缅甸东枝市波赛矿区铅锌矿床地质特征及成矿规律分析

2021-08-11 02:52吴资龙
福建地质 2021年2期
关键词:碳酸盐岩铅锌矿矿体

吴资龙

(福建省地质测绘院,福州,350011)

波赛矿区位于缅甸掸邦高原西部,地理坐标:东经96°44′07″~96°49′51″,北纬20°54′00″~21°01′00″,面积120 km2,海拔为1 260~1 368 m,隶属缅甸掸邦东枝市格洛镇管辖。矿区开采历史悠久,早在1920年英殖民期间,由英国人开始少量探采活动;70年代初缅甸第一矿业公司聘请澳大利亚公司采用物探及浅井方式开展矿区勘查工作,因探矿深度小,只发现白铅矿。随后当地矿主采取边采边探方式,发现深部方铅矿矿体,开采规模越来越大。2003年,中国地质调查局开展中国大陆周边地区主要成矿带成矿规律对比及潜力评价[1],编制了基础地质图件,并对区域成矿地质条件进行了研究。2004~2007年,中国地质调查局成都地质矿产研究所开展东南亚地区地质矿产对比研究,初步认为该区银铅锌矿床属密西西比河谷型矿床[2],具有较大的找矿潜力(1)成都地质矿产研究所,东南亚地区地质矿产对比研究项目成果报告,2006。,但矿区总体地质工作及研究程度仍是极低。笔者通过实地野外地质调查,对矿区铅锌矿地质特征进行了研究和总结,分析了矿床成因,提出找矿远景方向,对今后的找矿工作有一定的指导意义。

1 区域地质概况

波赛矿区大地构造位置处于欧亚大陆与冈瓦纳大陆的会集区,属于亲岗瓦纳的中缅马陆块保山—掸邦地块,区域构造处于实皆断裂带东侧,成矿带位于特提斯成矿域掸泰铅锌银金锑铁成矿带内(2)中国地质调查局成都地质调查中心,东特提斯地区重要矿区产出环境、成矿潜力和找矿方向分析出版, 2016。[3]。区域主要出露下古生界,包括奥陶系宾德亚群(Pindaya)、志留系米巴亚塘群(Mibayathung),其次为上古生界石炭系(未分群组),缺失泥盆系(图1)。基底为寒武系莫洛海因群(Motohein),为粉红色、棕红色及紫色云母砂岩,石英岩等,不整合在前寒武抹谷群之上[4]。

图1 缅甸波赛矿区区域地质图Fig.1 Regional geologic map of Bosey deposit in Myanmar

奥陶纪宾德亚群在区域上出露2个组:奥陶纪吴叶组(Wunbye)和南昂组(Nan-on),吴叶组岩性主要为厚层石灰岩、砂岩、白云岩;南昂组是波赛矿区主要贮矿围岩,岩性主要为粉砂岩、砂岩、泥灰岩。志留纪米巴亚塘群(Mibayathung)与下伏奥陶纪地层呈断层接触,分为瓦亚组(Wabya)页岩、板岩、石英岩,和岭卫组(Linwe)泥灰岩、钙质泥岩、页岩。石炭纪地层在掸邦未分组,根据岩性命名为上部高原石灰岩[5],为一套深蓝色、灰色或黑色方解石质的致密石灰岩、砂岩、砾岩等。下部古生界和上部高原灰岩之间存在地层间断[6]。

区域构造主要发育有南北、北北西向断裂,属实皆断裂带东侧的一部分,其次为北东向断裂。北北西向断裂基本控制了区内地层的展布,同时也控制了区内大部分矿体的走向。北东向断裂则为后期断裂,常使古生代地层错动并造成矿体的破坏。区域褶皱不发育,常表现为轴向北西西向的宽缓向斜或背斜。

