江西武寧駝背山銻礦控礦構(gòu)造特征

吳忠如，陳曉平，林忠良，曾慶友，潘世語

(1.江西有色地質(zhì)勘查五隊(duì)，江西 九江 332000) (2.江西有色地質(zhì)礦產(chǎn)勘查開發(fā)院，江西 南昌 330001)

0 引 言

江西省武寧縣駝背山銻礦位于武寧縣城南西約48 km處，是江西省僅有的兩處中型銻礦之一。礦床由大門下、小駝背、大駝背、銅家、界上坪上段等5個礦段組成，以大門下、小駝背、大駝背為主，圈定銻礦體102個，其中銻礦資源量大于500 t的礦體有16個[1]。通過歸納總結(jié)礦區(qū)地質(zhì)及研究構(gòu)造特征，對構(gòu)造與成礦的控制作用進(jìn)行了分析探討[2-3]，旨在為該區(qū)后續(xù)開展地質(zhì)找礦工作及成礦構(gòu)造研究等提供參考。

1 礦區(qū)地質(zhì)特征

駝背山銻礦大地構(gòu)造位置處于揚(yáng)子板塊—揚(yáng)子陸塊—下?lián)P子地塊江南隆起帶九嶺逆沖隆起內(nèi)[4]，修武復(fù)向斜中部，三都斷陷紅盆東側(cè)駝背山背斜的西端軸部及北翼(見圖1)；成礦區(qū)劃屬揚(yáng)子成礦省之江南東段成礦帶九嶺鎢鉬錫銅金多金屬螢石高嶺土成礦亞帶的一部分。

圖1 駝背山銻礦區(qū)域構(gòu)造圖(據(jù)文獻(xiàn)[1]修編)

1.1 地 層

礦區(qū)和外圍出露地層以早古生代中上寒武系和下奧陶系為主,晚白堊至第三系僅分布于礦區(qū)西部斷坳盆地中(見圖2)。其中上寒武系華嚴(yán)寺組主要巖石類型由微層狀粉晶灰?guī)r與微層狀白云質(zhì)泥晶灰?guī)r組成，主要礦物成分為方解石，泥質(zhì)粘土礦物、有機(jī)質(zhì)、白云石、黃鐵礦、氧化鐵和石英等次之，該組地層以富白云石和石英為特征；上寒武系西陽山組主要巖石類型由微層狀粉晶灰?guī)r與微層狀泥晶灰?guī)r組成，主要礦物成分為方解石，該組地層以富有機(jī)質(zhì)、泥質(zhì)、黃鐵礦和氧化亞鐵為特征。

圖2 駝背山銻礦區(qū)地質(zhì)略圖(據(jù)文獻(xiàn)[1]修編)

1.2 巖漿巖

礦區(qū)巖漿活動弱，僅出露有中基性和中酸性脈巖。玄武安山玢巖分布在大門下礦段背、向斜軸部近側(cè)，呈NEE向延伸﹐傾向NW，上陡下緩。巖石呈淺灰綠色，斑狀結(jié)構(gòu)，主要礦物成分為斜長石、輝石，其次為角閃石、拉長石、石英，副礦物為磁鐵礦。中酸性脈巖出露于界上坪背斜軸部南側(cè)。巖石呈灰白色，斑狀結(jié)構(gòu)，斑晶以斜長石為主，其次為黑云母，基質(zhì)為隱晶和微晶斜長石，副礦物為微量金紅石。

1.3 變質(zhì)作用

礦區(qū)變質(zhì)作用主要有表生作用、接觸變質(zhì)作用和熱液蝕變作用。

1.3.1 表生作用

主要體現(xiàn)為硅質(zhì)巖和硅質(zhì)角礫巖。硅質(zhì)巖和硅質(zhì)角礫巖多見于茅坪主背斜及其北翼的次級背斜軸部，其形態(tài)產(chǎn)狀明顯受背斜構(gòu)造控制，硅質(zhì)巖和硅質(zhì)角礫巖定向延伸與背斜軸同向，剖面上呈鞍狀，向兩翼分別成指狀和根須狀尖滅。角礫巖邊界受層面和多組節(jié)理控制，硅質(zhì)巖和硅質(zhì)角礫的微層構(gòu)造清晰，發(fā)育小透鏡狀和不規(guī)則燧石結(jié)核，硅質(zhì)角礫巖中的角礫以隱晶硅質(zhì)巖為主，角礫大小不等，排列不規(guī)則，角礫中的微層構(gòu)造顯擠壓變形特征，膠結(jié)物成分為隱晶硅質(zhì)、泥質(zhì)和巖屑。膠結(jié)方式有基底式、充填式、孔隙式、接觸式、再生式等多種。此外，輝銻礦化硅質(zhì)角礫巖的膠結(jié)物則以輝銻礦為主。

