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贵州黔西南州矿床地质特征及成因解析

2021-10-30

世界有色金属 2021年10期
关键词:硅化碎屑粘土

余 雷

(贵州省兴义市贵州金州能矿股份有限公司,贵州 兴义 562400)

位于贵州黔西南州的某矿床是一所新开发区域,在以往的地质开发工作中,主要只针对该区域的金矿进行开发。后来当地大力发展矿产经济,不断开展各类型的地质工作,其中包括钻探和坑探以及巷道等,从而获得较多的矿产资源。本文通过分析矿床地质特征和成因,为该研究区的地质找矿工作提供科学依据。

1 矿床的地质特征

1.1 区域地质概况

该矿床位于贵州黔西南州,大部分地区属于华南褶皱系,该区域为多种金属矿床的形成聚集区。在区域内部火成岩发育不够完善,根据成因可以划分为二叠系、三叠系等[1]。

1.2 矿区地质

矿区露出的地层主要包括泥盆系至三叠系,广布三叠系,其次是二叠系。根据由老至新的顺序,分为二叠系中统茅口组和构造蚀变体、二叠系上统龙潭组,三叠系下统夜郎组一段、三叠系下统夜郎组一段和二段等。

二叠系中统茅口组主要包括灰色中厚层和块状生物灰岩,局部夹浅灰色的白云质灰岩,同时具有缝合线构造,会产出纺缍虫和珊瑚等化石,这是最老地层,整体厚度在400m以上。构造蚀变体位于沉积间断面,主要成因是区域性构造作用,在沉积和构造运动等作用下,形成了这类由组合深灰色强硅化灰岩和硅质岩等组成的综合物,主要包括两个部分,P2m顶部灰岩和P3l底部粘土岩,根据蚀变强度,由下到上分布着强硅化角粒状灰岩和强硅化灰岩以及弱硅化灰岩,各自呈现渐变关系,通常是硅化角砾状粘土岩和硅化碎裂化粘土岩过渡为P3l粘土岩。岩石结构有白色和绿色的石英,呈现出斑块状或细脉状,偶尔会见到片状的石膏,普遍存在金矿化[2]。

二叠系上统龙潭组主要包括三段,第一段的上部是灰色的砂岩,呈现出条带状,其中包含生物屑砂屑灰岩,中下部是粘土岩,整体呈现出北厚南薄的趋势。第二段主要包括粘土岩和粉砂岩以及生物碎屑灰岩等,生物碎屑灰岩是第二段最主要的含矿层,下部灰岩缺乏稳定性,主要包括生物碎屑钙质和粘土质粉砂岩,底部是黑色炭质粘土岩,这也是第一段和第二段的分界层。第三段厚度稳定性较好,共有六层灰岩,顶部是粉砂层夹煤线和生物碎屑灰岩,这层灰岩存在局部缺失的情况,上部是粘土岩,夹层是生物碎屑灰岩,在第四层中夹着粘土岩,下层包括粉砂岩和粘土岩以及生物碎屑灰岩等,底部的生物碎屑灰岩局部渐变为粘土岩。矿区内构造分为北西向背斜和北西向断裂,这是该矿床控矿的主要构造。

2 矿体及矿石特征

2.1 矿体特征

在背斜一侧第一段和蚀变体都存在矿体,上下地层呈现出平行状态,二者是不整合的接触状态,其中包括茅口组顶部的灰岩和龙潭组第一段的粘土岩,根据蚀变强度,分为强硅化角砾状灰岩、强硅化灰岩以及P2m灰岩,这些灰岩属于渐变关系,上层的粘土岩过渡于正常的P3l粘土岩,根据由下至上的顺序,分布为弱硅化灰岩和强硅化灰岩以及碎裂化粘土岩[4]。

矿体主要呈现为层状和似层状,并且在局部呈现出透镜状。整个矿体呈现出北西走向,和背斜轴两翼处于类似平行的关系,整体走向的长度大约3200m,矿脉延伸至200m以上,此外矿体厚度处于2m~6m范围,组分分布均匀,整体构造不会破坏矿体。矿体的围岩包括粘土岩和灰岩等,二者之间具有清晰的接触界限。

2.2 矿石特征

矿床含有复杂的矿物组合,经过分析发现还含有金矿和锑矿,具有很强的工业价值,金矿和锑矿主要分布在矿床的上部和下部。赋存的矿物包括方解石、重晶石以及少量自生石英等[5]。

