湖南郴州寶山礦區(qū)地質(zhì)特征

湖南寶山礦區(qū)地質(zhì)情況1、區(qū)域地質(zhì)背景湘南地處揚子板塊和華夏板塊的交接部位。兩大板塊的邊界呈SW—NE走向，沿資興一郴州一臨武深大斷裂展布。該斷裂帶也是湘南一條重要的巖漿活動帶，湘南地區(qū)燕山期的花崗閃長質(zhì)小巖體及花崗巖體都沿此帶有規(guī)律地分布,其中，寶山、水口山和銅山嶺等花崗閃長質(zhì)小巖體分布在該斷裂帶的西側(cè)，緊鄰此斷裂帶的則是黃沙坪等花崗巖體。湘南也是與花崗質(zhì)巖漿有關(guān)的金屬礦床的密集分布區(qū)，主要包括與花崗閃長質(zhì)小巖體相關(guān)的銅、鉛鋅、銻、金等多金屬礦床，以及與花崗巖體相關(guān)的鎢、錫、稀土、鈮、鉭等多金屬礦床它們分別屬于兩個不同的成礦系統(tǒng)。因此，湘南構(gòu)造一巖漿一成礦帶是理解華南大地構(gòu)造、花崗巖類及大規(guī)模金屬成礦作用的重要研究區(qū)域。2、礦床地質(zhì)特征寶山鉛鋅銀礦床位于湖南桂陽縣城西2km,處于南嶺東西向構(gòu)造帶的中段北緣、耒陽一臨武南北向構(gòu)造帶的南端，黃沙坪一寶山南北向復(fù)式向斜的北面。礦區(qū)出露地層為中泥盆統(tǒng)一石炭系的淺海相碳酸鹽巖夾海陸交互相碎屑巖建造?；ㄑ殚L巖體1花血㈤長巖體1 'Granodiojitc[2.Z]花崗巖體Granite上斷裂Fault■>zzT研究區(qū)域StudiedircB礦田以石炭系碳酸鹽巖為主，自新而老依次為下二疊統(tǒng)和上石炭統(tǒng)的壺天群白云巖、下石炭統(tǒng)的梓門橋組白云巖、測水組砂頁巖、石凳子組灰?guī)r，其中梓門橋組白云巖和石凳子組灰?guī)r構(gòu)成該區(qū)礦化的主要圍巖（印建平，1998;唐朝永，2005）（圖1c）。區(qū)內(nèi)地質(zhì)構(gòu)造復(fù)雜，前泥盆紀基底構(gòu)造呈EW方向，泥盆紀以后的蓋層構(gòu)造為SE-NE方向，構(gòu)造型式表現(xiàn)為由三個復(fù)式向斜（包括坪寶復(fù)式向斜）與兩個復(fù)式背斜及發(fā)育在褶皺之間的斷層組合而成的一個往南收斂、向北撒開的褶斷帶，寶山礦田恰處于該褶斷帶由SN—EW—NE轉(zhuǎn)向的拐彎部位（唐朝永，2005）。礦區(qū)內(nèi)巖漿巖十分發(fā)育，地表出露大小巖體26個，多呈巖墻、巖脈，全深部呈小巖株狀產(chǎn)出，且成群成帶分布，主要以花崗閃長斑巖為主。寶山礦田是與花崗閃長斑巖有關(guān)的多金屬礦田，環(huán)繞花崗閃長斑巖（由近及遠）呈明顯的成礦分帶，并因而形成中部Cu—Mo—W—Bi礦區(qū)、東部Pb—Zn—Ag礦區(qū)、西部Pb—Zn—Ag礦區(qū)和北部（財神廟）Pb—Zn—Ag礦區(qū)，它們是巖漿一熱液系統(tǒng)復(fù)雜和較長期演化的產(chǎn)物。因此，該礦田有著復(fù)雜的，多階段的成礦過程。礦體多呈脈狀、似層狀、囊狀、透鏡狀、楔形狀產(chǎn)出。