貴州銅仁松桃涼水井礦床地質(zhì)特征

劉 東，龍中伏

（貴州省有色金屬和核工業(yè)地質(zhì)勘查局核資源地質(zhì)調(diào)查院，貴州 貴陽 550005）

貴州省屬濱太平洋成礦域（Ⅰ-3）之揚(yáng)子陸塊成礦省（Ⅱ-9）[1]，境內(nèi)銅仁松桃地區(qū)處于黔中～湘西北成礦遠(yuǎn)景帶（Ⅲ-36）之松桃-甕安碳硅泥巖型、磷塊巖型鈾成礦遠(yuǎn)景帶（Ⅳ-2）上[2]；該成礦帶位于松桃—銅仁～三穗～余慶～甕安一線呈NE向展布，在成礦帶NE端以產(chǎn)出淺成低溫?zé)嵋海ㄌ脊枘鄮r型）型礦（化）點(diǎn)為主，其間在銅仁壩黃附近有磷塊巖型礦床產(chǎn)出，在成礦帶SW端以磷塊巖型鈾礦為主；該成礦帶內(nèi)可進(jìn)一步劃分為大坪—普覺碳硅泥巖型鈾成礦帶（Ⅴ-1）、石阡～甕安碳硅泥巖型、磷塊巖型鈾成礦帶（Ⅴ-2）、岑鞏～三穗碳硅泥巖型鈾成礦帶（Ⅴ-3）3個5級成礦帶；研究區(qū)處于Ⅴ-1成礦帶內(nèi)，帶內(nèi)有干上坳、涼水井、笑天龍、上寨等鈾礦（化）點(diǎn)產(chǎn)出，處在非常有利的成礦區(qū)帶上，找礦潛力大。

貴州銅仁地區(qū)礦產(chǎn)資源豐富，已探明具有開發(fā)價值的礦產(chǎn)資源有錳礦、釩礦、磷礦、鉛鋅礦、大理石、石煤、石英砂等20余種，其中錳礦儲量9000多萬噸，其質(zhì)優(yōu)量大居全國第三位，占全國總儲量的10%，探明鉛鋅礦金屬儲量12萬噸，石煤儲量2億噸，磷礦儲量1000萬噸，石灰石儲量1.2億噸。部分學(xué)者對區(qū)內(nèi)錳、鉛鋅等礦產(chǎn)的礦床成因、成礦規(guī)律、找礦預(yù)測、控礦因素等進(jìn)行了詳細(xì)研究，但針對該礦床的研究甚少，控礦因素及找礦標(biāo)志不清。本文在對前人研究成果的收集、整理、分析、總結(jié)的基礎(chǔ)上，通過分析涼水井礦床地質(zhì)特征，總結(jié)控礦因素及找礦標(biāo)志，為該區(qū)礦產(chǎn)資源找礦預(yù)測工作提供參考。

1 區(qū)域成礦地質(zhì)背景

1.1 地質(zhì)特征

研究區(qū)大地構(gòu)造位置地處揚(yáng)子準(zhǔn)地臺銅仁寬緩褶皺區(qū)（圖1）。在漫長的地史演化中，歷經(jīng)雪峰運(yùn)動、加里東運(yùn)動、燕山運(yùn)動及新構(gòu)造運(yùn)動，使區(qū)域內(nèi)構(gòu)造錯綜復(fù)雜。其中NNE、NEE向是區(qū)域內(nèi)構(gòu)造的基本格架，不同期次構(gòu)造形跡相互復(fù)合，并不同程度地影響著沉積相的變化。區(qū)域內(nèi)主要構(gòu)造為竹子寨—大雅堡背斜、敖溪～平頭司大逆斷層。

竹子寨～大雅堡背斜：軸線北東向，略呈直線延伸，脊線在中段扒龍附近略有起伏。核部出露板溪群，翼部出現(xiàn)震旦系、寒武系。沿背斜軸部有北北東向熬溪～平頭司大逆斷層通過，使西翼震旦系、下寒武統(tǒng)破壞缺失。

