摘 要: 本文从粤西罗定盆地及周边断裂构造控矿作用特征出发,分析矿床成矿作用。其断裂构造控矿作用主要体现在三个方面:其一,区域性深大断裂、大断裂、次级断裂分别控制了区内矿带、矿床、矿体;其二,构造演化过程控制着不同时期不同矿种的形成;其三,断裂构造通过对含矿岩体的控制,进而控制部分矿床的形成。

关键字: 罗定盆地; 断裂控矿; 成矿作用

1. 区域地质背景及主要断裂

区域上位于云开后加里东隆起、罗定海西—印支拗陷带两者交汇部位,博白—岑溪—广宁金银铜铅锌成矿带内。吴川—四会断裂带深大断裂以西,广宁—罗定断裂带、贵子—罗镜弧形构造带应力夹持区,区内经历了加里东—华力西、印支、燕山期多次构造活动,地质构造活动十分强烈。广泛出露晚元古代、早古生代、晚古生代、中新生代地层;以东西向褶皱、断裂构成本区的基本构造格局,其次为规模较小的南北向、北西向断裂构造。华力西—印支期花岗岩和混合花岗岩、燕山晚期花岗斑岩和岩脉的有序分布。

断裂构造在该区极为发育,区域断裂带主要有:

(1)罗定—广宁断裂带:该断裂分布于云开隆起北缘,由石圭—宋桂、罗定—广宁等断裂组成,北东东一北东向延长300km以上 [1] 。该断裂带具有双变质岩带的特征及中高级变质岩与混合岩、混合花岗岩“三位一体”的岩石共生组合的特征[2]。断裂带上盘表现为脆性断裂作用,下盘发育有多条韧性剪切带。该断裂带早期以拉张作用为主,控制了震旦纪海底火山喷发活动;燕山期断裂带以伸展滑脱作用为主[3],控制罗定中生代沉积盆地的产出。该断裂带生成于加里东期,直至印支—燕山期一直活动。

(2)贵子—罗镜弧形大断裂:分布于云开大山以北,罗定盆地以南,走向近东西,呈马蹄状向南凸出的弧形构造处弧长约100km,带宽约6km,从南到北分别由贵子—罗镜断裂、黄皮根断裂、新榕—桥头断裂、连州—垌心断裂等组成。这些断裂带发育了宽达5m~50m的构造角砾岩、糜棱岩、超糜棱岩和挤压透镜体等。该断裂带是印支期之后发生了由北西向南东的逆冲推覆作用的产物[4],弧形断裂向南倾斜,由北到南倾角逐渐变缓,变质相有逐渐递增的趋势。

2. 断裂构造对矿田、矿带的控制

区域上罗定盆地及周边的金多金属矿具成群、成带集中分布的特点(图1),属于罗定—泗纶金银矿带。罗定盆地西缘已知的十余个金银矿床(点)主要集中在榃滨—六都断裂构造带上,矿带形状总体上呈北东向条带状,其长轴方向与断裂带走向大致相同;罗定盆地南缘已知的9余个金银矿带主要集中在连州断裂构造带3km范围内,矿带形状总体上呈东西条带状,其长轴方向与贵子—罗镜弧形断裂带走向大致相同。不难看出,金银矿带受区域主干断裂控制,其矿床(点)受榃滨—六都断裂构造带的次级断裂控制明显。

沿贵子弧形断裂带上分布有一系列金、铁、锰、锡多金属矿(床)点:信宜银岩、锡坪、托盘洞、大营等锡矿,东坑金矿,楼洞、兰坑铁矿等;罗定的新榕银锰矿、连州金矿、连州锰多金属矿、云致硫铁矿、旗山锡矿、旗山铁矿、双德锡矿等等。这些多金属矿床组成的矿带总体走向东西,其长轴方向与贵子—罗镜弧形断裂带走向大致相同,其成矿作用与贵子弧型断裂带有空间和成因联系。

3. 断裂构造对矿床、矿体的控制

金银矿:罗定盆地南缘金银矿点空间上呈带状展布[5],30多条密集平行矿脉可划分为9个矿带,从东到西是: 马骝坑矿带、鱼花塘—蘑菇岭矿带、关塘—大贺山矿带、大田岗—糯米坑矿带、石山顶—黄胆岭矿带、高朗塘—上寨矿带、营讯尾—白坟洞、白蝶—双花迳、高仕坑—文凤坑矿带。含矿构造带在空间上矿罗定盆地南部边缘内外约3km的范围内,平行产出。走向NNW或近SN向,主要倾向E,倾角75°~85°,间距0.5km~1.5km,走向延长0.5km~2km,倾向延伸大于300m,带宽1m~5m。矿体主要以细脉状穿插在断裂构造岩中,产出特征与断裂构造一致。主要围岩蚀变有褪色化、硅化、黄铁矿化等。从含矿断裂产出规律得知,该断裂为区域最后期断裂。同时切穿元古宇、寒武系、泥盆系和白垩系,有的与燕山晚期活动的中酸性斑岩脉共处于同—断裂构造。故此推测成矿时代位于燕山晚期及以后。通过矿石特征研究得知,该期成矿主要包括四个阶段,第一期为断裂破碎阶段,岩石破碎呈角砾状;第二期为大规模石英充填阶段,该石英多为致密块状,金银矿有一定异常富集;第三期断裂构造动力作用,石英脉碎裂,金银硫化物交代充填,富集叠加,第四期主要是晶簇状石英脉生长及铁锰充填,主成矿为第三个阶段。

