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四川甘洛縣爾呷地吉鉛鋅礦床滑覆構(gòu)造特征及其控礦作用

2022-08-01 04:47許加田譚曉蓮高沖軍吳賢輝楊長勇
地質(zhì)與勘探 2022年4期
關(guān)鍵詞:拉哈鉛鋅礦滑動(dòng)

李 陽,許加田,2,譚曉蓮,高沖軍,吳賢輝,康 鵬,楊長勇

(1.四川省冶金地質(zhì)勘查局成都地質(zhì)調(diào)查所,四川成都 610203;2.成都理工大學(xué)地球科學(xué)學(xué)院,四川成都610059;3.甘洛縣爾呷地吉鉛鋅礦業(yè)有限公司,四川涼山彝族自治州 615000)

0 引言

甘洛鉛鋅成礦帶位于揚(yáng)子地塊西緣漢源-甘洛-峨眉Pb-Zn-Mn-P-Cu-鋁土礦成礦帶(Ⅳ-42)(曾云等,2015),屬于漢源黑區(qū)-甘洛馬拉哈鉛鋅礦集區(qū)(Ⅴ6)(李仕榮等,2015),該成礦帶上的鉛鋅礦床受馬拉哈斷裂(F1)控制,沿馬拉哈斷裂分布有眾多鉛鋅礦床(圖1),該鉛鋅礦床屬于碳酸鹽巖容礦的密西西比河谷型(MVT)鉛鋅礦床。MVT型鉛鋅礦也是四川省主要的鉛鋅礦床類型,占全省鉛鋅礦床總數(shù)的76%,占全省已探獲鉛鋅資源儲(chǔ)量總量的71%(李仕榮等,2015)。前人對(duì)該成礦帶及周邊進(jìn)行了大量的研究(林方成,1994;毛玉元等,1994;柳賀昌,1995a;劉文周和徐新煌,1996;王獎(jiǎng)?wù)榈龋?001,2002;張長青等,2005b,2008;張志斌等,2006;張長青,2008;藺志永等,2010;韓奎,2013;吳越,2013;武昱東等,2015;仲文斌等,2017;譚洪旗等,2017),主要集中在成礦地質(zhì)構(gòu)造、地球化學(xué)、年代學(xué)、控礦要素、成礦模式等研究工作。

“向地球深部進(jìn)軍”已上升為中國資源領(lǐng)域必須解決的戰(zhàn)略科技問題(樊俊等,2019),中西部地區(qū)深部找礦(地表以下500~1500 m或者更深)將成為今后地質(zhì)找礦的必由之路(武昱東等,2015;程紅軍等,2017)。地質(zhì)構(gòu)造是控制礦床形成和分布的重要因素,研究構(gòu)造控礦不僅對(duì)找礦實(shí)踐具有重要現(xiàn)實(shí)意義,而且對(duì)深入研究礦床成因也有重要理論意義(翟裕生,2002),通過回眸川滇黔接壤區(qū)鉛鋅礦床和MVT礦床研究史,可以發(fā)現(xiàn),構(gòu)造為主導(dǎo)控礦因素的認(rèn)識(shí)已成為專家學(xué)者們的基本共識(shí)(王明志等,2019)。但受制于深部構(gòu)造的隱伏性、探礦工程稀少,前人對(duì)深部的地質(zhì)勘查工作開展較少,對(duì)甘洛鉛鋅成礦帶深部地質(zhì)構(gòu)造研究非常有限。

圖1 區(qū)域地質(zhì)-構(gòu)造略圖(據(jù)注釋①修編)Fig.1 Sketch map of Regional geology-structure(modified from note①)

在甘洛鉛鋅成礦帶中的爾呷地吉鉛鋅礦床深部找礦過程中,發(fā)現(xiàn)鉆孔中地層由新到老重復(fù)出現(xiàn),綜合分析后認(rèn)為該區(qū)為一滑覆構(gòu)造。本文通過大量鉆孔和地質(zhì)剖面對(duì)比分析研究,對(duì)滑覆構(gòu)造特征、控礦作用、形成時(shí)代及找礦預(yù)測模型進(jìn)行了深入研究,為甘洛鉛鋅成礦帶深部勘查及老礦山攻深找盲指出了一條新的方向。

