粵北大寶山多金屬礦外圍礦化點成因分析及找礦方向探討

馮志軍， 高君健， 蘇承建， 周攀峰， 胡 飛

(廣東省核工業(yè)地質(zhì)局二九三大隊，廣東 廣州 510800)

1 區(qū)域地質(zhì)

華南是中國最重要的金屬成礦區(qū)之一。目前已探明一定儲量的礦種達100多種，特別是有色金屬、稀有金屬、稀土金屬、貴金屬、放射性金屬等礦產(chǎn)在全國占據(jù)著重要的地位。廣東大寶山多金屬礦是著名的大型多金屬礦山，位于華南褶皺系和湘桂粵褶皺帶之南緣，曲仁盆地南側，貴東巖體南緣，大東山體東緣，處于東西向巖漿巖帶及貴東巖體西端南緣之北東向雪山嶂復向斜北端傾伏地段。屬于粵北山字型構造的南東翼，位于吳川-四會斷裂帶的東側，大東山-貴東-九連山和大瑤山-佛岡-河源兩條東西向斷裂帶之間。區(qū)內(nèi)出露地層有寒武系變質(zhì)砂巖和板巖;中-上泥盆統(tǒng)淺海相碎屑巖泥質(zhì)巖和碳酸鹽巖;早侏羅統(tǒng)石英砂巖，粉砂巖和頁巖;下白堊統(tǒng)英安質(zhì)火山巖夾砂頁巖。礦區(qū)內(nèi)有次英安斑巖墻、花崗閃長斑巖巖株以及規(guī)模不大的輝綠巖和粗玄巖層等。受區(qū)域構造影響，該區(qū)主要有北東向、北北東向構造切割北西向構造，呈現(xiàn)多期次疊加復合。大寶山外圍鉛鋅礦化幾乎全部產(chǎn)于泥盆系地層，與層間破碎帶的關系密切，礦體順層產(chǎn)出，具明顯的層控特征，中上泥盆統(tǒng)是該區(qū)鉛鋅多金屬礦床的主要賦存層位。

2 大寶山礦床及外圍地質(zhì)特征

大寶山礦床位于韶關地區(qū)多金屬-硫鐵礦成礦區(qū)的中部，前人對礦床成因、成礦機制的分歧較大?？偨Y起來有三種認識:①燕山期巖漿活動有關的高中溫熱液充填交代礦床(莊明正，1983;黃書俊等，1987);②海相火山熱液噴氣沉積礦床(陳好壽，1985;葛新華等，1986;楊振強，1997);③陸相火山-次火山沉積礦床(古菊云，1984;劉垢群等，1985)。巖漿熱液成因和火山沉積是礦床形成機制的爭論焦點。但是，大寶山礦床的成因與中酸性巖漿活動有關的認識卻是毋庸置疑，與海相火山熱液噴氣沉積礦床的認識基本上可以否定，因為次英斑巖墻、花崗閃長斑巖株在空間上與成礦作用密切。次英安斑巖，Rb/Sr等時線年齡為(195±11)Ma;花崗閃長斑巖Rb/Sr等時線年齡為(155±23)Ma(蔡錦輝等，1993)。說明巖體侵入時間為燕山期，華南洋在燕山期已經(jīng)閉合，故巖體侵入時海相環(huán)境不存在。大寶山恰處斷陷盆地中，該區(qū)經(jīng)歷過多次復雜的地殼運動?；自诩永飽|構造運動中強烈緊閉褶皺，形成大寶山不對稱向斜構造。蓋層受印支、燕山等多期構造運動作用，其褶皺、斷裂均較發(fā)育，斷層構造大多屬于北東向官坪大斷裂的次級構造。礦區(qū)主要出露的地層多為上古生界，其分布面積占礦區(qū)的60%以上，下古生界僅在礦區(qū)北部零星分布。礦體主要賦存在中、上泥盆統(tǒng)火山-沉積層序內(nèi)(圖1)。

