江西省鸭婆坑铅锌银矿矿区地质特征及成矿条件研究论文

2023-08-06 10:05:55 来源: 作者:liuhong
摘要:在对矿区地质特征进行详细研究后,能够较为准确地确定了北西向硅化破碎带为该矿区主要控矿构造。此外,还对硅化破碎带的形态与矿化关系进行了初步评价,以此推断矿床的成因。同时,通过初步调查,也大致了解了矿区内矿(化)物的分布情况、形态、产状以及矿石质量等特征。值得一提的是,还意外地发现了一些隐伏的矿化体,这些矿化体为寻找矿床深部提供了重要依据。
摘要:在对矿区地质特征进行详细研究后,能够较为准确地确定了北西向硅化破碎带为该矿区主要控矿构造。此外,还对硅化破碎带的形态与矿化关系进行了初步评价,以此推断矿床的成因。同时,通过初步调查,也大致了解了矿区内矿(化)物的分布情况、形态、产状以及矿石质量等特征。值得一提的是,还意外地发现了一些隐伏的矿化体,这些矿化体为寻找矿床深部提供了重要依据。
关键词:鸭婆坑矿区;细粒斑状花岗岩;矿产特征;破碎带
本区位于下杨子地块所属的浙赣结合带之萍乡—丰城坳陷带中段的蒙山背斜(即泥坑—乌老山背斜)西部倾伏端南侧,蒙山花岗岩体的南西侧。区域上的主体构造线为北东东向,出露的地层以晚古生代陆表海相沉积岩为主。包括:石炭系下统大塘组、石炭系中统黄龙组、石炭系上统船山组、二叠系下统栖霞组、茅口组、二叠系上统龙潭组,以双陆相为主的三叠系上统安源组等。燕山早期有蒙山黑云母花岗岩株侵入。区域内断裂和褶皱均十分发育。
1区域地质特征
本区位于蒙山背斜的南侧,属于浙赣结合带中段的萍乡—丰城坳陷带。区域主体构线为北东东向,出露的地层主要是晚古生代陆表海相沉积岩,其中包括石炭系下统大塘组、石炭系中统黄龙组、石炭系上统船山组、二叠系下统栖霞组、茅口组、二叠系上统龙潭组以及以双陆相为主的三叠系上统安源组等。在燕山早期,蒙山黑云母花岗岩株加入了该区的构造、地层单元之一。此外,区域内的断裂和褶皱也非常发育。
2地质概况
2.1地层
区内出露地层有二叠系下统栖霞组和茅口组、三叠系上统安源组及第四系全新统等地层单位。
栖霞组(P1q)分布于矿区东北角,主要岩性为薄层至中厚层状泥灰岩、夹薄层含炭钙质泥岩、中厚层状隐晶质灰岩、夹泥质灰岩及条带状燧石灰岩。
茅口组(P1m)是该地区的主要地层,其下部被断层切割而缺失;上部地层仅在矿区西部呈北东向的带状展布,其岩性主要为含燧石结核泥晶灰岩。茅口组中段(P1m2)是该地区主要分布的地层,岩性主要为深灰色中厚层状至厚层状隐晶质灰岩、透闪石化灰岩、厚层状含燧石结核及燧石条带灰岩、团块状硅质岩及团块状白云质灰岩。
安源组(T3a)分布于矿区中部,其岩性主要为泥岩、泥质粉砂岩,底部为浅黄色硅质砾岩或砂砾岩。不整合覆于二叠系之上。
第四系全新统(Q4)主要分布于矿区的西部和东部,岩性为砂质粘土、亚粘土及红土砾石层。
2.2构造
(1)褶皱。普查区属区域上的南村—花峰—库里背斜的西端,背斜轴向近东西,背斜的南翼倾向南,背斜的北翼倾向北。在花峰—南村地段,背斜轴向转为240°方向,背斜轴部地层由茅口组中段灰岩组成,由于断裂的错动与牵引,南村—花峰区段,背斜轴向转为南西,地层产状呈现北翼倾向北西;南翼由于植被发育,产状尚不清楚。
(2)断层。普查区内主要见有二组断层,一组为近东西向,另一组为近南北向,区域资料显示南北向断层走向长度可达1300~4500米,倾向东,倾角35°~85°不等,具逆—逆掩断层性质。近东西向断层以层间错动为主,规模较小。
(3)节理裂隙。据初步统计,区内节理有如下三组:走向50°~60°、340°、280°。同属成矿后的构造裂隙。
2.3岩浆岩
