鉛鋅礦礦床地質(zhì)特征分析范文
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《礦產(chǎn)與地質(zhì)雜志》2014年第三期
1礦區(qū)地質(zhì)
1.1地層礦田出露地層為下古生界奧陶系及志留系（圖1），屬淺海―濱海相沉積，出露地層總厚度21．5m，地層總體走向NE20°～30°，傾角60°～70°，礦田地層總體分布為：由東至西，由老至新。佛子沖背斜東翼地層傾向SE，西翼地層傾向NW。奧陶系（O）：巖性以砂巖、粉砂巖為主，次為板巖，其中夾有部分白云質(zhì)、泥質(zhì)灰?guī)r。砂巖中含泥質(zhì)及少量長石等陸屑物，偶有小型砂質(zhì)斜層理。砂巖中普遍夾有灰?guī)r、白云巖。總的下部砂屑多，往上泥質(zhì)成分增加，顏色由淺至深，屬海進層序。志留系（S）：為一套深灰色或淺灰色板巖夾砂巖，石英砂巖（或砂條帶）以及角礫狀扁豆?fàn)罨規(guī)r，板巖的板理發(fā)育，局部有剝離線理粒序變化和波痕等現(xiàn)象。石英砂巖質(zhì)純，有的含有不等粒細砂礫，常呈透鏡狀巖層。灰?guī)r常包含砂巖、板巖角礫，大小不等，具同生角礫構(gòu)造。2．2構(gòu)造區(qū)內(nèi)褶皺與斷裂構(gòu)造十分發(fā)育。褶皺以NE向和NNE向為主，主要褶皺有佛子沖背斜、大沖背斜、六九頂背斜、塘坪向斜等。各背斜構(gòu)造分布模式見圖2。
1.1.1褶皺佛子沖背斜是礦區(qū)的主體構(gòu)造，縱貫全區(qū)，背斜軸向呈NE向°，被走向NE向大塘斷裂（F10）和牛衛(wèi)斷裂（F9）切斷成三段。①北段：北起三叉口，經(jīng)大沖至大塘一帶，軸向NE20°，核部地層主要為中奧陶統(tǒng)，兩翼為上奧陶統(tǒng)。靠近背斜軸的西翼被與背斜軸向一致的壓扭性斷裂切割，使兩翼地層特征有所不同，沿背斜被晚侏羅世大沖花崗閃長巖體侵入，使背斜兩翼顯示出不對稱。②中段：北起大塘，南經(jīng)佛子沖、河三―牛衛(wèi)，是以兩條NE向斷裂為界的背斜主體部分，亦是佛子沖鉛鋅礦床控礦背斜和賦礦背斜，南北長4km，寬約4km，核部由中奧陶統(tǒng)及上奧陶統(tǒng)組成，翼部由上奧陶統(tǒng)上部和下志留統(tǒng)組成，兩翼不對稱，東翼較陡，西翼較緩。由于受后期壓扭性的NE向Fl、F9斷裂和NW向斷裂的錯移，使背斜成為不規(guī)則狀斷塊，加之后期酸性、中酸性巖漿巖的侵入，使背斜顯得殘缺不全。③南段：牛衛(wèi)斷裂東南一帶，組成牛衛(wèi)斷裂的東南盤（下降盤），由于被晚白堊系流紋斑巖、英安斑巖巖被所覆蓋，將背斜隱伏其下，僅在南部有少量上奧陶統(tǒng)出露，英安斑巖巖被之下的佛子沖背斜南段可能存在隱伏礦體。
1.1.2斷裂斷裂構(gòu)造除與主褶皺近于平行的NNE向斷裂外，NE向、SN向、NW向斷裂比比皆是，縱橫交錯，其性質(zhì)有正、逆斷層和平移斷層等，不同規(guī)模、不同級別和不同時期的斷裂都有，可以說礦區(qū)是以斷裂為主體的構(gòu)造格局。最主要的斷裂有NNE向、NE向和SN向，其中NNE向斷裂主要分布于大羅坪―刀支口―大沖一帶，以F8、Fl、F7為代表，分別位于佛子沖背斜的西翼、核部和東翼，傾向SE，傾角40°～70°，斷層具壓扭性，多期活動特點，對白堊紀(jì)的巖漿活動和成礦作用起到極為重要的控制作用。NE向斷裂分布于礦區(qū)西南部象棋―牛衛(wèi)―火燒垌一帶，以逆斷層為主，有牛衛(wèi)（F9）、大塘（F10）斷裂等。其中F9規(guī)模較大，延長達l0km以上，該斷層位于礦床中部；控制了礦床下志留統(tǒng)地層分布，具有多期活動特點，并構(gòu)成燕山期二長花崗巖、英安質(zhì)熔巖、下古生界地層的分界。SN向斷裂分布于礦區(qū)西部，以勒寨斷裂（F13）、水滴斷裂（F20）為代表，長2．5～3km，傾向W，傾角59°～60°，具壓性特征，部分礦體賦存于斷裂中，為成礦主斷裂。
