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, 卢 , 地质找矿论丛 一 ; / 湘西金矿沃溪断层特征及其找矿意义∞ 哩 刘 正 庚 杨 明 欧 建华 一 * m、 摘要湘 西金矿 沃谣大 断层是一 条 张剪性正 断层 , 具不顺 层性 质 , 有蚀变 、 矿化 和成矿 活动 , 以 及 多阶段 活动特征。断层倾 角大于层 状矿 脉 系, 估 计在 深部会 切错 矿体 , 因此 在断 层深 部上 盘应 存在 着找寻工业矿体 的远 景。 美t 词沃谣张剪性正 断层 . 断层 深部上 盘找矿 , 湘西金矿 湘西金矿是一个著名的金锑钨共生的大型矿 山。近年来随着深部 、 边部和外围地 质工作 和矿山采掘工作的进展 , 对矿 田内沃溪大断层的进一步认识 , 就 日益显得重要。因为这个问题 关 系到矿山的持续发展 , 而且还具有现实的实际效益 。 一 般来说 , 一个比较大 的非 沉积 型矿 床和矿 山 , 由于其地质构造变动强烈和 围岩蚀 变厉 害, 以及多种生产、 经济条件的限制, 对许多基础地质问题不可能及时地较全面和高精度投入 地质工作。因此随着找矿和开采工作的深入和矿 山发展的需要 , 以前矿 区在地层 或构造等方 面存在的基础地质问题 , 必然成为极需解决的首要问题。沃溪大断层的性质特 征就是湘西金 矿这样的一个重要的基础地质问题 。 1 沃溪大断层是非顺层断层 湘西金矿区内, 沃溪大 断层 是主干断裂 , 呈近东西 向, 倾 向北 , 倾角约 3 O 。 , 纵贯矿区长达 1 5 k m以上 图 1 。断层破碎带宽约 2 0 ~1 3 0 m, 断层构造岩有碎裂板岩、 构造角砾岩 、 碎粒 岩 、 糜棱岩和含砾断层泥等。 从区域来看, 沃溪断层上盘 北盘 主要为五强溪组 , 并有白垩系分布, 下盘 南盘 主要为 马底驿组 ; 从矿区范围来看 , 上述分 布关 系更为明显 , 且断层 主滑面下盘紧贴分 布有一层厚可 达 1 12 1 左右的断层泥, 故有人认为断层主滑面位于马底驿组紫红色板岩 中; 从矿床 目前产 出情 ①收稿 日期 1 9 9 7 1 0 - 3 1 改回 日期 1 9 9 8 - 0 3 1 6 ②第一作者简升 黄瑞华, 男, 1 9 4 0年2月生, 研究员, 博士生导师。大地构造学 、 成矿学和构造化学专业。 维普资讯 地 质找矿论鼽 图 1 湘 西金 矿区域地质略 图 Fig 1 Re g i o n a l s t r u c t u r a l s k e t c h o f Xia n g , x i g o l d mi n e K 白垩系Z 震旦系P【 w. 元古界板 溪群五强溪组 P t m. 元 古界板溪群与底驿 组 分上 、 中 、 下段 P tj元 古界狰家溪群f摺皱 背 、 向斜 F 】沃溪 大断层 新 田湾断层F 1唐浒 坪断 层O 矿层 层脉 带和蚀 变板岩带 I. 红岩溪矿殷 Ⅱ 鱼儿山矿段 Ⅲ 幕家溪矿段Ⅳ 大六栅公 袄 溪 矿段 V 上沃溪矿段 况来看 , 层脉矿层 、 细脉带型和裂 隙型矿体均产 于沃溪大断层下盘 的马底驿组 地层 中; 整个 矿 区在沃溪断层上盘现今所施工的钻孔 , 在沃溪断层上盘均只为五强溪组地层 , 下盘均只为马底 驿组地层 , 由这些特征 , 故多认为沃溪大断层发育于马底驿组和五强溪组地层之 间, 为一顺层 断裂 。 但这是值得商榷 的。因为 1 沃溪断层带内所影响的五强溪组地层 , 其脆性破裂十分发育 , 断层破碎带可厚达 9 m 2 在湘西金矿区西部, 如鱼儿山矿段 , 沃溪大断层与 马底驿组地层 中产 状与地层较一致 的矿层层脉带和蚀变带逐渐靠近 , 并呈现切错现象; 而在矿田东部 , 如沃溪和上沃溪矿段 , 沃溪 大断层产状 与弧形弯 曲状的层脉带和蚀变带的产状极不协调 , 呈现相互垂直状态, 以及后者逐 渐远离 向南 的趋势。