離石大斷裂中段低溫?zé)嵋旱V床成礦潛力分析

王斌峰

(山西省礦產(chǎn)資源調(diào)查監(jiān)測(cè)中心，山西 太原 030024)

1 地質(zhì)背景

離石大斷裂中段大地構(gòu)造上位置屬于鄂爾多斯板內(nèi)拗陷帶(Ⅱ1)、鄂爾多斯東緣板拗(Ⅲ1)、柳林鼻狀塊凸(Ⅳ3)與山西板內(nèi)造山帶(Ⅱ1)五臺(tái)山呂梁山板隆(Ⅲ1)、離石塊凹(Ⅳ3)的交接地帶。其斷裂形成早、切割深、規(guī)模大，作為呂梁造山隆起帶與鄂爾多斯盆地的天然分界構(gòu)造，近南北向展布，其中段北起方山縣南至柳林縣，其性質(zhì)為基底深大斷。該構(gòu)造帶對(duì)寒武-奧陶系巖相古地理及沉積厚度、中生代巖漿巖活動(dòng)起到了明顯的控制作用，區(qū)域已發(fā)現(xiàn)的眾多的小型多金屬礦床和礦點(diǎn)產(chǎn)出均與該斷裂有關(guān)[1-2]。

1.1 區(qū)域地層

區(qū)域出露的地層有中太古界界河口巖群、古元古界野雞山群、下古生界碳酸鹽巖建造、上古生界石炭、二疊煤系地層及新生界松散覆蓋層。

1.2 區(qū)域構(gòu)造

該區(qū)在長(zhǎng)期的地質(zhì)演化發(fā)展過(guò)程中，區(qū)域歷經(jīng)了新太古以來(lái)的沉積、巖漿、變質(zhì)和構(gòu)造變形及成礦等地質(zhì)作用。本次研究斷裂帶中段全長(zhǎng)約20 km，斷層面傾向西，傾角35°～75°，走向總體呈近南北向。主要表現(xiàn)為古元古界野雞山群青楊樹(shù)灣組逆沖于古生界沉積蓋層之上，斷裂帶內(nèi)巖層產(chǎn)狀陡立，擠壓破碎強(qiáng)烈，并且伴生有與主斷裂平行的褶皺及小型逆沖、逆掩斷裂，往往與主斷裂呈小角度相接關(guān)系，總體表現(xiàn)為一擠壓構(gòu)造帶。在斷裂南柳林縣一帶見(jiàn)有金伯利巖群成串珠狀分布，在斷裂北附近黃圈塔一帶發(fā)現(xiàn)鉛鋅礦體，表明斷裂已切穿莫霍面，至少到達(dá)了上地?！，F(xiàn)地表所見(jiàn)的淺層次斷裂、褶皺組合，實(shí)為沿早期斷裂印支-燕山期重新復(fù)活的結(jié)果[3-4]。

1.3 區(qū)域巖漿巖

區(qū)域發(fā)育中太古代至新生代侵入巖，巖漿活動(dòng)頻繁，多期次巖漿活動(dòng)互相疊加。中太古代為西灣片麻巖；古元古代為片麻狀黑云母花崗巖；中元古代為基性巖脈、煌斑巖脈、輝綠巖脈、花崗正長(zhǎng)斑巖脈、花崗斑巖脈、偉晶巖脈等侵入巖體為主；區(qū)域北部臨縣紫金山—大渡山一帶及區(qū)域東部外圍的交城狐偃山一帶可見(jiàn)燕山期中酸性巖漿及堿性巖漿活動(dòng)。喜馬拉雅期煌斑巖脈在區(qū)域南部柳林賀家?guī)X出露[5-6]。

2 成礦條件分析

2.1 構(gòu)造條件

區(qū)內(nèi)構(gòu)造以斷裂構(gòu)造為主，褶皺構(gòu)造次之，受區(qū)域總體構(gòu)造格局影響，區(qū)內(nèi)構(gòu)造以小規(guī)模構(gòu)造裂隙為特征。據(jù)地表脈巖出露的展布特征推測(cè)區(qū)域內(nèi)主要為北北東向、北西西向構(gòu)造這兩組構(gòu)造，這兩組裂隙構(gòu)造是本區(qū)成礦元素遷移富集的通道和場(chǎng)所，它控制了區(qū)內(nèi)主要化探異常和礦(化)體的展布規(guī)律，為本區(qū)重要的含礦構(gòu)造。九根條斷層及外圍北部黃圈塔F1正斷層等，均屬次一級(jí)斷裂，為北北西，北北東向，于鉛鋅礦成礦有關(guān)。斷裂系統(tǒng)均伴隨出現(xiàn)有旁側(cè)羽狀裂隙。受深部構(gòu)造影響，區(qū)內(nèi)分布四處形態(tài)完整的環(huán)狀構(gòu)造角礫巖帶，環(huán)狀斷面均向環(huán)形外側(cè)傾斜，傾角達(dá)70°～80°，圍巖近斷面處均向環(huán)狀中心傾斜，傾角由2°～10°變陡為25°～50°，環(huán)狀巖筒中心應(yīng)為震碎角礫巖[3]，角礫以豹皮灰?guī)r為主(豹皮構(gòu)造常蝕變而消失或?yàn)楹骤F礦所替代)，有少量的泥質(zhì)灰?guī)r及純灰?guī)r，角礫大小不均，一般數(shù)十厘米，最大達(dá)十余米，具棱角狀，無(wú)定向排列，膠結(jié)物為黃褐色含鐵鈣質(zhì)巖粉，部分地段硅化，膠結(jié)致密且堅(jiān)硬。