1.1.3巖漿巖廣平巖體：產(chǎn)于桂粵交界處，呈巖基產(chǎn)出，是本區(qū)規(guī)模最大的巖體，分布于礦帶的東側(cè)，面積約950km2，空間展布受南嶺緯向構(gòu)造體系的聯(lián)合控制，巖體的北端呈EW走向，往南呈SN走向。結(jié)構(gòu)以中細粒花崗巖結(jié)構(gòu)為主，次為文象結(jié)構(gòu)和交代殘余結(jié)構(gòu)，常見片麻狀、陰影狀、香腸狀、角礫狀和網(wǎng)格狀等構(gòu)造。造巖礦物為更―中長石、正長石、微斜長石、石英、黑云母、皓石、磷灰石、綠泥石、綠簾石、方解石、黃鐵礦等。的特征表現(xiàn)為微斜長石多、正長石少，暗色礦物多、副礦物少。大沖巖體：呈巖株或巖枝產(chǎn)出，分布在礦帶的北部大沖―大羅坪一帶。巖帶寬500～600m，延長8km。單個巖體長600～4000m，寬100～600m。巖體走向NE，傾向SE，傾角55°，巖性為暗灰色花崗閃長巖，中細粒等粒結(jié)構(gòu)，以斜長石、石英、鉀長石為主。斜長石多呈半自形板柱狀晶形，具聚片雙晶，常被絹云母、綠泥石、簾石及碳酸鹽礦物等交代。石英他形粒狀，與長石、云母等嵌生。鉀長石呈他形粒狀，局部可見變斑晶。黑云母呈半自形片狀，綠泥石化、白云母化。含微量黃鐵礦、磷灰石、皓石、磁鐵礦、鈦鐵礦等。英安熔巖：呈熔巖被產(chǎn)出，分布在礦帶的東南部，大面積覆蓋于S1d2之上，具陸相火山巖的發(fā)育特征。英安熔巖遍及岑溪市東南部廣大地區(qū)。其巖性為暗灰―淺灰色英安質(zhì)凝灰?guī)r，具角礫狀、流動狀構(gòu)造，在風(fēng)化面上流紋、氣孔狀構(gòu)造清楚可見，氣孔形狀大多呈圓形或橢圓形，氣孔拉長方向與流紋方向平行。花崗斑巖：分布較廣，主要發(fā)育在礦帶的東南部英安熔巖分布區(qū)。在龍灣、周公頂一帶呈巖株狀產(chǎn)出，在礦帶北部大沖―大羅坪一帶及其他地區(qū)則呈NNE走向的巖脈產(chǎn)出。呈淺灰色―肉紅色，細粒斑狀結(jié)構(gòu)和似斑狀結(jié)構(gòu)。在較大的巖脈、巖株中，邊部相為淺灰色細粒花崗巖；而中間相則變?yōu)槿饧t色粗粒似斑狀花崗巖。斑晶大小不一，由0．4～5mm變化，最大可達7cm。基質(zhì)細粒，粒徑0．1mm左右。礦物成分以石英、鉀長石、斜長石為主，含少量黑云母。石英斑晶發(fā)育溶蝕結(jié)構(gòu)和花邊結(jié)構(gòu)。其他巖漿巖：花崗閃長斑巖，常侵入于花崗閃長巖體和英安熔巖內(nèi)，含花崗閃長巖包體，主要產(chǎn)于礦帶南部乾箱一帶，呈巖株狀產(chǎn)出；在石門―刀支口、勒寨、龍灣、五指山等地呈巖脈狀產(chǎn)出，近SN走向。灰色，斑狀結(jié)構(gòu)，基質(zhì)細粒。以斜長石和石英為主，鉀長石次之，含少量黑云母。斜長石與正長石比約為4∶1，簾石化、鉛礦化普通。與花崗閃長巖及英安斑巖相似，為同源補充浸入體。
2礦床地質(zhì)特征
