曾文輝
(湖南省地質(zhì)礦產(chǎn)勘查開發(fā)局四一三隊,湖南 常德 415000)
湖南省桃源縣震旦系地層在理公港、龍?zhí)?、牛車河一帶出露,震旦系層控型鉛鋅礦產(chǎn)于鄂西-湘西多金屬成礦帶的天星堰-泥頭山背斜兩翼陡山沱組微晶白云巖中。近年來,在該區(qū)南東翼開展了花香坪礦區(qū)鉛鋅礦普查,北西翼開展了鋤頭灣礦區(qū)鉛鋅礦普查工作,并發(fā)現(xiàn)了具工業(yè)價值的鉛鋅礦體。本文在以往對區(qū)內(nèi)鉛鋅礦研究的基礎(chǔ)上結(jié)合近年勘查工作成果,對其地質(zhì)特征及找礦標(biāo)志進(jìn)行了分析總結(jié),對同類礦床的勘查找礦工作具有一定的參考價值。
該區(qū)位于Ⅱ級大地構(gòu)造單元江南臺隆西北側(cè)與Ⅱ級大地構(gòu)造單元上揚(yáng)子臺褶帶的交接地帶;在巖相古地理方面(自中元古界至古生界)都處于武陵小區(qū)與雪峰山小區(qū)的過渡帶;元古界為本區(qū)最老地層,分布面積較小,最發(fā)育的地層為中、新生界的白堊系和第三系紅色巖系,次為古生界,主要分布在礦區(qū)北側(cè);構(gòu)造線以NEE向為主,并有向北東收斂向南西撒開的(太平橋)帚狀構(gòu)造伴生。出露地層主要為板溪群、南華系、震旦系、寒武系、奧陶系和白堊系(見圖1)。
區(qū)內(nèi)核部地層為板溪群,兩翼地層為震旦系和寒武系,基本呈對稱分布,各層巖性分述如下。
板溪群:巖性主要為板巖、砂質(zhì)板巖、砂巖等。厚度約為1860米。
南華系:在背斜兩翼呈帶狀分布。為南沱組(Nh2n),主要巖性為灰綠色塊狀含礫砂巖和含礫泥巖,厚度為319.51米。與下伏板溪群假整合接觸。
震旦系:在背斜兩翼呈帶狀分布。分為下統(tǒng)陡山沱組(Z1bd)和上統(tǒng)燈影組(Z2bdy)。陡山沱組(Z1bd)自上而下分別為①雜色頁巖,厚度為0.3米;②灰質(zhì)白云巖,厚度為23.51米;③灰?guī)r,厚度為4.12米;④條帶狀灰質(zhì)白云巖,厚度為7.74米;⑤灰質(zhì)白云巖,厚度為45.79米;⑥云質(zhì)灰?guī)r,厚度為5.12米;⑦灰質(zhì)白云巖,厚度為53.15米;部分地段底部見有角礫狀灰質(zhì)白云巖。鉛鋅礦床(點(diǎn))皆賦存于此層灰質(zhì)白云巖中,故該層為本區(qū)鉛鋅礦的主要賦礦層位,厚度為140.91米。燈影組(Z2bdy)為黑色薄層-中厚層狀硅質(zhì)巖,其中夾有炭質(zhì)頁巖,厚度為237.51米。與下伏南沱組呈假整合接觸。
寒武系:在背斜兩翼呈帶狀分布。下統(tǒng)巖性為黑色炭質(zhì)頁巖、炭質(zhì)泥巖,部分為絹云母頁巖;上統(tǒng)為層狀泥質(zhì)灰?guī)r、白云巖,部分地區(qū)見紋層狀瘤狀灰?guī)r,厚度約1742米。與下伏震旦系整合接觸。
白堊系:主要分布在漆家河左隆起南北兩側(cè)及牛車河以西沅麻紅盆地范圍內(nèi),其主要巖性為紅色砂巖、含礫砂巖、砂礫巖及粉砂質(zhì)泥巖,厚度>473m。