(1)侵入岩。在矿区的东段,可以看到蒙山花岗岩体的一部分,即岩浆岩。这些岩浆岩属于燕山早期第一次侵入活动的产物。据区域资料显示,蒙山岩体是复式侵入体。其侵入的相对顺序如下:
第一次侵入(γ5(2-1)):据岩石结构和矿物成份可分为边缘相和过渡相两个相带。矿区主要为边缘相细粒斑状花岗岩,地表及目前所施工的钻孔中均普遍见到。过渡相为中粒斑状黑云母花岗岩,矿区尚未显露地表。
第二次侵入(γ5(2-2)):为细粒斑状黑云母花岗岩。
第三次侵入(γ5(2-3)):为微细粒含斑花岗岩。
第二和第三次侵入的花岗岩矿区内均未见到。
(2)脉岩。在蒙山花岗岩侵入之后,沿着沉积岩和花岗岩的裂隙有规模不同的脉岩侵入,一般呈脉状产出,区内主要见有花岗斑岩、石英闪长玢岩等。
2.4围岩蚀变
区内蚀变主要为矽卡岩化、大理岩化、透闪透辉石化、硅灰石化、滑石化等。由于黑云母花岗岩的侵入,使围岩发生了强烈的接触变质作用,形成明显的分带。从岩体到围岩由蚀变花岗岩—矽卡岩—大理岩—大理岩化灰岩—灰岩。多金属矿化不均匀分布在正接触带和外接触带上,呈脉状、细脉状、透镜状出现,主要见有铅、锌、银、铜、锡钨等矿化。
(1)蚀变花岗岩带。
常见于岩体的外侧,在钻孔中普遍见花岗岩遭受叶腊石化,呈面型蚀变。岩石呈浅灰绿色,不明显的似斑状结构,块状构造,主要矿物成份有钾长石、斜长石、石英。长石已蚀变为叶腊石,蚀变矿物还有水云母、绢云母、白云母、绿泥石、高岭土等。在蚀变花岗岩中局部还有脉状分布的白云母化、云英岩化、萤石化,常见细脉状分布的黄铜矿、黄铁矿,偶见细脉状白钨矿。
(2)矽卡岩带。
矽卡岩带分布于岩体与围岩的接触带上,在已施工的钻孔中均可见到。区内矽卡岩主要有石榴石矽卡岩、透辉石石榴石矽卡岩、透辉石矽卡岩、石榴石透辉石矽卡岩、绿泥石矽卡岩、透闪石矽卡岩、阳气石矽卡岩及硅灰石矽卡岩。
上述矽卡岩是区内赋矿岩石(硅灰石矽卡岩除外),与多金属矿密切共生,矿体厚度与矽卡岩厚度成正比,矿体品味的高低与矽卡岩中石榴石含量成正相关关系。从岩体往外,矽卡岩一般足有如下特征:由石榴石矽卡岩→透辉石矽卡岩→硅灰石矽卡岩,矿化由强变弱。而夹于大理岩带中的透辉石矽卡岩和硅灰石矽卡岩颜色变浅,矿物单一,含矿甚差。
矽卡岩常为灰色、深灰色、浅灰褐色,局部呈暗绿色,风化后呈浅黄色、灰黑色。变晶结构、块状构造,尚可见斑杂状构造、条带状构造、网脉状构造。石榴石、绿泥石、透辉石常呈脉状并有互相穿插切割现象。
(3)大理岩带。
大理岩带分布于花岗岩舌状体的两侧,其它地段仅零星出露,厚度变化较大,呈不连续状。常见有矽卡岩条带、薄层或透镜体与大理岩相间出现,并有少数多金属小矿体产于其中。
大理岩为浅灰、灰白色,局部深灰色,细~中晶结构,晶径一般为0.5~3毫米。大理岩化强烈地段呈粗晶结构,晶径达5~10毫米。块状构造,局部尚保存原岩的层状构造。组成矿物主要为方解石及少量泥质炭质,与大理岩化灰岩带呈过渡关系。
(4)大理岩化灰岩带。
大理岩化灰岩带出露于大理岩带之上,常夹有大理岩及灰岩薄层。岩石呈灰色、深灰色,隐晶~细晶结构,变余层状构造。成份主要为方解石,大理岩化重结晶的方解石常呈粗晶状出现,斑点状分布;其次为泥质、炭质,有的地段含燧石结核,其边部常见有硅灰石化、透辉石化,局部见二氧化硅结晶呈微粒状石英出现。
3矿产特征
处于蒙山岩体附近,主要矿产以矽卡岩型铅锌多金属矿,钨矿、锡矿和钼矿等,非金属矿产主要有瓷土矿、钾长石矿等。
4矿区地质特征
(1)地层。矿区仅出露二叠系下统茅口组(P1m):
岩性主要为含燧石结核泥晶灰岩;深灰色中厚层状至厚层状隐晶质灰岩、透闪石化灰岩、厚层状含燧石结核及燧石条带灰岩、团块状硅质岩及团块状白云质。
