广东云浮茶洞银多金属矿床构造特征分析与找矿

2014-07-05傅良刚刘昌明沈睿文

地质与勘探 2014年6期

关键词：吴川号脉断裂带

傅良刚，刘昌明，沈睿文

(1. 武警黄金第九支队，海南海口 571127；2. 武警黄金第三总队，四川成都 610036)

广东云浮茶洞银多金属矿床构造特征分析与找矿

傅良刚1，刘昌明1，沈睿文2

(1. 武警黄金第九支队，海南海口 571127；2. 武警黄金第三总队，四川成都 610036)

广东云浮茶洞银多金属矿床位于加里东褶皱系云开隆起核部，是经历了多期不同性质构造作用，在蚀变破碎带中产出的浅成低温热液矿床。笔者从区域构造特征的研究入手，及其对成矿作用的影响，认为吴川-四会断裂带与镇安逆冲推覆构造对矿床的形成具有深远的影响。通过对矿区断裂构造特征及矿脉应力场的综合分析，论证了南北向断裂构造与金银矿化的密切关系，受右行剪切压扭性应力作用，断裂右转弯或产状面由缓变陡地段为矿体有利的容矿空间，并据此提出下一步找矿方向与思路。

找矿构造特征银多金属矿床茶洞广东

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广东茶洞矿床是一个含银、金、铅等多金属的中小型矿床。早期勘查为一大型毒砂矿，上世纪60年代广东省723地质队在此详查提交C1+C2级砷金属储量3.26万t①；80年代初719地质队在矿区发现金银矿化，开展过初步普查工作，对3条矿脉提交表内金资源量778 kg，银17.4 t；1993年广东有色933队继续对矿脉的含银性进行普查，提交D+E级银金属量227.0 t，金1710 kg，铅211875 t，砷45727 t②。2007～2013年武警黄金第九支队在此普查，提交333银资源量65206 kg，金资源量159 kg，铅1987 t③。早期关于茶洞银金矿床成矿物质来源、矿物流体包裹体、同位素示踪研究、地球化学特征、矿化特征、成矿地质条件分析等方面，有许多学者和专家做过大量的研究，提出很多很好的理论依据(黄礼贞，1991；张乾等，1993，2001；潘家永，1995,1996；潘家荣等，2013)。笔者试图通过对矿区断裂构造特征的综合分析，论证其与金银矿化的关系，进一步探索其与成矿之间的规律，为下一步找矿勘查提供指导意义。

1 区域成矿条件

矿床大地构造位置处于粤西北东向吴川-四会大断裂与东西向贵子-挞石弧形断裂带的交汇部位，罗定断陷盆地南缘隆起带，属加里东褶皱系云开隆起的核部(梁约翰等，1998；鲍庆忠，2002；蔡明海等，2001)(图1)。出露岩层主要为震旦系大绀山组的变质砂岩、绢云母千枚岩，石炭系灰色块层状细晶白云岩等。区内岩浆活动频繁，分布广泛，岩浆岩的空间分布受区域构造制约，主要为加里东和燕山两期岩浆岩。区内矿产较为丰富，以金、银、铜、铁、铅、锌、钼等为主，是中国南方有色金属、稀有、稀土矿产的重要成矿区带。远有河台大型金矿、罗定新榕银锰矿、连州银锰矿、近有云浮大降坪硫铁矿、高杖银铅锌矿、莳田锡矿等④。

2 区域构造特征及对成矿作用的影响

本区属构造作用纷繁复杂的云开地块的一部分，经历了多期不同性质的构造作用阶段(彭少梅等，1995；梁约翰等，1998)。在四会-吴川深大断裂与罗定-广宁大断裂所夹持的大绀山旋卷构造南侧，旋卷构造的南西端与罗定中生代盆地相接。北东向构造斜贯全区，是最主要的构造形迹(朱敏，1993；彭少梅等，1995；袁正新，1995；傅良刚等，2010)。

