秦嶺鳳太礦田鉛鋅礦成礦特征分析

代金龍

(西北大學(xué) 地質(zhì)學(xué)系，陜西 西安710069)

秦嶺地處中國(guó)華北板塊與揚(yáng)子板塊的縫合部位，西起甘肅省境內(nèi)，東段延伸至河南省西部，主體位于陜西省南部與四川省的交界處，總長(zhǎng)約1 500 km。本區(qū)蘊(yùn)藏著豐富的礦產(chǎn)資源，具有成礦規(guī)模大、礦產(chǎn)品種多、成因復(fù)雜、成礦年代跨度大等特征，是中國(guó)重要的鉛、鋅、金、汞、銻、鎳、鐵等金屬的礦產(chǎn)地。陜西秦嶺地區(qū)的鉛鋅資源十分豐富，礦床規(guī)模多以中小型為主，個(gè)別達(dá)到大型。據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，目前在陜西省秦嶺共發(fā)現(xiàn)礦點(diǎn)以上礦產(chǎn)地(含礦點(diǎn))80余處，主要分布于秦嶺南部泥盆系地層中，代表性礦床有鳳太礦集區(qū)中的鉛酮山鉛鋅礦和八方山鉛鋅礦、山柞礦集區(qū)的桐木溝鉛鋅礦和銀酮子鉛鋅礦、鎮(zhèn)旬礦集區(qū)的錫銅溝鉛鋅礦，其次分布于旬北盆地志留系地層中。

陜西鳳太地區(qū)，是指鳳縣、太白和留壩三縣交匯處，為泥盆系地層分布區(qū)域。以鳳縣和太白縣區(qū)域?yàn)橹鳎室卜Q“鳳太礦田”。鳳太礦田位于秦嶺泥盆系多金屬成礦帶的中部，大地構(gòu)造上，鳳太礦田位于秦嶺東西向構(gòu)造帶南亞帶西段。區(qū)內(nèi)己探明鉛鋅儲(chǔ)量超過(guò) 500萬(wàn) t，金儲(chǔ)量達(dá)200 t以上[6]。鳳太地區(qū)已成為我國(guó)重要的鉛鋅礦產(chǎn)基地之一。

1 成礦地質(zhì)背景

鳳太礦田位于秦嶺泥盆系多金屬成礦帶的東部地區(qū)，大地構(gòu)造位置屬秦嶺微板塊板內(nèi)北半部的構(gòu)造－裂陷沉降帶中鳳太一級(jí)拉分盆地中。礦田總體構(gòu)造為古岔河－殷家壩大型復(fù)式向斜構(gòu)造，次級(jí)褶皺較為發(fā)育，呈近EW向展布。多期次、多階段的構(gòu)造活動(dòng)十分強(qiáng)烈，與成礦有關(guān)的斷裂、褶皺、巖脈發(fā)育。[11]礦田的構(gòu)造背景對(duì)金屬成礦極為有利，既發(fā)育熱液運(yùn)移的通道，又發(fā)育有容礦構(gòu)造空間。

區(qū)內(nèi)出露地層以泥盆系為主，其次為石炭系至白堊系地層，下古生界地層有零星分布(圖1)。泥盆系地層主要為中泥盆統(tǒng)，可劃分為古道嶺組以及星紅鋪組。古道嶺組上巖段及星紅鋪組為本地區(qū)鉛鋅礦的主要含礦層位。古道嶺組上巖段主要是一套灰?guī)r地層，含炭生物灰?guī)r、硅化鐵白云巖、鐵白云質(zhì)千枚巖、中厚層結(jié)晶灰?guī)r，整體為一套碳酸鹽巖，夾少量碎屑巖沉積。下巖段為中厚層變質(zhì)石英砂巖、薄層鈣質(zhì)砂巖、砂質(zhì)灰?guī)r、鐵白云質(zhì)砂巖，夾有大理巖、灰?guī)r等夾層，為一套中粗粒碎屑巖沉積。星紅鋪組以鈣質(zhì)千枚巖為主，大致分為3個(gè)巖性段。上段為綠泥石絹云母千枚巖、綠泥石粉砂質(zhì)千枚巖;中下段為鐵白云質(zhì)千枚巖、鈣質(zhì)千枚巖、鐵白云石絹云母千枚巖，層位穩(wěn)定，為鉛鋅礦的近礦圍巖。

區(qū)內(nèi)巖漿巖活動(dòng)基本不發(fā)育，巖漿侵入活動(dòng)受控于區(qū)域性深大斷裂，巖體沿區(qū)域構(gòu)造線方向展布，僅在東南部發(fā)育有少量花崗閃長(zhǎng)巖基，東北部有少量的閃長(zhǎng)砏巖、煌斑巖、輝綠巖、花崗斑巖等小型巖脈產(chǎn)出。

