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湘西黔东汞矿带两类不同矿体的产状特征

时间:2022-02-01 百科知识 版权反馈
【摘要】:可见茶田类型的汞矿体与万山类型汞矿体产状形态有着明显的不同。看来湘黔汞矿带的成矿作用十分类似于油田形成时所具有的“生、储、盖”的地质特征。由此可见,湘西黔东汞矿床属于“受时控和层控的沉积改造矿床”矿体,具有“沉积矿床和低温热液矿床”的双重特点[2]。
湘西黔东汞矿带两类不同矿体的产状特征_追寻地质梦湖

鲍振襄

(湖南省有色地质勘查局二四五队,湖南 吉首 416007)[1]

摘 要:湘西黔东是我国最重要的汞矿成矿区。矿体主要赋存于寒武系中统敖溪组上部,按其产状形态可划分为2个类型,一为缓倾斜整合层带状的"万山类型",二为陡倾斜似脉状的"茶田类型"。它们在成矿作用方面有许多相似之处,也有不同点,反映了不同的成矿构造机理和容矿构造条件。

关键词:地质学;万山类型/茶田类型;成矿的相似性/差异性;湘黔汞矿带

湘西黔东汞矿带素以黔东“万山类型”汞矿床为代表,统称为“缓倾斜整合层带状”矿体。近年来,随着地质勘探与开采实践的不断深入,发现有不同于“万山类型”产状形态的另一种矿体,笔者称为“茶田类型”。这两类矿体在成矿作用方面有相似性,也有不同点,尤其在产状形态上完全不同。

一、区域地质概况

湘西黔东是我国最重要的一个汞矿成矿区,即武陵成矿区[1]。区内出露元古界板溪群至中奥陶统沉积岩系,白垩系仅零星分布,未发现岩浆活动和侵入。在大地构造位置上,矿带位于江南地轴西侧,北北东向凤(凰)晃(县)背斜北西翼,沿保(靖)铜(仁)深断裂东侧呈北北东向带状分布(图1)。在整个地质发展史中,以板溪群与冷家溪群之间的武陵运动及此后的燕山运动为普遍强烈。前者造就了本区构造雏形;后者使地层发生褶皱,形成区域性的北北东向构造格局,从而控制了矿带的展布。

二、茶田汞矿床地质概况

茶田汞矿床位于湘黔汞矿带中段,其南与贵州铜仁大硐喇汞矿床毗邻,是湘黔汞矿带内成矿深度最大的矿床。一般汞矿床沿地层倾向延深1~2km;而茶田汞矿床延深达5km,北西侧已深入到保(靖)铜(仁)复向斜的轴部。尤其沿延伸方向成矿具有更强烈的方向性和等距性(图2)。

区内地层走向北东,倾角5°~10°。褶皱与断裂构造均较发育[2]。其中背斜与向斜褶皱相间出现,轴向北西,成北北东向雁行排列。断裂构造以北东—北北东向的高角度张性断层为主,大部分横穿矿床。在矿床西部垂直断距可达200~300m,将地层切割成一系列的地堑和地垒(图3);东部断距仅数米至数十米。有的断层还具有北西盘相对向南西移的平移断层性质,其成生可能与褶皱同时或稍晚。

矿体赋存层位敖溪组内常被一层厚2~4m的纹层状泥质白云岩分隔,而将该层分为中下部和上部两个成矿部位;其顶板一般都有一层作为屏蔽层的厚数厘米到数米的纹层状(或含碳炭泥质)白云岩存在。主要矿体沿背斜轴部(少数为向斜轴部)成北西向延伸,次要矿体均产于北西向倾伏背斜中。

图1 湘西黔东汞矿带区域地质略图(据贵州综合第一地质队,1977)

1.第四系;2.第三系;3.白垩系;4.寒武系;5.震旦系;6.元古界;