图1 云开罗定盆地周边地质构造图Fig. 1 Geological tectonic map around Yunkai-Luoding basin1-白垩系/三叠系;2-石炭系/泥盆系;3-志留系/奥陶系; 4-寒武系/震旦系;5-元古代云开岩群/燕山期花岗岩;6-印支期/华力西期花岗岩;7-加里东期/元古代花岗岩;8-地质界线/角度不整合界线;9-断层/推覆体滑脱面; 10-研究区范围1-Cretaceous/Trias;2-Carboniferou/Devonian;3-Siluric/Ordovician;4-Cambrian;5-Proterozoic Yunkai group/Yanshanian granite;6-Indosinian/Variscan granite;7-Caledonian/Proterozoic granite;8-geological boundary/angular unconformity boundary;9-fault/nappe decollement plane;10-sudy area

2.1 吴川-四会断裂带特征及对成矿的影响

吴川-四会断裂带是华南重要的北东向大断裂，西南起自吴川，往北东经四会延至粤赣省界，长逾500 km，宽10～30 km，总体走向40°，有人称之为“断裂构造综合体”，其实质是一大型韧性剪切带(陈挺光，1985；何绍勋等，1989；彭少梅等，1994；郑家仪，1996)，它控制了中国境内一系列大型、超大型金属矿床的分布，如大降坪超大型硫铁矿、河台超大型金矿(陈础廷等，1988;袁正新等，1990)、大宝山超大型多金属矿、凡口超大型铅锌矿以及石碌大型铜矿、新洲大型金矿、九龙大型金矿、浸潭大型硫铁矿、诸广山大型铀矿等(陈树旺，1994)。

吴川-四会断裂带形成于加里东早期的郁南运动，但成矿元素并未得到初步富集。海西期-印支早期，处于右行平移剪切状态，形成早期含金硅化岩脉。印支期，吴川-四会断裂带处于左行平移剪切状态(图2)，印支运动使该断裂带产生韧性剪切，动力变质、混合岩化作用和多次岩浆侵位活动，由此诱发粤西深层次及粤北中深层次逆冲推覆构造(彭少梅，1992，1994；张伯友等，1992)，并在主推覆滑动带中形成糜棱岩型金矿。与此同时，云开地块全面抬升，沿断裂带方向形成了一系列狭长带状的山间盆地。燕山早期，已经抬升的吴川-四会断裂带在粤西、粤北一带继续发生继承性的韧-脆性逆冲推覆运动，在外来系统中形成破碎带蚀变岩型矿床；燕山中晚期，吴川-四会断裂带在NE向平移剪切、块断运动，NW及EW向断裂运动的联合作用下，断裂带性质由压扭性转化为张扭性，形成晚期石英脉型金矿。燕山运动强大的挤压应力作用使断裂带发生动力变质，花岗岩浆侵入，早侏罗世和中侏罗世花岗岩侵入，伴生铁铜铅锌矿化，晚侏罗世花岗岩伴生钨锡、多金属硫矿化，白垩纪花岗岩伴生钨锡矿化(杨开渠等，1992；朱敏，1993;彭少梅等，1993,1994;覃慕陶等，1999)(表1)。

图2 吴川-四会断裂带印支期运动状态(据彭少梅,1994)Fig. 2 The movement state of the Wuchuan-Sihui fault zone in Indo-China period (after Peng,1994) WGT-粤西深层次推履构造;NGT-粤北中深层次推覆构造WGT-western Guangdong deep nappe structure; NGT-north Guangdong deep nappe level structure

2.2 镇安推覆构造特征及对成矿的影响

自19世纪80年代以来，不少的专家、学者如丘元禧(1982)、朱夏等(1982)首先提出罗定-云浮地区一线存在推滑覆构造的设想，接着袁正新等(1990)著文论证本区存在推覆构造，并具体提出许多飞来峰和构造窗，后有丘元禧等(1993)、谢色新(1994)亦认为罗定-云浮地区存在华力西-印支期逆冲褶皱叠瓦推覆构造。

根据前人成果资料，镇安推覆构造带是由印支期吴川-四会断裂带右行平移剪切诱发粤西深层次逆冲推覆构造，总体沿罗定-云浮-清远一线展布, NE-NNE走向,呈向SE突出的弧形(平面上表现为贵子弧大断裂)，长达350 km,由NW向SE逆冲推覆，水平推覆距离大于15 km。推覆构造的外来系统为前震旦系、震旦系和寒武系，原地系统为泥盆系和石炭系。它始于华力西期，止于晚三叠世沉积之前的印支期。这是一个经历了强烈改造的同碰撞型巨型逆冲推覆构造带，属后展型叠瓦式逆冲推覆构造③。

