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摘要 :大厂矿田拉么锌铜矿矿床所处的地质条件,增加了 成矿规律分析工作开展难度。基于此,文章从实践角度出发,结 合该锌铜矿的矿区地层、构造以及岩浆岩等情况, 进一步探索锌 铜矿矿床的成矿规律。结果表明,研究需从综合角度出发,根据 现有资料、成矿物质来源、矿体产出情况以及矿床与花岗岩体空 间作用关系,可以确定形成矿床会受到花岗岩岩浆侵入作用影 响。故而判断,这是提高矿产资源利用率,进而推动所处地区现 代化经济发展的重要课题, 需引起更多重视。
关键词 :大厂,锌铜矿,地质条件,成矿规律
随着城市化进程不断深入,锌铜矿矿产资源的开发建设不 仅要满足市场环境需求,还要运用现有科技成果对矿床地质条 件与找矿分析工作进行改进。特别是找矿规律, 是促进矿产资源 行业发展的重要研究项目。相关建设者应从综合角度出发, 结合 现有地质资料、勘察结果作为依据, 以厘清诸多因素对成矿物质 演化所带来的影响。
1 工程概况
拉么锌铜矿床地处广西大厂锡多金属成矿带中部的隆起区 域,地质构造具有复杂特征,其北西走向为褶皱带,中部区域为 环状构造带。地质断层主要为北西方向、南北方向以及北东方 向。围岩地质环境蚀变程度强烈,存在明显的分带性特征。矿床 以复杂状态矽卡岩化,与铜、锌、银矿化关系密切。矿体多出现 在其中或是周边区域, 属于找矿标志的蚀变。由于矿床存在矽卡 岩型锌铜矿化,又具有中 - 低热液型钨 - 锑矿化,以及矽卡岩型 锌铜矿化特征。为此, 地质分析将产状作为特征划分为两类 :似 层状矿化与脉状矿化。
为进一步提高资源开发利用效率,研究人员在现有资料、勘 察成果基础上, 对锌铜矿矿产的地质条件进行综合分析, 以确定 更为科学准确的成矿规律。这是明确锌铜矿资源开发建设重点 与开采手段的关键, 应将现有科学技术成果充分利用起来, 进而 达到生产建设目的。
2 大厂矿田拉么锌铜矿矿床地质条件
2.1 矿区水文地质条件
矿区地下水类型为灰岩层间溶洞水、构造裂隙水,主要补给 水源为大气降水, 雨季时由于大气降水增多, 雨水通过地表裂隙 流进采场和坑道内。可在陷落带周围因地制宜地构筑各种防水拦截工程,井下可通过预留防水岩柱、防水闸门、挡水墙等方法 进行防水, 在巷道掘进中接近旧采空区的地方应探水前进, 开采 顶部矿体时,应注意开采方法,保护好顶板,以免上部采空区积 水及岩溶水涌入矿坑。
矿区内绝大部分矿体埋藏在当地侵蚀基准面以下,矿床含水 类型为灰岩层间溶洞水、构造裂隙水,含水层富水性弱~中等 ; 矿床构造破碎带充填胶结较好,地表水体对矿床充水有一定的影 响,但影响较小。据矿山多年开采数据, 矿坑最大涌水量 500m3/d, 正常最大涌水量200m3/d。综上结果原储量核实地质报告资料提供 水文地质条件的基本一致, 水文地质条件属简单~中等。
2.2 矿床工程地质条件
笼箱盖锌铜矿成因类型可分为矽卡岩型及裂隙充填交代型 两类,矿体赋存在扁豆灰岩、细条带硅质岩、泥灰岩及页岩中, 属坚硬~半坚硬岩石。矿体顶底板一般为灰岩或花岗岩, 围岩蚀 变较强,稳固性好。矿石多呈块状构造、浸染状构造和团块状构 造,硬度中等,稳固性好。据矿山多年生产、勘探经验,除风化 强烈的局部地段和构造破坏带外, 生产巷道一般都不用支护。由 于历史形成的一些采空区、民窿基本没回填, 造成局部地压相对 较大,使原本工程地质简单的矿床变得比较复杂。总之,矿床工 程地质条件与原储量核实地质报告资料所述的条件情况相差不 大,矿床工程地质条件属简中等。
2.3 矿区地层
