贵州五指山铅锌矿田深部找矿远景分析
2015-12-07陈国勇范玉梅
陈国勇,王 亮,范玉梅,郑 伟
(1. 贵州省地质矿产勘查开发局,贵州贵阳 550004;2. 贵州省地质调查院,贵州贵阳 550018)
贵州五指山铅锌矿田深部找矿远景分析
陈国勇1,王 亮2,范玉梅2,郑 伟1
(1. 贵州省地质矿产勘查开发局,贵州贵阳 550004;2. 贵州省地质调查院,贵州贵阳 550018)
贵州五指山铅锌矿田发育北东向、北东东向和北西向断层,分别平行于区域性安顺-贵阳、纳雍-息烽及水城-紫云深大断裂,控制了寒武纪-泥盆纪时期的沉积相和石炭纪前的地层剥蚀程度,以及沉积盆地中成矿流体活动。矿田中的那雍枝矿床的矿体产状、矿石结构构造、围岩蚀变及元素地球化学特征,反映其具有海底喷流沉积矿床成因。矿田深部地球物理场显示,矿田及附近存在北东向、北西向和东西向深大断裂,在几组断裂交汇处及附近的深部存在岩浆岩体及大型岩基,具备深部流体上升的条件。推测那润断层北盘那雍枝矿床深部灯影组内,F9、F10与F1断层相交,灯影组和清虚洞组层位及对应的物化探异常变异区的深部应存在大型层状铅锌矿体,具有超大型铅锌矿床的找矿前景。
铅锌矿 深部找矿 五指山 贵州
Chen Guo-yong, Wang Liang, Fan Yu-mei, Zheng-wei. Ore-search prospect of the deep subsurface in the Wuzhishan Pb-Zn orefield, Guizhou Province [J]. Geology and Exploration, 2015, 51(5):0859-0869.
0 引言
20世纪60年代初和80年代中后期,贵州省地矿局对五指山铅锌矿田北东角产于震旦系地层中的杜家铅锌矿床和中部产于寒武系地层中的新麦铅锌矿点进行了评价,仅发现小型矿床;后来贵州省地矿局对该矿田持续进行了10余年的勘查,在下寒武统清虚洞组地层中发现大型层状铅锌矿体,该矿床资源量达大型规模,埋藏浅,是川滇黔铅锌成矿区贵州部分最大的铅锌矿床,也是贵州省发现的第一个大型铅锌矿床。但该区断层发育,断层下降盘含矿地层埋藏深,找矿难度大。本文通过对五指山铅锌矿田找矿远景的分析,旨在坚定矿田深部铅锌找矿的信心,指出进一步的找矿方向。
1 成矿地质背景
1.1 区域地质概况
贵州五指山铅锌矿田位于扬子陆块西南缘,扬子陆块与右江造山带的接触带附近,在水城-紫云、安顺-贵阳和纳雍-息烽三条古断裂所围限的三角形断块内,区域那润断层通过南侧(图1),属川滇黔铅锌成矿区的西南部,矿田与五指山背斜分布范围一致。
贵州省表层构造定型于燕山期,发育背斜宽缓、向斜紧闭的侏罗山式褶皱和断裂(王砚耕,1991),紫云垭都断裂北东盘主要发育北东向构造,南西盘主要发育北西向构造(图1);表层构造具多层滑脱特点,石炭系以上地层滑脱构造明显,石炭系以下地层滑脱构造逐渐减弱,多表现为拉伸断块(陷)构造,在五指山地区表现为北西向断层倾向南西,北东向断层倾向南东,总体呈阶梯状断层组合特点,并造成地层剥蚀和沉积缺失。
图1 五指山地区构造位置图(据王砚耕,1991,略有改动)Fig.1 Tectonic setting of Wuzhishan area, Guizou Province(modified from Wang,1991)1-扬子陆块;2-六盘水断陷;3-黔北台隆;4-黔南台陷;5-右江造山带;6-背斜;7-断裂;①-安顺-贵阳;②-水城-紫云断裂;③-纳 雍-息烽断裂;④-那润断裂1-Yangtze block;2- Liupanshui fault depression;3-North Guizhou uplift;4-Qiannan platform rift ;5-Youjiang orogen, 6-Anticline;7-faults;①-Anshun-Guiyang;②-Shuicheng-Ziyun;③-Nayong-xifeng; ④-Narun
