貴州獨山箱狀背斜銻礦成因

夷仁康

（云南和坤礦業(yè)有限公司，昆明 650000）

貴州獨山箱狀背斜銻礦成因

夷仁康

（云南和坤礦業(yè)有限公司，昆明 650000）

貴州獨山箱狀背斜銻礦（獨山銻礦田）位于揚子準地臺向華南褶皺帶逐步過渡地帶，揚子準地臺黔南臺陷貴定南北向構造變形區(qū)東部，黔南坳陷帶的獨山箱狀背斜核部南段近傾伏端。在該銻礦田中，共有二十二個礦床（點），其中大型礦床一個、中型二個。尤以半坡大型銻礦礦床礦量集中，礦質優(yōu)良而聞名全國。礦體有半坡、蕊燃溝陡傾斜大脈和甲拜、巴年層狀、似層狀“整合型”兩種產(chǎn)出類型。

銻礦；背斜；成因；獨山

1 獨山箱狀背斜特征

獨山箱狀背斜北起都勻王司，南至獨山三棒。長70km，寬約20km，總體呈近南北向展布。背斜核部地層產(chǎn)狀平緩，一般10°左右。向翼部傾角逐漸變陡。兩翼傾角不對稱：西翼約20°左右；東翼40～60°。背斜南段大草山以南，背斜軸明顯逐漸向南南西傾伏，地層也由D1逐漸為D2、D3甚至石炭系等較新的地層。

在箱狀背斜核部，發(fā)育有二級背斜，自東向西、由北到南，依次分布有大河背斜、巴年背斜、巴崗背斜、甲拜背斜、大石橋背斜等，均呈北北東向。其中大石橋背斜呈弧形彎曲。這些背斜的一個共同的重要特點是幅寬?。〝?shù)百至1km左右），延伸長（1～20km），此特征靠近東翼尤其明顯。除二級背斜外，大背斜尚發(fā)育少量的三級背斜，呈北西西或北西向，一般長僅400～500m，幅寬10～100m余，此等褶皺以下丹林背斜為代表。

2 斷裂特征

斷裂發(fā)育為本區(qū)域構造一大特點，而這特點與所處的大地構造單元位置有關。箱狀背斜分別為東翼的爛土斷層和西翼的獨山斷層所夾持。前者傾向東、后者傾向西，傾角60°左右，均為正斷層，走向北北東，最大斷距1km多，規(guī)模大，延伸遠，為區(qū)域性的一級斷裂。此兩斷裂為多次活動的斷裂，屬松桃—獨山大斷裂南段組成部分，控制著內(nèi)生礦床的分布，在銻礦成礦作用中，起著礦液通道作用。

箱狀背斜中，呈北北東向的斷裂組尚有馬場斷裂、敖寨斷裂、巴蒿斷裂、大石橋斷裂、格老斷裂、楊家寨斷裂等。這些斷裂主要分布于箱狀背斜中北部、規(guī)模較小，級別較低（Ⅱ～Ⅳ級），多數(shù)屬縱張性質。自中部紫林山以南，大致等距排列紫林山斷裂、蕊燃溝斷裂、河溝斷裂、銀坡斷裂、獨坡斷裂等北西西向的Ⅱ級斷裂，此斷裂系應屬箱狀背斜配套的橫張斷裂，同時可能與大背斜南段向南傾伏產(chǎn)生的拗折作用有關。多數(shù)研究者認為，這些Ⅱ級斷裂中有的在成礦作用中起著配礦構造作用。箱狀背斜中的Ⅲ級斷裂最重要的有北北西向的半坡—巴年斷裂組及北東東向的芯燃溝斷裂組，此兩者為箱狀背斜中的“X”型扭性斷裂，經(jīng)多次活動后其力學性質也累經(jīng)改變而復雜化。此兩斷裂組在成礦活動作用中成為容礦構造。著名的半坡礦床和蕊燃溝礦床，其主要礦體均賦存于此兩組斷裂中。

3 區(qū)域地層特征

區(qū)域出露的地層自寒武系至石炭系，其中缺失奧陶系上統(tǒng)及志留系上統(tǒng)及中統(tǒng)之一部。以泥盆系發(fā)育最完全。

寒武系僅見其上統(tǒng)三都組分布于大河背斜北端，為臺地邊緣淺灘相的頁巖夾泥灰?guī)r沉積。

奧陶系分布于東北部大河背斜中，以下統(tǒng)的鍋塘組和同高組為主，中統(tǒng)十字鋪分布極為零星。整個奧陶系屬臺地邊緣相沉積，以碎屑巖沉積為主夾少量碳酸鹽巖。該系全厚700m左右，整合于寒武系三都組之上。

