摘要:通過對黔西北五指山地區構造樣式分析,總結了區內不同方向、不同期次構造對鉛鋅礦的控制作用,認為北西向構造控制了區內礦田的產出,北東向構造控制了礦床的分布,而北西向構造控制了礦體的產出,對區域成礦規律進行了研究并找礦指出了方向。
關鍵詞:黔西北五指山地區;構造樣式;鉛鋅礦;控礦構造
研究和實踐均表明,不同地區的構造特征,包括構造樣式,對區內的成礦具有明顯的控制作用,黔西地區找礦不斷突破,其主要是基于對構造演化及控礦的不斷研究而深入研究的認識結果?;诖?,本文重點探討黔西北五指山地區近年新的找礦突破或認識。
1.區域地質背景
研究區位于揚子陸塊上揚子地塊六盤水裂陷槽褶皺帶內北東緣織金穹盆構造變形區[3],黔西北地區位于小江深大斷裂的東部,未見基底地層出露,沉積蓋層出露震旦系至白堊系,巖性以碳酸鹽巖為主,頁巖、砂巖次之,其中以石炭系、二疊系和三疊系出露全、分布廣和沉積厚度大為特點(圖1)。
上二疊統峨眉山玄武巖在黔西北地區廣泛分布,但在五指山地區被剝蝕殆盡。區內的鉛鋅礦床賦存于上震旦統燈影組至中二疊統茅口組碳酸鹽巖中,而下寒武統清虛洞組和石炭系是主要賦礦層位。區內主體構造呈NNW,NNE—NEE和EW向展布,主要有NW向紫云埡都斷層、NEE向大院和五指山背斜、EW向納雍-開陽斷層和NE向安順平壩斷層等。紫云埡都斷層是一條深切基底的高角度逆沖斷層,走向NE310°,NW向進入云南,SE直抵開遠-平塘深大斷裂,在貴州境內長約350km,該斷層始于加里期的都勻運動具多期活動特點,影響著晚古生代同沉積活動及其SW側下陷,形成威寧-水城斷陷盆地;安順平壩斷層為印江木黃貴陽-安順-普安隱伏深大斷裂的中段,向南延至云南師宗,向北延到湖南慈利,走向近NE,長大于520km,其東段出露煌斑巖,推測其為隱伏的巖石圈深大斷裂,主要活動時間為新元古代、晚古生代及其后,在中段也為三系沉積巖相急變帶,對燕山期變形有一定制約;納雍-開陽斷層為納雍-開陽-余慶隱伏深大斷裂的西段,東、西兩端分布玉屏-施洞-三都和埡都-紫云構造帶交匯,走向近EW,長約290km,其活動時期主要為燕山期,性質主要為左行走滑,喜馬拉雅期又有復活。
區內褶皺為背斜緊閉、向斜寬闊的侏羅山隔檔式褶皺組合,其中五指山背斜是研究區主要褶皺,褶皺軸總體呈NE40°~50°展布,傾覆NW,軸向長約14km,寬5km。背斜核部主要出露寒武系,上震旦統燈影組零星分布,兩翼依次為石炭系、二疊系、三疊系及白堊系,其中上震旦統燈影組、下寒武統清虛洞組、中上寒武統婁山關組為賦礦層位,巖性主要為蝕變白云巖。背斜NW翼地層傾向NW,傾角8°~25°;SE翼地層傾向SE,傾角10°~35°。
2.區域構造演化特征
黔西北地區是川滇黔鉛鋅礦集區重要組成部分,該區大致經歷了如下的構造演化過程:
2.1前震旦紀基底形成時期
該區與川滇黔基底共同演化,基底長時間被人們認為,主要是由下部位的結晶基底與上部分褶皺基底構成。
2.2早震旦世大陸裂谷階段
晉寧運動后進入早震旦世,冕寧和蘇雄周圍區域出現了蘇雄組,包括開建橋組與大陸裂谷火山巖等。
2.3晚震旦世-古生代末被動大陸邊緣時期
晚震旦世發生的澄江運動,造成了震旦系上下統之間的假整合和局部不整合,并使得地層進一步固結,最終完成了從洋殼至陸殼的演化。澄江運動后,區內遭受大規模海侵,形成了一套淺海硅質碳酸鹽沉積。
二疊紀(290Ma~250Ma),構造演化格局繼承了泥盆世以來的特征,在海西運動的控制作用下,區域內的構造活動以差異性的隆升和沉降為主,使得區內古生代地層出現假整合及角度不整合,同時早二疊世的黔桂運動使得臺地上升為陸,造成石炭統地層的大量缺失(毛健全等,1997;錢建平,2001,王尚彥等,2006)。在基性巖漿噴發和侵位的過程中,造成了上、中二疊統之間的角度不整合。早三疊世,貴州烏蒙山地區的拉張作用開始趨于緩和(張長青等,2008),至此,揚子地塊西南緣被動大陸邊緣演化階段結束。
