許王靜,陳國榮,張 聰
(湖北省地質(zhì)局第八地質(zhì)大隊,湖北 襄陽 441000)
研究區(qū)大地構(gòu)造為秦嶺褶皺系南秦嶺印支褶皺帶,上古生界地層在區(qū)內(nèi)非常發(fā)育,南羊山組(上泥盆統(tǒng))為夾鈣質(zhì)頁巖與粉砂質(zhì)泥巖的薄層灰?guī)r碎屑巖。冷水河組沉積特點為白云質(zhì)灰?guī)r系潮坪相;袁家溝組(下石炭統(tǒng))是由鐘中厚層泥晶灰?guī)r(含燧石結(jié)核生物碎屑)所組成,沉積特點為濁流相,含炭灰?guī)r組成鄖西嶺組[1]。該區(qū)的構(gòu)造呈現(xiàn)近東西向展布,復(fù)背斜與復(fù)向斜是區(qū)內(nèi)的主要褶皺構(gòu)造特征,巖漿巖在礦區(qū)當(dāng)中不發(fā)育,主要侵入一些小基性巖脈。
泥盆系、石炭系是礦區(qū)當(dāng)中的主要地層出露(圖1),第四系松散堆積物發(fā)育與山坡與溝谷地帶。冷水河組(上泥盆統(tǒng))和南羊山組共同組成泥盆系。中部羅家山背斜核部發(fā)育冷水河組,整部方向為東西向,泥質(zhì)巖、白云質(zhì)灰?guī)r、細(xì)碎屑巖是其主要的巖性特征。在礦區(qū)的中南部區(qū)域上分布南羊山組,具有廣泛的出露。礦區(qū)的含礦巖層主要為泥盆系。石炭系主要為下石炭桶,有袁家溝組與鄖西嶺組,礦區(qū)當(dāng)中呈現(xiàn)較為廣泛的分布,主要有碳酸鹽巖、泥質(zhì)巖和一些碎屑巖共同組成,其中還含有一些生物化石。在泥盆系上統(tǒng)中產(chǎn)出該區(qū)較大規(guī)模的礦脈,袁家溝組地層當(dāng)中少量產(chǎn)出。
構(gòu)造在礦區(qū)當(dāng)中較為發(fā)育,主要包括褶皺構(gòu)造于斷層構(gòu)造,區(qū)內(nèi)構(gòu)造有四期構(gòu)造變形。區(qū)內(nèi)構(gòu)造有四期構(gòu)造變形,羅家山背斜是第一期構(gòu)造變形的主要代表,屬于近乎直立的向斜。袁家溝組(下石炭統(tǒng))鄖西嶺組共同組成其核部,南陽山組(上泥盆統(tǒng))上段,是其翼部重要組成,這次褶皺構(gòu)造過程當(dāng)中,有黃鐵礦、方解石、絹云母產(chǎn)生在層間滑動面上,呈現(xiàn)較輕的重結(jié)晶。
第二次構(gòu)造因素影響下,受應(yīng)力較為集中影響與垂直剪切強烈的作用影響,層間褶皺短軸背斜兩翼,此時一些具有較高細(xì)碎屑巖比例的巖斷,相比較碳酸鹽巖較高的巖段具有更為強烈的變形[2]。
韌-脆性變形是第三期構(gòu)造的主要變形特點,和上兩次相比,有著相對較小的變形范圍,基于第二次褶皺變形前提下,破劈理式構(gòu)造變形發(fā)育于褶皺兩翼,軸面劈理、面理發(fā)育于核部,并聯(lián)合橫張節(jié)理形成的破碎帶非常寬,蝕變礦化呈現(xiàn)重疊的特點,使得破碎帶礦化品位得到很大提升,但不具備工業(yè)礦體形成的條件。
脆性斷裂是第四期構(gòu)造的主要特征,在以上三期變形讓位置和邊緣地帶,斷裂構(gòu)造主要呈現(xiàn)近南北向、北東向以及北西向。該期構(gòu)造有很多多金屬礦液攜帶,而且有效活化遷移原有的Au元素,并使其富集下來,在斷裂帶周圍沉淀形成區(qū)內(nèi)的重要礦化體,而且有銻礦化伴隨。
巖漿巖在礦區(qū)當(dāng)中不甚發(fā)育,巖體在礦區(qū)北部區(qū)域上隨著斷裂帶發(fā)育相對較多,武當(dāng)變火山巖組分布在礦區(qū)的南側(cè)區(qū)域上,通過遙感解譯環(huán)形構(gòu)造,發(fā)現(xiàn)有隱伏巖體存在于礦區(qū)的深部。