主要礦石礦物為方鉛礦、閃鋅礦、黃鐵礦、黃銅礦、白鎢礦、輝秘礦、輝鉬礦等（印建平,1998）。圖I湘南地區(qū)構(gòu)造位置（ai、花崗巖類分布略圖i鳳及寶山礦區(qū)地質(zhì)圖f以產(chǎn)在礦區(qū)的黃鐵礦是多期的，有成礦前生成的，但是更主要的是成礦期的黃鐵礦，我們選取的六個黃鐵礦樣品都是產(chǎn)在礦石中的,與金屬礦物方鉛礦及閃鋅礦呈共生關(guān)系。從礦物共生組合可以判斷，包括黃鐵礦在內(nèi)的金屬礦物的形成時間可以代表寶山礦床的成礦年齡。這是本文進行Rb-Sr等時線年齡測定的基礎(chǔ)。3、構(gòu)造地質(zhì)特征礦區(qū)構(gòu)造主要由寶嶺北倒轉(zhuǎn)向斜及其次級倒轉(zhuǎn)背斜、向斜和一系列的壓扭性逆沖走向斷層組成。礦區(qū)主構(gòu)造線方向為NE-SW向。2.1褶皺構(gòu)造寶嶺北倒轉(zhuǎn)向斜：位于西部礦床的中部。向斜核部主要由梓門橋組白云巖組成，軸面走向為70°?80°,南翼倒轉(zhuǎn)，北翼正常傾斜，傾角為45°?50°。該向斜東端揚起，西端傾伏，傾伏角約為30。。該向斜北翼被F21、南翼被F0、東端被F3、西端被F5斷層切割，向斜核部被隱伏的F0-1斷層斜切。該向斜轉(zhuǎn)折端與F21聯(lián)合控制著西部鉛-鋅-銀礦床。次級倒轉(zhuǎn)背斜：在寶嶺北倒轉(zhuǎn)向斜的倒轉(zhuǎn)翼（北翼），發(fā)育一次級倒轉(zhuǎn)背斜，其形態(tài)和產(chǎn)狀嚴格受寶嶺北倒轉(zhuǎn)向斜的控制；背斜核部地層為測水組砂頁巖，兩翼為梓門橋組白云巖；軸面走向110°?120°,北翼倒轉(zhuǎn)，南翼正常傾斜，傾角為10°?45。不等，大多數(shù)情況下為30。左右；該背斜東端揚起，西端傾伏，側(cè)伏角約為30。。北翼交匯于F21斷層，核部被一性質(zhì)不明的斷層（F）切割，2號砂頁巖型鉛-鋅礦就賦存于該背斜的核部砂頁巖地層中，其形態(tài)、產(chǎn)狀嚴格受該次級背斜控制。1.2.2斷裂構(gòu)造礦區(qū)斷裂構(gòu)造根據(jù)其走向可分為NEE組和NNW組。其中NEE組斷裂多為早期形成的壓扭性走向逆沖斷層，傾向為NW,傾角為60°?70°,分別為有F21、F0-1、F等斷層，該組斷層與成礦關(guān)系密切。NNW組斷裂為晚期形成的橫向平移-旋轉(zhuǎn)張扭性正斷層，該組斷裂大多傾向NE,少數(shù)傾向為SW,主要為一系列后期破性性的斷層（f）。F21:位于寶嶺北倒轉(zhuǎn)向斜北翼，東至F3,西到竹子嶺，全長約2km,走向為70°?80°,傾向為NW,傾角為60°?75°。斷層破碎帶寬度為0.8?30m,主要由砂頁巖、灰?guī)r、白云巖、黃鐵-鉛-鋅礦等角礫經(jīng)泥、炭質(zhì)膠結(jié)而成。破碎帶中普遍見黃鐵-鉛-鋅礦化，局部地段見脈狀、扁豆狀黃鐵-鉛-鋅礦體。F21為西部鉛-鋅-銀礦床的主要含礦斷裂。F0-1:位于礦區(qū)中南部，從寶嶺北倒轉(zhuǎn)向斜的正常翼上通過，為成礦前壓扭性逆斷層。斷層走向約為100°，傾向為N,傾角為30°?50°。