贵州碧江广龙坡铅锌矿控矿因素及矿化富集规律

侯江萍, 张克学, 张昌成, 苏翠兰

(贵州省有色金属和核工业地质勘查局一总队,贵州 贵阳 551400)

0 引言

广龙坡铅锌矿位于NNE向的湘黔铅锌矿成矿带南段,是贵州重要铅锌矿成矿区之一。前人对广龙坡铅锌矿矿床地质特征、成矿物质来源、成矿规律等方面的研究已取得一些成果[1-12]。本文在综合前人的研究基础上,总结矿床地质特征,分析探讨构造、地层岩性、岩相等对广龙坡铅锌矿矿化富集规律的控制影响,以期为该区成矿带上同类型铅锌矿找矿预测提供参考和借鉴。

1 成矿地质背景

广龙坡铅锌矿构造位置属于江南复合造山带之铜仁复式褶皱变形区。主构造线方向为NNE向,以NNE向的长轴褶皱和穹盆构造相间发育[13]。 NEE向的断裂构造发育,规模较大,近EW向断裂分布普遍,但规模较小(图1)。

贵州东部,寒武纪都匀阶晚期(清虚洞组沉积期),自西而东,呈NNE向,分别为台地相、台地边缘相和台地前缘斜坡相的分布。

台地相:主要由白云岩、灰岩组成,常见鲕粒、粉-砂屑、层纹、斜层理、鸟眼、叠层石等构造。

台地边缘相:主要由藻丘和鲕粒-砂屑滩组成。藻丘多呈NE向的长轴状,沿台地边缘相断续分布,主要由藻黏结灰岩、藻屑灰岩和砂屑灰岩组成。鲕粒-砂屑滩相灰岩主要由亮晶鲕粒、砂屑白云岩,砂砾屑、鲕粒灰岩和亮晶藻屑灰岩组成。

台地前缘斜坡相:原地沉积的有碳质黏土岩、硅质岩、黏土岩、泥晶灰岩、钙质黏土岩等,普遍发育水平层理。另外有滑塌构造,如包卷层理、同生角砾等发育的滑塌沉积构造(图2)。

清虚洞组铅锌矿的矿化富集,与岩相有关,特别是与藻丘相的分布关系密切。

2 矿床地质特征

2.1 地层

矿区出露地层主要为寒武系下统杷榔组(∈1p)、清虚洞组(∈1q)(图3)。寒武系下统清虚洞组(∈1q)分为3段[3],其中第二段又分为3个分层,第二分层为该区铅锌矿的赋矿层位。

图1 区域地质图(据文献[12]修编)

清虚洞组第三段(∈1q3):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[14]。

清虚洞组第二段(∈1q2):

第三分层(∈1q2-3):灰色厚层层纹状白云质灰岩。厚9.90～30.74 m。见海绵状晶洞构造,多为亮晶方解石所充填, 内含藻屑及砂屑。白云质呈纹层状分布。

第二分层(∈1q2-2):厚41.36～19.54 m,为该区铅锌矿的赋矿层位。岩性为浅灰色厚层—巨厚层状藻泥晶灰岩,时见砂屑、藻屑灰岩。具质纯性脆、空隙较发育等特征。富含藻类化石,另见三叶虫碎片。见较多斑块状及斑点状成岩作用时形成的原生方解石[4]。

图2 岩相分布图

闪锌矿及部分铅锌矿赋存在该层的藻泥晶灰岩中,构成铅锌矿(化)体[14]。

第一分层(∈1q2-1):层厚55～75 m。灰色厚层豹皮状含黏土质灰岩。层理不清,时见砂屑白云化灰岩,亮晶粒屑灰岩。局部夹含白云质泥质条带薄层泥晶灰岩和藻泥晶灰岩透镜体。

清虚洞组第一段(∈1q1):灰、深灰色薄层条带状含黏土质泥晶灰岩,条带宽0.5～2 mm不等。顶部为含黏土质、白云质细晶灰岩。

寒武系下统杷榔组(∈1p):为灰色、灰绿色、黄灰色条纹状黏土质页岩,含粉砂质页岩,顶部为钙质、白云质页岩,夹黏土质、粉砂质泥晶灰岩透镜体或薄层,局部夹砂质灰岩。

图3 广龙坡铅锌矿区地质图

2.2 构造

矿区位于NNE向的卜口场向斜西翼,次级褶皱发育。次级褶皱均为平缓短轴褶皱。产状平缓,倾角多在4°～8°之间。主体为一NWW向的背斜,中部0号勘探线附近,被一NWW向的背斜所干挠。

矿区中部,有近EW向的断层F1通过,横贯整个矿区,长度约3 000 m,倾向180°,倾角85°。破碎带约10 m,由大小不一的角砾组成,岩粉胶结,局部充填方解石,为正断层。该矿体穿过矿体南部,对矿体没有产生影响。

2.3 矿体特征

矿区探明一个矿体,呈似层状,与地层整合产出。赋存于清虚洞组第二段第二分层,主要赋矿岩性为藻灰岩。矿体为隐伏矿体,地表无出露。如图4所示。矿体长1 220 m,宽100～620 m,平面形态似一上窄下宽的葫芦形。矿体厚0.90～14.78 m,矿体平均厚2.93 m。矿体以锌为主,w(Zn)0.66%～4.86%,平均值为1.62%[5],铅w(Pb)0.3%～4.94%,另外伴生银w(Ag)(7.11～19.01)×10-6,可以综合利用。

图4 7号勘探线剖面图[14]