1 區(qū)域地質(zhì)構(gòu)造背景

甘洛鉛鋅成礦帶區(qū)域大地構(gòu)造位置屬于揚(yáng)子地臺(tái)西緣,康滇地軸東側(cè)的涼山陷褶帶(武昱東等,2015)。

區(qū)內(nèi)揚(yáng)子地臺(tái)褶皺基底為前震旦系峨邊群,蓋層為震旦系至第三系(缺失石炭系、白堊系)。區(qū)內(nèi)巖漿活動(dòng)集中在前震旦紀(jì)、早震旦世及晚二疊世,但以早震旦世最為強(qiáng)烈,產(chǎn)生大量的酸性-基性火山巖和侵入巖。區(qū)內(nèi)構(gòu)造運(yùn)動(dòng)是多次的,最劇烈的一次是前震旦紀(jì)末期,即“晉寧運(yùn)動(dòng)”,使前震旦系地層全部變質(zhì),其南北向強(qiáng)烈擠壓作用形成了東西向蘇雄背斜,此東西向構(gòu)造體系長期存在并影響其兩側(cè)地層的差異,在隨后的古生代及中生代時(shí)期,又分別受加里東、華力西及印支運(yùn)動(dòng)的影響,造成不同時(shí)代的地層出現(xiàn)沉積間斷現(xiàn)象;區(qū)內(nèi)第二次較大構(gòu)造運(yùn)動(dòng)是中生代晚期的燕山運(yùn)動(dòng),特別是白堊紀(jì)末期與第三紀(jì)早期之間的晚燕山運(yùn)動(dòng),即“四川運(yùn)動(dòng)”,產(chǎn)生一系列以北北西向?yàn)橹鞯鸟薨櫤陀蓶|向西的逆掩斷層,其中向斜較為開闊平緩,背斜受斷層破壞,個(gè)別褶皺翼部的地層還有倒轉(zhuǎn)現(xiàn)象;其后又受中始新世與晚始新世間早期喜馬拉雅運(yùn)動(dòng)的影響,區(qū)內(nèi)地層進(jìn)一步褶皺隆起,最終形成了目前的地質(zhì)構(gòu)造格架②。

區(qū)內(nèi)由西至東主要有安寧河斷裂帶、甘洛-小江斷裂帶、峨邊-金陽斷裂帶等,它們控制了區(qū)域內(nèi)地層、巖漿巖和礦產(chǎn)的展布(李仕榮等,2015)。其中甘洛鉛鋅成礦帶所在的馬拉哈斷裂(F1)是甘洛-小江斷裂帶的一部分,是甘洛地區(qū)鉛鋅礦床成礦重要的導(dǎo)礦構(gòu)造。沿該斷裂有多個(gè)大中小型鉛鋅礦床產(chǎn)出,自北往南主要有爾呷地吉、則板溝、高豐、埃岱、赤普等(武昱東等,2015;仲文斌等,2017)(圖1)。

2 礦床地質(zhì)特征

礦床構(gòu)造與區(qū)域構(gòu)造基本吻合,主要以北北西向構(gòu)造為主。礦床東以馬拉哈斷裂(F1)為界,西以紙廠斷裂(F3)為界,南以F29為界。礦床內(nèi)斷裂以一組由北北西向南南東后轉(zhuǎn)向南東東的弧形斷裂為主,褶皺構(gòu)造為沙岱向斜。通過鉆探工程揭露,在沙岱向斜深部地層出現(xiàn)兩次重復(fù),且從上往下地層層序是由新到老重復(fù),構(gòu)成上下“三層樓”結(jié)構(gòu),為一滑覆構(gòu)造,先后由東往西滑動(dòng)了兩次,它們共同構(gòu)成了爾呷地吉鉛鋅礦床構(gòu)造的總體格架(圖2)。

礦區(qū)共圈定19個(gè)鉛鋅礦體,其中在燈影組上部白云巖中的層間破碎帶中圈定10個(gè)礦體;在沙岱向斜中的9條縱向次級(jí)斷裂中圈定9個(gè)礦體。產(chǎn)于層間破碎帶中的礦體呈似層狀、透鏡狀,產(chǎn)狀與圍巖基本一致,受沙岱向斜影響,位于向斜東翼礦體產(chǎn)狀210°~256°∠12°~22°,位于向斜西翼礦體產(chǎn)狀69°~95°∠7°~13°;礦體走向長40~1340 m,傾向?qū)?0~800 m,平均厚度1.39~4.61 m;平均品位Pb 0.43%~6.50%,Zn 2.73%~7.00%。含礦斷裂走向長164~1466 m,傾向延深25~77 m;產(chǎn)于其中的礦體呈脈狀,沿走向延伸不穩(wěn)定,具尖滅再現(xiàn)現(xiàn)象,礦體產(chǎn)狀與斷裂基本一致,部分傾向南西,產(chǎn)狀230°~247°∠71°~78°,部分傾向北東,產(chǎn)狀45°~107°∠75°~80°;礦體厚度0.61~2.31 m,品位Pb 2.55%~9.85%,Zn 5.64%~11.20%。礦石類型主要有氧化礦、原生礦,少量混含礦。

原生礦石具雜基支撐結(jié)構(gòu)、粒狀結(jié)構(gòu)、交代結(jié)構(gòu)、填隙結(jié)構(gòu)、固溶體結(jié)構(gòu)、內(nèi)部結(jié)構(gòu)與應(yīng)變結(jié)構(gòu),礦石構(gòu)造以浸染狀構(gòu)造為主,次為條帶狀、塊狀,少量角礫狀、膠狀、斑染狀構(gòu)造。氧化礦石主要有粒狀、膠狀、放射狀結(jié)構(gòu),皮殼狀、土狀、孔洞狀(或蜂窩狀)構(gòu)造。

原生礦石礦物主要以方鉛礦、閃鋅礦為主,次為黃鐵礦、砷硫銻鉛礦、膠黃鐵礦,少量砷黝銅礦等;脈石礦物主要為白云石、石英,次為重晶石,少量瀝青、鐵錳質(zhì)礦物等。氧化礦石礦物主要以白鉛礦、鉛礬、菱鋅礦、異極礦為主,次為方鉛礦、閃鋅礦、黃鐵礦,四方硫鐵礦及銅蘭、孔雀石、褐鐵礦等。脈石礦物主要為白云石、石英。

