韋松佚,鄒建林,王 慶,劉 輝
(湖南省地球物理地球化學(xué)勘查院,湖南 長沙 410000)
湘中盆地是銻礦的富集產(chǎn)區(qū),著名的錫礦山銻礦床在世界銻總儲量中占有極為重要的地位。湖眼塘銻礦床與錫礦山銻礦床、龍山金銻礦床同處于湘中銻成礦帶上,成礦地質(zhì)條件和控礦要素均有一定的相似性。本文在總結(jié)前人成果的基礎(chǔ)上,結(jié)合近期在該區(qū)所取得的勘查成果,對湖眼塘銻礦床的地質(zhì)特征進行簡單歸納,并對控礦條件和成礦規(guī)律加以論述,以期對湖眼塘銻礦找礦前景,及湘中盆地其他地區(qū)類似銻礦床的找礦預(yù)測有所指示意義。
湖眼塘銻礦位于揚子地臺向華南褶皺系過渡部位,其基本格架為周緣3個隆起帶(四明山~關(guān)帝廟隆起帶、溈山隆起帶、白馬~龍山隆起)環(huán)繞晚古生代盆地~邵陽盆地(見圖1)。區(qū)域內(nèi)出露地層較齊全,除志留系和上第三系缺失外,由元古界震旦系—新生界第四系均有出露。晚古生界的泥盆至石炭系淺中海相碳酸鹽夾碎屑沉積地層組成區(qū)域內(nèi)主要蓋層,大面積廣泛分布,與區(qū)域內(nèi)內(nèi)生多金屬和外生非金屬礦產(chǎn)成礦關(guān)系極為密切。
區(qū)域內(nèi)主要構(gòu)造形跡呈向西凸出的弧形山字型,即“祁陽山字型構(gòu)造”。另外,還有東西向、南北向、北東向(新華夏系)等構(gòu)造和構(gòu)造盆地,多種構(gòu)造形跡相互交織,彼此干擾、破壞,具多期運動疊加特征。
區(qū)域內(nèi)巖漿巖主要有東部的關(guān)帝廟和周家?guī)X花崗巖體,周家?guī)X巖體實為關(guān)帝廟巖體于印支期往西部的延伸侵入。關(guān)帝廟巖體為印支—燕山早期,即:
中—晚三疊世巖漿活動的產(chǎn)物,具多(三)期次復(fù)式侵入特征。與區(qū)域內(nèi)鎢、銅、鉛、鋅、銻等多金屬礦成礦關(guān)系非常密切。
據(jù)區(qū)域內(nèi)航磁、重力資料顯示:重力、航磁異常與區(qū)內(nèi)巖漿巖、斷裂構(gòu)造帶及蝕變帶相吻合,特別是與容礦、導(dǎo)礦斷裂破碎帶和蝕變帶吻合性好。航磁異常往往與破碎帶和蝕變帶中富含的磁黃鐵礦有關(guān);而磁黃鐵礦與黃鐵礦、黃銅礦、方鉛礦、閃鋅礦和輝銻礦等往往呈共生或伴生關(guān)系,因此,推測區(qū)域內(nèi)由東(關(guān)帝廟巖體)往西至湖眼塘一帶地下存在隱伏巖體,深部伴有巖漿熱液活動,并可能形成磁性體。
羅城~湖眼塘一帶發(fā)育有良好的1:20萬區(qū)域化探Sb、Zn、Pb、Ag等 元 素 異 常(AS50)。異 常 呈 次 圓狀,面積34.20km2,規(guī)模大、強度較高、濃度分帶較明顯,相互吻合性較好。其中Sb異常強度達4級,一般含量28.2~366.8×10-9,平 均 值 279.75×10-9;Zn、Pb、Ag、Hg異常一般為2級,與Sb異常相互吻合性較好。
工作區(qū)內(nèi)出露有奧陶紀橋亭子組(Oq)至石炭紀測水組(Cc)地層,以泥盆紀跳馬澗組、棋梓橋組、佘田橋組和錫礦山組為主。其中佘田橋組,為區(qū)內(nèi)主要賦礦層位,區(qū)內(nèi)已知鉛鋅銻礦脈就賦存于本組泥灰?guī)r相中的薄層硅質(zhì)巖或硅質(zhì)頁巖中。