敖溪～平頭司大逆斷層：自南西向北北東延伸，是松桃—三都大斷層在區(qū)內(nèi)顯現(xiàn)的一段。斷層線彎曲度較大，斜交地層走向，破壞板溪～奧陶系。中段斷入大雅堡背斜軸部，東盤上升，西盤下降，使東翼板溪群、震旦系、下寒武統(tǒng)斷復(fù)于西翼中～上寒武統(tǒng)之上。

區(qū)域內(nèi)出露地層主要有南華系南沱組（Nh2n）、震旦系陡山沱組（Z1ds）、震旦—寒武系老堡組（Zl）；寒武系下統(tǒng)九門沖組（1jm）、杷榔組（1p）、清虛洞組（1q），上統(tǒng)婁山關(guān)組（2-3ls）以及奧陶系（O）、白堊系（E）、第四系（Q）等地層。缺失志留系、泥盆系、石炭系、二疊系、三疊系、侏羅系及新生界地層。

從巖性上看，主要為淺海相沉積。中上寒武統(tǒng)為一套厚層的碳酸鹽巖。下寒武統(tǒng)為炭質(zhì)頁巖底部有鈾礦化；中下奧陶統(tǒng)為一套含生物碎屑的碳酸鹽巖和鋁土質(zhì)頁巖，在下部破碎灰?guī)r中亦有鈾礦化；第四系為膠結(jié)松散之泥、砂和礫石堆積。

區(qū)內(nèi)含鈾巖系經(jīng)過前期的沉積作用形成鈾含量高值區(qū)，再經(jīng)過后期改造使淺源流體改造形成鈾的再富集，最后通過沉積疊加使深源流體疊加和改造形成富礦體。

圖1 研究區(qū)大地構(gòu)造位置略圖

1.2 地球物理特征

研究區(qū)位于中國東部“大興安嶺～太行山～武陵山”重力梯級帶的南端，異常總體走向為南北向，具典型的大陸異常特征，異常全為負(fù)值，總體表現(xiàn)為“東高西低”的態(tài)勢（圖2）。區(qū)內(nèi)伽馬異常高值、航測異常高點(diǎn)、帶分布范圍較廣，伽馬強(qiáng)度變化主要受地層控制，各級相對場展布形態(tài)與地層、構(gòu)造展布一致，呈北東向出現(xiàn)[3]。

貴州銅仁松桃一帶高值鈾異常呈近南北向帶狀分布，鈾礦化、異常規(guī)模較大，強(qiáng)度較高，礦化強(qiáng)烈而連續(xù)，主要為寒武系下統(tǒng)九門沖組黑色巖系地層中鈾礦化引起[4]。異常主要產(chǎn)于震旦統(tǒng)、下寒武統(tǒng)炭質(zhì)頁巖及底部含磷巖系中，伽馬強(qiáng)度一般為50γ～350γ；異常顯示較好，異常與礦化套合緊密。產(chǎn)于九門沖組炭質(zhì)頁巖中的礦化，礦化帶長100m～5000m，一般300m～2000m，厚0.1m～7m，一般0.3m～1.3m。含U 0.008%～0.258%，一般0.01%～0.03%；V2O50.1%～＞1.0%，一般0.1%～0.448%；P2O58%～33.65%，一般15%～28.42%。局部地區(qū)含Th 0.001%～0.008%。

