云南锡业股份有限公司老厂分公司 云南个旧 661000
摘要:个旧矿区高松矿田是一个以接触带矿床和层间氧化矿床为主的矿田,其中层间氧化矿床是目前云南锡业集团公司老厂分公司地质找矿的主要对象,本文对区内层间氧化矿的控矿特征、赋存规律及产出特征进行了分析,对提高找矿效果提出了认识,以供参考。
关键词:个旧矿区;高松矿田;控矿特征;赋存规律;层间氧化矿;
1前言
高峰山勘查区位于高松矿田的南部,研究区范围北至马吃水断裂,南至炸药库、背阴山断裂带,东至麒阿西断裂,西至驼峰山断裂。按地质构造单元划分,位于个旧矿区东部一级成矿控制构造——五子山复式背斜中部。
2层间氧化矿的控矿特征
控矿因素研究是成矿预测、找矿勘探最基本的工作内容之一。通过控矿因素分析,把握矿床成矿机制和时、空上的产出及分布特征,在此基础上总结矿床成矿规律,进而利用成矿规律指导预测、找矿工作。从研究区矿体的分布规律上看,其控矿因素同许多多因复成矿床一样,层控是其分布的主要特色,岩控为不可缺少的因素,构控起重要作用,即:矿床产出空间明显地受地层、构造和岩浆岩等多因素控制。
2.1地层控矿特征
区内锡铜多金属矿床主要赋存在个旧组灰岩与泥质灰岩、白云岩互层带,即个旧组T2g16及T2g15两层,尤其是T2g15层位内。
(1)地层中成矿元素含量对锡铜矿体形成的控制
前人研究资料表明,个旧组地层中具有较高的Sn元素的背景值,矽卡岩类型矿体远矿围岩灰岩中的成矿元素含量(Sn:2.41×10-6,Cu:12.86×l0-6),普遍高于同类岩石的近矿围岩大理岩中的成矿元素含量(Sn:1.0×l0-6,Cu:5.0×10-6),说明近矿围岩中的成矿元素发生了迁移,该类型矿体成矿物质部分来自灰岩。在T2gl的层位中,成矿元素丰度值都比较高(Sn:6.40- 38.56×10-6,Cu:1.22-19.73×10 -6)。
根据前人研究,T2g15、T2g16层位中Sn、Cu等成矿元素具有较高的丰度值,并且这些元素都曾参与后期成矿作用。
(2)地层的岩石物理性质对成矿的控制
T2g15层位具有灰岩与白云质灰岩、泥质灰岩互层的特性,由于这些不同岩石的力学性质差异性,在构造应力的作用下极易产生层间剥离和层间滑动等构造软弱带,为岩浆的侵入和矿液的充填交代提供了良好的场所。
岩石的孔隙度和渗透率对成矿也有重要影响。锡铜富矿体都产于具有一定孔隙度的岩石中。有关研究表明,T2g15、T2g16层位的孔隙度和渗透率较大,有利于矿液的扩散、渗透和沉淀。
(3)岩石化学成分对成矿的控制
岩石中不同的化学成分组成直接影响到矿化类型,如钙、镁质碳酸盐类型岩石中锡、铜元素的丰度值最高(Sn:21.38×l0-6,Cu:7.65×10-6)。T2g15、T2g16层位的岩石正属于钙、镁质碳酸盐岩,因此,有利于锡、铜元素的富集。
(4)地层产状对矿体形态的控制
研究区内地层总体走向NE,倾向NW,倾角一般较平缓。在岩浆活动由SW向NE侵入的过程中,由于岩层倾向与岩浆上侵方向交接关系具有“反向交接”和“顺向交接”之分;同时T2g15、T2g16层位具有互层特性,不同岩石对上侵岩浆的不同阻滞作用,造成了矿段内北东向花岗岩脊状突起西缓东陡,且形态变化较大,常出现凹槽、凹兜、岩舌等形态的格局,这些不同的花岗岩形态继而控制了接触带矿体的形态。
根据以上事实统计历年在高松矿田内已探明的241个层间氧化矿矿体,赋存于中三叠统个旧组马拉格矿段下部T2g21和卡房段T2g11~T2g16地层中,其中最有利的赋矿层位依次为卡房段上部T2g15、T2g16地层。
2.2 构造控矿特征
(1)褶皱构造控矿