7.辉绿岩;8.不整合;9.深断层;10.背斜轴;11.向斜轴;12.汞矿床

图2 茶田汞矿床地质略图

1.寒武系:∈2h.花桥组;∈2a.熬溪组;2.背斜轴;3.断层;4.矿体

图3 茶田汞矿床地质剖面图(据湖南地质局四〇五队,1983)

1.清虚洞组;2.敖溪组;3.花桥队组;4.汞矿体;5.断层

该矿床湖南省地质局四〇五队曾一度认为属于万山类型低温热液成因的层带状矿床,矿体呈似层状、透镜状与围岩整合产出。但经生产坑道揭露,面目全非[3]。可见茶田类型的汞矿体与万山类型汞矿体产状形态有着明显的不同。

下面拟对万山类型和茶田类型矿床的相似点和不同点进行对比。

三、万山类型和茶田类型汞矿床成矿的相似性

万山类型汞矿床主要分布于矿带南段,包括酒店塘、万山和大硐喇矿床的大部分矿体;茶田类型汞矿床主要分布于矿带中段[4],包括牛豆坪,茶田(茶树喇)、白岩壁和大硐喇矿床的一部分。其成矿作用具有以下相似之处(表1)。

表1 万山类型与茶田类型汞矿床(体)产状形态异同对比表

(1)矿体均产于中寒武统敖溪组上部,相邻矿体在岩性柱状剖面上可以进行对比。其成矿层位具有区域性。含矿岩石主要为深灰色薄层细晶—粉晶纹层状白云岩。该类岩石质地较纯,性脆,具波状层理(纹),易破碎,有利于矿液的渗透和停积。在成矿作用过程中,其上覆有塑性较强的中厚层纹层状泥晶白云岩夹黑色页岩时,对成矿十分有利;而成矿的多层性也就在这种岩石 构造条件下发生的。这类具有一定层位和部位的层控汞矿床的形成,显然与含矿地层的岩性及其岩石组合有关。

(2)矿床均与一定的相带有关。根据沉积相标志分析,敖溪组上部岩层属于局限性陆棚相沉积(下伏地层为盆地相),成矿作用发生于封闭—半封闭的地质环境。近矿围岩岩石较完整,裂隙不发育,脉石少见(容积率小于3%),往往含碳泥质、沥青质或线理状黄铁矿。该类富含有机质的岩石,在沉积成岩过程中,对汞有着强烈的吸附作用,形成局部初始汞丰度高的岩层,即矿源层(当然文内所指的矿源层决不仅限于此类岩石,而是整个敖溪组)。所以从某种意义上来说,其一是湘西黔东汞矿带成矿物质与含矿地层有其一致性;其二是该类岩石在后期地质作用过程中,能起着阻止矿液向上逸散的屏蔽作用,从而促使矿液在下伏岩层裂隙内大量聚集形成矿床。看来湘黔汞矿带的成矿作用十分类似于油田形成时所具有的“生、储、盖”的地质特征。

图4 酒店塘汞矿床矿体与构造的关系

1.∈2a2-5层矿体;2.∈2a2-6层矿体;3.∈2a2-7层矿体出露线;4.背斜轴;5.向斜轴;6.断层

(3)矿带延伸方向为北北东向,与同向的保(靖)铜(仁)深断裂展布方向一致;而矿床则多赋存于轴向北西西的横跨褶皱[5]构造之岩层产状较陡的南东翼,矿化总的延伸方向与地层是一致的、随机的。矿体成群成组跳跃出现,具有强烈的成矿方向性和一定的等距性,无论水平方向还是垂直方向,矿体均表现出与构造的相应性和对称性。这是由于北西西向的横跨褶皱构造之次级倾伏背斜、短轴背斜成群成组出现,并一致向西倾没,而在向斜构造部位一般出现无矿间隔所致(图4)。总之,从矿带的展布,到矿体的就位,甚至形态、规模、富集程度等都受到构造类型及其强度的控制。由此可见,湘西黔东汞矿床属于“受时控和层控的沉积改造矿床”矿体,具有“沉积矿床和低温热液矿床”的双重特点[2]。在多种多样的改造成矿地质作用中,构造因素是主要的。