另外 , 在官茫南面 , 可见沃溪大断层切割马底驿组 中、 上段的现象 图 1 3 垂直沃溪大断层的多条实测横剖面 , 均显示出该断裂在产状上, 与马底驿组和五强溪 组地层为非顺层关系 图 2 。 4 在鱼儿山矿段 , 其主矿脉直接赋存于沃溪断裂带内, 而赋存 于紫红色板岩层 间断裂 中 的支脉与沃溪大断层呈“ 人” 字形 , 两者夹角大约为 1 5 。 ~5 O 。 图 3 由上可见 , 沃溪大断层为非顺层断层 , 在走 向上 , 与 马底驿组地层 约呈 1 5 ~5 O 。 的交角相 互斜切; 在倾向上约呈 5 。 ~1 O 的交角相斜切, 且地层较缓 , 断层较 陡, 但均为缓斜产状 维普资讯 第 1 3 卷第 2 期 黄瑞华荨 湘西金矿沃凄断层特征厦其截矿意义 4 1 1 4 1 0舶 田 2 沃 溪大断层与地层美 系略圈 Hg. 2 S k e t c h s h o w i n g r a la t i o n b e t we e n Wo x i f a u l t a n d t h e s t r a t a 加油站 剖画 . 文字符 号同图 1 圈 3 盘 儿山矿段 断层 、 地层和矿层 脉 三 者美 系略 圈 Fi g 3 S k e t c h s h o wi n g r e l a t i o n a mo n g f a u l t s i n Yu e r s h a n o r e d o ma i n St r a t a a n d o r e l a y e r s R 蚀 变岩O 主抹O . 支脉其它符号同 图 I . 2 沃溪大断层是 张剪性 断层 到目前为止 , 颇多的报告、 论文和专著把沃溪大断层确定为具压扭性和逆掩 、 推覆性质的 断层 。本文认为沃溪大断层是张剪性断层 , 其理 由如下 1 沃溪大断层是向北缓倾斜的断层 , 其上盘 北盘 为较新地层 白垩系、 震旦系和五强溪 组; 下盘 南盘 为较老地层 马底驿组 。至今还未见到上盘分布有较老地层和下盘分布有较新 地层 的现象。按构造地质学对断层性质的基本分类 , 它应属正断层范畴。 2 沃溪断层带 内脆性变形十分发育, 其构造角砾岩带 可厚达 9 1 1 1 。破碎构造呈角砾状和 糜棱状。角砾大小不等, 大者 5 0 c r i t 3 0 C 1 Y t , 小者 1 mm~2Ⅱ I m。角砾成分主要为变质砂岩 、 板岩等 , 胶结物为泥质 、 砂质、 硅质和碳酸盐 , 一般胶结 紧密。此外 , 还可 见到铁质和硅质角砾 岩 维普资讯 4 2 地质拽矿论丛 9 9 8正 断层带内还分布有碎粒岩带 , 带宽约 0 . 5 m 主要 矿物 成分 为石英 、 方解石 。石英 含量 8 5 %, 具二个粒径级 0 . 0 1 n 和 0 . 3mm 左右, 0 . 叭 mm 的石英呈粉 末状 或微蠕虫状 ; 0 . 3 mm 左右的石英颗粒呈次棱角状 、 港湾状。二者杂乱分布 , 无定 向显示 , 且波状消光普遍。 方解石多以细脉状产 出。岩石为碎粒结构 、 细碎斑结构 。 由构造角砾岩和碎斑岩的岩石特征, 显见它们都 是张应变条件下的产物 , 可见沃溪断层具 张性断层特征。 但为什么一般又把沃溪大断层认定为具有逆掩 、 推覆性质 的压扭性 断层 呢可能原 因有 一 1 沃溪断层构造岩中见有一条分布较为稳定的断层泥带 , 具千枚状构造, 主要 由层状硅 酸盐牯土矿物组成, 显示有定向构造 。由此 , 故沃溪大断层应为压性断层 , 具逆掩 、 推覆性质。 2 湘西金矿现今产于沃溪大断层之下 , 赋存 于马底驿组地层 中的矿层 层脉 系 包括 I一 Ⅶ号矿层 与断层距离不等 , 小褶皱构造发育, 剪切型的条带状构造显著, 各单矿层相互之问大 致平行, 显示出层滑性质, 而沃溪大断层又具顺层性质, 因而二者在形成上具有一定的时空生 因联系 在构造作用下, 先褶皱并引起层滑 , 继续作用产生断裂, 具逆性或压性特征 , 故沃溪断 层至少在早期具有挤压 、 逆掩和推覆性质。 但是这些理 由是不充分的 , 因为 1 断层泥在张剪性断层中产有并不少见。