(2)构造。矿区见2条断裂发育,编号F1、F2,断层为逆冲断层,产状40°∠75°,岩石极为破碎,局部形成断层泥,侵染状黄铁矿化,星点状黄铜矿化,局部见团块状方铅矿化。
(3)岩浆岩。矿区主要为边缘相细粒斑状花岗岩,地表及目前所施工的钻孔中均普遍见到。过渡相为中粒斑状黑云母花岗岩,矿区尚未显露地表。
5矿(化)体地质特征
5.1矿体特征
通过本次工作,共圈定2条铅锌矿(化)体,编号为Ⅰ、Ⅱ号。Ⅰ号矿(化)体赋存于北西向硅化破碎带中,总体产状40°∠75°,控制真厚度分别为TC1301:1.30m;TC901:1.80m;TC501:1.60m;TC101:1.45m;ZK901:46m;ZK501:1.47 m;ZK101:1.67m;平均1.54m,控制延长600米,矿化体地表为氧化矿石,深度一般小于0.5~3 m,为黄褐色,有硫化物风化流失空洞,浅部和深部为原生矿石,为浅绿色-墨绿色,主要金属矿物为:黄铁矿、黄铜矿、方铅矿、闪锌矿等,非金属矿物为:
石英、绢云母、绿泥石等。呈自形-半自形晶粒状结构,浸染构造。经取样分析:
TC1301H2:Pb0.45%、Zn0.23%、Ag54g/t;TC901H2:Pb2.87%、Zn3.45%、Ag66g/t;TC501H2:Pb5.24%、Zn2.74%、Ag92g/t;TC101H2:Pb4.48%、Zn5.24%、Ag46g/t;ZK901H4:Pb4.84%、Zn5.14%、Ag97g/t;ZK501H2:Pb14.22%、Zn7.68%、Ag135g/t;ZK101H4:Pb6.54%、Zn4.51%、Ag94g/t;
Ⅱ号矿化体控制程度较低,目前仅2个钻孔和2个探槽控制,破碎带宽度1-1.2m不等,局部尖灭再现,控制真厚度分别为TC301:1.80m;TC401:1.:4 0m;ZK301:1.10m;ZK401:1.50m。平均厚度1.45m,TC301H2:Pb1.44%、Zn2.41%、Ag57g/t;TC401H2:Pb3.54%、Zn1.63%、Ag51g/t;ZK301H2:Pb5.22%、Zn1.68%、Ag111g/t;ZK401H5:Pb1.51%、Zn3.04%、Ag141g/t。
5.2矿石矿物组成与结构构造
矿石矿物:铅锌银。
脉石矿物:石英、硅质、微斜长石、绢云母、多水胶岭石。
副矿物:方铅矿、闪锌矿、黄铁矿、针铁矿、磁铁矿、黏土矿物、少量泥质。
矿石结构构造:
(1)矿石结构:①粒状结构:自形-半自形晶。②角砾状(碎裂)结构:铜和早期石英、绢云母集合体受构造应力作用而发生破碎、碎裂。③粒状镶嵌结构:紫色铜呈粒状镶嵌,被隐晶次生石英和浅蓝色铜环绕。
(2)矿石构造:①块状构造:矿石由大量铜及少量石英等杂质组成。②正角砾状构造:灰绿色铜受应力作用形成角砾,被硅质和晚期灰白色铜紧密胶结。③负角砾状构造:硅质岩或变质岩角砾被铜和硅质胶结。
5.3矿体围岩及其蚀变
矿体直接顶底板为硅化碎裂岩,间接顶底板为变余粉砂岩和板岩,近矿围岩的蚀变主要集中在硅化、绢云化、绿泥石化和铜化几个方面。硅化过程经历了早期和晚期两个阶段,早期形成了硅化带,导致了两侧围岩的不同程度硅化和褪色,而晚期则主要是胶结各类破碎角砾,并形成了石英细脉与网脉。除了矿体两侧,深部区域也存在普遍的绿泥石化现象。铜化和硅化之间呈现着一种消长的关系。
5.4矿床成因及找矿标志
根据矿石质量特征和矿体地质特征进行综合分析,确认该矿床的形成类型为中低温热液充填矿床,并且受到硅化破碎带的控制。在矿床成因的过程中,矿体经历了多次成矿事件,形成了矿石的品质。在矿区内,铅锌矿化硅化破碎带是主要的找矿标志。在此基础上,可以进一步开展地质勘探工作,以发掘更多的矿产资源。
