周小锋,钟和礼,谭勇谋
(广西壮族自治区第七地质队,广西 柳州 545100)
矿区位于广西融水县北面安锤乡一带,该地区从六十年代开始该地区就陆续开展一些地质矿产勘查和科研工作,取得过重要成果,已发现有九毛、六秀等锡多金属矿床。矿区大地构造位置隶属华南准地台桂北台窿九万大山穹褶带部位,位于桂北九万大山~三江~龙胜一带的四堡~雪峰期桂北锡多金属成矿带上,是南岭地区最古老的锡多金属成矿带,大地构造属桂北弧后陆内隆起褶皱~冲断带,四堡~雪峰期的岩浆活动强烈,四堡早期有大量镁铁质一超镁铁质岩浆喷发和侵入,四堡晚期有本洞、峒马、大寨、洞格、龙有、才滚和香粉等花岗闪长岩体沿北北东向断裂侵位,酸性、中性、基性、超基性岩均有在矿区中分布,矿区中的构造-岩浆的多旋回性与成矿多期性、多阶段性的有机联系,默契吻合于九毛、六秀、大坡岭等各个矿床及矿田成矿模式(图1)。
图1 九毛—六秀锡矿田成矿模式图
矿区在区域上主要为中元古界四堡群和丹洲群地层,是广西出露较老的一套变质岩系,岩石以变质砂泥岩为主,夹超基性~基性~中酸性火山岩和少量碳酸盐岩,四堡群与丹洲群之间为角度不整合接触。四堡群由一套巨厚的浅变质砂泥质岩夹冰川火山碎屑岩和似层状基性~超基性岩组成,属于深海相沉积,自下而上分为文通组、鱼西组,地层中富含B、F、Sn、W、Sb、Zn元素,含锡丰度值均高于地区平均锡丰度值及地壳元素丰度值,为一富锡多金属元素的地球化学场,这为矿(化)体的形成提供了重要的物质来源。丹洲群由浅变质的砂质泥岩夹少量碳酸盐岩组成,局部夹有细碧岩、火山碎屑岩,自下而上分为白竹、合桐、拱洞三组。
矿区矿体位于距超基性岩外接触带一定距离的近南北走向断裂构造带及其裂隙中,严格受断裂构造控制,呈似层状和脉状,脉状矿体受断裂控制明显,属高-中温热液充填型锡多金属矿床。与该矿床类似的还有大坡岭、归猛、下如龙、双河、白岩顶等锡多金属矿(床)点。
区内出露地层有四堡群文通组(Pt2y)和鱼西组(Pt2y),丹洲群白竹组(Pt3b),文通组与上覆地层鱼西组呈平行整合接触,鱼西组与上覆地层白竹组呈角度不整合接触,与矿区内的超基性岩呈侵入接触关系(图2)。
图2 矿区地质图
文通组地层岩性为浅灰~灰色、灰绿色中~厚层状变质(含)泥质粉砂质细砂岩、浅灰~灰色变质(含)泥质粉砂岩,浅灰~灰色变质(含)粉砂质泥岩,含砂质成分较高,局部含有中砂,颜色普遍较浅,倾向主要为西南向,倾角4°~19°;鱼西组地层岩性为千枚岩、变质砂岩、变质粉砂岩、钙质砂岩、绿泥白云石英片岩及长石石英砂岩,总体上泥质含量较高,倾向为北西~南西向,倾角25°~32°;白竹组地层分上、下两段,下段为灰色轻变质中~细粒长石质石英砂岩、二云石英片岩、绿泥白云石英片岩、绿泥钠长石英片岩、灰绿色千枚岩,其间夹数层变质基性岩,夹层底部有一层沿走向分布不均匀的含砾砂岩或粗砂岩,局部变为砾岩,上段为灰绿色石英绢云千枚岩、含钙千枚岩,上段顶部为钙质片岩夹条带状大理岩,倾向主要是北东向,倾角2°~58°。
(1)褶皱构造。矿区位于元宝山背斜东翼复式单斜构造内,广西山字形脊柱南北向构造带及北北东向构造系控制矿区的构造,区内褶皱多受此构造体系的控制,褶皱改造较发育,褶皱轴向大致为南北向,受多期次构造运动变形改造的影响,在转折的部位岩层片理强烈,形成许多小的平行复式褶皱,形态复杂,轴长数米至数十米不等,另外还可看到一些尖棱式的倾伏褶曲、平卧及倒转褶皱,其轴向大多也是近南北向,褶皱轴部和两翼在构造作用力下,形成的构造虚脱部位或构造裂隙带,成为了成矿热液远移、沉积、富集的有利的空间和通道,是良好的容矿构造部位。矿区南部出露一倒转向斜,轴向近南北向,岩体参与地层褶皱倒转,使岩体底部超基性岩覆盖上部的基性岩体。由于岩层、岩体倒转,致使超基性岩外接触带岩层强烈褶皱,平卧褶皱屡见不鲜,羽裂密集成带。裂隙发育,在接触带或内接触带上岩石产生强烈的片理化或断裂。这些构造行迹为后期的断裂构造活动多次承袭,为锡矿的形成富集留下了良好的空间,东翼受力小,形成的构造较西翼逊色,因此在浅部锡矿化微弱。矿区矿脉的分布与构造关系极为密切,受近南北向断裂构造以及与其方向一致的层间裂隙的控制,矿区内的背斜轴部、褶皱拐弯处、两组断裂交汇处均具有较大的锡矿富集、存储空间条件。
