巖、生物碎屑白云巖。性脆,節(jié)理發(fā)育充填有石英脈,局部見Sb礦化。石家溝組:下部灰黑色粉砂質(zhì)粘板巖,易風(fēng)化、風(fēng)化后為黃褐色;中部以灰黑色薄層狀泥晶灰?guī)r為主,夾有薄層狀生物碎屑泥晶泥灰?guī)r,含粉砂質(zhì)鈣質(zhì)頁巖及中厚層生物灰?guī)r;上部一般可見兩層,灰黑色含白云質(zhì)粉砂質(zhì)頁巖,灰色中~厚層狀粉晶白云巖夾黃褐色粉砂質(zhì)白云巖。大楓溝組:以泥砂巖為主,次為白云巖。上部為主要含礦層位,巖性主要為粉晶白云巖,次為粉砂質(zhì)灰?guī)r,泥質(zhì)粉砂巖。
礦區(qū)位于金雞嶺復(fù)向斜南翼高橋坡倒轉(zhuǎn)背斜,次級褶皺、節(jié)理十分發(fā)育。主要褶皺為高橋坡倒轉(zhuǎn)背斜,核部地層為公館組,兩翼為石家溝組和大楓溝組,向北倒轉(zhuǎn),軸面南傾,傾角陡,樞紐向西傾伏,傾伏角10?。?啊D弦淼夭閼#憬?0啊?5埃幣淼夭愕棺憬?0~80埃揭砭寫渭惡拗濉V饕狹眩篎1礦區(qū)最大的控礦斷層,走向近南北,正斷層,長度大于700m,斷裂帶寬窄不一,中部最寬達(dá)25m,一般1~3m。沿斷裂裂隙充填有輝銻礦石英脈,斷層且多期活動特征,第一期為張性,第二期為壓扭性,第三期為張性,為礦液充填階段。第四期為壓扭性,對礦體有一定的破壞性。F2斷層為晚期壓扭性斷層,規(guī)模不大,將F1斷層錯開,在斷層破碎帶內(nèi)見有壓碎角礫和構(gòu)造透鏡體。構(gòu)造帶寬2~3m,長度大于75m。多被坡積物覆蓋。
礦區(qū)圈出兩個含礦體,均受F1斷層控制,因地表被第四系掩蓋而分為三個礦段。地表延伸920m,呈脈狀產(chǎn)出,總體走向為南北向,傾向西,傾角在35???5爸洌驕?6?礦化十分不均勻,礦化較好地段平均在5%以上。含礦體成分比較單一,由輝銻礦、石英、絹云母組成,圍巖蝕變不明顯。礦體特征見表1。
礦石物質(zhì)成分主要由輝銻礦組成,另有次要礦物銻華、黃銻礦、黃銻華,脈石礦物為石英、次要礦物白云母、絹云母、水云母、黑云母,及少量褐鐵礦、黃鐵礦。礦石的有用組分為Sb,微量元素有Hg、As、Cu、Pb、Zn、Ag、Au等。礦體中Sb含量不均勻,最低0.02%,最高52.67%。
礦石結(jié)構(gòu)構(gòu)造:主要不等粒結(jié)構(gòu)、聚片雙晶結(jié)構(gòu),其次他形粒狀結(jié)構(gòu)、半自形結(jié)構(gòu)、碎裂結(jié)構(gòu)等。構(gòu)造:主要為充填作用形成的條帶狀、浸染狀、細(xì)脈浸染狀構(gòu)造,其次有塊狀星散狀構(gòu)造。條帶狀構(gòu)造最為普遍,條帶一般寬5~10cm,延長0.5~1.0m。浸染狀構(gòu)造也較發(fā)育,可分為細(xì)脈浸染狀和稠密浸染狀。
礦床成因類型為低溫?zé)嵋撼涮钚弯R礦床,屬于與泥盆系中~上統(tǒng)碎屑巖、碳酸鹽巖建造有關(guān)的層控內(nèi)生型銻礦床。
5 結(jié)語
5.1 主要結(jié)論
(1)銻的成礦作用主要以低—中溫?zé)嵋汉R石英脈的成礦方式,其表明熱水溶液流體在銻的成礦作用中對成礦物質(zhì)的遷移和富集成礦起著主導(dǎo)作用。且主要產(chǎn)于斷裂帶及復(fù)合構(gòu)造位置,具有明顯的層控地質(zhì)特征。
(2)銻礦在本區(qū)域成礦時間演化上集中在中生代。時空上均位于以斷裂構(gòu)造為主缺乏大規(guī)模巖漿活動、變質(zhì)作用的時期和地區(qū)。
(3)銻礦賦礦地層主要為晚古生界泥盆系鐵山組、大楓溝組和公館組。控礦構(gòu)造為老寺廠—汪家場復(fù)式背斜中的次一級背斜構(gòu)造。礦脈(礦體)沿背斜軸部斷裂構(gòu)造充填、交代。
(4)銻礦成礦過程中常不同程度的伴有Au、Ag、Hg等礦化。成礦組合類型單一。并以硅化、碳酸鹽化為主。
5.2 找礦方向
(1)老寺廠~汪家場近東西的背斜兩翼形成的NE-SW向、NW-SE向部分近東西向和近南北向的剪切構(gòu)造帶是重要的控礦構(gòu)造。
(2)志留系鐵山組、大楓溝組和公館組是重要的找礦層位。
(3)鐵山組、大楓溝組和公館組中NE-SW向、NW-SE剪切構(gòu)造帶中具有銻礦化、硅化、碳酸鹽化等蝕變是尋找隱伏銻礦體可能存在的重要顯示。
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