在印支期，由于吴川-四会断裂带处于左行剪切运动中，并诱发了粤西深层次推覆构造，形成新华夏系构造应力场(杨开渠等，1990)。对茶洞矿区的断裂构造演化产生了深远影响，形成的南北向断裂(容矿构造)受到其改造：表现在平面上，受北东向多期次左旋剪切力的作用，岩石发生韧性变形，形成舒缓波状；剖面上，受北西向逆冲推覆构造及左旋剪切的影响，断裂面挤压变形，局部断层面反转，形成舒缓波状形态(毛景文等，2000;蔡明海等，2002)。

3 矿区构造与成矿关系分析

3.1 矿区断裂构造特征

研究区位于北东向茶洞-大云雾山隆断区北西边缘地带，北东向构造组成了本区主要构造格架。受区域动力作用影响，区内次级断裂相当发育，主要表现为一系列近南北向断裂和北东向、北北东向复式褶皱及弧形褶皱，主要有茶洞向斜(矿床位于南东翼)，近南北向、北东向、北西向三组断裂构造(图3)。

3.1.1 近南北向断裂破碎带

此类断裂在区内较发育，且与区内成矿关系密切，往往是区内主要的控矿及容矿构造，目前所发现的所有矿(化)脉均受其控制或此类断裂破碎带本身就是含矿地质体。该组断裂由若干条较大的断裂斜列展布，纵贯全区，构成长达6km的断裂带。断裂破碎带近平行分布，根据主断裂及其旁侧次要断裂的展布，从南到北又可分南、中、北三带，而各带由1～2条主干断裂及旁侧若干条次要断裂组成，一般长250m～2000m，宽0.4m～15.5m，倾向东或西为主，倾角40°～88°。三带在平面上呈右行侧幕状排列(部分重叠)。

由于受动力作用的影响，在破碎带内形成了一系列构造岩，主要有碎裂岩、压碎岩等，断裂带中除见有各种构造岩之外，还可见含矿石英脉(体)、金属硫化物、大小不一具棱角或次棱角状的围岩角砾等，不规则石英细脉、网脉和脉岩往往穿插其中，构成形态复杂、产状变化较大、厚度由数十厘米至十几米的挤压破碎带，矿石中普遍具有角砾破碎构造，脉壁常保存有擦痕的矿石印模。断裂中断面呈舒缓波状，较光滑，常出现镜面现象。两侧岩石较破碎、扭曲现象明显。根据断裂中各构造岩特征及断面特征，认为该组断裂力学性质属先剪后张断裂。具体有F1、F2、F3断裂。

F1断裂：位于研究区西北边，走向350°～0°间，倾向东或西，倾角40°～86°。断裂长达2600 m，宽0.4m～15.5 m不等。区内V1、V4号脉均受其控制，为主要容矿构造。

F2断裂：位于研究区西部，与F1呈斜雁列式平行，走向0°～10°间，倾向西，倾角40°～80°，局部陡立。断裂长达1330 m，宽0.4m～10.5 m不等。

表1 吴川-四会大断裂对区域成矿的影响Table 1 Influences of the Wuchuan-Sihui fault on regional mineralization

图3 茶洞银矿区断裂构造简图Fig. 3 Abbreviated map of fracture tectonic form Cha Dong Ag-multiple metals deposit 1-石英脉;2-安山玄武岩;3-花岗岩脉;4-闪长岩脉;5-断层;6-地质界线1-quartz vein;2-Anshan basalt;3-granite vein;4-diorite vein;5-fault;6-geological boundary

F3断裂：位于研究区西南，走向350°～10°间，倾向西或东，倾角40°～82°。断裂长达2600 m，控制长约1500 m，宽0.18m～10.5 m不等，区内V31、V32号脉及矿区西部V3号脉均受其控制，是区内主要容矿构造。