区域未见岩浆岩分布,也未见其他脉岩出露,仅在断裂带内见极少量石英脉。

该区处于缅甸最重要的成矿带掸邦西部的铅-锌-银-重晶石矿带的中部,该成矿带向北延伸到中国云南省,向南追索到泰国,全长达2 000 km,东西宽300 km。区域矿产丰富,大型矿床有泰国西部帕达恩大型铅锌矿、缅甸掸邦北部的包德温铅锌矿、云南会泽铅锌矿[7]等,中型矿床有泰国松多中型铅锌矿、缅甸德林达依省亚达纳登基铅锌矿、洛景中型铅锌矿床、我国云南龙陵勐兴铅锌矿和施甸东山铅锌矿等。容矿岩石为奥陶纪石灰岩,矿石矿物主要为方铅矿、闪锌矿及少量白铅矿,伴生银。

2 矿区地质特征

矿区内仅出露奥陶纪地层,地层较简单,区内断裂发育,未见变质岩及岩浆岩分布(图2)。

图2 缅甸波赛矿区地质图Fig.2 Geologic map of Bosey deposit in Myanmar1—奥陶纪南昂组;2—奥陶纪吴叶组;3—铅锌矿体及其编号;4—实、推测地质界线;5—实、推测断裂及编号;6—背斜;7—向斜;8地层产状;9—地质剖面及编号;10—平硐位置及编号;11—钻孔位置及编号;12—地名

2.1 地层

矿区出露地层主要为吴叶组、南昂组。

吴叶组:主要分布于矿区东侧,面积约60 km2,主要出露吴叶组下部及中部地层,下部岩性主要为石灰岩、白云质灰岩、砂岩,含藻类及叠层石化石。中部岩性主要为石灰岩、泥质灰岩及层状砂岩,为该区重晶石、铅锌矿体的主要贮矿层位。

南昂组:主要分布于矿区西侧,面积约55 km2,岩性主要为泥岩、页岩、泥灰岩、泥质灰岩等。该组地层较易风化,形成地貌较为低缓,为该区白铅矿及脉状铅锌矿主要贮矿层位。

2.2 构造

矿区内褶皱、断裂构造都较为发育,对地层及矿体影响较大。

2.2.1 褶皱

矿区内总体发育一复式背斜,其轴部位于波赛村一带,轴向近北北东,在顶贡-东堆-铺耶一带表现为次级向斜,地层产状总体较稳定。局部小褶皱发育,部分岩层倒转,对层状铅锌矿体形态影响较大。

2.2.2 断裂

矿区内发育北东向、北西向及近东西向3组断裂,其中北西向断裂为控矿断裂,近东西向为破矿断裂。

北东向断裂:矿区共发育2条(F1、F2),见于矿区东北侧,为早期压性断裂,地表常形成沟谷。断裂长大于500 m,向北东延伸至区外,总体走向30°~40°,倾向北西,倾角70°~80°。

北西向断裂:分布于矿区中部及西南部,为区内最重要的一组控矿断裂,区内大多数铅锌矿均产于该断裂中,常以断裂破碎带形式产出。区内主要发育3条北西向断裂(F3~F5),断裂破碎带长一般大于2 km,宽度一般为5~20 m,最宽达50 m,走向320°~340°,倾向北西,倾角80°至近直立。带内构造角砾发育,铅锌矿体常发育于断裂带的顶底板处。断裂带内常充填石英脉、方解石脉。断裂带两侧还常伴随近平行的、规模较小的次级断裂。该组断裂常被后期近东西向断裂错断而成雁行式排列,错动距离为10~30 m。

近东西向断裂:矿区内较密集发育,为后期破矿断裂,造成矿体错动。断裂长一般数十米,走向70°~100°,倾向北,倾角70°~90°,为张性断裂。沿断裂带常发育溶洞,地表常形成岩溶塌陷。

2.3 侵入岩

区内未见侵入岩体存在,脉岩不发育,仅在东堆见一条闪长玢岩脉,脉宽为3~5 m,强风化,沿走向长度约50 m。

2.4 围岩蚀变

矿区内的围岩蚀变主要有白云石化、硅化、黄铁矿化,局部绿泥石化、高岭土化等,主要分布于奥陶系石灰岩中,蚀变强度较弱,其中硅化、黄铁矿化主要为近矿围岩蚀变,发育于石灰岩断裂带内及两侧。