斷層走向與F21近于平行，在西端呈小角度相交。斷層破碎帶寬度為0.1?20m,主要由砂、頁巖碎塊、白云巖、灰?guī)r等角礫經(jīng)泥、炭質(zhì)膠結(jié)而成為西部礦區(qū)0號氧化鉛-鋅礦體的賦礦斷層。F:該斷層位于礦區(qū)中部，為一不和明的斷層，較少被人注意到，其產(chǎn)狀與F0-1斷層平行，只是更靠近于F21斷層，走向約為100°,傾向為N,傾角為50°?70°。該斷層?xùn)|段始于F21斷層，經(jīng)白云巖向西延伸到西部次級倒轉(zhuǎn)背斜核部的砂頁巖中，是2號礦體的導(dǎo)礦、貯礦斷層，2號礦體的規(guī)模、長度主要受其影響。后期斷層（f）:這是一組后期破壞性的斷層，走向通常為NNW（320°?340°）之間，傾向不定，傾角〉50°,走向長度約為30m,錯斷了2號礦體，使得2號礦體在走向上呈現(xiàn)不連續(xù)性，給探、采礦帶來了很大的困難。另外，還有一組走向近EW、傾向南、傾角在10。以下的后期破壞性斷層（f）,在多個采場中都有發(fā)現(xiàn)，其性質(zhì)也是后期破壞性斷層，在垂直方向上錯斷礦體，使得2號礦體在剖面上也不連續(xù)性呈臺階狀發(fā)育。4、礦石特征寶山礦區(qū)所產(chǎn)礦石主要有：矽卡巖型銅-鉬礦石、白云巖型混合鉛-鋅礦石（混合礦）、白云巖型氧化鉛-鋅礦石（氧化礦）、灰?guī)r型及砂頁巖型原生鉛-鋅礦石（硫化礦）。2號礦體屬于砂頁巖型原生鉛-鋅礦石（硫化礦）。砂頁巖型原生鉛-鋅礦石：為未氧化的金屬硫化物組成的鉛-鋅礦石。金屬礦物主要有方鉛礦、閃鋅礦、鐵閃鋅礦、黃鐵礦；非金屬礦物主要有石英、方解石、白云石、長石、絹云母、螢石。礦石具致密塊狀構(gòu)造、浸染狀構(gòu)造、角礫狀構(gòu)造；自形、半自形粒狀結(jié)構(gòu)、交代結(jié)構(gòu)。礦石中的主要有益組分元素為共生的鉛和鋅，伴生的有益組分元素主要為金、銀、硫，其中銀的品位較高，其經(jīng)濟價值幾乎與鉛或鋅的單元素經(jīng)濟價值相等，也是主要的有用組分。主要有害組分元素為神。5、蝕變組合寶山礦區(qū)圍巖蝕變廣泛且較強烈。主要蝕變種類有：矽卡巖化，大理巖化，重結(jié)品，鉀長石化，綠簾石化，綠泥石化，硅化，黃鐵礦化，絹云母化，高嶺石化，蒙脫石化，螢石化，碳酸鹽化等。這些蝕變中，有些是相伴發(fā)生的，例如：矽卡巖化的同時，旁側(cè)的碳酸鹽巖往往產(chǎn)生大范圍的大理巖化和重結(jié)品，我們將這些在成因上有聯(lián)系的幾種蝕變稱為一個蝕變組合。寶山礦區(qū)的蝕變可分為下列幾個蝕變組合:1.矽卡巖化一大理巖化一盆結(jié)晶蝕變組合這一組合在銅鋁礦床特別發(fā)育，矽卡巖體厚度可大于loom,東部鉛鋅礦床的矽卡巖化僅零星分布于西端，且規(guī)模很小，矽卡巖厚度一般不足sm。從內(nèi)到外，這一蝕變組合的蝕變分帶為：】透輝石、石榴石矽卡巖，°石榴石矽卡巖；》大理巖（或白云質(zhì)大理巖），％結(jié)品灰?guī)r（或結(jié)品白云巖），％灰?guī)r（或白云巖）。