硅鈣面模式在白水源礦區(qū)的找礦應(yīng)用

李云青

（湖南省有色地質(zhì)勘查局一總隊 湖南郴州 423000）

硅鈣面模式在白水源礦區(qū)的找礦應(yīng)用

李云青

（湖南省有色地質(zhì)勘查局一總隊 湖南郴州 423000）

隨著人們對已知礦山的認識深入，發(fā)現(xiàn)硅鈣面對各類礦床都具有較普遍的成礦控制作用。大義山礦田礦床成因類型以巖漿熱液成因為主，次沉積改造型礦床，兩類礦床中硅鈣面控礦特征顯著。白水源礦區(qū)位于大義山巖體西南接觸帶內(nèi)凹轉(zhuǎn)折處，周邊多個礦區(qū)主要礦體、礦集區(qū)受硅鈣面控制作用明顯，運用硅鈣面模式在白水源礦區(qū)找礦，在三個主要硅鈣面-巖體與碳酸鹽巖接觸帶、錫礦山組上下段界面及棋梓橋組與跳馬澗組過渡層-上都取得了良好效果，找礦前景好。研究應(yīng)用硅鈣面成礦模式對湘南地區(qū)找礦乃至世界找礦都具有重要意義，對未來找礦主戰(zhàn)場-隱伏礦床-找礦也將發(fā)揮其熾熱的光芒。

硅鈣面；白水源；控礦作用；巖漿熱液礦床；沉積改造型礦床

前言

隨著人們對已知礦山的認識深入，發(fā)現(xiàn)硅酸鹽類巖石（Si）與碳酸鹽類巖石（Ca）之間形成的巖性界面對各類型礦床具有較為普遍的成礦控制作用，此類專題學(xué)術(shù)論文亦見于各大期刊、雜志，稱為“硅鈣面”控礦。

大義山礦田礦床成因類型以巖漿熱液成因為主，由巖體到圍巖，高溫云英巖型錫（鎢）礦床、巖體型錫礦床-中高溫接觸帶夕卡巖型礦床銅錫多金屬礦床-中、低溫裂隙充填交代型礦床鉛鋅多金屬礦床依次成帶發(fā)育，其中后兩種礦床硅鈣面控礦作用顯著。白水源礦區(qū)處于大義山巖體西南接觸帶上，本次工作在分析研究硅鈣面在大義山地區(qū)的控礦特征后，結(jié)礦區(qū)實際情況，應(yīng)用硅鈣面模型進行找礦，取得了可喜的效果。

1 地質(zhì)背景

白水源礦區(qū)位于南嶺成礦帶中段北緣，邵陽-郴州北西向深大斷裂與耒陽-臨武南北構(gòu)造帶交匯處，陽明山-大義山-上堡東西向區(qū)域隆起帶中段，大義山花崗巖體南西接觸帶內(nèi)凹轉(zhuǎn)折處。

圖1 大義山地區(qū)地質(zhì)略圖

礦區(qū)坐落在泗州山復(fù)式背斜（隆起）東翼，南北向綠紫坳-白水源成礦帶南段，西部由震旦系的淺變質(zhì)含冰嘖礫巖、碎屑巖、硅質(zhì)巖、泥巖夾碳酸鹽巖組成基地構(gòu)造層，中部為古生界泥盆系中統(tǒng)-石炭系下統(tǒng)濱海-淺海相碳酸鹽巖夾碎屑巖系組成蓋層構(gòu)造，東部為大義山復(fù)試巖體的雙鳳庵超單元[1]，主要巖性為細中粒巨環(huán)斑狀黑云母（二長）花崗巖，局部大面積鉀化。

由于奧陶紀華夏陸塊與揚子陸塊自南東向北西方向碰撞（加里東運動）[2]，產(chǎn)生北西向擠壓應(yīng)力使基地構(gòu)造層中形成北東向泗州山基地褶皺（復(fù)式背斜）和北西向、北東向斷裂，花崗閃長斑巖脈沿北東組斷裂傾入。蓋層地層在印支期形成北北西-近南北向的褶皺、斷裂[2]，礦區(qū)蓋層為一向東傾斜的單斜構(gòu)造，斷裂以近南北向為主，其次發(fā)育北西向及北東東-近東西向的小斷裂組。

2 區(qū)域礦產(chǎn)

礦田內(nèi)已發(fā)現(xiàn)錫、鉛鋅、銅、銻等各類內(nèi)生和外生金屬礦床100余處，其中大、中型礦床11個。內(nèi)生金屬礦床分布總體以大義山巖體為中心，具正向分布規(guī)律，由巖體到接觸帶和圍巖依次分布錫（鎢）-銅鉛鋅-鉛鋅、銀、銻、汞、金，呈高溫-中溫-低溫的成礦序列。