2.4.1 礦體的形態(tài)與產(chǎn)狀
有24條礦脈在礦區(qū)中被發(fā)現(xiàn),主要在頁巖(上泥盆)以及輝巖地層當(dāng)中分布,在北西向、東西向以及北東向展布的斷裂帶中分布的礦脈,和斷裂帶呈現(xiàn)一致的產(chǎn)狀特征,斷裂帶通常為1m~10m寬,礦體和圍巖沒有清晰的界限,利用取樣進(jìn)行確定,礦體主要在0.2m~5.4m的厚度范圍,似層狀、扁豆?fàn)?、脈狀、透鏡狀是其主要產(chǎn)出特點?,F(xiàn)具體分析礦脈特征:
(1)6號脈。在袁家溝組(下石炭統(tǒng))灰?guī)r和南羊山組(上泥盆統(tǒng))灰?guī)r與頁巖地層當(dāng)中產(chǎn)出。北北東向展布的斷裂,切割短軸背斜部位是礦體的主要產(chǎn)出部位,同時受這一斷裂的控制,有450m礦脈長度被控制,主要呈現(xiàn)扁豆?fàn)?,脈狀以及透鏡狀,單個礦體約有30m~60m長,處于2m~6m的厚度范圍,方解石細(xì)脈比較發(fā)育,含輝銻礦石英細(xì)脈以及團(tuán)塊發(fā)育在原生礦帶中。
(2)1號脈。在南羊山組(上泥盆統(tǒng))薄層灰?guī)r以及頁巖地層當(dāng)中出露,在北東向展布的斷裂,這個斷軸背斜部位產(chǎn)出礦體,同時受該斷裂控制,有約300m的礦體長度被其控制,礦體主要呈現(xiàn)出扁豆?fàn)?,脈狀以及透鏡狀特征,單個礦體有約20m~80m長,處于1m~6m的厚度范圍,方解石細(xì)脈比較發(fā)育。石英細(xì)脈以及團(tuán)塊(含輝銻礦)發(fā)育在原生礦化帶內(nèi)。
(3)7號脈。出露于上泥盆統(tǒng)南羊山組頁巖、薄層灰?guī)r地層中。7號脈礦體產(chǎn)于北東東向斷裂切割短軸背斜處,并受北東東向斷裂控制,礦體控制長度700m,礦體呈透鏡狀、脈狀、扁豆?fàn)?、似層狀,單個礦體長10m~60m,厚度變化在1m~6m之間,品位變化在1.08×10-6-7.38×10-6之間。
2.4.2 礦石特征
礦石類型主要包括三種,分別為原生礦石以及半原生礦石和氧化礦石等幾種類型。毒砂、黃鐵礦、自然金以及鶴鐵礦是其主要的金屬礦物,瀝青、石墨、金紅石、閃鋅礦呈淺色存在于礦脈當(dāng)中。銅藍(lán)、閃鋅礦、輝銻礦、黃銅礦在一些礦脈當(dāng)中能夠見到。白云石、石英以及方解石、水云母等是主要的脈石礦物。
2.4.3 圍巖蝕變
方解石化以及硅化是其主要的蝕變特點,炭化以及絹云母化和毒砂礦化與黃鐵礦化相對次之,高嶺土化,褐鐵礦化是主要的次生蝕變。
(1)礦質(zhì)來源與成礦流體:研究S同位素在礦區(qū)的特點認(rèn)為,幔源巖漿是S主要來源,同時混染陸殼硫,通過分析H、O同位素組成情況,大氣降水以及巖漿熱液形成的混合流體是成礦的主要流體,研究分析c同位素發(fā)現(xiàn),圍巖是成礦流體當(dāng)中C主要來源。
(2)成礦溫度:利用均一測溫法對礦區(qū)當(dāng)中的石英以及方解石包裹體開展測溫工作,在均一溫度方面,石英主要處于126℃~341℃分為水平,表現(xiàn)為雙峰式的特點,但主要在140℃~160℃以及240℃~270℃之間。在均一溫度方面,方解石主要處在71℃~186℃之間,主要的區(qū)間為100℃~140℃,綜合進(jìn)行分析研究,為中低溫的特點。
(3)礦床類型:通過分析總結(jié)認(rèn)為,該礦為中低溫?zé)嵋撼梢虻奈⒓?xì)浸染型金多金屬礦床。