3 矿床地质特征

矿区范围内共分布2种类型矿床,一种为碳酸盐岩层控型铅锌矿,另一种类型为碳酸盐岩构造控制型铅锌矿。

3.1 矿体特征

3.1.1 碳酸盐岩层控型铅锌矿

主要分布于东堆-铺耶一带,往北东延伸至区外。矿体呈似层状、透镜状产于奥陶纪吴叶组碳酸盐岩的重晶石夹层中(图3),产状与地层一致,矿体受轴向北东的向斜构造控制,在向斜的两翼断续出露地表。矿体总体走向为北东西,倾向北西或南东,倾角10°~30°,主矿体厚为1.5~8 m,沿走向断续分布,长大于1 000 m,宽为300~500 m。矿石矿物以方铅矿为主、次为闪锌矿,含少量黄铁矿,块状构造或条带状构造。方铅矿、闪锌矿呈细粒集合体,中-薄层状,具平行层理,单层厚一般为1~10 cm,局部与重晶石呈互层产出(照片1-a)。Pb含量为10%~15%,局部富矿Pb品位大于40%,Zn含量为5%~8%,伴生Ag含量为300~500 g/t。

图3 东堆0线地质剖面图Fig.3 Diagram showing the No.0 geological profile in the Dongdui1—奥陶系吴叶组;2—残坡积层;3—泥质灰岩;4—铅锌矿体;5—岩层产状(倾向/倾角);6—断层;7—钻孔及编号;8—平硐及编号

3.1.2 碳酸盐岩构造控制型铅锌矿

主要分布于矿区中西部及南部,区内共圈定主要矿体6条,分布于波漂山、登贡、莫贡、勒贡、约哄、波约山等地。矿体受北西向断裂构造控制,呈脉状、囊状、透镜状等形态产出,原生矿石矿物以方铅矿、闪锌矿为主,伴生银。其中贮存于南昂组灰岩断裂带内的矿体,地表氧化带内常产出次生白铅矿。

3.1.2.1 波漂山铅银矿体(Ⅰ)

主要分布于矿区西南侧,矿体产于北西向断裂带中,断续长约5 km,断裂带宽度为30~50 m。走向340°~350°,倾向西,倾角70°~80°。近地表风化强烈,形成20~60 m的氧化带,白铅矿主要产于强氧化带中,常呈薄脉状或透镜状产于黏土或砂质土中。由于氧化后的扩散作用,近地表白铅矿分布宽度常达50~100m。氧化带白铅矿平均品位为2.75%,富矿品位为25%~30%,含银品位低。氧化带下部为原生矿,原生带方铅矿呈脉状或透镜状产于断裂破碎带内(图4、照片1-b),脉宽一般为0.2~1 m,最宽为2.5 m,常见多条近平行排列,靠近断裂带顶底板处常见厚大矿体。Pb品位 8%~20%,平均为14.06%,部分富矿Pb≥50%,含Ag品位一般为250~400g/t,平均为300 g/t。

图4 波漂山0线地质剖面图Fig.4 Diagram showing the No.0 geological profile in the Bo drift mountain1—残坡积层;2—强风化层;3—奥陶系南昂组泥质灰岩;4—白铅矿;5—铅锌矿体;6—断裂破碎带;7—坚井;8—平硐及编号;9—地层产状(倾向/倾角);10—白铅矿分布范围界线

照片1 矿区矿体产出形态及矿石形态Photo.1 Production form of ore body and ore morphology in the mining areaa—东堆层状铅锌矿产于重晶石夹层中;b—波漂山脉状铅锌矿体

3.1.2.2 顶贡铅锌银矿体(Ⅱ)

位于矿区中南部,矿体受北西向构造控制,已开采长度为500 m,宽为13~30 m,矿体走向330°,倾向西,倾角75°。层厚一般为40~60 m。矿石平均品位一般为Pb 5.20%,富矿Pb为25%~35%, Zn一般为0.4%~1.0%,最高为3.51%,Ag平均品位为250 g/t。

