周海洪
(湖南省地質礦產勘查開發局四一四隊,湖南 益陽 413000)
礦區位于新晃縣城南直線距離約30km 處,屬新晃縣貢溪鄉管轄,地理坐標為:東經109°10′30″~109°13′45″,北緯27°05′15″~27°08′41″,礦區面積10.27Km2。礦區北部有G320 國道、上瑞高速公路及湘黔鐵路從新晃縣城通過,區內有縣級公路及鄉村公路相通,交通便利。
本區屬湘黔邊境中低山區,山脈總體走向北東-南西。海拔1043.10m ~528.0m,相對高差515.10m,一般高差為200m ~300m,境內峰巒重疊,溝壑縱橫,地形切割強烈,一般多切割成“V”字型山谷,地勢陡峻,穿行困難。礦區屬沅江水系,西邊有舞水河支流—平溪由南向北流入舞水河,礦區內無大水系,只發育季節性小溪。
工作區處于江南地軸西南端的湘黔桂窿起與沅麻盆地的接合部位、貢溪復式向斜南東翼,區域上廣泛出露上元古界板溪群、震旦系和寒武系,地質構造復雜,化探異常發育,區域成礦條件較好,礦產分布廣泛,是尋找多種沉積礦產和內生多金屬礦產的有利地區。
區內出露的地層有中上元古界板溪群五強溪組、震旦系江口組、南沱組及震旦系上統陡山沱組、留茶坡組;古生界地層自老至新出露寒武系牛蹄塘組、杷榔組、清虛洞組、敖溪組、花橋組及二疊系棲霞組、茅口組、吳家坪組、長興組;中生界出露白堊系、新生界出露下第三系、第四系。
板溪群為區內年代最老、分布最廣的地層;震旦系與寒武系主要分布在貢溪向斜組成向斜翼部及核部,在新晃縣城以西及貴州南明、屏南等地少量分布;二疊系、白堊系地層呈零星分布于在坪地、藍田、新晃縣城及天柱一帶;第三系少量分布于新晃縣城南西七里塘、天柱以北藍田一帶;第四系主要分布在新晃城舞水河兩岸、天柱南明一帶。
其中寒武系牛蹄塘組和清虛洞組分別為重晶石礦、釩礦、磷礦和鉛鋅礦的主要賦礦層位,震旦系上統陡山沱組、留茶坡組為重晶石礦、鉛鋅礦的次要賦礦層位。
現將區域地層從老至新概述如下。
區域出露為板溪群五強溪組(Ptbnw),自下而上根據巖性分為四段:
第一段(Ptbnw1):厚587m ~674m。下部為變余凝灰質砂巖,中部為變余凝灰質板巖與粉砂質絹云母板巖互層,上部為塊狀變凝灰質砂巖。
第二段(Ptbnw2):厚775m ~1733m。為一套以火山碎屑巖為主,尤以發育“馬尾絲狀”、“微波狀”條帶的變余沉凝灰巖及塊狀變余凝灰巖的大量出現為特征。
第三段(Ptbnw3):厚745m。為淺灰綠色條帶狀粉砂質絹云母板巖,以發育密集水平條帶為最大特點,是一重要的標志層。
第四段(Ptbnw4):厚675m ~1630m。下部為灰綠色、黃綠色長石砂巖、砂巖,粉砂巖夾板巖及條帶狀粉砂質板巖;上部為條帶狀綠泥石板巖。
為一套冰水—海相碎屑巖沉積,夾少量碳酸鹽巖,不整合于板溪群之上。分上、下統。
2.2.1 下統(Za)
從下往上分為江口組和南沱組。
(1)江口組(Zaj)。為冰海相沉積?;揖G色。下部為變質含礫砂巖夾板巖、凝灰質板巖,不整合于板溪群之上。中部夾一層2m ~5m 厚的炭質板巖,其中夾透視狀鈷錳鐵礦及粘土礦;上部含礫板巖、含礫砂質板巖、總厚10m ~50m。
(2)南沱組(Zan)。為一套海相冰水沉積碎屑巖,假整合于江口組之上。下部為冰磧砂巖,上部為冰磧含礫砂巖,其中夾一層10 余米厚的紫紅色板巖,頂部常有不規則狀黃鐵礦結核產出。厚>500m。