2.1礦體分布及成礦圍巖佛子沖鉛鋅礦床包括六塘礦段、石門―刀支口礦段、大羅坪礦段、牛衛(wèi)礦段、勒寨礦段、舞龍崗礦段和水滴礦段。礦床內(nèi)主要鉛鋅礦體和圍巖蝕變特征存在南北差異，根據(jù)對礦山地質(zhì)工程觀察以及后期的綜合研究認為，佛子沖鉛鋅礦床北部（六塘、石門―刀支口、大羅坪等礦段）礦化與花崗閃長巖有關(guān)，圍巖蝕變以硅化、綠泥石化、黃鐵礦化、方解石化、大理巖化為主。在佛子沖鉛鋅礦南部（勒寨、午龍崗、牛衛(wèi)、水滴等礦段）礦化與花崗（斑）巖的侵入有關(guān)，礦體發(fā)育在花崗（斑）巖接觸帶處的透閃石、透輝石矽卡巖中，伴生的其它圍巖蝕變有硅化、綠簾石化、綠泥石化、方解石化、大理巖化等。佛子沖礦田礦體的形態(tài)、規(guī)模、分布特征及圍巖特征見表1、表2、表3。
2.2礦石特征
2.2.1礦石礦物組成礦石礦物組成可分兩類，一類是以淺色閃鋅礦為標(biāo)型礦物的組合，以淺色閃鋅礦―方鉛礦―透輝石組合為代表，礦物成分較簡單，層狀、似層狀礦體中常見的礦物組合。另一類是以鐵閃鋅礦為標(biāo)型礦物的組合，又可細分為鐵閃鋅礦―方鉛礦―黃鐵礦（磁黃鐵礦、白鐵礦）―黃鐵礦組合、鐵閃鋅礦―方鉛礦―磁黃鐵礦―毒砂組合、鐵閃鋅礦―方鉛礦―鈣鐵輝石組合、鐵閃鋅礦―方鉛礦―黃鐵礦（磁黃鐵礦）―黃銅礦―鈣鐵輝石組合等，礦物組成相對復(fù)雜，并呈多樣化。以鐵閃鋅礦為標(biāo)志的礦物組合往往穿切或疊生于淺色閃鋅礦為標(biāo)志的礦物組合之上。各礦帶的礦物組合見表4．
2.2.2礦石結(jié)構(gòu)構(gòu)造佛子沖礦田中礦石結(jié)構(gòu)構(gòu)造十分復(fù)雜，種類繁多，常見礦石構(gòu)造類型有塊狀構(gòu)造、浸染狀構(gòu)造、紋層狀構(gòu)造、條帶狀構(gòu)造、脈狀構(gòu)造、角礫狀構(gòu)造、晶洞狀構(gòu)造等，常見礦石結(jié)構(gòu)有自形、半自形、他形粒狀結(jié)構(gòu)、包含結(jié)構(gòu)、殘余結(jié)構(gòu)、鑲邊結(jié)構(gòu)、交叉結(jié)構(gòu)、乳濁狀結(jié)構(gòu)、壓碎結(jié)構(gòu)和揉皺結(jié)構(gòu)等。
2.2.3成礦期次劃分根據(jù)礦石結(jié)構(gòu)構(gòu)造和礦物的特征及相互穿插關(guān)系分析，佛子沖礦田的形成大體上經(jīng)歷了兩個主要成礦事件，即早志留世熱水沉積成礦事件和燕山期巖漿―熱液疊生改造成礦事件。相應(yīng)地，可將成礦作用劃分為熱水沉積成礦期和疊生改造成礦期。
2.3礦床成因類型佛子沖礦帶內(nèi)發(fā)育佛子沖式矽卡巖礦床和牛衛(wèi)式熱液充填礦床兩種類型。佛子沖式矽卡巖礦床以佛子沖礦床（包括石門―刀支口礦段和大羅坪礦段）和六塘礦點等為代表；牛衛(wèi)式礦床以牛衛(wèi)礦床（牛衛(wèi)1號、2號、3號、4號礦體）為代表。在牛衛(wèi)礦床北部的勒寨、午龍崗礦床，以及水滴礦點，其圍巖蝕變（如強烈透輝石化、矽卡巖化）與佛子沖式礦床的矽卡巖型圍巖蝕變相類似，而與牛衛(wèi)式礦床明顯不同，因此可將這些礦床／點劃歸于佛子沖式礦床。從礦床規(guī)模和礦體數(shù)量上看，佛子沖式礦床是礦帶內(nèi)的主要礦床類型。牛衛(wèi)式礦床主要受牛衛(wèi)斷裂控制，礦體產(chǎn)于牛衛(wèi)斷裂下盤（S1d2）灰?guī)r層中，成礦作用發(fā)生于相對開放、減壓的環(huán)境中；佛子沖式礦床則主要受佛子沖（復(fù)式倒轉(zhuǎn)）背斜控制，礦體產(chǎn)于背斜的核部附近，屬于一個相對封閉的成礦環(huán)境。
