康如華 許云舟 馮經(jīng)平 劉大勇 李福順
(湖南省地質(zhì)礦產(chǎn)勘查開發(fā)局四一八隊(duì))
鉛、鋅、銀是重要的工業(yè)原材料,湖南是我國重要的鉛、鋅、銀生產(chǎn)基地,鉛鋅(銀)礦勘查開發(fā)歷史悠久。隨著湖南經(jīng)濟(jì)的發(fā)展,鉛、鋅、銀原材料供應(yīng)日趨緊張,急需進(jìn)一步擴(kuò)大資源儲量,提高資源保障程度[1]。小蓬江鉛鋅銀礦位于湖南省永州市道縣和寧遠(yuǎn)縣交界處,地處南嶺成礦構(gòu)造帶中段,區(qū)域成礦地質(zhì)條件優(yōu)越。該區(qū)以往地質(zhì)工作程度偏低,多局限于地表踏勘檢查,對區(qū)內(nèi)礦床地質(zhì)特征未有較好的認(rèn)識,對成礦富集規(guī)律、控礦因素和礦床遠(yuǎn)景等也未進(jìn)行系統(tǒng)評價(jià)。本研究在大量野外調(diào)查工作的基礎(chǔ)上,結(jié)合勘查工作成果,對小蓬江鉛鋅銀礦地質(zhì)特征進(jìn)行分析,并對其找礦遠(yuǎn)景進(jìn)行評價(jià),為礦區(qū)后續(xù)找礦工作提供依據(jù)。
小蓬江鉛鋅銀礦大地構(gòu)造位置位于南嶺巖漿構(gòu)造帶中段,九嶷山復(fù)式雜巖體之金雞嶺巖體北西側(cè),NW向懷化—道縣基底斷裂與EW向銅山嶺—九嶷山基底斷隆帶的交匯部位(圖1)。
圖1 九嶷山地區(qū)構(gòu)造特征
區(qū)域內(nèi)主要出露震旦紀(jì)、寒武紀(jì)、泥盆紀(jì)和第四紀(jì)地層,巖性以淺海相碎屑巖和碳酸鹽巖為主,其次為火山碎屑巖、硅質(zhì)巖、不純碳酸鹽巖及濱?;蚝j懡换ハ嗨樾紟r。區(qū)域內(nèi)構(gòu)造復(fù)雜,由基底構(gòu)造、蓋層構(gòu)造構(gòu)成了區(qū)內(nèi)總體構(gòu)造格局。基底構(gòu)造以NE—近EW向褶皺為主,其次為NE向斷裂構(gòu)造;蓋層構(gòu)造以近SN向的復(fù)式褶皺及與之近平行的斷裂帶為特征,伴隨有NE、NW向斷裂。其中NE向斷裂為主要容礦構(gòu)造,區(qū)域內(nèi)鉛鋅銀、鎢錫礦多賦存其中[2-6]。區(qū)域內(nèi)巖漿巖十分發(fā)育,志留紀(jì)—晚侏羅世均有巖漿侵位,主要出露志留紀(jì)雪花頂超單元(SXH)、早侏羅世西山超單元(J1XS)、中侏羅世金雞嶺超單元(J2JJ)及晚侏羅世螃蟹木超單元(J3PX),構(gòu)成了近EW向的復(fù)式花崗雜巖帶,巖性以黑云母二長花崗巖為主,其次發(fā)育花崗斑巖、花崗閃長巖、輝綠巖、花崗偉晶巖等各類巖脈。區(qū)域與鉛鋅銀、鎢錫多金屬關(guān)系密切的主要為金雞嶺超單元[7]。區(qū)域內(nèi)的變質(zhì)作用和圍巖蝕變主要有巖體內(nèi)的自變質(zhì)作用、巖漿期后氣—液蝕變作用和圍巖的熱接觸變質(zhì)作用、接觸交代變質(zhì)作用等,其中,熱液蝕變作用與破碎帶脈型鉛鋅、鎢錫礦成礦關(guān)系密切。
小蓬江鉛鋅銀礦區(qū)位于金雞嶺巖體北西凸出部位的內(nèi)接觸帶,地層單一,構(gòu)造復(fù)雜,巖漿巖發(fā)育(圖2)。
寒武紀(jì)茶園頭組(∈cy)分布于礦區(qū)西部,沿巖體外側(cè)展布,巖性為深灰色變質(zhì)石英砂巖、長石石英砂巖夾板巖、砂質(zhì)板巖,與金雞嶺(J2JJ)和雪花頂(SXH)超單元花崗巖體呈侵入接觸,接觸帶附近局部變質(zhì)為角巖和斑點(diǎn)板巖。
