周海洪
(湖南省地質(zhì)礦產(chǎn)勘查開發(fā)局四一四隊(duì),湖南 益陽 413000)
礦區(qū)位于新晃縣城南直線距離約30km 處,屬新晃縣貢溪鄉(xiāng)管轄,地理坐標(biāo)為:東經(jīng)109°10′30″~109°13′45″,北緯27°05′15″~27°08′41″,礦區(qū)面積10.27Km2。礦區(qū)北部有G320 國道、上瑞高速公路及湘黔鐵路從新晃縣城通過,區(qū)內(nèi)有縣級公路及鄉(xiāng)村公路相通,交通便利。
本區(qū)屬湘黔邊境中低山區(qū),山脈總體走向北東-南西。海拔1043.10m ~528.0m,相對高差515.10m,一般高差為200m ~300m,境內(nèi)峰巒重疊,溝壑縱橫,地形切割強(qiáng)烈,一般多切割成“V”字型山谷,地勢陡峻,穿行困難。礦區(qū)屬沅江水系,西邊有舞水河支流—平溪由南向北流入舞水河,礦區(qū)內(nèi)無大水系,只發(fā)育季節(jié)性小溪。
工作區(qū)處于江南地軸西南端的湘黔桂窿起與沅麻盆地的接合部位、貢溪復(fù)式向斜南東翼,區(qū)域上廣泛出露上元古界板溪群、震旦系和寒武系,地質(zhì)構(gòu)造復(fù)雜,化探異常發(fā)育,區(qū)域成礦條件較好,礦產(chǎn)分布廣泛,是尋找多種沉積礦產(chǎn)和內(nèi)生多金屬礦產(chǎn)的有利地區(qū)。
區(qū)內(nèi)出露的地層有中上元古界板溪群五強(qiáng)溪組、震旦系江口組、南沱組及震旦系上統(tǒng)陡山沱組、留茶坡組;古生界地層自老至新出露寒武系牛蹄塘組、杷榔組、清虛洞組、敖溪組、花橋組及二疊系棲霞組、茅口組、吳家坪組、長興組;中生界出露白堊系、新生界出露下第三系、第四系。
板溪群為區(qū)內(nèi)年代最老、分布最廣的地層;震旦系與寒武系主要分布在貢溪向斜組成向斜翼部及核部,在新晃縣城以西及貴州南明、屏南等地少量分布;二疊系、白堊系地層呈零星分布于在坪地、藍(lán)田、新晃縣城及天柱一帶;第三系少量分布于新晃縣城南西七里塘、天柱以北藍(lán)田一帶;第四系主要分布在新晃城舞水河兩岸、天柱南明一帶。
其中寒武系牛蹄塘組和清虛洞組分別為重晶石礦、釩礦、磷礦和鉛鋅礦的主要賦礦層位,震旦系上統(tǒng)陡山沱組、留茶坡組為重晶石礦、鉛鋅礦的次要賦礦層位。
現(xiàn)將區(qū)域地層從老至新概述如下。
區(qū)域出露為板溪群五強(qiáng)溪組(Ptbnw),自下而上根據(jù)巖性分為四段:
第一段(Ptbnw1):厚587m ~674m。下部為變余凝灰質(zhì)砂巖,中部為變余凝灰質(zhì)板巖與粉砂質(zhì)絹云母板巖互層,上部為塊狀變凝灰質(zhì)砂巖。
第二段(Ptbnw2):厚775m ~1733m。為一套以火山碎屑巖為主,尤以發(fā)育“馬尾絲狀”、“微波狀”條帶的變余沉凝灰?guī)r及塊狀變余凝灰?guī)r的大量出現(xiàn)為特征。
第三段(Ptbnw3):厚745m。為淺灰綠色條帶狀粉砂質(zhì)絹云母板巖,以發(fā)育密集水平條帶為最大特點(diǎn),是一重要的標(biāo)志層。
第四段(Ptbnw4):厚675m ~1630m。下部為灰綠色、黃綠色長石砂巖、砂巖,粉砂巖夾板巖及條帶狀粉砂質(zhì)板巖;上部為條帶狀綠泥石板巖。
