四川金沙江廠震旦系燈影組斷層組特征

四川金沙江廠震旦系燈影組斷層組特征

1鉛鋅成礦區(qū)永善縣金沙礦區(qū)位于云南省東北部。從結(jié)構(gòu)上講，它屬于太平洋沿岸的礦區(qū)，是中國(guó)重要的錫通道之一。受北東向的巧家—蓮峰大斷裂和北西向的金沙逆斷層銳角交匯影響,礦區(qū)地層構(gòu)造主要為古生代地層組成的一個(gè)短軸背斜(圖1),礦體主要受北東向構(gòu)造控制,該礦床為地層碳酸鹽巖和斷層構(gòu)造控制的鉛鋅礦床。1.1白巖哨段和下寒武統(tǒng)梅樹村段礦區(qū)地層發(fā)育,除泥盆系—石炭系、侏羅系—白堊系外,自中元古界至下三疊統(tǒng)均有出露。其中震旦系上統(tǒng)燈影組和下寒武統(tǒng)梅樹村組碳酸鹽巖是本區(qū)鉛鋅礦的賦礦地層。礦區(qū)內(nèi)燈影組與下伏震旦系砂巖、紫色頁巖、冰磧礫巖及薄層狀泥質(zhì)白云巖與炭質(zhì)白云巖整合接觸,與上覆下寒武統(tǒng)梅樹村組白云巖、硅質(zhì)白云巖平行不整合接觸。燈影組在本區(qū)僅出露其上部的兩個(gè)填圖單元,即舊城段(Z2dn4)和白巖哨段(Z2dn5)。白巖哨段又可分為上、下兩個(gè)亞段:白巖哨段下亞段(Z2dn5-1)厚163.19m,為灰、淺灰色厚層狀藻白云巖,白巖哨段下亞段是本礦區(qū)主要的賦礦層位;白巖哨段上亞段(Z2dn5~2)厚70.52m,巖性為灰白色中-薄層狀粉晶白云巖。下寒武統(tǒng)梅樹村組可分為三段:小歪頭山段(∈1m1)、中誼村段(∈1m2)和大海段(∈1m3),其中中誼村段和大海段為本區(qū)次要的賦礦層。中誼村段厚21.25m,主要由白云質(zhì)磷塊巖、硅質(zhì)磷塊巖和含磷白云巖、含磷硅質(zhì)巖組成。為本區(qū)磷礦主要產(chǎn)出層位。大海段厚8m~10m,主要為灰色中厚層狀泥質(zhì)白云巖,夾深灰色薄層狀磷質(zhì)粉砂質(zhì)泥巖和硅質(zhì)條帶,底部多為內(nèi)碎屑白云巖,中部常出現(xiàn)層紋狀和條帶狀白云巖,頂部與筇竹寺組分界處往往出現(xiàn)一層厚約0.2m的生物碎屑磷塊巖。梅樹村組向上與筇竹寺組呈現(xiàn)整合接觸。1.2層間滑動(dòng)控礦斷層由于受區(qū)域構(gòu)造擠壓,礦區(qū)金沙廠背斜和金沙斷裂(F1)、層間滑動(dòng)斷層(FC1)、層間滑動(dòng)斷層(FC2)及陡傾斜斷層(F4)等構(gòu)造形跡構(gòu)成了礦區(qū)的主體控礦構(gòu)造格架(圖2)。(1)金沙廠背斜:為一近東西向展布的穹窿構(gòu)造,背斜核部為燈影組,翼部四周依次為寒武系、奧陶系、志留系、二疊系。(2)金沙斷裂(F1):是礦區(qū)內(nèi)的主要斷裂,為逆斷層,貫穿整個(gè)礦區(qū),斷層傾向北東,傾角40°~73°,垂直斷距60m~130m,斷層破碎帶寬數(shù)米至10m左右。該斷層為礦區(qū)成礦后構(gòu)造。(3)層間滑動(dòng)控礦斷層(FC1、FC2):FC1位于寒武系下統(tǒng)梅樹村組大海段(∈1m3)與寒武系下統(tǒng)筇竹寺組(∈1q)之間,為張性層間滑動(dòng)成礦斷層,總體傾向?yàn)楸北睎|。該層間滑動(dòng)控礦構(gòu)造控制著礦區(qū)第II種類型的礦體。FC2位于震旦系上統(tǒng)燈影組白巖哨段下亞段(Z2dn5-1)內(nèi)部白云巖之間,為張性層間滑動(dòng)成礦斷層,構(gòu)造控制著礦區(qū)第I種類型礦體的展布。(4)F4切層的陡傾斜控礦正斷層。