圖2 爾呷地吉鉛鋅礦區(qū)地質(zhì)略圖(據(jù)注釋①修編)Fig.2 Geological sketch of Ergadiji lead-zinc mining area(modified from Note①)

圍巖蝕變主要為硅化、粘土化、碳酸鹽化以及褪色化,其中硅化與礦化關(guān)系較為密切①。

3 爾呷地吉鉛鋅礦床滑覆構(gòu)造地質(zhì)特征

在對(duì)爾呷地吉鉛鋅礦床不同勘探線上已施工鉆孔揭示的地層層序進(jìn)行統(tǒng)計(jì)對(duì)比中,發(fā)現(xiàn)深孔中由上往下地層由新到老出現(xiàn)兩次重復(fù)。

圖3 爾呷地吉鉛鋅礦區(qū)A-A'地質(zhì)剖面略圖Fig.3 A-A' geological profile of Ergadiji lead-zinc mining area

根據(jù)以上在A-A'地質(zhì)剖面上各鉆孔以及其他勘探線上已施工鉆孔中揭露的滑動(dòng)面分布標(biāo)高及滑動(dòng)面上部和下部地層層序重復(fù)特征、重復(fù)次數(shù)進(jìn)行對(duì)比連接,該區(qū)滑覆構(gòu)造至少發(fā)生了兩次滑動(dòng),造成東部地層重復(fù)兩次,形成上下兩個(gè)滑動(dòng)系統(tǒng),構(gòu)成“三層樓”結(jié)構(gòu)(圖3、圖4)。

經(jīng)綜合以上分析認(rèn)為,爾呷地吉鉛鋅礦床滑覆構(gòu)造總體呈北北西方向展布,東部以馬拉哈斷裂(F1)為界,西部以紙廠斷裂(F3)為界,南部界線止于F29斷層,北部由于無地表及深部資料,其界線不明。該滑覆構(gòu)造北西向延伸長度大于10 km,寬度5~7 km,分布面積大于60 km2。滑覆構(gòu)造由滑動(dòng)系統(tǒng)、下伏系統(tǒng)、滑動(dòng)面、潤滑層和外緣推擠帶構(gòu)成(李萬程,1979;索書田,1983;馬杏垣等,1989;劉傳喜,2006;王啟增,2012;賴黃海,2015)。

3.1 滑動(dòng)系統(tǒng)的地質(zhì)構(gòu)造特征

(1)滑動(dòng)系統(tǒng)的地層組成:上部滑動(dòng)系統(tǒng)地層從Z2dn~S1l均有分布,下部小的滑動(dòng)系統(tǒng)地層從Z2dn~O2q均有分布,而兩個(gè)滑動(dòng)系統(tǒng)的西部均缺失Z2dn含礦地層(圖3)。

(2)滑動(dòng)系統(tǒng)的構(gòu)造特征:由于下部滑動(dòng)系統(tǒng)規(guī)模較小,構(gòu)造相對(duì)簡單,主要為一單斜構(gòu)造。上部滑動(dòng)系統(tǒng)規(guī)模相對(duì)較大,其構(gòu)造主要有褶皺和斷層。

斷層主要有F6、F33、F40、F30四條,為一組由北北西向南南東然后轉(zhuǎn)向南東東的弧形斷層,均為喜山期高角度壓扭性逆斷裂,總體傾向北東,局部傾向南西;斷層南東端與馬拉哈斷裂或其次級(jí)斷裂相交,北西端逐漸消失于沙岱向斜核部地層中。該組斷層破壞了滑覆構(gòu)造中地層的完整性,造成該組斷層北東盤的滑動(dòng)系統(tǒng)、滑動(dòng)破碎帶及下伏系統(tǒng)抬升,而南西盤的滑動(dòng)系統(tǒng)、滑動(dòng)破碎帶及下伏系統(tǒng)下降,總體上該組斷層的南東段斷距較大,最大大于300 m,而向北西斷距逐漸減小。其形成是在喜山期,受到NWW向擠壓,馬拉哈斷裂表現(xiàn)為左行走滑而形成的(宋方敏等,1998;魏文薪,2012)。

圖4 爾呷地吉鉛鋅礦床滑覆構(gòu)造聯(lián)合剖面示意圖Fig.4 Gliding nappe structure composite profile of Ergadiji lead-zinc deposit

另外,在沙岱向斜形成過程中,由于受近東西向擠壓作用,巖層發(fā)生彎曲變形,在Z2dn上部白云巖地層中發(fā)育層間破碎帶及平行褶皺軸的縱向張、剪節(jié)理,這些派生斷裂構(gòu)造又受后期壓扭性剪切作用疊加,使其變?yōu)榫哂袎号ば再|(zhì)。這些派生的次級(jí)斷裂構(gòu)造是礦區(qū)主要的容礦構(gòu)造。

3.2 潤滑層特征

根據(jù)已施工鉆孔揭露地層層序重復(fù)特征、重復(fù)次數(shù)及分布范圍分析,該區(qū)滑覆構(gòu)造至少發(fā)生兩次滑動(dòng)(圖3)。