1.3 地球化學(xué)特征

研究區(qū)屬黔北隆起地球化學(xué)場區(qū)（圖3）。區(qū)域內(nèi)地表以F、CaO、MgO地球化學(xué)高背景分布最為典型。其次有As、B、Ba、Be、Cd、Co、Cr、Cu、Hg、La、Li、Mn、Mo、Nb、Ni、P、Pb、Sr、Ti、U、V、W和Fe2O3、K2O、Na2O地球化學(xué)高背景。該區(qū)經(jīng)歷了早加里東構(gòu)造階段的沉陷、晚加里東構(gòu)造階段的上隆及華力西～印支構(gòu)造階段拉張沉陷，燕山期造山階段使之形成NNE-NE向雁形相間、平行排列的一系列緊密向斜和平緩背斜，發(fā)育與褶皺軸（主要是背斜軸）平行的沖斷層，形成了Ag、As、Ba、Cd、Co、Cr、Cu、F、Li、Nb、Ni、Sr、Th、Ti、Hg、Pb、U、V、Y、Zn及 K2O、SiO2、Fe2O3等高背景帶或異常帶均呈NNE-NE向展布。特別是黔北隆起與江南造山帶相接壤地帶，如松桃～江口斷裂帶發(fā)育有強(qiáng)度很高的Hg、Pb、Zn、Ag、Mo、Ba、U、Th、As、Sb、Au等成礦元素地球化學(xué)異常帶。

圖2 貴州省中東部地區(qū)布格重力異常圖（單位m/s）

我省鈾元素異常主要成片集中分布在黔中息烽～惠水、遵義余慶～黔南貴定、畢節(jié)織金～黔西～納雍、安順～普定、黔西南興仁～安龍～興義、黔東南岑鞏～三穗～劍河南明、銅仁松桃一帶。

銅仁松桃一帶高值鈾異常呈近南北向帶狀分布，主要為寒武系九門沖組黑色巖系地層中鈾礦化引起，區(qū)內(nèi)主要產(chǎn)出鈾礦類型為碳硅泥巖型與磷塊巖型。區(qū)內(nèi)鈾元素地球化學(xué)異常與已知鈾礦床及礦（化）點(diǎn)分布吻合。

1.4 礦產(chǎn)特征

區(qū)域內(nèi)礦產(chǎn)資源豐富，已探明具有開發(fā)價值的礦產(chǎn)資源有錳礦、釩礦、磷礦、鉛鋅礦、大理石、石煤、石英砂等共20余種，其中錳礦儲量9000多萬噸，其質(zhì)優(yōu)量大居全國第三位，占全國總儲量的10%，探明鉛鋅礦金屬儲量12萬噸，石煤儲量2億噸，磷礦儲量1000萬噸，石灰石儲量1.2億噸。

區(qū)域內(nèi)的鉛鋅礦為湘黔鉛鋅礦帶的中段，該礦帶南經(jīng)鎮(zhèn)遠(yuǎn)、玉屏、銅仁卜口場、松桃嗅腦，向北延至湖南花垣一帶，大致呈NNE向展布，礦體主要賦存于下寒武統(tǒng)清虛洞組第二段之藻灰?guī)r中，并與藻灰?guī)r層的厚度有密切的聯(lián)系。

圖3 貴州省地球化學(xué)分區(qū)圖（據(jù)貴州省地質(zhì)調(diào)查院修改，2010）

區(qū)域內(nèi)磷礦資源主要分布于普覺至冷水溪和長興至牛郎一帶。

據(jù)貴州省地礦局銅仁103地質(zhì)隊勘查資料顯示，區(qū)域內(nèi)磷礦層厚度在0.1m～0.5m之間，五氧化二磷含量為7%～29.8%。主要有18處磷塊巖礦點(diǎn)，經(jīng)103地質(zhì)隊預(yù)查10個及普查8個，其中見小型礦床2個，礦點(diǎn)16個，礦層產(chǎn)于震旦至寒武系老堡組頂部，屬于沉積型礦床。