為一套冰水—海相碎屑巖沉積,夾少量碳酸鹽巖,不整合于板溪群之上。分上、下統(tǒng)。
2.2.1 下統(tǒng)(Za)
從下往上分為江口組和南沱組。
(1)江口組(Zaj)。為冰海相沉積?;揖G色。下部為變質(zhì)含礫砂巖夾板巖、凝灰質(zhì)板巖,不整合于板溪群之上。中部夾一層2m ~5m 厚的炭質(zhì)板巖,其中夾透視狀鈷錳鐵礦及粘土礦;上部含礫板巖、含礫砂質(zhì)板巖、總厚10m ~50m。
(2)南沱組(Zan)。為一套海相冰水沉積碎屑巖,假整合于江口組之上。下部為冰磧砂巖,上部為冰磧含礫砂巖,其中夾一層10 余米厚的紫紅色板巖,頂部常有不規(guī)則狀黃鐵礦結(jié)核產(chǎn)出。厚>500m。
2.2.2 上統(tǒng)(Zb)
從下往上分為陡山沱組和留茶坡組:
(1)陡山沱組(Zbd)。整合或假整合于南沱組冰磧巖之上。為半封閉臺(tái)地相碳酸鹽沉積,主要為白云巖,其中夾硅質(zhì)巖及炭質(zhì)頁巖。厚度變化大,0.6m ~31.9m。中上部含重晶石,底部具鉛鋅礦化。
(2)留茶坡組(Zbl)。整合于陡山沱組之上。屬海相盆沉積相,硅質(zhì)巖夾板狀炭質(zhì)頁巖,含重晶石和凝塊巖透鏡體,個(gè)別地方缺失。厚度小于20m。
分為上、中、下統(tǒng),上統(tǒng)未分組:
(1)寒武系下統(tǒng)牛蹄塘組(∈1n):厚73m ~315m。與下伏震旦系上統(tǒng)為假整合接觸。下部為炭質(zhì)板巖,夾結(jié)核狀、層狀磷塊巖、重晶石礦一層。中上部為炭質(zhì)板巖、石英砂巖。
(2)寒武系下統(tǒng)杷榔組(∈1p):厚60m ~137m。上部黑色含鈣質(zhì)炭質(zhì)板巖夾泥質(zhì)灰?guī)r,下部為黃綠色板巖。
(3)寒武系下統(tǒng)清虛洞組(∈1q):厚24m ~90m。由三層深灰色灰?guī)r和兩層黑色炭質(zhì)板巖組成。為區(qū)內(nèi)層控型鉛鋅礦的主要賦礦層位。
(4)寒武系中統(tǒng)敖溪組(∈2a):厚86m ~209m。下部為黑色炭質(zhì)板巖與泥質(zhì)灰?guī)r、灰?guī)r互層;中部為黑色薄層狀瘤狀灰?guī)r夾炭質(zhì)板巖;上部為黑色含鉀水云母頁巖夾薄層灰?guī)r及灰?guī)r透鏡體。
(5)寒武系中統(tǒng)花橋組(∈2h):厚123m ~288m。上部為深灰色灰?guī)r夾薄層狀泥質(zhì)條帶狀灰?guī)r;中部為黑色含鈣質(zhì)炭質(zhì)板巖,夾薄層泥灰?guī)r,下部為灰色厚層狀細(xì)晶白云巖;底部灰色薄層狀泥質(zhì)條帶灰?guī)r。
(6)寒武系上統(tǒng)(∈3):厚>551m。主要為泥灰?guī)r、泥質(zhì)條帶灰?guī)r,下部夾極少量炭質(zhì)頁巖,頂部有竹葉狀灰?guī)r。
分布于坪地、藍(lán)田等地,不整合與板溪群、震旦系和寒武系之上。分上下統(tǒng),二疊系下統(tǒng)分棲霞組(P1q)礫巖及硅質(zhì)頁巖、茅口組(P1m)含燧石結(jié)核灰?guī)r;,二疊系上統(tǒng)分吳家坪組(P2w)含煤沉積巖、長興組(P2c)灰?guī)r,假整合于下統(tǒng)地層之上。
不整合于二疊系之上。底部礫巖之上為一套石英長石砂巖、粉砂巖、泥質(zhì)巖沉積。
屬河流沖積—洪積相粗碎屑巖沖積,磚紅色。
為分布于河谷谷地、山坡的河流沖積殘坡積物。