第一次滑動(dòng)斷裂帶(位于下部)寬約4.64 m,第二次滑動(dòng)斷裂帶(位于上部)寬約3.66~56.39 m。由于強(qiáng)力擠壓剪切運(yùn)動(dòng),斷裂帶中由大小不等呈棱角狀雜亂排列的碎裂白云巖和砂巖及斷層泥組成。通過取樣分析,滑動(dòng)斷裂不含礦,是礦床重要的導(dǎo)礦構(gòu)造之一。

3.3 下伏系統(tǒng)的地質(zhì)構(gòu)造特征

(1)下伏系統(tǒng)的地層組成:與滑動(dòng)系統(tǒng)的地層組成相同,從Z2dn~S1l均有分布(圖3、圖4、圖5)。

(2)下伏系統(tǒng)的構(gòu)造特征:與滑動(dòng)系統(tǒng)的構(gòu)造特征基本一致,也是有褶皺和斷層。

下伏系統(tǒng)的向斜是沙岱向斜的一部分,位于滑動(dòng)斷裂下部,其核部地層較平緩,而兩翼靠近斷層附近地層傾角較陡,形成一寬緩的向斜。

下伏系統(tǒng)中斷層也與滑動(dòng)系統(tǒng)中斷層基本一致,主要為后期F6、F33、F40、F30四條壓扭性逆斷裂向下延伸到下伏系統(tǒng)內(nèi),破壞了下伏系統(tǒng)地層完整性。

同樣,下伏系統(tǒng)的向斜在形成過程中,在Z2dn上部白云巖地層中也發(fā)育層間破碎帶及平行褶皺軸的縱向張、剪節(jié)理,這些派生斷裂構(gòu)造又受后期壓扭性剪切作用疊加,使其變?yōu)榫哂袎号ば再|(zhì),這些派生的次級(jí)斷裂構(gòu)造也是礦區(qū)重要的容礦構(gòu)造。

3.4 滑覆構(gòu)造運(yùn)動(dòng)方向、類型、時(shí)代及厚度

(1)運(yùn)動(dòng)方向的確定

(2)滑覆構(gòu)造類型

(3)形成時(shí)代

在馬拉哈背斜體系內(nèi),從新元古代震旦系-中生界侏羅系均有分布,各地層之間以整合或平行不整合接觸,而卷入與馬拉哈復(fù)式背斜同級(jí)褶皺構(gòu)造的最新地層為侏羅系,中侏羅世地層與古近紀(jì)地層呈角度不整合接觸(武昱東等,2015),表明其形成時(shí)代應(yīng)為燕山晚期(白堊紀(jì)與早第三紀(jì)之間),故礦床滑覆構(gòu)造的形成時(shí)代應(yīng)為燕山晚期。

(4)滑動(dòng)系統(tǒng)厚度

滑動(dòng)系統(tǒng)由Z2dn~S1l地層組成,則滑動(dòng)系統(tǒng)厚度應(yīng)該是頂部S1l地層至下部滑動(dòng)面以上各地層厚度的總和。根據(jù)鉆孔中各地層厚度統(tǒng)計(jì),地層平均總厚度約600 m,而組成沙岱向斜核部的地層產(chǎn)狀總體較平緩,故滑動(dòng)系統(tǒng)總厚度應(yīng)在600 m左右。

4 爾呷地吉鉛鋅礦床滑覆構(gòu)造及沙岱向斜的演變過程

通過對(duì)爾呷地吉鉛鋅礦區(qū)構(gòu)造性質(zhì)、動(dòng)力機(jī)制、各斷層先后切割關(guān)系等的綜合分析研究,還原爾呷地吉鉛鋅礦床滑覆構(gòu)造及沙岱向斜演變過程如下:

(2)隨著蘇雄隆起繼續(xù)抬升到一定高度,這時(shí)在潤滑層中孔隙流體壓力作用下,潤滑層摩擦阻力降低,當(dāng)滑動(dòng)斷裂上部巖體在重力沿斜坡的切向分力超過摩擦阻力時(shí)(索書田,1983;馬杏垣等,1989),發(fā)生第一次滑動(dòng)(圖6b)。

(3)第一次滑動(dòng)后,蘇雄隆起繼續(xù)向上抬升,斜坡變陡,受重力作用影響下,在第一次形成的滑動(dòng)系統(tǒng)中又沿斜坡形成第二次穿層的滑動(dòng)斷裂面(圖6c)。

(4)隨著蘇雄隆起繼續(xù)抬升,這時(shí)在第二次形成的潤滑層中孔隙流體壓力作用下,潤滑層摩擦阻力降低,隨后發(fā)生第二次滑動(dòng)(圖6d)。

