關(guān)于巧家縣小村子鉛鋅鐵礦礦體成因與有機(jī)質(zhì)載體及周邊玄武巖的關(guān)系探討

瞿廣鑫，王 凱，尹春雄

（1.云南省地質(zhì)工程勘察總公司，云南 昆明 650051；2.蚌埠市勘測設(shè)計(jì)研究院，安徽 蚌埠 233000）

巧家縣小村子鉛鋅鐵礦礦區(qū)位于巧家縣城353°方向，平距約12km，行政區(qū)劃隸屬巧家縣巧家營鄉(xiāng)松梁村委會(huì)管轄。目前正在進(jìn)行地質(zhì)勘查及評(píng)價(jià)工作。

1 區(qū)域地質(zhì)背景

礦區(qū)位于金沙江東南岸，地處揚(yáng)子準(zhǔn)地臺(tái)滇東臺(tái)褶帶北部之滇東北臺(tái)褶束帶內(nèi)。大地構(gòu)造歸屬滇東臺(tái)褶帶及川滇臺(tái)背斜的東部，康滇古陸緣之SN向小江斷裂與會(huì)澤斷裂的夾持帶，巧家—金陽臺(tái)褶束之金沙江斷裂帶東側(cè)，金陽背斜向南傾沒部位，區(qū)內(nèi)出露地層有前震旦系、震旦系和二疊系及第四系，缺失寒武系地層。

區(qū)內(nèi)構(gòu)造為北東-北北東、近南北向構(gòu)造較為發(fā)育；礦區(qū)所處一級(jí)成礦單元為揚(yáng)子成礦區(qū)（Ⅰ1）。二級(jí)成礦單元為滇東成礦區(qū)（Ⅱ2），據(jù)陳裕淇教授等研究成果，分布于滇東成礦區(qū)的沉積型鐵礦床，多屬穩(wěn)定區(qū)的淺海-濱海相沉積，主要為氧化帶砂、頁巖夾碳酸鹽及赤鐵礦，其次為有鮞綠泥石及菱鐵礦，如楚雄魚子甸鐵礦、彝良寸田鐵礦等。但本文論述的礦體屬近年來勘查評(píng)價(jià)的小規(guī)模礦點(diǎn)之一，其礦床成因有別于區(qū)內(nèi)前人論述的典型礦床。

圖1 礦區(qū)成礦單元內(nèi)礦床分布圖

2 成礦地質(zhì)環(huán)境

2.1 礦區(qū)地層

區(qū)內(nèi)出露地層有：前震旦系會(huì)理群通安組（Pt1t），此組分三段，巖性由下到上主要有灰?guī)r、白云巖，變質(zhì)砂巖、泥質(zhì)灰?guī)r及千枚巖及板巖夾層；震旦系上統(tǒng)觀音崖組（Zbg）的泥質(zhì)石英砂巖和白云質(zhì)、泥質(zhì)灰?guī)r、燈影組（Zbd）的白云巖及白云質(zhì)灰?guī)r和二疊系上統(tǒng)峨眉山玄武巖組（P2β）的灰色玄武巖及第四系（Q）的殘坡積層、洪沖積層。

圖2 礦區(qū)地質(zhì)簡圖

2.2 含礦地層

礦區(qū)含礦地層為前震旦系會(huì)理群通安組第二段（Pt1t2），位于礦區(qū)中西部，F(xiàn)2斷層以東，巖性組合特征從上至下為：

上部為灰色、深灰色薄～中厚層狀白云巖、白云巖質(zhì)粉砂巖夾板巖、板狀千枚巖薄層，板理發(fā)育；局部含硅質(zhì)條帶，銅礦體主要賦存于該層位的構(gòu)造破碎帶（F3）中。

中下部巖性主要為灰褐色、褐黃色變質(zhì)粉砂巖、細(xì)砂巖，鐵礦體主要賦存于該段底部的層間構(gòu)造破碎帶（F2）中。與下伏通安組第一段地層（Pt1t1）呈斷層接觸。

該段地層底部層間破碎帶是本區(qū)重要的賦鐵礦層位，呈由北向南、地層厚度由厚變薄的趨勢，與下伏通安組第一段（Pt1t1）地層呈斷層接觸，地層厚度＞750m，在本區(qū)內(nèi)出露不全。