2.2 礦化(蝕變)條件

區(qū)域成礦區(qū)帶劃分上位于山西成礦區(qū)(Ⅱ)、呂梁山成礦帶(Ⅲ)的關(guān)帝山鎢、錫、鉬 、稀有、稀土、鐵、多金屬和石棉礦礦帶(Ⅳ)。據(jù)以往發(fā)現(xiàn)的3處鉛鋅礦點(diǎn)、1處重晶石礦點(diǎn)(見(jiàn)圖1)可見(jiàn)：鉛鋅礦點(diǎn)金屬礦物僅是方鉛礦、閃鋅礦、孔雀石、鏡鐵礦、黃鐵礦、褐鐵礦；脈石礦物為方解石、白云石；重晶石礦點(diǎn)主要礦物為重晶石，圍巖蝕變不明顯。礦床成因類(lèi)型均屬低溫?zé)嵋盒汀?/p>

圖1 研究區(qū)構(gòu)造、地球物理地球化學(xué)異常磁異常綜合圖

鉛鋅礦點(diǎn)出露地層為奧陶系豹皮灰?guī)r、泥質(zhì)灰?guī)r及石灰?guī)r等，構(gòu)造簡(jiǎn)單。在環(huán)狀爆破角礫巖帶，角礫巖筒邊部裂隙及巖筒內(nèi)的角礫間硅質(zhì)細(xì)脈充填，可見(jiàn)褐鐵礦化、黃鐵礦化較強(qiáng)及方解石化、白云石化。礦化熱液沿圍巖及角礫間裂隙充填。局部可見(jiàn)殘積鐵帽,主要為致密塊狀，鋼灰色赤鐵礦及棕褐色菱鐵礦，局部為疏松狀黑褐色褐鐵礦，為熱液型氧化帽。以環(huán)狀爆破角礫巖帶為中心，在角礫巖外接觸帶的裂隙中發(fā)現(xiàn)鉛鋅礦化，Pb 0.909%～0.951%，Zn 0.14%～0.266%，環(huán)狀角礫巖帶附近有4處較明顯巖石地球化學(xué)剖面異常，4處異常均位于異常元素以Pb、Zn為主，Pb、Zn、As、Sb元素異常相關(guān)性好，顯示區(qū)內(nèi)角礫巖筒對(duì)鉛鋅礦的有利控礦作用[7-8]。

重晶石礦點(diǎn)出露地層為寒武-奧陶系三山子組白云巖，發(fā)育有近東西向斷裂。重晶石產(chǎn)出于3～5 m寬的斷裂破碎帶內(nèi)，由方解石、重晶石充填，長(zhǎng)20～30 m，寬10～30 cm?；瘜W(xué)成分：BaSO442.4%～75.42%，Sr 0.39%～0.41%，為低溫?zé)嵋撼梢颉?/p>

2.3 地球化學(xué)條件

區(qū)內(nèi)存在3處重砂異常，1處水系沉積物異常。重砂異常位于區(qū)內(nèi)北部，異常主要由鉛族元素組成，呈不規(guī)則狀近南北向分布，由二個(gè)匯水盆地組成，異常源指示為前述3處鉛鋅礦點(diǎn)。水系沉積物異常位于區(qū)內(nèi)南部，形態(tài)呈長(zhǎng)軸狀近北西向橢球狀，主要由Zn、Au兩個(gè)單元素異常組成，具二級(jí)濃度分帶，該異常規(guī)模中等，強(qiáng)度較高，單元素異常套臺(tái)較好，異常濃集中心較明顯，在異常的上游，發(fā)現(xiàn)含鐵硫化物、褐鐵礦化、網(wǎng)脈狀綠簾石化發(fā)育，上游仍有異常分布，具有地球化學(xué)找礦意義。

