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礦床圍巖蝕變特征

3.5.1 蝕變類型

礦床圍巖蝕變種類較多,主要為絹雲母化、綠泥石化、碳酸鹽化、矽化,還有黃鐵礦化、磁鐵礦化、白雲母化,表生期的風化作用有褐鐵礦化。

3.5.1.1 絹雲母化

在礦床中廣泛發育,主要分布在含礦花崗斑巖體內外接觸帶,為面型蝕變。絹雲母主要選擇交代斑巖中的斜長石斑晶或火山碎屑巖中的斜長石晶屑,斜長石斑晶被交代後仍保留斑晶外形(圖3.54)。而鉀長石斑晶或晶屑的絹雲母化甚弱。在強絹雲母化地段,絹雲母還交代斑巖基質中的微晶狀長石(圖3.55),或沿火山碎屑巖玻屑邊緣交代,形成較清晰的鑲邊結。交代充填成因的絹雲母多呈不規則脈狀沿構造破碎帶、隱蔽爆破相巖石或斑巖及火山碎屑巖微裂隙分布。蝕變而成的絹雲母為淺黃—淺黃綠色,呈細片狀、板條狀,集合體多呈鱗片狀,粒度細小,粒徑 0.03~0.05mm。總體上,礦田絹雲母蝕變延續時間長,從成礦早期到晚期均有絹雲母化。

圖3.54 含礦花崗斑巖中斜長石斑晶絹雲母(Ser)化

圖3.55 花崗斑巖中基質絹雲母(Ser)化

3.5.1.2 綠泥石化

綠泥石化在礦田十分發育,主要分布於花崗斑巖體中心部位,巖體邊部和靠近巖體的圍巖局部可見。表現為長石斑晶完全或不完全被綠泥石交代,但仍保留完好的斑晶外形(912隊,2005)。在強綠泥石化地段綠泥石還交代基質中的長石(圖3.56,圖3.57),綠泥石主要呈灰綠色。另外,在構造裂隙及層間破碎帶中也見有較強的綠泥石化,其主要呈脈狀、不規則脈狀(圖3.57)或網脈狀產出(912隊,2006)。

圖3.56 含礦花崗斑巖中晶形完整的綠泥石(Chl)

圖3.57 含礦花崗斑巖中團塊狀綠泥石化(Chl)

不同產狀和不同階段形成的綠泥石,其顏色有壹定的差異:早期形成的綠泥石為黃綠色,多呈細小纖維狀、扇形放射狀、束狀集合體;晚期綠泥石為暗綠色,以脈狀充填為主(圖3.58),呈線型分布;網脈狀綠泥石為黃綠色、綠色;灰綠色綠泥石與石英和鐵錳碳酸鹽礦脈壹起產出(圖3.59)。綠泥石的主要成分為含鐵綠泥石、蠕綠泥石(孟祥金,2008)。

3.5.1.3 碳酸鹽化

碳酸鹽化蝕變分布較為普遍,形成時間稍晚於絹雲母化及綠泥石化,發育在含礦花崗斑巖、流紋斑巖及火山碎屑巖中。蝕變礦物主要有鐵錳碳酸鹽及方解石等(912隊,2006)。

鐵錳碳酸鹽以MnCO3-FeCO3系列廣泛發育,其碳酸鹽的亞種有:富錳菱鐵礦、錳菱鐵礦、富鐵菱錳礦、富鎂菱鐵礦、鎂菱鐵礦、菱鐵礦。本次對鐵錳碳酸鹽進行了較詳細的礦床礦物學研究,詳見本書第4章4.2節。鐵錳碳酸鹽化主要表現為沿長石斑晶、晶屑的裂隙邊緣交代(圖3.60),呈不規則環帶狀;少量的呈粒狀集合體不均勻分布於早期綠泥石、絹雲母等蝕變礦物中,呈交代殘余結構(圖3.61)、鑲邊結構。交代充填成因的鐵錳碳酸鹽,呈集合體沿巖石裂隙交代充填,常與其他蝕變礦物(綠泥石、石英等)***生(圖3.62)。