区域地层出露新元古界震旦系至中生代白垩系,其间缺失了部分石炭系和二叠系、泥盆系、奥陶系,志留系全部缺失;发育台地边缘碳酸盐岩、细碎屑岩和海陆交互相含煤岩系,含铅锌矿层位为震旦系灯影组和下寒武统清虚洞组。
在二叠纪晚期,区内基性岩浆活动强烈,有大面积峨眉山玄武岩分布,有关研究表明,峨眉山玄武岩与铅锌主要成矿期没有明显的关系(张启厚等,1998;顾尚义等,1997),但参与了成矿后的成矿叠加改造(柳贺昌,1996;1995;沈 冰,2004)。五指山矿田由北东至南西,分布有杜家桥、那雍枝、新麦、那润、喻家坝5个铅锌矿床(图2),典型矿床为那雍枝铅锌矿床,它是川滇黔成矿区贵州部分唯一的大型铅锌矿床。
1.2 区域地球化学异常
区域发育Pb、Zn、Ag、Cd、Cu、Sb、Hg、As、Au、Ti、Co、V、Mn、Mo等10多种元素水系沉积物地球化学异常。Pb、Zn、Ag元素异常多分布在震旦系灯影组和下寒武统清虚洞组分布区内,并沿区域北东向断层展布,异常面积75.43 km2。Pb元素异常平均值为236.69×10-6,衬度为4.73,异常面积67.56km2;Zn元素异常平均值792.35×10-6,衬度1.43,异常面积47.46km2(图2); Ag元素异常平均值0.42×10-6,衬度2.80,异常面积13.58km2;Pb、Zn、Ag元素异常分布面积大、异常套合较好,浓度分带明显①。
1.3 区域地球物理特征与深部构造
1.3.1 地球物理特征
五指山铅锌矿田位于乌蒙山重力梯级带,属青藏高原周边大型重力梯级带东南分支范畴(曾华宁,2002),反映包括五指山矿田在内的贵州西部地区处于莫霍面的陡变带上;处于向北西突出、伴局部扭曲和曲率变化较大的布格重力场异常部位,布格重力值为(-150~-160)×10-5m/s2(图2a)递变;位于区域航磁正负异常的接触带,且偏向局部正磁异常交汇部位,正磁异常多呈北西向条带状分布,磁异常强度△T为 80~120nT (图2b),位于呈北西向延展的剩余重力场负、正异常的接触带,异常幅度为(±4~±6)×10-5m/s2(图2c)。
图2中推测的深部断裂构造及岩体为位于隐伏基底及以下深度,线性构造依据区域布格重力异常与航磁异常反映线性异常的共同特征解译,岩体(浅部)依照区域剩余重力异常与航磁异常反映圈闭(带状)异常的共同特征推断(张明华等,2010;范正国等,2010)。深部岩体采用“剥层法” 提取。
1.3.2 推断的深部断裂
六枝以北地区的地表断裂以北东向为主,总体与地层展布方向一致,而图2d上部推测的深部断裂有北北东向、北西向和东西向,反映深部构造较地表构造复杂;推测的深部断裂在坪上-普定-龙宫以东为北北西向和东西向两组,以西主要为北东向、东西向、北西西向三组。
图2d中的Fa、Fb、Fc、Fd、Fe等5条断裂是切至莫霍面的深大断裂。其中,Fa为乌蒙山重力梯级带的东边界,Fc对应地表水城-紫云深大断裂,Fd对应地表安顺-贵阳深大断裂,Fe对应地表纳五指山地区铅锌矿田化探异常,总体沿坪上-龙场以西的北东向断裂带分布(冯济舟,2008),面积较大,异常强度高,铅锌矿床主要产于北东向断裂与东西向断裂的交汇部位,也位于深部解译的北东向与东西向、北西向断层的交汇部位,推测的北东向断裂是控制深部流体上升的主断裂(导矿断裂),东西向断裂是控制成矿流体集中的断裂,与地表断裂控矿的现象是一致的。
图2 五指山地区重磁异常、铅锌矿化探异常及矿床、推测断裂及岩体关系平面图Fig.2 Maps showing geophysical and geological features in Wuzhishan1-布格重力等值线;2-重、磁零值线;3-剩余重力等值线;4-△T磁异常等值线;5-推测莫霍面断裂及编号;6-推测基底断裂及编号;7-推测浅部花岗岩体;8-推测浅部基性-超基性岩体;9-△g重力等值线及推断的深部花岗岩岩基;10-△g重力等值线及推断的深部变质基底及 基性-超基性岩;11-Zn水系沉积物地球化学异常范围;12-矿床位置;13-矿田范围1- bouguer gravity contour;2-gravity and magnetic anomaly zero line;3-residual