何良倫, 趙 鋒, 柏光輝, 金翔霖, 吳大文, 王 軍
(1.貴州省地礦局113地質大隊,六盤水 553000; 2.赫章鼎盛鑫礦業(yè)發(fā)展有限公司,赫章 553200)
低溫熱液型鉛鋅礦床作為世界上最重要的鉛鋅礦床類型,是目前國際礦床學界的研究熱點[1-3]。近年來,在埡都—蟒硐斷裂帶發(fā)現(xiàn)了豬拱塘超大型鉛鋅礦床,進一步證實了黔西北地區(qū)具有尋找低溫熱液型鉛鋅礦床的巨大潛力。而在埡都—蟒硐斷裂帶這一重要的鉛鋅成礦帶內,目前尚未見有關大型鉛鋅礦床的報道[4]。
豬拱塘鉛鋅礦床位于黔西北鉛鋅礦多金屬礦集區(qū),是近年來發(fā)現(xiàn)并評價成型的超大型礦床,該礦床位于貴州省赫章縣水塘鄉(xiāng)境內,2013—2018年貴州省地礦局113地質大隊對該礦床開展詳查評價工作,獲得了275萬t的鉛鋅資源量[5]。在調查過程中,筆者發(fā)現(xiàn)豬拱塘鉛鋅礦床在礦物共生組合、蝕變類型、構造類型等方面與典型的低溫熱液型鉛鋅礦床[6-11]相似。因此,本文從豬拱塘鉛鋅礦床的成礦地質背景和礦床地質特征入手,分析了鉛鋅礦的成礦地質條件,初步探討了其控礦因素及找礦潛力,這對進一步深化認識和探討埡都—蟒硐成礦帶鉛鋅礦的成礦作用和區(qū)域成礦規(guī)律具有重要的指導意義。
豬拱塘鉛鋅礦床大地構造位置上處于揚子地塊西南緣,為SN向小江深斷裂帶、NW向紫云—埡都深斷裂帶(北東段稱埡都—蟒硐斷裂帶)與NE向彌勒—師宗深斷裂帶所圍成的三角地帶(圖1)。紫云—埡都深斷裂帶是黔西北地區(qū)重要的構造分界線,其北東屬黔北臺隆遵義斷拱,南西為水城斷陷。隨著對水城斷陷構造的進一步研究發(fā)現(xiàn),水城斷陷自早古生代加里東期開始萌生,構造演化經歷了裂陷、沉降、巖漿侵位、消亡和構造反轉等階段。目前,雖然對水城斷陷的邊界、歸屬、形成機制等存在較大的爭議[12],但是較多的地質證據顯示水城斷陷作為滇黔桂裂谷的重要組成部分,與揚子板塊向華南加里東褶皺帶推擠有關[13]。
紫云—埡都深斷裂帶對兩側的巖漿活動、構造演化有直接的控制作用,并與成礦作用密切相關[14-18],不同時期的構造-巖漿作用形成不同的礦床類型。其中,燕山構造-巖漿活動是控制區(qū)內鉛鋅礦化的主要因素之一,形成前陸盆地碳酸鹽巖臺地局部引張構造環(huán)境及其有關的低溫熱液型鉛鋅礦床[19]。
研究區(qū)出露古生界及中生界地層,受特提斯構造演化影響,多期構造強烈變形,致使地質構造復雜。褶皺和斷裂是區(qū)內構造的主要表現(xiàn)形式,主要為一系列呈NW向展布的斷裂。巖漿活動主要為二疊統(tǒng)大陸溢流拉斑玄武巖及同源淺成侵入巖(輝綠巖)組合,以基性—中基性侵入巖為主,總體上受紫云—埡都斷裂帶控制,呈向東突出的舌形展布,西厚東薄。
1.三疊系; 2.二疊系; 3.石炭系; 4.泥盆系; 5.志留系; 6.輝綠巖; 7.地質界線; 8.背斜軸; 9.向斜軸; 10.斷層; 11.鉛鋅礦點; 12.小型鉛鋅礦床; 13.中型鉛鋅礦床; 14.超大型鉛鋅礦床
圖1 埡都—蟒硐構造成礦帶地質略圖
Fig.1GeologicalsketchmapofYadu-Mangdongtectonicmetallogenicbelt
