鄂西北竹山银洞沟银金矿床构造控矿特征.pdf

冬 一(百家止经济学院石家庄0 5 0 1 1 3【)一(鄂西北地质矿产调查所襄樊4 4 1 0 0 1 1)摘要银洞淘银 金矿床位于扬子地 台北 缘武 当推覆 体西部，产于武 当群 变火 山岩组 与变 沉 积岩组 间的顺层型韧性 剪切带 中，与构造 变形密 切相 关。晋 宁期的 伸展作 甩产 生 了顺 层型 韧 性剪切带，韧性变形变质作用促使原 岩中银金等 贵 金属、多金属元 素活 化迁 移，随 剪切变形 变质热液 在强应变带巾沉淀形成初始矿源层。印 支期 的陆一 陆碰撞 作用，促 成不 同层次面型 剪切带岩 石裙皱、韧一 脆性 推覆，成 矿元 素从初 始矿源层中再次 活化、运 移，随 着祜 裙皱轴 面 劈理发 育的烟 灰色靡棱岩化石英 酥的形成 沉 淀富 集 于石英脉 中，形 成银金 矿床。脆性变形 的叠加，使含矿石英脉产生扭动，促使成矿元 素的 局部 富集 形 成透 镜状或 板状 矿体。成矿 元索的 垂直分带是 由构造环境的 变化导 致成矿 元素 的叠 生作用而 形成 的。多硅 白云母及 白云 母年龄 的测定表明该矿床的成矿 期为印支期。关键词银金矿床构造控矿模式银 洞淘竹山武 当推覆体 分类号P 6 1 8 5 1 1 矿 区概 况 银洞沟银金矿床位于扬子地台北缘武当推覆体西部的银洞淘推覆岩席 中_ 1 0，分布于 武当群下部变火山岩组顶部 武 当群上部变沉积岩组原岩为一套以泥质粉砂岩为主、夹少 量自云岩和含黄铁矿的凝灰质粉砂岩，局部见辉绿岩体；下部火山岩组为石英角斑质凝灰 岩和钾长石英角斑岩(或流纹 岩)。经韧性剪切怍 用形 成了糜棱岩化变粒岩、长英 质糜棱 岩、钾化糜棱岩(图 1)。矿区构造以韧性变形 为主，在剪切带内部出现面型糜棱岩、顺 层掩卧褶皱、“A”型褶皱、剪切条带、拉伸线理和 S 2 透入型面理等不同规模 的构造组合 群体。随着造 山运 动的发展，早期面 型糜棱岩与上覆盖层发生同步褶皱，形成银 洞沟一梨树坪 E W 向倒转背形，背形 核 部 E W 向轴面劈理带 为后期叠加的脆性构造，是银金、铅锌矿化的重要容矿构造。2 矿床特征 矿床位于背形轴部，矿带呈近 E W 向延伸，与背形枢纽 一致，全长 2 1 5 0 n l，南北宽 1 5 0 3 0 0 m。矿体沿倾向和走向延伸(深)较大，向西倾 伏端厚度增大，品位增高，距 地表 3 0 0 m 以下仍有分布。矿体具 向西侧伏 和明显 的垂直分带特征：浅部银金矿带一中 部铅锌银矿带一深部铅锌矿带。矿体成群成带平行分布，由南至北共分 4个矿组，每个组 收稽 日期：】9 9 7 0 3 一(*原地质矿产部定向基金J 珂目“湖北省武当地区构造性质 及戚矿 条件研究“部分成 果。第一 作 普简介：雷世和男 I 9 4 9年出生，教授构造地质学、地质力学 专业 维普资讯 http:/ 第 3期 雷世和等：鄂西北竹 山银洞 沟银 矿 床构 造控矿特 征 图 1 竹 山银洞 沟银金矿 区地 质图 F i g 1 G e o l o g i c a l ma p 0 f Yi n g d o n g g o u s-i l v e r-g o l d mi n e，Z h u s h a n n o r t h w e s t Hu b e i z。下震旦统耀嶂河群；武当群变沉积岩岩组：wq变泥质粉 砂岩夹 炭泥质 岩Wc 1 凝灰质粉砂 岩Wc 沉凝灰岩夹泥岩，W c：凝灰质粉砂岩夹自云岩；武当群变火山岩岩组：Wh 硅化长英质麇棱岩，Wh，t强 硅化长英质糜棱 岩 l 钾化糜棱岩；2 变辉 绿岩；3 银金矿 脉；4 片(劈)理 产 状；5 正 断层；6 逆 断 层；7 拉伸线理 及运 动方向；8 韧性 滑疆构造 面 由若干小矿体组成。矿体主要呈脉状或板状少数呈透镜状一般 由 1 2条含矿石英脉 和矿化围岩组成 脉体分单脉、复脉和网脉 3类沿走向或倾向具明显胀缩、尖灭再现或 侧现及部分复合特征。矿体倾 向 1 6 0。1 9 0 ，上部倾角 6 5 往下逐渐变为 7 5 左右，矿体 向西侧伏 1 0。3 0 。在该矿床中已圈出大小银金矿体 2 7个其中有 2 4个矿体向深部过渡为铅锌矿体。