gravity contour;4-△T magnetic anomaly contour;5-inferred moho fault and number;6-inferred basement fault and number;7-inferred shallow granite body;8-inferred shallow basic ultrabasic rock body;9-△g gravity contour and inferred deep granite batholith;;10-gravity contour and inferred deep metamorphic basement and basic ultrabasic rock;11-Zn geochemi- cal anomaly range of stream sediment;12-deposit location;13-scope of orefield
1.3.3 推断的深部岩体
在二叠纪时期,区内发育大规模的玄武岩浆活动。已知铅锌矿集中分布区与推测深部变质基底及基性-超基性岩分布区一致(图2e),且浅部存在多处玄武岩及花岗岩岩株。大致以东西向的阿弓-熊家场-补郎为界,北为花岗岩基分布区、南为变质基底及基性-超基性岩分布区(图2f),铅锌矿及化探异常分布于两大岩基的接触带南侧,与岩体边界一致,推测浅部花岗岩株和基性-超基性岩株分布区也在Pb、Zn异常分布区内(王亮等,2008、2009);五指山地区位于推测的北东向断裂、北北东向断裂、东西向断裂、北西向4组断裂的交汇处,是构造强烈活动部位、岩体侵入的有利位置,也是深部成矿流体上升的有利地段。
2 矿田地质特征
2.1 地层及岩石
清虚洞组上覆地层为中寒武统陡坡寺组含泥质粉砂质薄层白云岩,下伏地层为金顶山组泥质粉砂岩、砂岩;清虚洞组岩性自上而下为:
(6) 深灰色中至厚层含不规则炭、泥质条带细晶白云岩,厚20~40m。
(5) 灰色厚层含粉砂质中粗晶白云岩,为主矿体(Ⅱ矿体)产出层位,厚20m。
(4) 灰色厚层粗晶白云岩,晶洞发育,厚度小于10 m。
(3) 灰色厚层鲕状白云岩,为Ⅰ矿体赋存位置,厚20~30m。
(2) 暗灰色厚层含泥质白云岩,厚30~50m。
(1) 灰色中厚层鲕豆状白云岩,厚5~10m。
清虚洞组含矿层位与湘西黔东铅锌矿相似(汤朝阳等,2013)。矿体产出部分特征类似西藏拉诺玛碳酸盐岩层控铅锌矿床(宋世伟等,2014)。
震旦系灯影组仅出露上部,为含硅质条带、硅质团块、硅质结核和含磷细晶白云岩,矿体产于中上部。灯影组之上为下寒武统牛蹄塘组含碳质细碎屑岩。
2.2 构造
五指山铅锌矿田主要发育北东向的褶皱,北东向、南北向、北东东向和北西向的断层(图3)。
五指山背斜为矿田级构造,长16km,宽4km,呈北东45°,轴部地层出露震旦系、寒武系、奥陶系,受断层影响,岩层产状变化较大;北西翼出露石炭系、二叠系和三叠系及峨眉山玄武岩,岩层倾角15°~23°,被杜家桥(F2)断层破坏,南东翼被区域性的那润断层断层(F1)破坏,出露白垩系和三叠系地层。矿田位于F1和F2之间。
那润正断层(F1):呈北东向,全长6km,断距大于500m,南西交水城-紫云断裂。倾向南东,北东段倾角40°,中段和南段倾角变陡,为60°~65°。断层两盘不同时代地层相接触,F1断层为多期活动断层,表现在:(1)白垩系茅台组(K2m)沿断层线仅分布在南东盘;(2)在断层北西盘奥陶系之上为泥盆-石炭跨系地层五指山组,在断层南东盘除了发育五指山组外,还发育上泥盆统下部地层榴江组;在断层北西盘石炭系下统为九架炉组,在南东盘相变为祥摆组和石炭-二叠跨系地层打屋坝组;(3)该断层北东向延伸至织金,断层北西盘为硅质条带白云岩(水东),在南东盘为厚层细晶白云岩(戈仲伍),杜家桥断层(F2):长2.7km,北东30度,倾向南东,倾角60°~70°,断层破碎带宽可达30余m,断距约100m。在与那润断层(F1)所夹持的断块内,石炭系下统九架炉组覆盖在泥盆-石炭跨系地层五指山组之上,在杜家桥断层北西盘石炭系下统九架炉组覆盖在寒武系下统清虚洞组之上,反映F2断层在石炭系九架炉组沉积之前,至少是控制地层剥蚀程度的断裂;钻探控制,寒武系下统清虚洞组和金顶山组分界线,北西盘下降,南东盘上升,后期为逆断层,具多期活动特点。