(5)第二次滑動(dòng)后,馬拉哈斷裂與紙廠斷裂復(fù)活,由拉伸又轉(zhuǎn)為擠壓和抬升,并切穿上部滑動(dòng)系統(tǒng)地層,使馬拉哈斷裂東盤地層與紙廠斷裂西盤地層擠壓抬升,并分別使其上部的滑動(dòng)系統(tǒng)后緣帶、外緣推擠帶地層被風(fēng)化剝蝕殆盡。在兩條斷裂抬升擠壓作用的同時(shí),該兩條斷裂之間的滑動(dòng)系統(tǒng)和下伏系統(tǒng)兩側(cè)靠近斷裂附近地層向上擠壓變形,形成兩翼產(chǎn)狀較陡核部產(chǎn)狀平緩的沙岱向斜。同時(shí),在滑動(dòng)系統(tǒng)和下伏系統(tǒng)中的Z2dn上部白云巖地層中形成層間破碎帶及平行褶皺軸的縱向張節(jié)理。再后來的喜山期,受到NWW向的擠壓,馬拉哈斷裂發(fā)生左旋壓扭作用(宋方敏等,1998;魏文薪,2012),在沙岱向斜地層中形成一組由北北西-南南東向再轉(zhuǎn)向南東東的弧形斷層(F6、F33、F40、F30),同時(shí),先期形成的縱向張性斷裂被壓扭性作用疊加改造使其變?yōu)榫哂袎号ば再|(zhì)(圖6e);在后來的喜山期運(yùn)動(dòng)中,將東西向斷裂破壞成現(xiàn)在的F39、F22斷裂。

至此,爾呷地吉鉛鋅礦床所在地區(qū)的構(gòu)造格架最終形成。

5 爾呷地吉鉛鋅礦床滑覆構(gòu)造的控礦作用

爾呷地吉鉛鋅礦床的形成與滑覆構(gòu)造的控礦作用關(guān)系密切。其控礦作用主要表現(xiàn)為:一是滑覆構(gòu)造控制了滑動(dòng)系統(tǒng)和下伏系統(tǒng)中Z2dn含礦地層的分布范圍;二是滑覆斷裂與馬拉哈斷裂為含礦熱液的運(yùn)移提供了通道;三是滑動(dòng)系統(tǒng)與下伏系統(tǒng)內(nèi)Z2dn上部白云巖中的層間破碎帶、縱向次級(jí)斷裂為礦質(zhì)沉淀和聚集提供了儲(chǔ)礦的空間場所。因此,組成滑覆構(gòu)造的滑動(dòng)系統(tǒng)、下伏系統(tǒng)及滑覆構(gòu)造的空間分布位置、形態(tài)、產(chǎn)狀及其變化特征控制了爾呷地吉鉛鋅礦床的形成、定位和空間分布規(guī)律。

5.1 滑覆斷裂的控礦作用

滑覆斷裂與馬拉哈斷裂及紙廠斷裂相連,在滑覆斷裂帶中僅局部見有弱的褐鐵礦化,通過對(duì)鉆孔中滑覆斷裂帶的取樣分析,滑覆斷裂不具鉛鋅礦化,為礦床的導(dǎo)礦構(gòu)造之一。

5.2 滑動(dòng)系統(tǒng)的控礦作用

根據(jù)已有探礦工程中見礦情況統(tǒng)計(jì)分析,在上下兩個(gè)滑動(dòng)系統(tǒng)內(nèi)的礦體,按其控礦因素有兩種類型,一是賦存于Z2dn上部白云巖層間破碎帶中,二是賦存于Z2dn白云巖中與褶皺軸向平行分布的次級(jí)斷層破碎帶中,在兩者交匯部位往往形成厚大富鉛鋅礦體。其中賦存在層間破碎帶中的礦體主要呈似層狀,少數(shù)呈透鏡狀;賦存在斷層破碎帶中的礦體主要呈脈狀,少數(shù)呈透鏡狀、囊狀,礦體不連續(xù),具尖滅再現(xiàn)現(xiàn)象。

圖6 爾呷地吉滑覆構(gòu)造形成示意圖Fig.6 Formation diagram of Ergadiji gliding nappe structure

5.3 下伏系統(tǒng)的控礦作用

由于下伏系統(tǒng)中含礦地層及容礦構(gòu)造埋藏較深(大于1000 m),目前僅在西部有一個(gè)鉆孔(ZK7545,孔深約1500 m)進(jìn)行了控制,在孔深約1015 m進(jìn)入Z2dn含礦地層,通過取樣分析見礦情況不好,說明遠(yuǎn)離馬拉哈斷裂礦化逐漸減弱。而在礦區(qū)東部及南部還沒有深部工程控制下伏系統(tǒng)中的Z2dn含礦地層,因此其控礦作用不明。但通過對(duì)上下兩個(gè)滑動(dòng)系統(tǒng)中Z2dn含礦地層控礦情況對(duì)比分析,越靠近馬拉哈斷裂蝕變越強(qiáng)、礦化也越強(qiáng),因此,鄰近馬拉哈導(dǎo)礦構(gòu)造的下伏系統(tǒng)中的Z2dn含礦地層與滑動(dòng)系統(tǒng)中的Z2dn含礦地層類似,其成礦條件優(yōu)越,是該礦床今后深部找礦的重點(diǎn)部位。

5.4 滑覆構(gòu)造控礦的水平分帶性

根據(jù)已有探礦工程見礦情況分析,在靠近馬拉哈斷裂附近的鉛鋅礦體品位較富、蝕變較強(qiáng),而遠(yuǎn)離馬拉哈斷裂向西部方向含礦情況逐漸減弱甚至不含礦,蝕變也逐漸減弱。