矿 体一般长 1 0 0 0 2 0 0 0 m总平均厚度 6 0 9 3 m 单矿体厚度为 l。l 0 4 4 5 m，一般在 2 m左右。矿床平均 品位为：银 1 7 6。5 g t，金 1。8 0 g t。银最高品位为 3 4 9 9 g t，金最高 品位达 2 7 9 0 g t。深 部铅锌 矿体平均 品位为：金 1。7 5 g t，银 2 4 2 g t。银、金品位与 厚度一般呈正相关关系。矿体中的银、金品位亦呈正相关。矿石类型分为金银互化物一 银的硫化物矿石，以辉铜银矿和螺状银金矿为主，为本矿 床主要矿石类型；银 的硫化物一 金银互化物矿石，以自然银、金银矿、银金矿为主是次 要矿石类型；含铜银 的铅锌硫化物矿石是铅锌矿体的主要矿 石类型。3 剪切作用对矿化富集的影响 3 1 银金铅锌矿化富集过程 银金及铅锌矿体分布于硅化长英质糜棱岩和钾化糜棱岩中，受背形轴面劈理带控制。金属矿化在空间分布上具垂直分带及脉体多阶段产出的特点，反映由韧性剪切向脆性剪切 转化是银金矿化的重要富集过程。3 1 1 早 期铅 镑矿 化阶段 该矿化 阶段 以糖粒状石英 铅锌矿化 为主。由韧性 剪切应变作用产生的大量变质热液【H2 0和 c o 2)及从各类糜棱岩中活化 的 S i、S、F e、P b、Z n、A g、Au等成矿组分带入变 维普资讯 http:/ 现代 地质 中国地质 大学研 究生院学 报 1 9 9 8年 质流体 困二氧化硅浓度较大，在动态重结 晶条件下和糜棱 岩中石英亚颗粒发生交代，转 化为细糖 粒状 石英。当含矿流 体进 入到 糖粒状 石英 中时，离 子能量 系数 较大 的 F e”、P 、z n 等金属离子与 s 2结合，在一定 的温压条件下，结 晶出大量的闪锌矿、黄铁 矿、方铅矿和少量黄铜矿、银黝矿，呈浸染状、脉状或块状在部分地段富集成铅锌工业矿 体：3 1 2 中期矿 中期矿化是银金矿的重要矿化期，可分为 2个 成矿阶段：(1)糖粒状石奠一 银金矿化阶段。随着铅锌等金 属已大量晶出，流体 中银 金组分浓度相对较高，这 时受剪切 作用的变 质地体 由地壳较深 处 向浅部发 展，岩石变形 由韧性转化 为韧一 脆性。当含矿流体 运移到浅部扩容带时，温度、压力、盐度的逐渐降 低，促使银金矿物大量 晶出，形成以辉铜银矿、螺 状硫银 矿、自然银 为主、次 为银 金矿等 的矿 物组 合，一般沿糖粒状石英脉边部呈稠密浸染状、条带 状及细脉浸染状产出；早期形成的剪切褶皱 核部和 压溶构造也是 良好的容矿空间(图 2)。(2)粗糖粒(烟灰色块状)石英一 含铅、锌的银 金矿化阶段。银金主成矿阶段 以后，含矿石英脉因 图 2 容矿 构造 素描 图(Y1 1 6 0 W1 7 I I,矿体)F i g 2 A s k e t c h s h o wi n g s t r u c t u r a l s p a c e s i n whi c h Ag-Au de p o s i t e d 银金矿化帚 早期剪切摺皱轴部分 布；铅锌 银矿细脉沿早期压溶构造分布；硅 化靡棱岩 固结时发生体积收缩，而在硅化 围岩和含矿石英脉内部产生裂隙空间，为流体再次充填创 造了条件。流体 中有用残余组分沿裂 隙沉淀晶出，形成银 的硫化物、金银 互化物、黄铁 矿、方铅矿等金属矿物，粒度较粗。这种粗粒块状 石英往往在细糖粒状石英 中呈 团块状+并切穿前阶段含银金的细糖粒状石英脉 3 1 3晚期弱矿化阶段 此阶段以出现乳 白色块状石英和铁白云石脉为特征，是继上述 成矿之后、韧一 脆性过 渡的构造环境 已转化为脆性变形构造环境所产生的矿化阶段。此时表现为以二氧化硅和碳 酸盐成分为主的热液，沿裂隙和一些小型断 层空间运 移，在较低温度(1 3 0 2 0 0)和 压力条件下+沉淀并形成含黄铁矿、方铅矿弱矿化 的块状石英一 铁 白云石脉，并切割前期 舍矿石英脉。成矿作用发展到一定阶段，随着后期的构造叠加，已成型的矿脉受到改造，含矿 石英 脉发生塑 生 扭 曲或进一步被拉断出现首尾相连的透镜体，部分呈平行斜列分布，沿构造透 镜体两侧 出现富矿(图 3)从采场观察，这种受后期构造 叠加的现象较为普遍，已成 为 追索开采富矿的标志。3 2 金属矿化垂直分带 金属矿化具有一定的垂直分带性。