圖3.58 暗綠色綠泥石(Chl)呈網脈狀填充在鉀長石(Kfs)顆粒間

圖3.59 含礦花崗斑巖中綠泥石(Chl)呈脈狀與鐵錳碳酸鹽(Fer)脈***生

圖3.60 鐵錳碳酸鹽(Fer)交代鉀長石斑晶(Kfs)邊緣,鉀長石斑晶邊緣呈鋸齒狀

圖3.61 鐵錳碳酸鹽(Fer)交代絹雲母化斜長石(Pl)(註意照片標註呈交代殘余結構)

圖3.62 鐵錳碳酸鹽(Fer)-石英(Qtz)-綠泥石(Chl)脈沿巖石裂隙交代充填

圖3.63 花崗斑巖裂隙中的方解石(Cal)細脈

(據孟祥金,2008)

方解石多呈粒狀集合體充填於巖石裂隙中(圖3.63),呈細脈稀疏狀分布,脈寬5~15mm,脈體壹般發育在含礦斑巖體的外帶晶屑凝灰巖中,距賦礦斑巖體數百米仍能見到方解石脈。方解石為白色,半自形—他形粒狀,粒徑0.2~0.5mm,屬礦田蝕變最晚階段的產物。

3.5.1.4 矽化

矽化或單獨產出,或與其他蝕變礦物緊密***生。主要產於花崗斑巖、流紋斑巖或火山巖中,呈致密狀或細脈狀產在斷裂、裂隙中(圖3.64),矽化後使巖石變得堅硬(912隊,2006)。在蝕變斜長石中,矽化形成他形粒狀石英,粒徑0.05~0.15mm,結晶程度較低。在蝕變鉀長石中矽化石英呈他形粒狀集合體不均勻分布(圖3.65),或沿蝕變斑晶、晶屑邊緣分布,呈鑲邊結構或完全交代原來斑晶礦物形成聚斑晶,有時矽化石英細網脈可切割斑晶或晶屑,有時沿裂隙充填,其脈幅可達10~25mm。矽化多與鐵錳碳酸鹽、絹雲母、綠泥石等蝕變礦物***生(孟祥金,2008)。

圖3.64 礦石中矽化石英(Qtz)呈他形細脈沿鐵錳碳酸鹽(Fer)裂隙充填交代

圖3.65 花崗斑巖中矽化石英(Qtz)呈他形粒狀集合體沿鉀長石(Kfs)邊緣及裂隙交代

3.5.1.5 黃鐵礦化

黃鐵礦化具有礦化與蝕變雙重意義,主要分布於斷裂破碎帶中及附近,呈中細粒—微細粒狀(圖3.66)自形狀產出,亦有呈(微)細脈狀及細脈浸染狀產出(圖3.67)。

圖3.66 含礦花崗斑巖中呈中細粒—微細粒狀自形—半自形黃鐵礦(Py)

圖3.67 含礦花崗斑巖中呈細脈浸染狀產出的黃鐵礦(Py)

3.5.1.6 磁鐵礦化

主要分布於斑巖體與火山巖中層狀鐵錳碳酸鹽巖的接觸帶,遠離接觸帶則磁鐵礦化明顯變弱直至消失,在下鮑礦區鐵錳碳酸鹽含礦層中較發育(圖3.68)。交代成因的磁鐵礦核部主要成分為錳菱鐵礦,說明蝕變磁鐵礦系交代層狀鐵錳碳酸鹽中的錳菱鐵礦而成。

圖3.68 銀鉛鋅礦石中半自形粒狀結構的磁鐵礦(Mag)分布在鐵錳碳酸鹽(Fer)中

3.5.1.7 白雲母化

較為常見,但規模小。斑巖中的黑雲母斑晶或微晶都被白雲母部分交代,沿解理有鐵礦物析出(圖3.69)。此外還交代絹雲母化斜長石,此種白雲母為細鱗片狀絹雲母重結晶而成,具花瓣狀外形。