广西南丹县笼箱盖 - 鱼泉洞矿区地处丹池成矿带的大厂矿 田中部位置, 出露的地层是泥盆系与石炭系。岩石产出为碳酸盐 岩与碎屑岩, 总体矿床厚度在2616m ~ 6430m 范围。
2.4 地层
区域地层出露为泥盆系、石炭系以及二、三叠系,沉积厚度 在 4325m ~ 7850m 之前。其中地层分布最广的是泥盆系地层, 具有发育较好特征, 是矿区内锡多金属矿主要赋矿类型。
2.4.1 泥盆系(D)
下统(D1-2t) 塘丁组 :泥灰岩为主夹薄层钙质页岩、砂岩、 泥岩。主要出露于矿区中部和东部, 厚度大于 1800m 未见底。
中统(D2l) 罗富组 :上部灰岩、页岩夹矽质岩,下部灰 岩夹泥灰岩,富含团块结核。主要出露于矿区的东部,厚度 70m ~ 100m。
上统(D3) :
榴江组(D3l) :分三段, 第三段(D3l3) 细条带硅质岩夹灰岩,厚度 15m ~ 20m ;第二段(D3l2) 为宽条带硅质岩夹灰岩,厚度 15m ~ 20m ;第一段(D3l1) 为硅质岩,富含扁豆状结核,厚度 60m。榴江组地层主要出露于矿区的中部和东部。
五指山(D3w) :分为三段,第三段(D3w3) 为硅质页岩,厚 10m ~ 15m ;第二段(D3w2) 大扁豆灰岩, 厚度 15m ~ 20m ; 第二段(D3w2) 小扁豆灰岩, 厚度 90m ~ 110m。
2.4.2 石炭系(C)
下统鹿寨组(C1lz) :页岩、泥岩夹硅质岩、粉砂岩、碳质泥 岩、灰岩及磷块岩, 主要出露于矿区的中部, 厚度29m ~ 170m。
下统(C1s) 寺门组 :底部砂岩夹砾岩 ;下部泥岩夹砂岩、 灰岩、硅质岩,含锰 ;中上部为灰岩夹泥岩。主要出露于矿区的 南部, 厚度 132m ~ 1041m。
中统(C2h) 黄龙组 :上段(C22) 为白云岩灰岩,主要出露 于矿区的北西部, 厚度 80m ~ 210m ;下段(C21) 为含燧石灰岩, 主要出露于矿区的西部、北部和南部, 厚度 162m ~ 376m。
上统(C2Pm) 马平组 :灰岩夹燧石灰岩、白云岩。厚度 139m ~ 427m。主要出露于矿区的北部。
2.5 矿区构造
矿区位于江南台背斜与滇桂台向斜之间的丹池凹陷带内。 构造复杂, 是一个北西走向褶皱带, 中部为环状构造带。
2.5.1 褶皱
矿区属笼箱盖不对称背斜东翼的一部分,单斜构造中小型 揉皱、扭曲发育, 矿区内较大的褶皱构造有 :
(1) 笼箱盖大背斜 :位于矿区中部,轴向 330°,西翼与 大厂背斜构成开阔的大向斜,倾角东陡(45°~ 70°) 西缓 (25°~ 50°),两翼夹角 30°~ 70°。
(2) 六里沟纵向背斜 :为次一级背斜,位于矿区南部,轴向 310°。
(3) 拉么、笼箱盖、杉木冲次一级开阔的横向挠曲 :位 于拉么、笼箱盖、杉木冲三处,轴向分别为 270°~ 280°, 260°~ 270°, 265°~ 270°。
(4) 环状挠曲 :以笼箱盖岩体为中心,环绕岩体产生一系 列环带状挠曲,尤其是岩体的西部发育较明显,其中走向北部 320°~ 50°,至南部转向 135°~ 60°,倾角平缓,一般为 25°~ 40°之间。
(5) 东曼 - 铁板哨背斜 :位于矿区的西面, 从东曼至铁板哨, 延长4km,背斜轴倾向北西 335°,两翼对称,倾角较缓,一般岩 层倾角在20°~ 30°之间, 向两端侧伏消灭。
2.5.2 断层
矿区断层主要有南北向、北西向和北东向。成矿前形成,成 矿期继续活动的控矿、导矿断裂有以下几条 :
(1) 笼箱盖纵向大逆断层(F1) :走向大致南北,倾向东,倾 角 70°, 延长4km ~ 5km, 断距 600m ~ 800m。
(2) 六里沟横向逆断层(F2) :走向 305°,倾向北东,倾角