圖1 大寶山礦區(qū)及其外圍地質(zhì)圖Fig.1 Geological map of Daobaoshan deposits range and periphery

大寶山外圍含礦地層是一套火山巖和沉積巖層序，下部主要為淺海相碳酸鹽巖，夾硅化砂巖、海底蝕變英安巖、層狀黃鐵礦-含銅塊狀硫化物礦層、凝灰?guī)r、層狀夕卡巖等組成;上部主要以中酸性火山碎屑沉積為主，由火山凝灰?guī)r、熔巖、層狀菱鐵礦及褐鐵礦組成。大寶山多金屬礦床產(chǎn)于次英安斑巖與泥盆系地層侵入接觸面。前人認為層狀礦體是在泥盆紀來自地球深部的巖漿與海水混合成礦;脈狀礦體是燕山期巖漿熱液侵蝕充填疊加成礦(宋世明等，2007)。層狀礦體的圍巖普遍見絹云母化和硅化 ，有較多含黃鐵礦、輝鉬礦化，多見網(wǎng)狀石英脈穿插;鉀長石常被后期絹云母、石英、綠泥石等交代和穿插;脈狀礦體的圍巖蝕變主要有夕卡巖化、云英巖化和高嶺土化。礦區(qū)圍巖蝕變強烈 ，蝕變種類繁多，成礦有著多其次多成因的特點，不同蝕變的產(chǎn)生除受構造、火成巖等因素控制外，更主要的是與巖性有關。含礦巖層中層間破碎帶即是控礦構造也是含礦層位，為成礦流體的運移，為礦體的產(chǎn)出起到了關鍵作用。礦區(qū)內(nèi)有次英安斑巖墻、花崗閃長斑巖株以及規(guī)模不大的輝綠巖和粗玄巖脈等出露。其中以次英安斑巖墻、花崗閃長斑巖株在空間上與成礦作用密切。礦床構造以NNE、NE和近EW向斷裂為主，并控制著次英安斑巖和花崗閃長斑巖。大寶山礦床長約2.3 km，寬約1.2 km，前人認為是大量熱液疊加作用的結果，也有學者把這種巨厚的礦床與“礦源層”理論有效結合，認為是地殼某殼層具有相對集中的礦化層，該礦化層具有可塑性，在構造的影響下，可以沿著裂隙上涌聚集成礦。大寶山礦床的礦體走向與次流紋巖與泥盆系地層的接觸界限一致，近南北向，空間上具有明顯的構造、巖體、層位三種因素的聯(lián)合控制。

經(jīng)前人對脈狀黃鐵礦的氦氬同位素研究，反映該成礦流體是大氣飽和水(海水)與地幔流體混合作用的結果。鉛和硫同位素都揭示了層狀(塊狀)和脈狀礦體可能來自不同時期的成礦流體。其中層狀礦體為泥盆紀海底火山噴發(fā)沉積作用所致，脈狀礦體可能來自燕山期巖漿熱液充填疊加形成，古大陸碎屑物質(zhì)和部分有機質(zhì)的還原對后期成礦流體具有較大的影響作用。

3 層間破碎帶內(nèi)鉛鋅礦礦體特征和礦化特征

層間破碎帶內(nèi)鉛鋅礦化經(jīng)勘查，主要出露于新江地區(qū)涼橋一帶，鉛鋅礦體順層產(chǎn)出于中上泥盆統(tǒng)形成的一系列構造破碎帶內(nèi)，破碎帶由方解石、白云巖化、硅化鉛鋅礦化灰?guī)r組成，局部見構造角礫，角礫成分為白云巖化灰?guī)r，見輕微侵染狀鉛鋅礦化，角礫粒徑為0.5～3 cm不等。另見細脈狀礦化，屬于形成工業(yè)礦體的主要礦化。方解石呈脈狀或細脈狀，局部見晶洞發(fā)育，局部略帶粉紅色。礦體的上下圍巖各見一層略帶粉紅色的瘤狀灰?guī)r，厚度為0.5～1 m，層內(nèi)局部見結晶完好的方解石晶體集合體，晶體粗大，粒徑達3～5 cm，晶體與晶體之間充填松散泥質(zhì)。其中硅化、白云巖化與鉛鋅礦化關系密切(圖2)。