本區(qū)位于揚(yáng)子準(zhǔn)地臺(tái)江南地軸的西南緣,雪峰山華夏系構(gòu)造隆起帶呈北東—南西方向斜貫全區(qū),為區(qū)內(nèi)主要構(gòu)造形跡。在區(qū)域東部展現(xiàn)一組新華夏系構(gòu)造帶。在區(qū)域南部有一東西向斷裂切華夏系構(gòu)造帶,此外還有規(guī)模不大的北西西向的構(gòu)造形跡。
工作區(qū)處于貢溪復(fù)式向斜南東翼北東段,區(qū)內(nèi)斷裂、褶皺構(gòu)造發(fā)育,其中北東向構(gòu)造為區(qū)內(nèi)的主體構(gòu)造。
區(qū)內(nèi)褶皺構(gòu)造主要為貢溪復(fù)式向斜,由貢溪向斜、鮑溪向斜、黃土坡背斜、中寨向斜組成,軸向均呈北東向展布,各向斜核部地層為寒武系中統(tǒng)花橋組、敖溪組和上統(tǒng),兩翼地層為寒武系下統(tǒng)清虛洞組、杷榔組、牛蹄塘組、震旦系上統(tǒng)以及震旦系下統(tǒng)南沱組。該向斜嚴(yán)格控制和限定了區(qū)內(nèi)重晶石礦和鉛鋅礦的產(chǎn)出和分布。
區(qū)內(nèi)斷裂主要為北東向壓性、壓扭性斷裂,北東東向?yàn)榇巍?/p>
主要斷裂為銅鼓壓性斷層(F2)、新寨壓性斷層(F3)、岳寨沖斷層(F4)、碧林?jǐn)鄬樱‵1),其中碧林?jǐn)鄬樱‵1)在圖區(qū)內(nèi)出露長度約7.5km,走向北東,往北轉(zhuǎn)為北與銅鼓壓性斷層相交,該斷層可能往深部對該區(qū)的鉛鋅礦層有一定的破壞作用。銅鼓壓性斷層(F2),產(chǎn)狀100°∠30°,斷面向南呈弧形突出。南東盤下寒武系地層逆沖于上寒武系地層之上,劈理十分發(fā)育。新寨壓性斷層(F3)分布于圖區(qū)北西部,破碎帶寬達(dá)30 余米,局部見糜棱巖帶3m ~8m,滑動(dòng)面平整,斷裂帶北側(cè)??梢娗逦暾闹銧顦?gòu)造。岳寨沖斷層(F4)分布于圖區(qū)南東部,在圖區(qū)內(nèi)出露長度約18.5km,走向北東。
區(qū)內(nèi)無巖漿巖分布。本區(qū)及鄰區(qū)的巖漿活動(dòng)主要在前震旦紀(jì)和震旦紀(jì)早期,表現(xiàn)為火山凝灰?guī)r的沉積。在本區(qū)以西鎮(zhèn)遠(yuǎn)(貴州?。┮粠в谢猿詭r脈及云斜煌斑巖巖脈產(chǎn)出;北東芷江縣艾頭坪—大洪山一帶有基性巖脈出露,此外,無大規(guī)模巖漿活動(dòng)跡象。
本區(qū)處在江南地塊西南端的湘黔桂窿起與沅麻盆地的接合部位,由前震旦系組成地臺(tái)基底構(gòu)造層,在地臺(tái)褶皺回返的晉寧運(yùn)動(dòng)中發(fā)生區(qū)域變質(zhì),成為一套區(qū)域性的淺變質(zhì)巖系。
震旦系、寒武系是地臺(tái)蓋層。由于該區(qū)地處地臺(tái)東南邊緣,加里東運(yùn)動(dòng)旋回期受東南地槽褶皺運(yùn)動(dòng)的影響,結(jié)束了海相沉積,地層也發(fā)生了輕微的區(qū)域淺變質(zhì)作用。變質(zhì)作用主要發(fā)生在早古生代晚期。原有泥質(zhì)巖變成炭質(zhì)板巖、板巖,碳酸鹽巖由泥晶結(jié)構(gòu)重結(jié)晶成微晶、細(xì)晶結(jié)構(gòu),灰?guī)r具不同程度的大理巖化,寒武系中統(tǒng)敖溪組(∈2a)底部的球狀結(jié)核已變質(zhì)成為大理巖。其它碎屑巖也有變質(zhì)反應(yīng)。
