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湘西州保靖县木耳地区锌银矿成矿预测及找矿前景论文

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2024-09-07 10:12:47    来源:    作者:liziwei

摘要:湘西保靖县木耳地区新发现一矿产地,为“茶田式”汞锌矿,在保靖矿田中,矿体呈似层状-层状顺层产于寒武系熬溪组上段(∈3a2)“角砾化”云岩中,角砾岩化与汞、锌矿化关系密切,阳朝-敖溪-水银一带的保靖矿田具备寻找中大型矿床的潜力,找矿前景较好。矿床品位高、埋藏浅,矿山易开采。

  摘要:湘西保靖县木耳地区新发现一矿产地,为“茶田式”汞锌矿,在保靖矿田中,矿体呈似层状-层状顺层产于寒武系熬溪组上段(∈3a2)“角砾化”云岩中,角砾岩化与汞、锌矿化关系密切,阳朝-敖溪-水银一带的保靖矿田具备寻找中大型矿床的潜力,找矿前景较好。矿床品位高、埋藏浅,矿山易开采。

  关键词:汞锌矿;品位;找矿前景

  1成矿地质背景

  木耳地区大地构造位于上扬子地块东南边缘的湘西北地区,麻栗场推覆构造带之根带及中心断层带,区域性古丈复背斜的北西翼,深断裂带的组合断裂,在区域上起着重要的控相导矿作用,模宏大的褶皱和断裂共同构成了本区构造格架的主体轮廓。在其成生—演化的过程中,既造就了优越的成矿环境,又提供了必要的成矿条件。

  黔东湘西成矿带有一种重要矿种,是产于寒武系敖溪组上段白云岩中的低温热液型汞锌银铅等多金属矿,有汞银矿、锌银矿、汞锌矿等矿产类型。湘西最典型的矿床为湖南省凤凰县的茶田大型锌汞矿,因此以“茶田式”统一称呼该类型矿产。该类型矿床在保靖县主要分布于孔坪-敖溪一带(属保靖矿田)。

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  2地质特征

  2.1地层特征

  木耳地区出露寒武系石牌组(∈1s)、清虚洞组(∈2q)、熬溪组∈3a、车夫组(∈3-4c),主要成矿建造为敖溪组上段白云岩。各段岩性分述如下。

  2.1.1地层

  石牌组。暗灰、灰绿色粉砂质页岩。

  清虚洞。灰色厚层状细晶白云岩、灰色厚层状砂屑白云岩为主。

  熬溪组下段。下部为黑色白云质页岩与黑色泥粉晶含炭泥质云岩互层,为区域含钾页岩地层,区内厚度10.03~25.17m。

  中部岩性较复杂,主要为深灰至灰黑色薄层纹层状含陆屑粉晶云岩夹黑色钙质页岩等。区内厚度79.91m。

  上部灰色薄至中厚层泥粉晶灰岩,灰-深灰色薄-中层纹层状细晶灰岩,黑色含炭质云质页岩。区厚度59.27m~66.37m。

  熬溪组上段是“茶田式”锌银多金属矿主要含矿层位。深灰色薄至中厚层粉晶云岩夹厚至巨厚层粉晶砾屑云岩。整段岩石硅化较强,脉石发育,并含大量的白云石团块和重晶石团块,局部形成角砾岩化。角砾岩化与汞、铅、锌矿化关系密切,为良好的容矿层位。这种角砾岩与滑动构造有关,角砾之间界线不清,胶结物相对较少,砾石棱角分明,纹层发育且紊乱,其是一种未固结的整体滑动,其滑动可引起局部岩石破碎,产生角砾,然后被后期白云岩脉充填、胶结。砾屑具纹层构造,由于砾屑杂乱排列,故纹层分布紊乱且不连续,局部见硅质薄片或条带绕砾分布。其上为薄层纹层状含粉屑质藻团粒粉晶云岩夹有较多的滑塌(动)角砾岩,滑塌(动)作用明显,并且见多期次的滑动作用面。这种滑塌(动)作用形成的滑塌(动)角砾岩,角砾有清楚的和不清楚的。清楚的称滑塌角砾岩,不清楚的称滑动角砾岩。两者均属一种成岩期重力作用影响的整体滑动。木耳地区的角砾化云岩主要在该层上部。