2.4碰撞造山階段(200Ma~145Ma)
晚三疊世-中侏羅世(200Ma~170Ma),印支運動在岡瓦納大陸和勞亞古陸拼合的基礎上,使得古特提斯洋關閉,區域構造演化進入碰撞造山階段(張長青,2008)。安源運動使得區內構造應力由先前的伸展作用變為擠壓作用,結束了區內的海相沉積,特提斯洋的關閉形成了一系列前陸盆地和造山帶,形成了以陸相礫巖、砂巖和泥質頁巖為主的沉積巖組合,先前形成的盆地在周緣擠壓的應力背景下,開始發育褶皺和變質作用。
2.5喜山期-第四系現代地貌形成
該區重點表現在上、下第三系地層內部,距今大約在23.5Ma~0.78Ma之間,呈現為不整合的地層當中。
3.區域構造樣式與成礦
3.1雪峰期-加里東期構造作用成礦物質的初始富集
根據對五指山鉛鋅礦石硫同位素與鉛同位素特征研究,δ34S值變化值于18.0‰~23.8‰,為富34S,鉛同位素μ值9.61~9.79,TH/U比值3.81~3.89。前述兩個指標均指示其硫與鉛源于上地殼,且單階段模式年齡為591Ma~636Ma,這與上震旦統燈影組沉積時代一致,表明了下寒武統中的鉛鋅礦物源來源于下伏地層燈影組中。
在此區域之中,西部和小江斷裂帶、康滇陸塊相鄰,東南部則和師宗-彌勒斷裂帶和右江造山帶相連接,屬于揚子地塊構造單元,基底屬于“三層式”結構,下層主要是太古代-早元古代的中深變質雜巖,中間層屬于中元古代的變質火山沉積巖系,上層主要是由晚元古代淺變質巖組成。震旦紀期間以來,主要為震旦系-三疊系蓋層沉積。
3.2海西-印支期
揚子板塊西部和羌塘板塊東部出現玄武巖噴發現象,揚子板塊周圍出現環狀伸展現象。
4.五指山地區構造樣式
4.1褶皺構造樣式
該區內部的褶皺屬于核心部分被破壞的五指山斜背,呈現北東軸向,長度大約是14km,寬度是5km。
4.2斷裂構造樣式
該區域內部發育速度較快,在北東方向與北西方向,斷層比較多,北東組斷層呈現傾斜狀態,傾角比較大,在65°到78°之間,通常表現出正斷層形式,該地段的破碎帶寬度在20m~50m之間,局部能夠達到150m左右,而且早期活動過于頻繁。
該組斷層旁側常可見閃鋅礦(化)體,是區內控礦和導礦構造。阻擋和限制北西向斷層,其中F1、F2斷層為區內的主要導礦構造,目前已知的主要礦床如那雍枝鉛鋅礦床、屯背后鉛鋅礦床、金坡鉛鋅礦床主要分布F1和F2構成的斷夾塊之間。根據對開采井巷編錄控制,北西向斷層對礦體的富集作用特別的明顯。
4.2.1北東向組斷層
北東向組的斷層包括F1、F2、F3、F4、F7、F9、F10、F27等,除了F7斷層,以北西向為總體傾向,傾角相對較陡,為65°~ 78°,表現以正斷層為主,破碎帶的寬度為20m~50m,局部能達到150m以上,有著明顯的多期活動性質,由碎裂白云巖與斷層角礫巖兩部分組成,角礫的大小有所不同,主要保持在1cm~5cm范圍內,以次橢圓狀與次棱角狀分布,由強烈的白云石化。斷層旁側存在閃鋅礦(化)體,這是區域中控礦與導礦的主要構造。限制并阻擋了北西向的斷層,F1和F2兩個斷層是區域中導礦構造主要組成,現在已知的杜家橋鉛鋅礦床、新麥鉛鋅礦床、那雍枝鉛鋅礦床、那潤鉛鋅礦床的主要礦(點)體均分布于這兩個斷層形成的斷夾塊。
F1斷層:區域性邊界正斷層,在整個礦區中橫貫,延伸十幾公里。該斷層的傾向為南東,傾角為57°~60°;將其作為界限,北部是寒武系鉛鋅礦含礦地層主要分布區域,南部為阿弓向斜龍潭煤系分布區域。北側和斷層的破碎帶直接相抵,南邊與新地層相靠近,受到一定牽引作用,破碎帶的寬度為5m~10m,局部為10m~40m,可見紅色鐵質浸染現象??梢娊堑[巖角礫以白云巖為主,其大小有所不同,以次梭角狀分布,在1mm~5mm范圍內,發育有白云石細脈,于東北角處呈帚狀。野外可以見到階步與擦痕,存在多期活動性質。