矽卡巖體往往就是礦體，銅多富集于透輝石一石榴石矽卡巖帶，相、秘多富集于石榴石矽卡巖帶。銅鑰礦床30m中段175線南穿脈礦化、蝕變分帶性可作為這一組合的代表（圖2）。寶山礦區(qū)的矽卡巖并不產(chǎn)于巖漿巖與磷酸鹽巖的接觸帶，1前所揭露到的幾條巖脈與礦區(qū)內(nèi)大規(guī)模的矽卡巖化并無關(guān)系。因此，本礦區(qū)的矽卡巖化作用不能用傳統(tǒng)的接觸文代作用來解釋。近些年來一些模擬矽卡巖化的實驗研究表明，無論何種熱液，只要含有一定量的Si、Al、Fe,有足夠的溫度和壓力（形成石榴石的最佳條件是：溫度500一700°C,壓力6*l07—10*l07Pa;形成透輝石。的最佳條件是：溫度40一60C,壓力5*l07—8.5*l07Pa）,就能與碳酸鹽巖反應(yīng)生成石榴石透輝石等矽卡巖礦物。所以，本礦區(qū)的矽卡巖可能是來自深部的高溫冷水溶液沿斷裂上升到寶嶺倒轉(zhuǎn)背斜軸部時，由于測水組砂頁巖的遮擋作用，溶液向兩側(cè)灰?guī)r滲透交代而成。矽卡巖內(nèi)的石榴石一般為細中粒狀，自形至半自形，大部分為均質(zhì)體，少部分為非均質(zhì)體且環(huán)帶清楚。據(jù)電子探針分析，均質(zhì)石榴石含鈣鐵榴石端員分子63.1一899%，屬鈣鐵榴石，非均質(zhì)石榴石含鈣鐵榴石端員分子為39.3—41.1%,屬鈣鋁榴石。含鎂鋁榴石、錳鋁榴石和鐵鋁榴石三端員分子數(shù)低，鈣鐵榴石內(nèi)小于1%,鈣鋁榴石內(nèi)小于3%。透輝石一般為細粒狀或短柱狀。與石榴石共生者多為淺綠色，單一的透輝石巖為灰白色。據(jù)前人源料，淺綠色者含透輝石端員分子86.4%,為次透輝石，白色者含透輝石端員分子95.1%，為透輝石。據(jù)觀察，還有部分單斜輝石色較深，多色性清楚，沿裂隙氧化后呈紅褐色，說明含鐵較高，可能為鈣鐵輝石或低鐵次透輝石。一些研究者的實驗證明：在有Mg2+存在時透輝石將優(yōu)先結(jié)品，待Mg2+消耗完后才能生成鈣鐵榴石。本礦區(qū)圍巖主要為灰?guī)r，白云質(zhì)灰?guī)r只占少量，在高溫溶液的作用下，從圍巖中活化出來的Mg2+不多。所以，透輝石往往只形成于矽卡巖體的中心部位，待溶液向兩側(cè)擴散時，若圍巖中無更多的Mg2+^充，就只能形成單一的石榴石矽卡巖。從灰?guī)r蝕變?yōu)槭袷◣r時，組分變化見表6。矽卡巖化過程中帶入組分主要為SiAl、Fe、K、Na和一些成礦元素，帶出Ca和CO2:。矽卡巖往外是大理巖和結(jié)品灰?guī)r。大理巖帶寬度從幾米到幾十米不等，灰白色，有時夾有有暗色條帶或斑塊。方解石結(jié)品較粗，粒徑一般為0.2—0.5mm。這一蝕變組合中的結(jié)品灰?guī)r和結(jié)品白云巖分布規(guī)模比較大，在銅鋁礦床現(xiàn)有工程揭露范圍內(nèi)的碳酸鹽牡于幾乎都有重結(jié)品現(xiàn)象，據(jù)推測，重結(jié)品灰?guī)r厚度至少在50—100m以上。大理巖和結(jié)品灰?guī)r中常伴有黃鐵礦化、硅化、絹云母化、螢石化、綠泥石化等。