图3 五指山铅锌矿田地质略图Fig.3 Simplified geologic map of Wuzhishan lead-zinc ore field1-白亚系中统茅台群;2-三叠系下统大冶组;3-二叠系上统龙潭组;4-峨眉山玄武岩;5-二叠系中统梁山组-茅口组;6-石炭系下统大埔组-马平组;7-石炭系-二叠跨系地层威宁组;8-石炭系下统九架炉组;9-石炭系下统祥摆组;10-泥盆-石炭跨系地层五指山组;11-泥盆系上统榴江组;12-泥盆系中统火烘组;13-奥陶系下统湄潭组;14-寒武-奥陶跨系地层娄山关组;15-寒武系中统陡坡寺组;16-寒武系下统清虚洞组;17-寒武系下统金顶山组;18-寒武系下统明心寺组;19-寒武系下统牛蹄塘组;20-震旦系上统灯影组;21-假整合;22-不整合;23-地层界线;24-断层及倾向;25-铅锌矿体;26-推测铅锌矿体;27-杜家桥铅锌矿床;28-那雍 枝铅锌矿床;29-新麦铅锌矿床;30-那润铅锌矿床;31-喻家坝铅锌矿床1-Maotai Formation of Cretaceous; 2-Daye Formation of Lower Triassic;3-Longtan Formation of Upper Permian;4-Emeishan basalt;5-Liangshan formation-Maokou Formation of Middle Permian;6-Dapu Formation-Maping Formation of Lowe Carbonic;7-Weining Formation crossed Carbonic-Permian;8-Jiujialu Formation of Lower Carboniferous;9-Xiangbai Formation of Lower Carbonic;10-Wuzhishan Formation crossed Devonian-Carbonic;11-Liujiang Formation of Upper Devonian;12-Huohong Formation of Middle-Devonian;13-Meitan Formation of Ordovician;14-Loushanguan Formation crossed Cambrian-Ordovician;15-Douposi Formation of Middle Cambrian;16-Qingxudong Formation of Lower Cambrian;17-indingshan Formation of Lower Cambrian;18-Mingxinsi Formation of Lower Cambrian;19-Niutitang Formation of Lower Cambrian;20-Dengying Formation of Upper Sinian;21-pseudoconformity;22-unconformity;23-geological boundary;24-fault and dip;25-lead-zinc orebody;26-inferred Lead-zinc orebody;27-Dujiaqiao lead-zinc orebody;28-Nayongzhi lead-zinc orebody;29- Xinmai lead-zinc orebody;30-Narun lead-zinc orebody;31-Yujiaba lead-zinc orebody
熊家场断层(F3):长4km,断距约80m,呈北东东向,倾向南东,倾角75°,在北西盘石炭系下统九架炉组覆盖在寒武系下统金顶山组之上,南盘石炭系九架炉组覆盖在清虚洞组之上,北盘地层时代老,南盘地层时代新,为正断层,后期切错石炭系及以上地层,具平移特点。推测为多期活动断层。