因此,爾呷地吉鉛鋅礦床在平面上礦化具有分帶性,即礦床以馬拉哈斷裂為中心,由東向西礦化逐漸減弱,礦石品位逐漸降低直至不含礦。

6 爾呷地吉鉛鋅礦床形成時(shí)代

6.1 以往測年成果

確定成礦時(shí)代主要有兩種方法:一是間接法,即利用與礦體有關(guān)的地質(zhì)體的地質(zhì)年齡間接限定成礦時(shí)代;二是“直接法”,即直接測定礦石礦物或脈石礦物的年齡,為近年來常用的礦床定年方法(李文博等,2002)。

通過對(duì)相關(guān)文獻(xiàn)的查閱,以前眾多研究者對(duì)川滇黔地區(qū)鉛鋅礦床成礦時(shí)代做過大量“間接法”和“直接法”研究工作。但甘洛縣爾呷地吉鉛鋅礦床還未進(jìn)行過同位素測年工作。

從以前的“間接法”研究結(jié)果看相差較大,從海西晚期和印支期-燕山期至喜山期均有。如:有認(rèn)為成礦期形成于海西晚期的(柳賀昌,1995b),有認(rèn)為形成于燕山晚期的(王獎(jiǎng)?wù)榈龋?001),有認(rèn)為形成于喜馬拉雅期的(周朝憲等,1997)等。

從以前的“直接法”測年結(jié)果看也相差較大,從366~176 Ma都有,如表1。

表1 甘洛鄰近鉛鋅礦床同位素測年數(shù)據(jù)一覽表(據(jù)韓奎,2013)

6.2 選擇確定爾呷地吉鉛鋅礦床成礦時(shí)代的方法及結(jié)果

從以上采用“間接法”或“直接法”確定鉛鋅礦床成礦時(shí)代結(jié)果都相差較大。目前鉛鋅礦床的直接測年方法尚需進(jìn)一步驗(yàn)證和研究,對(duì)鉛鋅礦床的成因研究經(jīng)常存在爭議,為此需要通過綜合對(duì)比方法確定(葉天竺等,2014)。因此,爾呷地吉鉛鋅礦床成礦時(shí)代的確定主要選擇依據(jù)區(qū)域地層、構(gòu)造、礦床地質(zhì)特征、控礦因素和區(qū)域地質(zhì)演化史等綜合分析基礎(chǔ)上,間接限定該礦床成礦時(shí)代。

首先,前面已經(jīng)根據(jù)地層、構(gòu)造和地質(zhì)演化史等特征綜合分析限定了礦床滑覆構(gòu)造形成時(shí)代為燕山晚期。

其次,根據(jù)礦床控礦因素分析,礦體產(chǎn)于沙岱向斜派生的燈影組白云巖層間破碎帶和縱向斷裂中,故該褶皺為成礦前褶皺或成礦期褶皺,因此,礦體形成時(shí)代應(yīng)是燕山晚期或其后。

再次,根據(jù)含礦破碎帶中礦石構(gòu)造及礦化特征進(jìn)行分析,以限定該鉛鋅礦床形成時(shí)代。在坑道PD2008中可見礦體產(chǎn)于斷裂構(gòu)造中,礦石為角礫狀構(gòu)造(圖7)。其中角礫為灰白色、深灰色、灰黑色白云巖、砂屑白云巖,角礫大小不一,呈棱角狀-次棱角狀,無分選,無定向,表明為張性斷裂;雜基主要是磨碎的巖屑和巖粉;膠結(jié)物主要為方解石、石英和少量重晶石及鐵質(zhì)膠結(jié);金屬礦物主要有閃鋅礦、方鉛礦、黃鐵礦等呈星點(diǎn)狀、團(tuán)塊狀分布于角礫之間,角礫內(nèi)部一般不含金屬礦物。說明斷層角礫形成于礦化之前或同時(shí)。

綜合以上分析,爾呷地吉鉛鋅礦床形成時(shí)代應(yīng)在沙岱向斜形成之后或同時(shí),即燕山晚期或喜山期。

圖7 爾呷地吉鉛鋅礦床礦石特征Fig.7 Ore characteristics of Ergadiji lead-zinc deposit

7 爾呷地吉鉛鋅礦床找礦預(yù)測地質(zhì)模型

在燕山晚期,爾呷地吉鉛鋅礦床滑覆構(gòu)造形成之后,受后期馬拉哈斷裂和紙廠斷裂東西向擠壓抬升作用形成沙岱向斜,并在滑動(dòng)系統(tǒng)和下伏系統(tǒng)中的Z2dn上部白云巖地層中派生出層間破碎帶和沿軸向分布的縱向張節(jié)理。這些褶皺活動(dòng)誘發(fā)的層間破碎帶和縱向張節(jié)理為成礦流體提供了運(yùn)移通道和容礦空間,從而控制了鉛鋅礦的形成和產(chǎn)出部位(陳國達(dá),1985;林方成,1994;柳賀昌,1995a;劉文周和徐新煌,1996;宋鴻林等,2013;葉天竺等,2014)。

