湖南康家灣鉛鋅金礦控礦構造類型及演化研究

林清茶

(安徽理工大學地球與環(huán)境學院，安徽 淮南 232001)

陳建軍

(寧海縣國土資源局，浙江 寧海 315600)

構造是控制礦床形成和分布的重要地質因素。研究控礦構造不僅有利于找礦，同時也對深入、全面地研究礦床成因有著重要的作用。在礦床控礦構造的研究中，對礦床的控礦構造進行分類、分析進而建立演化模型是控礦構造研究的一個重要思路[1]。下面，筆者依照該思路對湖南康家灣鉛鋅金礦礦床的控礦構造進行分類、分析，并建立成礦構造的演化模型，為礦床的下一步找礦提供依據。

1 礦區(qū)成礦地質背景

礦區(qū)位于水口山鉛鋅礦田中東部，地表全部為白堊系及侏羅系砂巖、頁巖覆蓋，為一隱伏鉛鋅金多金屬礦礦床。礦區(qū)地層從石炭系中上統(tǒng)壺天群至第四系都有，其中二疊系的棲霞組、當沖組與侏羅系不整合的硅化質礫巖層為該區(qū)主要含礦地層。

水口山礦田分布在衡陽斷陷盆地的南緣，新化-郴州北西向深斷裂北側，是常寧-江永北東向深斷裂與水口山-臨武南北向構造帶的交匯部位，上地幔隆起區(qū)的邊緣[2]。康家灣鉛鋅礦床位于水口山礦田的中部、鹽湖復式倒轉向斜的次級構造——四丘田倒轉向斜北端、康家灣隱伏短軸倒轉背斜之上。由于受多期次構造運動作用，造成基底構造和蓋層構造的差別，同時有早期的構造復活、改造或疊加作用，但從總的來看構造較為簡單。礦區(qū)內無大的火成巖體，僅南部地表少數地區(qū)見有英安玢巖小巖體，沿斷裂帶分布，嚴格受斷裂控制，規(guī)模很小，面積僅數平方米至數十平方米，呈超覆狀，同時與侏羅系地層接觸。另據深部鉆孔揭露玄武質英安玢巖巖脈沿侏羅系地層層面侵入，厚度為0.7～57m。另外，在礦區(qū)南部的鉆孔深部打到含礦矽卡巖和角巖，推測其附近或更深部可能有隱伏巖體的存在。

2 礦體特征

C2+3-中上石炭統(tǒng)壺天群；P1q-下二疊統(tǒng)棲霞組；P1d-下二疊統(tǒng)當沖組；P2dl-上二疊統(tǒng)斗嶺組；J1g-下侏羅統(tǒng)高家田組；K1d-下白堊統(tǒng)東井組；QB-硅化角礫巖;F-斷層;Ⅰ-1-礦體編號。 圖1 康家灣礦床礦體水平投影圖及縱剖面圖

康家灣鉛鋅金礦體，主要賦存在硅化角礫巖帶中，其次是F22斷層上盤的二疊系下統(tǒng)當沖組地層中。礦體呈似層狀，少數為透鏡狀疊加產出，其厚度、品位變化很大。礦體產狀與倒轉背斜或硅化破碎帶基本一致，走向南北，東翼東傾，傾角10～35°，個別達80°；西翼西傾，傾角5～25°，頂部近水平。礦體埋深隨倒轉背斜由南向北逐漸抬起，揚起角為8°。根據鉆孔控制，主要礦體有7個，小礦體有28個(見圖1)。

3 構造控礦類型

圖2 康家灣五、六、七、八中段剖面圖

J1g1-1-下侏羅統(tǒng)高家田組下段第1層；J1g1-2-下侏羅統(tǒng)高家田組下段第2層；J1g1-3- 下侏羅統(tǒng)高家田組下段第3層；J1g2-1-下侏羅統(tǒng)高家田組中段第1層；J1g2-2-下侏羅統(tǒng)高家田組中段第2層；J1g2-3-下侏羅統(tǒng)高家田組中段第3層;Q.Bf-硅化角礫巖層;Ⅵ- 鉛鋅金礦體。 圖3 康家灣產于層間破碎帶礦體示意圖