區(qū)域內(nèi)磷、鉬、釩礦屬于共生礦產(chǎn)，主要分布于冷水溪～孟溪和蓼皋～盤信～牛郎等鄉(xiāng)（鎮(zhèn)）。鉬釩礦體主要產(chǎn)于九門沖組“黑層”的下部和老堡組頂部，部分與鈾礦相伴產(chǎn)出，在陡山沱組“黑層”中部分地帶亦見釩礦化產(chǎn)出。磷、鉬、釩礦具有點(diǎn)多面廣、資源潛力較大，質(zhì)量較好的特點(diǎn)。礦層產(chǎn)于震旦至寒武系老堡組～寒武系九門沖組地層中，呈層狀，似層狀、透鏡狀等緩傾斜產(chǎn)出，層位固定，產(chǎn)狀與圍巖基本一致。礦層走向沿地表出露長度為700m～3000m，厚度0.2m～2.77m，品位極值：P2O5為12.08%～32.56%；V2O5為0.544%～0.742%；Mo為0.031%～0.072%。其中：道水磷礦估算資源儲量約615.5萬噸；乜江和四方井釩礦估算資源儲量164.37萬噸；其余礦床（點(diǎn)）均有一定規(guī)模，資源潛力較大。

2 礦床地質(zhì)特征

2.1 地層

礦區(qū)內(nèi)出露地層主要有南華系南沱組(Nh2n），震旦系陡山沱組（Z1ds），震旦—寒武系老堡組（Zl），寒武系九門沖組（∈1jm）、杷榔組（∈1p）、清虛洞組（∈1q）、婁山關(guān)組（∈2-3ls），奧陶系桐梓組（O1t）、紅花園組（O1h）、湄潭組（O1m）、十字鋪組（O2sh）、寶塔組（O2b）以及第四系（Q），自上而下地層巖性分述如下：

第四系（Q）：黃帶紅色冰積泥礫，沖積砂土、礫石；殘積粘土；洞穴砂土-亞粘土等，厚0m～20m。

中奧陶統(tǒng)（O2）：

寶塔組（O2b）：淺灰、淺紫、紫紅色中厚層至厚層龜裂紋灰?guī)r，常含生物碎屑和泥巖，厚度30m左右。

十字鋪組（O2sh）：根據(jù)巖性大致可分為兩部分，上部為灰色薄～厚層泥灰?guī)r；下部為灰色厚層粗晶生物碎屑灰?guī)r、厚層灰?guī)r、鮞狀灰?guī)r。厚度20m～60m。

下奧陶統(tǒng)（O1）：

湄潭組（O1m）：黃綠色頁巖、砂質(zhì)頁巖，中部夾一層穩(wěn)定的生物灰?guī)r，含種類繁多的生物化石如筆石、三葉蟲、頭足類等，厚0m～255m。

紅花園組（O1h）：主要為灰色中厚層至厚層生物碎屑灰?guī)r，下部含泥質(zhì)，近底部常含少量白云質(zhì)或白云質(zhì)團(tuán)塊。厚20m～50m。

桐梓組（O1t）：大致可分為三層，上部為淺灰色厚層白云巖，含燧石團(tuán)塊和石英小顆粒；中部為灰綠、灰白、黃綠色頁巖（即桐梓頁巖），該層厚度不大；下部為深灰、灰色薄層生物碎屑灰?guī)r、灰色中厚層粗粒生物碎屑灰?guī)r。厚度80m～180m。

中上寒武統(tǒng)婁山關(guān)組（∈2-3ls）：

未見底，其頂部為灰色、淺灰色厚層狀白云巖、白云質(zhì)灰?guī)r、鮞狀灰?guī)r、生物碎屑灰?guī)r，巖性復(fù)雜，變化大，含鈾礦化，按其巖性由上至下可分為三個巖性段：

第三段（∈2-3ls3）：灰至深灰色厚層細(xì)至粗粒灰?guī)r、致密灰?guī)r、條帶狀白云質(zhì)灰?guī)r、鈣質(zhì)白云巖及白云巖。厚78m～178m。