區(qū)內(nèi)構(gòu)造復(fù)雜,以斷裂為主,褶皺不發(fā)育。礦區(qū)主干構(gòu)造近SN向斷裂與分布其間的NE向、NW向、近EW向次級斷裂構(gòu)成了區(qū)內(nèi)的總體構(gòu)造格架。礦區(qū)近SN向斷裂組自西向東依次發(fā)育F1、F2、F5等3條規(guī)模較大的斷裂,具有多期活動特點(diǎn),沿走向切割了金雞嶺巖體和寒武紀(jì)地層,斷裂特征基本相似,均表現(xiàn)為規(guī)模較大的硅化鉀化破碎帶,局部見有鉛鋅、鎢錫礦化。F2斷裂為主要控礦斷裂,鉛鋅礦脈均分布于其旁側(cè)。NE向斷裂成組成群分布于NNE—近SN向斷裂旁側(cè),集中發(fā)育于癩子山—小蓬江一帶的巖體內(nèi)接觸帶,為鉛鋅銀礦脈的主要容礦構(gòu)造,呈礦脈或礦化蝕變帶產(chǎn)出,斷裂走向40°~60°,傾向SE,傾角53°~80°,斷裂交錯(cuò)、分叉現(xiàn)象明顯,破碎帶由硅化花崗巖、石英巖、石英脈、鉛鋅礦石及鉀化蝕變帶組成,鏡下可見石英較破碎,略具定向,其中變形紋、變形帶、強(qiáng)波狀消光等發(fā)育,顯示壓剪性成因,斷裂長百余米至2 800 m不等,寬數(shù)十厘米至十余米不等,規(guī)模較大的為1#礦脈斷裂。礦區(qū)NW向斷裂不甚發(fā)育,規(guī)模較大的有F3、F42條斷裂,具有右行平移性質(zhì),切割了區(qū)內(nèi)礦脈,為主要的破礦構(gòu)造。
圖2 小蓬江鉛鋅銀礦區(qū)地質(zhì)特征
區(qū)內(nèi)巖漿巖較發(fā)育,占全區(qū)面積的60%以上。根據(jù)巖石譜系單位,可劃分為晚侏羅世螃蟹木、中侏羅世金雞嶺和志留紀(jì)雪花頂3個(gè)超單元。其中,金雞嶺超單元與成礦關(guān)系密切,金雞嶺超單元又可劃分為涼亭坳、平山、黃河、茶園頭、鳥崽嶺5個(gè)單元,以鳥崽嶺單元、茶園頭單元及黃河單元出露最廣泛,為主要的賦礦單元。
礦區(qū)主要表現(xiàn)為巖體與圍巖的熱接觸變質(zhì)作用和巖漿在侵位演化過程中的自變質(zhì)作用。接觸變質(zhì)作用主要發(fā)育于金雞嶺超單元與雪花頂超單元的外接觸帶,寒武紀(jì)地層中表現(xiàn)為板巖、砂巖受巖體熱作用而形成角巖、斑點(diǎn)板巖等,具有分帶性,緊靠巖體為角巖帶,稍遠(yuǎn)為斑點(diǎn)板巖,寬度一般為0.2~2 km,與鉛鋅礦關(guān)系不明顯。巖漿自變質(zhì)作用主要發(fā)育于巖體內(nèi)的斷裂、節(jié)理中,常見有云英巖化、鉀化、硅化、鈉化、白云母化、綠泥石化、硫化物化等,其中硅化、綠泥石化與鉛鋅礦化關(guān)系密切,云英巖化、鈉化與鎢錫礦化關(guān)系密切。
礦區(qū)圍巖蝕變極為廣泛,主要有硅化、綠泥石化、云英巖化、硫化物化、螢石化等,分帶性明顯。云英巖化為早期高溫蝕變,分布于礦脈中部,與鎢錫礦化關(guān)系密切;硅化、綠泥石化為晚期低溫蝕變,分布于礦脈兩側(cè)或疊加于早期云英巖化之上;綠泥石化、硫化物化與鉛鋅銀礦化關(guān)系密切,礦化主要富集于早、晚期蝕變疊加部位。