  车夫组,深灰色至灰黑色中厚层纹层状粉晶(含炭)泥质云岩夹黑色页岩,中至厚层泥质条带泥晶灰岩夹砾屑灰岩。

  2.2构造特征

  区内构造较发育,主要发育区域麻栗场推覆构造带及中心断层带、古丈复背斜次级褶皱,构造特征如下。

  2.2.1麻栗场断裂

  本区位于麻栗场逆冲推覆构造上盘,该断裂南起贵州玉屏,向北经铜仁至保靖县城附近与花垣—张家界断裂交汇,全长150km,省内长约80km。总体走向北北东,倾向南东,倾角一般40°,破碎带宽20m~150m,断距800m~1500m。具多期活动的特点,形迹清晰的至少可见两期,前期为张扭性质,后期则为压扭性逆冲性质,往往将寒武系逆冲于奥陶系之上。由于其对前期构造的改造和利用,因而常常掩盖了前期的张扭性质特征。

  该断裂为湘黔边境寒武纪台地相与台前斜坡相的大致分界线,早寒武世晚期发育的湘黔边境藻礁带就是沿此断裂西侧的台地边缘带分布,藻礁为花垣铅锌矿田铅锌矿床的重要控矿岩系。断裂东侧在寒开纪尤其是中、晚寒世时斜坡相带的重力沉积体系发育,著名的凤凰—铜仁汞锌矿带即沿斜坡带分布。该断裂是锌汞矿床的主要运矿通道,也是铅锌矿床的导矿构造之一,目前湘西北已发现的铅锌、汞锌、汞银、锌银等矿产几乎全部产于断裂。

  2.2.2中心带主要断裂带基本特征

  花垣—张家界断裂带。自黔东入湘,经本区茶洞、花垣、保靖、永顺、张家界。呈北东、北东东向延伸,区内长约230km,该断裂带是湘西深大断裂带的地表断裂之一。主断层面倾角陡,左行水平断距6.5km,北西盘下降,地表垂直断距大于450m~560m。破碎带宽达1000m~1200m,具扭性,糜棱岩等压性角砾岩发育,并具多期活动的特点,在主断层两盘次级断裂发育,多为倾向北西西的后期张性断裂。松桃-花垣-张家界碳酸盐岩礁带大致沿松桃-花垣—张家界断装带展布,礁体(盘)沿该带两侧分布花垣一带主要矿床位于该断裂带两侧礁体中。断裂带附近矿床较好,反之相对差些,如李梅(超大型南盘靠断层)、大脑坡(超大型南盘靠断层);该断裂带附近矿床矿体长度、宽度均较大,反之较小;该断裂带附近矿床矿体层数多,累计厚度大,反之层数少,累计厚度小;该断裂带附近矿床Pb+Zn品位相对较高,Zn/Pb高(5.0~2),反之矿床Pb+Zn品位相对较低,Zn/Pb低(2.0~1.0)。

  铜(仁)—渔(塘)断裂带。自黔境铜仁东,经松桃、花垣民乐、渔塘向北延伸,长约150Km。走向35°左右,由一系列震旦纪早期—寒武系早期的小同生断层组成,倾向北西,倾角35°~70°。该断裂带控制震旦纪早期—寒武系早期岩相的微相分布。

  吉首—古丈—张家界断裂带。从古丈复背斜核部通过,北东端在后坪一带与花垣—张家界断裂交汇,南西延至凤凰县城以南,长约150km。走向35°~40°,一般倾向南东,倾角35°~70°,一些地段也见倾向北西。破碎带最大宽度70余米,地层最大断距达600m,属压扭性逆冲性质。该断裂带糜棱岩化、片理化、挤压带、地层倒转和白云岩化蚀变强烈,表现出韧性剪切带特征。

  3矿体特征

  区内矿产属层控型低温热液矿床类型,矿体L5、L6呈层状、似层状顺层产于敖溪组上段白云岩中。L5矿体走向北西,倾向南西,倾角约20°。L5-1矿层厚度3.63m,长度约150m,宽70m,品位分别为Zn3.15%、Ag3.4g/t。L5-2矿层厚度1.75m,品位分别为Zn2.07%、Ag2.49g/t;L6矿体走向北东,倾向北西,倾角约18°,矿层厚度2.45 m,长度约140m,品位分别为Zn3.15%、Ag3.4g/t。