北西向断层(F5、F7、F8、F9)近于垂直北东向断层分布,石炭系下统九架炉组超覆于上、下古生代不同的地层之上,反映在岩炭纪早期-寒武纪、奥陶纪、泥盆纪时期,此组断层是控相及控制地层剥蚀的。断层倾向南西,倾角较陡,南西盘地层下降,北东盘地层上升,早期为阶梯状正断层,后期受东西向断层的影响。
石炭纪之前北东向、北东东向、北西向断层控制了沉积相和寒武-泥盆系地层的剥蚀程度。早期为同沉积正断层,并控制了海底热液活动和铅锌矿的成矿作用。南北向断层为成矿后的断层,分布于矿田东部和西部。部分断层与物探推断深部断层吻合。如那润断层(F1)。
2.3 沉积相与剥蚀作用
五指山地区下石炭统九架炉组岩性为杂色铝土质粘土岩,偶含砾状褐铁矿,厚5.5~10.90 m,为近海滨湖相沉积,厚度和组分相对稳定,说明沉积时地表剥夷面起伏不大,沉积环境相似或相同,造成五指山地区短距离内,下伏地层大量缺失及缺失程度不等的原因,除剥蚀缺失之外,与九架炉组之前的构造运动和沉积作用有关。
那润断层两盘上泥盆系-下石炭系五指山组为灰、浅灰色薄层-中厚层条带状灰岩、扁豆状泥晶灰岩,夹少量灰色中-厚层砾屑灰岩及薄层泥岩、硅质岩,为台缘斜坡-盆地相;那润断层南东盘出现了上泥盆系下部地层榴江组,为灰黑色薄层硅质岩、硅质页岩、泥质粉砂岩夹灰黑色薄层状、透镜状硅质灰岩,为盆地相;那润断层南东盘中泥盆火烘组(D2h)为粘土岩夹细至粉砂岩及碳酸盐岩沉积,产大量腕足及层孔虫、苔藓虫、海百合茎等化石,属台地-台缘相,在那润断层与杜家桥断层之间,缺失中泥盆统火烘组及上泥盆统下部榴江组,存在石炭系/泥盆系和泥盆系/奥陶系之间的沉积间断,反映在泥盆系时期那润断层控相;在断层北东方向织金地区,断层两侧的灯影组地层有明显的岩性差异,是控相断层。因而,在寒武纪、奥陶纪时,那润断层控相。
在杜家桥断层与熊家场断层之间,石炭系九架炉组覆盖在清虚洞组之上,熊家场断层北东盘九架炉组覆盖在金顶山组之上。在几百米范围,熊家场断层北东盘大量地层缺失,且上覆石炭系九架炉组厚度、组分、沉积环境相对较稳定,反映地层的大量缺失不仅与剥蚀程度有关,也与地层沉积缺失有关(图3)。
在五指山地区东部清镇桃子冲、阳昌坡一带清虚洞组为灰、深灰色与紫红色微晶白云岩,间夹紫红色薄层泥质泥晶白云岩及少量灰、黄灰色薄层石英砂岩、含粉砂质页岩,水体较五指山浅。在五指山地区以西的广大地区,清虚洞组没有出露,资料反映为开阔台地-局限台地相沉积(《贵州岩相古地理图集》,1992),而五指山地区清虚洞组为滩相和滩后泻湖相沉积③。
根据石炭系九架炉组与下伏地层的接触关系和断层两盘地层及岩性特征分析,九架炉组下部地层,除了因剥蚀缺失之外,还存在沉积缺失,为同沉积断层造成两侧水体深度不一致所形成的沉积差异。
3 矿床特征
五指山矿铅锌矿田由杜家桥、那雍枝、新麦、那润、喻家坝5个铅锌矿床组成,分布于F1和F3断层之间,被北东向、北西向和近东西向断层分割。目前以那雍枝铅锌矿床工作和研究程度较高,矿床特征以那雍枝矿床为代表。
那雍枝铅锌矿床为F1、F2、F5和F8断层所围限的范围,发育北东向、北西向和近东西向断层,其中北东向的F1和北西向的断层为同沉积断层,为控制成矿流体的断层。含矿岩性为清虚洞组二段a层中厚层粉-中晶白云岩夹泥质条带细晶白云岩和清虚洞组一段深灰色中至厚层含不规则炭泥质条带细晶白云岩,灰色厚层含粉砂质中粗晶白云岩,后者为主要的含矿岩石。那雍枝铅锌矿床主矿体(Ⅱ矿体)呈层状,似层状产出,长2250m,倾斜控制250~830m,倾向130°~180°,倾角8°~20°;矿体平均铅垂厚度6.41m;含锌2.55%~13.90%,平均含锌6.26%,含铅0.04%~4.05%,平均含铅0.97%。估算(331)+(332)+(333)+(334?)铅+锌金属资源量超过200万t,是川滇黔成矿区贵州省最大的铅锌矿床。
主矿体下盘发育切层铅锌矿脉,切层矿脉旁侧岩石为中厚层细晶白云岩、同生角砾状白云岩,含砂泥质白云岩,矿石产状较乱,但总体顺层分布,蚀变弱,切层铅锌矿脉具有向上凸起的纹层。矿脉内部及围岩结构构造、矿化特征,反映矿床具海底喷流特点③(徐克勤等,1996)(图4)。
