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贵州广龙坡铅锌矿床地质特征及成矿机制探讨

更新时间:2009-03-28

0 引言

广龙坡铅锌矿床地处湘黔铅锌成矿带南段贵州境内的铜仁卜口场铅锌矿矿化集中区,该成矿带在湖南境内湘西段“十二五、十三五”期间找矿取得重大突破,发现有大脑壳、李梅、渔塘、狮子山等大型—超大型铅锌矿床,而贵州境内黔东段目前仅发现小型矿床及矿点数十个,一直未取得找矿突破。20世纪50年代至今很多学者对矿床地质特征(刘劲松等,2015;罗卫等,2009;匡文龙等,2015)、成矿物质来源(周云等,2016;蔡应雄等,2014;李宗发,1992;刘文均等,2000)、成矿规律(付胜云,2011;王华云,1996)进行了不同程度的研究,取得丰硕的成果。而对矿床成因各持己见,主要有以下3种:(1) 古热液卡斯特地下热卤水溶蚀成因类型(匡文龙等,2015;刘宅郡等,1990);(2) 沉积—改造型层控矿床(李宗发,1991);(3) 低温热液型(MVT)(罗卫等,2009;刘文均等,2000;廖震文等,2015)。矿床成因认识分歧导致对成矿机制及控矿因素研究、成矿规律总结和成矿理论指导勘查工作部署等方面均有较大影响,为此,在前人研究基础上,结合区域成矿背景、区域构造演化与成矿关系,对铜仁广龙坡铅锌成矿机制进行了探讨,以期进一步总结该区铅锌矿成矿机制,深化认识低温热液型铅锌矿成矿理论,为该区铅锌找矿提高新的有益信息。

1 区域地质特征

研究区内大地构造位于上扬子地台东南部被动边缘与雪峰基底逆冲过渡带,区内断裂和褶皱构造发育。断裂构造呈北北东向帚状展布,在湖南境内保靖收敛,贵州境内铜仁呈散开状。北北东向为铜仁—保靖深大断裂带及江口—花垣断裂,北东向为玉屏—新晃断裂带及凤凰断裂,近东西向为铜仁—凤凰断裂带。褶皱构造为北东向吉玉复式向斜及松桃向斜。其中铜仁—保靖深大断裂与江口—花垣断裂控制区内铅锌矿(床)点与藻灰岩丘体分布(图1)。

区域内出露地层以寒武系分布面积最广,其次为震旦系、南华系、奥陶系、青白口系及零星分布第四系地层。区内铅锌矿主要赋存于寒武系下统清虚洞组。

  

图1 广龙坡铅锌矿区域地质及矿点简图(据廖震文等,2015修编)

 

1—白垩系;2—上古生界;3—下古生界;4—元古界;5—地层界线;6—不整合接触界线;7—主要断裂;8—次级断裂;9—向斜;10—背斜;11—藻灰岩丘体;12—相变线;13—台地边缘相;14— 省界线;15—铅锌矿床(点);16—地名

2 矿床地质特征

2.1 矿区地质

矿区内出露地层主要有寒武系下统杷榔组(∈1p)、清虚洞组(∈1q)及零星分布第四系(Q)。杷榔组(∈1p)岩性为灰色、灰绿色、黄灰色条纹状黏土质页岩,含粉砂质页岩。清虚洞组(∈1q)按岩性可分为3段:清虚洞组第一段(∈1q1)为灰、深灰色薄层条带状含黏土质泥晶灰岩。清虚洞组第二段(∈1q2)从下至上岩性分布为:下部为灰色厚层状白云化豹皮状含黏土质泥晶灰岩;中部为浅灰色厚层—巨厚层状藻泥晶灰岩,具质纯性脆、空隙较发育,富含藻类化石,见较多斑块状及斑点状成岩作用时形成的原生方解石,为区内含矿岩层;上部为灰色厚层层纹状白云化泥晶灰岩。清虚洞组第三段(∈1q3)为浅灰色—灰色厚层细晶白云岩、层纹状细晶白云岩、藻泥晶白云岩。第四系(Q)为黄色褐色黏土及含砾含砂黏土。