2.3 礦區(qū)構(gòu)造

區(qū)內(nèi)共發(fā)現(xiàn)三組（7條）斷裂構(gòu)造，其中：近南北向?qū)娱g斷裂2條（編號(hào) ：F1、F2）、北西向2條（編號(hào) ：F3、F4）和近東西向3條（編號(hào)：F5、F6、F8），各條斷裂特征分述如下：

2.3.1 近南北向（組）斷裂

（1）F1逆斷層（區(qū)域上稱棉沙灣斷層）

位于礦區(qū)西部，為區(qū)域性壓扭性逆沖斷層，總長＞4.5km，走向近南北，傾向近東，一般傾角70°～80°，斷層破碎帶寬5m～10m，斷層垂直落差＞2000m，區(qū)內(nèi)有控制點(diǎn)10個(gè)，為已查明的逆沖斷層，斷層上盤為通安組第一段（Pt1t1）地層，該套地層逆沖于二疊系上統(tǒng)峨眉山玄武巖組（下盤）之上。

（2）F2逆斷層（控鐵礦斷層）

位于礦區(qū)中西部地區(qū)，與F1斷層基本保持平行，在北部邊緣與F1斷層交匯（收斂）而消失，向南呈發(fā)散狀延伸，總長＞4km，走向近南北向，傾向近東，一般傾角70°～80°，斷層破碎帶寬4m～15m，為含鐵（金）礦的賦礦部位，斷層垂直落差＞100m，區(qū)內(nèi)有控制點(diǎn)34個(gè)（地表及深部），為已控制查明的逆沖斷層，斷層上盤為通安組第二段（Pt1t2）地層，下盤為通安組第一段（Pt1t1）地層。鐵礦體（V1）主要賦存在該斷裂的層間破碎帶中，是本區(qū)重要的鐵礦化層位。

2.3.2 北西向（組）斷裂

分為北北西走向的次級(jí)張性陡傾正斷層F3斷層（控銅礦斷層）和北西走向的次級(jí)逆斷層F4逆斷層（控鉛鋅礦斷層）。

2.3.3 近東西向（組）斷裂

分為北東弧形F5逆斷層（破礦斷裂）和近東西走向F6逆斷層（破礦斷裂）及F8逆斷層。

2.4 巖漿巖

分布于礦區(qū)西部，F(xiàn)1斷層以西，與會(huì)理群通安組第一段（Pt1t1）地層呈斷層接觸。巖性組合特征為：暗綠色、灰綠色、深灰色玄武巖、含少斑致密塊狀玄武巖、主要為杏仁狀、少量氣孔狀玄武巖。

3 礦床地質(zhì)特征

礦體特征：

本區(qū)探明的鐵礦體（V1）分布于礦區(qū)中部，賦存于前震旦系會(huì)理群通安組第二段（Pt1t2）底部變質(zhì)砂巖的F2構(gòu)造破碎帶中。礦體產(chǎn)狀與圍巖基本一致，呈似層狀、透鏡狀順層產(chǎn)出，礦體走向近南—北、傾向近東、傾角69°～76°，平均73°。控制礦體長（三條礦段之和）2972m，控制最大斜深465.774m，礦體頂?shù)装鍘r性均為變質(zhì)砂巖。

礦體形態(tài)嚴(yán)格受F2斷層控制，在走向和傾向上連續(xù)性較好，南部及北部由于受F5、F8斷裂的切割，致使V1號(hào)鐵礦體分為三段，編號(hào)分別為V1-1、V1-2、V1-3號(hào)鐵礦段，各鐵礦段特征敘述如下：

V1-1鐵礦段：

礦體走向北北西、傾向北東東、平均傾角73°，礦體厚2.22m～7.06m，平均4.02m，變化系數(shù)32.12%，礦體品位45.04%～64.70%，平均53.59%；變化系數(shù)13.57%。該段金礦化不明顯，經(jīng)取樣測試，金品位均小于0.005×10-6。

V1-2鐵礦段：

礦體走向近南北、傾向近東、平均傾角71°，礦體厚1.87m～3.24m，平均2.50m，變化系數(shù)22.06%；礦體品位26.64%～59.57%，平均50.88%；變化系數(shù)27.51%。該段金礦化不明顯。