  4矿石特征

  4.1矿物成分

  主要金属矿物为褐铁矿及闪锌矿等。脉石矿物主要白云石、闪锌矿等。

  4.2岩石结构构造

  矿石的结构主要有自形—它形粒状结构、脉状结构、填隙结构、尖角状结构等。

  矿石的构造主要有角砾状构造、斑块状构造、细脉状构造等。

  角砾状构造:受构造作用破碎的容矿层层内角砾,为含矿脉石胶结所形成的构造,是本区闪锌矿石最主要的构造。

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  4.3矿石类型

  角砾状锌矿石是由围岩角砾和充填其间的闪锌矿等矿石矿物及白云石、石英等脉石矿物胶结组成。由于含矿脉石在角砾间穿插交织成网状,故亦可称之为网脉状矿石。矿石矿物主要为闪锌矿。脉石矿物主要为白云石,少量石英,偶见沥青和方解石。闪锌矿常呈自形—半自形粒状产出,呈他形者较少。集合体呈斑块状、细脉状嵌布于白云石中。这类矿石是区内最重要的锌矿石。

  4.4围岩蚀变

  围岩蚀变与矿化关系密切,区内蚀变类型主要为白云石化(角砾化带)、次为硅化。此外,还常伴随有弱的沥青化、黄铁矿化、重晶石化和不同程度的褪色重结晶等。它们都属于较典型的低温热液型蚀变。

  5地球化学特征

  木耳地区的异常(AS63)呈马蹄型,总体朝近东西向展布,东西长约5km,南北宽约3.2km,总面积10.13km2。是测区重要的热液矿致异常。AS63实际为两个组合异常的合集,即西部的Zn、Hg、Ag、Cd方块状组合异常与东南部的Mo、Ni、V、Ba北东东向带状组合异常在木耳村相交而形成马蹄样形状。

  第一组合中以Hg异常规模最大,占驻了西部的大部,其衬度达19.9,NAP值达67.87,分2处单Hg异常,各有两1个三级浓集中心,峰值达26.3μg/g;Cd异常规模第二,也分2处单Cd异常,平均衬度2.10,总NAP值6.5,峰值高达20.47;Zn异常规模第三,也分2处单Zn异常,各有1个三级浓集中心,平均衬度3.13,总NAP值5.44,北部最高峰值高达2416μg/g,南部次高峰值也达994μg/g;Ag异常相对偏弱,也分2处单Ag异常,其平均衬度1.63,总NAP值1.95,有1个二级浓集中心,峰值0.45μg/g。该组元素空间分布上十分吻合。该组合分布区域出露的地层主要为寒武系第三—四统车夫组灰岩,四周出露敖溪组白云岩。后者为区域性汞锌矿(“茶田式汞锌矿”)赋矿层位,异常产出于上覆地层,为很好的地质—化探找矿标志组合。

  6成矿规律

  6.1控矿条件与成矿规律

  6.1.1地层岩性

  赋矿层。与“茶田式”汞锌银一样,工作区矿层赋存于寒武系中统敖溪组上段∈2a3白云岩中,受地层控制,属层控矿床。容矿岩石是较纯的纹层状粉~细晶云岩,陆源粉砂及泥质含量一般小于5%,性脆容易形成张性构造角砾。

  封闭盖层。容矿层之上有理想的隔水遮挡层,即车夫组泥质白云岩。

  6.1.2构造条件

  区域大地构造。与“渔塘式”铅锌矿一样,“茶田式”汞锌矿也是扬子地块与华夏地块之间的华南陆间裂陷系控制的黔东-湘西成矿带典型矿床之一。深大断裂长期活动性的北北东向深断裂乌巢河断裂控制汞锌矿带分布。宽缓背斜矿带内北西向Ⅲ级宽缓背斜控制矿床的分布,北西向Ⅳ级背斜则控制含矿体的密集分布段或矿体。为矿体(或矿床)预测基本要素。层间角砾化带层间破碎带及北西向裂隙,是锌银矿体的具体充空间。

  6.1.3热液蚀变

  围岩蚀变现象是含矿热液活动的标志。容矿层如无蚀变现象,便无矿化。与汞锌矿联系最密切的是白云石化(角砾化带)和硅化,几乎所有矿体均同时存在这些蚀变。

  工作区位于中寒武世敖溪期为浊积岩发育的斜坡相碳酸盐岩中,寒武系中统敖溪组上段白云岩广泛分布,北西向小型断层、北西向Ⅲ~Ⅳ级宽缓背斜级背斜较发育,小背斜近轴部发育层间破碎带。因而该地段具备良好的“茶田式”锌银多金属矿成矿条件。