在张剪性 断层 中, 缓倾斜断 面受 力作用较大, 可产生断层泥。沃溪断层是缓倾斜的张性 断层, 断层泥发育并不奇怪 , 而且又是位于马底驿组 紫红色板岩岩性中, 更使人易于理解。此外 沃溪大断层 的断层泥特点亦表明逆掩 、 推覆证据不 足 该断层泥含有 2 0 %的角砾 , 角砾成分与围岩基本一致 , 有板岩 、 石英 等角砾 。角砾呈椭 圆 状 、 眼球状和棱角状等。断层泥的定向构造并不十分强烈 和显 著, 显微照 片中, 条带状和条纹 状构造不明显。 2 湘西金矿矿层层脉系条带状构造和糜棱岩掏造很发育 , 但是它也存在着十分发育的张 性构造 , 如碎裂构造和角砾状构造呈不同规模大小和等级 , 各处 均见有分布 , 亦存在有构造角 砾岩 , 如条带状热液石英胶结 的构造角砾岩 含千枚岩角砾达 3 0 %, 角砾大小不一 , 为 O. 2 5 ~ 1 0 n 一 棱角状 , 分布不均 、 含金黄铁矿化热液石英胶结的构造 角砾 岩 含绢云母千枚岩和变 质粉砂岩的角砾达 6 0 %, 大小不等 , 为 0 . 2 ~2 0 n , 棱角状 , 分布不均 和石英黑钨矿矿石构 造角砾岩 板岩角砾含量达 2 0 %~2 5 %, 角砾大小为 0 . 5 ~1 3 0 ri l l S 1 , 棱角状 , 分 布不均 等。这 些构造角砾岩很显然均为矿石。总体来看 , 湘西金矿层脉矿层 主矿层 为地层 马底驿组紫红 色板岩 一 张剪性层滑构造带一 矿层层脉带的“ 三位一体” 。可见 , 层 脉矿层的结构构造 , 也不 能 反映出沃溪断层具有逆掩 、 推覆性质 。 由上可见 , 沃溪大断层属张剪性断层。这个认识很重要 , 因为它涉及到断层上盘等地段的 找矿 问题 。 由地表地质 图 1 还可推定 沃溪大断层具有北盘西穆 , 南盘东移的水平剪切活动 。 维普资讯 第 1 3 卷第2期 黄瑞华等 湘西叠矿最溪断层特征及其拽矿意义 4 3 3 沃溪大断层有矿化和成矿活动 在与湘西金矿成矿作用 的关系上 , 一般认 为沃溪 大断层是成矿 前断层 或是成矿后 断层。 前者认为袄溪断裂只起着导矿的作用; 后者认 为断层对矿体起着破坏 的作用。但是许多资料 表明 。 沃溪断层带 中有热液蚀变 、 矿化现象 和成矿活动。 1 蚀变作用 在断裂带中可见石英脉 、 硅 化 、 粗晶黄铁矿化现象。靠近 主滑面附近 。 退色 化作用强烈。 2 断层带具有成矿元素地球化学的高含量 1 1个断层角砾岩样分析 , 含金 0 . 3 3 1 0 ~ 0 . 5 1 0, S b 0. O 1 %~O . 1 %, Wo 3 0 . O 1 %~0 . 1 7 %。在袄溪 断层下盘的断层 泥 / q 0. 0 5 ~ 1 . 1 2m; 平均厚 0 . 3 3m 平均含金达 1 . 1 91 0 ~。鱼儿山矿段 内沃溪断层带 内成矿元素含量 增高更为明显 表 1 。 表 1 量儿 山矿段沃 溪断层带 内成矿元 素含 量分析 Ta b l e1 An a l y s i s o f o r e e l e me n t si nt h ef a t t l t z o n e . Yu e r s } mn d o ma i n 上盘破碎带 断层泥 矿 柱 A u / 1 0 s b / 1 0 w WO / 1 0 A u / 1 0 s b / 1 0 w WO / 1 0 东 矿 柱 1 . 0 3 5 0. 0 2 1 0 . 0 3 1 0 9 4 0 . 0 2 5 0. 0 1 6 西矿柱 1 . 0 2 7 0. 0 5 7 0. 0 1 5 1 2 7 0 . 0 5 4 0. 1 8 3 马家院矿柱 0 . 7 5 0. 0 1 5 / 1 0 0 0 0 2 5 / 3 断层带人工重砂 中的有用金属矿物含量高 采 自袄溪断层带 内的人工重砂研究结果显 示, 个别样品见到 自然金 1 ~3粒 , 但辉锑矿和 白钨矿 比较普遍 , 白钨矿达 1 ~l 3粒, 辉锑矿 0 -- 5 0粒 , 辉锑矿和 白钨矿颗粒粒度在 1 0 0目左右 ; 此外还有黄铁矿 数粒~1 0 0多粒 和方铅矿 0 --2 5粒 ; 且偶见有辰砂 、 磁铁矿 、 电气石等矿物。 