巖體內(nèi)部以云英巖型、巖體型錫（鎢）礦為主，東西兩側(cè)主要為接觸帶夕卡巖型銅多金屬礦、層間裂隙充填（交代）型銅鉛鋅礦和斷裂充填交代型鉛鋅多金屬礦、銻礦。巖體東側(cè)接觸帶夕卡巖型礦床有大順窿、新生、黃沙窿、煙竹湖等，西側(cè)有綠紫坳等。層間裂隙充填（交代）型銅鉛鋅礦有大寶上、綠紫坳、石廳下，大寶上礦區(qū)礦體賦存于震旦系白云巖夾層中，綠紫坳礦區(qū)礦體主要集中在錫礦山組上下段界面及棋梓橋組與跳馬澗組界面兩個硅鈣面附近，石廳下礦體主要集中在錫礦山組上下段界面附近。泗州山背斜西翼大水井-黃毛江-白面城一帶的鉛鋅、銅礦是產(chǎn)于棋梓橋組底部的沉積改造型礦床（圖2）。

圖2 大義山西南地區(qū)地質(zhì)略圖

3 硅鈣面的特征與成礦的關(guān)系

張長青、葉天竺等將硅鈣面劃分為三種表現(xiàn)形式：傾入接觸面型（Ⅰ）、火山-沉積界面型（Ⅱ）、沉積界面型（Ⅲ）[3]。大義山地區(qū)硅鈣面有Ⅰ、Ⅲ兩類。

3.1 沉積古地理環(huán)境特征

主要指沉積界面型，沉積古環(huán)境一般為地殼的快速升降，大義山地區(qū)地處揚子板塊與華夏板塊交界處，泥盆世中期地殼快速下降，海底噴流作用開始活動，鉛、鋅、銅等金屬礦物沉積于棋梓橋組中下部地層中，為后期成礦提供豐富的物質(zhì)來源，如桂陽縣黃沙寺銅鉛鋅礦、白面城鉛鋅礦、黃毛江銅鉛鋅礦等。

3.2 物理特征

鈣質(zhì)巖石的物理特征硬度小、性脆、遇酸易溶解；硅質(zhì)巖石硬度大、可塑性稍好、性質(zhì)穩(wěn)定。兩者存在明顯的物性差異。鈣質(zhì)巖石易產(chǎn)生破碎現(xiàn)象，在沉積成巖過程或成巖后的改造過程中，伴隨熱液活動可以產(chǎn)生溶解現(xiàn)象，利于熱液流通與交代，并提供容礦空間，如凡口鉛鋅礦、董家河鉛鋅礦等；白云石比方解石的摩爾體積小（張學(xué)豐等，2010），灰?guī)r發(fā)生白云石化，巖石孔隙度升高，儲集空間將會增大[3]，有利于成礦熱液滲透、交代，形成浸染狀、團塊狀礦體。

硅質(zhì)巖石，若巖性為砂巖、礫巖，巖石孔隙度高，滲透性好，巖石孔隙作為容礦空間，往往形成浸染狀、角礫狀礦石，如香花嶺不整合面型錫礦；巖性為粉砂巖、頁巖時，滲透性差，往往形成隔擋層，使成礦熱液在其上側(cè)或下側(cè)沉積，如錫礦山銻礦（佘田橋組）、寶山鉛鋅銀礦（測水組）。

硅鈣面本身是一個脆弱面，在褶皺核部及斷層附近極易形成層間裂隙、虛脫空間，是礦液運移和沉積的良好空間。

3.3 化學(xué)特征

碳酸鹽巖化學(xué)性質(zhì)活潑，Ca離子與Mg離子置換發(fā)生白云石化，與鐵離子置換形成菱鐵礦（如安徽銅陵鐵礦），與SiO2反應(yīng)形成夕卡巖礦物，使含礦氣水熱液的化學(xué)成分發(fā)生強烈變化，揮發(fā)分逃逸，壓力變化，促使成礦物質(zhì)沉積。

諸多野外實例證明含泥灰?guī)r、粉砂質(zhì)或薄層碎屑巖的不純碳酸鹽巖比單純的碳酸鹽巖更有利于成礦，硅鈣面的SiO2、硅酸根離子在含礦氣水熱液沉積成礦過程中具有類似“催化劑”作用，加快礦物質(zhì)沉積。

4 硅鈣面模型的建立

泥盆世中期地殼快速下降，伴隨海底噴流作用，富含鉛、鋅的熱液分散于泥盆系棋梓橋組地層中。燕山期大義山復(fù)式巖體雙鳳庵超單元（J1）、關(guān)口超單元（J2）、湯石鋪超單元（J3）、泥板田超單元（J4）依次傾入，雙鳳庵、關(guān)口和泥板田超單元與石炭系或泥盆系碳酸鹽巖接觸帶上發(fā)育夕卡巖型銅錫多金屬礦床。由于東西向擠壓應(yīng)力場的作用，層間裂隙（斷裂）、虛脫空間（泗州山背斜兩翼）及近南北向斷層發(fā)育，圍巖中巖漿分異氣水熱液主要沿近南北向斷裂與沉積硅鈣面等脆弱面運移并沉積成礦。在空間上，圍巖中礦體主要集中分布在接觸帶夕卡巖型礦體（或接觸帶夕卡巖發(fā)育地段）之上（圖3）。