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区内围岩蚀变较弱,以中低温热液矿床常发育的相似,主要有:方解石化、白云石化、黄铁矿化,有重结晶现象,局部可见沥青化和褪色现象。其中以方解石化、白云石化和黄铁矿化较为发育。

  

图2 广龙坡铅锌矿床地质简图

 

1—寒武系下统杷组页岩;2—寒武系下统清虚洞组一段黏土质泥晶灰岩;3—寒武系下统清虚洞组二段藻灰岩;4—寒武系下统清虚洞组三段白云岩;5—地层界线;6—断层及产状;7—向斜;8—地层产状;9—见矿孔;10—矿化孔;11—未见矿孔;12—地名

2.2 矿体形态、产出及空间分布

二人相互推重如此,其实质则是庄昶“才力凡今我与翁”的自信,也是对当时诗坛舍我其谁的宣言。庄昶推许陈献章诗自然,而陈献章自愧己诗锻炼不如庄昶。以此为始,明清两代对二人诗歌特点有以下概括。

区内硫主要以金属硫化物闪锌矿、方铅矿、黄铁矿中产出。区带内前人对硫的来源认识主要来源于碳酸盐围岩,硫化物矿石中的硫为海相碳酸盐TSR还原产物(李宗发,1992;廖震文等,2015;梁恩云等,2017)。通过硫同粒素研究,所作的δ34S测试结果结合收集到蔡应雄2014年测试δ34S结果,区内闪锌矿δ34S变化范围在35.8‰~38.0‰,方铅矿变化范围22.8‰~28.0‰(表2)。据郑永飞等(2000)编著稳定同位素地球化学,区内δ34S与寒武纪海相沉积地层中蒸发岩数值接近。据刘文均对花垣矿床的矿化围岩、矿物包裹体、沥青有机地球化学和稳定同位素的研究,也表明矿床中确实存在不同方式的硫酸盐热化学还原反应。而区内含矿岩石为富含有机、沥青质藻灰岩,而在沉积成岩过程中富含有机质生物生长繁衍死亡腐烂过程中可形成相对还原条件,可佐证区内含矿围岩中具成矿过程中所需的硫源及还原环境。

  

图3 广龙坡铅锌矿床矿体倾向、走向剖面图

 

a—沿倾向0号剖面图;b—沿走向剖面图;1—铅锌矿体;2—寒武系下统清虚洞组第二段第一亚段豹皮灰岩;3—寒武系下统清虚洞组第二段第二亚段藻灰岩;4—寒武系下统清虚洞组第二段第三亚段白云化灰岩;5—寒武系下统清虚 洞组第三段白云岩;6—钻孔编号

2.3 矿石特征

区内铅锌矿的矿石矿物组成较简单,原生金属矿物主要为闪锌矿、方铅矿、次为黄铁矿,与区带内其它矿床相似;脉石矿物以方解石、白云石、炭泥质为主,次为萤石和沥青等;次生矿物有菱锌矿、白铅矿和异极矿、铅钒和裼铁矿等。

浅论桩身完整性检测与单桩承载力检测之间的关系……………………………………………………… 朱朝胜(6-52)

矿石结构主要有自形—半自形、他形粒状结构(图4c)、包含结构(图4c、d)、交代残余结构等。矿石构造主要有脉状、细脉状及浸染状构造(图4e、f)。

区内矿物组合及生成顺序有:黄铁矿→白云石→方铅矿→闪锌矿(图4c);黄铁矿→闪锌矿→白云石(图4d、e);方铅矿—黄铁矿—闪锌矿(图4f)。

区内矿体为隐伏的盲矿体,呈似层状产出,产于下寒武系清虚洞组第二段第二分层(∈1q2-2)灰色厚层藻泥晶灰岩中,矿体产状基本与围岩产状一致,矿体倾角在4°~8°,严格受地层控制,矿体厚度变化较大,品位较均匀,呈NE向展布,走向长约1220 m,倾向延伸近100~620m(图3)。矿体厚度在0.90~14.78m,矿体平均厚度2.93m。矿体中铅品位一般0.30%~3.26%,平均值为0.58%,锌品位一般0.66%~3.97%,平均值为1.62%。