3.1.2.3 莫贡铅锌银矿体(Ⅲ)

位于波赛村北侧,矿区出露泥质灰岩、粉砂岩等。矿体产于一组北北西向破碎带中(图5),全区初步圈定含矿破碎带9条,破碎带宽一般为5~13 m,345°~350°,倾向西,倾角75°~80°。矿体呈脉状或透镜状产于破碎带内,破碎带宽为13 m,铅锌矿脉宽一般为0.5~1.5 m,长度一般小于50 m,尖灭再现,在破碎带顶底板两侧较为富集。矿石平均品位Pb一般为10%,最高为30%,Zn品位一般为0.5%~1.5%,最高为9.6%,Ag品位平均为450 g/t,局部见铜矿化。

图5 莫贡A-A'地质剖面图Fig.5 A-A 'geological profile in Mogon1—奥陶系吴叶组;2—泥质灰岩;3—泥岩;4—铅锌矿体;5—断层破碎带;6—斜井及编号

3.1.2.4 勒贡铅银矿体(Ⅳ)

位于波赛村北西侧,受北北西向断裂控制,矿体与波漂山矿体近平行分布,产状一致。矿体出露长约2 km,宽为30~50 m,目前有多处人工浅井开采,采出白铅矿品位一般为15%~30%,局部见重晶石和方铅矿。

3.1.2.5 约哄铅锌银矿体(Ⅴ)

位于波赛村北侧。矿体产于泥质灰岩及砂岩中,受北北西向构造控制,矿体长为1 km,宽为15~20 m,北侧已往曾由政府国营矿山组织开采,施工一个平硐,长为140 m,目前已经停采。方铅矿呈团块状或细脉状产于灰岩中,Pb平均品位13.9%,

3.1.2.6 西宾铅锌银矿体(Ⅵ)

位于顶贡北侧,矿体产于北北西向破碎带中,长为800 m,破碎带宽为35 m,走向340°,倾向西,倾角70°,带内溶洞发育。已往施工一条穿脉,硐长为98 m,穿过破碎带,见4条方铅矿脉产于破碎带中,单脉宽为0.5~1 m,延伸长大于20 m,刻槽取样品位Pb为27.2%,Ag平均品位390 g/t。

3.1.2.7 叫垒铅锌银矿体(Ⅶ)

位于顶贡南侧,有部分浅井及一个平硐开采。矿体受北西向断裂破碎带控制,矿体延伸长约1 km,宽为15~20 m,Pb平均品位为18.6%,Ag平均品位275 g/t。

3.1.2.8 波约山铅锌银矿体(Ⅷ)

位于波赛村北东侧,目前为浅井开采,采深为30 m左右,矿体呈脉状沿北西向展布,走向340°,出露长约1.2 km,宽为30~50 m。采出白铅矿手选品位超过25%,因开采深度较浅,尚未发现原生方铅矿体。

除上述矿体(点)外,受北北西向断裂带控制的矿体在区内仍有很多,断续分布于南北向分布的吴叶组下部地层中。

3.2 矿石矿物特征

矿区矿石矿物主要有方铅矿、白铅矿、闪锌矿、自然银、黄铁矿,黄铜矿少量。脉石矿物主要有白云石、重晶石、方解石、黏土矿物及少量石英。矿石多为隐晶质结构或胶状结构,构造以块状为主,次为条带状、角砾状、浸染状构造(照片2-a、b)。蚀变主要为白云石化、方解石化、硅化、黄铁矿化、黏土化。

3.3 矿石类型

矿石类型有原生矿石和次生矿石2种自然类型。原生矿石呈深灰-铅灰色,多分布于石灰岩或强风化石灰岩中,品位较高,常见黄铁矿、黄铜矿等硫化物矿物。次生矿石主要为白铅矿,产于近地表强风化层中,具显晶质和隐晶质2种类型,显晶质白铅矿呈白色、浅黄色,其集合体呈致密块状,隐晶质白铅矿呈土黄色,浅褐色,块状(照片2-c、d)。

