譚 華
(貴州省地質(zhì)礦產(chǎn)勘查開發(fā)局,貴州 貴陽 550004)
后坡南銻礦位于晴隆縣城南196°方位平距約17km,屬大廠鎮(zhèn)管轄,地理坐標(biāo)東經(jīng)105°07′44″,北緯25°40′42″。毗鄰晴隆縣大廠銻礦床,是晴隆大廠銻礦的組成部分。
區(qū)域大地構(gòu)造位于上揚(yáng)子陸塊南盤江—右江印支造山帶興義隆起區(qū)[1]。主要出露二疊系、三疊系地層,以及峨眉山玄武巖。構(gòu)造位于碧痕營穹窿南西段近核部,次級(jí)北東向后坡背斜從礦區(qū)經(jīng)過;斷裂構(gòu)造發(fā)育一系列的北東向組,小廠斷層從礦區(qū)南東側(cè)經(jīng)過。
礦區(qū)內(nèi)出露有二疊系茅口組、峨眉山玄武巖組、龍?zhí)督M,見圖1。含礦圍巖為茅口組頂部與峨眉山玄武巖之間的硅質(zhì)蝕變巖層(Pd),俗稱“大廠層”,區(qū)內(nèi)分為三個(gè)巖性段:
下部為區(qū)域的硅化灰?guī)r段,巖性為深灰色強(qiáng)硅化灰?guī)r,局部為乳白色次生石英巖,其上部常夾有灰白色粘土巖的角礫。厚0m~23.4m,一般厚4m~16m。具有硅化、黃鐵礦化、輝銻礦化、螢石化,是區(qū)內(nèi)螢石礦體產(chǎn)出的主要部位。
中部為區(qū)內(nèi)角礫化粘土巖段,巖性為淺灰色硅化粘土巖及角礫化硅化粘土巖,不顯層理,普遍含星點(diǎn)狀、斑點(diǎn)狀、團(tuán)塊狀黃鐵礦,部分含硫達(dá)工業(yè)要求,是區(qū)內(nèi)銻礦主要富集部位。厚0m~9.96m,一般厚1m~5m。
上部為區(qū)內(nèi)蝕變玄武巖段,巖性為灰綠色變余玄武巖,蝕變強(qiáng)烈,見白色、綠色石英脈和團(tuán)塊,含星點(diǎn)狀、團(tuán)塊狀黃鐵礦,局部伴隨有銻礦產(chǎn)出。一般厚1m~5m。
圖1 晴隆縣后坡南梯礦地質(zhì)圖
礦區(qū)內(nèi)地質(zhì)構(gòu)造簡單,地層傾角平緩,斷裂不發(fā)育,由兩個(gè)背斜及一個(gè)向斜構(gòu)成主干骨架,斷裂構(gòu)造有三條,均為北東向高角度正及逆斷層。
2.2.1 褶皺
區(qū)內(nèi)褶褶皺呈北東向產(chǎn)出,分別有B3、B4背斜和X5向斜。其中3號(hào)背斜(B3)為區(qū)域后坡背斜南東部分,從礦段中部通過,區(qū)內(nèi)長4.1km,軸向北東35°左右,略呈弧形,向西彎曲,東翼傾角2°~7°,西翼傾角1°~8°。區(qū)內(nèi)礦體主要受該背斜控制。
2.2.2 斷層
F1斷層:為區(qū)域小廠斷層中段部分,位于礦段東側(cè)(為東部邊界),長2530m以上,走向北東23°~35°,傾向南東,傾角75°~80°,最大垂直斷距約60m,為壓扭性斷層,破碎帶寬約10m~15m,在破碎帶內(nèi)見有斷層泥和高嶺石化、硅化等,但未發(fā)現(xiàn)銻、螢石礦化。
2.3.1 礦體或含礦體產(chǎn)出部位
礦床中的螢石、銻主要產(chǎn)于“大廠層”中(見圖2),但產(chǎn)出的部位各異,銻礦體主要產(chǎn)于“大廠層”中部蝕變粘土巖的中下部,螢石礦主要產(chǎn)于“大廠層”下部的硅化灰?guī)r中。銻礦、螢石礦除上述主要產(chǎn)出部位外,在“大廠層”的其余部位呈零星礦體產(chǎn)出,其礦體規(guī)模比“大廠層”主要含礦部位要小,連續(xù)性亦較差。
圖2 后坡南6號(hào)勘探線剖面圖
螢石和銻的產(chǎn)出部位與“大廠層”的關(guān)系十分密切,含礦良好地段通常是“大廠層”厚度增大以及大廠層角礫化和硅化作用強(qiáng)烈的部位。當(dāng)“大廠層”厚度明顯變薄或尖滅時(shí),則成礦作用亦減弱或消失。
2.3.2 銻礦體產(chǎn)出特征