2.4 矿石特征

区内铅锌矿的矿石矿物组成较简单,主要有用矿物为闪锌矿和方铅矿,还含有少量的黄铁矿。脉石矿物主要有方解石、白云石,少量黏土矿物等,萤石和沥青较少见。

闪锌矿:粒径0.02～1.5 mm,呈自形、半自形结构,他形结构较少见。

方铅矿:粒径一般1～4 mm,以自形立方体晶体为主。

矿石结构:除前面介绍的自形、半自形、他形结构之外图,还有包含结构:早期结晶的黄铁矿、闪锌矿等被晚期的闪锌矿、方铅矿所包含;交代残余结构:早期的黄铁矿被后期的闪锌矿交代,留下黄铁矿残余晶体,或者是方铅矿交代闪锌矿残余。

构造:矿石构造主要有主要有浸染状构造、细脉浸染状构造、花斑状构造等[14]。

a、浸染状构造

半自形、自形及他形晶粒的闪锌矿晶体大致均匀的分布于藻灰岩的亮晶方解石之中是常见的构造(图5a)。

b、花斑状构造

闪锌矿、方铅矿集合体呈斑纹、斑点状分布在海绵组构内及其边缘,形成花斑状构造,亦称镶边团块状构造,该构造亦为矿床中常见的矿石构造(图5b)。

c、细脉状浸染状构造

他形、半自形及自形的闪锌矿及方铅矿集合体沿密集或稀疏的构造裂隙充填[14](图5c)。

2.5 围岩蚀变

区内铅锌矿围岩蚀变以中低温热液矿床常发育的相似,主要有矿体中方解石化、白云石化、褪色化、黄铁矿化等较普遍,少量的重晶石化、萤石化和沥青化[5]。

3 控矿因素及矿化富集规律

3.1 构造控矿规律

(1)区带上,湘黔铅锌矿带受控于NE向的玉屏—施洞—三都深大断裂。该断裂为一条长期活动的隐伏岩石圈断裂,断裂两侧重力异常特征有较大差异。该断裂带也长期控制着两侧的沉积演化。自下江群沉积之后,两侧的沉积特点明显不同。该断裂带也是一个热液活动较为集中的地带,北段花垣—玉屏一带有铅锌、汞矿产出,南段寨—三都一带有铅锌、汞、锑等热液矿产产出[15]。

(2)矿床尺度上,构造控矿主要体现在含矿层顶面褶皱对矿化的控制,矿区主要发育NE向的背斜并被NW向的背斜所干挠。这些褶皱由于脊线起伏较大。总体上,为一NNE向的背斜,并被一NWW向的背斜呈“┝”字形斜接。矿体的分布与之对应,总体呈NNE向,NW向背斜发育附近矿体变宽(图6)。

3.2 地层、岩性控矿规律

(1)寒武系清虚洞组第二段有矿化现象,层控特点明显,矿体产出层位稳定,离开此层位,无矿化现象。

另外一个表现就是含矿层的厚度大,对矿化有利(图7)。矿区矿体主要赋存于清虚洞组第二段的第二分层,钻孔揭露的厚度为41.36～119.54 m。其中,见矿钻孔均在50 m以上,但品位较高、厚度较大的钻孔基本上分布在65～90 m这一厚度区间,不足65 m和超过90 m的钻孔,品位较低,厚度较薄。

图5 矿石构造岩心照片

(2)有利矿化岩性是藻灰岩,根据本次工作在广龙坡和杨晓飞等[16]在湖南花垣的研究,证实较纯的灰岩(白云质含量低)对矿化有利。广龙坡赋矿围岩藻灰岩以方解石为主,普遍含白云石,多在10%～30%之间,少数达40%以上。而矿石中的白云石含量均小于4%,这一点与花垣铅锌矿吻合。

3.3 岩相控矿规律

广龙坡铅锌矿大的相带控制着湘黔铅锌矿带的分布,黔东龙王庙期(清虚洞沉积期)岩相分区图(图2),自西至东,分别为开阔或局限台地相、台地边缘相(礁)、台地边缘斜坡相、广海陆棚相[17]。 从图中可以看出,湘黔铅锌矿带的分布,与台地边缘相的分布区域吻合。根据《贵州岩相古地理图集》发现局限台地相广泛见于早寒武世龙王庙期及中晚寒武世,有藻丘与鲕粒-砂屑滩两类。藻丘见于龙王庙期,沿松桃、嗅脑、铜仁三宝、三穗、粑粑寨、都匀等地,呈NE-SW向狭长带状断续分布。鲕粒-砂屑滩始于龙王庙晚期,中寒武世发育至顶峰,晚寒武世逐渐衰退,以松桃高落塘、铜仁黄家院、都匀牛场等地发育最佳。因此,广龙坡铅锌矿形成与早期寒武世岩相古地理有着十分密切的联系。

图6 顶板等高线

4 结论

(1)矿床赋存于寒武系第二统清虚洞组中,矿体呈似层状与地层整合产出。

(2)矿床的控矿因素包括构造、地层、岩性及岩相,对矿化富集规律有明显的控制作用。

(3)矿床严格受层位控制,产于碳酸盐岩中,含矿顶面褶皱对矿化控制有利,矿区内宽缓的短轴背斜是赋矿有利构造;含矿层总厚度越大,对成矿越有利,有利岩性为浅灰色厚层藻凝块灰岩,较纯的灰岩对成矿有利。台地边缘相带控制着铅锌矿带的分布。

图7 厚度等值线