（构造地质学专业论文）大厂矿田长坡区地质体几何建模及控矿条件定量分析.pdf

中南人学硕十学位论文 摘要 摘要 论文结合广西华锡集团重点攻关项目“广西大厂长坡区成矿预测”的 研究完成的。在野外地质研究和工作区前人工作的基础上，运用陈国达院 士的“多因复成”理论，得出了该矿床的成矿模式一前期气水热液和后期 岩浆侵入叠加成矿。 将工作区钻孔原始编录资料、坑道原始数据资料、勘探线剖面图、岩 体顶板等值线圈等数据进行分析和提取，建立了专题数据库。 和课题组成员起运用数学地质、空间统计学、趋势分析等方法，在 统计软件s p s s 和笔者编写的程序中，对专题数据库的数据进行处理，建立 了地质体儿何模型。它包括：各相邻地层分界面模型，褶皱几何模型，断 层几何模型，岩体几何模型。 通过剥专题数据库中的数据处理，对各个控矿冈素的控矿作用进行了 定量化研究和定量指标的提取。定量化研究表明矿化的空间分布是与地层、 构造和岩体有一定的相关性。并与前人所认识的地质特征相对比，它们的 规律是一致的。 1 、矿化卒间分布与地层相关：主要的有利地层为大扁豆状扶岩、小扁 豆状扶岩、细条带状硅质岩央扶岩、宽条带状扶岩、硅质岩、狄岩页岩兴 硅质岩。 2 、矿化空间分布与构造的关系为：在f 1 断层上盘与断层最近距离约 3 lo 米的距离为成矿有利部位。 3 、矿化空间分布与岩体相关，相互关系为：离岩体顶面约7 0 0 米的地 带为s n 、z n 、c u 矿化富集中心，由该中心地带向两侧，量化指标s n 、z n 、 c l 的值逐渐降低：离岩体顶面约9 0 0 米的地带为p b 、s b 矿化富集中心， m 陔中心地带向两侧，量化指标p b 、s b 的值逐渐降低。 关键词：大厂锡多金属矿床，成矿模式，专题数据库，地质体几何模型，控矿 因素定量化 主堕尘望堡主! 堡笙苎 塑垩 a b s t r c t t h isw o r kw a sr e l a t e dt og u a n g x ih u a x ig r o u p ss p e c j a lm a j o r p r o j e c t ，“t h em e t a l l o g e n icp r o g n o s iso fc h a n g p od is t r ic ti nd a c h a n 譬 o r e f ie ld ，g u a n g x i ”b a s i n go nf ie l ds t u d ya n dp r e v i o u sw o r kint h e d is t r ic ta n d a p p ly i n g t h e t h e o r yo f “m u l t i p leg e n e s is a n d p o ly g e n e t ic 丌】in e r a l iz a t i o n ”，w h ic hw a sc r e a t e db yp r o f e ssorc h e n g u 。d a ，t h em e t a l l o g e n t icp a t t e r no fd a c h a n gt in n y p 0 1 y m e t a l l icore d e p os i twass e tu p ，w h ic hw a ss u p e r p o s e db yf o r e h y r o p n e u m a t ica n d l al e rm a g m a t ici n t r u s i o n int h isp a p e r ，t h ea u t h o rs e t a n dd e a l i n gw i t ht h ed a t a ，w h ic h d a t a ， s e c t i o nv ie wo fp r o s p e c t i n g b e d u ps p e c i a ld a t a b a s eb ya n a l y z i n g in c l u d sd r i l l i n gd a t a ， t u n n e l in g 1 i n ea n dc o n t o u rm a po fm a g a m a t ic a p p ly in gt h e 【e t h o do fm a t h e m a t icg e 0 1 0 9 y ，s p a c es t a t is t ics ， t r e n d j n ga n a 】y s isa n dp r o c e s s i n gd a t ao fs p e c i a ld a t a b a s ei n s e l f m a d ep r o g r a ma n ds p s s ，ag e o lo g ic a ls t a t is t ic a ls o f t w a r e ， is e t u pg e o m e t r ic a lm o d e lo fg e o lo g ic a lb o d ie s ，in c l u d i n gin t e r f a c em o d e l o f v a r io u sa d j a c e n lb e d ， g e o m el r i c a lm o d e lo ff o l d ， g e o m e t r ic a l m o d e lo ff a u l t ， g e o m e t r ic a lm o d e lo fr o c kb o d y a c c o r d i n gt od a t ao fs p e c i a ld a t a b a s e ，t h ea u t h o rs t u d yt h e q u a n t jt