3礦床成因討論
3.1礦床與構(gòu)造的關(guān)系
3.1.1褶皺控礦礦床內(nèi)構(gòu)造具多期性，其力學(xué)性質(zhì)多變。礦床范圍內(nèi)主要構(gòu)造有NNE向的佛子沖背斜，沿該背斜近軸部發(fā)育有一系列NNE向斷裂及礦床中部的F9斷層。斷層和巖漿活動使佛子沖褶皺的北西翼殘缺不全，經(jīng)鉆孔驗證，在F9斷層以南的熔巖下尚有該褶皺形跡存在，矽卡巖化、鉛鋅礦化均較發(fā)育。佛子沖背斜控制了礦床的主要礦體及巖體的分布。如石門―刀支口、大羅坪等礦床（段）的鉛鋅礦體，產(chǎn)布于佛子沖主背斜軸部的奧陶系碳酸鹽巖中，礦體呈層狀、似層狀、透鏡狀、薄板狀，產(chǎn)狀形態(tài)主要受泥質(zhì)灰?guī)r控制而與地層產(chǎn)狀一致，甚至與地層同步褶皺。而六塘礦床（段）的104號和201號礦體分布于該背斜的東、西兩翼。
3.1.2斷裂控礦從區(qū)域構(gòu)造的發(fā)育來看，佛子沖礦床經(jīng)歷了地槽、地臺、活化三大構(gòu)造演化階段，其中活化階段以斷裂構(gòu)造為主，為該階段的巖漿侵入及礦液的運移提供了良好的通道和定位場所。構(gòu)造對成礦的控制作用表現(xiàn)為構(gòu)造帶成礦帶空間分布的一致性，主干斷裂在控礦上一般表現(xiàn)為導(dǎo)礦作用，它決定巖漿巖及礦床的分布，次一級的構(gòu)造斷裂則對礦液的擴散及富集具重要作用，控制著礦段及礦體群的分布。巖層中的層理、層間滑動及其它小斷裂屬容礦構(gòu)造，它決定礦體的具體產(chǎn)生位置、形態(tài)及產(chǎn)狀。（1）石門―刀支口礦床（段）的鉛鋅礦體，產(chǎn)布于NNE向F1、F7沖斷帶中，其次級斷層與碳酸鹽巖（夾層）接觸處，多發(fā)育接觸斷裂帶和形成熱液交代矽卡巖型礦體，礦體方向與斷裂帶一致。（2）NE向牛衛(wèi)斷層（F9）是本礦區(qū)鉛鋅礦的主要導(dǎo)礦構(gòu)造，也是重要的容礦構(gòu)造。牛衛(wèi)礦床（段）的4個礦體，產(chǎn)于牛衛(wèi)斷層北西（下）盤的S1的角礫巖中及扁豆（條帶）狀灰?guī)r中。水滴礦段的2號礦體產(chǎn)于S1的SN向水滴斷層（F20）中，另6個礦體產(chǎn)于SN向斷層和NW向斷層附近。（3）宏觀上整個岑溪―陸川構(gòu)造―巖漿―成礦帶，受岑溪―博白深斷裂的控制，又體現(xiàn)了該深斷裂帶的導(dǎo)（容）礦和控礦作用。
3.1.3構(gòu)造體系控礦（1）新華夏系主干構(gòu)造控礦：新華夏系NNE向佛子沖主背斜和F1～F7斷裂帶，控制了六塘、石門―刀支口、大羅坪等礦床（段）鉛鋅礦體（帶）的產(chǎn)布，并使次級礦帶呈明顯的NNE向展布。（2）新華夏系伴生構(gòu)造控礦：新華夏系復(fù)合改造華夏系構(gòu)造，使華夏系的NW和近SN斷裂被改造，成為新華夏系的張性及扭性斷層結(jié)構(gòu)面，使本區(qū)的NNE、NE、NW、近SN等組斷裂具多期活動，并有鉛鋅礦體產(chǎn)出。（3）復(fù)合控礦：①區(qū)域上鉛鋅礦床（點）分布于新華夏系（以NNE向深斷裂為主）與華夏系構(gòu)造的復(fù)合部位。如佛子沖型、龍灣大型鉛鋅礦床等，分別位于新華夏系NNE向佛子沖斷褶帶與華夏系NE向六塘、牛衛(wèi)斷裂帶和牛辣―石橋斷裂帶的交會復(fù)合處。②礦區(qū)的牛衛(wèi)、勒寨、舞龍崗礦床（點），分別產(chǎn)布于NE向牛衛(wèi)斷裂帶（F9）與EW向、SN向斷層破碎帶交會處，又體現(xiàn)新華夏系伴（派）生構(gòu)造控礦。