康家灣鉛鋅金礦床受構造控制明顯，各種構造對礦床都有不同的作用。

3.1 斷裂與背斜復合控礦

康家灣鉛鋅金礦床的礦體主要分布在F22斷層下盤及康家灣倒轉背斜軸部及2翼部位，其形態(tài)及規(guī)模受上述二者嚴格控制(見圖2)?？导覟炽U鋅金礦床的主礦體的產狀與倒轉背斜幾乎一致，呈似層狀、透鏡狀。F22斷層與倒轉背斜通過控制主要的容礦巖層硅化角礫巖的形態(tài)、規(guī)模來控制礦體的形態(tài)與規(guī)模。井下觀察F22斷層附近的當沖組地層有碩大的黃鐵礦晶體較均勻的分布其中，其黃鐵礦晶體為多期次的，且是在一個流體相時期相對穩(wěn)定的環(huán)境中長期結晶作用的結果。推測F22斷層可能就是一個導礦通道。由于F22斷層上盤為二疊系上統(tǒng)斗嶺煤系和侏羅系下統(tǒng)砂頁巖、泥質粉砂巖，均為不透水或弱透水層，能起到良好的隔擋層作用，當深處含礦熱液沿著斷裂系統(tǒng)上升、自由循環(huán)而進入該區(qū)域時，礦質便選擇在構造的轉換部位和構造斜坡帶上停積、沉淀，因而主要礦體集中在F22斷層的下盤。在背斜的軸部、軸線沿走向彎曲轉折處及背斜的傾伏端，這些地區(qū)應力集中，應變強度大，有多種伴生構造產生，是成礦的有利空間，因而康家灣鉛鋅礦礦體主要分布在康家灣背斜的軸部，其形態(tài)受背斜控制明顯。

3.2 斷裂控礦

1)區(qū)域性深大斷裂(即F22)控礦 F22斷層不但與背斜復合來控制礦床主要礦體的分布、形態(tài)與規(guī)模，且F22斷層本身也是一個容礦構造(見圖3)。受東西向應力作用的F22斷層在活動過程中側向壓力強烈，在斷層走向轉換部位當巖性較脆時如當沖組硅質巖，易產生斷層破碎帶，形成良好的容礦空間。

2)次級斷裂控礦 從井下觀測，康家灣井下次級斷裂并不發(fā)育，多為逆沖斷層，斷層多緊閉，斷層走向多為北北西或北北東向，傾角多為30～80°。有些斷層被礦液充填形成脈狀礦體(見圖4)；有些斷層直接切穿礦體，這類斷層常被方解石所充填，形成方解石大脈，如Ⅰ-4礦體(見圖5)中的一方解石大脈就為一導礦斷層被后期方解石充填形成的；有些礦脈在距斷層附近發(fā)生明顯的變形、扭曲，這是由于斷層的側向壓力造成的(見圖6)。綜上所述，次級斷層對成礦的作用有限，但在局部地帶，對礦脈的形態(tài)有著重大的影響，而一些次級斷層也有可能是導礦構造。

圖4 斷層被礦液充填形成脈狀礦體 圖5 導礦斷層被后期方解石充填 圖6 由于斷層的側向壓力造成的變形、扭曲

3.3 巖溶控礦

在印支-燕山期區(qū)內巖溶作用強烈[3]，在水口山礦田內廣泛分布著古巖溶沉積體[4]，在康家灣鉛鋅金礦井下的觀測到大量的巖溶角礫及溶積巖，這說明當時礦區(qū)內巖溶廣泛發(fā)育?？导覟炽U鋅金礦床巖溶控礦主要表現在2個方面：一方面康家灣鉛鋅金礦床的古巖溶經過構造-塌陷作用形成了現在礦床的主要賦礦層——硅化角礫巖層[4]；另一方面古巖溶直接為礦液所充填形成礦體(見圖7和圖8)。