第二段（∈2-3ls2）：灰、灰白色及深灰色厚層細(xì)至粗粒白云巖，底部常具灰色厚層中粒變鮞狀白云巖。厚376m～448m。

第一段（∈2-3ls1）：灰色、淺灰色薄至厚層白云質(zhì)灰?guī)r、白云巖，底部為灰白色薄至中厚層中、粗粒石英巖，厚325m～360m。

下寒武統(tǒng)（∈1）：

清虛洞組（∈1q）：灰黑色、灰色薄層塊狀灰?guī)r。薄層灰?guī)r具泥質(zhì)條帶，厚58m～570m。

杷榔組（∈1p）：灰綠色、黃綠色、暗灰色頁巖夾云母片砂質(zhì)頁巖及鈣質(zhì)頁巖，厚61m～1036m。

九門沖組（∈1jm）：黑色頁巖、炭質(zhì)頁巖。底部含磷結(jié)核。西南部普遍夾粉砂質(zhì)頁巖及泥質(zhì)粉砂巖，厚121m～645m。

震旦系（Z）：

陡山沱組（Z1ds）：灰白色薄至中厚層白云質(zhì)灰?guī)r、泥質(zhì)白云巖，間夾泥灰?guī)r及頁巖。下部含磷礦層，厚26m～214m。

南華系上統(tǒng)（Nh2）：

南沱組(Nh2n）：灰綠色、黃綠色塊狀冰磧礫巖，泥質(zhì)結(jié)核。礫石有砂巖、板巖、硅質(zhì)巖、脈石英、花崗巖等，礫徑大小不一，厚65m～330m。

2.2 構(gòu)造

礦區(qū)內(nèi)主要的構(gòu)造為竹子寨～大雅堡背斜、敖溪～平頭司大逆斷層。

圖4 礦區(qū)地質(zhì)略圖

竹子寨～大雅堡背斜：出露于大雅堡、馬勁拗、摩天嶺、竹子寨等地，位于蠻子要～水井灣向斜和叭巖向斜之間。軸線北東向，略呈直線延伸，脊線北端在竹子寨附近向北東傾伏，在中段扒龍附近略有起伏，往南延伸，區(qū)域內(nèi)長55km。核部出露板溪群群。翼部依次出現(xiàn)有震旦系、寒武系。沿背斜軸部有北北東向熬溪～平頭司大逆斷層通過，使西翼震旦系、下寒武統(tǒng)破壞缺失，東翼受斷層影響而顯得復(fù)雜。

敖溪—平頭司大逆斷層：自南西向北北東延經(jīng)平頭司、水田霸、果耳寨、長樂至敖溪等地。區(qū)域內(nèi)長95km，是松桃—三都大斷層在區(qū)內(nèi)顯現(xiàn)的一段。斷層線彎曲度較大，斜交地層走向，破壞了板溪群—奧陶系。斷層跡象，北段下寒武統(tǒng)斷復(fù)于中—上寒武統(tǒng)婁山關(guān)群之上，并在敖溪南3公里見斷面傾向南東，傾角50°；中段斷入大雅堡背斜軸部，東盤上升，西盤下降，使東翼板溪群、震旦系、下寒武統(tǒng)斷復(fù)于西翼中—上寒武統(tǒng)之上，地層斷距約2000m，垂直地層斷距3000m以上，南段斷層現(xiàn)象仍非常明顯，缺失震旦系上統(tǒng)，且寒武系下統(tǒng)重復(fù)出現(xiàn)。

另外，沿此斷層線發(fā)育牽引褶皺及角礫巖帶，在斷層破碎裂隙中，黃鐵礦、鉛鋅礦、鈾礦等礦化現(xiàn)象較強(qiáng)，著名的魚塘寨鉛鋅礦區(qū)，即位于本斷層西側(cè)次一級破壞帶內(nèi)。

2.3 巖漿巖、變質(zhì)作用及圍巖蝕變

礦區(qū)內(nèi)未見巖漿巖；變質(zhì)作用不強(qiáng)，圍巖蝕變主要有黃鐵礦化、硅化及褐鐵礦化等。

2.4 礦（化）體地質(zhì)特征

礦區(qū)內(nèi)鈾礦體形態(tài)較為簡單，鈾礦化總體沿震旦～寒武系老堡組、寒武系九門沖組地層呈北東～南西向展布，產(chǎn)出形態(tài)主要有層狀、似層狀，產(chǎn)狀與地層產(chǎn)狀一致。礦化露頭規(guī)模大，較連續(xù)。含礦巖石為灰黑色含細(xì)粒黃鐵礦炭質(zhì)頁巖、磷塊巖。