照片2 矿石形态照片Photo.2 Ore morphology photographa—铅锌矿与重晶石呈条带状共生(东堆); b—块状铅锌矿石(波漂山) ;c—显晶质白铅矿石(波漂山二区); d—隐晶质白铅矿石(波漂山三区)

4 矿床成矿规律分析

4.1 矿床控矿因素

地层因素:矿体主要受中奥陶统吴叶组碳酸盐岩层控制,层状矿体下部底板往往是泥质灰岩或碎屑岩等透水岩层,有利于下部含铅锌热卤水上升,矿体顶部为致密石灰岩或泥页岩等隔水岩层,避免了含铅锌热卤水流失。铅锌矿层与重晶石共生,与重晶石呈互层状产出。

构造因素:褶皱和断层破碎带是该区重要的控矿因素,层状矿体在褶皱背斜或向斜的轴部往往更易于富集,常形成较厚大的矿体。产于断层破碎带中的铅锌矿体则受北西向断裂构造及碳酸盐岩地层的双重控制。

白铅矿控矿因素:白铅矿仅产于中奥陶统南昂组厚层残积层中,受北西向断裂构造控制,呈长条状,深部为原生脉状铅锌矿。白铅矿分布范围比深部原生脉状矿体宽2~3倍。

4.2 成矿物质来源

研究区前寒武纪抹谷群为一套厚超过1 000 m的区域变质岩,寒武纪时期转入浅海沉积,沉积了一套厚达1 100余m的砂岩,石英岩,夹凝灰岩、流纹岩-莫洛海因群,抹谷群和莫洛海因群变质岩是区域铅锌、铜镍块状硫化物的有利成矿母岩,成矿物质丰富[8]。该区及区域大范围内无岩浆热液活动,成矿物质主要来源于奥陶系下部地层。

4.3 找矿标志

地层标志:中奥陶统泥质碳酸盐岩是该区主要贮矿围岩,尤其伴随白云岩化的泥晶灰岩或粉砂质灰岩出露区域,是找矿的有利地段,重晶石层位是寻找层状铅锌矿的直接标志。中奥陶统南昂组则是寻找次生白铅矿的有利地层。

构造标志:褶皱的向斜、背斜轴部、北西向断裂破碎带及构造角砾岩是寻找脉状铅锌矿的重要标志。

物化探异常标志:该区铅锌矿体均有较好的物化探异常表现,矿体分布区域往往伴随着良好的激电异常及Ag、Pb、Zn化探异常,物化探圈定的异常区域可以作为寻找深部矿体的重点区域。

当地采矿活动遗迹:有大量前人炼银时留下的炉渣;白铅矿分布区域则有较多的老竖井遗留,常呈带状分布,也是寻找深部脉状铅锌矿的间接标志。

4.4 矿床成因分析

4.4.1 原生矿成因

该区位于保山—掸泰稳定地块的中部,矿产的形成与加里东期碰撞造山运动形成的挤压兼引张机制有关,成矿地质环境处于稳定大陆边缘浅海盆地或盆地边缘,铅锌矿的形成受断裂构造和一定的层位(碳酸盐岩)的控制。

矿体呈层状、囊状、透镜状、脉状产于奥陶系碳酸盐岩中,矿体顶底板均为中厚层石灰岩、钙质砂岩或白云岩。奥陶纪沉积环境为陆内裂谷的断陷盆地,沉积了一套厚度超过千米的地层,下部以砂岩为主夹碳酸盐岩,透水性好,上部碳酸盐岩为主夹泥岩、凝灰岩,透水性差。在区域构造运动及巨厚的沉积地层压实作用下,使沉积盆地早期地层中的铅锌等金属元素形成金属氯化络合物[9-11],并随着含水层中的孔隙水、裂隙水一同排出,形成高盐度的含矿热卤水,热卤水在压力作用下沿着构造裂隙及盆地边缘裂隙向上运移,最终在大陆边缘浅海盆地合适部位沉淀,形成碳酸盐岩层控型铅锌矿,如东堆-铺耶矿体;或沿着碳酸盐岩地层构造破碎带运移、沉淀、富集形成脉状铅锌矿床,矿体常产于张性断层带内及其附近[12],形成构造控矿型铅锌矿,如莫贡、波漂山、顶贡等脉状矿体。