2.2.2 上統(Zb)
從下往上分為陡山沱組和留茶坡組:
(1)陡山沱組(Zbd)。整合或假整合于南沱組冰磧巖之上。為半封閉臺地相碳酸鹽沉積,主要為白云巖,其中夾硅質巖及炭質頁巖。厚度變化大,0.6m ~31.9m。中上部含重晶石,底部具鉛鋅礦化。
(2)留茶坡組(Zbl)。整合于陡山沱組之上。屬海相盆沉積相,硅質巖夾板狀炭質頁巖,含重晶石和凝塊巖透鏡體,個別地方缺失。厚度小于20m。
分為上、中、下統,上統未分組:
(1)寒武系下統牛蹄塘組(∈1n):厚73m ~315m。與下伏震旦系上統為假整合接觸。下部為炭質板巖,夾結核狀、層狀磷塊巖、重晶石礦一層。中上部為炭質板巖、石英砂巖。
(2)寒武系下統杷榔組(∈1p):厚60m ~137m。上部黑色含鈣質炭質板巖夾泥質灰巖,下部為黃綠色板巖。
(3)寒武系下統清虛洞組(∈1q):厚24m ~90m。由三層深灰色灰巖和兩層黑色炭質板巖組成。為區內層控型鉛鋅礦的主要賦礦層位。
(4)寒武系中統敖溪組(∈2a):厚86m ~209m。下部為黑色炭質板巖與泥質灰巖、灰巖互層;中部為黑色薄層狀瘤狀灰巖夾炭質板巖;上部為黑色含鉀水云母頁巖夾薄層灰巖及灰巖透鏡體。
(5)寒武系中統花橋組(∈2h):厚123m ~288m。上部為深灰色灰巖夾薄層狀泥質條帶狀灰巖;中部為黑色含鈣質炭質板巖,夾薄層泥灰巖,下部為灰色厚層狀細晶白云巖;底部灰色薄層狀泥質條帶灰巖。
(6)寒武系上統(∈3):厚>551m。主要為泥灰巖、泥質條帶灰巖,下部夾極少量炭質頁巖,頂部有竹葉狀灰巖。
分布于坪地、藍田等地,不整合與板溪群、震旦系和寒武系之上。分上下統,二疊系下統分棲霞組(P1q)礫巖及硅質頁巖、茅口組(P1m)含燧石結核灰巖;,二疊系上統分吳家坪組(P2w)含煤沉積巖、長興組(P2c)灰巖,假整合于下統地層之上。
不整合于二疊系之上。底部礫巖之上為一套石英長石砂巖、粉砂巖、泥質巖沉積。
屬河流沖積—洪積相粗碎屑巖沖積,磚紅色。
為分布于河谷谷地、山坡的河流沖積殘坡積物。
本區位于揚子準地臺江南地軸的西南緣,雪峰山華夏系構造隆起帶呈北東—南西方向斜貫全區,為區內主要構造形跡。在區域東部展現一組新華夏系構造帶。在區域南部有一東西向斷裂切華夏系構造帶,此外還有規模不大的北西西向的構造形跡。
工作區處于貢溪復式向斜南東翼北東段,區內斷裂、褶皺構造發育,其中北東向構造為區內的主體構造。
區內褶皺構造主要為貢溪復式向斜,由貢溪向斜、鮑溪向斜、黃土坡背斜、中寨向斜組成,軸向均呈北東向展布,各向斜核部地層為寒武系中統花橋組、敖溪組和上統,兩翼地層為寒武系下統清虛洞組、杷榔組、牛蹄塘組、震旦系上統以及震旦系下統南沱組。該向斜嚴格控制和限定了區內重晶石礦和鉛鋅礦的產出和分布。
區內斷裂主要為北東向壓性、壓扭性斷裂,北東東向為次。
主要斷裂為銅鼓壓性斷層(F2)、新寨壓性斷層(F3)、岳寨沖斷層(F4)、碧林斷層(F1),其中碧林斷層(F1)在圖區內出露長度約7.5km,走向北東,往北轉為北與銅鼓壓性斷層相交,該斷層可能往深部對該區的鉛鋅礦層有一定的破壞作用。銅鼓壓性斷層(F2),產狀100°∠30°,斷面向南呈弧形突出。南東盤下寒武系地層逆沖于上寒武系地層之上,劈理十分發育。新寨壓性斷層(F3)分布于圖區北西部,破碎帶寬達30 余米,局部見糜棱巖帶3m ~8m,滑動面平整,斷裂帶北側??梢娗逦暾闹銧顦嬙臁T勒瘺_斷層(F4)分布于圖區南東部,在圖區內出露長度約18.5km,走向北東。