表1 五指山铅锌矿田那雍枝铅锌矿床稀土元素分析结果(10-6)
注:(1)空格为不合理数据;(2)样品为较纯的闪锌矿和方铅矿;(3)分析单位:中国科学院地质与地球物理研究所微量元素分析实验室(2010)。
表2 五指山铅锌矿田那雍枝铅锌矿床稀土元素计算结果表
矿石矿物主要为闪锌矿、黄铁矿、少量方铅矿;脉石矿物主要为白云石,少量-微量的石英、重晶石,矿物组成与滇东北产于震旦系顶部与下寒武统之间的渔户村组地层中的铅锌矿床相似(王玉奇;2009)。闪锌矿因含铁低,颜色较浅,反映闪锌矿成矿温度低,与贵州南部具准同生沉积型的半边街铅锌矿床相似(陈启良等,2002)。闪锌矿呈自形-半自形-它形结构、碎裂结构、镶嵌结构、结晶结构、皮壳状结构、似砂状结构等;角砾状、细脉状、浸染状、层纹状、条带状、团块状和块状、同沉积变形等构造(图4)。
矿物生成顺序:早期白云石-闪锌矿-方铅矿-黄铁矿,中期闪锌矿-方铅矿-黄铁矿-白云石,晚期白云石-石英。成矿时蚀变弱,成矿以后,具明显的白云石化和弱硅化。层纹状、同生角砾状、条带状构造和顺层矿体底盘脉状矿体(图5)反映矿床的同沉积成因(韩发等,1999;陈国勇等,2006;杨永强等,2006)。
那雍枝铅锌矿床的稀土元素含量见表1,∑REE、∑LREE、∑HREE、∑LREE/∑HREE、δEu、δCe、LaN/SmN见表2。∑REE为26.474×10-6,∑LREE为23.273 ×10-6,分别是球粒陨石的8.04倍和11倍,稀土元素的配分曲线右倾(图6),∑HREE为3.201×10-6,∑LREE/∑HREE 6.575,分别是球粒陨石的2.7倍和3.7倍。总体反映矿石稀土元素较球粒陨石富集,轻稀土较重稀土富集,稀土元素存在明显分异。
δEu 为1.452,属正异常,反映与岩浆有关的深源热流体加入了成矿作用;δCe为0.627,且LaN/SmN为3.481,均大于0.35,δCe为负异常,反映成矿环境为水体浅的富氧环境。
那雍枝铅锌矿中的δ34SCDT(‰)为+20.099(样号TW37)③,硫可能来自海水中的硫。
矿石中白云石脉的δ13C‰为-1.016~-0.258,δ13C来源于海相碳酸盐;δ18OSMOW‰为19.42~24.89(表3),δ18OSMOW来源于深部变质岩。白云石脉氧同位素值比围岩低,但都落在沉积碳酸盐附近(图7),与黔西北杉树林铅锌矿床碳、氧同位素相似(金中国等,2007)。
表3 那雍枝炭同位素测量结果
测试单位:中国科学院地质与地球物理研究所稳定同位素地球化学实验室(2010)。
图4 那雍枝铅锌矿床ZK1201中265.0~265.3m顺层角砾状锌矿石Fig.4 Bedding brecciaous zinc ores of 265.0-265.3m in ZK1201 of the Nayongzhi lead-zinc depositDol-白云岩;Sph-闪锌矿;Py-黄铁矿Dol-Dolomite;Sph-sphalerite;Py-Pyrite
图5 那雍枝矿床PD—6坑道中顺层矿体(Ⅱ)底盘的脉状矿体素描图Fig.5 Vein-like orebody sketch of the bottom bedding orebody in gallery PD-6 of Nayongzhi deposit1-白云岩;2-砂泥质白云岩;3-同生角砾状白云岩;4-含铅锌矿白云岩;5-含铅锌矿同生角砾状白云岩;6-层纹状铅锌矿石;7- 块状铅锌矿石;8-脉状矿体边界1-dolomite;2-sandy and muddy dolomite;3-contemporaneous carniole;4-lead-zinc bearing dolomite;5-lead-zinc bearing contemporaneous carniole;6-laminar lead-zinc ore;7-massive lead-zinc ore;8- boundary of veined orebody