  6.2成矿模式

  工作区锌银矿产于碳酸盐岩地层中,成矿与沉积盆地演化和构造活动有关,成矿流体是盆地流体经历长期的深部循环作用形成的低温含矿混合热卤水。成矿物质Zn、Ag是由热卤水从含矿地层外部带来的,成矿过程经历强烈了水—岩反应和硫酸盐热化学还原反应,流体沸腾作用可能是该区锌银矿床形成的重要机制之一。

  在构造伸展断陷期间,深部成矿热液发生大规模流动。盆地边缘(即台地边缘)和礁/滩“隆起区”是成矿热液最有利的汇集区域。受上覆低渗透性地层隔挡,成热液不断在这种有利的空间集中,与围岩发生强烈的水—岩反应,形成各种蚀变,同时与其中保存的油气等有机流体发生硫酸盐热化学还原反应反应,产生还原硫,或使热液的性质发生改变,物理化学平衡被打破,开始硫化物的沉淀,形成矿床;当赋矿空间不能提供足够的有机流体时,成矿热液的大量集中会导致赋存空间压力增大,甚至形成超压环境,当其压力超过静岩压力时,赋矿空间就会发生破裂,导致流体因减压发生沸腾,形成硫化物的沉淀。从前面典型矿床的分析可以看出,流体沸腾现象在锌银矿床中均有显示,暗示流体沸腾可能是本区低温热液锌银矿形成的主要机制之一。

  6.3找矿标志与找矿模型

  6.3.1构造标志

  陆间拉张裂谷中发育于斜坡相带具有强烈热液活动和同生活动性质的深大断裂,控制着锌银矿成矿带的分布,是圈定找矿带的区域构造标志。深大断裂次级派生构造发育程度控制矿床分布,是寻找矿床的重要构造标志。Ⅲ、Ⅳ级北西向小型平缓背斜常常控制矿体的产出,是寻找矿体的构造标志。

  6.3.2地层、岩石标志

  矿床严格受寒武系中统敖溪组上段白云岩控制,中-厚层同生角砾状细晶白云岩,或角砾化细晶白云岩,控制矿化作用的发生。含矿层上覆车夫组薄层泥质白云岩作为成矿圈闭系统的障壁层是不可缺少的地层组成部分。

  6.3.3围岩蚀变标志

  白云石化(角砾化带)、硅化等围岩蚀变控制矿体的生成,是地质找矿的重要标志。蚀变类型的齐全程度、蚀变强度往往与矿化规模与强度正相关。

  6.3.4化探标志

  矿化体有良好的Hg地球化学分散晕异常。含矿层Hg浓度为直接找矿的有效标志,一般含矿层顶界下0~30m内Hg浓度达到2ppm预示有良好的找矿前景。如30~60mHg浓度还能达到2ppm以上,则具有寻找大型矿床的远景。

  综合山所,述成矿规律及找矿标志,对“渔塘式”铅锌矿建立的找矿模型。

  地层信息。寒武系下统清虚洞组下段厚层灰岩亚段;

  岩相信息。碳酸盐岩台地边缘相沙坝-藻礁复合体;

  岩石学信息。厚层、质纯、缝合线等成岩孔(裂)隙较发育的藻灰岩;

  单元区构造信息褶皱信息为生长背斜上覆背形构造,断裂信息北西向微小型断裂发育地段;

  物探信息高阻体;

  化探信息。含矿层出露区Zn、Pb、Cd异常,含矿层隐伏区As、Sb异常;

  7找矿潜力评价

  区内初步估算资源潜在金属资源量,Zn5240吨、Ag1.35吨(矿石量约26万吨),该矿点具有良好的成矿地层及构造条件,含矿岩层出露面积大,矿化蚀变强,主要成矿元素化探异常强度高,这些因素充分显示了良好的找矿前景。区内预测锌资源量达中型规模。

  8结论

  木耳地区为新发现矿产地,其锌矿床远景规模可达中型。该矿产附近有多个已知汞锌银矿点,主要分布阳朝-敖溪-水银一带,木耳地区为该带中间,该带成矿模式均为“茶田式”,长度约12km,宽约3km,主要矿产为锌矿,伴生矿为银,该矿产埋藏浅,品位高,今后矿山易开采。