巖石剖面測量顯示,礦區(qū)與巖漿巖中成礦有關(guān)的W、Sn、Pb、Zn、Cu、As等元素的平均含量高于維氏值,元素分布受構(gòu)造控制明顯,在斷裂、蝕變帶中成礦元素含量明顯高于圍巖,其峰值部位與鉛鋅礦脈相對應(yīng),為找礦的重要標(biāo)志。
礦區(qū)內(nèi)已控制了22條規(guī)模不等的礦脈,其中規(guī)模較大、礦化較好的礦脈有12條,礦脈均分布于金雞嶺巖體的內(nèi)接觸帶,受區(qū)域性斷裂的次級NE向斷裂帶控制,集中產(chǎn)出,成群成組分布,主要分布于黑洞古、小蓬江、沙子沖等地段,以黑洞古地段最發(fā)育。礦脈帶寬100~800 m,長500~2 800 m。單條礦脈以NE向?yàn)橹鳎浯螢榻黃N向,以前組最發(fā)育,規(guī)模最大。礦化以鉛鋅銀為主,共(伴)生鎢、錫、銅礦化。
黑洞古地段位于控礦斷裂F2東盤,金雞嶺巖體北西凸出部位,為本研究重點(diǎn)工作地段。該地段已控制了礦脈10條,其中6條礦脈編號分別為1#、1-1#、2#、3#、4#、5#。總體上呈以1#、4#礦脈為主體及分布于兩礦脈之間的眾多支脈所構(gòu)成的NE向礦脈帶產(chǎn)出,脈帶長2 800 m,寬800 m,單條礦脈走向NE—NNE,分枝復(fù)合及交錯(cuò)現(xiàn)象明顯。其中,1#礦脈為區(qū)內(nèi)的“王牌”礦脈,分布于礦脈帶西部,受1#礦脈斷裂控制,總體走向30°,傾向SE,傾角46°~70°;走向出露長達(dá)2 800 m,地表控制長約2 200 m,控制最大斜深98 m;礦脈厚0.70~7.54 m,平均2.05 m;礦脈總體較連續(xù),礦脈沿走向和傾向均具有脹縮及分叉現(xiàn)象(圖3);在礦脈分叉處,礦脈膨大,礦化較強(qiáng),最寬達(dá)28.00 m;礦化以Pb、Zn、Ag為主,共(伴)生有Cu、WO3等礦化,元素品位Pb為0.71%~24.55%,平均6.31%;Zn為0.66%~10.01%,平均4.56%;Ag為(19~646)×10-6,平均為195×10-6;Cu為0.06%~0.10%,最高達(dá)0.83%;WO3為0.01%~0.55%,最高達(dá)1.86%。
小蓬江地段位于礦區(qū)中部F2斷裂東盤金雞嶺巖體的內(nèi)接觸帶,已發(fā)現(xiàn)了規(guī)模不等的礦脈8條,其中5條礦脈編號分別為6#、7#、8#、9#、10#,規(guī)模較大的為8#、9#礦脈。礦脈受NE向斷裂帶控制,近平行等間距分布,礦脈間距30~100 m;礦帶長約1 100 m,寬約350 m,單條礦脈長300~1 100 m,厚0.30~1.50 m;品位Pb為0.31%~4.47%,Zn為0.10%~14.55%,Ag含量普遍不夠工業(yè)品位;礦脈形態(tài)簡單,規(guī)模較小,礦化欠均勻;礦脈主要由云英巖脈、蝕變花崗巖組成,云英巖脈產(chǎn)于蝕變破碎帶中部,寬20~80 cm,以細(xì)脈浸染狀鉛鋅礦化為主,伴有黃銅礦、黃鐵礦化;礦脈頂?shù)装鍑鷰r均為茶園頭單元中粒斑狀黑云母二長花崗巖,靠近破碎帶,具有鉀化、云英巖化,部分見有細(xì)脈浸染狀硫化物。
圖3 小蓬江鉛鋅銀礦區(qū)8#線剖面
沙子沖地段位于礦區(qū)南西部,已發(fā)現(xiàn)和控制的主要礦脈有4條,編號分別為11#、12#、13#、14#,其中規(guī)模較大的為11#、12#礦脈,集中分布于F1斷裂西盤的弧形轉(zhuǎn)折部位,受其次級斷裂帶控制,呈羽狀或脈狀產(chǎn)出??傮w上,沙子沖地段礦脈規(guī)模較小,礦化不連續(xù)。