尤其是在大理巖中，這些伴生蝕變最普遍。由表6可見，結(jié)品灰?guī)r的成分與灰?guī)r相比，無明顯變化。伴有黃鐵礦化和硅化的大理巖中，Ca減少，Si、Fe等組分增加。2。 錳鎂碳酸鹽化一宜結(jié)晶蝕變組合見于東部鉛鋅銀礦床，形成的分帶從礦體向外依次為：①鉛鋅礦體，②錳鎂方解石大理巖;③結(jié)品灰?guī)r（圖3）。錳鎂方解石大理巖一般緊靠鉛鋅礦體分布，寬度從幾厘米到幾十厘米。錳鎂方解石呈細中粒鑲嵌狀變品結(jié)構(gòu)，淺灰色.這一蝕變組合中的結(jié)品灰?guī)r帶寬度一般為幾米至幾十米。就整個東部鉛鋅礦床而言，灰?guī)r重結(jié)品強度較銅鑰礦床范圍內(nèi)的灰?guī)r小得多，且西強東弱，變化明顯。據(jù)25Om中段觀察，西端0—1線穿脈（長約20m）內(nèi)灰?guī)r全為結(jié)品灰?guī)r，而東端137線礦體尖滅部位，近礦灰?guī)r僅表現(xiàn)出弱的重結(jié)品，寬度不足1m，向外很快變化為正常的生物碎屑灰?guī)r。這一組合中的錳鎂方解石大理巖帶和近礦結(jié)品灰?guī)r中同樣伴有硅化，黃鐵礦化、螢石化，有時還能看到透閃石化。3。 鉀長石化一石英、繃云母化蝕變組合這一組合在銅鋁礦床和東部鉛鋅礦床都可見到，主要發(fā)育于巖脈及含泥質(zhì)巖石中,但分帶性卻只在東部鉛鋅礦床中某些礦體與娜灰?guī)r接觸的部位表現(xiàn)較好。從礦體向外，分帶為:①黃鐵鉛鋅礦體，②鉀長石、石英，絹云母巖,③石英、絹云母化結(jié)品灰?guī)r。鉀長石、石英、絹云母巖一般寬約1一2m，以絹云母為主，次為石英，鉀長石呈團塊狀集合體或細脈狀分布于石英絹云母巖中。石英、絹云母結(jié)品灰?guī)r則以細、中粒變品方解石為主，石英和絹云母充填于方解石粒間。鉀長石、石英、絹云母巖和石英、絹云母化結(jié)品灰?guī)r中均有少最黃鐵礦星散分布。4。 綠簾石化一綠泥石化一絹云母、高嶺石、蒙脫石化一海泡石化蝕變組合這一組合主要發(fā)育于矽卡巖體內(nèi)，是矽卡巖體在不同階段的蝕變產(chǎn)物。綠簾石一般呈他形細粒狀集合體分布于石榴石、透輝石粒間，多見于黃銅礦化較強的部位，常有石英、綠泥石、方解石伴生，它主要是矽卡巖化晚期的產(chǎn)物。綠泥石主要有兩種產(chǎn)出形式：一是沿裂隙分布于矽卡巖體內(nèi)，尤其是一些穿插于矽卡巖的石英、硫化物細脈的邊緣。顯然，這種綠泥石是成礦熱液作用于矽卡巖體的結(jié)果。二是呈細小鱗片狀集合體分布于巖脈或矽卡巖體邊緣結(jié)品灰?guī)r中的方解石粒間。絹云母、高嶺石、蒙脫石化主要見于銅鋁礦床。在礦化矽卡巖體內(nèi)一些斷裂發(fā)育部位，巖石蝕變?yōu)橥翣?，灰綠色至墨綠色，較松軟，裂隙表面有滑感。據(jù)X射線粉品鑒定，有兩種礦物組合：墨綠色,質(zhì)較硬者，主要礦物為石英、蒙脫石、方解石、黃鐵礦、少量綠泥石和高嶺石?；揖G色，質(zhì)較軟的，主要為絹云母和高嶺石，少量石英。這些礦物可能是矽卡巖體經(jīng)綠泥