4 沃溪断层带中赋存有矿体 例如 , 袄溪大断层 控制着鱼儿山矿段主要矿体 的形态和规 模 。该矿段主矿脉赋存于沃溪大断层下盘破碎带 中, 处于马底驿组紫红色板岩顶部 图 3 , 即 主矿脉含矿石英 脉呈较规 整的大脉, 紧靠袄溪 大断层 产 出, 走 向东西 , 倾 向北 , 倾 角约 2 0 。 ~ 3 0 。 ; 个别矿体充填在变质砂岩与紫红色板岩之间断裂面上。 赋存的矿体还受到沃溪 断层的改造作用而富化 , 如西矿柱石英脉矿体紧贴袄溪大断层产 出, 因而比其它矿柱厚度大 , 品位好 表 2 。 东矿柱较西矿柱差 , 其与沃溪断层间隔了一层蚀 变板岩 。 鱼儿山 v. 脉沿脉坑道已揭露出袄溪 断层是该脉顶板 , 二 者的关 系亦 反映出改造富化作 用。如 9 0 8矿块 和 9 0 7矿块矿脉直接产于袄溪断层 底部 , 矿脉厚度大 , 品位高 , 而 9 0 4矿块矿 脉与袄溪断层间隔一层蚀变岩 厚 0 . 1 ~0 . 5 m不等 , 矿脉厚度就小 , 品位较低 表 3 维普资讯 地质找矿 葩丛 9 9 8拒 裹 2 鱼儿 山矿段矿体 、 矿脉厚度品位裹 b l e 2 Th i s k l l a n d g r a d t L f h o d . Yu e r s h a n d o ma i n 品 位 矿体名称 矿体 度/ m Au / 1 0 f S h ] , 1 0 wo; / 1 0 东矿柱 2 1 2 6 . 4 3 O 7 l 0 . 3 0 西 矿 柱 4. 0 5 7 . 0 1 I . 5 0 0 . I 6 马家 院 I . 4 4 3 . 7 6 0 0 0 8 0 . 4 5 胡家 台 l 4 7 3 . 9 4 0 . 0 0 1 3 0 . 3 8 沃溪断层的这种改造富化成矿作用可 以称之为构造成矿作用或断裂构造成矿作用 。 裹 3 鱼儿山沃溪大断层与 vl 脉犀度品位的关系裹 T a b l e 3 Re l a t i o n of W o x i F a u l t t o t h i c k n e s s a n d e o f VL o r e v e i n, Yu e r s h a n d o ma i n 矿体厚度及 品位 矿块号 v-脉与祆澳断层关系 矿脉 w A u 】 / 1 0 w S b / 1 0 。 “ } w WO j / l t 9 0 4 夹破碎带 l I l l 9 0 7 紧贴 , 局部夹破碎带 l 8 8 1 . 3 5 1 . 5 9 I 8 8 9 0 8 紧贴 1 3 8 1 . 7 7 0 . 5 l 『 6 2 5 5 湘西金矿 同位素年 龄资料对成 矿活动的佐证 沃溪矿段 3号 脉铅 同位素年龄为 8 0 8 Ma , 4号脉为 6 3 6 . 1 8 Ma和 6 3 9 . 9 3 Ma , 紫红色绢云母板岩的 K A r同位素年龄为 2 8 1 . 3 0 Ma , 最近测得的金矿石英流体包裹体的 R b S r 同位素年龄为 1 4 4 Ma ; 鱼儿 山矿段 l号脉二个含金 黄铁矿的铅同位素年龄为2 2 1 Ma 和2 4 4 Ma 。这些年龄数据至少可以佐证沃溪断层在印支期 一燕山期 构造运动时 , 对成矿有积极的叠加改造作用 即断裂构造成矿作用 。 4 沃溪大断层的找矿意义 M 当前来看 , 强调沃溪 大断层的不顺层性 、 具左行张剪性质和有成矿 活动, 具有颇 大的找 矿意义 4 . 1 矿区深部找矿意义 以往多认为湘西金矿的层脉矿层 , 矿体似乎均位于沃溪大断层下盘 , 而上盘却只有五强溪 组地层 , 不存在有矿层。但是沃溪大断层的不顺层性 、 左行张剪性质以及倾 角大于马底驿组地 层和层状矿脉系 , 估计它在深部可能切错矿体 , 因而在深部的上盘可能分布有马底驿组地层和 层脉矿层及矿体。