在沙岱向斜構(gòu)造形成后,深部含礦熱鹵水沿馬拉哈斷裂向上運(yùn)移并萃取沿途礦源層中的成礦物質(zhì)并使之不斷富集,然后通過滑動(dòng)斷裂及其他次級(jí)斷裂到達(dá)Z2dn上部層間破碎帶及縱向斷裂帶中,隨著含礦熱鹵水的溫度、壓力的降低,鉛鋅等成礦物質(zhì)與碳酸鹽發(fā)生化學(xué)反應(yīng)而沉淀形成鉛鋅礦床(張長青等,2005b;李仕榮等,2015)。根據(jù)對(duì)已知礦床成因類型、控礦因素、礦體空間分布位置規(guī)律的綜合分析研究及對(duì)成礦規(guī)律的總結(jié)等,預(yù)測爾呷地吉鉛鋅礦床深部礦體賦存于馬拉哈斷裂西側(cè)2~3 km范圍內(nèi)、埋深在1000~1300 m左右的下伏系統(tǒng)中的燈影組上部層間破碎帶及縱向斷裂中。建立爾呷地吉鉛鋅礦床找礦預(yù)測地質(zhì)模型如圖8。

8 蘇雄向斜滑覆構(gòu)造及其控礦條件初步分析

位于爾呷地吉鉛鋅礦床南側(cè)的則板溝和高豐鉛鋅礦床所在的蘇雄向斜,根據(jù)其大地構(gòu)造位置和礦床地質(zhì)構(gòu)造特征等與爾呷地吉鉛鋅礦床地質(zhì)構(gòu)造特征進(jìn)行對(duì)比分析后,推測其可能與爾呷地吉鉛鋅礦床一樣,也為一滑覆構(gòu)造。

該區(qū)由于“四川運(yùn)動(dòng)”,使得本區(qū)地層遭受由東向西的水平擠壓作用,形成了北北西向的馬拉哈斷裂(F1)及其次級(jí)的紙廠斷裂(F3)和東西向的斷裂(即現(xiàn)在的F39、F22)。東西向斷裂將該地區(qū)劃分為南北兩個(gè)不同地塊,蘇雄向斜與沙岱向斜一樣當(dāng)時(shí)都位于東西向斷裂以北,應(yīng)為同一個(gè)地塊。在燕山運(yùn)動(dòng)晚期,東西向斷裂以北的蘇雄背斜主要以差異抬升作用為主,形成蘇雄隆起;在東西向斷裂以南,主要以由東向西水平擠壓作用為主,形成馬拉哈倒轉(zhuǎn)背斜。

在蘇雄隆起形成初期,馬拉哈斷裂與紙廠斷裂由擠壓轉(zhuǎn)為拉伸,使得沙岱向斜和蘇雄向斜地塊下降形成地塹,為隨后的滑動(dòng)系統(tǒng)就位提供了空間,同時(shí),蘇雄隆起西翼地層在抬升過程中形成斜坡,并在重力作用下,發(fā)生滑動(dòng)形成滑覆構(gòu)造。后來馬拉哈斷裂與紙廠斷裂復(fù)活擠壓抬升,形成沙岱-蘇雄向斜。在喜山期,受到NWW向左行走滑擠壓作用(宋方敏等,1998),使得沙岱-蘇雄向斜地塊向南沿馬拉哈斷裂擠壓移動(dòng),由于受到馬拉哈斷裂兩盤的反擠壓作用,使得沙岱-蘇雄向斜地塊前端(南端)呈“楔形”插入馬拉哈斷裂東盤正常地層與其西盤倒轉(zhuǎn)地層之間,其“楔形”前端是應(yīng)力集中部位,節(jié)理裂隙發(fā)育,為地下熱水向上運(yùn)移流動(dòng)提供了通道,并形成了埃岱溫泉;同時(shí),在擠壓造山運(yùn)動(dòng)疊加作用下,沙岱-蘇雄向斜地塊中間被東西向F29斷層分割為沙岱向斜和蘇雄向斜兩個(gè)向斜,F(xiàn)29斷層南盤地層上升,北盤地層下降,且原東西向斷裂也被破壞成F39、F22兩條斷裂。

圖8 爾呷地吉鉛鋅礦床找礦預(yù)測地質(zhì)模型(據(jù)注釋①修編)Fig.8 The prospecting prediction model of Ergadiji lead-zinc deposit(modified from Note ①)

因此,蘇雄向斜與沙岱向斜構(gòu)造背景和成因相似,均為滑覆構(gòu)造。該部位靠近馬拉哈導(dǎo)礦構(gòu)造,成礦條件優(yōu)越。其下伏系統(tǒng)將是該區(qū)今后深部找礦有利部位。

