貴州施秉—余慶地區(qū)重晶石礦及鉛鋅礦礦床成因及成礦模式討論

齊兵德，周云龍，馬蘭蘭

（四川省核工業(yè)地質(zhì)局二八三大隊，四川 達(dá)州 635000）

1 概況

貴州施秉-余慶地區(qū)重晶石礦礦以點多規(guī)模小為特征，已發(fā)現(xiàn)礦點3處，礦化點17處，鉛鋅礦點共發(fā)現(xiàn)2處（圖1），在空間上緊靠金坑?xùn)|西大斷裂分布，特別是主斷裂與次級斷裂交匯處最為密集，說明構(gòu)造運動對重晶石礦的分布有明顯的控制作用。區(qū)內(nèi)重晶石礦石礦物為單一重晶石，乳白色、白色，潔白度高，呈板狀集合體，具塊狀構(gòu)造，有時礦脈被構(gòu)造破碎后，重晶石成碎裂狀或與粘土混雜產(chǎn)出，礦石含BaSO493.95%～99.42%，品質(zhì)較高，開發(fā)潛力較大。

區(qū)內(nèi)鉛鋅礦礦石礦物主要是方鉛礦、閃鋅礦，脈石礦物主要是方解石、白云石、重晶石，少量石英。主要屬于“方鉛礦-閃鋅礦-碳酸鹽組合”及“方鉛礦-閃鋅礦-重晶石組合”，已發(fā)現(xiàn)礦點均為小型礦點。

圖1 重晶石礦、鉛鋅礦點分布圖

本文是以1:5萬平溪幅區(qū)調(diào)所獲資料為依據(jù)，通過分析該區(qū)的地質(zhì)背景及構(gòu)造，提出了該區(qū)的重晶石及鉛鋅礦成礦模式，并分析了其找礦潛力靶區(qū)。

2 區(qū)域地質(zhì)背景

區(qū)內(nèi)出露地層主要為中元古代、新元古代和古生代地層，另有少量中生代和新生代地層出露，分別有清白口系、南華系、震旦系、寒武系、奧陶系、志留系、二疊系、白堊系、新近系以及第四系地層。清白口系主要為海相的陸源碎屑、火山-陸源碎屑巖組合；南華系早期表現(xiàn)為冰海重力流沉積，中期為一套含錳鈣質(zhì)砂頁巖的陸源近瀉湖沉積，晚期則為大陸冰蓋周緣盆地發(fā)育的冰海重力流沉積及盆地邊緣帶冰濱海冰磧巖；震旦系早期為海相碳酸鹽及碎屑巖沉積，晚期為較深-深水炭硅質(zhì)沉積組合；寒武系早期表現(xiàn)為深水碳酸鹽和碎屑巖沉積，中晚期表現(xiàn)為一套斜坡-盆地相帶灰?guī)r質(zhì)的粗屑堆積（灰?guī)r礫巖和礫質(zhì)灰?guī)r）與深水碳酸鹽沉積組合；奧陶系-志留系表現(xiàn)為淺海碳酸巖與碎屑巖組合；二疊系為濱海-淺海相陸源碎屑巖及碳酸鹽巖組合；白堊系下統(tǒng)地層缺失，只保留有上統(tǒng)地層，巖性單一，為一套紅色礫巖及鈣質(zhì)砂巖；新近系分布十分局限，僅見于施秉縣城東北下翁哨谷地內(nèi)；第四系分布廣泛，由多種成因的陸相松散堆積物組成，并以一定的厚度覆于不同時代的基巖之上。沉積環(huán)境和沉積類型多樣，有淺水臺地相、斜坡相和深水盆地相等。它們形成于不同的沉積環(huán)境、產(chǎn)出于不同的盆地類型、具有不同的沉積組合。