因此在深部存在着另一个具寻找工业矿体前景的新地域 即上盘 , 图 4 。 此外, 由于具有叠加改造成矿作用的沃溪大断层与金矿矿层层脉 、 矿层蚀变带在粟家溪一 鱼儿山这一带相汇合交接, 因此从理论上来说 , 这 一带深部应存 在找 矿前景 和发现富矿的可 能 , 尽管目前这一带的地表和浅部的成矿不大理想。 维普资讯 第 1 3 卷第 2 期 黄瑞华等 湘西金矿沃澳断层特征及其找矿意义 45 4 2 边部找矿意义 湘西金矿 的找矿和探矿工作在侧重矿 区东部 的同时 , 亦应抓紧西部探查, 即鱼儿山及 以西红岩 溪等地 的找矿和探矿工作 。该西部地域涉及到在 沃溪大断层上 、 下盘和断裂带中的找矿 , 以及矿 区 向西部 的扩 展 问题 。这 些 问题 具 有 突 破性 意 义 , 即很有可能发现具有规模性的新矿床 。 4 . 3 区域 找矿意义 围4 沃溪大断层与矿层层脉带产状关系围 g . 4 c u r r a n c e W [ x i F a u l a n d o r e v e In 从湘西金矿及沃溪 大断层以北的区域构造来 。 D s 看 , 红岩溪一 沃溪一沈家垭这 一列金矿床 南 组 符号 说明见图I 位于区域 向斜南翼一侧的马底驿组地层中 , 巧合 的是在这个 区域向斜北翼一侧的马底驿组地 层中. 也沿近东西 向断裂由南西西至北东东分布有洞子冲 、 清捷河 、 金竹溪 、 小桃源等一列金矿 点 北组 。两组金矿似成一对称分布 , 均受断裂和马底驿组地层控制。北组 中的小桃源金 矿的成矿较好 。因此可加强北组金矿地带 的找矿地质工作 , 以扩大 区域找矿远景和提高区域 找矿效果 。 4 . 4 寻找新类型矿床 的意义 湘西金矿鱼儿山矿床的成矿和控矿特征与沃溪矿床有所差异 。该矿主要赋存于沃溪断层 带内, 受到断裂构造的改造富化作用 , 矿体破碎作用强烈 , 硅化厉害 , 并显示出一定的特富特厚 的特点 , 因此似可考虑归属于断层破碎带蚀变岩型矿床。 湘西金矿北东 1 2 k m 处的海沙坪产 出有 断裂构造控制 的金矿 脉, 矿 床达中型规模 ; 湘 西 金矿 区东部唐浒坪等地产出有破碎带蚀变岩型金矿脉; 湘西金矿矿 田内产出有裂 隙型矿体 , 由 这些可见 , 今后在湘西金矿深、 边部及外围要注意寻找断裂破碎带蚀变岩型金矿 。对这种类型 金矿 的找矿勘探工作 , 应与层脉矿床 的找矿勘探工作有异。 本文承湖南省黄金管理局吴琨琪和湘西金矿 彭炳根等高级工程 师提 出宝贵意见 , 成文过 程中参考和引用 了湘西金矿及有关单位的资料 , 在此一并致谢 参考文献 1罗献林 , 等. 论湘西沃溪金锑钨矿床 的成 园 地 质与勘探 , 1 9 8 4 、 7 2 包正相 湖南西部层控锑矿床 矿床地 质, 1 9 8 9, 4 3 袁渤 湘西沃澳断裂带构造地球化学 的研究 . 大地构 造与成矿 学 1 9 9 1 , 1 5 2 4 中国人民武装警察部队黄金指挥部 . 湖南 省援溪式层控盒矿 地质 地震出版社 , l 9 9 6 5雷 鸣波 湘西援溪金锑钨矿床控矿构造及 其找矿意义 黄金 , 1 9 9 8 , 1 维普资讯 地质拽矿论丛 I 9 % 年 CHARACT ERS 0F W OXI F AULT AND THEI R PROS P ECTI NG I M p0RTANCE T o XI ANGXI GOLD DEP OS I T NG R【 Ⅱ c g 曲口l n x t i t u t e o f G e o t e c t o n i s . A c a d e mi a S i n i c a . C l m n g m 4 1 0 0 1 3 T a n B Li u Z h e n g g e n Y a n g Mi n g J i a n h u a Xfa n m “ C o ldMi n e , Y u a n t i n g. H“ 