F2斷層:屬張扭性斷層,該斷層的北東可見逆斷層,而南西可見正斷層,在整個礦區范圍內橫貫,延伸幾公里,傾向為北西,傾角在68°~70°范圍內;由北東至南西地層老新交替,破碎帶的寬度有所不同,大部分10m~20m范圍內,局度厚度能達到百余米,斷層北側見石炭系祥擺組超覆于寒武系之上,同時從東到西分別超覆于清虛洞和婁山關組,地層分布呈階梯狀,其界限為北西向的斷層。
F7斷層:起于北東的屯背后,向南西和新麥斷層相較于F2斷層,向南東沿F6斷層相交于F1斷層;基本在背斜的軸部上通過,斷層面傾向為北,傾角在51°~75°之間,具有逆斷層性質,南邊下盤地層傾角在10°~25°之間,北部上盤地層的傾角相對緩,近似水平。斷層中發育有白云石脈,為控礦斷層。
F9斷層:在背斜軸部直接通過,斷層面傾向為北西,傾角在56°~75°范圍內,具有正斷層性質,沿走向長度達到8km左右,穿越了寒武系從金頂山至婁山關組地層。
F10斷層:受F1與F35的限制,走向長度可以達到5km以上,南東傾向,穿越了寒武系從金頂山至婁山關組地層,它的旁側還有若干老硐分布,具有正斷層性質。
4.2.2北西向斷層組
這是被北東向直接切割的古老斷層,屬古老控相斷層,其具有代表性的斷層包括F19斷層、F20斷層、F21斷層和F23斷層,破碎現象并不明顯,需根據地層錯位進行判別。這組斷層均無法穿越諸如石炭系與二疊系,由于這組斷層的存在,使不同地段下石炭統祥擺組與下覆寒武系不同地層接觸。
F18斷層:南起砂巖田家寨,在北側的冷壩和F2斷層相交,因此被稱作砂巖斷層,南西傾向,傾角為75°,角礫表現為次磨園和次梭角狀,但角礫相對較小,在5mm~20mm范圍內,角礫以白云巖為主要巖性,可見到紅色鐵質浸染現象,屬正斷層,斷距達百余米,其東側約50m的地方為銀廠坡礦洞,其礦體主要產于清虛洞一段中上部品中粗晶白云巖中,產于北東向斷層的下盤,沿著本斷層方向向北側延伸,可見,北西向的斷層為主要控礦斷層。
F21斷層:南起坡腳寨,在北側的大壩和F2斷層相交,南西傾向,傾角為70°~75°,角礫表現為次棱角狀與次磨園狀,大小在5mm~20mm范圍內,深灰色白云巖角礫被淺灰色白云巖膠結,可見紅色鐵質浸染現象,屬正斷層,與F18斷層、F19斷層和F20斷層形成階梯狀。
F23斷層:南西傾角,傾角較陡,為60°~75°,正斷層,破碎帶的寬度為5m~20m,由碎裂白云巖與斷層角礫巖兩部分組成,角礫的大小有所不同,以次棱角狀和棱角狀分布,在破碎帶中,白云石化較為強烈,有紅色鐵質成分存在,使斷層形成階級狀。在這一斷層的旁側,能見到閃鋅礦(化)體,會對礦體造成一定程度的破壞。
5.找礦方向分析
根據之前對此區域內部的鉛鋅礦成礦背景與控礦因素進行科學分析得知,五指山區域的鉛鋅找礦方向更加明確,在震旦系和寒武系分布區域,出現了較為明顯的清虛洞組碳酸鹽巖鉛鋅礦床。與東南向構造相比較來講,北西向清虛洞組碳酸鹽巖中鉛鋅礦床構造更加完整,對該地區的控礦地質條件更加有利。
6.結語與討論
(1)研究區的威水斷陷盆地的演化,區內構造演化總共經歷4個不同的階段。為了保證該區域的鉛鋅礦產資源得到高效利用,相關部門需要加大研究力度,減少鉛鋅礦產資源的浪費。
(2)黔西北鉛鋅礦受區域性北西向斷層的控制,北西向的次級斷層控制了鉛鋅礦體的賦存,而北東向的褶皺與斷層控制了礦床點的產出。
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