80°~ 85°, 延长 2km ~ 2.5km, 垂直断距 50m ~ 110m, 属成 矿前断层, 为配矿构造。
(3) 拉么横向逆断层(F3) :走向 280°~ 290°,倾向 10°~ 20°, 倾角 35°~ 45°, 断距 50m ~ 60m。
(4) 拉么横向逆断层(F4) :走向 295°,倾向 25°,倾角 80°,断距 1m ~ 5m,F3、F4 断层及其派生羽毛状裂隙,为锌铜 矿的储矿构造。
(5) 拉么横向逆断层(F5) :走向 65°,倾向 335°,倾角 80°, 断距 1m ~ 5m。属锌矿储矿地质构造。
(6) 杉木冲横向断层(F6) :走向 65°,倾向 155°,倾角 60°,断层性质不明确,探槽发现破碎角砾与断层擦痕,且存在 黑钨矿充填现象。
(7) 层间错动 :发育集中在两种岩性的接触部位,形成了层 间微小状态的裂隙。这就为矿液流通和矿质沉积提供了良好的 场所与通道环境。故判断,本矿区 0号矿体发育与层间错动存在 密切联系。
2.5.3 裂隙带
由大量的微细裂隙组成, 主要有四组 :
(1) 北 东 组, 产 状 120 ° ~ 130 ° ∠ 80 ° ; 290°~ 310°∠ 75°,主要分布于大燕一带,为含钨硫化物矿 脉所充填。
(2) 北西组, 产状70°∠ 60°~ 80° ,主要分布于大坪南部, 为铅锌硫化物矿脉所充填。
(3) 东西组,产状 160°∠ 75° , 主要分布于杉木冲一带,为 钨锑石英矿脉所充填。
(4) 南北组,产状 80°~ 90°∠ 70° , 分布于银厂湾及笼箱 盖以东一带, 为锌铜硫化物矿脉及黑钨萤石脉所充填。在鱼泉洞 矿区 341 中段见有各组裂隙组成的“X”型节理现象。
2.6 围岩蚀变
拉么矿区主要围岩蚀变有矽卡岩化、大理石化、绿泥石化、 高岭土化、绿帘石化、绢云母化、黄铁矿化、磁黄铁矿化、碳酸 盐化等。
围岩蚀变明显的分带性 :上部灰页岩、泥灰岩、大扁豆灰岩, 以硅化、青石化为主 ;中部大小扁豆灰岩以大理岩化为主 ;下 部小扁豆灰岩, 宽条带灰岩以简单矽卡岩为主 ;宽条带灰岩、硅 质岩以硅化为主。
矽卡岩化, 特别是复杂矽卡岩化与铜、锌、银矿化关系密切, 矿体常产在其中或其附近, 是具有找矿标志意义的蚀变。
2.7 矿区岩浆岩
本矿区岩浆岩测定的绝对年龄为 97Ma ~ 107Ma,属燕山晚 期产物, 其形成与侵入活动与区域隆起密切相关, 主要产出为岩 床、岩株和岩脉。而岩浆岩的地质分布具有范围较大,且深部地 质均有大岩体存在, 南北延长约 3km, 东西延长 5km, 呈椭圆形, 呈北西 -南东向横跨丹池大背斜轴部侵入。本区岩浆岩为酸性花岗岩。主要有黑云母花岗岩、白岗岩、伟晶岩等。
2.7.1 黑云母花岗岩
遍布本区中部组分有 :石英、正长石、正长条纹长石、微斜 条纹长石、钠长石、黑云母、白云母、绢云母,其次有 :奥长石、 钾长石、中长石、环带状斜长石、水云母、磷灰石、电气石、高岭 石,矿物有 :金红石、锆石、榍石、白钛石、黄玉、钛铁矿、磁铁 矿、方解石、萤石等。结构有 :细粒、中粒、粗粒、斑状、花岗结 构。蚀有 :绢云母化、电气石化、云英岩化、叶腊石化、碳酸盐 化等。
2.7.2 白岗岩
分 布 于 岩 体 心 部 位,常 呈 脉 状 产 出,脉 搏 幅 一 般 在 0.1m ~ 1.0m,穿插黑云母花岗岩。组分主要有 :石英、正长条 纹长石、钠长石, 其次有 :黑云母、白云母、绢云母, 副矿物有 : 金红石、锆石、榍石、磷灰石、钛铁矿、电气石等。以细粒花岗结 构为主, 偶见中粒花岗结构。
2.7.3 伟晶岩