礦區(qū)出露地層主要有志留系韓家店組,泥盆系堯梭組、望城坡組,石炭系祥擺組、舊司組、上司組、祥擺組、擺左組、黃龍組及馬平組,二疊系梁山組、棲霞組、茅口組、峨眉山玄武巖組、龍?zhí)督M。其中,二疊系碳酸鹽巖是區(qū)內鉛鋅礦主要賦礦層位,其次為泥盆系及石炭系碳酸鹽巖。礦區(qū)斷裂構造發(fā)育,主要為一系列NW走向、SW傾向的逆沖斷層及NW向展布的斷夾塊組合,而NE向及近EW向斷層多為NW向主干斷裂的派生次級斷裂(圖2)。NW向斷裂為紫云—埡都深斷裂帶的重要組成部分,是礦區(qū)內重要的控礦斷裂。斷裂內巖石碎裂程度較高,破裂面密集,顯示出多期構造活動的特征。礦區(qū)東北區(qū)域的F1和F2構造形跡特征表明,該斷裂為具有左行走滑、逆沖推覆復合性質的復雜斷層,而逆沖推覆復合變形是區(qū)內鉛鋅礦形成的主要機制。
1.峨眉山玄武巖; 2.二疊系; 3.石炭系; 4.泥盆系; 5.志留系; 6.斷裂; 7.地層界線; 8.礦體投影范圍及編號; 9.剖面位置; 10.玄武巖; 11.粉砂質泥巖; 12.灰?guī)r
圖2 豬拱塘鉛鋅礦區(qū)地質簡圖
Fig.2GeologicalsketchmapofZhugongtangPb-Zndeposit
區(qū)內礦體受NW向斷裂構造控制,主要賦存于NW向F1、F2及隱伏F20、F30斷裂破碎帶及次級斷裂破碎帶內。根據礦體產出特征,以控容礦斷裂作為礦體對比連接的地質依據,圈定大小各異、規(guī)模不等的鉛鋅礦體69個,其中,受F1、F2及隱伏F20、F30斷裂破碎帶控制的Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ類編號的礦體受疊瓦狀構造控制,在空間上與F1、F2、F20、F30斷層破碎帶的空間位置相互對應,平面上部分疊合,剖面上形成平行分布的錯列式礦體(圖3)。
(a) 104線剖面 (b) 101線剖面
1.峨眉山玄武巖; 2.二疊系; 3.石炭系; 4.泥盆系; 5.志留系; 6.斷裂; 7.地層界線; 8.鉛鋅礦體位置及編號; 9.鉆孔位置
圖3 豬拱塘鉛鋅礦床勘探線地質剖面圖
Fig.3ExploratoryprofileofZhugongtanglead-zincdeposit
礦體規(guī)模受斷裂破碎帶陡緩起伏的控制十分明顯,礦體呈透鏡狀、似層狀或脈狀沿斷層破碎帶和層間碎裂帶產出,礦體在走向和傾向上均呈舒緩波狀展布,產狀與斷層破碎帶大致吻合,局部見膨縮、分支復合現(xiàn)象。
根據區(qū)內各鉛鋅礦(化)體的分布位置、控礦因素及各礦體的礦石礦物組合類型分析認為,各礦體均應屬于同一成因類型、同一成礦物源、同一成礦時段的產物。下面將控制程度較高的Ⅰ-1礦體作重點介紹,其他礦體特征見表1。
表1 豬拱塘鉛鋅礦床礦體特征一覽表
Ⅰ-1礦體是區(qū)內的主要礦體,受NW向F1斷裂控制,并沿NW向F1斷裂展布。通過詳細的工程控制,Ⅰ-1礦體埋深650~880 m,走向長1 640 m,傾向延深寬120~530 m,走向300°,傾向SW,傾角31°~52°,隨斷層面產狀的變化而變化(圖3)。北西段及南東段出現(xiàn)礦體膨大,往兩端及中部收縮,由深部至淺部逐漸變薄直至尖滅。礦體厚度0.95~67.01 m,平均11.01 m,厚度變化系數(shù)124%。鉛品位0.12%~10.14%,平均品位2.81%,品位變化系數(shù)為99%; 鋅品位0.09%~37.01%,平均品位8.71%,品位變化系數(shù)為98%。在縱向上鉛、鋅、銀品位具正相關關系,且鋅品位大于鉛品位。礦石礦物主要有方鉛礦、閃鋅礦及黃鐵礦,方鉛礦、閃鋅礦多呈塊狀; 脈石礦物主要為白云石、方解石及石英。礦石類型為鉛鋅硫化礦石。