4.4.2 次生矿成因

该区白铅矿产于南昂组近地表20~60 m强风化层中,其他地层中未见分布。南昂组岩性主要为较易风化的泥灰岩、泥质灰岩、泥岩、页岩等,地貌平缓,风化层厚,易于形成次生的白铅矿。白铅矿成分为碳酸铅(PbCO3),是方铅矿(PbS)在近地表经氧化后的次生矿物。断裂破碎带控制的脉状方铅矿,经氧化后形成铅矾(PbSO4),再由铅矾受近地表风化层中的碳酸水溶液作用而形成白铅矿(PbCO3),其化学反应式:PbS+2O2—→PbSO4;PbSO4+H2CO3—→PbCO3+ SO42-+2H+。

因近地表风化层碳酸水溶液的渗透流动,造成风化层中白铅矿的分布宽度比原生方铅矿脉的宽度更大,区内最宽可达近百米,在石灰岩溶洞、裂隙发育处往往是其富集的地方,在剖面上往往呈伞状形态分布。

5 找矿前景分析

研究区铅锌矿床具沿近南北向群成带分布的特征,且含矿岩层分布广泛,在矿区及区域上具有较大的找矿前景。

5.1 矿区找矿前景

矿区存在层状及脉状2种形态矿体,矿石类型有原生矿和次生矿。目前矿区地质工作程度极低,但在深部及周边均有较大找矿潜力。

东堆—铺耶一带为层状矿体,矿体产于含重晶石层位中,层位稳定。含矿带长超过2 000 m,宽为300~500 m,该区域仅少量矿体露头处存在小规模开采,沿轴向北东的向斜分布区域,尤其是向斜轴部区域有较大深部找矿潜力。

矿区中东部吴叶组分布区域,包括莫贡-叫垒一带,已发现大量北西向构造破碎带控制的脉状矿体,但矿体沿走向、倾向控制程度都不高,在矿体延伸方向及深部都有较大的找矿空间。

矿区西侧南昂组分布区域,分布北西向构造破碎带控制的脉状矿体,近地表为次生白铅矿,深部为原生铅银矿。矿体延伸长,规模大,常有多条矿体平行排列,目前多限于近地表白铅矿开采,在深部具有巨大的硫化矿找矿潜力。

5.2 区域找矿方向

研究区所处的掸邦西部铅-锌-银-重晶石矿带,向北可一直延伸进入我国保山—耿马铅-锌-汞-锑成矿带,沿线溴水、金厂铅锌矿和我国云南镇康鲁子园铅锌矿,都是近年来新发现的大型高品位铅锌矿,显示这一带还有巨大的铅锌找矿远景。

矿体受中奥陶统碳酸盐岩控制,区域沿北东及南西方向,该地层均有广泛分布,并存在与矿区相似的构造条件。区域北东方向,吴叶组地层分布稳定,褶皱构造发育,是寻找酸盐岩层控型铅锌矿的有利区域;区域南西方向,北西向断裂破碎带发育,则是寻找碳酸盐岩构造控制型铅锌矿的有利区域。

6 结论

研究区层状铅锌矿受奥陶纪吴叶组碳酸盐岩控制,与重晶石密切共生。脉状铅锌矿体受北西向断裂构造控制,在南昂组地层中又分为原生矿和次生矿2种类型。区域无岩浆及热液活动,矿床成矿物质来源于奥陶系前期地层,区域贮矿地层稳定,控矿构造发育,矿区及区域北东、南西方向均有找矿前景。

本文在成文后得到陈仁表高级工程师的悉心指导和修正,在此衷心表示感谢!

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