对罗定地区的金银矿床(点)进行构造及矿体地质研究发现,本区的含金银地质体仅限于断裂构造岩或沿断裂构造带充填的脉体中,金银矿体与围岩有明显界线,而垂直切各个围岩地层。如白蝶、黄胆岭、马骝坑金银矿围岩为奥陶系浅变质岩系,石径、关塘、大田岗、鱼花塘金银矿围岩为白垩系红色碎屑岩。围岩地层产状总体东西走向,金银矿主矿体与断裂构造相似近南北向、北北西向,断裂构造与围岩层间剪切带处多有矿脉分支,次级矿体与地层同乡近东西向,这种分支矿脉延伸—般较短。对罗定地区的金银矿床(点)进行构造及矿石品位研究发现,金银矿品位与构造规模负相关,断裂规模越大,矿石品位越低;金银矿主要位于断裂构造上下盘中蚀变石英脉中,构造带中部金银品位往往较低。围岩是奥陶系浅变质岩系的金银矿往往以银为主,围岩是白垩系红色碎屑岩的金银矿往往以金为主。

铁锰矿:新榕—桥头断裂产在榴江组与棋梓桥组界面或榴江组下部,呈近东西向舒缓波状展布,长大于2km,宽20m~110m。倾向340°~10°,倾角30°~75°。断裂下盘主要棋梓桥组灰岩,局部为榴江组变质砂岩、绢云母千枚岩,上盘为榴江组变质石英砂岩、绢云母千枚岩。上、下盘岩石均较破碎,强烈片理化,层间小柔皱发育,具压扭性特征。断裂带内成分复杂,主要由铁锰构造角砾岩、硅化碎裂岩、碎裂脉石英、千枚岩、碎裂灰岩透镜体等,呈似层状、透镜状相间分布。局部闪长岩、花岗斑岩呈脉状或不规则状穿插,并见石英脉团块。该断裂为新榕银锰最重要的控矿容矿构造[6]。连州—垌心断裂产于奥陶纪、泥盆纪、白垩纪地层接触面的区域性断裂,连州铁锰矿、云致硫铁矿主要赋存于该断裂带的上盘。由两组构造组成,呈分支复合现象,具体表现在测区东西两端分支,在中间地段(即大田岗—五福村)复合,呈东西向舒缓波状展布,并贯穿整个测区,倾向NNE或NNW,东侧倒转为倾向S,倾角40°~75°,长度大于5km,宽度—般15m~25m,最宽可达30m~40m。断裂构造早期表现为压扭性碎裂岩带,后期表现为张性角砾岩带,由铁锰质角砾岩、硅化石英砂岩、铁锰质黏土、褐铁矿块及破碎脉石英等充填组成,成分复杂,常见有红色砂岩及残余砾岩透镜体,并具硅化现象。同时被北北西或北西组断层及脉岩切割。其上下盘围岩具硅化、片理化和黄铁绢英岩化。断裂带两侧次级断裂构造发育,并控制了区域上的地层展布及岩浆活动等。为区内主要的控矿容矿构造。

锡矿:区内锡多金属矿带受贵子弧形构造(带)控制明显,弧形构造转折端控制了锡多金属矿田的空间位置(图1)。研究区锡矿按工业类型可以划分为层矿矽卡岩型锡铜多金属矿床、硫化物型锡矿床、云英岩型锡矿床、斑岩型锡钼矿床[7]。矿床与燕山晚期中酸性岩脉关系密切,区内燕山期晚期的中细粒钾长花岗(斑)岩、二长花岗(斑)岩和石英斑岩是锡矿主要含矿围岩。燕山期晚期花岗岩类岩体常受多组构造交叉的复合部位控制,在空间上具有北西向成串和东西向或北(北)东向成点的分布规律。矿体多赋存在隐伏斑岩体外接触带的层间破碎带、构造交汇及石英硫化物细脉中。故此认为主干断裂构造是控岩控矿的主要因素,次级断裂控制矿体的展布。根据岩矿心薄片鉴定,矿石的蚀变主要有钠长石化、角岩化、弱钾长石化、黑鳞云母化、黄玉云英岩化(少量锡石)、绢英岩化、硅化和矿化末期绿盘岩化等,锡矿是多种类型、多期多阶段的蚀变叠加的综合产物。