礦區(qū)內圍巖蝕變總體微弱,圍巖為性脆、孔隙發(fā)育、化學性質活潑的碳酸鹽巖。礦體圍巖因裂隙發(fā)育而較為破碎,當含礦熱液沿斷裂貫入,形成圍巖蝕變。礦體圍巖蝕變類型簡單,以白云石化為主,其次有方解石化、黃鐵礦化、硅化、重晶石化和褐鐵礦化,鉛鋅礦體周圍的灰?guī)r多蝕變成白云巖或強烈白云石化結晶灰?guī)r。
礦區(qū)內礦石礦物組成較簡單,主要為閃鋅礦、方鉛礦和黃鐵礦, 次為黝銅礦、褐鐵礦、細硫砷鉛礦,偶見白鉛礦、菱鋅礦沿其硫化物邊緣分布。脈石礦物主要是方解石和白云石,少量石英、高嶺石、赤鐵礦、重晶石。豬拱塘鉛鋅礦的礦石結構較豐富,以自形—半自形—它形粒狀結構、它形粒狀結構、交代殘余結構、包含結構、柱狀結構、乳滴狀結構、膠狀結構、壓碎結構為主(圖4)。礦石構造主要為塊狀構造、浸染狀構造、脈狀構造以及條帶狀構造,其次是角礫狀構造、土狀構造、皮殼狀構造、蜂窩狀構造。閃鋅礦、方鉛礦、黃鐵礦常沿白云石晶間縫隙或孔洞充填、交代形成致密塊狀或浸染狀礦石(圖5),浸染狀礦石多分布在礦體邊部,致密塊狀礦石多分布在礦體中部,脈狀、角礫狀、膠狀構造也較常見,其中,黃鐵礦常呈粗晶狀、碎裂狀密集分布在脈石間,部分呈晶粒狀分布于脈石中,與閃鋅礦、方鉛礦充填成粒狀集合體。礦石總體反映出熱液成礦的特點。
(a) 塊狀鉛鋅礦石 (b) 碎裂化鉛鋅礦石 (c) 塊狀鉛鋅礦石
圖4 豬拱塘鉛鋅礦床礦石特征
Fig.4OrecharacteristicsoftheZhugongtangPb-Zndeposit
(a) 自形—半自形粒狀結構 (b) 碎裂巖化結構 (c) 稠密浸染狀閃鋅礦
(d) 交代殘余結構 (e) 包含結構 (f) 交代結構
圖5 礦石礦物組合及鏡下顯微特征
Fig.5Oremineralassemblagesandmicroscopicphotographs
(1)構造。區(qū)內鉛鋅礦體主要受NW向斷裂構造系統(tǒng)控制,NW向斷裂的形成受早期正斷層影響,斷層走向和傾向上呈波狀起伏或略有相交,整體顯示出由SW向NE方向逆沖的疊瓦狀構造。NW向斷裂在鉛鋅成礦過程中起到導礦、容礦的作用,礦體的產出形態(tài)特征受斷裂結構面控制,表現(xiàn)為礦體沿NW向斷裂構造呈串珠狀或帶狀展布。 F1斷層為NW向疊瓦狀構造前緣的逆沖斷層,主礦體產于F1斷層破碎帶中,礦體呈似層狀、透鏡狀產出,礦體產狀與斷層產狀其本一致,嚴格受F1斷層破碎帶控制; NW向主干斷裂旁側的次級裂隙為礦液沉淀的有利容礦空間,表現(xiàn)為一系列次級容礦構造所控制的鉛鋅礦體嚴格限制在NW向主干斷裂帶之間。NW向逆沖斷裂帶控制了富厚鉛鋅礦體的產出,其上盤NW向層間壓扭性斷裂控制了順層礦體的分布。
(2)地層。鉛鋅礦體主要賦存于二疊系棲霞組、茅口組生物碎屑灰?guī)r、生物碎屑泥灰?guī)r,其次為泥盆系堯梭組、望城坡組白云巖、白云質灰?guī)r及石炭系擺佐組、黃龍組白云巖、生物碎屑灰?guī)r。鉛鋅礦(化)體對巖性具有明顯的選擇性,鉛鋅礦(化)體受巖性控制明顯。當巖石為灰?guī)r、泥灰?guī)r、白云巖、白云質灰?guī)r等不純碳酸鹽巖時,其化學成分變化較大,且分布不均勻,富含泥質,且雜質含量較高的碳酸鹽巖對礦液的充填交代作用極為有利。