志留系分布于箱狀背斜的中東部地區(qū)，為中～下志留統(tǒng)翁項群，為海灣淺水碎屑巖沉積，厚＞450m，假整合接觸于奧陶系之上。蕊燃溝礦床的礦脈即以下翁項群中砂質白云巖、泥質砂巖、粉砂巖為圍巖。

泥盆系在本區(qū)域發(fā)育最完全，分布于箱狀背斜核部的大片地區(qū)。均屬臺地相沉積。其中：下泥盆統(tǒng)為近濱沙灘相的砂頁巖建造；中泥盆統(tǒng)以淺海相碳酸巖及碎屑巖建造為主；上泥盆統(tǒng)，屬潮上瀉湖和半封閉瀉湖碳酸鹽巖建造。全系厚大于2 500m，假整合于志留系之上。泥盆系為獨山銻礦帶中最重要的賦礦層位，該礦帶中百分之八十以上的礦床，礦點均在泥盆系中。著名的半坡礦床即以下泥盆統(tǒng)的丹林群為賦礦圍巖。甲拜、巴年礦床的圍巖為中泥盆統(tǒng)獨山組宋家橋上段的石英砂巖和碳酸鹽巖。

石炭系：分布于箱狀背斜兩翼，主要為下統(tǒng)的巖關組和大塘組，屬臺地相，為碳酸鹽巖及硅質巖夾砂頁巖建造，厚＞300m，整合于泥盆系之上。

4 圍巖地層特征

4.1 陡傾斜大脈（半坡）圍巖地層特征

1）中～下志留統(tǒng)下翁項群（S1-2）：為淺海相碳酸巖及粘土巖沉積，主要為灰-深灰色灰?guī)r、泥灰?guī)r、砂質頁巖及頁巖等，厚100~300m( 蕊燃溝礦床)。

2）下泥盆統(tǒng)丹林群（D1dl）:上部為灰色厚層石英砂巖，局部含深色泥巖或燧石成分的礫石，夾深灰色薄層泥質砂巖或砂質頁巖；中部為淺灰致密狀石英巖，夾灰綠色含泥石英砂巖及深灰色砂質頁巖；下部為淺灰色厚層中粒石英砂巖夾砂質泥巖，含礫或角礫。厚度＞500m. 丹林群在半坡一帶為濱海小沉積洼地，其北、東、南三面該群僅厚200~300m，而在半坡該群陡增至500m以上。該群含銻普遍較高，為半坡銻礦主要賦礦圍巖（半坡銻礦）。

4.2 層狀、似層狀“整合型”（ 甲拜、 巴年） 圍巖地層特征圍巖地層為中泥盆統(tǒng)獨山組宋家橋段（D2d2）分下亞段和上亞段，其巖性特征如下：

第一分層：簡稱“一灰”，灰色中厚層狀灰?guī)r，頂?shù)撞烤鶠樯罨摇诨疑印泻衲噘|灰?guī)r、泥灰?guī)r夾少量炭質頁巖，部分地段頂部可見2～3m左右的層間破碎帶。厚50～70m。

第二分層：簡稱“一砂”，淺灰、褐黃色中細粒中厚層石英砂巖夾薄層鈣質、泥質粉砂巖，頂可見3m左右的層間破碎帶，此層為巴年礦段主要含礦層之一。厚30～50m。

第三分層：簡稱“二灰”。為淺灰色中厚層狀灰?guī)r夾灰黑色薄層泥質灰?guī)r、泥灰?guī)r，生物灰?guī)r。底部不時見0～3m厚的層間破碎帶。此層為巴年礦段含礦層之一。厚20～40m。

第四分層：簡稱“二砂”。為灰色中厚～厚層狀細～中粒石英砂巖夾深灰色薄層泥質砂巖。底部為數(shù)米厚的深灰色薄層泥質粉砂巖，厚20～50m。

第五分層：簡稱“三灰”。上部灰色中～薄層狀生物碎屑泥質灰?guī)r，底部見厚2～6m層間破碎帶，為上王屯礦段重要含礦層之一。

第六分層：簡稱“三砂”。為深灰色中厚層狀石英砂巖夾鈣質、泥質粉砂巖，厚10～30m，一般10m左右。

第七分層：簡稱“四灰”。上部為生物碎屑灰?guī)r、泥質灰?guī)r，含大量苔蘚蟲、層孔蟲、珊瑚和部份腕足類。中部有十余米厚的頁巖，底部為白云巖、白云質灰?guī)r，其中常見3～5m厚的層間破碎帶，為上王屯礦段中重要含礦層之一。厚100～125m。