9 馬拉哈倒轉(zhuǎn)褶皺控礦條件初步分析

從甘洛鉛鋅成礦帶所在區(qū)域地質(zhì)圖中可以看出,在馬拉哈斷裂以西、從爾呷地吉鉛鋅礦床以南至波波鄉(xiāng)一帶長約30km范圍分布的地層產(chǎn)狀均發(fā)生不同程度的倒轉(zhuǎn)(圖1)。通過對(duì)區(qū)域構(gòu)造地質(zhì)特征、地層的分布及產(chǎn)狀變化情況等進(jìn)行分析研究后認(rèn)為,該區(qū)在燕山晚期,由于“四川運(yùn)動(dòng)”,使得本區(qū)地層遭受由東向西的區(qū)域擠壓作用而形成馬拉哈背斜,隨著擠壓作用不斷增強(qiáng),馬拉哈背斜由直立到向西歪斜發(fā)展成為倒轉(zhuǎn)背斜甚至平臥背斜,這時(shí)沿背斜核部發(fā)生斷裂形成馬拉哈斷裂,馬拉哈背斜遭受破壞。

在馬拉哈倒轉(zhuǎn)背斜之下緊鄰的是馬拉哈倒轉(zhuǎn)向斜。在褶皺轉(zhuǎn)折部位巖層彎曲最強(qiáng)烈,產(chǎn)生強(qiáng)大的次級(jí)張力,如果彎曲的外部是脆性較強(qiáng)或?qū)雍褫^大的巖層,極易形成節(jié)理、斷層或?qū)娱g破裂面,是成礦有利空間(葉天竺等,2014),因此,該倒轉(zhuǎn)向斜核部的Z2dn上部白云巖地層中易形成同生的層間破碎帶和縱向斷裂構(gòu)造,加之后期馬拉哈斷裂復(fù)活擠壓疊加作用,使得倒轉(zhuǎn)向斜核部次級(jí)構(gòu)造更加發(fā)育,他們是甘洛鉛鋅成礦帶中重要的的容礦構(gòu)造。該部位靠近馬拉哈導(dǎo)礦構(gòu)造,成礦條件優(yōu)越,極易形成富大鉛鋅礦床。因此在馬拉哈倒轉(zhuǎn)向斜轉(zhuǎn)折端將是甘洛鉛鋅成礦帶今后深部勘查的有利部位。

根據(jù)對(duì)區(qū)內(nèi)已知典型鉛鋅礦床成因類型、控礦因素、礦體空間分布位置規(guī)律的綜合分析研究及對(duì)成礦規(guī)律的總結(jié)等,預(yù)測在爾呷地吉鉛鋅礦床以南至波波鄉(xiāng)一帶長約30 km范圍、靠近馬拉哈斷裂西盤深部礦體賦存于馬拉哈斷裂西側(cè)2~3 km 范圍內(nèi)、埋深在1500~2500 m左右的馬拉哈倒轉(zhuǎn)向斜核部燈影組上部層間破碎帶及縱向斷裂中。據(jù)此建立馬拉哈倒轉(zhuǎn)向斜核部找礦預(yù)測地質(zhì)模型如圖9。

圖9 馬拉哈倒轉(zhuǎn)向斜核部找礦預(yù)測地質(zhì)模型(據(jù)注釋①修編)Fig.9 The prospecting prediction model of Malaha overturned syncline(modified from Note ①)

10 結(jié)論及建議

10.1 結(jié)論

(1)爾呷地吉鉛鋅礦床滑覆構(gòu)造類型為受垂直不均-上升造成的滑動(dòng)構(gòu)造,它是在其東側(cè)蘇雄隆起作用下,受重力作用而發(fā)生滑動(dòng)?;矘?gòu)造控制了鉛鋅礦床的形成和空間分布規(guī)律。

(2)滑動(dòng)構(gòu)造的下伏系統(tǒng)中Z2dn上部白云巖地層是爾呷地吉鉛鋅礦床和高豐鉛鋅礦床今后攻深找盲的有利部位。在馬拉哈斷裂西盤深部的倒轉(zhuǎn)向斜核部Z2dn含礦地層將是甘洛鉛鋅成礦帶今后深部勘查的有利部位。

10.2 建議

(1)通過地質(zhì)、物探、遙感等綜合手段,加強(qiáng)對(duì)甘洛地區(qū)鉛鋅礦床深部構(gòu)造特征及其控礦作用的基礎(chǔ)理論研究,為該區(qū)今后深部勘查提供理論支撐。

(2)加強(qiáng)地勘單位與礦山企業(yè)聯(lián)合,通過地質(zhì)、物探、遙感等綜合手段,共同對(duì)老礦山構(gòu)造特征及其控礦作用的分析研究,為礦山攻深找盲提供技術(shù)手段支持,并采用鉆探工程進(jìn)行深部驗(yàn)證,以期實(shí)現(xiàn)深部找礦的突破,延長礦山服務(wù)年限。

致謝:野外采用鉆探手段進(jìn)行深部探索性找礦過程中,甘洛縣爾呷地吉鉛鋅礦業(yè)有限公司的領(lǐng)導(dǎo)和相關(guān)技術(shù)人員給予了大力支持,審稿專家及期刊編輯人員提出了寶貴意見和建議,在此一并表示感謝!

[注 釋]

① 四川省冶金地質(zhì)勘查局成都地質(zhì)調(diào)查所.2008.四川省甘洛縣尓呷地吉礦區(qū)鉛鋅礦勘探報(bào)告[R].

② 四川省地質(zhì)礦產(chǎn)勘查開發(fā)局.1974.1:20萬石棉幅(H-48-XXV)區(qū)域地質(zhì)調(diào)查報(bào)告[R].

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