礦石礦物主要有方鉛礦、閃鋅礦、毒砂、黃鐵礦、黃銅礦,其次為錫石、黑鎢礦、黝銅礦等;脈石礦物主要有石英、云母(絹云母為主,白云母、鋰云母、鐵鋰云母少量)、綠泥石、螢石、黃玉等。其中主要金屬礦物的粒度變化范圍較大,為0.5~3 mm,嵌布較均勻,僅少量呈粒徑小于0.5 mm的細(xì)小星點(diǎn)狀分布。
礦石結(jié)構(gòu)主要有粒狀變晶結(jié)構(gòu)、鱗片花崗變晶結(jié)構(gòu)、鱗片粒柱變晶結(jié)構(gòu)、自形晶粒結(jié)構(gòu)、緊密連晶結(jié)構(gòu)、交代殘余結(jié)構(gòu)、角礫狀結(jié)構(gòu)、變余花崗結(jié)構(gòu)等。變余花崗結(jié)構(gòu)、交代殘余結(jié)構(gòu)和角礫狀結(jié)構(gòu)多分布于礦體邊緣和夾塊中,礦化略弱,品位較低。粒柱變晶結(jié)構(gòu)、鱗片花崗變晶結(jié)構(gòu)、緊密連晶結(jié)構(gòu)和自形晶粒結(jié)構(gòu)多位于礦脈中心和礦化極強(qiáng)的團(tuán)塊中,往往為富礦包的產(chǎn)出部位。礦石構(gòu)造有浸染狀構(gòu)造、塊狀構(gòu)造、脈狀構(gòu)造、角礫狀構(gòu)造等。
區(qū)內(nèi)礦脈均賦存于金雞嶺花崗巖體的內(nèi)接觸帶中,成礦主要受構(gòu)造、巖漿巖等因素聯(lián)合控制。
(1)構(gòu)造。區(qū)內(nèi)礦化受構(gòu)造控制明顯,具有多級控礦作用。即區(qū)域性控礦斷裂控制了礦帶的展布和礦化范圍,其次級斷裂為主要容礦構(gòu)造,控制了礦脈(體)的就位。區(qū)內(nèi)與鉛鋅銀礦化關(guān)系密切的主要為近SN向F1、F2控礦斷裂及分布于其旁側(cè)的次級NE—NNE向斷裂。F1、F2斷裂規(guī)模較大,具有多期活動特征,成組、成帶產(chǎn)于其旁側(cè)的NE向斷裂帶、NNW向斷裂為其派生構(gòu)造,均具有不同程度的鉛鋅銀等多金屬礦化,為區(qū)內(nèi)主要的容礦構(gòu)造。NW向斷裂破壞了礦脈的連續(xù)性,為破礦構(gòu)造。容礦斷裂具有多次活動或構(gòu)造巖發(fā)生二次破碎,礦化較強(qiáng),礦體厚度較大。就微觀構(gòu)造而言,礦石中的石英顆粒具有砂鐘構(gòu)造以及發(fā)育細(xì)?;⑵扑橹亟Y(jié)晶、微剪切帶、變形帶、變形紋等變形亞結(jié)構(gòu)時(shí),礦化較強(qiáng)。
(2)巖漿巖。區(qū)內(nèi)巖漿巖發(fā)育,主要為金雞嶺巖體中侏羅世金雞嶺超單元花崗巖,分布于礦區(qū)中—東南部,出露面積占礦區(qū)總面積的1/2以上。巖石中w(SiO2)大于73%,w(Al2O3)>w(CaO+Na2O+K2O),且w(K2O)>w(Na2O),屬鋁過飽和酸性巖類。成礦元素W、Sn、Pb、Zn等含量較高,為成礦提供了豐富的氣水熱液及成礦物質(zhì)。
(3)蝕變。礦區(qū)與鉛鋅礦化關(guān)系較密切的主要有云英巖化、多種硫化物化、硅化以及上述各類蝕變的疊加,單一蝕變尤其是單一硅化往往礦化較差。
(1)金雞嶺花崗巖體的內(nèi)外接觸帶為區(qū)域性構(gòu)造標(biāo)志。