图6 那雍枝铅锌矿床球粒陨石标准化稀土配分模式Fig.6 Standard rare earth distribution pattern of chondrite in Nayongzhi lead-zinc deposit
4 找矿远景分析
五指山矿田位于扬子陆块西南缘,由于古陆边缘壳-幔作用强烈而频繁,岩浆和水热流体汇聚,有巨大地热异常,各层圈和各地体间的物质与能量交换频繁,有利于发生大规模成矿作用,有Au、Fe、Ni、Cu、Pb、Zn、Mo、Sn等大型矿床的形成(翟裕生,2002);地球物理场反映,深部存在北东向、北西向和东西向的深大断裂,几组深大断裂在五指山矿田交汇,推测交汇处及附近的深部存在岩浆岩体及岩基分布,存在地热和物源异常,有利于发生大规模成矿作用,对铅锌矿成矿有利。
图7 那雍枝铅锌矿床矿石中白云石碳氧同位素图解Fig.7 Carbon-oxygen isotope diagram of dolomite in Nayongzhi lead-zinc deposit
五指山铅锌矿田Pb、Zn、Ag元素地球化学异常强,分布面积大,浓集中心明显,受区域断裂控制,有较好的成矿地球化学条件。
北东东向的熊家场断层、北东向的杜家桥断层、那润断层和北西向断层是分别平行于区域纳雍-息烽、安顺-贵阳和水城-紫云深大断裂的次级断裂,并控制寒武系-泥盆系的沉积厚度和沉积相,控制了石炭系之前的地层剥蚀缺失程度,控制了深部成矿流体在沉积盆地中的运移,在沉积盆地底部同沉积断层两侧,沉积灯影组和清虚洞组的同时,形成了层状铅锌矿体或矿化,铅锌成矿时期同沉积断层控制了铅锌矿床的分布。
五指山地区铅锌矿体呈层状、似层状产出,矿体产状与围岩产状基本一致。灯影组容矿地层为灰色厚层含硅质条带或硅质团块细晶白云岩,顶部为深灰薄-中厚层状含磷质生物屑白云岩,容矿地层为台地边缘相,硅质条带或硅质团块,可能为热水沉积产物,顶部为顺层锌矿体,之下为铅矿体;清虚洞组容矿地层为一、二段,区域上为开阔台地-局限台地相沉积,本区岩性为厚层鲕状白云岩、中粗晶白云岩和中厚层泥质条带细晶白云岩,主矿体(Ⅱ)及顶、底板为黑色含泥炭质细晶白云岩,为继一段鲕粒滩相之后发展而成的滩后泻湖相沉积,滩后泻湖相控制了主矿体的产出,是铅锌成矿的有利环境③。
元素地球化学特征显示,矿石δEu>1,流体显示深源特征,所有矿床δCe<0,显示矿床处浅层富氧环境,硫源来自于海水,δ13C为海相碳酸盐中的C,δ18OSMOW来源于深部变质岩,总体特征反映成矿物质具有深源特点;那雍枝矿床围岩蚀变弱,矿石具条带状、纹层状和多期含矿同沉积角砾状构造,层状矿体下盘具有脉状矿体;矿床具有海底喷流沉积型铅锌矿床的特点,推测矿床的成因类型为产于稳定地壳区边缘的以碳酸盐岩为容矿岩石的Sedex型铅锌矿床,这类铅锌矿床的存在对该区铅锌找矿具有重要的意义。
5 结论
五指山铅锌矿田受控于深部构造,处于推测深大断裂Fa~Fd有利的控制区内,并与北东向、东西向基底断裂有成因关系,深部断裂提供了深部成矿流体运移的良好通道,推测的深部岩体及岩基为铅锌成矿提供了热源和物源;推测的北东向断裂是控制深部成矿流体上升的主断裂(导矿断裂),东西向和北西向断裂是控制成矿流体集中的断裂;预测在五指山铅锌矿田的那润一带,由F9、F10断层与F1断层的相交部位,深部隐伏层位灯影组和清虚洞组分布区,且对应物化探异常变异区,应存在大型层状铅锌矿体,推断五指山铅锌矿田具有超大型矿床的找矿前景。
[注释]
① 贵州省地质调查院. 2010.贵州省铅锌银矿资源潜力评价报告[R]
② 贵州省地质调查院,贵州省地矿局104地质大队. 2006.贵州张维—五指山地区铅锌矿评价报告[R]
③ 陈国勇,王砚耕 冯济舟 邹建波 范玉梅 陈朝玉 赵征 杨兴玉 安琦 谭华 黄林.2012.贵州省铅锌成矿规律及找矿方向[R]
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Ore-Search Prospect of the Deep Subsurface in the Wuzhishan Pb-Zn Orefield, Guizhou Province