2.4 矿石化学成分

通过组合分析及化学全分析结果,矿石中有益组分主要为Pb、Zn;伴生组分为As、Sb、Hg、Ag、In、Cu、Ge、Ga。通过组合分析,工作区内Ag达到综合评价指标要求,其他元素含量甚微(表1)。

2.5 围岩蚀变

区内构造以断裂构造为主,其次为褶皱构造。断裂构造按其走向可分为北东向及近东西向两组,其中近东西向断裂对区内北东向部分有错断现象,北东向的断裂对区内含矿藻灰岩分布有破坏错断现象(图2)。

3 成矿背景与成矿机制

3.1 古地理与区域地球化学

周云等通过测定成矿期方解石流体包裹体氢氧同位素组成,认为矿床成矿流体主要来源是地层封存水和大气降水,有少量变质水混入(周云等,2016)。刘文均等测定区内矿床中流体包裹体氢氧同位素组成,认为成矿流体主要来源与建造水(同生水)有关(刘文均等,2000)。前人对区带内花垣地区矿床成矿流体进行来源认识较为一致。通过研究认为成矿流体来源与花垣地区矿床成矿流体来源相似,即成矿流体初始来源为沉积成岩过程中地层封存水(建造水),在后期构造活动的影响下,使区内地层撕裂破碎,大气降水沿断裂裂隙下渗,在运移过程中与封存水产生对流,由于区内经历多期次构造活动影响,在构造动力驱使下,变质水沿构造裂隙运移,形成了区内成矿流体以封存水和大气降水为主少量变质水混入为特征。

  

图4 广龙坡铅锌矿床矿石野外(a、b)及镜下照片(c、d、e、f)

 

Py—黄铁矿;Dol—白云石;Gn—方铅矿;Sp—闪锌矿;Cal—方解石

 

表1 广龙坡铅锌矿元素组合分析结果

  

ωB/10-6ωB /%ωB /10-6AsSbHgCuPbZnAgGaGeIn137.301.551.160.00030.650.8714.50---233.201.550.450.00031.071.259.01---317.001.550.500.00062.180.667.11---427.301.120.380.00050.740.747.12---526.801.682.360.0090.161.0614.50---637.801.300.450.0151.001.049.41---712.001.620.660.00040.431.057.20--4.20820.901.5531.60.0020.201.7819.10-0.173.36

3.2 控矿要素

根据区域地质特征、广龙坡铅锌矿含矿地层及岩性,研究区内铅锌矿受地层、岩性、构造控制明显,区内铅锌矿(床)点受铜仁(黔)—保靖(湘)深大断裂与江口(黔)—花垣(湘)断裂所夹持,含矿地层为寒武系下统清虚洞组,赋矿岩性为富含有机质生物碎屑、粒屑藻灰岩,具有Pb、Zn元素异常高背景质区,而区内铜仁(黔)—保靖(湘)深大断裂受多期次构造活动的影响进一步活化,为成矿物质的运移提供通道。

3.3 成矿物质来源

3.2.1 硫的来源

不难知道,柱面坐标下三重积分的体积微元dv=rdrdθdz,因此可将一般形式的三重积分转化为柱面坐标下的三重积分,即:

(五)开展各环节的监督检查 按国家农业部的要求,实行市场准入制度,对猪、牛、羊配戴有二维码耳标,持有动物检疫合格证明的才能进入市场、屠宰场,准许流通。对不具备上述条件的,一律按《畜牧法》、《动物防疫法》动物处罚。保证了标识工作的正常开展。

 

表2 卜口场矿集区硫同位素测试数据

  