V1-3鐵礦段

礦體走向近南北、傾向近東、平均傾角75°。礦體厚1.16m～6.14m，平均3.31m，變化系數(shù)36.64%；礦體品位27.13%～60.63%，平均48.45%；變化系數(shù)20.01%。該鐵礦段中，伴生金平均品位0.84g/t(組合樣)，已達(dá)綜合回收利用的要求。

礦石礦物特征：

從野外觀察結(jié)合鏡下光、薄片鑒定：礦石為褐紅色、黃褐色等變質(zhì)砂巖型鐵礦石。主要礦石礦物為褐鐵礦、赤鐵礦，少量磁鐵礦、菱鐵礦、自然金、軟錳礦、孔雀石、黃鐵礦；偶見黃銅礦、方鉛礦、鋯石、毒砂等。脈石礦物以石英、方解石為主、次為綠簾石、白～絹云母～高嶺石等。

礦石結(jié)構(gòu)與構(gòu)造：

結(jié)構(gòu)：鐵礦石呈膠狀隱晶質(zhì)結(jié)構(gòu)、片狀花瓣?duì)罱Y(jié)構(gòu)、它形粒狀或斑雜狀結(jié)構(gòu)、粒狀變晶結(jié)構(gòu)、殘余結(jié)構(gòu)、假象結(jié)構(gòu)、腎狀結(jié)構(gòu)、蜂窩狀結(jié)構(gòu)、網(wǎng)脈狀結(jié)構(gòu)等；構(gòu)造：多孔狀構(gòu)造、團(tuán)塊狀構(gòu)造、浸染狀構(gòu)造、半塊狀構(gòu)造等、角礫狀、膠狀皮殼狀或網(wǎng)格狀構(gòu)造等。

4 成礦地質(zhì)條件

4.1 成礦物質(zhì)來源

鐵礦體賦存于前震旦系會(huì)理群通安組第二段（Pt1t2）底部退色變質(zhì)砂巖的構(gòu)造破碎帶中，其賦礦層沉積物為富含有機(jī)質(zhì)的不純碳酸鹽及砂質(zhì)碎屑巖，該地層中鐵、金等元素的含量高于正常沉積區(qū)同類巖石含量（克拉克值）的數(shù)倍至數(shù)十倍，有條件成礦提供鐵、金等礦物質(zhì)來源。

4.2 成礦流體的運(yùn)移通道

構(gòu)造應(yīng)力下的斷裂造就的層間滑動(dòng)帶、破碎帶、次生的斷層、裂隙（縫）相互穿切相連，并與節(jié)理等彼此相互交織，組成網(wǎng)絡(luò)狀小構(gòu)造系統(tǒng)，為有機(jī)質(zhì)載體的運(yùn)移提供通道。

4.3 有機(jī)質(zhì)提供的載體條件

礦體的形成，需經(jīng)歷物源-運(yùn)移-富集的過程，特殊的古地理、古氣候及地質(zhì)條件是礦體形成的基本條件。然而，礦質(zhì)是如何運(yùn)移到特定的成礦環(huán)境當(dāng)中去的呢？在運(yùn)移及活化的過程中，又是什么為其提供動(dòng)力條件或能量的呢？關(guān)于礦質(zhì)元素的運(yùn)移，不少學(xué)者已進(jìn)行了大量的研究，并提出不少的觀點(diǎn)：1981年T.H.杰俄蘭等提出有機(jī)質(zhì)絡(luò)合物搬運(yùn)形式；1984年H.C.赫爾杰森等提出氯化物絡(luò)合物搬運(yùn)形式；1985年RL.巴勒斯等提出二硫化物絡(luò)合物搬運(yùn)形式。近年來，不少地質(zhì)學(xué)家莊漢平，盧家爛、葉連俊等均關(guān)注生物有機(jī)質(zhì)在金屬成礦中的作用，學(xué)者們通過研究有機(jī)質(zhì)與成礦的關(guān)系，來解釋礦床成因，梳理礦床形成中從物源-運(yùn)移-富集成礦的全過程，其間，有機(jī)質(zhì)在成礦過程中承擔(dān)金屬元素運(yùn)移的載體，為金屬元素的進(jìn)一步活化、富集起到至關(guān)重要的作用。根據(jù)學(xué)者得研究，有機(jī)質(zhì)成礦分為直接參與成礦和間接參與成礦，直接參與成礦的如煤、磷礦等沉積性的非金屬礦產(chǎn)。間接參與成礦的事例，如陜西的特大型金礦床，秦嶺“金三角”拉爾瑪金礦、粵東的蒿溪大型銀（銻）礦床等。關(guān)于區(qū)域內(nèi)富存有機(jī)質(zhì)的現(xiàn)象，有學(xué)者（李偉）將區(qū)域內(nèi)不同地層中巖礦有機(jī)質(zhì)進(jìn)行過對(duì)比分析，其結(jié)果顯示，前震旦系中有機(jī)質(zhì)含量較其他地層高，特別是破碎帶中有機(jī)質(zhì)含量明顯高于其他地層，筆者認(rèn)為，結(jié)合前人的研究經(jīng)驗(yàn)，本礦床礦質(zhì)的金屬元素運(yùn)移以有機(jī)質(zhì)絡(luò)合物形式進(jìn)行的可能性較大，其作用原理是：有機(jī)酸中含有大量羧基（-COOH）和羥基（-OH）等游離基，這些游離基的氫原子能被金屬離子取代，使沉積物和礦質(zhì)中的金屬離子與金屬氫氧化物等能很快與羧基反應(yīng)，形成易溶解的羧基酸鹽而使金屬元素富集。