1.3.2 接觸變質(zhì)作用

礦區(qū)接觸變質(zhì)作用不發(fā)育，僅在玄武安山玢巖和中酸性斑巖脈的接觸帶外側(cè)形成幾米至十余米的大理巖與大理巖化灰?guī)r，在接觸帶上形成厚度不大的矽卡巖和矽卡巖化大理巖，變質(zhì)礦物以石榴石為主[5]，其次為符山石。

1.3.3 熱液蝕變作用

礦區(qū)熱液蝕變不強(qiáng)，但高、中、低溫蝕變類型皆有，氣化熱液期有蛇紋石化，中溫?zé)嵋浩谟泄杌⒔Y(jié)晶粗，常見重結(jié)晶的熱液石英團(tuán)塊，少數(shù)呈不規(guī)則之短脈產(chǎn)出，低熱液期有青磐巖化，蝕變礦物有水云母、蒙托石、方解石和綠泥石等。

2 礦床地質(zhì)特征

駝背山銻礦床的成因類型為低溫?zé)嵋盒蚚6-7]，礦體多呈層狀、似層狀、扁豆?fàn)町a(chǎn)出，具分支復(fù)合現(xiàn)象，大部分埋藏在地表以下數(shù)十米的氧化帶內(nèi)，賦存于硅化破碎帶中。礦體產(chǎn)狀與地層一致，一般產(chǎn)于背斜南翼的礦體陡，產(chǎn)于北翼及背、向斜軸部附近較平緩(見圖3)。礦體規(guī)模不等，一般長10～200 m,厚度大多數(shù)小于5 m。 礦石礦物主要為輝銻礦，黃銻礦次之，偶見閃鋅礦，部分氧化為銻華，脈石礦物主要為石英和重晶石，偶見膠磷礦與重晶石共生[8]，輝銻礦常呈板柱狀、針狀、菊花狀集合體、塊狀、網(wǎng)脈狀、脈狀及浸染狀產(chǎn)出[9-10]，礦石中的主要有用組分為Sb，Sb品位一般為1.07%～3.4%，礦區(qū)平均品位2.81%，伴生有益、有害組分含量均低。

圖3 大門下礦段21號勘探線剖面圖(據(jù)文獻(xiàn)[1]修編)

3 構(gòu)造特征

3.1 構(gòu)造分期

根據(jù)區(qū)域和礦區(qū)構(gòu)造演化特征，礦區(qū)構(gòu)造分期如表1所示。

表1 駝背山銻礦構(gòu)造分期表

3.2 構(gòu)造特征

3.2.1 晉寧期構(gòu)造

晉寧期構(gòu)造在礦區(qū)內(nèi)形成不同級別的隆起、坳陷和斷裂等基底構(gòu)造，這些構(gòu)造控制了礦區(qū)內(nèi)早古生代地層的分布。

3.2.2 印支早期構(gòu)造

印支期褶皺為蓋層構(gòu)造中生成最早的褶皺，受后期構(gòu)造的強(qiáng)烈改造，常殘存于后期構(gòu)造之中或成復(fù)合構(gòu)造出現(xiàn)，礦區(qū)主褶皺屬珞山—茅坪背斜之西段，由中寒武系楊柳崗組構(gòu)成背斜核部，向西傾伏于斷坳盆地中，主背斜兩翼的次級褶皺發(fā)育，以背斜北翼最為典型，礦區(qū)內(nèi)的次級褶皺自北而南有大門下背斜—陳家向斜、小駝背背斜、銅家向斜、界上坪背斜、界上坪南向斜﹐上墩—大駝背背斜和大駝背南向斜。上述褶皺軸長700～1 800 m，而0.1～10 m軸長的小褶皺則是星羅棋布。

3.2.3 印支晚期構(gòu)造

印支期晚階段的褶皺構(gòu)造是繼承和強(qiáng)化印支期早階段褶皺的產(chǎn)物，此期褶皺以共軛剪切褶皺為主要特征，該共軛剪切褶皺除受主壓應(yīng)力作用外，還受控于褶皺兩側(cè)先期形成的兩向雁列短軸褶皺，該期褶皺以NE向左旋剪切帶和NWW向右旋切裂帶為邊界，形成交互雁列或斜列，規(guī)模不等的短軸背向斜褶皺，其雁列軸分別平行于左旋和右旋剪裂或剪切帶，組成大小不等的菱形區(qū)域，剖面形態(tài)為正扇形或倒扇形(見圖4)，多見于小褶皺構(gòu)造中。