上部银金矿带(赋存标高大于 1 1 0 0 m)基本上不 含或含微量铅锌，中部为过渡型铅锌 银 金矿化(标高 1 1 0 0 9 6 0 m)，下部为铅锌矿化 带(9 6 0 m)，Au含量甚微。根据矿脉的先后生成次序 及穿插关系，金属矿(矿化)的 垂直分带实际上是在银金矿化主成矿 阶段之后稍晚的一次铅锌一 银金矿化叠 加成矿作用造 维普资讯 http:/ 第 3期 雷世 和等：鄂西北竹 山银洞 沟银金矿 床构造控矿特征 图 3 滑构造透镜体两俾 I 边部 分布 的银 金富矿 F i g，3 A s k e t c h s h o wi n g r i c h Ag-Au d e p o s i t s a l o n g t h e s i d e s o f s t r u c t u r a l t e n s 含辉铜银矿糖粒就石英眯；块状 石英脉；古矿条带状石英脉；提染1横辉铜银矿皋台体；硅化糜棱岩 成的。下部铅锌矿化带和中部铅锌一 银金矿化带均分布于背形 核部钾化麋棱岩 中，变形基 质结晶程度相对较高，矿物组合为石英、钾长石、多硅 白云母、绢云母、白云石等，成矿 温度为 2 0 5 2 9 0；上部银金矿化分布于背形两翼的强硅化长英质糜棱岩中基质结 晶 程度相对较弱，矿物组 合 为石英、钠 长石、多硅 白云母、绢云 母、镁 绿泥 石、铁 自云石 等，成矿温度为 1 5 9 2 3 0。上述成矿变化特征总体反映出由韧性剪切作用向脆性剪切作用的转化，是最有利的构 造成矿环境 过渡环境的早期阶段只对铅锌富集有利；过渡环境的中一 晚期是银金矿化高 峰阶段；低温度的脆性 阶段也是矿化的后期 阶段，对矿化不利，只表现出弱矿化其成矿 温度为 1 5 0 1 8 0。韧一 脆性 变形作用的演化，体现了银金矿化富集特征，反映了多期 次成矿热液叠加的发展过程。4 银洞沟银金矿床构造控矿模式 4 1 面型顺层型韧性剪切作用初始矿源层的形成 印支造 山运动前期，前寒武纪基底存在一次较大规模的韧性剪切滑覆构造作用出现 在武当群上部 沉积 岩岩组 与下伏 火山 岩岩组 之间。据 年代 学研 究，前者 为 1 2 0 0 9 0 0 Ma 后者为 1 9 0 0 Ma，在时间上两者之间存在很大的不连续 面l 4】。构造特 征上表现 为构造面下盘为强应变域，变火山岩岩组为一套无序岩性组合广泛发育韧性剪切变形作 用产物 以面型或顺层 糜棱 岩、A型褶皱、掩 卧褶皱、叶理和拉伸线理 等为主的构造群 落；构造面上盘表现出弱应变城，变沉积岩组中构造成分与前者相比存在明显差异，岩石 一般不具糜棱岩化，只有在构造作 用强烈的地段或部位出现初糜棱岩或糜棱岩化 岩石，基 本上是一套整体有序的岩石组合。通过构造面上下岩层中构造成分 的研究，可知强应变带 等出现在两岩组接触面附近及下部岩组 中具伸展机制特点。由于从附近岩石中萃取有用 元素的含矿流体在强变形 带中的热交换及岩石地球 化学 的变化，在该带中形 成初始矿源 层。4 2 韧 脆性推覆型剪切作用糖粒状含矿石英脉 的形成 维普资讯 http:/ 现代地质 中国地质大学研究生皖学报 印支一燕山期，扬子板块 与中朝板块碰撞，影响了本区岩石圈的变形和变质，形成南 秦岭规模最大的一次造山作用。由北往南 大规模推覆作用为特征，使武当群和上覆盖层 同步卷入褶皱。在推覆褶皱造山作用后期，已形成 的武当推覆体西部 因 N NE向左吉断 裂 及近 E W-N WW 向公路断裂和房付断裂的扭动，造成它们所围限的地块 产生直线扭动变 形，形成由一系列 S形褶 曲组成 的银洞沟推覆岩席 J。同时在较深 部生成 的糜棱岩被逆 冲至浅部，再次受到构造叠加。随着地壳 由深部向浅部抬升，深层次构造条件下的韧性变 形作用逐渐由韧性向韧一 脆性 转化，为银洞沟银金矿床形成创造 丁良好的构造条件。褶皱 及韧一 脆性推覆作用使具糜棱岩他的初始矿源层在褶皱过 程中形成平 行于轴面劈理分 布的 石英脉，并伴有成矿元素的活化、迁移和沉淀富集，形成该矿床的主要产出类型 糖粒 状含矿石英脉。4 3 脆性剪切作用矿体 的定位 随着变形岩石和含矿地质体位态的升高 其所处部位的温压条件发生了变化，构造环 境由韧一 脆性转化为脆性。