(2)區(qū)域性控礦斷裂及其旁側(cè)的次級斷裂帶,為找礦的宏觀構(gòu)造標(biāo)志;石英顆粒中發(fā)育的細(xì)?;?、破碎重結(jié)晶、微剪切帶、變形帶、變形紋等變形亞結(jié)構(gòu)為找礦的微觀構(gòu)造標(biāo)志。
(3)云英巖化、多種硫化物化,特別是黃鐵礦化、褐鐵礦化為尋找破碎帶型脈狀鉛鋅等多金屬礦的蝕變標(biāo)志。
(4)民采老窿為找礦直接標(biāo)志。
區(qū)內(nèi)以鉛、鋅、銀礦化為主的多金屬礦脈均賦存于寒武紀(jì)茶園頭組淺變質(zhì)碎屑巖與金雞嶺花崗巖體的內(nèi)外接觸帶中,受區(qū)域性控礦斷裂F1、F2斷裂的次級斷裂帶控制,形成了一個(gè)以NE向?yàn)橹鞯你U、鋅、銀多金屬礦脈帶,礦脈成群、成組集中產(chǎn)出,單條礦脈分段富集,在礦脈局部膨大和分枝復(fù)合處,往往礦化較強(qiáng),礦體厚度較大,甚至形成了富礦包。
小蓬江鉛鋅銀礦床大地構(gòu)造位置位于南嶺成礦構(gòu)造帶中段,區(qū)域成礦地質(zhì)條件優(yōu)越。1∶5萬水系沉積物測量在區(qū)域內(nèi)圈出了大面積的Pb、Zn、Ag、Cu綜合異常,異常主要元素組合為Ag、Cd、Bi、As、Pb、Zn、Cu、W、U、Rb、Be等,異常元素強(qiáng)度高(峰值Pb為4 638×10-6、Zn為7 563×10-6、Ag為39 859×10-6、Cu為1 348×10-6、As為4 058×10-6),異常規(guī)模大,濃集中心明顯,元素套合較好,且異常區(qū)分布有多處鉛鋅、鎢錫礦床點(diǎn),地球化學(xué)背景十分有利。目前,礦區(qū)雖然已完成了普查工作,但僅對1#礦脈中部和4#礦脈進(jìn)行了中深部驗(yàn)證,其余礦脈僅地表有稀疏工程控制。經(jīng)過對1#、1-1#、2#、4#、5#礦脈進(jìn)行資源量估算,已獲得333+334金屬量Pb+Zn 295 738 t、Ag 534 t、Cu 6 620 t、WO38 301 t,其中333金屬量Pb 47 185 t、Zn 36 787 t、Ag 136 t,顯示了較大的找礦前景。礦區(qū)內(nèi)NE向礦脈具有沿走向、傾向延伸較穩(wěn)定的特點(diǎn),其深部完全具有擴(kuò)大遠(yuǎn)景的可能。
目前,1#礦脈內(nèi)已圈出了鉛鋅銀多金屬礦體3條,目前控制的最大斜深為98 m,厚度及品位變化均較穩(wěn)定,但中深部控制程度不夠,資源量并未完全控制,往深部仍具有較大的找礦前景。1-1#、2#、5#等礦脈地表均已控制走向達(dá)900~1 100 m,平均厚度為1.1~1.9 m,走向延伸較穩(wěn)定,具有較好的鉛、鋅、銀、銅、鎢等礦化,但目前僅對礦脈淺表進(jìn)行了控制,對比1#礦脈沿走向、傾向均較穩(wěn)定的特點(diǎn),綜合分析認(rèn)為1-1#、2#、5#礦脈深部找礦前景良好。
小蓬江鉛鋅銀礦床礦脈成群、成組分布于金雞嶺巖體的內(nèi)接觸帶中,受區(qū)域性控礦斷裂F1、F2斷裂的次級斷裂帶控制。巖體內(nèi)接觸帶、控礦斷裂及次級斷裂帶、云英巖化等蝕變、民采老窿等為礦床的找礦標(biāo)志。通過對礦床地質(zhì)特征、控礦條件、找礦標(biāo)志、成礦規(guī)律進(jìn)行分析研究,認(rèn)為礦區(qū)成礦條件較好,值得進(jìn)一步開展工作。