四、茶田类型和万山类型汞矿床的差异性

(1)茶田类型汞矿体的局部控矿构造,主要为成组成带出现的北西西向和部分北北东向的层内陡倾斜(倾角60°~80°)断层构造。在这类控矿构造作用下,以形成角砾岩化蚀变带为其主要容矿构造和含矿岩石。这是一种由于构造断裂作用,促使围岩破碎成大小不一、形状不同的“角砾”,再经含矿溶液胶结而成的特殊地质体,其中所形成的矿体则呈陡倾斜的“似脉状”,与地层交错产出(图5),与围岩无明显界线。这是茶田类型汞矿体的主要产状形态。其次,局部地段虽可见到与地层大体呈整合产出的透镜状或囊状矿体,然而,矿体边部仍明显地分支为“似脉状”矿体,故其实质仍为“似脉状”矿体在构造复合部位发生膨胀所致。万山类型的汞矿床,其局部控矿构造主要是成群成带出现的轴向北西西的褶皱构造,包括平缓的波状褶曲、短轴背斜和岩层横向与纵向的挠曲构造及断裂构造,以及与层理(面)平行或略为斜交的剥离构造为其主要容矿构造。在这类控矿构造作用下形成的矿体产状与地层基本一致,呈似层状、伸长透镜状等(图6),此为“标准”的万山类型汞矿体的产状形态,正是在这一根本点上,茶田类型的汞矿体不具有万山类型汞矿体的“标型”特征。

图5 茶田汞矿床矿体地质剖面图

图6 贵州万山汞矿床矿体产出形态剖面图(据贵州冶勘一队资料修改,1975)

1.中寒武统花桥组泥晶白云岩、泥晶灰岩;2.中寒武统敖溪组上段细晶—粉晶白云岩;3.中寒武统敖溪组下段碎屑灰岩、黑色页岩;4.含石英(细脉)的白云石脉带;5.含矿体、矿体

(2)茶田汞矿床似脉状矿体,一般规模较小,单个矿体长度为20~40m,大者达80m,小者仅数米,厚0.2~1.2m,倾斜延伸5~10m,个别达15m。在成矿过程中,当构造角砾化带成组发育时,可形成较密集的“矿脉群”。一般来说,似脉状矿脉间的间隔大小不等,大者十余米,小者数十厘米。脉体变化大,连续性差,尖灭侧现与再现频繁。但矿脉在容矿地层内仍能沿一定成矿部位延深,且在广大的延深空间内成矿部位基本保持不变,故当其成矿作用深入到保 铜复向斜的轴部构造时,仍然有大型矿床出现。这是茶田类型矿床在成矿作用方面的一个重要地质特征。万山类型汞矿体,一般宽40~60m,长(延深)60~135m,厚数米到十余米,甚至20余米。矿体与围岩界线比较明显,矿层间隔近于等距离。当北西西向背斜成群成组出现时,矿体亦相应地成群成组出现。在水平方向,矿体尖灭再现或侧现;在垂直方向,则随着成矿部位由浅部向深部逐渐升高,矿体亦随之消失。

(3)从成矿构造的发展程度、矿化蚀变类型、矿物共生组合和脉石矿物演化特点来看,不同的成矿阶段都是在一个连续的构造 成矿作用过程中完成的,但万山类型汞矿床,是在以微石英岩化和饱和型梳状石英脉为代表的早期主要成矿阶段完成的;茶田类型汞矿床,则是在以角砾状白云石脉、寄生型晶洞晶簇石英为代表的后期重要成矿阶段完成的[6]。前者形成于横跨褶皱早期,在塑性变形伴有剥离构造阶段,矿石沉积于顺层和缓切层理,但在未切穿层面的缓倾斜层间剥离构造内,以形成整合层带状矿石构造类型为主;后者形成于横跨褶皱产生大量角砾化破碎带之脆性变形阶段,矿石沉积于切穿层理的陡倾斜角砾化白云石化破碎带内,以角砾状矿石类型为主(图7)。由于两者成矿构造形成机理不同,故矿体及矿石类型亦不同。