(2)断裂构造。矿区内断裂构造较发育,区内可见近南北向、北西向和北东向三组方向的断裂,断裂带常呈硅化带显示,近南北向的断裂由矿区北部至南部,延伸至矿区外,区内被其他两个方向的断裂错断,断裂带常见不同方向和倾角的擦痕,说明区内断裂经历了不同期次的构造迭加,断裂带的性质与周边的九毛、六秀矿区一致,其断裂带位置为锡矿的富集场所。近南北向的断裂为一区域正断层,为成矿期前断裂,在调查区内延伸约2.6km,属张扭性断裂,受超基性岩体侵入和南北向构造剪切应力的影响,在该断裂周边的一些次级断裂多呈锯齿状,雁行或平行成群排列,次级断裂内由破碎的原岩、硅质、泥质和少量的褐铁矿、硫化物、电气石等充填。断裂带中发育有揉皱、挠曲,并充填有大量石英脉。该近南北向断裂的多期次旋回活动、构造迭加对本矿区的成矿起着主导作用。北西向的断裂形成时代相对较晚,为成矿期后断裂,且大多为逆断层,将近南北向的断裂构造错开,断距小于100m,断层面常呈舒缓坡状,且常可见到阶步、不同方向和倾角的擦痕和摩擦镜面,断裂裂隙中常见断层泥等充填,形成一个相对密闭的盖层,对防止后期成矿元素的迁移和成矿热液的富集起到了一定的作用。另外区内还见有数条北东向的性质不明断裂,该方向的断裂发育较弱,规模不大,延伸距离一般为400m~500m,将前期的断裂错断,断距小于100m。断裂裂隙中常见有石英脉、角砾岩等充填。局部锡多金属矿易赋存于该方向的断裂裂隙的构造角砾岩中。该方向的断裂在周边矿区也具有一定的矿化显示,矿体多呈似层状产出,且矿体在西部沿倾斜有分枝复合现象,该方向的矿体除锡矿外,铟、镉和锌也达到工业要求,均可作综合利用。
(3)节理裂隙。矿区内节理裂隙较发育,地层的节理主要受成矿期后断裂的影响较大,大多为剪节理,节理面较平直,延伸10~20m不等,分为三组,走向分别为290°~300°、10°~20°和60°~90°,而以290°~300°组最发育,倾向大部分为北东向,倾角多在60°以上;岩浆岩的节理主要受成矿期前断裂的影响,节理走向主要为0°~20°、310°~320°和50°~60°三组,以0°~20°组最发育,倾向为南东向,倾角多在60°以上。
矿区位于元宝山岩体接触带东侧,区内岩体活动比较频繁,区内出露雪峰期的酸性、中性、基性、超基性侵入岩体,超基性岩出露面积最大,岩体已全蚀变,蛇纹石化为区域性的面型蚀变产物。超基性岩是主要的容矿主岩,在成矿时含矿热水溶液与超基性岩相互作用,生成了一套超镁质交代建造,超镁质交代建造的本身特征为从热水溶液活动中心到围岩,硫逸度降低,氧逸度增高,物组合趋向简单。由于超基性岩倒转和后期断裂构造的影响,加深了岩石变质程度,部分岩石受定向构造而显示片岩特色。超基性岩边缘和其构造裂隙中普遍可见薄层状黑云母片岩,此外常见石英片岩(变粒岩)呈透镜状、似层状的捕虏体,分布在岩体边缘带上。
地表出露的超基性岩体已基本蚀变,蛇纹岩(蛇纹石化辉石橄榄岩)为区域性的蚀变产物,主要由蛇纹石(91%~93%)、绿泥石(2%~3%)、磁铁矿(4%~6%)、金云母(<1%)和碳酸盐矿物(<1%)组成,原岩为辉石橄榄岩。由于超基性岩侵入和后期断裂构造的影响,加深了岩石变质程度,部分岩石受定向构造而显示片岩特征。辉橄岩,呈暗绿色,致密坚硬,矿物成分以橄榄石为主,次为辉石,少量磁铁矿、钛铁矿、黄铁矿等。蚀变较强,橄榄石多已变为蛇纹石,原岩成分无保留,但单偏光镜下可见原矿物外形、内部裂理、解理,推测原成分以橄榄石为主,次为辉石,粒径0.5mm~2.5mm不等。磁铁矿有原生的、次生组的,原生磁铁矿粒状(0.02mm~0.2mm,星散分布),次生磁铁矿粉末状,多沿原矿物边界、裂纹、解理分布;透闪石化、绿泥石化,滑石化也比较普遍,在蚀变强烈且片理发育的地方,岩石中有少量金属硫化物出现。