圖2 層間破碎帶鉛鋅礦化鉆孔揭露情況① 引自廣東省核工業(yè)地質(zhì)局二九三大隊2009年勘探成果資料Fig.2 Lead-zinc mineralization inter laminar fracture zone was drilled

區(qū)內(nèi)東部的天子嶺組斷層F1賦礦構造與斷層F5賦礦構造經(jīng)民采坑道揭露，構造產(chǎn)狀為別為為100°～125°∠45°～53°和315°∠46°;礦化體受構造控制，寬2.50 m，主要金屬礦物為閃鋅礦、方鉛礦、黃銅礦、黃鐵礦等，呈脈狀、團塊狀產(chǎn)出。另外，酒簍嶺、老李屋、新李屋等銅鉛鋅礦點根據(jù)地表露頭、槽探工程揭露，礦化以銅鉛鋅礦化為主，鏡鐵礦、磁鐵礦化次之。銅礦品位較低，呈脈狀、浸染狀產(chǎn)出。鋅礦一般品位為0.50% ～2%，最高達4.32%;鉛的品位可達0.60% ～1.75%(照片1)。

照片1 鉛鋅礦石Photo 1 Lead-zinc ore

鉛鋅礦石結構為細粒他形晶粒、交代溶蝕結構，礦石構造有致密塊狀、不規(guī)則團塊狀構造、局部為浸染狀構造。

區(qū)內(nèi)銅鉛鋅多金屬礦與熱液蝕變及層間破碎帶關系密切，嚴格受層間破碎帶的控制，屬于諸多成因層控礦床。

泥盆系上統(tǒng)局部夾著一層不連續(xù)的粉紅色砂巖薄層陸源碎屑沉積物，并且在鉆孔揭露過程中發(fā)現(xiàn)鉛鋅礦化帶中存在著一個生物化石集中帶等。這些現(xiàn)象表明，海岸線的變化導致了沉積環(huán)境的變化，不同沉積環(huán)境之間的變化導致了沉積間斷，沉積間斷導致了層間破碎帶的形成(馮志軍等，2011a，2011b)。

4 矽卡巖型鏡鐵礦礦體特征及礦化特征

鏡鐵礦化帶經(jīng)揭露，出露與新江地區(qū)老虎頭一帶。鐵礦自形—半自形結構，塊狀團塊狀構造，鐵灰色，主要由鏡鐵礦石組成，強金屬光澤，性脆，局部見少量的赤鐵礦。此外在老虎頭地區(qū)見團塊狀鏡鐵礦化及輝鉍礦化，其中鏡鐵礦平均品位為28.98%(照片2)。鏡鐵礦屬于典型的揚子板塊周邊凹陷帶內(nèi)由巖漿作用改造海相灰?guī)r所形成的矽卡巖型鐵礦床。礦化與矽卡巖化、綠簾石化關系密切。

照片2 鏡鐵礦石Photo 2 Specularite ore

泥盆統(tǒng)棋子橋(D2q)泥質(zhì)灰?guī)r經(jīng)區(qū)域變質(zhì)作用及巖漿活動后期的熱液擴散、交代疊加作用，形成綠簾石化、硅化鈣鐵輝石石榴子石矽卡巖帶，受北西向構造控制。矽卡巖帶產(chǎn)狀與巖層產(chǎn)狀基本一致，但矽卡巖帶的分布在空間上受到灰?guī)r與中酸性巖漿巖的接觸帶的控制，順層產(chǎn)出的矽卡巖帶是由于巖漿熱液順著層間破碎帶運移熱液交代的結果(圖3)。