CHEN Guo-yong1, WANG Liang2,FAN Yu-mei2,ZHENG wei1
(1.GuizhouBureauofGeology&MineralExplorationandDevelopment,Guiyang,Guizhou550004 2.GuizhouAcademyofGeologicalSurvey,Guiyang,Guizhou550005)
In the Wuzhishan lead-zinc ore field of Guizhou Province, there exist NE, NEE and NW faults, which are secondary structures, parallel to the regional major faults, i.e. the Anshun-Guiyang, Nayong-Xifeng and Shuicheng-Ziyun faults. These faults control the sedimentary facies of Cambrian-Devonian and strata denudation before Carboniferous as well as the mineral fluid activity in the sedimentary basin. The ore occurrence, ore structure, wall rock alteration and geochemical characters of elements suggest the ore genesis of submarine exhalation-sedimentation deposits. Geophysical fields indicate the existence of NE and EW trending faults at depth in the orefield and vinicity. Below the intersection of several sets of faults, magmatic rock and large bathlith imply conditions for fluid rise from depth. So it is inferred a large bedded lead-zinc deposit exists in the deep Dengying Formation where several faults intersect The subsurface beneath the Dengying and Qingxudong formations and corresponding areas with geophysical and geochemical anomalies should have a good prospect of large Pb-Zn deposits.
lead-zinc, deep ore prospecting, Wuzhishan Guizhou
2015-02-05;
2015-06-09;[责任编辑]郝情情。
中国地质调查局(贵州张维-五指山地区铅锌矿评价:编号1212010630407)和贵州省地矿局重大科研项目(贵州省铅锌成矿规律及找矿方向:编号200701)联合资助。
陈国勇(1964年-),男,1989年毕业于成都理工大学地质学专业,地质高级工程师,现从事固体矿产勘查和研究工作。E-mail:cgy20131115@163.com。
王 亮(1962年-),男,1989年毕业于成都理工大学勘查地球物理专业,2014年毕业于中国地质大学(武汉)资源勘查工程专业,物探高级工程师,现从事地球物理勘查和研究工作。E-mail:wangliang62@163.com。
P618.42,618.43
A
0495-5331(2015)05-0859-11