3.1.2 北东向断裂破碎带

研究区西部较为发育，与近南北向断裂斜交展布，由多条长130m～330 m断裂组成长约800 m，宽约200 m的断裂带。断裂走向20°～58°，倾向北西或南东，倾角57°～88°。该断裂常受挤压较破碎，常见石英脉充填，为区域挤压应力作用形成，规模次于南北组，自早至晚皆有发育，早期出现者常被南北组断裂切割，具弱硅化，后期有银、金矿化。区内V36号脉受该组断裂带控制。

3.1.3 北西向断裂破碎带

区内北西向断裂主要分布于研究区西部，呈平行产出，研究区南部也有产出，但数量不多，规模较小。据老硐调查，此类断裂常切割或错断近南北向断裂，说明此组断裂的形成晚于南北向断裂。如矿区南部24号勘探线附近，近南北向断裂F3(控制区内V31号脉)被北北西向断裂F8所错断。

3.2 矿区构造应力场分析

南北向构造或矿化脉体不是单条，而是一组，且具有左行斜列的特征，我们正在评价的V31号脉体、还有V1号脉体和V4号脉体，它们显示出左行斜列的特征，属于同一组构造应力作用的结果。以V31号脉为例来说，其在走向延伸方向上具有波状变化的特点，总体上倾向东，走向上的变化伴随倾向上的变化。当走向呈SN向时，倾向东，较陡，近直立，倾角大于80°；当走向呈NNW向时，倾向东，倾角略缓，倾角处于60°～75°之间；而矿化脉体倾向NW，倾角较缓的地段，仅是局部构造作用(后期构造活动导致垮塌)造成的。矿化脉体产状变化的原因是造成个别钻孔未见矿的原因，可能是反了(表2)。

分析其控矿断裂构造产状变化与矿体定位关系不难发现，矿体在平面上、剖面上分别具有如下变化规律：平面上，沿断裂构造走向方向，矿体一般出现在断裂构造发生右转弯部位或其附近，相反，在断裂构造发生左转弯部位或其附近，矿体变薄或尖灭，这种规律在不同尺度下均存在。业已完成的勘查工作表明：矿化沿断裂分布不均匀，其中，矿脉的矿化北部明显好于南部，矿脉分为两个矿体，V31-Ⅰ号矿体位于V31号脉的北部，0号勘探线至32号勘探线之间,其深部ZK3004、ZK2404，ZK1608和ZK1604均见矿。 V31-Ⅱ号矿体位于V31号脉的南部，15号勘探线至33号勘探线之间，其深部两个钻孔均为见矿。就断裂带内部局部而言，富矿柱一般出现在波状起伏断裂的波峰附近或者波形向右弯转的一侧，如：23线、16线、40 线以及24～32线之间均处在右转弯的波峰附近，矿化明显优于构造左转部位。总体上表现为：构造带向右(北东方向)弯曲矿体加大变厚，向左(北西方向)弯曲矿体逐渐变薄或尖灭。表明了构造破碎带(矿脉)受区域上北东向深大断裂及由北西向南东推履构造作用的影响，历经多期构造应力作用，剪切变形而形成的富矿(化)体特征。

表2 茶洞矿床各矿脉产状、厚度与矿化特征对比表Table 2 Characteristics of attitude, thickness and mineralization for various veins in the Chadong deposit

剖面上，断层面呈舒缓波状形态，浅深部破碎带中出现了因挤压成泥状的矿体和发育于拉张环境的石英晶洞和石英簇。不同深度矿体的厚度发生了明显的变化，如16线地表矿体厚度为0.93 m，钻孔ZK1604在174 m处矿体厚度为0.15 m，钻孔ZK1608在322 m处矿体厚度为1.02 m。

在主成矿期，构造活动表现为北东向构造带活动所派生的两组扭断裂或扭裂隙，断裂性质具有右行压扭特点，断裂构造运动的方式表现为右行滑覆，成矿构造应力场是逆时针方向的南北对扭应力，即新华夏系构造应力场(杨开渠等，1992)。

在这一应力场作用下，平面上，右行剪切过程中，沿断裂构造走向方向，断裂构造向西南弯曲的地段形成引张，为矿化富集提供了有利空间；相反，向东南弯曲的地段形成挤压，不利于矿化富集形成；剖面上，沿断裂构造倾斜方向，在滑覆运动过程中，断裂产状缓倾地段受到挤压，不利于矿化富集；相反，断裂产状变陡地段受到引张，有利于形成矿化富集的空间(图4)。