圖4 0號勘探線之共軛剪切褶皺組成的倒扇形

3.2.4 燕山早期構(gòu)造

印支晚期階段形成的共軛剪切褶皺，在NEE向剪切帶的強(qiáng)烈改造下，在剪切、擠壓應(yīng)力集中部位常形成斜歪(倒轉(zhuǎn))箱形褶皺(大陀背背斜)、斜歪褶皺(大門下背斜)、尖稜褶皺(陳家向斜)。這些褶皺兩翼在受到強(qiáng)烈改造部位產(chǎn)狀多變?yōu)槟隙副本?，軸面傾向NW。新生的層間從屬褶皺和劈理，指示背斜翼部巖層上層面向下滑動，早期的層間劈理遭受改造，兼具逆時針扭動，伴生NEE和NWW向共軛節(jié)理或NEE向共軛節(jié)理的傾角都較陡。

燕山早期除形成褶皺之外，規(guī)模較大的斷裂亦較發(fā)育，并具有韌性剪切斷裂的特征，背斜構(gòu)造上的剪切帶與巖層陡立帶和褶皺軸面常見平行或組成“三位一體”，剪切帶或地層陡立帶成側(cè)列或雁列分布，在NEE方向呈左行側(cè)列，在NE方向呈左行雁列，在NWW方向呈右行雁列，其雁列軸線與礦區(qū)NEE、NWW和NE向剪切帶方向一致，該組剪切斷裂走向NE—NEE，傾向NW，發(fā)育在背斜陡翼者，逆沖壓縮，沿剪切帶巖層壓縮增厚，發(fā)育在緩翼者，巖層拉伸變薄，顯示正斷層特征。

此外，礦區(qū)內(nèi)還存在NW向的應(yīng)力釋放帶，由于應(yīng)力強(qiáng)度遠(yuǎn)小于NEE向剪褶帶，故釋放應(yīng)力所表現(xiàn)的形變特征也絕然不同，主要表現(xiàn)形式如下：

(1)褶皺變異帶：在印支期晚階段的構(gòu)造形跡中線性構(gòu)造是NEE向剪褶帶(即壓扭性褶皺)，NEE向短軸背斜的形態(tài)與展布特征受NW向剪切帶應(yīng)力牽引，使其褶皺樞紐起伏，斜列交錯，分支復(fù)合，形成褶皺變異帶。

(2)NEE向褶皺的右行雁列：礦區(qū)NEE向褶皺和地層陡立帶，具有多向雁列(斜列)特征，作右行雁列時，其雁列軸為NW向，并指示右行剪切特征。

(3)硅質(zhì)巖和硅質(zhì)角礫巖：礦區(qū)背斜軸部的硅質(zhì)巖和硅質(zhì)角礫巖均在背斜東端尖滅，其尖滅端的連線為NW向，與東部褶皺變異帶吻合；北翼大駝背—上塅小駝背斜大門下背斜硅質(zhì)巖和硅質(zhì)角礫巖的西部尖滅端為第三系紅層覆蓋，其尖滅端的連線與NW向及西部變異帶吻合。

(4)礦區(qū)NW向剪切帶在航片影象上特征較明顯，與NEE向剪褶帶交叉成菱形格狀(見圖5)，顯露于地表的礦區(qū)范圍成灰黑色色調(diào)的三角形，即與硅質(zhì)巖和硅質(zhì)角礫巖吻合。

圖5 武寧駝背山航片解譯地質(zhì)構(gòu)造圖

3.2.5 燕山晚期構(gòu)造

燕山晚期構(gòu)造以斷裂為主，構(gòu)造線方向?yàn)镹E—NNE向，主要有大門下、上墩—小駝背和茅坪，在NE—NNE向構(gòu)造帶上，早期褶皺明顯遭受改造，規(guī)模較大的褶皺，褶軸往NE或SW偏轉(zhuǎn)成N—NNE向早期的小型褶皺常受改造而出現(xiàn)同斜倒轉(zhuǎn)以致平臥褶皺。

3.2.6 喜山期構(gòu)造

喜山期構(gòu)造以硅化破碎帶和硅化斷裂帶為主，硅化破碎帶呈近SN向，分布上墩西南至小駝背、蟹形山地段，北段沿早期NE和NNW向斷裂斷續(xù)出露，南段發(fā)育在第三系紅層中，斷裂帶總體走向NNE—SN，斷裂面呈不對稱波狀，常見裂面上有1～2 cm厚的褐鐵礦，旁側(cè)發(fā)育構(gòu)造透鏡體，沿?cái)嗔褞Ф嘁娛⒚}、團(tuán)塊狀、球粒狀、梳狀石英。