F4位于金沙廠背斜核部,切斷震旦系上統(tǒng)燈影組白巖哨段(Z2dn5)、寒武系下統(tǒng)梅樹村組(∈1m)及寒武系下統(tǒng)筇竹寺組(∈1q)等地層,為張性成礦斷層,總體傾向北北東,為區(qū)內(nèi)鉛鋅礦賦礦構(gòu)造,發(fā)育1~3條控礦構(gòu)造,控制著礦區(qū)第III種類型礦體的形成。(5)成礦后的陡傾斜斷層:位于金沙廠背斜不同部位,切斷震旦系上統(tǒng)燈影組白巖哨段(Z2dn5)寒武系下統(tǒng)梅樹村組(∈1m)及寒武系下統(tǒng)筇竹寺組(∈1q)等地層和礦區(qū)所有控礦構(gòu)造,為壓扭性破壞礦體斷層,總體走向?yàn)楸北睎|和北西向,該組斷層往往使得區(qū)內(nèi)三種類型的礦體發(fā)生錯(cuò)位,嚴(yán)重影響找礦勘查工作。1.3玄武質(zhì)火山的下而上區(qū)域內(nèi)巖漿活動(dòng)僅有海西旋迴中的基性巖漿噴溢活動(dòng),形成玄武巖火山建造。區(qū)域內(nèi)可能距溢出中心不遠(yuǎn),據(jù)巖性、巖石組合特征自下而上劃分為下、中、上三段,共厚1131m。下段主要由玄武質(zhì)火山集塊巖、火山角礫巖及含斑玄武巖組成,厚267m;中段主要由斑狀玄武巖、杏仁含斑玄武巖夾凝灰?guī)r等組成,厚317m;上段主要由致密玄武巖,杏仁玄武巖夾凝灰?guī)r、熔角礫巖等組成,厚547m。川滇黔鉛鋅礦帶的礦點(diǎn)、礦化帶與峨嵋山玄武巖的展布相一致,表明鉛鋅礦床的形成與玄武巖漿活動(dòng)有一定的關(guān)聯(lián)性。2礦體地質(zhì)特征金沙廠鉛鋅礦體分別受緩傾斜層間滑動(dòng)和陡傾斜斷層破碎帶的控制,可分為三種類型(圖2)。第一種是賦存于礦區(qū)震旦系上統(tǒng)燈影組白巖哨段下亞段(Z2dn5-1)層間滑動(dòng)斷層破碎帶(FC2)并順層產(chǎn)出的鉛鋅礦體(第I種類型)。礦體受地層和層間滑動(dòng)破碎斷層帶FC2控制。位于金沙斷裂F1上盤的礦體因地層產(chǎn)狀較平緩,礦體產(chǎn)狀也大多較平緩,而位于F1下盤的礦體因地層產(chǎn)狀較陡,礦體產(chǎn)狀也較陡,局部甚至直立。該類礦體的形態(tài)較為復(fù)雜,呈似層狀、透鏡狀、囊狀形態(tài)產(chǎn)出,礦體沿走向和傾向都表現(xiàn)出尖滅再現(xiàn)、分支復(fù)合現(xiàn)象。礦體與圍巖界限清楚,其頂?shù)捉缦蕹什钇鸱Ｔ诘V體中,有時(shí)見到圍巖夾層和包體。單個(gè)礦體規(guī)模大小不一,其中最大的礦體長(zhǎng)140m,寬50m,平均厚度2.16m~4.42m。其一般礦體長(zhǎng)30m~100m,寬20m~50m,平均厚2m~3m。礦石礦物主要為鉛灰色、灰黑色的方鉛礦,黃色、褐黃色的氧化方鉛礦、閃鋅礦、黃銅礦、孔雀石、銅藍(lán)、藍(lán)銅礦、輝銀礦、輝銅礦,黝銅礦、銀黝銅礦、砷黝銅礦、硫銻銅礦。鉛品位2ω%~12ω%、鋅品位1ω%~2ω%、銅品位0.3ω%~5ω%、銀品位60~450g/t。該類型礦體厚度變化不穩(wěn)定和品位變化較不均勻。脈石礦物主要為重晶石為主、螢石、鐵白云石和少量方解石。礦石多為硫化礦、少量為氧化礦。第二種是賦存于礦區(qū)寒武系下統(tǒng)梅樹村組大海段(∈1m3)層間滑動(dòng)斷層破碎帶(FC1)控制的緩傾斜順層產(chǎn)出的鉛鋅礦體(第Ⅱ種類型黑礦)。該類礦體均賦存于寒武系下統(tǒng)梅樹村組大海段(∈1m3)含磷質(zhì)、硅質(zhì)白云巖地層中。礦體受地層和層間構(gòu)造滑動(dòng)面及層間破碎斷層帶FC1控制。礦體的分布和產(chǎn)狀與寒武系下統(tǒng)梅樹村組大海段(∈1m3)地層的分布和產(chǎn)狀一致,位于金沙斷裂F1上盤的,產(chǎn)狀較緩。