6矿床开采技术条件
(1)水文地质条件。根据岩性特征和赋水空间形态等因素,本评估区的地下水类型可分为松散岩类孔隙水、基岩裂隙水和碳酸盐岩岩溶水。松散岩孔隙水主要集中在潜水层或上层滞水,水量变化相对较大,水位埋深在0.1米至4.2米之间。主要从大气降水中获得补给,溢出为泉水汇入河流或低地地形。碳酸盐岩岩溶水富含石炭系大理岩和白云岩,其中的岩溶发育程度较强,因此地下水的富水性比较充足。而二叠系栖霞组、茅口组的含燧石灰岩和炭质灰岩等,其岩溶发育程度相对较差,地下水的富水性中等。综上所述,本矿区及其北侧地下水类型为构造裂隙水,其水量较小,水文地质条件较为简单。然而,在雨季中,大气降水及地表水的补给,以及矿体下推部分在侵蚀基准面以上的情况下,矿区发生地下矿坑涌水的可能性较小。
(2)工程地质条件。由于矿(化)体属于中低温热液充填矿床,以铅锌矿化硅化破碎带为主要找矿标志矿(化)体的顶底板围岩属于碳酸盐岩,质地较为坚硬,岩体结构相对较稳固,有利于井巷道的布置以及矿床的开采。在采矿过程中,露采和坑采相结合会被采用。当进行露采时,两侧高陡临空面会被形成,且缺乏安全防护设施。在多雨季节,容易发生小规模的坍塌,存在地质灾害隐患。因此,必须采取适当的措施来消除安全隐患,以确保人员和财产安全。
矿体采用坑采方式采掘时,顶底围岩为强—中风化的变质岩,岩体构造较为软弱,极易发生岩土坍塌或滑坡等地质灾害。在采掘过程中,必须加强木质支护,以防止地下水渗漏、串珠状透水、管涌以及不稳定的岩石碎块等现象,避免掉块甚至坍塌事故的发生,以确保人员和财产的安全。因此,综上所述,该矿区的工程地质条件为简单至中等类型。
(3)环境地质条件。矿区处于较偏僻的山地地区,植被发育,几乎无环境污染。区内地表地下水水质较好,具有良好的环境地质条件。矿石的堆放不会造成也没有有毒有害物质的再分散,因此也不会造成有毒有害物质的环境污染。但由于山体较陡,表层风化层较厚区段在雨季易发生程度不同的崩塌及滑坡现象。
当然,未来矿山开采会导致大量的废石和尾砂,若废石废渣的处理不当,则会引发泥石流等地质灾害,对下游地区造成极大危害。因此,应在矿山环保设施建设中执行“三同时”制度,加强对“三废”处理,建立完善的矿山地质灾害预警机制,注重保护矿山生态环境,确保当地人民生命财产的安全。
7结论
(1)大致查明了矿区地层、构造、岩浆岩等地质特征,确定北西向硅化破碎带为主要控矿构造,并对硅化破碎带的形态与矿化关系进行初步评价,大致确定矿床成因。
(2)初步查明矿区内矿(化)分布情况、形态、产状、矿石质量特征等,发现的隐伏矿化体对下一步寻找深部矿化体提供了依据。
(3)2条铅锌矿(化)体,编号为Ⅰ、Ⅱ号。Ⅰ号矿(化)体赋存于北西向硅化破碎带中,总体产状40°∠75°,控制真厚度分别TC1301:1.30m;TC901:1.80m;TC501:1.60m;TC101:1.45m;ZK901:46m;ZK501:1.47m;ZK101:1.67m;平均1.54m,控制延长600m,矿化体地表为氧化矿石,深度一般小于0.5~3 m,为黄褐色,有硫化物风化流失空洞,浅部和深部为原生矿石,为浅绿色-墨绿色,主要金属矿物为:黄铁矿、黄铜矿、方铅矿、闪锌矿等,非金属矿物为:石英、绢云母、绿泥石等。呈自形-半自形晶粒状结构,浸染构造。Ⅱ号矿化体控制程度较低,目前仅2个钻孔和2个探槽控制,破碎带宽度1~1.2m不等,局部尖灭再现,控制真厚度分别为TC301:1.80m;TC401:1.40m;ZK301:1.10m;ZK401:1.50m。平均厚度1.45m。