硅化斷裂帶多呈NEE向，分布于礦區(qū)北部至清江一帶，走向75°～80°，傾向NW，傾角65°～80°，北盤為第三系紅層，南盤為下奧陶系印堵埠組頁巖，沿?cái)嗔褞r石強(qiáng)烈硅化，地貌上呈現(xiàn)陡坎或山脊，斷裂具多次活動特點(diǎn)，早期右扭，晚期左扭逆沖。

綜上所述，礦區(qū)構(gòu)造特征從晉寧期至喜山期，經(jīng)歷了塑性—脆塑性—脆性的形變過程，礦區(qū)構(gòu)造形跡不但褶皺構(gòu)造發(fā)育，且不同的構(gòu)造演化階段具有不同的變形，并呈現(xiàn)不同的褶皺樣式，反映了礦區(qū)構(gòu)造變形的遞進(jìn)演化規(guī)律。

4 構(gòu)造對成礦的控制作用

駝背山銻礦床的形成經(jīng)歷了漫長的地質(zhì)作用過程，與一定環(huán)境下的沉積建造和后期巖漿活動密切相關(guān)，既有層控的一些特點(diǎn)，又具典型的后生礦床特征，而地質(zhì)構(gòu)造的發(fā)展演化控制了成礦演化過程旳始終，不同的構(gòu)造發(fā)展階段和不同期的構(gòu)造形跡[11]，對銻礦床的形成具有不同的控制作用。

4.1 晉寧期構(gòu)造對成礦的構(gòu)造作用

晉寧運(yùn)動使地槽褶皺回返，形成了基底構(gòu)造形態(tài)，基底構(gòu)造控制了上寒武系華嚴(yán)寺組、西陽山組的分布特征，該兩組地層是銻礦體的礦源層，晉寧運(yùn)動不僅控制了礦區(qū)內(nèi)銻礦體的產(chǎn)出部位，亦控制了含礦建造，為成礦作用提供了部分物質(zhì)來源。

4.2 印支早期構(gòu)造對成礦的構(gòu)造作用

該期構(gòu)造形成于成礦前，礦區(qū)主要褶皺形成于印支期，而后銻礦產(chǎn)于背斜構(gòu)造上，故印支期的背斜構(gòu)造為銻礦的進(jìn)一步富集提供了空間。

4.3 印支晚期構(gòu)造對成礦的構(gòu)造作用

層源Sb、As等元素隨著褶皺構(gòu)造的強(qiáng)化，形成的張性硅質(zhì)角礫巖帶向背斜軸部張性硅質(zhì)角礫巖帶“活化轉(zhuǎn)移”，在構(gòu)造活動的間隙期間，Sb、As在弱酸介質(zhì)中發(fā)生水解作用，由上至下沿背斜軸部構(gòu)造軟弱帶富集，若前者是在熱液作用下的“熱活化轉(zhuǎn)移”，后者則是次生作用下的“冷活化轉(zhuǎn)移”。

4.4 燕山早期構(gòu)造對成礦的構(gòu)造作用

燕山早期的構(gòu)造活動對礦床的形成起了直接作用，促使了多元含礦熱液的形成，并為其提供了不同形式的儲礦構(gòu)造空間，制約著礦液的充填形式，礦體(礦脈)的形態(tài)產(chǎn)狀、礦液富集部位，確立了礦脈、礦體、礦化分布和礦床的分布格局，具典型的受背斜構(gòu)造控制的后生礦床之特征。

4.5 燕山晚期和喜山期構(gòu)造對成礦的構(gòu)造作用

燕山晚期和喜山期構(gòu)造屬成礦后構(gòu)造，燕山晚期構(gòu)造控制了第三系紅層的沉積與分布，致使菱形礦化區(qū)之西部為第三系紅層所掩蓋，并使輝銻礦體受到擠壓或剪切，但輝銻礦體和礦脈的位移不大；喜山期東部菱形礦化區(qū)遭受剝蝕，成為第三系紅盆的陸源區(qū)，故紅層中Sb含量較高，并沿硅化破碎帶活化富集。

5 結(jié) 論

(1)駝背山銻礦屬低溫?zé)嵋盒弯R礦床，礦體形態(tài)呈層狀、似層狀和扁豆?fàn)睿V源層為上寒武系的淺海相碳酸鹽巖建造。

(2)駝背山銻礦的主要賦礦構(gòu)造為燕山早期構(gòu)造運(yùn)動形成的硅化破碎帶。

(3)駝背山銻礦具有典型的受背斜構(gòu)造控制的后生礦床的特征。

(4)駝背山銻礦的形成時代為燕山早期。