圖7 康家灣十二中段古溶洞中礦體分布素描圖 圖8 康家灣古巖溶中礦體示意圖

4 控礦構造演化

4.1 背斜及F22斷層形成

該區(qū)在印支期受區(qū)域性的NWW-SEE向區(qū)域主壓應力作用下，發(fā)生強烈陸內匯聚擠壓造山作用[5]。在礦區(qū)內形成了康家灣背斜，背斜的核部為石炭系的壺天群地層，兩翼為二疊系地層。其中二疊系的棲霞組與當沖組地層由于巖石的力學性質的差異及巖性的差異產生了層間滑動，受區(qū)域基底斷裂控制，水口山-香花嶺斷裂的側向發(fā)展影響這些層間滑動，進一步發(fā)育形成了區(qū)內最大斷裂 F22基底斷裂[4]，該斷裂為一逆斷層，斷層縱貫全區(qū)各地層，并派生一系列次一級斷層和裂隙(見圖9(a))。

4.2 古巖溶作用階段

區(qū)內中生代，尤其是早三疊世-晚侏羅世的古氣候適宜，植物茂盛[6]。加之區(qū)內印支期地殼運動頻繁而強烈，形成的康家灣背斜使地殼隆起，地層遭受風化剝蝕。而古地下水位有一個較長時期的穩(wěn)定階段，有利于背斜頂部和軸部的灰?guī)r、白云巖發(fā)育古巖溶[4]。F22逆斷層上盤的泥灰?guī)r、硅質巖、頁巖孔隙度小、透水性差是良好隔水層，這也有利于古地下水循環(huán)和古巖溶作用。因而在這個時期，區(qū)內形成了一系列的古巖溶。在背斜的軸部由于層間滑動作用裂隙發(fā)育，而且由于該處應力相對集中，加之巖性主要為白云質灰?guī)r、灰?guī)r，因而更易形成巖溶。在康家灣背斜的軸部形成了一系列溶洞，有些溶洞可能由于地下暗河存在還相互導通(見圖9(b))。

4.3 構造-巖溶塌陷作用階段

礦區(qū)在印支期未和燕山期早期受近東西向的區(qū)域性主應力，背斜發(fā)生進一步的倒轉，使背斜頂部、軸部受更加強烈的擠壓，遭受破壞。加之F22斷層的進一步發(fā)展產生的側壓力，巖溶作用在持續(xù)進行。在以上各種因素的作用下巖溶發(fā)生了穿層崩塌作用、角礫巖化等作用，在背斜軸部形成了一層角礫巖層，該角礫巖層產狀和規(guī)模受背斜控制明顯(見圖9(c))。

4.4 成礦階段

圖9 控礦構造演化圖

燕山中后期區(qū)內構造活動頻繁而且劇烈，并伴隨有巖漿的侵入。在康家灣背斜的核部有隱伏花崗巖的侵入，且區(qū)內花崗巖的侵入具有多期次性[7]?；◢弾r的侵入帶來的巨大熱量活化了各地層巖中一些元素的活性，加強了地下熱水循環(huán)，加上花崗巖漿帶來的含有成礦元素的熱液，它們共同組成了成礦熱液。這些成礦熱液沿F22斷層和各種裂隙進入角礫巖層，在成礦有利地區(qū)沉淀成礦形成了康家灣鉛鋅金礦床，之后經構造改造形成了現在的康家灣鉛鋅金礦床(見圖9(d))。

5 結論

1)康家灣控礦構造有斷層、褶皺及巖溶，今后深部找礦的方向應著重放在F22斷層下盤的巖溶角巖發(fā)育區(qū)及壺天群古巖溶區(qū)。

2)根據康家灣控礦構造的演化模型，在區(qū)內找礦應著重放在古巖溶沉積體發(fā)育地帶。

[參考文獻]

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[4] 劉清雙.“構造一塌積”作用和古巖溶作用在康家灣鉛鋅礦床成礦過程中的意義[J].地質與勘探，1986，7(22)：1-9.

[5] 王育民，朱家鰲，余瓊華.湖南鉛鋅礦地質[M].北京：地質出版社，1988.

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