區(qū)內(nèi)共圈出13個(gè)含礦體,在鉛垂方向上,含礦體的規(guī)模和形態(tài)有較大的差異:產(chǎn)于大廠層上部變余玄武巖中的銻礦含礦體(如D10、D11號(hào)),規(guī)模一般不大,順走向長120m,寬70m~80m;產(chǎn)于大廠層下部次生石英巖中銻礦含礦體(如D6、D8號(hào)),是大廠層中規(guī)模最小形態(tài)變化最大的含礦體,順走向和傾向方向僅數(shù)十米;產(chǎn)于大廠層中部角礫化硅化蝕變粘土巖中的銻礦含礦體,是礦段中規(guī)模最大穩(wěn)定性最好的含礦體,單個(gè)含礦體最長沿走向達(dá)905m(D1號(hào)),最寬可達(dá)286m。根據(jù)取樣統(tǒng)計(jì),銻礦含礦體中礦體的最大厚度2.4m,平均厚度1.15m,礦體的最高品位含Sb為11.04%,礦段內(nèi)平均含Sb為4.10%。銻礦體在含礦體中常沿巖性突變的界面、巖層產(chǎn)狀轉(zhuǎn)折處、斷層破碎帶附近、節(jié)理裂隙及其交叉處等部位產(chǎn)出,呈似層狀、囊狀、脈狀等形態(tài)產(chǎn)出。含礦體中銻礦體的規(guī)模一般不大,據(jù)鉆探控制情況及相鄰西舍開采資料統(tǒng)計(jì),單個(gè)礦體一般長寬數(shù)十米不等。據(jù)取樣化驗(yàn)資料統(tǒng)計(jì),銻礦體的品位變化系數(shù)值為73.43%,含礦體的最大厚度4.38m,平均厚1.63m,含礦體的平均品位2.075%,品位變化系數(shù)為164.09%,含礦體順層斷續(xù)產(chǎn)出,其產(chǎn)狀與含礦層大體一致,但一般產(chǎn)于近背斜軸部或斷裂旁側(cè),含礦體延長方向一般都大于寬度方向。
礦石的有用礦物主要為螢石,次要的有輝銻礦、貴翠、黃鐵礦;脈石礦物主要為石英,其次為粘土礦物、方解石、高嶺石等。輝銻礦具自形—半自形柱狀、板狀、針狀、他形粒狀及聚片雙晶結(jié)構(gòu);礦石具有致密塊狀、脈狀、角礫狀、放射狀構(gòu)造。
礦石中有益組分為Sb,其次為S、F、Se。在輝銻礦含礦體中Sb含量變化較大,含Sb0.71%~9.04%;S在黃鐵礦和輝銻礦物中,含量不均,在黃鐵礦粘土中可達(dá)15%;F存在于螢石礦物中,含量低。
礦石類型依礦石中輝銻礦和其它礦物的組合關(guān)系,可分為石英—輝銻礦、粘土礦物—石英—輝銻礦、螢石—石英—輝銻礦、黃鐵礦—石英—輝銻礦四種類型礦石組合,以前兩種組合類型最為普遍。
圍巖蝕變主要為硅化,次為粘土化,局部見方解石化、黃鐵礦化、高嶺土化、銻礦化、重晶石化等,銻礦化與硅化蝕變較為密切。
銻礦分布區(qū)“大廠層”硅化作用普遍而強(qiáng)烈,縱向上自上而下有增強(qiáng)之勢。硅化強(qiáng)烈的巖石,原巖礦物幾乎均為硅質(zhì)、石英交代,具花崗變晶結(jié)構(gòu),化學(xué)成分中SiO2含量可達(dá)90%以上,依石英的交代、穿插關(guān)系,可將硅化作用分為三期[2],銻礦化主要與第二期硅化密切共生產(chǎn)出:第一期硅化表現(xiàn)為形成隱晶硅質(zhì)和微細(xì)粒他形石英集合體,多沿原巖孔隙發(fā)育的部位充填交代,在具角礫狀等碎屑結(jié)構(gòu)的原巖中,如角礫狀粘土巖、粘土化玄武質(zhì)沉火山角礫巖,硅化作用常在角礫之間表現(xiàn)較強(qiáng),新生石英往往圍繞角礫生長而呈櫛殼狀分布。伴隨本期硅化,有輝銻礦化作用,可見浸染狀、針狀輝銻礦分布于新生石英粒間。第二期硅化以形成乳白色和綠色石英為特點(diǎn),常沿破碎裂隙及各種孔隙充填交代,而多呈脈體和各種不規(guī)則集合體產(chǎn)出。在與第一期硅化形成的隱晶硅質(zhì)和石英接觸部位,常見溶蝕并沉淀于其粒間的現(xiàn)象。乳白色石英多于脈體或孔隙邊緣生長成梳狀明凈的晶體,同時(shí)乳白色石英脈體中部,時(shí)而包容綠色石英團(tuán)塊集合體,二者之間漸變過渡。本期硅化作用最強(qiáng),并與區(qū)內(nèi)輝銻礦化、螢石化、重晶石化關(guān)系最密切,輝銻礦呈放射狀、他形粒狀、板柱狀及塊狀集合體分布于石英粒間。