杜 江,姚哈达,赵振远
(1.贵州有色地质工程勘察公司,贵州 贵阳 550003;2.贵州省有色金属和核工业地质勘查局地质勘测设计院,贵州 贵阳 550003)
贵州独山地区是黔南成矿带上重要的中型锑矿床,是省内锑矿重要产地之一,生产的精锑产品在国内外享有良好的信誉,在我国的锑矿产品出口中占有较大的市场份额。然而,由于多年的开发利用,处于中度危机状态,为满足需求,本文通过研究独山维寨地区的地质背景、矿体特征等,探讨其成矿规律及成因,对深部及外围找矿提供参考。
(1)地质构造。独山维寨锑矿位于扬子陆块黔南坳陷区都匀南北向隔槽式褶皱变形区,在漫长的地史时期,经历了雪峰运动、海西~印支~燕山期等多期构造,以近南北的构造为区内最显著的构造行迹。其中褶皱主要以独山箱状背斜为主,其断裂主要以燕山期形成的独山断裂、蕊然沟断裂等。区性的断裂及褶皱控制着锑矿的产出(图1)。
图1 独山锑矿田地质构造简图(据贵州有色地质三总队资料修改)
(2)地层岩性。区内出露的地层主要为志留系的翁项群(S1-2wn)的灰色页岩、砂质页岩夹钙质页岩及亮晶生物碎屑灰岩,为区内锑矿主要赋矿层位;泥盆系丹林组(D1dn)的灰白色、深灰色中厚层、厚层状石英砂岩及页岩;泥盆系舒家坪组(D1s)的灰岩、灰色薄层至中厚层状石英砂岩,含泥质石英砂岩及砂质页岩。
独山维寨锑矿主要赋存于蕊然沟断裂形成的裂隙中,矿体的产出严格受到断裂的控制,沿断层带产出,辉锑矿呈针状、柱状的自形—半自形晶嵌布在裂隙中。矿石的结构主要为脉状构造,发射性构造、网络状构造、浸染状构造等。
区内的矿石的矿物组成比较简单,以辉锑矿为主,次为锑华及锑赭石等,脉石矿区以石英为主,次为方解石、黄铁矿、少量的白云岩和极少量的粘土矿物等。
区内的围岩蚀变主要为硅化,分布较广,主要见于区内泥盆系、志留系的灰岩、砂岩等层简构造带。此外,在断层带中可以看见轻微的黄铁矿化及碳酸盐化。
(1)矿源条件。区域地质资料显示,区内无岩浆活动,故矿区的成矿与岩浆作用无关,然而矿区的构造发育强烈,蕊然沟断裂活动性强,多期性,为矿区成矿提供热源,容矿空间等,其成矿过程中发挥着巨大作用,区内的锑矿为构造动力成矿。矿源岩是动力成矿必不可少的物质基础,其中成矿元素的含量、性质和存在形式尤为重要。成矿元素的含量愈高,对成矿愈加有利;成矿元素的性质以两极元素为佳,活泼性愈强,愈易活化迁移,愈弱,愈易残留原地富集[1]。维寨锑矿的含矿层为中、下志留统的翁项群的泥质砂岩,泥质灰岩、生物灰岩等。该矿区的矿源来自于中、下志留统的地层或者下伏地层。
(2)构造动力条件。区内蕊然沟断裂活动性强,具有多期性特征,多期构造活动有利于矿区的锑矿的叠加。
(3)成矿流体条件。区内成矿流体的介质为成矿物质大规模地卷入活化需要大通量的热水流体的循环[2]。据成矿流体性质分析,本区成矿热液主要来源于大气降水,成矿热液属低温、中低盐度、弱酸性、硫酸盐型地下水热液。此外,蕊然沟断裂的挤压作用,围岩为海相沉积物,在被挤压的过程中,释放出以卤化物为主的卤水,卤水进过加温,形成热液,萃取围岩中的Sb元素,与S元素形成含辉锑矿(Sb2S3)的溶液。热液在蕊然沟断裂及次级断裂中停留,形成锑矿。
(4)富集条件。区内蕊然沟断裂及分支断层较发育,沿断层走向不断呈现分支、闭合、再分支的复杂变化,有利于成矿溶液的富集。翁项群的上部地层为深灰色中厚呈泥质石英砂岩夹泥岩,形成盖层,有利于成矿。
(5)矿床形成过程。蕊然沟断裂主要有两次构造运动,其构造运动对矿区成矿有着重要的意义。围岩在先期的挤压作用下,围岩被磨碎,形成构造角砾岩,碎斑岩及断成泥;产生一些层间小断裂。由于断裂的挤压作用,围岩为海相沉积物,在被挤压的过程中,释放出以卤化物为主的卤水,卤水沿着裂隙带向下渗透,蕊然沟断裂在运动过程中提供热源,使围岩中有用组分活化转移,形成含矿热液。含矿热液在蕊然沟断裂产状变缓处,与其他次级断裂相交处,层间断裂及次级断裂中停留成矿,形成单一的脉状辉锑矿。
白垩世晚期,由于南北向左旋直扭性质的断块构造活动日益增强,导致了燕山运动的发生。燕山期是本区构造发生,发展,成熟的主要构造期,它强化、改造燕山期以前的构造,形成了区域内现至今所见的地质构造基础。在强烈燕山运动作用下,蕊然沟断裂进一步改造、发展,断层带发育各种张性、扭性裂隙等。断裂带属于一种应变软化带,当岩石不能以整体变形去适应或调节所承受的区域应力差时,在岩石某些薄弱部位便出现局部应力集中,温度升高、体积缩小,岩石矿物发生塑性流动及动态重结晶,一些含水矿物脱水并与岩石中排出的结构水、间隙水一起形成含矿热液。含矿热液沿着蕊然沟断裂迁移,在成矿热液物理化学条件发生巨大变化而使大量辉锑矿结晶析出,并富集在蕊然沟断裂形成的裂隙空间处,形成维寨锑矿床。
(1)维寨锑矿是一个中低温热液矿床,矿床产在志留系中的翁项群中,矿体受到矿区蕊然沟断裂的控制,多为二向至三向延伸,如脉状等,矿石矿物成分简单,主要为辉锑矿;脉石矿物主要为石英砂岩和方解石。围岩蚀变强,主要为硅化、碳酸盐化和黄铁矿化等。
(2)蕊然沟断裂在矿床的成矿过程中主要是动力的提供者,断裂的多期运动为热液提供动力,储矿空间,对矿体的产出严格控制。蕊然沟断裂有两次主要的构造活动,对成矿起着积极的意义。先期的压扭性断裂形成构造角砾岩及一些层间裂隙及破碎带,形成了形成单一的脉状辉锑矿。燕山期运动,蕊然沟断裂继续改造,发育张性裂隙,为含矿热液提供了良好的空间条件,形成不规则锑矿脉体。