(1)構造宏觀標志。熱液型鉛鋅礦床是含礦熱液在有利的構造條件下通過交代作用和充填作用形成的產物,其形成、分布與控礦構造的特征有密切的聯(lián)系,豬拱塘鉛鋅礦受NW向斷裂構造及次級斷層破碎帶控制,因此區(qū)內NW向斷裂及次級斷層破碎帶為有利成礦構造,是該類型鉛鋅礦的重要找礦標志之一。
(2)地層宏觀標志。泥盆系堯梭組和望城坡組白云巖、白云質灰?guī)r,石炭系擺佐組和黃龍組白云巖、灰?guī)r,二疊系棲霞組和茅口組泥灰?guī)r、灰?guī)r,為一套孔隙度較高的碳酸鹽巖建造,是區(qū)內鉛鋅礦成礦的有利容礦圍巖,是區(qū)內鉛鋅找礦的重要標志。
(3)礦化蝕變宏觀標志。礦化蝕變作用主要發(fā)生在構造破碎帶及構造裂隙兩側及礦體上、下盤圍巖中,鉛鋅礦圍巖蝕變構造帶內蝕變強烈,構造帶外蝕變逐漸減弱,白云石化、方解石化、硅化、褐鐵礦化、鉛鋅礦化等為區(qū)內礦化蝕變宏觀標志。
(4)鐵帽。主要礦石礦物在地表被氧化淋濾流失即形成鐵帽。
(5)Pb、Zn、Ag等元素組合異常與土壤地球化學Au、As、Sb、Hg元素異常以及地球物理推斷解譯深部隱伏構造帶及極化率異常帶、電阻率異常帶都是區(qū)內鉛鋅找礦的重要標志。
礦床類型對于區(qū)域構造環(huán)境具有明顯的選擇性[20],大多數(shù)鉛鋅礦床或鉛鋅銀礦床都集中分布于匯聚板塊邊緣及其造山帶內,其形成常與造山過程中的局部構造作用的變化和含礦熱液系統(tǒng)的地殼深度有關。紫云—埡都斷裂帶在早古生代形成,經歷了晚古生代至中生代沉降、巖漿侵位、消亡等階段[21]。其區(qū)域構造演化具有形成鉛鋅礦床的優(yōu)越的地質條件。
區(qū)域化探成果顯示,沿紫云—埡都斷裂帶及南西側存在多個Pb、Zn、Ag化探異常,這些異常呈串珠狀,NW向展布,Pb、Zn具三級濃度,最高含量Pb為748×10-6,Zn為1 150×10-6,異常平均值Pb為237×10-6,Zn為473.4×10-6,異常襯度分別為3.0和2.37。這些化探異常與區(qū)域走向NW向重力高值異常帶套合較好,均與NW向斷裂帶關系密切,展示出較好的區(qū)域找礦前景。豬拱塘鉛鋅礦區(qū)物探綜合異常及Zn、Pb、Ag、Cu多元素組合異常在盲礦體上方均有出現(xiàn),異??傮w呈NW向展布,與區(qū)內控礦斷層的延伸方向相一致。
豬拱塘鉛鋅礦床的鉛鋅礦(化)體嚴格受NW向斷裂構造帶的控制,目前所發(fā)現(xiàn)的礦體均賦存于NW向斷裂破碎帶中。F1含礦構造帶中部的部分地段已有深部鉆孔工程控制,但由于礦體埋藏深度大,F(xiàn)1斷裂除中部主礦體范圍外,兩側未進行有效工程驗證。由于對礦床控礦因素認識不夠,F(xiàn)1斷裂下盤次級斷裂控制的礦體尚未完全得到控制,礦體深部未封閉。按照熱液礦床的成礦規(guī)律,礦體向深部仍有較大的延伸空間,資源潛力較大。由此可見,F(xiàn)1含礦構造帶的走向延長和深部仍有很大的找礦空間。此外,礦區(qū)NW向控礦構造尚有F2及隱伏斷裂F20、F30等,且該區(qū)的鉛鋅異常吻合較好,推斷多為破碎帶中的鉛鋅礦脈引起。根據勘查區(qū)基本找礦預測理論與方法[22],綜合分析認為區(qū)內NW向斷裂、NW向次級斷裂及層間剝離構造,是區(qū)內有利于成礦的構造與成礦結構面,且成礦作用標志特征較為清晰,通過進一步的地質找礦評價工作,在豬拱塘鉛鋅礦區(qū)深部及外圍有望實現(xiàn)新的找礦突破。