圖3 大順窿礦區(qū)17線地質(zhì)剖面圖

5 白水源礦區(qū)的找礦應(yīng)用

綠紫坳礦區(qū)、石廳下礦區(qū)與白水源礦區(qū)屬同一成礦帶，地質(zhì)條件基本相同，已知有巖體與碳酸鹽巖接觸帶、錫礦山組上下段界面及棋梓橋組與跳馬澗組界面三個控礦作用強的硅鈣面，且以往地質(zhì)資料中，在棋梓橋組與跳馬澗組界面附近有較好的砷、鋅原生暈異常，異常峰值均為0.2%。所以，白水源礦區(qū)以硅鈣面為模型的思路找礦依據(jù)較充分。

白水源礦區(qū)處于普查階段，在泥盆系棋梓橋組與跳馬澗組過渡層發(fā)現(xiàn)鉛鋅礦化700余米，鐵錳碳酸鹽化蝕變約2300m，局部角巖化、硅化、黃鐵礦化、毒砂礦化等，在棋梓橋組白云巖、跳馬澗組泥質(zhì)粉砂巖與跳馬澗組石英砂巖三者界面上圈定兩個鉛鋅礦化體，礦化體分布在層間裂隙空間較大、斷層發(fā)育地段，過渡層與斷裂交匯部位是尋找工業(yè)礦體的有利地段。泥盆系錫礦山組上下段界面附近發(fā)現(xiàn)300m角巖化、黃鐵礦化蝕變，兩個采礦老窿，一個鉛鋅銀錫多金屬礦點，ZK10002鉆孔中見一個真厚度3m的鉛鋅銀富礦體。巖體接觸帶水田覆蓋，出露極差，巖體邊部鉀化發(fā)育；目前僅兩個鉆孔揭露巖體，巖體高角度下侵至-200～-300左右米標高，形成一個小型接觸帶凹陷，在接觸帶上發(fā)育透輝石、石榴石、透閃石夕卡巖，其中ZK10003孔見錫礦體（圖4）。

6 意義

圖4 白水源礦區(qū)100線找礦效果剖面圖

巖漿熱液礦床、沉積改造型礦床是湘南地區(qū)最主要的兩類礦床類型，而硅鈣面在這兩類礦床中是主要的控礦構(gòu)造，在湘南大部分礦床中均能找到硅鈣面控礦的礦化富集區(qū)段，更深入的研究應(yīng)用硅鈣面成礦模式對湘南地區(qū)找礦乃至世界找礦都具有重要意義。硅鈣面作為新興找礦方法，對未來找礦主戰(zhàn)場-隱伏礦床-的找礦也將發(fā)揮其熾熱的光芒。

[1]湖南地質(zhì)局.1比5萬白沙鎮(zhèn)幅區(qū)域地質(zhì)調(diào)查報告[R].1982.

[2]曾志方.湖南大義山錫礦田構(gòu)造控礦作用與成礦機理研究[D].中國地質(zhì)大學(xué)，2013.

[3]張長青，葉天竺，吳越，等.Si/Ca界面對鉛鋅礦床定位的控制作用及找礦意義[J].礦床地質(zhì)，2012，31（3）：405～416.

[4]龔述清，黃革非，胡志科，郭愛民.大義山巖體西南錫礦類型及找礦前景淺析[J].華南地質(zhì)與礦產(chǎn)，2002（1）：67～72.

[5]周厚祥，楊貴花，蔣中和，陳強春.大義山錫礦田礦床地質(zhì)特征及礦床成因[J].華南地質(zhì)與礦產(chǎn)，2005（2）：87～94.

[6]伍光英，潘仲芳，候增謙，李金冬，車勤建，陳輝明.湖南大義山錫多金屬礦田礦體分布規(guī)律、控礦因素及找礦方向[J].地質(zhì)與勘探，2005，41（2）：6～11.

[7]費利東，全鐵軍，孔華，等.湖南省永興縣新生礦區(qū)隱伏巖體地質(zhì)地球化學(xué)特征及其與成礦的關(guān)系[J].地質(zhì)與勘探，2012，48（1）：110～118.

P641.4

A

1004-7344（2016）08-0169-02

2016-3-1

李云青（1988-），男，工程師，本科，主要從事地質(zhì)勘查等工作，任白水源礦區(qū)項目負責人。