Au在礦區(qū)地層當(dāng)中具有較低的豐度值(<1×10-9),然而礦化較好的區(qū)域也在局部出現(xiàn),提示金成礦過程當(dāng)中,和金初始富集有著非常緊密的關(guān)聯(lián)性,陳礦機(jī)里十分的特殊,由于碳酸鹽礦物在地層當(dāng)中極易遭受溶解,巖石由于粉砂質(zhì)巖石的影響形成多孔,給溶液流通提供了有利的條件,利于活化金,促進(jìn)金的集中。通過分析不同礦段地質(zhì)情況,袁家溝組(石炭紀(jì)下統(tǒng))以及南羊山組(泥盆紀(jì)上統(tǒng))是礦區(qū)當(dāng)中賦存Au礦化體主要部位。冷水河組(泥盆紀(jì)上統(tǒng))是賦存Sb礦化體主要部位。南羊山組(上泥盆)I粉砂巖以及淺變質(zhì)的頁巖當(dāng)中,有細(xì)脈狀以及浸染狀的石英脈和黃鐵礦形成,礦化在斷裂帶有的較好的發(fā)育特點,形成的礦體主要富Au、Sb,礦脈展布方向為東西向,脈型黃鐵礦以及少量石英脈和細(xì)方解石脈形成于薄層灰?guī)r當(dāng)中,鍛煉構(gòu)造對其起的明顯的控制作用,具有較好的礦化特點,促進(jìn)微金礦床的形成,礦脈主要呈現(xiàn)北西向和北東的向展布。
構(gòu)造變形在礦區(qū)當(dāng)中主要有4期之分,該區(qū)短軸背斜延伸,斜褶皺構(gòu)造延伸主要為第一期構(gòu)造變形特點,無礦化形成。Au礦化在二、三期疊加褶皺構(gòu)造階段較好的形成,然而不具備工業(yè)礦體形成條件。第三期變形的邊緣于上部發(fā)育第四期脆性斷裂,分布近南北向北東西向和北西西向的斷裂,還分布密集的節(jié)理帶,多金屬礦液由于區(qū)內(nèi)構(gòu)造因素影響形成,Au元素在構(gòu)造帶中疊加原褶皺,在斷裂帶中又一次得到遷移活化,促進(jìn)Au礦化體的形成,銻礦化相互伴生。
該區(qū)的黃鐵礦化主要的類型有兩種,一類是沉積過程當(dāng)中的原生,另一類是由于熱液因素所形成的,由于熱液因素形成的黃鐵礦,具有非常高的破碎程度,熱液形成的礦化相對較好。
于礦床地質(zhì)特征和找礦標(biāo)志充分分析和研究,認(rèn)為區(qū)內(nèi)主要的找礦靶區(qū)集中在這些地段:
找礦靶區(qū)1:在研究區(qū)的中部區(qū)域上分布,處于羅家山背斜中北部,約有2km2的面積大小,袁家溝組(石炭系)和南羊山組(上泥盆統(tǒng))在該區(qū)比較發(fā)育。通過遙感發(fā)現(xiàn),近東西向、北西向以及北東向非常發(fā)育次級構(gòu)造,而且石英砂巖在區(qū)內(nèi)達(dá)到200m的發(fā)育厚度,褶皺構(gòu)造與次級斷裂非常發(fā)育,褐鐵礦化以及硅化十分的強烈,證明區(qū)內(nèi)找礦前景優(yōu)越。
找礦靶區(qū)2:在研究區(qū)的東部區(qū)域上,分布約有8km2的面積大小,袁家溝組(石炭系)和南羊山組(上泥盆統(tǒng))在該區(qū)比較發(fā)育,研究分析翟家溝短軸背斜被區(qū)內(nèi)北北西向展布的大構(gòu)造所錯切,該區(qū)當(dāng)中相互重疊Au、As異常,通過遙感發(fā)現(xiàn),近東西向、北西向以及北東向次級構(gòu)造非常發(fā)育,證明區(qū)內(nèi)找礦前景較好。
找礦靶區(qū)3:在研究區(qū)的中北部區(qū)域上,約有4km2,袁家溝組(石炭系)和南羊山組(上泥盆統(tǒng))在該區(qū)比較發(fā)育,翟家溝短軸背斜在區(qū)內(nèi)被北西向以及近東西向展布的大構(gòu)造交匯與錯切,區(qū)內(nèi)重疊發(fā)育Au、As、Ag、Sb異常,通過遙感發(fā)現(xiàn),近東西向、北西向以及北東向次級構(gòu)造非常發(fā)育,證明區(qū)內(nèi)找礦前景較好。