其中震旦系早期、寒武系、奧陶系的特殊沉積環(huán)境及建造，為重晶石的形成提供了得天獨厚的地質(zhì)條件。

圖2 1-泥質(zhì)白云巖 2-重晶石脈體

3 礦床成因類型分析

施秉-余慶地區(qū)重晶石礦含礦建造，賦礦巖石主要為婁山關(guān)組、桐梓組的白云巖、白云質(zhì)灰?guī)r、灰質(zhì)白云巖，呈中-薄層狀，質(zhì)地堅硬，脆性，在構(gòu)造應(yīng)力作用下易于破碎形成賦礦空間（圖2）；含礦圍巖蓋層多為鈣質(zhì)頁巖、砂質(zhì)頁巖以及粘土巖等，在構(gòu)造應(yīng)力作用下，產(chǎn)生塑性變形，當(dāng)成礦熱液沿斷裂帶上升運移至近地表淺部是，因其特有的性質(zhì)阻礙了礦液的散失，在成礦物質(zhì)形成過程中起到了屏蔽遮擋控制作用。據(jù)貴州工學(xué)院測試，蓋雷重晶石形成溫度似以低于200℃為主，同時包裹體中氣液比很低，一般0.05—0.10,最高0.15，絕大部分為液相，因而判斷成礦流體屬低溫?zé)嵋海瑫r對白色重晶石作了硫同位素測試，δ34S‰值23.01—28.80,顯示硫為海水沉積及蒸發(fā)巖的硫酸鹽，表明來自地層。

依上述特征，推測熱液可能主要沿鎮(zhèn)遠(yuǎn)、黃平等斷裂帶運移，于次級斷裂破碎帶和有利的巖性組合以及適宜的地球化學(xué)環(huán)境，礦質(zhì)沉淀成礦。推測區(qū)內(nèi)重晶石為低溫?zé)嵋撼涮罱淮V床。區(qū)域大量研究成果表面，凱里-都勻-銅仁一帶的鉛鋅礦形成于加里東期，少量鉛鋅礦形成于早震旦世，距今約840Ma，大致與雪峰運動相當(dāng)。對這一區(qū)域內(nèi)型相近的鉛鋅礦成因進(jìn)行分析，研究結(jié)果表明，測區(qū)鉛鋅礦主要產(chǎn)于斷層破碎帶中，嚴(yán)格受斷層控制，圍巖為震旦系陡山沱組與寒武系婁山關(guān)組，通過對閃鋅礦進(jìn)行測試，其檢測結(jié)果為，閃鋅礦包體均一溫度為180～195℃，方解石均一溫度為180～243℃。由上可見，測區(qū)鉛鋅礦應(yīng)歸屬中低溫?zé)嵋撼涮罱淮偷V床。對相鄰區(qū)域類似礦床資料收集，其分析結(jié)果顯示，鉛同位素中的μ值為9.3～9.9，平均值為9.733；ω值為38.99～41.77，平均值為40.294；其硫同位素以δ32S為主，表明蓋雷礦床以殼源鉛為主，認(rèn)為該礦床成礦熱液來源及其可能與巖漿熱液有關(guān)。

4 成礦物質(zhì)來源

通過分析，鉛鋅礦和重晶石物質(zhì)來源為，深部礦物質(zhì)流體在地殼運動的驅(qū)動下，沿深東西向大斷裂向上運移，至一定深度后可向其派生北東、北西向輸送；

鹵水熱液始于成巖壓實水以及沿東西向深大斷裂帶下滲的古海水、大氣降水，下滲途中由地?zé)嵩鰷夭自茙r中變?yōu)辂u水熱液，到了較深的部位由于熱驅(qū)動而發(fā)生對流循環(huán)，在流經(jīng)震旦系～寒武系地層中萃取等成礦物質(zhì)從而演變成為含礦鹵水熱液，并在地殼運動的驅(qū)動下，沿不整合面向盆地邊緣通道遷移；上升的深部礦物質(zhì)流體至上地殼與含礦鹵水熱液在大斷裂帶內(nèi)混合、形成高礦化度的混合鹵水熱液并繼續(xù)向上遷移；鹵水熱液中的鉛、鋅、硫酸鋇等含礦流體在圈閉構(gòu)造內(nèi)（或相對封閉的容礦層空間內(nèi)）與發(fā)生反應(yīng)而沉淀出PbS、ZnS、BaSO4等，形成閃鋅礦、方鉛礦、重晶石等硫化物聚積而成礦。