區(qū)內(nèi)構(gòu)造輪廓,最引人注目的是北東東向構(gòu)造線,為典型的加里東褶皺逆沖變形特征,發(fā)育與地層走向近一致的小褶皺和逆沖斷裂帶。天星堰-泥頭山背斜基本是一個對稱背斜,背斜寬約12-15公里,出露長度約25公里,總的軸向為NE60°,在東北泥頭山一帶背斜被北北東向理公港斷層切斷,軸向由NE60°東轉(zhuǎn)為NE60°-70°,兩盤也因理公港斷層平移約2公里。背斜兩翼由南華系、震旦系和寒武系組成,傾角一般為30°左右。區(qū)內(nèi)斷裂較發(fā)育,以壓扭性斷裂為主,主要是北東向、北西向兩組斷裂構(gòu)造,較多斷裂對礦層起破壞作用,表現(xiàn)為使含礦層位陡山沱組的分布發(fā)生錯位及位移,使其連續(xù)性受到影響。
震旦系下統(tǒng)陡山沱組為礦區(qū)的含礦巖系,其分布呈北東-南西向,出露較為完整,連續(xù)性較好,但在南東翼的兩河口、木林育、桃花溪、李家溪等地沿地層走向被次級北東、北西向斷裂切割造成錯位,北西翼的雙路溪亦被北東向斷裂切割錯位。陡山沱組總體厚度基本穩(wěn)定,出露寬度在30~260m,含礦巖系上與燈影組硅質(zhì)巖呈整合接觸,下與南華系南沱組冰磧含礫砂巖呈平行接觸。在巖相上屬于海進(jìn)旋回的底部,自下而上,海水由淺變深,晚震旦世早期陡山沱組屬于沉積低能潮坪白云巖-臺盆泥巖組合。本區(qū)含礦巖系屬于一個有利于成礦的相對封閉的成礦巖性組合,容礦層灰質(zhì)白云巖屬化學(xué)活動性較活躍的易溶交代巖性,是有利的容礦場所,上部隔礦層炭質(zhì)頁巖起遮擋作用,阻止下部含礦的灰質(zhì)白云巖中成礦物質(zhì)向上擴(kuò)散,保證了成礦物質(zhì)在白云巖中成礦。
圖2 黃鐵鉛鋅含礦巖系結(jié)構(gòu)柱狀圖
區(qū)內(nèi)礦體產(chǎn)狀與地層產(chǎn)狀基本一致,共圈定鉛鋅礦含礦層三層,分別為Ⅰ礦層、Ⅱ礦層、Ⅲ礦層。根據(jù)礦層的產(chǎn)出特征及分布位置,礦區(qū)內(nèi)共圈出層控型鉛鋅礦體25個,其中南東翼發(fā)現(xiàn)礦體16個,主要集中在花香坪礦段,北西翼鋤頭灣礦區(qū)發(fā)現(xiàn)礦體9個。南東翼礦體規(guī)模和資源量明顯好于北西翼。此外,區(qū)內(nèi)還發(fā)現(xiàn)構(gòu)造裂隙重晶石脈型鉛鋅礦脈4條,但規(guī)模都太小,不具工業(yè)價值。
Ⅰ礦層:為區(qū)內(nèi)主礦體,產(chǎn)于南東翼陡山沱組頂部灰黑色灰質(zhì)、硅質(zhì)白云巖的中,該礦層資源量約占全區(qū)資源量的80%,且以閃鋅礦為主。礦體距離燈影組底部5~8m,直接頂板以炭質(zhì)頁巖為特征,炭質(zhì)頁巖厚約1m,主要受層位及層間裂隙控制。礦體形態(tài)為似層狀、透鏡狀,礦體厚度為1.0-2.6m,礦體長度80-980米,鉛品位為0.21-0.63%,鉛平均品位為0.38%,鋅品位為1.5-4.5%,鋅平均品位為2.6%。共圈出礦體14個。