3.2礦床與火成巖的關(guān)系本區(qū)燕山期巖漿巖并不是嚴格意義上的成礦母巖。雖然佛子沖礦田中燕山期巖漿巖與礦體具有一定的空間關(guān)系，該期巖漿活動對成礦的主要貢獻僅是一種疊生改造作用，即在同沉積時期形成的層狀、似層狀礦體基礎(chǔ)上，在局部地段形成了新的礦體和礦石類型，主要產(chǎn)在巖體接觸帶附近。Pb、Zn、S等主要礦化元素由熱水沉積型礦石和地層沉積提供，巖漿巖僅提供了少量Pb、Zn。疊生改造成礦作用又使成礦物質(zhì)有進一步富集的趨勢。
3.3成礦時代綜合研究表明，佛子沖鉛鋅礦田成巖成礦作用具有多期（次）成巖作用和兩期（次）成礦作用的地質(zhì)特點：即礦田內(nèi)佛子沖、大沖一帶的鉛鋅礦床（體）成因上主要與燕山早期花崗閃長巖體有著密切的關(guān)系，反映成礦時代可能為燕山早期；龍灣鉛鋅礦床（體）在成因上主要與龍灣二長花崗斑巖類巖體（脈）有關(guān)。龍灣二長花崗斑巖全巖Rb－Sr等時線年齡值為127．6Ma，反映其成礦時代可能為燕山晚期；同時，考慮到礦區(qū)內(nèi)覆蓋于鉛鋅礦體之上的英安質(zhì)凝灰熔巖的全巖Rb－Sr同位素等時線年齡值為115．6Ma，則進一步說明成礦作用發(fā)生于燕山晚期（界于115．6Ma～127．6Ma之間）。
3.4成因討論
3.4.1熱水沉積成礦機制佛子沖礦田早志留世熱水沉積成礦作用與早古生代同生斷裂活動及拉張型盆地環(huán)境有關(guān)。由于盆地鹵水主要形成于中低溫條件，鹽度相對較低，加之熱液運移過程中淋濾的主要對象為地層沉積物，因而捕獲的金屬元素主要為Pb、Zn、Ag，而相對貧Fe、Mn、Cu等元素。佛子沖地區(qū)早志留世熱水沉積盆地分布見圖3．
3.4.2巖漿―熱液疊加燕山期巖漿―熱液成礦作用的本質(zhì)是一種同位疊生改造作用，燕山期熱液成礦的主要特點是巖漿巖、構(gòu)造和地層的復(fù)合控礦，新生礦體定位于熱水沉積成因的層狀礦體與巖體接觸帶及斷裂構(gòu)造的復(fù)合部位。成礦熱液為巖漿水和大氣水形成的混合溶液，Pb，Zn，S等成礦物質(zhì)主要來自熱水沉積型礦石和地層沉積物，由巖漿巖提供了Cu，As，F(xiàn)e及少量Pb，Zn。疊生改造型礦石在很大程度上是熱水沉積型礦石的衍生物。佛子沖礦田多因復(fù)合成礦過程是礦物和礦體多期生成和演化的過程。
4結(jié)論
（1）成礦物質(zhì)來源以巖漿熱液來源為主，并具有一定的陸源特點。（2）礦石鉛來自巖漿分異，另外可能有一部分更富放射成因鉛加入。成礦元素Pb有深部來源特征，在向上運移過程中混有上地殼物質(zhì)，這與博白―岑溪深大斷裂長期演化活動有密切關(guān)系。（3）佛子沖礦床δ34S值、34S／32S均與隕石接近，也與其它與巖漿活動有關(guān)的礦床一致，判斷硫來自深源或巖漿作用。（4）佛子沖礦床中成礦元素以巖漿熱液為主，同時有部分地層中成礦元素疊加復(fù)合成礦，成礦具有多階段性；礦床的鉛鋅礦體埋藏標(biāo)高較低，生成深度較大，具有良好的封閉、高壓、穩(wěn)定的成礦環(huán)境，有利于礦液沿層交代、沉淀，形成似層狀礦體。
作者：陳耀偉單位：廣西佛子礦業(yè)有限公司