2.4 地球物理?xiàng)l件

區(qū)內(nèi)分布4處地磁異常。整體上C-1異常北西向展布，C-2、 C-3、C-4落在一近似圓環(huán)上，異常形態(tài)不甚規(guī)則，正負(fù)異常伴生，磁場(chǎng)值變化范圍一般在-300～600 nT之間，等值線(xiàn)梯度變化明顯，屬活躍磁場(chǎng)區(qū)。大面積出露的變質(zhì)基底未引起磁異常，且無(wú)構(gòu)造斷層切穿。C-3異常南西部也可見(jiàn)小面積的變質(zhì)基底出露，未引起基底磁異常。變質(zhì)基底的巖性主要為黑云斜-長(zhǎng)片麻巖、斜長(zhǎng)角閃巖、二云片巖、灰白色厚層透閃大理巖、條帶狀透輝變粒巖等組合基本呈弱磁性(見(jiàn)表1)。能引起磁異常的只有基性巖或地層中的綠泥片巖、安山巖，或中酸性巖體碳酸巖類(lèi)巖接觸交代形成的矽卡巖，而其他巖性是不會(huì)產(chǎn)生磁異常的，因此C-2、 C-3、C-4落在一近似圓環(huán)上，顯示出了火成巖體的輪廓及構(gòu)造特征，大面積的沉積蓋層區(qū)出露的磁異常特征反映了隱伏基底的磁場(chǎng)物征及展布規(guī)律，由此可通過(guò)圈定磁異常來(lái)劃定中基性、中酸性巖體的展布形態(tài)范圍，進(jìn)而達(dá)到在異常邊部和接觸帶上尋找與中基性巖體有關(guān)的礦產(chǎn)的目的。

表1 巖石磁化率統(tǒng)計(jì)表

3 結(jié)論

(1)離石大斷裂中段在柳林縣一帶見(jiàn)有金伯利巖群成串珠狀分布，說(shuō)明斷裂已切穿莫霍面，至少到達(dá)了地幔。該斷裂具有形成早、切割深、規(guī)模大的特征，早期斷裂印支-燕山期重新復(fù)活，區(qū)內(nèi)熱液活動(dòng)多期疊加，為區(qū)內(nèi)導(dǎo)巖、導(dǎo)礦構(gòu)造。金伯利巖為喜馬拉雅期產(chǎn)物，證實(shí)該斷裂持續(xù)活動(dòng)，區(qū)內(nèi)熱液活動(dòng)多期次疊加，區(qū)內(nèi)已發(fā)現(xiàn)的多金屬礦床有馬頭山、黃圏塔、九根條山等眾多的小型礦床和礦點(diǎn)，均產(chǎn)在早前寒武紀(jì)變質(zhì)巖和沉積蓋層中，均受中生代離石大斷裂控制。

(2)研究區(qū)內(nèi)發(fā)現(xiàn)3處重砂異常、1處水系異常。重砂異常分布面積較大，顯示本區(qū)成礦流體活動(dòng)范圍大，奧陶系沉積蓋層熱液蝕變活動(dòng)強(qiáng)烈；水系沉積物異常為以Zn為主的Au、Zn元素組合異常，在異常的上游查證，發(fā)現(xiàn)了指示異常源的含浸染狀黃鐵礦化、細(xì)脈狀褐鐵礦化、網(wǎng)脈狀綠簾石化地質(zhì)體，反映了本區(qū)中生代以來(lái)頻繁的巖漿熱液活動(dòng)。

(3)C-2、C-3、C-4磁異常落在一近似圓環(huán)上，直觀(guān)地反映深部隱伏巖體的存在，顯示出了火成巖體的環(huán)狀輪廓及構(gòu)造特征，且C-3磁異常地表化探異常處發(fā)現(xiàn)網(wǎng)脈狀綠簾石化，推測(cè)隱伏巖體應(yīng)為中基性巖體，推測(cè)九根條一帶的角礫巖巖筒為后期隱伏巖體侵入基底及蓋層隱爆作用形成的震碎角礫構(gòu)造。

(4)研究區(qū)內(nèi)有四處形態(tài)完整的環(huán)狀角礫巖帶，環(huán)狀巖筒中心應(yīng)為震碎角礫巖。角礫巖筒分布范圍大，角礫巖邊部發(fā)育鉛鋅礦化，證實(shí)了角礫巖筒及其外接觸帶的含礦性。周?chē)亩嗵幰阎牡蜏責(zé)嵋盒偷V點(diǎn)的礦化蝕變特征顯示區(qū)內(nèi)熱液活動(dòng)埋深較大的特點(diǎn)，以往地質(zhì)工作僅局限于地表低溫?zé)嵋盒偷V點(diǎn)，磁異常指示的深部巖體對(duì)今后找礦工作有重要的指導(dǎo)意義，具有尋找中低溫?zé)嵋盒豌U鋅銀多金屬礦的潛力。