獨山組雞窩寨段（D1d3）：出露不全，僅就所見，暫分兩層。第一分層（）：為灰、暗灰、黃灰色生物泥灰?guī)r、鈣質泥巖、頁巖、砂質頁巖等互層。底部為細砂巖、瘤狀灰?guī)r，地貌上為大面積緩坡。厚120~170m。第二分層（）：底部灰色中厚層狀生物泥灰?guī)r，向上為灰～深灰色中～厚層狀致密灰?guī)r，白云質灰?guī)r，偶見含燧石結核，厚＞100m，未見頂。

從上所述的地層巖性中可見，宋家橋上亞段之所以成為該區(qū)中的賦礦層位，它由一系列厚度適宜的碎屑巖與碳酸巖相間組成。受力后，不同巖石的物理性質導致其接觸界面附近產(chǎn)生相對滑移，形成層間破碎帶，從而成為甲拜、 巴年銻礦良好的賦礦空間。

5 礦體特征

1）半坡銻礦體呈陡傾斜大脈切層產(chǎn)于半坡斷裂破碎帶中，礦脈走向長 1 200m, 沿傾向延深 500～600m仍有礦化。礦厚0.26~23.31m，平均品位4.83%。

2）甲拜、 巴年“整合型”礦體，其主要產(chǎn)出層位為宋家橋上亞段的“一灰”、“一砂”、“二灰”、“三灰”、“四灰”等五個巖性段中，礦體的形態(tài)和產(chǎn)狀嚴格受背斜軸部層間破碎帶的控制。長軸與背斜軸向基本一致，總體傾向南西，傾角 10°~20°，似層狀整合產(chǎn)出，隨層間破碎帶向背斜翼部變薄尖滅而尖滅。在同一鉛垂線上少見礦體疊加出現(xiàn)，而由北向南，隨著含礦層位的更新，礦體賦存部位也逐漸升高，如雁列狀。此“整合型”類礦體或含礦體共圈定三個，一般長200~400m，寬150~220m，厚1.3~1.4m。該類型為甲拜、 巴年礦區(qū)的主要礦床類型，以往的開采90%以上都在本類型中。

6 蝕變

礦區(qū)蝕變簡單，主要有硅化、碳酸鹽化、黃鐵礦化。以前兩者為主。

硅化：表現(xiàn)形式主要是石英以他形微粒狀產(chǎn)于細微裂隙或微層理中，呈細脈狀，有二期，晚期的細脈、網(wǎng)脈石英與銻礦化關系密切，為主要近礦圍巖蝕度。

碳酸鹽化：為礦區(qū)最普遍、最廣泛的圍巖蝕變，呈粗脈狀、網(wǎng)脈狀、不規(guī)則塊狀、晶洞，角礫膠結物等多種形態(tài)產(chǎn)出。有早、中、晚三期方解石，其中以中期表現(xiàn)最強烈，而且與輝銻礦密切。

黃鐵礦化：多呈微～細晶浸染狀不均勻分布，局部可富集成硫鐵礦。黃鐵礦與輝銻礦具共生關系，但可能存在分帶現(xiàn)象。

半坡銻礦硅化較碳酸鹽化強烈；甲拜、 巴年“整合型”銻礦碳酸鹽化較硅化強烈。

7 巖石地球化學特征

7.1 Sb、Hg、As在地層中的分配

據(jù)在礦區(qū)及附近各地層中取樣分析結果列表如下（表1）

表1 礦區(qū)各地層Sb、Hg、As 元素分配表

從表看出，礦區(qū)中成礦元素Sb是地殼豐度（據(jù)黎彤）的12.1～149.5倍，尤以宋家橋段最為突出。據(jù)此推測，礦源可能主要來自地層中，經(jīng)過淬取分選再沉積而形成礦體。其次，從表中可看出 Hg、As與 Sb大致成正相關、關系密切，說明其化學行為極為相近。

7.2 Sb、Hg、As在各類巖石中的分配

從表2可看出：①Sb、Hg、As在構造巖類顯著富集，說明構造活動對成礦元素具有改造、再分配的富集作用；②表中其它巖石中Sb、Hg、As含量石英砂巖＞泥灰?guī)r＞灰?guī)r＞泥巖、頁巖，說明元素的富集對巖性具有明顯的選擇性。