(1)川-滇-黔鉛鋅多金屬成礦區(qū)是我國鉛鋅礦的重要成礦帶,有會澤、昭通、樂紅等超大型鉛鋅礦產出,主要分布于滇東北、川西南及黔西北礦集區(qū),其中已發(fā)現(xiàn)的大型以上鉛鋅礦床集中在滇東北和川西南礦集區(qū)。黔西北礦集區(qū)以往未見大型以上鉛鋅礦床的相關報道。豬拱塘鉛鋅礦床的發(fā)現(xiàn),打破了以往黔西北鉛鋅礦集區(qū)難以找到超大型鉛鋅礦的認識,顯示黔西北地區(qū)具有尋找隱伏鉛鋅礦床的巨大潛力。
(2)豬拱塘鉛鋅礦床的發(fā)現(xiàn)在黔西北地區(qū)是歷史性的突破,不僅具有巨大經濟價值,而且具有重要的科學研究價值。該礦床的成礦地質條件表明,黔西北地區(qū)分布有重要成礦意義的容礦巖石及成礦構造組合,這大大拓展了該區(qū)鉛鋅找礦空間,為黔西北地區(qū)鉛鋅找礦指明了方向。
(3)豬拱塘鉛鋅礦床位于紫云—埡都斷裂帶北西段,近年來開展了系統(tǒng)的地質研究工作,形成了對礦區(qū)地質特征、礦床特征及成礦規(guī)律,尤其是對礦區(qū)構造控礦特征的分析和認識,對尋找和重新評價黔西北地區(qū)其他礦床(點)均具有參考作用。
(4)豬拱塘鉛鋅礦床的發(fā)現(xiàn)增強了黔西北地區(qū)鉛鋅找礦信心。豬拱塘鉛鋅礦床的勘查經驗表明,在已知成礦帶和已知礦床的走向及傾向上分析成礦地質環(huán)境,確定找礦靶區(qū),分析容礦層位、控礦構造形態(tài)特征,研究控礦構造空間變化規(guī)律及含礦性,大膽進行工程驗證,才有望在該區(qū)域實現(xiàn)找礦突破。該礦床的發(fā)現(xiàn),對黔西北地區(qū)尋找隱伏鉛鋅礦床具有重要的借鑒和指導意義。
(5)豬拱塘鉛鋅礦床的發(fā)現(xiàn)大大增強了黔西北地區(qū)鉛鋅資源實力,提高了鉛鋅礦資源開發(fā)利用的保障程度,對建立黔西北鉛鋅礦資源基地和深加工基地具有重要指導意義。
(6)豬拱塘鉛鋅礦床位于國家級烏蒙山連片扶貧攻堅區(qū)的腹地,潛在經濟價值巨大,其資源的開發(fā)利用將帶動當?shù)鼐珳拭撠?,為服務長江經濟帶和烏蒙山國家扶貧攻堅提供了有力支撐,對烏蒙山集中連片特困區(qū)脫貧攻堅具有深遠的影響。
(1)豬拱塘鉛鋅礦床位于紫云—埡都斷裂帶北西段,礦體受NW向斷裂構造控制,呈透鏡體狀、脈狀、似層狀賦存于泥盆系上統(tǒng)—二疊系中統(tǒng)碳酸鹽巖中,走向和傾向上均呈舒緩波狀展布,其形態(tài)、規(guī)模受斷裂破碎帶控制。
(2)豬拱塘礦區(qū)NW向斷裂在走向和傾向上呈波狀起伏或略有相交,目前已發(fā)現(xiàn)的礦體均賦存于該斷裂破碎帶中,鉛鋅礦(化)體對巖性具有明顯的選擇性,鉛鋅礦(化)體受灰?guī)r、白云巖巖性控制明顯。圍巖蝕變常見次生方解石、白云石、石英、褐鐵礦、黃鐵礦等礦物,含礦斷裂-容礦巖性-圍巖蝕變,是區(qū)內重要的找礦標志。
(3)豬拱塘礦區(qū)NW向斷裂及次級斷裂破碎帶,具有較好的鉛鋅成礦條件和典型的找礦標志,其鉛鋅找礦前景巨大。
致謝:本文是赫章鼎盛鑫礦業(yè)發(fā)展有限公司貴州省赫章縣豬拱塘鉛鋅礦詳查綜合研究成果之一,野外工作中得到赫章鼎盛鑫礦業(yè)發(fā)展有限公司董贏董事長、陳譯鑫總經理和王軍超副總經理等的幫助和支持,同時在綜合成果的研究中得到貴州省地質礦產勘查開發(fā)局劉遠輝副總工程師、陳國勇處長、譚華處長等多位專家的指導。在此謹志謝意!