本區(qū)整體為一背斜構(gòu)造,其中小背向斜發(fā)育,主要有湖眼塘背斜:發(fā)育于Ds組下部地層中,核部出露Ds組含銻硅質(zhì)巖底板灰色~深灰色薄~中厚層狀含硅質(zhì)結(jié)核炭泥質(zhì)灰?guī)r,兩翼對稱出露Ds組較新的含銻硅質(zhì)巖層及其頂板泥質(zhì)頁巖、泥灰?guī)r(夾泥質(zhì)灰?guī)r小透鏡體)。背斜南西軸部北F1大斷裂錯開。聶家沖向斜:發(fā)育Ds組下部地層之中,軸向北北東,核部出露較新的含銻硅質(zhì)巖層頂板泥質(zhì)頁巖、泥灰?guī)r層,兩翼對稱處露較老的含銻硅質(zhì)巖層及其底板含硅質(zhì)結(jié)核炭泥質(zhì)灰?guī)r。
區(qū)內(nèi)斷裂較為發(fā)育,主要鈾北東向及北西向二組。前者比較發(fā)育(F1、F2),斷層造成地層重復(fù)或缺失,形成壓性斷裂破碎帶、硅化帶,使附近佘田橋組(Ds)剛性硅質(zhì)巖層發(fā)生破碎,形成層間碎裂硅質(zhì)巖,具硅化、銻礦化。北東向斷裂構(gòu)造為區(qū)內(nèi)主要的導(dǎo)礦、容礦及賦礦構(gòu)造。
區(qū)內(nèi)無巖漿巖體和巖脈出露,但據(jù)區(qū)域重力和航磁異常資料顯示,地下有隱伏巖體,并有巖漿熱液活動,為區(qū)內(nèi)成礦提供主要的物質(zhì)和熱動力來源。
礦田圍巖蝕變主要為硅化,其次為碳酸巖化、重晶石化、螢石化和黃鐵礦化。
硅化主要分布于佘田橋組地層中,背向斜褶皺與北東向斷裂的交匯部位,區(qū)內(nèi)銻礦脈體即產(chǎn)于佘田橋組灰?guī)r段中的硅化層。礦體產(chǎn)于硅化巖中,沒有硅化也就沒有礦化,但有硅化不一定有礦化,兩者關(guān)系密切。
①湖眼塘礦脈體的展布受次級背向斜構(gòu)造的控制,總體呈北東向近、南北向,V-1、V-2號礦體就分別賦存于聶家沖向斜、湖眼塘背斜的兩翼。②層間破碎帶、層間剝離帶或?qū)娱g虛脫部位是最主要的容礦構(gòu)造,形成主要的層狀、似層狀礦體,并具多層性。③主礦體均依附斷裂構(gòu)造,并沿其下盤順層延伸。如V-1、V-2號礦體的分布分別受F2、F10所控制。④礦體均產(chǎn)于硅化巖中,凡銻礦化必定伴隨其寄存主巖的硅化,沒有硅化就幾乎沒有銻礦化,銻礦化的展布特征、產(chǎn)狀及形態(tài)都收到硅化巖的控制,但硅化巖中卻不一定都有銻礦化。銻礦的產(chǎn)出形式主要有:a、沿硅化巖裂隙、空洞充填;b、膠結(jié)硅化巖角礫;c、交代硅化巖。以第一種產(chǎn)出形式為主。
按產(chǎn)出方向,礦區(qū)內(nèi)主要產(chǎn)出3組礦體,以北東向、近南北向為主,見圖2。銻礦體主要受斷裂構(gòu)造帶和地層雙重控制,呈透鏡狀、(似)層狀產(chǎn)于硅化蝕變帶和層間破碎帶中,在走向上和傾向上均有尖滅再現(xiàn)的現(xiàn)象。賦礦圍巖主要為上泥盆統(tǒng)佘田橋組硅化灰?guī)r,礦體與圍巖一般呈整合接觸關(guān)系,在斷裂構(gòu)造和層間剝離及層間破碎帶疊加的部位更容易成礦。
一般情況下,距離斷裂通過的位置越近,地層受到錯位而形成的容礦空間越大,從而形成礦體越厚;遠離斷裂的位置,礦體厚度變小,直至出現(xiàn)尖滅現(xiàn)象。
以V-1號礦體為例,介紹如下。該礦體地表出露長約320m,總體走向近N-S向,傾向W,平均傾角30°。礦體受近南北向次級張性斷裂控制,總體產(chǎn)狀較為穩(wěn)定。主要由硅化灰?guī)r、構(gòu)造角礫巖和銻礦體組成。硅化蝕變帶發(fā)育與斷裂構(gòu)造帶兩側(cè),其規(guī)模與礦體大小具有一定的正相關(guān)性。礦體平均厚度0.5m~1.34m;品位Sb 2.4%~11.85%。