Ⅱ礦層:產(chǎn)于震旦系陡山沱組灰黑色硅質(zhì)白云巖中上部位,于Ⅰ礦層鉛鋅礦體下,為隱伏礦體。礦體形態(tài)為似層狀、透鏡狀,礦體厚度為0.5-3.1m,礦體長度80-320米,鉛品位為0.03-0.34%,鉛平均品位為0.14%,鋅品位為1.5-2.4%,鋅平均品位為1.9%。共圈出礦體7個。
Ⅲ礦層:產(chǎn)于震旦系陡山沱組灰黑色硅質(zhì)白云巖,位于Ⅱ礦層鉛鋅礦體下,為隱伏礦體。礦體形態(tài)為似層狀、透鏡狀,礦體厚度為0.6-1.0m,礦體長度40-80米,鉛品位為0.14-0.34%,鉛平均品位為0.21%,鋅品位為1.5-2.2%,平均品位為2.6%。共圈出礦體4個。
據(jù)薄片資料,本區(qū)礦石礦物成分較簡單,礦石礦物以黃鐵礦、閃鋅礦為主,次為方鉛礦,脈石礦物以白云石、方解石為主,次為石英、玉髓,少量膠狀硬石墨及絹云母、白云母等粘土礦物,微量的重晶石等。礦石結(jié)構(gòu)經(jīng)半自形-他形粒狀結(jié)構(gòu)最為普遍,次為自形粒狀結(jié)構(gòu),他形粒狀結(jié)構(gòu),交代假象結(jié)構(gòu),局部可見壓碎結(jié)構(gòu)。礦石構(gòu)造主要有致密塊狀、浸染狀、條紋條帶狀、脈動狀和晶洞充填構(gòu)造。偶見角礫狀構(gòu)造。黃鐵礦石以致密塊狀、浸染狀、條帶狀為主,晶洞充填構(gòu)造主要見于黃鐵礦、閃鋅礦、方鉛礦混合礦石中。經(jīng)取樣分析,S品位僅一件達(dá)8.02%,一般品位為0.02-5.12%,達(dá)不到工業(yè)品位;礦石中除閃鋅礦、方鉛礦石以外,其余元素均無綜合利用價值。
(1)地層巖性標(biāo)志:陡山沱組微晶灰質(zhì)、硅質(zhì)白云巖為本區(qū)賦礦層位,且該組巖性出露地段厚度越大,對成礦有利。
(2)蝕變標(biāo)志:礦體與硅化、黃鐵礦化、褐鐵礦聯(lián)系緊密,特別同時有重晶石脈、方解石脈發(fā)育地段,礦體品位相對好。
(3)地表氧化標(biāo)志:地表發(fā)育鐵帽是本區(qū)鉛鋅礦體的直接標(biāo)志。特別當(dāng)露頭上鉛鋅氧化礦的數(shù)量多且分布廣時,礦化強(qiáng)度高。
(4)化探標(biāo)志:區(qū)內(nèi)開展過1:1萬土壤剖面測量,鉛鋅礦(化)體集中在Cu、Pb、Zn綜合異常套合好且濃集中心明顯區(qū)域,兩者吻合性好。
圖3 花香坪礦區(qū)8勘探線剖面示意圖
(5)地貌標(biāo)志:陡山沱組地層介于上覆燈影組硅質(zhì)巖和下伏南沱組冰磧含礫砂巖之間,三者巖性差異大,抗風(fēng)化能力差異也大,硅質(zhì)巖常形成10~30米高的陡崖地貌,基巖裸露,陡山沱組常在陡崖下形成土壤覆蓋層較厚的斜坡。冰磧含礫砂巖抗風(fēng)化能力比白云巖強(qiáng)差異風(fēng)化后,形成較淺的浮土,冰磧含礫砂巖常形成陡坡。