表2 Sb、Hg、As三元素在礦區(qū)各類巖石中的分配表

圖1 Sb、As在背斜中含量變化曲線

表3 Sb、Hg、As在各主要斷裂中的含量變化表

表4 斷層與圍巖元素含量的比較表

8 構造地球化學特征

8.1 Sb、As在背斜中的分布

垂直巴年背斜測試地球化學剖面，結果Sb、As在背斜中含量變化曲線如圖（圖1）。從圖中可見Sb、As、Sb、As（10-6）在背斜軸部形成高突寬緩的曲線鞍部，至翼部則含量急劇降低。說明在擠壓力的作用下不同褶皺部位的應力差異促使元素發(fā)生遷移和重新分配，也說明背斜軸部有利于尋找巴年式礦床的原因于此。

8.2 Sb、Hg、As在斷裂中的分配

礦區(qū)中Sb、Hg、As在各主要斷裂中的含量變化如下表（表3）

從表3可看出：①斷層方向、力學性質、規(guī)模等影響及元素的分配，在北北西組斷裂，成礦元素含量普遍高，也指示了斷裂的含礦性；②斷裂上Sb、Hg、As原生暈異常極為明顯，沿斷層走向單向伸長呈帶狀，規(guī)模大、強度高，且主要發(fā)育于上盤邊緣，下盤則急劇下降；③斷層帶中成礦元素含量較圍巖高，指示了斷裂在成礦作用中對元素起著分配、改造、聚集作用。斷層與圍巖元素含量的比較見表4。

8.3 Sb、Hg、As元素在層間破碎帶中的分配

從表5可見：①在層間破碎帶中成礦元素普遍高于各地層中的圍巖，甚至斷層，說明層間破碎帶在成礦中聚集和改造作用極為明顯，甚至比斷層更為重要；②元素聚集作用在背斜的不同部位出現(xiàn)不同程度的變異，沿背斜軸向一般含量高而穩(wěn)定，垂直軸向常出現(xiàn)跳躍變化；③雖同是層間破碎帶，但各層成礦元素的豐度卻不盡相同，其原因，與各層的巖性有關。

9 礦床地球化學異常特征

9.1 次生暈異常特征

1）礦區(qū)普遍存在中～強濃度大規(guī)模的Sb、As（＞50×10-6）異常和汞異常，但各元素高值區(qū)分離；

2）異常形狀主要呈片狀或港灣狀；

3）Sb、As異常往往包圍Hg 異常；

4）Sb常具明顯濃集中心。在Sb、As組合濃集中心之下，常見銻礦體或礦化體。

9.2 原生暈異常特征

1）原生暈無論在垂直礦體厚度上，或平行礦體方向上均呈現(xiàn)明顯分帶特征。垂直礦體方向上，由近及遠原生暈相對富集的序次為：Hg-Sb-As；平行礦體厚度方向上，原生暈范圍由寬而窄的排列次序為Sb-Hg-As。

2）原生暈的形態(tài)體現(xiàn)了礦化類型：斷裂型原生暈則沿斷裂呈線型分布；整合型原生暈則呈片狀，帶狀沿層分布。

3）原生暈的濃度分帶可指示與礦體的遠近關系。（Sb＞88×10-6）緊裹礦體；中帶 Sb（ 44~88）× 10-6）一般可圈出礦化范圍；外帶，Sb （22~44）×10-6遠離礦體。As暈亦大致如此。Hg暈與礦體關系不太明顯，但局部高值區(qū)仍可與礦體相對應。

表5 Sb、Hg、As元素在層間破碎帶中的含量表

10 成因探討

貴州省獨山箱狀背斜銻礦（獨山銻礦田），脈狀銻礦礦床和層狀、似層狀“整合型”銻礦礦床位于同一背斜核部古地理坳陷帶內(nèi)，受深大斷裂、次級斷裂、圍巖巖性、褶皺低應力中心等同一成礦構造控制，有相同的地球動力學系統(tǒng)。其礦質來源自近礦的高背景值陸緣海相富水透水的碎屑巖；其水源屬大氣降水滲流循環(huán)水；深大斷裂構造熱驅動。屬典型的構造熱驅動大氣降水對流循環(huán)熱液礦床。

Genesis of Sb Deposits in the Dushan Box Anticline, Guizhou

YI Ren-kang
(Hekun M ining Co. Led., Kunming 650000)

The Dushan Sb ore field occurs in the Dushan box anticline which lies between the Yangtze metaplatform and the South China fold belt. The Sb ore field consists of 22 Sb deposits and ore occurrences including 1 large and 2 middle deposits which are divided into 2 types such as vain type and stratoid type. This paper has a discussion on their genesis.

Sb deposit; box anticline; genesis; Dushan

P619.66

A

1006-0995（2014）01-0078-05

10.3969/j.issn.1006-0995.2014.01.018

2013-09-22

夷仁康（1963-），男，四川大邑縣人，工程師，從事礦床地質研究