(1)區(qū)域成礦作用。江南地塊在晉寧(雪峰)運(yùn)動(dòng)結(jié)束基底發(fā)展階段,震旦紀(jì)蓋層開始發(fā)展以來,本區(qū)地殼活動(dòng)較弱,巖漿活動(dòng)甚微,火山活動(dòng)也不多,變質(zhì)作用極輕,主要斷裂都發(fā)生在沉積期后,沉積作用及地層對礦產(chǎn)的控制作用起著主導(dǎo)地位。
前震旦紀(jì)沉積和有限的火山噴發(fā)形成小規(guī)模的沉積鐵礦和鎢、銻、金、銅礦化現(xiàn)象。震旦紀(jì)早期該區(qū)地殼處于初始沉降狀態(tài),形成江口組數(shù)十米厚的碎屑沉積和冰水海相沉積,火山活動(dòng)形成一些透鏡狀鈷錳鐵礦沉積及結(jié)核狀和星散狀黃鐵礦。晚期江南地塊沉沒,該處進(jìn)入川黔地區(qū)碳酸鹽臺(tái)地東南邊緣的半封閉臺(tái)地相區(qū),恰值岡瓦納古陸北緣成磷期,加之持續(xù)干旱氣候,在貢溪向斜區(qū)形成磷塊巖、硅質(zhì)巖、重晶石礦層和局部碳酸鹽巖等上升洋流沉積巖石組合。古生界早期,隨著湘北龍山—臨湘一帶的隆起和衡陽一瀏陽古陸的形成,區(qū)域內(nèi)局部褶皺抬升,該區(qū)進(jìn)入了半封閉海盆沉積環(huán)境,隨后由于龍山一臨湘隆起的沉沒,閉塞狀態(tài)逐漸解除,海水逐漸加深,沉積了整個(gè)寒武系海侵地層序列。解閉初期的火山噴發(fā),為牛蹄塘組下部層位穩(wěn)定的重晶石、磷和鎳、釩、鉬、鈾、稀土等多元素礦床的沉積提供物質(zhì)來源。早寒武世晚期—中寒武世早期沉積了大規(guī)模的含鉀水云母頁巖和鉛、鋅元素的碳酸鹽巖。由此可見,該區(qū)重晶石、磷、銅、鉛、鋅及鎳、鉬、鈾等主要礦產(chǎn)形成于晚震旦世—早寒武世時(shí)期。
區(qū)域構(gòu)造控礦主要表現(xiàn)在各大斷裂帶及一級背斜構(gòu)造。含礦脈體主要賦存于大斷裂兩側(cè)的次級斷裂和背斜的核部、傾伏端等形成的構(gòu)造空間中。區(qū)域變質(zhì)作用使原生沉積礦產(chǎn)發(fā)生重結(jié)晶,礦物顆粒次生加大。據(jù)現(xiàn)有資料該重晶石礦的形成與同沉積期海底熱水噴流作用有關(guān),為海底殼?;旌蠠嵋簢娏鞒梢颍ㄅ碥姡撼啥祭砉ぃ?998 年)。在同沉積期的水下地?;鹕絿娏鳠崧∑饚В鼐V的地?;鹕綗嵋涸诨顒?dòng)過成中與地表水、淺層地下水混合并萃取成礦元素,形成含鋇熱鹵水,從隆升的薄弱處噴出,并沿地勢低洼處富集成礦。
(2)區(qū)域礦產(chǎn)。區(qū)域礦產(chǎn)資源豐富,已發(fā)現(xiàn)煤、金、鉛鋅、銅、鉀、釩、重晶石、鎘、耐火粘土、水晶、磷、鐵、汞、銻、砷、鈷、鉬、鎳、錳、銀、稀土、稀有金屬及石灰?guī)r、白云巖等二十余種礦產(chǎn)。煤、耐火粘土分布在天柱、雙溪一帶,金主要分布在漠濱、淘金沖、巖腳一帶;重晶石、鉛鋅、釩鉬、磷等礦床多分布新晃在貢溪地區(qū)。
本次區(qū)域地質(zhì)勘查工作中,基本勘查區(qū)內(nèi)重晶石礦的地質(zhì)結(jié)構(gòu)、礦產(chǎn)特征及分布范圍,通過初略的技術(shù)經(jīng)濟(jì)評價(jià),重晶石礦床開發(fā)的經(jīng)濟(jì)效益將是可觀的。