區(qū)內(nèi)銻礦床可分為兩個類型,分別為構(gòu)造破碎帶型和層間破碎帶型礦床。①似層狀硅化巖型:該類礦床是本區(qū)的主要銻礦類型,礦床一般處于坳陷帶中的相對隆起部位,背斜加斷裂是控制礦床的必要條件,尤以較開闊平緩的箱狀短軸傾伏背斜,且翼部伴有垂直斷距較大的走向正斷層所組成的構(gòu)造型式,對成礦更有利。礦床受一定地層層位及巖性控制,主要產(chǎn)于泥盆系佘田橋組、棋梓橋組碳酸鹽巖中,硅化是主要的蝕變特征,一般為似層狀產(chǎn)出,成礦作用有交代和充填兩種類型。②脈狀充填型:該類礦體多呈脈狀、透鏡狀等充填于主干斷裂及其旁側(cè)的低等級、低序次斷裂,層間破碎帶,節(jié)理裂隙和兩盤蝕變圍巖中,常成群成組出現(xiàn),一般呈雁行側(cè)幕排列。各種巖性均可成為其賦礦圍巖。該類礦床一般具小而富的特點,尤其是構(gòu)造中央剪切面,往往形成富礦體。
礦床找礦標志主要有:①泥盆紀佘田橋組及下伏棋梓橋組灰?guī)r是本區(qū)主要的找礦層位,含炭質(zhì)砂巖+灰?guī)r+頁巖的巖相組合是銻礦床最理想的賦礦巖性組合,含炭硅化灰?guī)r帶是直接的找礦標志。②斷、褶帶的隆起部位;箱式背斜兩個“肩部”的斷裂帶、層間裂隙是區(qū)內(nèi)礦床最理想的賦礦場所。③礦體的成生和賦存具明顯的二套儲蓋組合特征。遮擋層封閉條件較好,礦體上部為頁巖遮擋層,其下有不純灰?guī)r、頁巖或不純灰?guī)r、砂巖、頁巖組合,相變韻律明顯,且厚度增大地段,對層控型礦體富集有利。
湖眼塘銻礦不同地段,特別是距地表不同深度,其控礦構(gòu)造各異,據(jù)此以上礦床特征及找礦標志,筆者對湖眼塘銻礦找礦方向及前景作了初步探討,得出以下預(yù)測(圖3)。
位于礦區(qū)南部湖眼塘—聶家沖一帶。主要分布有以Sb元素為主的AP6-5、AP6-6、AP6-7、AP6-8化探異常,均為三級異常異常,強度大,濃度分帶明顯,峰值為2000ppm。異常區(qū)出露地層主要為佘田橋組,褶皺、斷裂發(fā)育,分布有湖眼塘背斜、聶家沖向斜,近北東向主體斷裂F3、F5、F6穿過異常區(qū)。異常與硅化灰?guī)r層及已發(fā)現(xiàn)的V1、V2、V5銻礦脈體吻合較好,并且與向背斜褶皺軸部、斷裂構(gòu)造吻合較好;同時ZK002、ZK701分別對V1、V2號礦體在深部得到了驗證,因此該地段已知礦脈體往深部具有良好的發(fā)展遠景。
位于何家排—新鋪嶺一帶。主要分布有以Sb元素為主的AP6-2、AP6-3、AP6-4、AP7、AP8化探異常,均為二至三級異常,強度大,濃度分帶明顯,峰值為600ppm。異常區(qū)出露地層主要為佘田橋組、錫礦山組,斷裂構(gòu)造發(fā)育,北東向主體構(gòu)造F1、F2、F9穿過異常區(qū)。分別于AP6-4、AP8異常發(fā)現(xiàn)V3、V4銻礦脈體,吻合較好。本地段成礦地質(zhì)條件與湖眼塘地段基本相同,因此V3、V4銻礦脈體具有擴大規(guī)模的潛力,該地段具有尋找銻礦體的良好遠景。
位于大山排至協(xié)場嶺一帶。主要分布有以Pb、Zn元素為主的AP14、AP17、AP18、AP26、AP27化探異常,異常大致沿近北東向F1斷裂及其東側(cè)分布,均為三級異常。其中AP18異常濃集中心發(fā)現(xiàn)一近北西向斷裂破碎帶,寬約3m,可見長度約30m,打塊樣基本分析結(jié)果:Pb+Zn含量為0.10%。
另外發(fā)現(xiàn)重晶石礦脈發(fā)育,礦脈內(nèi)裂隙發(fā)育,并見褐鐵礦、雄黃、辰砂等礦物充填。重晶石為低溫熱液礦脈,常與方鉛礦、閃鋅礦、黃銅礦、辰砂等礦物共生,重晶石礦脈的發(fā)現(xiàn)也為區(qū)內(nèi)尋找鉛鋅礦提供了有利的依據(jù)。因此,認為遠景區(qū)鉛鋅元素異常主要與斷裂破碎帶及熱液活動的礦化蝕變有關(guān),是尋找鉛鋅礦床的有利地段。