图4 主成矿期V31号脉构造应力分析示意图Fig. 4 Schematic diagram of tectonic stress analysis for No.V31 vein from the main metallogenic period

3.3 断裂构造与金银矿化的关系

研究区区域上位于粤中海西拗陷区的边缘，云开地区加里东褶皱隆起带之中，为吴川-四会深断裂带与贵子弧形构造带的交汇部位，构造活动十分频繁。北东向吴川-四会深断裂带的多期次、大规模的不断活动，致使沿断裂带及两侧赋存一系列不同类型和不同含矿性的大小岩体，尤其是与贵子弧形构造带的交汇部位，为岩浆侵入创造良好的构造条件，也为矿液的迁移提供了良好的通道和沉淀空间，因此北东-北北东向深大断裂的多期次活动为本区成矿物质来源提供了能量和物质基础。

茶洞银多金属矿床形成于燕山期，为蚀变破碎带中产出的浅成低温热液矿床(潘家永等，1995;1996)，与区域上吴川-四会大断裂在燕山期的构造运动关系密切。燕山早期吴川-四会大断裂继续发生继承性的韧-脆性逆冲推覆运动，在矿区发育的次级南北向或北西向断裂中形成破碎带蚀变岩型矿床，区内断裂在燕山中晚期受吴川-四会大断裂的影响，发生了右行平移剪切并带有拉张性质，为矿体进一步富集创造了条件

区内与成矿关系密切的次级构造以近南北向断裂破碎带为主，此类构造控制了本区矿体的空间分布。一方面断裂构造的多期次活动，为矿液提供了运移通道和储矿空间，从而控制了成矿作用的演化、矿脉的展布、定位及其形态、产状的变化；另一方面，此类构造为成矿物质的运移提供了第二次能量基础。由于此类构造多期次、继承性的活动，导致断裂裂隙的发育且使其不断加深加大，为成矿热液的充填、交代和富集再次提供良好的空间，使含矿热液沿破碎带等有利部位运移，并不断从围岩(震旦系片岩)中带出各种成矿组分，使之浓度增大，当含矿热液通过此类断裂有利部位时，随着热液物理化学条件的变化，从而使有用组分沉淀析出并富集成矿。

通过野外观察及化验分析，茶洞矿区矿化富集与构造带性质有一定的关系。近南北向断裂为容矿构造，沿破碎断裂面充填交代的矿脉，脉幅大，延长远，含矿富，变化小。沿剪切方向裂隙充填的石英脉，脉幅狭窄，延长不远，常具分枝复合现象，含矿贫。沿张力裂隙充填的石英脉，分布零星，脉幅狭窄，延长短，含矿贫，变化大。无论是岩脉的侵入，或蚀变带和矿化带的发育和展布，皆受构造严格制约。由于构造控矿的特殊性，矿体具有产状不稳定、品味变换大、厚度变化大、形态不规则、成矿不连续等特点。

4 成矿规律与下步找矿思路

茶洞银多金属矿床的形成是加里东-海西-印支期北东向吴川-四会深大断裂带、燕山期近南北向次级构造不断活动以及燕山期各类岩浆(花岗斑岩、闪长玢岩、安山玄武岩等)等因素共同作用的结果。吴川-四会断裂带的多期次活动为本区成矿物质来源提供了第一次能量和物质基础；燕山期近南北向次级构造的不断活动，为含矿热液进一步提供了容矿空间；燕山期各类岩浆热液的不断活动，为成矿物质不断从围岩中析出提供了温度和“成矿流体”基础。上述表明，本区矿体受断裂构造控制，由于构造活动多期性和继承性，导致断裂裂隙发育，主断裂不断加深加大，使含矿热液向着构造应力集中区(近南北向断裂破碎带)活化并不断运移，同时不断从围岩中析出各种有用组分，在应力释放所形成的断裂裂隙中发生沉淀(杨开渠等，1990)，形成矿液充填交代、富集的良好空间，使之浓度不断增大，当含矿热液进入断裂破碎带有利部位后，随着物化条件的改变，有用组分沉淀析出并富集成矿。