4.4 玄武巖漿的熱動(dòng)力條件

二疊紀(jì)晚期大面積峨眉山玄武巖遍布于成礦區(qū)周邊，分布面積很廣，西界為哀牢山-紅河斷裂，東至黔西地區(qū)，西北界為龍門山-小箐河斷裂，南至云南金平（徐義剛和鐘孫霖，2001)，玄武巖厚度大，巖性穩(wěn)定，巖石組合單一。

前人學(xué)者對(duì)該區(qū)玄武巖與礦床成因的研究，主要集中于鉛鋅礦床，如謝家榮（1963)認(rèn)為黔西、滇東北以及云南會(huì)澤等處的鉛鋅礦可能與玄武巖漿作用有成因上的聯(lián)系，屬巖漿期后的后生熱液礦床；沈蘇等（1988)認(rèn)為峨眉山玄武巖漿活動(dòng)對(duì)該區(qū)鉛鋅礦的形成主要是對(duì)含礦層的改造加富集作用；管士平等（1999)認(rèn)為該區(qū)鉛鋅礦床盡管產(chǎn)于不同層位，但都是在同一成礦體系同時(shí)形成的，與峨眉山玄武巖噴流關(guān)系密切。

前人對(duì)鉛鋅礦床和玄武巖成因關(guān)系的論述，筆者認(rèn)為，其成因理論同樣適用于本礦床做借鑒，峨眉山玄武巖巖漿活動(dòng)很可能為本礦成礦提供了熱動(dòng)力條件，正因?yàn)樾鋷r的噴發(fā)，為有機(jī)質(zhì)載體的運(yùn)移提供了充足的熱能，同時(shí)，由于巖漿熱能的影響，使得層間構(gòu)造、斷層、裂隙的壓力發(fā)生變化，由原來的擠壓封閉狀態(tài)變得復(fù)活，使得這些構(gòu)造相互貫穿連通，而連通的空間為礦質(zhì)的運(yùn)移、富集提供了有利的條件，使得金屬元素能夠進(jìn)一步會(huì)集沉淀成礦。

5 結(jié)語

有機(jī)質(zhì)與金屬礦成因的關(guān)系研究，仍處于初級(jí)研究階段，特別是金屬礦床中有機(jī)質(zhì)演化程度較高，保存和捕捉較為困難，人們對(duì)有機(jī)質(zhì)的研究往往通過參與成礦并保存的有機(jī)質(zhì)進(jìn)行，而有機(jī)質(zhì)從金屬元素的組合運(yùn)移到分解沉淀，經(jīng)歷了一系列復(fù)雜的氧化還原過程，參加反應(yīng)的有機(jī)質(zhì)已被氧化為CO2和H2O，更是難以捕捉，被還原的金屬元素又與其他元素組合形成沉淀，雖然這需要在特定的時(shí)空和組合下才能完成，但不可否認(rèn)的是，有機(jī)質(zhì)的確在金屬礦床的形成中起到了積極作用，為金屬元素的活化，運(yùn)移、富集和沉淀起到了橋梁和紐帶的重要作用。