分布于岩体中心及边部,亦呈脉状产出,脉宽一般在 0.1m ~ 0.5m,穿插黑云母花岗岩。组分主要有 :石英、正长条 纹长石、钠长石, 白云母, 少量有绢云母、磷灰石、锆石、绿柱石、 黄玉、萤石等。具明显伟晶结构。
3 关于大厂矿田拉么锌铜矿矿床的成矿规律
对于大厂矿田拉么矿床开发区域来说,其大地构造位置处 在江南古陆隆起的西南缘,是古特提斯构造区域与太平洋构造 区域的复合部位。总体来看,地质呈狭长地带,且具体延伸为北 西 - 南东向。在此背景下,矿床形成了不同的构造单元接触,且 以复合状态作用。区域内岩浆活动频繁,且断裂与褶皱构造发 育,具有热液多期多阶段活动特征。
拉么矿床地处笼箱盖花岗岩体的南西方向,其深部勘察出 花岗岩脉。表明花岗岩与锌铜矿成矿关系密切。经勘查,与成矿 关系较为密切的花岗岩有 :黑云母、花岗斑岩。具体的矿化作 用,从花岗岩与矿区内灰岩接触带常形成大理石化、矽卡岩化、 绿泥石化、碳酸盐化以及硅酸盐化等围岩蚀变作用可以看出, 矿 体产出情况与围岩的蚀变关系密切相关。
矿区的泥盆系上统五指山组地层中广泛分布的是灰岩,其 主要呈条带状、扁豆状,具有发育良好特征,是锌铜矿中主要的 赋矿地层环境。岩性是硅质岩与硅质灰岩, 具有层理发育良好特 征。但是受地质内部构造的应力影响,层间存在滑脱、破碎以及 裂隙现象, 这就为后期形成热液改造与富集创造了空间环境。由此可见,地层环境中有利于成矿空间形成的因素受构造动力条 件影响,故而,成矿规律预测分析工作开展,需将构造等间距产 出特征作为重点。拉么矿床的矿体形态有三种, 其中脉状矿构造 以脉状、块状以及网脉状为主 ;晚期脉状矿化物质受早期层状 矿化因素影响,成矿具有继承性特点。似层状矿化以条带状、散 点侵染状以及纹层状为主。经勘查证实, 矿床脉状矿化阶段出现 了切穿花岗岩地层现象。这表明, 一些脉状矿化是在岩浆侵位现 象出现后才形成, 从矿床开采角度来看, 矿体地质环境中脉状矿 分布预示层状矿存在。
从综合角度出发,根据现有资料、成矿物质来源、矿体产出 情况以及矿床与花岗岩体空间作用关系,可以确定形成矿床会 受到花岗岩岩浆侵入作用影响。岩浆侵入会形成大量成矿物质, 并在提供充足热能状况下,地质围岩环境中的岩性段存在利于 蚀变分带现象。此岩浆作用状态下, 矿床矿体空间环境主要受花 岗岩浆侵入所带来的动力影响,使得空间展布呈现出中等间距 特征。具体来说, 早期岩浆侵入, 泥盆系上统五指山组受强烈热- 动力作用影响,呈现出塑性状态,使得褶皱与层间滑动现象发 生。由此,矿体进入早期的硫化物成矿阶段,这可以从围岩开始 发生重结晶作用看出。在矿体后期岩浆侵入改造热液阶段, 岩体 发生冷却、泥盆系上统五指山组在动力作用影响下产生了大量 裂隙现象。当层状与似层状矿体受热液影响, 就会活化矿体中的 成矿物质,并驱使其沿着裂隙脉充填,以形成脉状矿。这就是硫 化物出现的晚期阶段。
由此可判断,矿体出现脉状能够为深部层状矿开发提供指 示。且拉么锌铜矿床是在成矿岩浆岩、控矿构造以及有利地层岩 性等因素控制下形成。锌铜矿开发建设者应将其作为成矿形成 规律, 以提高资源开发利用效率。
4 结语
综上所述,锌铜矿床的地质条件与成矿规律,应从综合角度 出发,结合现有地质勘查资料对成矿物质形成与地层岩性之间 的控制关系进行分析,以为后续开采工作进行提供必要的数据 支撑。事实证明,只有这样才能使锌铜矿资源开发建设以高效 性、准确性状态作用,进而满足涉及行业发展所提出的产量、质 量控制需求。故, 相关建设者应将上述分析内容与科研成果更多 地运用于不同地质条件、开采环境的锌铜矿床成矿分析, 以满足 行业发展所提出的资源使用需求。
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