(1) 本区断裂成矿前具有多次活动特征，前期以韧性剪切为主，叠加后期脆性变形作用。前期的韧性剪切使构造的形态空间展布不规则，后期的脆性变形为含矿溶液的活动和充填创造了良好的空间场所。由于前期韧性剪切使断层面产状和断层走向不规则(呈波浪状)，在后期发生脆性变形时，不同部位的构造应力形式不同，形成的容矿空间呈不规则脉状或透镜体。

(2) 本区近南北向断裂为右行剪切压扭正断层，矿体受其控制，是重要的容矿构造。因此沿断裂构造走向方向，断裂右转弯地段为有利的矿体定位地段。沿断裂构造倾斜方向，断裂面产状由缓变陡地段是有利的矿体定位地段。

因此，在下一步工作中建议：

(1) 系统研究不同标高钻孔中断层面轴夹角的陡缓变化情况，确定不同深度矿体厚度变化情况，以指导工程部署。V31号脉宜在东侧、矿体右转弯处布设，钻孔方位270°,顶角30°。

(2) 充分考虑构造控矿规律。研究认为，银、金矿化与破碎带内的硅化、黄铁矿化、毒砂化有关，具有工业意义矿化体的赋存部位，与控矿构造的产状变化有关，应注意研究矿化脉(体)的空间变化规律，进一步指导找矿工作。V31号脉平面上对矿体右转弯部位加强研究与工程控制。剖面上倾角变大则下部矿体矿化可能较好。对V31号脉追索应以矿体南部向南追索为主，对V36号脉追索范围应适当向南平移。

(3) 对比研究。矿床的 V31、V1和V36号脉，地质特征相同，并受具有相同性质的构造控制，具有可比性。因此，可以从分析V31号的特点规律入手，对V31号脉不同矿段的产状进行实地测量，分析矿脉走向上变化所伴随的倾向上和倾角的变化，研究不同矿段构造控矿特点(包括成矿后构造的破坏作用)，来指导新发现的V36号脉或其它矿脉的找矿评价工作，为进一步地质找矿提供理论依据。

[注释]

① 黄毅坚，徐庆登，许大川.1962.广东云浮茶洞毒砂矿地质详查报告[R].肇庆:广东省地质局肇庆专区地质大队第三分队

② 秦军.1993.广东省云浮市茶洞银金砷多金属矿区普查地质报告[R].广州:广东省有色金属工业总公司广东933地质队

③ 陈凯,潘家荣.2013.广东省云浮市茶洞矿区银金多金属矿普查地质报告[R].海口:中国人民武装警察部队黄金第九支队

④ 肖振奇，邝永光，肖恩明.2000.1∶50000镇安镇幅区域地质调查报告[R]. 广州:广东省地质调查院区调五分队

⑤ 陈龙清,肖光铭，蔡宗毅.2003.广东罗定盆地周边银多金属矿评价报告[R].广州:广东省地质调查院

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Structural Characteristics and Ore Search of the Chadong Silver-Polymetallic Deposit in Yunfu, Guangdong Province

FU Liang-gang1, LIU Chang-ming1, SHEN Rui-wei2

(1.No.9GoldGeologicalPartyofCAPF,Haikou,Hainan571127 2.No.3TroopofGoldenArmedPolice,Chengdu,Sichuan610036)

The Chadong Ag-multiple metal deposit, located in the core of the Caledonian Yunkai uplift, Guangdong Province, is an epithermal deposit in an altered-fracture rock belt which was affected by multiphase tectogenesis. This paper suggests that the Wuchuan-Sihui fault zone and Zhen'an thrust nappe are the main factors which influence the formation of this deposit, based on the study of regional tectonic features and their impact on mineralization. The characters of faults and stress field show a close relationship between the north-south structural zone and Au-Ag mineralization. Considering the control of the right shear or transpressure stress, the most favorable ore-forming space should be the place where the fault turns right or its dip angle changes from steep to gentle. Based on these analyses, this work suggests the ore-search direction and line of thought for future exploration in this area.

deposit exploration, structural characters, Ag-multiple metal deposit, Chadong, Guangdong