图7 矿石构造及矿化类型图

A1、A2.微石英岩及梳状石英脉整合型;B1、B2.角砾化白云石化破碎带型;

1.薄层层纹状细晶白云岩;2.中厚层层纹状块状白云岩;3.含矿微石英岩;4.梳状石英脉;

5.白云石脉充填胶结的陡倾斜破碎带;6.断层

(4)虽然矿体近矿围岩蚀变一般都具有环带状分布特点,但万山类型汞矿体核心为硅化(微石英岩),向外渐次为白云石化、方解石化及重晶石化,矿石类型以含辰砂带状石英脉最为典型,成矿物质运移现象比较明显。化学分析结果(%)平均含Hg1.80、Sb0.0099、Zn0.029、Se0.0075、S1.055、Si O271.70、Ca O11.72、Mg O8.39、Fe2O31.62、Al2O30.37,合计96.70%。茶田类型汞矿体近矿围岩蚀变核心为角砾化白云石化(伴有硅化),向外渐次为分布范围有限的白云石化和方解石化,成矿似乎更具有“侧分泌”作用的特征。

(5)万山类型汞矿体内,辰砂一般不与闪锌矿共生(即汞与锌相互排斥),属单一汞矿体,仅有时在富矿部位见到少量汞锑矿石。但是,随着矿液组分和溶度积的改变,矿床深部出现了锌取代汞的成矿趋向。茶田类型汞矿体,闪锌矿与辰砂的共生关系密切,一般在汞矿体的外围常有汞锌共生矿带存在。汞锌无论在成因联系上还是在空间分布关系上都较密切,这可能与矿带向北北东方向和其平行展布的湘西黔东铅锌矿带发生成因上的联系有关。

根据上述可以看出,万山类型汞矿床与茶田类型汞矿床尽管在成矿作用方向上,有着许多重要的相似之处,也都是湘黔汞矿带重要汞矿类型,但是,两者的矿体却有着完全不同的产状形态(故不能采用同一种勘探方法和手段)。它们反映了不同的成矿构造机理和容矿构造条件,在近矿围岩蚀变、矿石类型和汞锌成矿联系方面也大不相同。因此,必须把茶田类型汞矿体从万山类型汞矿体中划分出来。鉴于此,笔者将湘黔汞矿带主要汞矿体划分为两种产状类型,即缓倾斜整合层带状石英脉微石英岩类型(简称缓倾斜层带状类型)或称万山类型,层内陡倾斜角砾化白云石化似脉状类型(简称层内陡倾斜似脉状类型)或称茶田类型。

在成文过程中参考了湖南省地质矿产局四〇五队有关茶田汞矿床的部分地质资料,并承蒙湖南凤凰汞矿江志贤工程师和本队鲍珏敏、向中文工程师的热忱协助,在此一并致谢。

参考文献

[1]《汞矿地质与普查勘探》编写组.汞矿地质与普查勘探[M].北京:地质出版社,1978.

[2]周德忠,毛建全,杨国祯.贵州省汞矿构造域与汞矿带的划分[J].矿床地质,1982,1(1):43-50.

[1]文章来源:《矿床地质》,1985年第4期。作者简介:鲍振襄(1933—),男,湖北襄阳人,高级工程师,从事金属矿床找矿勘探、综合研究。

[2]湖南省地质局四〇五队1973年资料.

[3] 江志贤.茶田汞矿床矿体赋存特征及生产勘探方法的探讨,1981.

[4] 湘黔汞矿带北段一般为小型矿床,主要受层内波状褶曲构造控制,不在讨论之列.

[5] 本文所称的横跨褶皱有的文献称为“半背斜”或“边幕式褶皱”.

[6] 杜善乐.黔东湘西汞矿地质构造、矿床矿化特征的成矿规律与成因,1976.

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