矿区内矿石结构主要包括镶嵌、细脉网状以及溶蚀交代结构等。矿石的构造主要包括条带状和角砾状等。在垂直方向上,矿石结构构造分布规整,通常在矿层下部呈块状构造分布,在矿层上部呈条纹状构造分布,在矿层顶底板中分布着焦砾状构造。

矿石主要成分是CaF2,含量占据35%以上,同时还包括有害成分SiO2,平均含量达到25%以上。

矿石类型主要包括自然类型和工业类型两种,其中自然类型主要包括条带状的矿石和角砾状的矿石等。

3 矿床成因

3.1 围岩的物质成分

上盘是二叠系的第一段,主要包括条带状细砂岩,同时夹二层以上的含生物屑砂屑灰岩,中下部包含厚层粘土岩和粉砂质的粘土岩。古岩溶面起伏和沉积的渐变影响着厚度的变化,整体呈现出北厚南薄的趋势[6]。

下盘二叠系中统茅口组主要包括块状生物灰岩,局部带有白云质灰岩,其中包含缝合线构造,主要形成纺缍虫和珊瑚等化石。

3.2 围岩蚀变

在二叠系上统龙潭组第一段和中统茅口组之间存在沉积间断面,在区域性构造影响下,经过热液蚀变形成蚀变岩石,主要包括深灰色的灰岩和角砾状的灰岩,这类岩石主要是受到沉积作用和构造作用以及热液蚀变作用。岩石中通常包含石英,有时会看到锑矿等,普遍伴有硅化矿石化以及金矿化等。

表1 贵州某矿床构造蚀变体部分样品分析结果

3.3 控矿构造分析

构造是该矿的控矿主要因素,区内褶皱构造和断裂构造,会为矿床形成提供运移通道和填充空间。褶皱构造存在背斜,是该区的主体构造,背斜轴长在18km以上,矿区内部长度为3km。

褶皱构造呈现出西北向的断层,断距比较小,破碎带中角砾呈现出棱角状,大小处于1mm~15mm范围内,角砾主要包括强硅化灰岩和粘土岩以及硅质岩等,在一些地段的角砾中不含有胶结物,局部呈现出金矿化。

断裂构造主要分布在附近断层中,呈自北向西分布,矿区长度大约为3km,倾角在65°左右,破碎带宽在2m~20m范围内,在破碎带中角砾呈现出棱角状,角砾主要包括强化硅灰岩和粘土岩等。

在硅质和粘土质胶结作用下,一些角砾中并不存在胶结物,局部呈现出金矿化,同时还会产生逆断层,这些断层可以为热液运移提供渠道。

3.4 成矿机理

3.4.1 沉积盆地

在海水的侵蚀下,形成了碳酸盐缓坡。中二叠世茅口继承了原来的地理沉积格局,在台地发育了台盆,在台盆发育了硅质岩和硅质泥岩等,为矿床形成提供场地。

3.4.2 火山喷发活动

地壳运动改变了古地理的格局,玄武岩喷发为矿源层形成奠定了坚实的基础。

经过火山喷发,在当地形成路堤和浅海相,一方面会剥蚀陆地,同时会产生很多的火山碎屑,在台盆沉积多种矿物。此外在火山喷发阶段,气液会形成矿物组分和硫,硫会进一步形成酸性溶液,酸性溶液蚀变玄武岩和火山碎屑,在台盆积累矿物组分之后,将会和CaCO3发生反应,再加上交代灰岩的作用,逐渐形成矿床源层[7]。

3.4.3 褶皱、断层

燕山期因为构造产生了剧烈的运动,矿区地层出现褶皱,因此形成背斜,为矿床提供了改造空间,同时提供了通道,方便地下热液上移。地下热液不断上侵,在薄弱地带,热液携带着各种矿物运动,并且萃取地层中的有用组分,最终实现褶皱发育。热液富含有用成分,可以叠加改造空间内部的矿源层,因此富集部分地段的矿物,从而形成工业矿体。

4 结语

本文主要分析了贵州黔西南州某矿床的地质特证和成矿原因,通过分析得出在今后找矿工作中,主要的找矿标志是构造蚀变体,此外矿床的蚀变标志是地质矿物的硅化以及白云石等。

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