圖3.69 花崗斑巖中黑雲母斑晶白雲母(Ms)化

3.5.1.8 赤鐵礦化

呈網脈狀、脈狀、角礫狀,充填於巖石裂隙帶中。赤鐵礦為紫紅色、赤紅色的粉末狀集合體,主要分布於銀路嶺巖體下接觸帶及外帶晶屑凝灰巖中(孟祥金,2008)。

3.5.2 蝕變作用期次

根據礦田內蝕變礦物組合在空間上的分布規律、蝕變礦物相互關系及蝕變脈體相互穿切關系,大致將礦田的蝕變作用劃分為早晚兩期(孟祥金,2008)。

3.5.2.1 早期蝕變

以絹雲母、綠泥石化蝕變發育為主,以及少量矽化。發生在礦田爆發較大規模的隱蔽爆破作用,形成隱爆角礫巖時期。這壹時期發生廣泛的水解作用(氫交代)形成了巖體內缺乏分帶的絹雲母化、綠泥石化以及少量矽化,主要表現為黑雲母、鉀長石、斜長石的分解,形成壹系列的含(OH)的片狀礦物,如綠泥石、絹雲母以及石英等,同時可有部分碳酸鹽出現,伴生彌漫狀均勻分布的黃鐵礦化。同時,在斑巖體侵入火山巖地層中的層狀鐵錳碳酸鹽巖層發生磁鐵礦化蝕變。在靠近斑巖體部位發育由錳菱鐵礦蝕變而成的磁鐵礦,遠離巖體則磁鐵礦含量明顯減少直至消失。

3.5.2.2 晚期蝕變

主要有兩種作用:壹種為早期的水解作用繼續進行,形成大量的絹雲母化與綠泥石化,並伴有少量的粘土化;另壹種為碳酸鹽化。本蝕變期大致分為3個階段:

(1)綠泥石-絹雲母化階段

發生在斑巖體內,蝕變礦物主要有綠泥石、絹雲母,其次有黃鐵礦、石英等。主要表現為綠泥石交代鉀長石斑晶,部分交代基質中的長石;絹雲母交代斜長石斑晶,偶見有絹雲母交代綠泥石礦物;石英與綠泥石、絹雲母壹起交代長石斑晶;黃鐵礦呈浸染狀分布。

(2)絹雲母-碳酸鹽化-矽化階段

主要分布於巖體接觸帶,遍及整個斑巖體。蝕變礦物主要有絹雲母、黃鐵礦、鐵錳碳酸鹽和石英,次有綠泥石。主要表現為絹雲母交代斜長石,部分交代鉀長石及早期綠泥石,鐵錳碳酸鹽往往疊加在綠泥石化鉀長石之上,矽化石英與絹雲母、鐵錳碳酸鹽壹起交代長石斑晶。

(3)碳酸鹽-絹雲母化階段

主要分布於巖體接觸帶及外帶火山巖,蝕變礦物主要有鐵錳碳酸鹽、絹雲母和方解石,其次有石英、黃鐵礦、螢石等。主要表現為鐵錳碳酸鹽交代長石斑晶或晶屑;絹雲母交代長石晶屑,部分呈細脈狀產出;方解石呈脈狀,分布於火山巖中;矽化石英往往與鐵錳碳酸鹽或方解石組成脈體,少數與螢石礦物組成脈體。

礦田的銀鉛鋅礦化作用主要發生在晚期蝕變的第二和第三階段。

3.5.3 蝕變分帶

從冷水坑礦田蝕變礦物組合及蝕變的空間分布看,礦化蝕變具有壹定的分帶性。礦田蝕變分帶主要受銀路嶺花崗斑巖體及其接觸帶控制,以銀路嶺花崗斑巖體為中心,蝕變類型和蝕變強度呈規律性的變化:綠泥石化普遍發育,以巖體內帶最強,向外逐漸減弱;絹雲母化在巖體內較為發育,在接觸帶最強,接觸帶兩側逐漸減弱;碳酸鹽化在巖體內帶外帶較強,而接觸帶相對較弱。綜合礦田蝕變礦物組合及蝕變程度的空間分布規律,由巖體內向外蝕變可以分為綠泥石-絹雲母化帶、絹雲母-碳酸鹽-矽化-黃鐵礦化帶及碳酸鹽-絹雲母化帶(圖3.70;表3.2)。