2 礦體空間展布特征

鳳太礦田內(nèi)鉛鋅礦體的空間定位嚴(yán)格受中、上泥盆統(tǒng)地層控制，礦體的直接容礦為巖石為硅質(zhì)巖、硅質(zhì)灰?guī)r以及千枚巖等。礦體形態(tài)比較簡(jiǎn)單，主要呈層狀、似層狀、透鏡狀、鞍狀等，與圍巖基本整合產(chǎn)出;局部地區(qū)出現(xiàn)少量脈狀、不規(guī)則狀礦體與圍巖呈不整合或穿層關(guān)系。背斜虛脫空間為主要的賦礦空間，礦體厚大而完整，賦存了整個(gè)礦床的絕大部分礦體。[3]典型個(gè)例如八方山鉛鋅礦體，受同沉積背斜的控制，礦體賦存于背斜的鞍部，向兩翼方向迅速尖滅，而沿軸部可延伸長(zhǎng)達(dá)數(shù)千米。單個(gè)礦床往往包含大小懸殊的若干個(gè)礦體，主礦體常由1個(gè)或2個(gè)最大的礦體組成，具有較大的延長(zhǎng)與延深比值[1]。

區(qū)內(nèi)鉛鋅礦體具有明顯的側(cè)伏特征，礦體的空間定位表現(xiàn)出了規(guī)律性的側(cè)伏，在南北礦帶中礦體呈現(xiàn)出相背側(cè)伏的展布規(guī)律。

3 地層對(duì)成礦的控制

鳳太礦田鉛鋅礦床的礦體產(chǎn)出層位穩(wěn)定，主要鉛鋅礦體幾乎全部產(chǎn)在中泥盆統(tǒng)古道嶺組(含炭)灰?guī)r與上泥盆統(tǒng)星紅鋪組鐵白云質(zhì)千枚巖或鈣質(zhì)千枚巖接觸帶附近。古道嶺組上巖段中上部及星紅鋪組第三巖性段中部為含礦較少的層位，礦化程度弱，礦體規(guī)模小(見(jiàn)表1)。該成礦帶具有工業(yè)意義的礦化體基本上是同生的，因此，礦床所賦存的地層時(shí)代即為礦床形成的時(shí)代，成礦有一段較長(zhǎng)的延續(xù)時(shí)間，反映出礦床具有一定的時(shí)控性。

各層位對(duì)礦化的控制明顯地表現(xiàn)為成礦與巖性、特別是巖性的變化有關(guān)。首先，鉛鋅化對(duì)巖性有明顯的選擇性，即硅質(zhì)巖與成礦的關(guān)系極為密切。在古道嶺組與星紅鋪組接觸帶上，礦化帶常與硅質(zhì)巖伴生。凡是有礦的地段必定有硅質(zhì)巖，而無(wú)硅質(zhì)巖的地段一般無(wú)礦或礦化不好。厚層生物碎屑灰?guī)r與薄層微晶質(zhì)灰?guī)r中的礦化一般也與巖石的硅化有關(guān)。其次，是巖性的變化與成礦的關(guān)系也極為密切。含礦硅質(zhì)巖和礦化灰?guī)r均位于灰?guī)r向泥質(zhì)巖的過(guò)渡帶上，包括星紅鋪組千枚巖中的礦化，也僅發(fā)生在所夾的灰?guī)r與千枚巖的接觸處。[14]從廣義上講，中上泥盆統(tǒng)由碳酸鹽巖向泥質(zhì)巖過(guò)渡的層位是本區(qū)成礦的有利層位。

表1 鳳太礦田地層巖性表

從區(qū)域含礦地層中成礦元素本底含量低來(lái)看，地層層位控礦不具有礦源意義，而主要表現(xiàn)為時(shí)控作用。換而言之，礦化主要受中、晚泥盆世，特別是古道嶺組沉積末期發(fā)生的海底噴流作用控制。[13]同生斷裂活動(dòng)為獲得成礦物質(zhì)來(lái)源提洪了條件，還導(dǎo)致了沉積環(huán)境的變化，因而礦化主要賦存于硅質(zhì)巖產(chǎn)出的層位和巖性、巖相發(fā)生變化的層位便成為必然。

4 構(gòu)造對(duì)成礦的影響

4.1 斷裂

秦嶺泥盆系鉛鋅等多金屬成礦帶，位于華北地塊和揚(yáng)子地塊之間的秦嶺古生代陸間裂谷系內(nèi)，鳳太礦田處于彼此分割的次級(jí)斷陷盆地之中，斷陷盆地往往受同生斷裂的控制。鳳太礦田主要沿著這條同生斷裂的兩側(cè)分布。從時(shí)間上看，成礦主要發(fā)生于形成裂谷的高潮以后，即揚(yáng)子板塊向北俯沖的時(shí)期。風(fēng)太礦田位于鳳縣一山陽(yáng)斷裂南側(cè)和江口——鎮(zhèn)安——板巖鎮(zhèn)斷裂的北側(cè)，這兩條深大斷裂均為長(zhǎng)期活動(dòng)的同生斷裂，控制著泥盆紀(jì)的沉積作用。礦田內(nèi)已知的礦床和礦點(diǎn)大都沿上述同生斷裂的一側(cè)或兩側(cè)分布。同生斷裂是控制礦床分布的必要條件，因?yàn)樗鼈儾粌H是輸送成礦物質(zhì)的有利通道，而且可能還是控制次一級(jí)沉積盆地(成礦海盆)形成的主要因素。斷裂構(gòu)造整體上以近南北向橫向斷裂最為發(fā)育，組成一個(gè)斷裂密集帶，基本200～400 m左右就有一條，大致平行排列，全都垂直于層理和背斜軸，走向北東(10°～30°)，傾向北西(270° ～ 310°)，傾角 65° ～85°。[13]斷層中常充填有0.3～8 m寬的閃長(zhǎng)砏巖巖脈，斷層屬扭性斷裂，斷距1～10 m，斷層多對(duì)地層、礦體有錯(cuò)斷作用，但整體上并不影響礦體的連續(xù)性。