位于F1下盤的礦體產(chǎn)狀較陡,有的直立甚至局部倒轉(zhuǎn)。該類礦體形態(tài)大多呈層狀、似層狀、扁豆?fàn)詈兔}狀。礦體在賦礦層位中的分布存在沿走向和傾向具有尖滅再現(xiàn)、斷續(xù)分布的特點(diǎn)。礦體與圍巖和構(gòu)造面的界限明顯。單個(gè)礦體長(zhǎng)20m~60m,寬10m~50m,厚度相對(duì)穩(wěn)定一般為1m~4m。礦石礦物主要為黃色、褐黃色的具有玻璃光澤的閃鋅礦,少量鉛灰色的方鉛礦,鋅品位1.5ω%~8ω%、鉛品位1.5ω%~4ω%。該類型礦體厚度變化穩(wěn)定和品位變化較均勻。脈石礦物主要為重晶石為主、螢石、石墨、磷灰石、泥質(zhì)和少量方解石。所有礦石均為硫化礦。第三種是產(chǎn)于礦區(qū)陡傾斜斷層破碎帶中的鉛鋅礦體(第Ⅲ種類型)。礦體產(chǎn)于F4斷裂構(gòu)造破碎帶中,呈復(fù)脈狀產(chǎn)出,一般由3~6條脈體組成。礦體產(chǎn)狀與斷層產(chǎn)狀一致,均為陡傾斜,傾向北東,傾角65°,復(fù)脈體分布寬度為1m~3m,長(zhǎng)度20m~50m不等,傾斜延深10m~50m,礦體厚度1m~3.76m。礦石礦物主要為鉛灰色、灰黑色的方鉛礦,黃色、褐黃色的氧化方鉛礦、閃鋅礦、黃銅礦、孔雀石、銅藍(lán)、藍(lán)銅礦、輝銅礦、輝銀礦,黝銅礦、銀黝銅礦、砷黝銅礦極少量,鉛品位2ω%~6ω%、鋅品位1ω%~3ω%、銅品位0.3ω%~2ω%、銀品位60~350g/t。該類型礦體厚度不穩(wěn)定,品位變化大。脈石礦物主要為重晶石為主、螢石、石英、褐鐵礦、鐵白云石和少量方解石。礦石多為硫化礦、少量為氧化礦。礦區(qū)三種類型的礦體都為容易選冶礦,含有害元素不超標(biāo)。礦體多位于潛水面之上,為隱伏礦體,全部用坑道地下開采,采礦對(duì)地下水和地表環(huán)境影響比較小,但是由于巖石比較破碎使得開采難度大。3采礦機(jī)的起源和特征3.1成礦熱液及張扭性斷裂帶研究表明,區(qū)域內(nèi)的成礦作用主要有四方面因素:(1)構(gòu)造要素由于成礦期的構(gòu)造運(yùn)動(dòng)影響,在形成金沙廠穹窿褶皺的同時(shí),因巖層的剛?cè)岵煌?厚與薄不同和受力的不均,從而在寒武系下統(tǒng)梅樹村組大海段(∈1m3)與寒武系下統(tǒng)筇竹寺組(∈1q)平行不整合面以及震旦系上統(tǒng)燈影組白巖哨段下亞段(Z2dn5-1)地層中分別產(chǎn)生了規(guī)模不等的層間破碎帶或?qū)娱g剝離空間(FC1、FC2)和陡傾斜張扭性斷裂帶(F4)等容礦控礦構(gòu)造,同時(shí)伴隨成礦熱液活動(dòng),成礦熱液沿上述層間破碎帶或剝離空間及張扭性斷裂帶運(yùn)移充填而形成似層狀、脈狀、透鏡狀、扁豆?fàn)畹你U鋅銅銀多金屬礦體。上述層間破碎帶或?qū)娱g剝離空間帶(FC1、FC2),以及張扭性斷裂帶F4對(duì)成礦有利,是礦區(qū)的成礦構(gòu)造要素(圖3)。(2)礦床形成與巖性的關(guān)系礦區(qū)主要含礦層位為震旦系上統(tǒng)燈影組白巖哨段下亞段(Z2dn5-1)的中上部白云巖、硅質(zhì)白云巖和寒武系下統(tǒng)梅樹村組大海段(∈1m3)含磷白云巖、白云巖、硅質(zhì)白云巖與寒武系筇竹寺組灰綠、深灰色泥巖、頁巖、粉砂巖接觸帶。由于白云巖、硅質(zhì)白云巖是屬于性脆而堅(jiān)硬的巖石,受力后易于產(chǎn)生層間剝離空間或?qū)娱g破碎帶和裂隙,為成礦提供空間。而寒武系筇竹寺組灰綠、深灰色泥巖、頁巖、粉砂巖地層具可塑性和不透水性,對(duì)含礦溶液的上升(或下降)、擴(kuò)散、運(yùn)移起了阻擋的作用。