矿区内蚀变特征发育较为明显,主要蚀变类型有:绢云母化、绿泥石化、蛇纹石化、滑石化、阳起石化、透闪石化、硅化、黄铁矿化、褐铁矿化,角闪石一般蚀变为阳起石、透闪石、绿泥石,辉石蚀变为绿泥石,橄榄石蚀变为蛇纹石、滑石。岩石在构造带内和接触带附近的蚀变程度较高,在构造带中硅化特征尤为明显。
在南北向构造带中局部可见有孔雀石化、黄铜矿,孔雀石呈翠绿色,多呈放射状、片状、细脉状;黄铜矿,浅黄色,呈星点状、薄片状、细小团块状、细脉状。
似层状矿体:矿石金属矿物由锡石,少量黄铁矿、磁铁矿、黄铜矿组成,脉石矿为石英、长石、绿泥石。锡石红褐色,金刚光泽,断口油脂光泽,他形颗粒,大小0.01mm~0.05mm不等,黄铁矿浅黄铜色,表面常具黄褐色锖色,细小半自形颗粒,大小0.05mm~0.025mm,部分被褐铁矿交代。
脉状矿体:矿石金属矿物由锡石、黄铜矿、黄铁矿及少量闪锌矿、磁铁矿组成,侵染状充填于脉石矿物间。黄铜矿黄铜色,表面有蓝、紫褐色的斑状锖色,他形颗粒,大小0.01mm~1mm不等,黄铁矿细小半自形颗粒,大小0.05mm~0.025mm,个别被黄铜矿交代。
本矿区矿体为锡石硫化物型矿化期,与九毛、六秀矿区类型基本一致(表1)。本矿区内矿体分似层状矿化体和脉状矿体,似层状矿化体产于白竹组变质砂岩中的断裂构造裂隙中,其顶、底板为具有轻微硅化的变质砂岩、绢云片岩;脉状矿体严格受断裂控制,含矿断裂发育于白竹组地层中,走向近南北,其顶、底板围岩为变质砂岩蚀变的强硅化岩石。
表1 矿区矿体特征类型对比表
矿区内矿体走向皆近南北向,受断裂构造控制明显,且其走向基本与断裂构造一致。矿区中丹洲群白竹组地层受近东西向应力作用,在矿区内形成了南北走向的断裂及褶皱,形成了相对低压区,为锡多金属矿床提供了最佳空间,为后期富集形成了有利条件。
矿区构造上位于广西山字形脊柱东侧与新华夏系复合构造带中。矿区的成矿与花岗岩及后期的补充侵入岩体有内在的联系。本区的断裂构造可能与花岗岩侵入同期生成,与此同时,还发育着北西、南北向后期断裂,这些断裂为成矿的通道,为超基性岩侵入和含矿热液沿其上升提供通道,在适宜的环境空间、时间条件下形成了矿体,如断裂构造带及其裂隙中。矿体的生成与富集,与一定的构造、围岩等条件有关。在四堡群岩层的挠曲处及近南北走向的次一级断裂构造和褶皱带中,往往是形成矿富集的有利地带;矿体附近岩石蚀变较强,其形成与超基性岩侵入时发生的接触变质有关,主要分布在距超基性岩外接触带一定距离附近。矿区内发现的锡矿体、铜矿体皆为近南北走向,与矿区南部原铜矿采场形成了近南北走向的矿化带。矿区外东南角六秀锡铜矿多条矿脉亦为近南北走向,与矿区内矿化带走向一致。
本矿区成矿为构造运动、岩浆活动和围岩性质联合作用的产物,成矿表现为多期多阶段性,空间上有良好的分布规律,属高-中温热液充填型锡多金属矿床。矿体赋存于近南北向断裂构造带中,严格受断裂构造作用,被其他方向的断裂错断,经历了不同期次的构造迭加变形,近南北向断裂构造带、褶皱及其裂隙形成了低压区,在时间、空间和矿床组合上构成一个较完整的构造成矿系列,为后期锡铜多金属矿赋存提供了有利的存储空间。四堡群中的白竹组地层及近南北向断裂构造带为有利的找矿标志,成矿在具较强的绢云母化、绿泥石化、蛇纹石化、硅化及黄铁矿化等蚀变矿化发育地段;断裂构造带中见浸染状、团块状的黄铜矿化、黄铜矿化,断裂构造带为离超基性岩外接触带有一定距离断裂,走向近南北。