4.2 褶皺

礦集區(qū)同時(shí)發(fā)育褶皺構(gòu)造，主要為背斜和復(fù)式背斜，嚴(yán)格控制了本區(qū)鉛鋅礦的產(chǎn)出。前人研究認(rèn)為，背斜發(fā)育是鳳太礦田成礦最主要的構(gòu)造控礦因素。鳳太盆地泥盆紀(jì)時(shí)期屬于碰撞造山過(guò)程中的俯沖作用發(fā)生時(shí)出現(xiàn)的前陸盆地。隨后在碰撞造山期間發(fā)生較強(qiáng)烈的褶皺、壓縮作用，形成多處韌－脆性剪切帶。經(jīng)歷碰撞造山作用后，整個(gè)鳳太盆地泥盆系全面褶皺變形。鳳太地區(qū)背斜構(gòu)造與區(qū)內(nèi)所有的礦體都關(guān)系密不可分，其展布的范圍大致為礦床的范圍，它基本決定了礦體形態(tài)、規(guī)模大小和空間位置，決定了礦床分布的基本格局。本區(qū)內(nèi)主要發(fā)育八方山背斜，鳳太礦體的形態(tài)完全受八方山背斜控制。背斜剖面上多呈北翼長(zhǎng)、南翼短，不對(duì)稱的馬鞍狀，礦體隨背斜向東側(cè)伏，側(cè)伏向110°，側(cè)伏角20°其北翼向北傾，傾向 20°，傾角 70° ～ 80°;南翼向南傾，傾伏向 200°，傾角 60° ～ 70°。[8]礦集區(qū)內(nèi)較為典型的鉛硐山鉛鋅礦、八方山鉛鋅礦都直接分布于背斜鞍部及兩翼，礦體形態(tài)比較獨(dú)特，具有典型、完整的背斜控礦特征，礦體形態(tài)大致與背斜形態(tài)一致。

5 結(jié)語(yǔ)

鳳太地區(qū)鉛鋅礦均受泥盆系地層中鐵白云石千枚巖、變質(zhì)泥質(zhì)砂巖、褶皺斷裂構(gòu)造及熱流體作用控制，表現(xiàn)出層控、巖相控、構(gòu)造控3重控制現(xiàn)象。層控和巖相控?zé)o疑與原始沉積環(huán)境或沉積相有關(guān)，構(gòu)造則是同生和后期構(gòu)造活動(dòng)所致。層滑斷裂導(dǎo)致剪切帶發(fā)育，創(chuàng)造了良好的成礦場(chǎng)所。構(gòu)造、巖漿活動(dòng)為礦源層的成礦元素活化、遷移、富集成礦提供熱動(dòng)力。緊閉背斜、層滑斷裂是熱水沉積改造礦床的主要控礦構(gòu)造;構(gòu)造剪切、熱液作用對(duì)礦體的形成和定位具有重要作用。[13]上述成礦特征造成了本區(qū)鉛鋅礦空間分布呈現(xiàn)一區(qū)多帶、一帶多礦、一礦多體特點(diǎn)，礦體展布具有連續(xù)性和成群性。

風(fēng)太礦田成礦特征顯著，控制著礦田的形成與空間展布。成礦特征為找礦提供一定標(biāo)志，有助于進(jìn)一步勘探開(kāi)發(fā)工作的展開(kāi)。鳳太地區(qū)鉛鋅礦典型找礦標(biāo)志可概括為:

(1)地層標(biāo)志:中泥盆統(tǒng)頂部(炭質(zhì))灰?guī)r和上泥盆統(tǒng)底部千枚巖是該區(qū)最主要的含礦層位。

(2)巖性標(biāo)志:硅質(zhì)巖、硅化灰?guī)r和含較多微細(xì)黃鐵礦(地表已褐鐵礦化)的薄層含炭微晶灰?guī)r。

(3)構(gòu)造標(biāo)志:褶皺構(gòu)造，特別是背斜構(gòu)造是該區(qū)最主要的找礦標(biāo)志，緊閉背斜鞍部、較陡或倒轉(zhuǎn)翼是主要的成礦有利部位。

(4)礦體內(nèi)部及其附近發(fā)育的石英方解石脈、閃長(zhǎng)砏巖脈也是重要的找礦標(biāo)志。

(5)圍巖蝕變發(fā)育部位。主要有硅化、鐵白云石化、(鐵)方解石化、黃鐵礦化等。[10]

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