马元铅锌矿角砾岩成因机理探讨

【前言】马元铅锌矿角砾岩成因机理探讨由文秘帮小编整理而成，但愿对你的学习工作带来帮助。矿区内出露的地层主要为上震旦统灯影组（Z2dn），其次为下寒武统郭家坝组（∈1g），由老至新分述如下： 1.上震旦统灯影组（Z2dn） 分布于矿区北部，区域上厚度约500米，出露面积占矿区总面积的65-70%，北与元古界麻窝子组（Pt2-3Hm）火山岩呈角度不整合接触关系；南与...

摘要：随着矿产普查与勘探工作的不断深入，大量的地质资料都已表明，角砾岩与成矿有着非常紧密的联系，这使得地质科技人员在找矿勘探过程中对角砾岩研究引起了足够的重视。本文主要来研究马元铅锌矿角砾岩的成因。

关键词：角砾岩；成因；马元；铅锌矿

一、矿床地质特征

马元铅锌矿位于扬子地台北缘碑坝穹隆构造的南缘。碑坝穹窿是马元铅锌矿的主要控矿构造之一。前震旦基底岩系构成碑坝穹隆构造的核部，震旦系以来的盖层则围绕核部呈带状分布，构成碑坝穹隆构造翼部。翼部盖层中发育宽缓的复式向斜构造，受灯影组角砾状白云岩层位控制，铅锌矿体围绕穹隆核部呈带状展布。

（一） 矿区地层

矿区内出露的地层主要为上震旦统灯影组（Z2dn），其次为下寒武统郭家坝组（∈1g），由老至新分述如下：

1.上震旦统灯影组（Z2dn）

分布于矿区北部，区域上厚度约500米，出露面积占矿区总面积的65-70%，北与元古界麻窝子组（Pt2-3Hm）火山岩呈角度不整合接触关系；南与上覆下寒武统郭家坝组地层呈平行不整合接触关系，东西延展出矿区。地层走向总体近东西，倾向150°―210°，倾角为44°―60°。可分为上、下两个岩性段。

（1）灯影组下段（Z2dn1）

下部为底砾岩，厚度5-10米，直接以高角度不整合于基底岩系之上。

上部为青灰色长石石英砂岩、含砾长石石英砂岩，该层厚度约26-40米。

（2）灯影组上段（Z2dn2）

按岩石中沉积层理发育程度和岩石结构由下至上可细分为四个岩性层：

①中、厚层状白云岩（Z2dn21）。

②条纹状白云岩（Z2dn22），下部岩石基本无蚀变，矿物成份变化不大，而上部岩石具黄铁矿化，显示近矿围岩蚀变。

③角砾状白云岩（Z2dn23）

为矿区内主要的含矿岩石，呈东西向分布于马元矿区中部，以独有的角砾状构造区别于矿区内其它的白云岩。

④纹层状白云岩（Z2dn24）

以纹层状构造发育为主要特征，纹层主要指原始沉积层理，局部表现为石英及方解石组成的细小纹层，该层中见深灰色隐晶质硅质条带。

2.下寒武统郭家坝组（∈1g）

分布于矿区的南部，位于上震旦统灯影组（Z2dn）的上盘，占矿区总面积的25-30%，与下盘纹层状白云岩（Z2dn24）呈平行不整合接触关系，根据岩石结构及矿物成份可分为两个部分。

下部（∈1g1）：为炭质板岩，在14-24线间下盘发育宽约30-40米的粉砂质板岩。

上部（∈1g2）：下段层理发育，为薄层状灰岩；上段为巨厚层灰岩，断续分布于矿区南部高山顶或山脊之上。

（二） 矿区构造

矿区位于碑坝穹窿的南缘、基底与盖层构造的接合部位，但位于盖层构造中。矿区构造整体表现为东西向延展、南倾的单斜层，以断裂构造为主。

F1断层：分布于矿区的北部，矿体底板中-厚层条带状白云岩地层中，走向70°-75°，倾向南，倾角50°-65°，属朱家河―尖硐子断层旁侧次级派生断层。矿区内全长2800米，东、西两端均沿走向延伸出矿区范围。局部表现为短距离的移动，为一系列层间滑移面组成，这些滑移面主要为原地层的层理面及缝合线等，由于层间的相互滑脱、移动，使岩石相互摩擦，在层理面上可见0.2-3cm厚被研碎成泥状白云岩粉末。由于相邻岩层的相互摩擦，使岩层间的缝合线消失，接触面变得光滑平整。

二、角砾岩的分布层位及特征

马元铅锌矿角砾岩带顺层产于碑坝穹隆构造周缘上震旦统灯影组上段第三岩性层（Z2dn23）中。灯影组地层底部多具底砾岩，下部为碎屑岩建造，上部为碳酸盐建造，属海陆交互相-碳酸盐台地相沉积。其中角砾状白云岩为矿区内主要的含矿岩石，呈东西向分布于工作区中部，以独有的角砾状构造区别于矿区内其它的白云岩，总厚度约78-120米，根据岩石的结构及角砾状构造的发育程度，可细分为三个部分。

下部：灰白色，局部呈深灰色，细晶结构，角砾状构造偶见，初裂岩发育，局部层理较清晰，矿物成份以白云石为主，含量约85%，次为石英、地沥青等，偶见星点状分布的闪锌矿。角砾状白云岩与下盘条纹状白云岩为断层接触关系。