搬 , 4 1 9 6 0 7 Ab s t a c t I n Xi a n g x i d mi n e , W o x i f a u l t we t s g e n e r a l l y b e l i e v e d a s a b e d d i n g a n d r e v e r s e d f a u l t an d i s o f o v e r t h r u s t a n d n a p p e c h a r a c t e r s . Ac c r i ng t o r e l mi o n a mo ng t h ef a u l tan d s t r a t u m and o re b e d, t h e f e a t u r e s o f t e e t o n i t e s , an d i n t e r r e l a t i o n o f t h e f a u l t a n d o re b o d y, i t i s a t e n s i l e - s h e a r n o r ma l f a u l t . I t i s c h a r a c t e ri z e d b y h igh me t a l l o g e n i c e l e me n t s a n d h i g h h e a v y mi n e r a l s a n d a l t e red f r a c , t u r a l r o c k t y p e A u o re b o d y Yu e r s h a n . I s o top i c a g e d e t e r mi n a t i o n s h o ws mu l t i s t age and mu l t i p h a s e a c t i v i t i e s . Th e d i p a n g l e of Wo x i t e n s i l e s h e a r n o r ma l f a u l t i s s t e e p e r t h a n b e d d e d o re v e i n s y s t e ms . I t ma y c u t t he o r e b o d y i n d e e p p o s i t i o n 8 0 t ha t t h e r e i s t h e f o r e g r o u n d of l o o k i n g f o r o re b o d y i n h , g i ng wa l l a t d e p t h. I n a d d i t i o n, t h e r e a r e t h e f o r e g r o u n d s t o l o o k f o r o re d e p o s i t s i n Yu e s h a n a n d Ho n g y a n x i d i s t ric t s , e t c . , i n w l e s t e r l l 8 o 2 t o r o f W o x i f a u h, a n d Do ng z i e h o ng Xi a o t a o y u an z o n e o f n o r t hern p a r t a swe l 1 . Ke y W o r d s W o x i t e n s i l e - s h e a r no r ma l f a u l t , p r o s p e c t i ng i n h a n g i ng wa l l o f f a u l t ed d e p t h, Xi an . g x i Go l d M i n e 维普资讯
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