研究区内的矿(化)体受褶皱构造控制作用显著。总体上,区域五子山复式背斜(老卡背斜)控制了高松矿田(高峰山矿段、驼峰山矿段)的分布。次级的浅层褶皱(驼峰山背斜、高峰山背斜、大箐—阿西寨向斜等)控制着矿体的空间展布及产出形态,氧化矿多产于褶皱两翼的层间破碎带内,与次一级的小型褶皱或挠曲共同控制着矿体空间产出状态。总的来说,研究区内一级控矿褶皱构造为五子山复式背斜(老卡背斜);二级控矿褶皱构造为驼峰山背斜、高峰山背斜等;三级控矿褶皱构造为研究区不同方向的呈扇形分布的挠曲群(带)。
(2)断裂构造控矿
断裂构造对个旧矿区锡铜多金属矿床的形成、分布起着重要控制作用。研究区断裂构造活动表现为多期多阶段的特征,断裂构造演化和成矿演化同步发生。它们通常是岩浆侵位、热液上升和运移的通道,也为矿液沉淀提供赋存空间。区内的主要断裂展布方向有东西向、北东向、北西向3组,南北向构造在矿区内部不发育。
1)层间氧化矿受断裂及层间滑动构造联合控制
研究区内已探明的层间氧化矿主要集中于①东西向断裂:麒麟山断裂及与其平行的隐伏断裂131断裂、141断裂、104断裂组成的断裂夹持带;坝西断裂及与其平行的隐伏断裂组成的夹持带。②北东西断裂:芦塘坝断裂及其隐伏的平行断裂组成的夹持带;隐伏断裂102及119断裂成群分布;大箐南山断裂及与其平行的大箐南山南一号、二号断裂组成的夹持带。③北西向断裂:大箐东断裂及与其平行的隐伏断裂142、134-1断裂组成的夹持带。主要赋存于T2g15、T2g16层的大理岩与灰质白云岩互层带中。层间滑动在背斜、向斜、穹隆、挠曲中发育,是矿液沉淀的良好空间,为容矿构造。层间滑动构造多分布于大理岩与灰质白云的界面间,由于大理岩和白云岩物性的差异,在构造应力作用下,容易造成层间滑动和层间破碎带等构造薄弱带,容易被含矿热液贯入。灰质白云岩中形成良好的层间片理带,大理岩中形成层间破碎带,层间滑动构造多分布于挠曲倾没端部,层内裂隙常受一定的层位控制而呈侧幕状分布。在不同方向断裂构造中,特别是在断裂发生弯曲、羽状裂隙发育、或有岩充填以及旁侧挠曲等部位矿化较强。在有利含矿层位界面与层矿断裂的交截部位,特别在断裂夹持带中,矿化更为集中。
2)不同级别的断裂复合控矿
研究区NE、EW向的断裂的相互叠加、交割、复合,并与隐伏岩体和地层岩性的有利配置等,则控制了矿床(体)的定位。如EW向背阴山断裂、炸药库断裂与NE向芦塘坝断裂复合控矿,形成了高峰矿段层脉相交的层间氧化矿102#矿群。
3)矿体形态受控于矿断裂的产状变化
断裂构造产状不同,对脉状层间氧化矿矿化富集和矿体的形态影响也不同。
研究表明,矿化富集地段主集中在断裂走向和倾向的变化部位、尾端分枝部位,因为这些部位常常是压性结构面局部引张的部位,也是微裂隙较发育的部位,有利于矿液的充填、交代和矿质沉淀。另外,同一断裂构造不同部位倾角不同,也会造成其矿化特征及矿体形态的差异。
结合以上几点,统计高松矿田内北东向、东西向、北西向断裂对已探明241个层间氧化矿的控矿,总体上以东西向断裂最为有利,其次是北东向断裂和北西向断裂。
2.3 岩浆岩控矿特征
花岗岩是研究区内的成矿母岩,与成矿关系极为密切,成矿物质主要来源于花岗岩浆期后分异出来的含矿热液。花岗岩对矿体具有如下控制特征:
(1)花岗岩体成矿的专属性
区内的花岗岩体为老卡岩体的一部分,富含挥发组分硼、氟、富硅、碱,贫钙、铁,铝过饱和,与世界花岗岩成分相比较,老卡岩体的SiO2及K2O含量均较高,Al2O3、MgO及CaO的含量较低,这与世界含锡花岗岩具有十分相似的特点,说明燕山晚期岩浆活动与锡矿的形成具有密切的联系。
(2)花岗岩形态对矿体形态的控制
矿段接触带矿体依附花岗岩脊状突起分布。在花岗岩体各个部位的接触带上,由于其接触构造和成矿环境的相对差异而赋存各种形态的接触带矿体。在突起的西翼,由于花岗岩形态变化相对较小,常赋存有形态简单的面型似层状矿体;突起东翼,花岗岩形态变化较大,往往形成槽状、兜状等凹陷,并赋存有槽型、兜型等较复杂的矿体;在突起南北倾没端及两突起的夹持部位,由于花岗岩起伏变化大,常赋存有槽状矿体;在周围均为花岗岩围绕的突起顶部,则赋存有盆状矿体;突起顶部岩舌处赋存有舌状矿体。