晚印支期(燕 山一喜山期)的构造运动，在该矿 区表现为沿早 期产生的构造面发生继承性活动含矿石英脉成为新断裂带中的构造岩而被改造成为首 尾 相接的构造透镜体。在构造动力和构造热作用下，含矿石英脉中的 A g、Au等成矿元素再 次发生活化迁移，在局部部位富集成矿体。4 4 成矿时代的确定 据朱新人 6 1 9 8 8年 采 自十 堰 白浪武 当群火 山岩 组长英 质 糜棱 岩 中 的青铝 闪 石 的”。A r 法测年值为(2 2 2 0 1 8)Ma，李 石，对采 自侵位于武当群 中碳酸盐 岩黑云 母的 K A r 法测年值为 2 2 5 Ma，笔者对银洞 沟矿区长英质糜棱岩中多硅白云母的 K A r法 测年值为(2 9 2 i 4 7 6)Ma，说明该区韧一 脆性剪 切应变发生于印支期。早期韧性 剪切构造由于规模较大，活动时间较长，岩石中的含水矿物及碳酸盐矿物发 生脱水反应，释放出大量 O和 C Oz，从而形成以 H z O为主要成分的变质流体。该变 质 流体进入韧性剪切变质带，并大规模循环迁移，使得从围岩中活化出的A g、A u、P b、Z n 等有用组分进 入流体，构成含矿变质热液，并使原始分散的有用组分沿剪切带上升，进一 步强化了 A 、A u组分集中于滑脱构造界面附近，形成初始矿源层。随着造山褶皱 运动，银洞沟背形生成。含矿变质流体与地下循环水、大气降水渗合在一起进入背形扩容带，这 时韧性剪切变形变质带发展到地壳浅部，由于在韧性向脆性阶段转化过程中处于相对较低 温、低压、低 电位环境，所以含矿浓度较大的流体与 围岩发生反应促使 舢、A u、P h、Z n等沿背形轴劈理带沉淀，与蚀变矿物组合在 一起构成含矿蚀变岩+石英咏型银金矿床。银金矿体定位着床后，受后期构造改造加富，矿脉被拉断呈构造透镜体，或被变质分 异石英脉所切割。富矿脉往往出现在透镜体两侧边部并与绢云母集合体相伴随。根据 与矿 脉共生的绢云母的 K A r 测年值为(2 1 6 6 8=3 5 7)Ma，白云母 值 为 9 0 2 0 1 0 。9 0 6 0 1 0。ml 6 一，说明矿化从分散、集中到最后矿床的形成，成矿构造 环境 由高压低温 应变环境向低压应变环境转化，成矿作用经历了不同构造期次和多期多阶段，主要成矿期 为印支期。参考文献 秦 正柬 雷世和等、武当地 区构造解析及成矿规律 北京 地质出版杜 1 9 9 7 维普资讯 http:/ 第 3期 雷 世和等：鄂 西北竹山银洞 淘银金矿床构造控矿特 征 3 7 9 雷世和，唐挂奠 扬子地台北缘武当推覆体结构模式及成固分析 河北地质学院学报，I 9 9 6(1)2 5 3 2 雷世和刘浊，张子才武 当地 区多重滑脱掏造的厘定地质掏擅学刊，I 9 9 3，(2)：6 9 7 7 纂正永，雷世和武当群成岩年龄讨论中国区域地质，I 9 9 6，(2)：1 7 6 I 8 7 雷 世和，唐挂奠 南秦岭遣 山带武当地区构造变形及构造复 台河北地质学院学报 1 9 9 6，(3 4)：2 7 8 2 8 4 未新东秦岭武 当山地区晚前寒武纪地层成岩构造 环境 及其后 期地质演化：【博士学 位论文：北京：中国科学 院地质研究所 1 9 8 8 CHARACTERI S TI CS oF S TRUCTURALLY CoNTRoLLI NG M I NERALI ZATI oN I N THE YI NGD0NGG0U S I LVER GoLD DEPoSI T，ZHUSHAN，NoRTHW ES T HUBEI L e i S h i h e Ta n g Gu i y i n g (S h o i a z h u a n g Un i v e r s i t y o f E c o n o mi，S h ij i a z h u a n g0 5 0 0 3 1)Zh a ng Zi c a i (,N o r t h s t Hu b e i S u r v e y o f G l o g y a n d Mi r a l R u r c e s a n g f a n 4 4 1 1X10 Ab s t r a c t The Yi n g d o n g g o u s i l v e r-g o l d d e p