同時(shí)含輝銻梳狀石英脈體也有先后穿插、切割的現(xiàn)象,體現(xiàn)了同期內(nèi)不同階段熱液活動(dòng)所致。第三期為成礦期后硅化,沿?cái)嗔哑扑閹А⒐?jié)理裂隙和溶洞發(fā)育,呈脈狀。石英晶粒細(xì)小,色白,無銻礦化、螢石礦化和黃鐵礦化現(xiàn)象,一般錯(cuò)斷成礦期硅化石英脈及輝銻礦脈。硅化作用的結(jié)果,導(dǎo)致巖石局部呈現(xiàn)假角礫狀構(gòu)造(角礫化),殘留的原巖在組構(gòu)上也發(fā)生了變化;灰?guī)r的原生方解石發(fā)生不均勻重結(jié)晶,局部出現(xiàn)由碳酸鹽分解而殘存的有機(jī)質(zhì)和炭質(zhì),使色調(diào)變深;硅質(zhì)巖的隱晶硅質(zhì)重結(jié)晶為顯微?!?xì)粒;粘土巖及粘土化玄武質(zhì)巖石中的粘土礦物往往重結(jié)晶成為定向排列的鱗片狀,偶爾還產(chǎn)生顯微?!⒘傆?。
從前述礦體地質(zhì)特征及蝕變的過程,可見螢石礦的成礦作用始于成巖階段后期的區(qū)域蝕變,即自“大廠層”巖石變成硅質(zhì)蝕變巖開始,狹義地說則從燕山期使區(qū)內(nèi)褶皺產(chǎn)生層間剝離構(gòu)造開始。前者造就了合適的含礦圍巖,后者則提供了賦存礦體的空間,二者不可或缺。
彭建堂等(2003)[3]測定晴隆銻礦與銻礦伴生螢石的Sm—Nd等時(shí)線年齡為142Ma~148Ma,成礦作用發(fā)生在晚侏羅世,遠(yuǎn)小于峨眉玄武巖的成巖年齡;王登紅等(2012)[4]測定與銻伴生螢石、方解石的Sm—Nd等時(shí)線年齡為142.3Ma~148Ma。通過兩次測試的等時(shí)線年齡均形成于燕山期早期,與礦區(qū)內(nèi)褶皺構(gòu)造同期。
通過區(qū)內(nèi)大量的開采、勘查及研究探索,認(rèn)為區(qū)內(nèi)螢石礦主要受層位、巖性、構(gòu)造、古卡斯特地貌、圍巖蝕變等因素控制。
“大廠層”含礦地質(zhì)體是區(qū)的重要找礦標(biāo)志層。銻礦均產(chǎn)于“大廠層”中的強(qiáng)硅化蝕變體中,主要產(chǎn)于“大廠層”中部角礫化粘土巖中,該巖性段是最佳的找礦部位?!按髲S層”的厚度和巖性變化與螢石礦化的強(qiáng)度密切相關(guān),厚度大者,三個(gè)巖性段齊全,螢石礦化強(qiáng),礦體規(guī)模大;反之,礦體規(guī)模??;若該層尖滅則無礦。
構(gòu)造控礦是區(qū)內(nèi)主導(dǎo)因素,從已經(jīng)揭露和開采礦體情況看,主干構(gòu)造碧痕營背斜、花魚井?dāng)鄬雍颓嗌芥?zhèn)斷層控制礦床。次級(jí)構(gòu)造后坡背斜和小廠斷層直接控制礦體產(chǎn)出部位,與斷層有直接的成生關(guān)系,礦體常在斷層上升盤,甚至有時(shí)斷裂帶本身就含礦。礦體長軸方向往往與斷層走向一致。
“大廠層”基底是一凹凸不平的古卡斯特面貌,該面制約“大廠層”厚度變化,凹陷處“大廠層”的厚度大,凸起部位“大廠層”厚度小。根據(jù)礦體規(guī)模與“大廠層”厚度往往成正相關(guān)關(guān)系,找礦工作應(yīng)重點(diǎn)放在古巖溶的凹陷帶。
銻礦體圍巖中發(fā)生明顯的熱液蝕變,有硅化、粘土化、方解石化、黃鐵礦化、螢石礦化、高嶺石化、重晶石化等,與螢石礦化關(guān)系密切的蝕變是硅化、黃鐵礦化。
通過上述銻礦產(chǎn)出特征、成礦期次以及控礦因素分析,得出以下結(jié)論:①銻礦產(chǎn)出嚴(yán)格受“大廠層”蝕變體控制,并在“大廠層”與有利構(gòu)造組合部位成礦。②區(qū)內(nèi)成礦期次是多期的,銻礦的成礦主要產(chǎn)于第二期硅化蝕變中。③區(qū)內(nèi)螢石的Sm—Nd等時(shí)線年齡為142Ma~148Ma[3,4],形成于燕山期早期,與礦區(qū)內(nèi)褶皺構(gòu)造同期。