區內無巖漿巖分布。本區及鄰區的巖漿活動主要在前震旦紀和震旦紀早期,表現為火山凝灰巖的沉積。在本區以西鎮遠(貴州?。┮粠в谢猿詭r脈及云斜煌斑巖巖脈產出;北東芷江縣艾頭坪—大洪山一帶有基性巖脈出露,此外,無大規模巖漿活動跡象。
本區處在江南地塊西南端的湘黔桂窿起與沅麻盆地的接合部位,由前震旦系組成地臺基底構造層,在地臺褶皺回返的晉寧運動中發生區域變質,成為一套區域性的淺變質巖系。
震旦系、寒武系是地臺蓋層。由于該區地處地臺東南邊緣,加里東運動旋回期受東南地槽褶皺運動的影響,結束了海相沉積,地層也發生了輕微的區域淺變質作用。變質作用主要發生在早古生代晚期。原有泥質巖變成炭質板巖、板巖,碳酸鹽巖由泥晶結構重結晶成微晶、細晶結構,灰巖具不同程度的大理巖化,寒武系中統敖溪組(∈2a)底部的球狀結核已變質成為大理巖。其它碎屑巖也有變質反應。
(1)區域成礦作用。江南地塊在晉寧(雪峰)運動結束基底發展階段,震旦紀蓋層開始發展以來,本區地殼活動較弱,巖漿活動甚微,火山活動也不多,變質作用極輕,主要斷裂都發生在沉積期后,沉積作用及地層對礦產的控制作用起著主導地位。
前震旦紀沉積和有限的火山噴發形成小規模的沉積鐵礦和鎢、銻、金、銅礦化現象。震旦紀早期該區地殼處于初始沉降狀態,形成江口組數十米厚的碎屑沉積和冰水海相沉積,火山活動形成一些透鏡狀鈷錳鐵礦沉積及結核狀和星散狀黃鐵礦。晚期江南地塊沉沒,該處進入川黔地區碳酸鹽臺地東南邊緣的半封閉臺地相區,恰值岡瓦納古陸北緣成磷期,加之持續干旱氣候,在貢溪向斜區形成磷塊巖、硅質巖、重晶石礦層和局部碳酸鹽巖等上升洋流沉積巖石組合。古生界早期,隨著湘北龍山—臨湘一帶的隆起和衡陽一瀏陽古陸的形成,區域內局部褶皺抬升,該區進入了半封閉海盆沉積環境,隨后由于龍山一臨湘隆起的沉沒,閉塞狀態逐漸解除,海水逐漸加深,沉積了整個寒武系海侵地層序列。解閉初期的火山噴發,為牛蹄塘組下部層位穩定的重晶石、磷和鎳、釩、鉬、鈾、稀土等多元素礦床的沉積提供物質來源。早寒武世晚期—中寒武世早期沉積了大規模的含鉀水云母頁巖和鉛、鋅元素的碳酸鹽巖。由此可見,該區重晶石、磷、銅、鉛、鋅及鎳、鉬、鈾等主要礦產形成于晚震旦世—早寒武世時期。
區域構造控礦主要表現在各大斷裂帶及一級背斜構造。含礦脈體主要賦存于大斷裂兩側的次級斷裂和背斜的核部、傾伏端等形成的構造空間中。區域變質作用使原生沉積礦產發生重結晶,礦物顆粒次生加大。據現有資料該重晶石礦的形成與同沉積期海底熱水噴流作用有關,為海底殼幔混合熱液噴流成因(彭軍:成都理工,1998 年)。在同沉積期的水下地幔火山噴流熱隆起帶,含重晶石礦的地?;鹕綗嵋涸诨顒舆^成中與地表水、淺層地下水混合并萃取成礦元素,形成含鋇熱鹵水,從隆升的薄弱處噴出,并沿地勢低洼處富集成礦。
(2)區域礦產。區域礦產資源豐富,已發現煤、金、鉛鋅、銅、鉀、釩、重晶石、鎘、耐火粘土、水晶、磷、鐵、汞、銻、砷、鈷、鉬、鎳、錳、銀、稀土、稀有金屬及石灰巖、白云巖等二十余種礦產。煤、耐火粘土分布在天柱、雙溪一帶,金主要分布在漠濱、淘金沖、巖腳一帶;重晶石、鉛鋅、釩鉬、磷等礦床多分布新晃在貢溪地區。
本次區域地質勘查工作中,基本勘查區內重晶石礦的地質結構、礦產特征及分布范圍,通過初略的技術經濟評價,重晶石礦床開發的經濟效益將是可觀的。