通過地表物探測量發(fā)現(xiàn)，地表（基巖）伽馬值一般為60～150×10-6，局部高值一般為250×10-6；通過施工剝土（探槽）后發(fā)現(xiàn)，剝土（探槽）內(nèi)伽馬值一般為270～560×10-6，鈾含量一般為236～504×10-（6圖5、圖6）。

礦區(qū)內(nèi)已控制有2段礦化帶，長分別為200m、100m，寬10m～20m。地表有三個礦（化）體，長分別為12m、6m、7m，厚度0.95m、0.75m、0.65m，平均品位為0.048%、0.080%、0.027%。

2.5 礦石特征

礦石化學(xué)成分簡單，以SiO2、Al2O3、MgO、CaO為主，鈾礦物主要為瀝青鈾礦、硅鈣鈾礦，以微?；蛭⑶蛄Ｐ问酱嬖凇?/p>

礦石礦物成份主要有瀝青鈾礦、黃鐵礦、閃鋅礦、針鎳礦、赤鐵礦、瀝青、白鐵礦、褐鐵礦、螢石等。

伴生元素有Ti、Mn、V、Ni、Ga、Cr、Co、Be、Y、Mo等。

礦石結(jié)構(gòu)多為分散粒狀結(jié)構(gòu)，礦石構(gòu)造為塊狀構(gòu)造。

3 找礦標(biāo)志

巖相古地理控制了區(qū)域礦化、地層巖性對礦體控制明顯、構(gòu)造控制了礦體的產(chǎn)出，該區(qū)域成礦特征受地層、巖性、構(gòu)造、巖相古地理等多重因素控制。

金屬元素異常濃集中心及高異常帶、伽馬高異常帶、黃鐵礦化圍巖蝕變、富有機(jī)質(zhì)（炭質(zhì)）夾層或斷層破碎帶等標(biāo)志是區(qū)內(nèi)良好的找礦標(biāo)志。

3.1 金屬元素異常濃集中心及高異常帶

區(qū)內(nèi)高值鈾元素異常呈帶狀分布，展布與地層、構(gòu)造的關(guān)系較為明顯，特別是其鈾元素異常濃集中心，與已知鈾礦床及礦（化）點(diǎn)套合好，為較好的間接找礦標(biāo)志。

3.2 伽馬高異常帶

區(qū)內(nèi)伽馬高異常呈帶狀分布，異常帶規(guī)模較大，強(qiáng)度較高且連續(xù)，異常與礦化套合緊密，為較好的間接找礦標(biāo)志。

3.3 黃鐵礦化圍巖蝕變

區(qū)內(nèi)鈾礦體圍巖蝕變普遍有黃鐵礦化、硅化和黑色蝕變現(xiàn)象，鈾礦化與黃鐵礦、有機(jī)質(zhì)、泥質(zhì)關(guān)系密切，為較好的找礦標(biāo)志。

圖5 礦化短剖面示意圖

圖6 剝土BT-1示意圖

3.4 富有機(jī)質(zhì) （炭質(zhì)）夾層

區(qū)內(nèi)鈾礦化主要產(chǎn)于震旦～寒武系老堡組、寒武系下統(tǒng)九門沖組地層中富有機(jī)質(zhì)（炭質(zhì)）夾層內(nèi)，其它層位礦化偶見，且礦化一般零散微弱。因此，區(qū)內(nèi)黑色巖系地層中的富有機(jī)質(zhì)（炭質(zhì)）夾層為鈾礦找礦標(biāo)志。今后在區(qū)域內(nèi)進(jìn)行礦產(chǎn)資源找礦，建議重點(diǎn)在黑色巖系地層中富有機(jī)質(zhì)（炭質(zhì)）和黃鐵礦的夾層部位找礦，特別是黃鐵礦化、硅化、黑色蝕變現(xiàn)象等蝕變疊加部位，有望實現(xiàn)找礦突破。