o s i t，l o c a t e d i n t he we s t o f t h e W u d a n g n a p p e，n o r t h ma r g i n o f t h e Ya n g t z e p l a t f o r m，i s a l a r g e s c ale o f s u p e r i mp o s e d mu h i p l e me t a l d e p o s i t，wh i c h o c c u r s i n t h e p l a c e t h a t s h o ws i n t e n s e d u c t i l e s h e a r z o n e b e t we e n t h e me t a v o l c a n i c r o c k s a n d me t a-s e d i me n t a r y r o c k s Th e d e p o s i t can b e d i v i d e d i n t o t h r e e mi n e r a l i z a t i o n s t a g e s：(1)p r i ma r y mi n e r a l l a y e r s f o r mi n g i n d u c t i l e s h e a r i n g，Ag，Au，P b a n d Z n e n r i c h i ng i n t h e f i n e g r a i n e d q u a r t z v e i n s d e v e l o p i n g p a r a l l e l t o t h e a x i a l p l a n e o f t h e Yi n g d o n g g o u a n t i f o r m i n t he p e r i o d o f d u c t i l e-b r i t t l e s h e a r i n g，(2)s i l v e r-g o l d b o d i e s r e s u l t e d f r o m t h e de me n t s e n r i c h e d 1 o t a l l y u n d e r t h e a c t i o n o f b r i t t l e s h e a r i n g，a n d(3)t h e e v i d e n c e o f A g，Au，P b a n d Z n e l e me n t s s h o wi n g b e l t i ng wi t h Ag Au a n d Ag Au-P b a n d Pb Zn d o wn wa r d s a l s o i n d i c a t e s t h e r e c o r d s f r o m s u p e r i mp o s e d mi n e r a l i z a t i o n Th e ma i n mi n e r a l i z a t i o n wa s d a t e d i n t h e I n d osi n i an mo v e me n t a c c o r d i n g t o t h e(2 1 6 6 83 7 5)Ma f r o m mu s c o v i t e i n t h e v e i n s a n d(2 9 24 7 6)Ma f r o r n p he n g i t e i n t h e d u c t i l e b r i t t l e s h e a r z o n e s Ke y wo r d s：s i l v e r-g o l d d e p o s i t，mo d e l o f s t r n c t u r a l l y c o n t r o l l i n g mi n e r a l i z a t i o n Yi ng d o n g go u，Zhu s h a n，W u d a n g n a p p e 维普资讯 http:/