5 層間破碎帶內(nèi)黃鐵礦化礦體特征及礦化特征

層間破碎帶內(nèi)黃鐵礦經(jīng)勘查，出露于鐵籠林場一帶，主要由黃白色細粒黃鐵礦組成(照片3)，因風化常見褐鐵礦化、粘土化，礦石呈細粒結構，塊狀構造，屬侵染狀礦化，常伴隨微弱鉛鋅礦化大理巖化細脈穿插。特別要說明的是，該類礦化在近地表，常形成鐵帽沉積物，呈土黃色，略帶褐紅色，主要由褐鐵礦，針赤鐵礦，粘土等組成，隱晶質(zhì)結構，爐渣狀、球粒狀，蜂窩狀構造(照片4)。鐵帽是尋找有色金屬及一些貴金屬的有效標志，主要由硫化礦物風化、殘積、氧化而成，但是碳酸鐵也能形成上述殘積物，被稱為假鐵帽，不作為找礦標志使用。值得說明的是，本文提到的鐵帽沉積物，在宏觀上并非與傳統(tǒng)意義上的鐵帽一致，本文中的鐵帽沉積物常常分布區(qū)域較小，一般沿著礦化帶向兩邊分散，由于經(jīng)過短距離搬運，常呈獨立塊狀滾石分布。

6 結論

圖3 矽卡巖型鏡鐵礦鉆孔揭露情況①Fig.3 Skarn style specularite was drilled

照片3 層間破碎帶內(nèi)黃鐵礦化Photo 3 Pyritization of between the rock fracture zore

照片4 鐵帽沉積物Photo 4 Gossan sediments

該區(qū)層間破碎帶的連續(xù)性較穩(wěn)定，廣泛發(fā)育，層間破碎帶型鉛鋅礦的潛力大。筆者對研究區(qū)北西部貴東巖體東部下莊鈾礦田從控礦因素、含礦構造特征、成礦物質(zhì)來源的角度，論證了深部找礦的有利條件，并把今后的找礦工作的深度集中在－500～－1 000 m。根據(jù)研究區(qū)地層產(chǎn)狀及地表出露的巖層厚度可以估算出，含礦巖層垂向延伸超過1 500 m，由此可推斷層間破碎帶在垂向上延深穩(wěn)定。目前對研究區(qū)深部找礦的勘查工作較少，故深部找礦的潛力較大。由于區(qū)內(nèi)的巖漿巖為燕山期，而賦礦地層為泥盆系石灰?guī)r，所以巖漿在侵入時，會因為熱擴散作用與石灰?guī)r之間發(fā)生交代變質(zhì)，形成矽卡巖，矽卡巖除了受到巖漿巖與灰?guī)r的接觸帶的控制之外，還受到接觸帶內(nèi)層間破碎帶的控制，故研究區(qū)鉛鋅礦化、鏡鐵礦化和黃鐵礦化均與層間破碎帶有關，層間破碎帶為成礦物質(zhì)的“運移沉淀”提供了通道和場所，而鏡鐵礦化與輝鉍礦化在成因上受到矽卡巖帶的控制，即其成因受到巖體與構造的聯(lián)合控制。鉛鋅礦化、鏡鐵礦化和黃鐵礦化屬于不同時期、不同種類的熱液活動沿著層間破碎帶或其次級構造活動的結果。區(qū)內(nèi)侵染狀礦化存在于礦化較強的泥盆系地層，但是沒有后期的熱液疊加，很難形成工業(yè)礦體，所以以后找礦可以以鐵帽沉積物為找礦標志，層間破碎帶為勘查對象，把層間破碎帶內(nèi)具有沉積特征的礦化與巖漿熱液充填類型礦化的疊加作為理想的勘查對象。

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