同時(shí)白云巖、硅質(zhì)白云巖對(duì)礦液中含礦元素具有很好的親合性,它們是本礦區(qū)成礦的巖性因素。(3)成礦環(huán)境因素該礦床在早期沉積建造成巖時(shí),康滇古陸中元古界昆陽群老地層中的含礦風(fēng)化剝蝕物在古陸邊緣海的環(huán)境沉積成巖作用下就形成了原始礦源層。峨眉山玄武巖噴發(fā)時(shí)熱液作用略有富集,但在這時(shí)還沒有形成工業(yè)礦體,后期受到褶皺斷裂構(gòu)造熱源活動(dòng)作用時(shí)富集形成工業(yè)礦體。(4)成礦溫度因素礦體中礦物組分繁多,除主要組份鉛、鋅、銀、銅外,尚有伴生組份十余種。以方鉛礦、閃鋅礦、銅礦、黃鐵礦、輝銀礦、重晶石、螢石等為主要代表性原生礦物。以及礦物互相穿插關(guān)系及溶蝕交代現(xiàn)象和螢石呈獨(dú)立的淺紫色、無色單一立方體出現(xiàn)等現(xiàn)象都顯示該礦床為低溫?zé)嵋撼傻V的特點(diǎn)。3.2礦液運(yùn)移的影響礦體的形成受古陸邊緣海環(huán)境地層巖石的嚴(yán)格控制,礦體產(chǎn)于震旦系上統(tǒng)燈影組白巖哨段下亞段(Z2dn5-1)的中上部白云巖和寒武系下統(tǒng)梅樹村組大海段(∈1m3)含磷白云巖、白云巖、硅質(zhì)白云巖中,寒武系筇竹寺組灰綠、深灰色泥巖、頁巖、粉砂巖為封閉層。就其地層巖石的物理性質(zhì)而言,震旦系上統(tǒng)燈影組白巖哨段下亞段(Z2dn5-1)與寒武系下統(tǒng)梅樹村組大海段(∈1m3)的白云巖、硅質(zhì)白云巖性脆,且厚薄相間,在構(gòu)造作用下,易產(chǎn)生層間破碎帶或沿層剝離空間,為礦體運(yùn)移、沉淀提供了空間,而寒武系下統(tǒng)筇竹寺組(∈1q)灰綠、深灰色泥巖、頁巖、粉砂巖具可塑性和不透水性,對(duì)含礦溶液的運(yùn)移起到了阻擋的作用,有利于成礦。就其化學(xué)性質(zhì)而言,震旦系上統(tǒng)燈影組白巖哨段下亞段(Z2dn5-1)與寒武系下統(tǒng)梅樹村組大海段(∈1m3)地層的巖石均為白云巖,其化學(xué)性質(zhì)活潑、易于交代成礦。礦體受斷層破碎帶控制明顯。多期活動(dòng)的巧家-蓮峰陡傾斜深大斷裂為含礦熱液的向上運(yùn)移提供了通道,而震旦系上統(tǒng)燈影組白巖哨段下亞段(Z2dn5-1)與寒武系下統(tǒng)梅樹村組大海段(∈1m3)的白云巖中的層間破碎帶及陡傾斜斷裂為成礦提供了賦存空間,有利于成礦。礦體中礦物組合及成因礦物學(xué)特征,礦物互相穿插關(guān)系、溶蝕交代現(xiàn)象和在螢石呈獨(dú)立的淺紫色單一立方體產(chǎn)出等現(xiàn)象都顯示為低溫?zé)嵋撼傻V的特點(diǎn)。綜合上述金沙廠鉛鋅礦是受地層、巖石和斷裂控制的碳酸鹽巖類型中低溫?zé)嵋恒U鋅銅銀多金屬礦床。(1)構(gòu)造標(biāo)志:構(gòu)造破碎帶是礦液運(yùn)移的通道和儲(chǔ)礦的有利場(chǎng)所,震旦系上統(tǒng)燈影組白巖哨段下亞段(Z2dn5-1)與寒武系下統(tǒng)梅樹村組大海段(∈1m3)的白云巖、硅質(zhì)白云巖中的層間破碎帶或沿層剝離空間或斷裂破碎帶、裂隙帶是尋找礦體的構(gòu)造找礦標(biāo)準(zhǔn)。(2)層位巖石標(biāo)志:礦體產(chǎn)于震旦系上統(tǒng)燈影組白巖哨段下亞段(Z2dn5-1)的中上部藻白云巖和寒武系下統(tǒng)梅樹村組大海段(∈1m3)含磷白云巖、硅質(zhì)白云巖中,寒武系筇竹寺組泥巖、頁巖、粉砂巖為封閉層,所以上述兩個(gè)地層單元為找