5 成礦模式

通過對金坑大斷裂鉛鋅礦和重晶石礦床地質(zhì)特征綜合分析，并結(jié)合野外調(diào)查及已有資料，從而建立了與金坑大斷裂有關(guān)的成礦模式。

由于東西向大斷裂，為一個多期次活動的斷層，其多期次的活動為后期不同成礦熱液提供了良好導(dǎo)礦通道，與之相對應(yīng)的次級北東、北西和層間破碎帶則為配礦和容礦提供了有利條件，與金坑大斷裂有關(guān)的成礦作用可分4個階段：

a.東西向斷裂活動階段:在震旦—寒武紀(jì)地層沉積后，區(qū)內(nèi)東西向斷裂活動，破壞地層原有的沉積特征，形成了導(dǎo)礦通道。

圖3 成礦模式圖

b.北東向斷裂形成階段:在上次東西向斷裂活動后，區(qū)內(nèi)北東活動，形成了多組以逆斷層為主的北東向斷裂帶，形成了配礦構(gòu)造

c.鉛鋅礦形成階段:在北東向斷裂活動后，東西向斷裂再次活動，并有富礦流體通過導(dǎo)礦構(gòu)造、配礦構(gòu)造，最終在層間破碎帶（容礦構(gòu)造）中富集成礦，形成了區(qū)域上的浪洞鉛鋅礦及柿花樹鉛鋅礦。

圖4 浪洞鉛鋅礦層序圖

圖5 似層狀鉛鋅礦與重晶石

d.重晶石形成階段:鉛鋅礦形成后，東西向斷裂再次活動，并相伴有北西、北東的次級斷裂，成礦熱液再次運移至斷層及層間破碎帶等容礦產(chǎn)所富集形成重晶石，部分鉛鋅礦在斷層再次活動時形成角礫狀（圖6），被重晶石熱液包裹（柿花樹鉛鋅礦），部分則形成上為重晶石（圖4、圖5），下為鉛鋅礦的復(fù)合礦產(chǎn)（浪洞鉛鋅礦）。

圖6 角礫狀鉛鋅礦

6 結(jié)束語

依據(jù)上述成礦模式以及區(qū)域研究資料，測區(qū)重晶石礦以及鉛鋅礦的形成主要受構(gòu)造以及地層巖性等控制。區(qū)域上金坑大斷裂以及其次生斷裂的形成，是形成地下熱液滲透、運移的良好通道，主斷裂與次級斷裂交匯處以及斷層破碎帶、層間破碎帶等形成了良好的容礦空間。北西向、北東向、北東東向扭性-扭壓性斷裂帶、脆性-過渡性剪切帶、密集構(gòu)造帶，尤其是它們與近東西向構(gòu)造的交匯處，控制了礦脈（點）的分布，如同陽洞坳、柿花樹、浪洞等礦脈（點）；節(jié)理裂隙帶、層間剝離帶、小斷裂交切部位，以及層間斷裂系統(tǒng)（層間破碎帶、層間剝離構(gòu)造帶）等，控制了礦脈的分布、形態(tài)和產(chǎn)狀。

同時測區(qū)發(fā)現(xiàn)的礦脈，賦礦巖石主要為陡山沱組、婁山關(guān)組、桐梓組的白云巖、白云質(zhì)灰?guī)r、灰質(zhì)白云巖，呈中-薄層狀，質(zhì)地堅硬，脆性，在構(gòu)造應(yīng)力作用下易于破碎形成賦礦空間；含礦圍巖蓋層多為鈣質(zhì)頁巖、砂質(zhì)頁巖以及粘土巖等，在構(gòu)造應(yīng)力作用下，產(chǎn)生塑性變形，當(dāng)成礦熱液沿斷裂帶上升運移至近地表淺部是，因其特有的性質(zhì)阻礙了礦液的散失，在成礦物質(zhì)形成過程中起到了屏蔽遮擋控制作用。

綜上，金坑大斷裂形成的通道，使得鉛鋅含礦流體（含變質(zhì)熱液、深部熱液和大氣降水）攜帶著深部來源的礦物質(zhì)，沿導(dǎo)礦-配礦構(gòu)造運移，在有利的容礦地層、構(gòu)造中匯聚，尤其是在碳酸鹽巖的斷層破碎帶、層間破碎帶空間中充填沉淀成礦；同時金坑大斷裂繼續(xù)運動過程中，先期形成的鉛鋅礦脈被破壞，同時又形成新的空間，深部的重晶石含礦流體，沿導(dǎo)礦-配礦構(gòu)造運移，在新形成的空間中充填富集沉淀成礦。