4. 成矿作用分析

罗定及周边金银矿研究程度较高,通过对罗定盆地南缘金银矿地球化学特征研究表明:本区金银矿成矿物质的来源来自地壳、成矿热液来源于大气降水。成矿温度属于低温范畴、成矿溶液属于咸水—卤水[8]。对比粤西其他主要金银矿床研究结果,罗定南缘金银矿矿源更为复杂,成矿温度更低,严格受脆性断裂构造控制,变质作用和断裂构造变形幅度小,矿床规范不大,多为小型矿床和矿点[9~10]。罗定盆地金银矿的成矿作用简述为:受加里东运动作用,区内震旦纪—奥陶纪地层发生动力变质作用,岩石普遍片岩化、硅质岩化,金银元素随着硅质运移得到初步富集,是金银矿成矿的物质基础;海西—印支期,经断裂变质作用,罗定盆地西缘泗纶地区形成多条糜棱岩带,含金热液在糜棱带中得到进一步富集。罗定盆地南缘受逆冲推覆作用,推测基底含金地质体被外来推覆体掩盖;燕山晚期,罗定盆地大规范的构造—岩浆活动,重熔花岗岩侵入伴随的富含硫化物的含金热液交代充填原有含金断裂内,使金矿进一步富集成矿。

罗定银锰矿物质基础为中泥盆统海底热水沉积岩,矿床具备热液—淋积矿双重特征[11],浅部淋积矿富集程度与断裂规模、裂隙密集程度密切相关。铁锰矿测成矿作用简述为:受印支运动对本区的作用,本区发生全面褶皱、隆起成陆及推(滑)覆作用,连州、新榕为云浮—罗定前展式大型推覆构造带前缘。地层发生褶皱变形、岩性发生挤压破碎,其中含矿岩层、岩系形成含矿的糜棱岩化挤压带。经燕山期构造—岩浆叠加作用,使含矿断裂带进一步扩展及破碎地下水热水及硫化作用,使含矿岩系中铁锰铅锌金银等元素交代搬运,在断裂破碎带中就位成矿。这时的矿石应该为硫化物矿石,如云致硫铁矿、连州—牛路坑硫化铅锌矿。受古今风化作用,使暴露地表的矿石遭受氧化作用,铁锰质进—步淋滤富集,而残留的铅锌金银等元素可作为伴生元素利用。

罗定锡矿受震旦—寒武系变质岩系制约明显,各类原岩中锡元素丰度值高,为锡的成矿提供初始条件,具有明显成矿专属性。矿床主要围绕在花岗岩类小侵入体内外接触带的裂隙中,成矿岩体主要为中细粒钾长花岗(斑)岩、二长花岗(斑)岩和石英斑岩。在构造控岩控矿的规律下,推测其成矿作用简述为:由震旦—寒武系含矿源层位或岩类由改造(重熔)作用而形成的花岗岩浆在地表的岩浆房中发生分异作用,锡元素在岩浆演化所形成的富硅、钾质花岗岩浆—流体中得到初步富集。含锡岩浆—流体与围岩进行强烈交代:先是发生的钾质交代作用;接着发生的云英岩化和强烈锡矿化,进一步形成云英岩锡矿(体)。岩体上部、顶部和围岩接触带是矿体主要赋矿空间。

罗定盆地及周边地区多金属矿按成矿地质因素的不同可大致划分3个成矿序列:斑岩性锡矿、浅成低温热液金银矿、风化壳型锰矿(原生为滨海相碳酸盐岩—碎屑岩锰矿系列)。但是各成矿系列又是在同一区域背景下共存交替,是随着地质历史的演化,不同成矿时代成矿元素不同的迁移、富集成矿的过程。分析认为本区有3个主要地质构造阶段,4个成矿阶段。即新元古代—早古生代地槽发展阶段、晚古生代准地台发展阶段、中生代大陆边缘活动阶段。地槽发育阶段形成铁矿、锡矿、金矿等矿产富集,震旦系—奥陶系浅变质岩系是铁矿、锡矿、金矿主要含矿围岩;准地台发展阶段是本区锰矿、铅、锌矿主要成矿时期,泥盆系灰岩、碎屑岩是区内锰、铅、锌矿主要围岩;中生代大陆边缘活动阶段燕山期岩浆活动强烈,成矿元素均在该阶段得到富集叠加成矿,是区内锡、金、银、铜、铅、锌矿主要成矿阶段,燕山晚期中酸性花岗岩是主要含矿围岩;新生代,受地表风化作用影响,原有硫化物矿床铅锌元素分解、锰元素叠加,形成现有的风化淋滤锰多金属矿床,如新榕锰矿。故中生代大陆边缘活动阶段是区内主要的成矿地质阶段。

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