圖3.70 冷水坑礦田100號勘探線圍巖蝕變分帶

(據912隊,1988,有修改)

1—綠泥石-絹雲母化帶;2—絹雲母-碳酸鹽-矽化-黃鐵礦化帶;3—碳酸鹽-絹雲母化帶;4—上侏羅統打鼓頂組;5—上侏羅統鵝湖嶺組;6—下石炭統梓山組;7—上震旦統老虎塘組;8—花崗斑巖;9—鉀長花崗斑巖;10—閃長玢巖;11—推測斷層;12—實測斷層

表3.2 冷水坑礦田蝕變分帶特征及其礦化特點

(據孟祥金等,2008)

(1)綠泥石-絹雲母化帶

發育於巖體內帶,以綠泥石化為主,處於巖體中心,產出最大厚度300~350m,主要發育於-200m標高以上,蝕變程度中等—較強。在平面上呈不規則橢圓狀,剖面上呈大透鏡狀,部分出露地表,在帶中黃鐵礦化蝕變程度較強。蝕變礦物組合類型:綠泥石-絹雲母-石英-黃鐵礦,鐵錳碳酸鹽-綠泥石-絹雲母,局部見泥化-絹雲母-黃鐵礦(表3.2)。該帶中隱爆作用較弱,可見碎裂花崗斑巖,礦體規模較小,多呈透鏡狀,礦化以細脈狀和浸染狀相間產出。

(2)絹雲母-碳酸鹽-矽化-黃鐵礦化帶

大致圍繞綠泥石-絹雲母化帶分布,主要發育在巖體上接觸帶及近根部帶,蝕變範圍較廣。平面上呈半環狀,在剖面上表現為上厚(約200m)下薄(約50m)的特點,蝕變程度相對較綠泥石-絹雲母化帶強,大多已全巖蝕變,黃鐵礦化在該帶中蝕變程度最強。主要礦物組合為絹雲母-鐵錳碳酸鹽-石英-黃鐵礦、絹雲母-石英-黃鐵礦,少量的絹雲母-綠泥石-石英蝕變礦物組合。該帶不僅花崗斑巖的斑晶和基質均具較強烈的絹雲母化,同時又是隱爆斑巖、隱爆碎屑巖分布最多的地方,是主要鉛鋅礦體賦存的部位,礦體以似層狀產出,礦化以浸染狀為主,細脈狀次之。

(3)碳酸鹽-絹雲母化帶

位於巖體外圍火山碎屑巖中,厚50~150m,局部達300m,在巖體內僅20~30m,蝕變程度較強。在該帶中疊加有中等—弱程度的黃鐵礦化,蝕變組合為鐵錳碳酸鹽-絹雲母-石英。偶見隱爆作用後期熔化貫入碎屑巖的分布,僅有零星的脈狀礦化,以脈狀產出為主(孟祥金,2008)。

上述蝕變分帶並不具有明顯的界線,通常各帶呈漸變過渡關系,冷水坑礦田不具明顯的鉀矽酸鹽化蝕變,而發育“氫交代”作用,矽化蝕變也比典型的斑巖銅(鉬)礦床的弱。冷水坑礦田的面型蝕變類型及其分布規律說明含礦斑巖形成於較為開放的環境,由深部巖漿房分異出來的揮發組分在斑巖頂部沒有形成大規模的集聚,由此形成的流體溫度下降迅速,未與斑巖和圍巖發生較為充分的反應。礦田大量發育與礦化密切相關的“氫交代”蝕變以及大量的碳酸鹽化蝕變,進壹步表明礦化主要發生在中溫階段(280~420℃)。