(3)花岗岩自变质作用对矿化富集的影响
花岗岩体形成之后,由岩浆热水、大气降水、深部封存水等各种来源的水混合而成的热液与花岗岩相互作用,通过水-岩之间复杂的化学反应(包括溶解与沉淀、离解与缔合、交换以及氧化还原等反应)使花岗岩发生广泛的热液蚀变。这些热液蚀变有钠长石化、钾长石化、石英一电气石化、云英岩化、绢云母化、绿泥石化、萤石化等。
综上所述,研究区成矿作用的主要因素是成矿花岗岩,在区内不同的有利成矿地段,与碳酸盐建造和富含成矿物质的岩层发生相互作用,在花岗岩的内外接触带构造附近,富集形成一系列锡铜多金属矿床,成矿作用围绕含矿花岗岩而进行,而且岩浆期后热液在不同分异演化阶段,其成矿性不同。成矿花岗岩与碳酸盐建造和富含成矿物质的岩层以及构造的有利配置是控制矿床空间分布规律的根本原因。
结合以上几点,统计高松矿田内已探明的241个层间氧化矿与花岗岩的距离发现,矿田距离花岗岩3~1533米,主要集中分布于200~900米范围内,其中200~700米内最为集中。
3层间氧化矿的赋存规律
3.1成矿作用
含矿流体沿已经存在的由断裂系统组成的通道向上运移,直至不同规模的层间滑脱带中,逐渐富集并与各种水发生流体混合,导致成矿流体的物理-化学性质发生变化,诱发了大量成矿物质直接卸载在所在的层间滑脱带中,形成层状-似层状的硫化物矿体。在后期表生作用下,这些层状、似层状的原生硫化矿体逐渐被氧化或者风化,形成“层间氧化矿”。
3.2矿体成矿规律
①从层间氧化矿在平面上的分布情况看,矿体与下部花岗岩的形态关系密切,层间氧化矿一般产于花岗岩突起、陡坡、陡坎的上部,而在花岗岩相对平缓的上部很少形成层间氧化矿。
②矿带受北东向断裂的控制更明显,矿带的分布几乎成北东向等间距展布。在断裂的交汇部位更利于矿体的赋存。
③矿体主要赋存于断裂带的上盘、下盘的强烈蚀变层间破碎带内,在断裂切割地层的部位,有利矿体的赋存。
④统计已探明矿体赋存标高,矿体赋存于1270~2189米标高,主要集中于1400m~1850米标高之间。
⑤统计已探明矿体距离花岗岩高度,主要分布于距离花岗岩200~700米之间最晚集中。
4结语
4.1 取得的主要成果
1、依据前人地层含矿性分析研究资料并综合矿区沉积地层岩石特征、沉积相、层序地层和构造-蚀变岩相特征,认为高峰山突起勘查区个旧组卡房段第5层(T2g15)和第6层(T2g16)是有利含矿层位:
2、通过对高峰山突起地区断裂系统进行详细调查和运动学-几何学特征厘定,认为研究区发育3组断裂系统:①NE向断裂:芦塘坝断裂;③NW向断裂:驼峰山断裂;④E-W向断裂:背阴山断裂和炸药库断裂。其中E-W向断裂表现为右行走滑正断层,非含矿断层;NW向断裂表现为正断层,非含矿断层;NE向断裂早阶段NE向褶皱同期正断层,晚期逆冲断层性质,NE向断裂为主要控矿断裂;E-W向断裂和NW向断裂为破矿断层。
3、在深入分析研究区矿床地质特征的基础上,总结矿床控矿规律。结果表明,矿床具有明显的层控性,层间氧化矿主要受T2g15、T2g16两个层位和EW向、NE向断裂构造复合控制。同时,接触带硫化矿受燕山期花岗岩侵入接触构造控制。建立了研究区内矿床“地层+构造+岩浆岩”三位一体控矿模型,为深部找矿提供了理论依据。
4.2存在的问题
(1)高峰山突起顶端,马吃水断裂以南,炸药库断裂以北,芦塘坝断裂两侧一带,由于此区域内以往对勘探层间氧化矿地质工作程度低,对这一区域的地质认识有待进一步的探索。
2、构造对地层的影响,垂直断距不能很准确的确定,从而影响地层厚度,以及赋存标高。
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