中部：新鲜面呈灰色、灰白色，一般肉眼难以看见晶粒的轮廓、细晶结构，角砾状构造发育，地表风化后呈褐红色蜂窝状，为区内主要的含矿岩石。矿物成份由角砾及胶结物两部分组成，角砾呈灰白色、由浅色白云石组成，直径相差较大，一般1-3cm×15-50cm，个别可达50-70×80-100cm，棱角分明、局部地段角砾中见原始沉积层理，角砾具碎裂结构、一般在角砾中不含或含少量闪锌矿（星点状），但在碎裂结构发育的角砾中沿裂隙充填有稀疏闪锌矿细脉，胶结物呈深灰色，相对角砾来说颜色较深、闪锌矿化较强时，胶结物呈深灰色、棕红色，局部地段氧化后呈褐红色、黄褐色，主要组成矿物为细晶白云石、隐晶质石英、重晶石、黄铁矿、闪锌矿及方铅矿等。

上部：灰白色、细晶结构、碎裂结构，致密块状构造，局部见角砾状构造，矿物成份以细晶白云石为主，次为石英、地沥青、方铅矿、闪锌矿等，从颜色上较中部角砾状白云岩变浅，具褪色化、硅化等特征，角砾状构造发育地段，方铅矿化、闪锌矿化相对较强。一般岩石破碎越强烈、网脉状裂隙越发育，沿这些裂隙常充填有地沥青或细脉状方铅矿、裂隙较大部位往往见团块状方铅矿，例如在PD871CM18S穿脉28.9-31.9米见沿裂隙充填的串珠状方铅矿团块。

三、马元角砾岩带岩石学及构造特征

根据朱大岗（1995）对构造岩的结构成因分类与命名，本区角砾岩根据岩石破碎的程度及结构形态可将其分为：初裂岩、构造角砾岩、碎裂岩三种。

初裂岩 是指岩石或岩层经地应力作用后，开始破裂，其裂隙较一般岩石中的节理为多，也更破碎，但尚未有显著位移的岩石，也可称为全裂岩。这是一种受应力作用最弱，变化轻微的构造岩类。研究区初裂岩主要见于角砾岩带的下部。主要表现为白云岩发生破裂，产生裂缝，岩石裂开，形成角砾。角砾成分为白云岩，大小一般约为0.3―20cm，最大者可达1m以上。角砾为棱角状―次棱角状，可拼接，角砾含量一般在80%―90%以上，其间空隙多为少量黑色的有机质和少量白云石、铅锌矿化等脉体充填。大部分角砾与胶结物之间界线清晰。

构造角砾岩 在初裂岩的基础上进一步发展，可形成构造角砾岩。一般是指断裂带中的岩石，由于断层两盘的相对运动，或引张、挤压和扭错过程中，发生脆性变形而使岩块坠碎、挤碎或搓碎，发生位移后，又被胶结所形成的具角砾状构造的岩石。也称断裂角砾岩。构造角砾岩的角砾之间有位移，位移距离大小不等，最小的为0.3cm，最大的可达10cm以上，但都是原岩在原地被破碎开的，位移量越小时，可拼性越好。角砾成分除了原地白云岩外，还有一种灰白相间的条带状白云岩。在这种种条带状的角砾通常沿岩石裂隙分布，厚度小，通常为3-10cm，但具有一定的延伸规模。连续性较好。胶结物主要为重晶石、白云石，金属矿物。角砾与胶结物之间界线清楚。

按照应力状态可将构造角砾岩进一步分为：①张性角砾岩，②压性角砾岩，③扭性角砾岩。研究区主要发育张性构造角砾岩，局部可见具有压性和扭性特征的角砾岩和构造现象。张性角砾界面不平行、棱角尖锐、形态不规则、大小不等；角砾排列杂乱无定向，结构疏松、角砾间有空隙常见梳状脉、晶洞构造；角砾表面粗糙无擦痕或镜面。压性角砾形态为次棱角状、透镜状、椭圆状、角砾有压扁拉长和定向性。扭性角砾界面清楚整齐，多呈菱形、三角形、常见圆粒化、磨砾状、扁豆状，岩石致密、角砾间空隙甚少、细脉状外源物质多呈雁行排列。

碎裂岩 是指岩石在受到更大的应力作用下，遭受挤压、扭错作用形成的碎块所构成的岩石。由于断裂带的岩石遭受的应力性质不同，强度不同，碎裂的程度也有所差异。随着应力作用的强化，粒化加剧，粒级变细。岩石呈角砾状构造，角砾成分为白云岩，角砾相对较小，一般约为0.2―10cm。角砾多呈棱角状，无分选，分布杂乱，具有一定的磨圆度，但位移不远，胶结物主要为重晶石、白云石、有机质沥青。角砾含量约占到80%以上。

四、角砾岩成因机制

根据上述研究区角砾岩特征，研究区灯影组角砾岩带主要围绕基底呈环带状分布，受层位和基底隆起控制明显，初步认为研究区角砾岩主要为基底隆升导致的层间滑脱构造角砾岩。

滑脱构造角砾岩的形成：由于基底隆起导致隆起周缘灯影组脆性白云岩层受重力作用发生层间滑脱或滑动，由于上下岩层的相对运动，岩石受到引张、挤压和扭错应力作用，灯影组厚层白云岩脆性大，易发生脆性变形，初期以形成初裂岩和褶曲为主；局部裂隙中有早期有机质（早期沥青）和少量黑白相间的白云岩脉体充填；随着滑脱作用持续进行，而使岩块坠碎、挤碎或搓碎，形成具有张性角砾状构造为主的角砾岩，局部脆性岩石受力过大应力释放后产生碎裂岩。角砾岩带中局部可见规模较小的褶曲和不对称褶皱现象，也是滑脱构造局部剪应力或挤压应力作用的产物。

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作者简介：

石顺（1988―）男，汉族，贵州遵义人，长安大学地球科学与资源学院，矿产普查与勘探专业，2012级硕士研究生