矿集区测试对象δ34S/‰资料来源卜口场方铅矿24.4方铅矿22.8方铅矿25.1方铅矿28.0闪锌矿35.5闪锌矿35.8闪锌矿37.2闪锌矿35.8闪锌矿38.0闪锌矿35.8闪锌矿37.2闪锌矿35.8方铅矿28.0蔡应雄,2014本单位

3.2.2 铅的来源

根据层状矿床207Pb/204Pb及208Pb/204Pb对 206Pb/204Pb图式中,卜口场铅锌矿成矿年龄大致在500 Ma,采用粗铅法计算绝对年龄44~567 Ma之间,多在400 Ma左右的年龄值(中国有色金属工业总公司贵州地质勘探公司一总队,1956—1985);段其发等(2014)根据花垣狮子山矿床中闪锌矿Rb-Sr同位素等时线年龄为(410±12)Ma,与卜口场采用粗铅法测定年龄多在400Ma相近;廖震文等(2015)根据卜口场铅锌矿床中闪锌矿Rb-Sr同位素等时线年龄为(349.6±9.1)Ma;杨红梅等(2015)通过卜口场铅锌矿床中Rb-Sr与Sm-Nd同位素研究,卜口场铅锌矿成矿可能存在两个阶段:一是483~466 Ma属早奥陶世,另一个阶段为422 Ma,属早志留世。根据前人对区内矿床测年结果,可佐证研究区内铅锌矿成矿经历多阶段叠加共同作用成矿。

3.4 成矿流体来源

研究区位于早寒武世龙王庙期碳酸盐台地边缘相,该相带为碳酸盐台地近海边缘潮下高能带,由各种类型的滩相和生物礁相藻灰岩丘体组成,具有抗浪构造、在地貌上隆起的碳酸盐岩建造(贵州省地质矿产局区域地质调查大队,1992)。根据Pb、Zn分别以80×10-6、200×10-6为异常下限圈定的Pb、Zn元素综合异常,异常集中、规模较大、浓集中心明显(冯济州,2009)。异常带分布与区内生物礁相藻灰岩丘体叠合较好、空间相互套合、沿北北东向呈带状分布,而区内铅锌矿床(点)均沿生物礁相藻灰岩丘体分布。说明异常带及藻灰岩丘体与铅锌矿化关系密切。

3.5 成矿年龄

根据蔡应雄(2014)等对区内铅锌矿、围岩中铅同位素研究,在207Pb/204Pb对206Pb/204Pb图中,区内的铅主要分布在上地壳中,其次位于造山带与上地壳之间,说明区内铅的成矿物质来源至少有2个源,一个来源于围岩,另一个可能由区域迁移流体带入。在华力西早期,华夏板块向扬子板块俯冲的后期,受其远程影响,在上扬子东南缘发生内陆碰撞造山,在这过程中深部的保靖(湘)—铜仁(黔)深大断裂进一步活化、扭动,上覆寒武纪地层也被撕裂、破碎,为成矿流体的运移、卸载,提供了巨大的通道和空间(廖震文等,2015)。可以佐证区内铅成矿物质来源由区域迁移流体带入。

根据上述对机制专业毕业生的就业岗位、相关职业资格、所需技能与职业素养、典型工作任务与职业能力的统计及分析,三峡职院将机制专业的培养目标定位为:

3.6 成矿因素相互制约

广龙铅锌矿大地构造位于上扬子地台东南部被动边缘带与雪峰基底逆冲带过渡区。区内经历雪峰—华力西期—印支—燕山期多期次构造活动影响(贵州省地质矿产局区域地质调查大队,1992;贵州省地质矿产局,1987),而每一次构造活动对区内成岩成矿都有不同程度的影响和制约。雪峰运动后区内沉积一套台地边缘相藻灰岩丘体,该藻灰岩丘体具有Pb、Zn元素异常高背景值,为后期成矿提供Pb、Zn物源。在华力西早期,华夏板块向扬子板块俯冲的后期,受其远程影响,在上扬子东南缘发生内陆碰撞造山,在这过程中深部的保铜深大断裂进一步活化、扭动,上覆寒武纪地层也被撕裂、破碎,为成矿流体的运移、卸载,提供了巨大的通道和空间(廖震文等,2015)。印支运动后太平洋板块向印度洋板块俯冲,印度洋板块侧向挤压作用再次活化区内保靖—铜仁深大断裂。加之后期燕山、喜山运动对本区均具有强烈的影响,陆壳再次活化,形成一系列山间断陷谷地,地层褶皱、倒转、错断等形成许多断裂,在区内形成一系列构造虚脱空间,可为成矿提供容矿富矿场所。由于构造运动热能使区内成矿物质再次活化,构造运动产生的断裂为区内成矿物质的再次运移及赋存提供运移通道和储矿场所。即区内在一定的空间因素(寒武系清虚洞组)和时间因素(多期次构造活动)及沉积环境因素(台地边缘相)的多重相互制约下成矿。根据区域内铅锌矿床(点)分布与矿体的产出特征可佐证区内成矿与一定的空间因素和环境因素密切相关,据成矿物质与成矿流体来源及成矿年龄可佐证区内成矿与一定时间因素及沉积环境因素有关。

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3.7 成矿机制分析

根据区内矿石矿物特征及区域构造演化与成矿物质来源分析,区内成矿机制即为沉积成岩期的生物化学沉积作用,在贵州早寒武世龙王庙期湘黔边境上扬子地台东部和雪峰基底逆冲过渡带附近的影响,形成一条近北北东向的海相与陆相沉积界线,沉积一套台地边缘沉积相的滩相生物礁相藻灰岩丘体,该生物礁相藻灰岩丘体为藻类生物分解海水中的硫酸盐,藻类生物在该区带内繁衍至死亡,在该过程中产生生物还原硫和海水中的铅锌等元素结合成硫化物和碳酸盐,一起在有利的环境下沉淀下来形成矿源层。

沉积成岩后区内受多期次构造活动影响,在构造活动驱使下,在该区带上形成一系列构造虚脱空间。由于大气降水淋虑、渗透与地下相对饱和富含铅、锌热卤水形成对流,在对流过程中大气降水稀释地下热卤水,稀释后的热卤水不断萃取地层中Pb、Zn元素再次形成相对饱和。由于该区地处上扬子地台与华南褶皱带过渡区,与深源贯通,深源中的含矿热液沿该通道上涌,与矿源层中热卤水混合,形成高浓度含矿热卤水,在构造活动形成的虚脱空间赋存起来,在该过程中,寒武系中统敖溪组一段含钾黏土岩和寒武系下统杷榔组黏土岩刚好起到屏蔽封存作用,随着温度压力的变化,含矿热液中的Pb、Zn不断析出,并与地层中的还原硫结合,在该构造虚脱空间内富集成矿。

4 结论

(1) 区内矿体呈层状、似层状与围岩产状一致;矿石矿物组成有:黄铁矿—白云石—方铅矿—闪锌矿,黄铁矿—闪锌矿—白云石,方铅矿—黄铁矿—闪锌矿;区内矿体受区域构造、沉积相、地层岩性三者控制明显,该类型矿床含矿层位稳定,找矿标志明显,有利于控制,找矿潜力较大。

(2) 铜仁(黔)—保靖(湘)北北东向深大断裂为区内成矿过程中含矿热液提供物源通道和能量,同时控制区内台地边缘相藻灰岩丘体矿床(点)分布;寒武系清虚洞组藻灰岩层Pb、Zn元素地球化学高背景为成矿提供物源,同时该岩性质较脆,受构造活动影响易形成虚脱空间,为后期成矿提供赋矿场所。

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杨晓飞,金中国,朱尤青,陈东廷,王昊杰,王泽,潘晓仪
《矿产勘查》 2018年第03期
《矿产勘查》2018年第03期文献

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