a t io no fv a r yo r e c o n t r o l l i n gf a c t o r sa n dd e f i n eq u a l i t y c r i te r ia ，c o n s i d e rt h a tt h er e l a t io nb e t w e e nth es d a c ed is t r i b u t i o n o fm i n e r a l iz a t i o na n d s t r a t u m ， sl r u c t u r e ， m a g m a t icr o c kb o d yis r e l a t i o n a li nsomed e g r e e t h ec o n c l u s i o n sa r es h o w e din1 in ew i t h p r c v i o u sg e 0 1 0 9 ic a lp o i n to fv ie w 1 、 t h er e l a t ionb e t w e e nm i n e r a l jz a t i o na n ds t r a tu m ：t h em a s t e r a d v a n t a g e d s t r a l u m sare 1 a r g e 1e n t ic u l a r l i m e r o c k ，s m a l l 1e n t ic u l a r l i m e r o c k ，t h i n b e n d e d l i m e r o c k 。t h ic k b e n d e d 一1 i m e r o c k s i l ic a l i ta n d1 i m e r o c ka n ds h a l es a n d w ic hs i l ic a l i t 2 、t h er e l a t ionb e t w e e nm i n e r a l iz a t iona n ds t r u c t u r e ：t h e c e n t r a l iz e dp l a c eo ft h em i n e r a l iz a t i o nd is t r i b u t i o na r ed r a d e s s m a l lb e n d e da n da tad is t a n c ef o r mt h ef a u l t a 譬ea b o u t3 1 0m i le s 3 、t h e r e l a t ionb e t w e e nm in e r a l iz a t iona n dm a g m a t ic r o c k ： t h e c e n t r a l iz e dp l a c eo ft h em in e r a l iz a t i o nd is t r i b u t i o no ft i na n dz in c a n dc u p r u m sa tad is t a n c ef r o mt h ec e n t r eo ft h em a g m a t ic r o c k s t o pa b o u t7 0 0m i l e s ：t h ec e n t r a l iz e dd l a c eo ft h em i n e r a l iz a t ion 中南人学硕十学位论文 摘要 d is t r ib u t i o no fp l u m b u ma n ds t i b i u misa tad is t a n c ef r o mt h ec e n t r e o ft h em a g m a t ic r o c k st o pa b o u t9 0 0m i le s k e y w o r d s ： d a c h a n gt i n n y p o l y m e t a l l ic o r e m e t a l1 0 9 e n t ic p a t t e r n ，s p e c i a ld a t a b a s e ， g e o m e t r ic a l g e o 】o g ic a lb o d y ，q u a n t i t a t i o no fo r e c o n t r o l l i n gf a c t o r s j l d e p o s i t ， m o d e lo f 原创性声明 本人声明，所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作 及取得的研究成果。尽我所知，除了论文中特别加以标注和致谢的地方外， 论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得中南 大学或其他单位的学位或证书而使用过的材料。与我共同工作的同志对本 研究所作的贡献均已在在论文中作了明确的说明。 作者签名：至羔：鲺日期：蔓竺l 年月卫曰 关于学位论文使用授权说明 本人了解中南大学有关保留、使用学位论文的规定，即：学校有权 保留学位论文，允许学位论文被查阅和借阅；学校可以公布学位论文的全 部或部分内容，可以采用复印、缩印或其它手段保存学位论文；学校可根 据国家或湖南省有关部门规定送交学位论文。 作者签名：垂垂i 煎导师签名勃! f 主日期：趔年蛳卫日 中南人。学硕+ 学位论文前言 自l 吾 、论文选题依据及磷究豹器静意义 随着现代科学技术和生产的迅猛发展，人类对矿产资源的需求日益增加，而 粳对应瓣是矿产资源越寒越少，戈其燕霹开采懿露头矿稔建表矿越来越少。一方 面是需求的增加，另一方面是可利用的供给减少，这是对非常尖锐的矛盾。疆 解决它，我们就必须找到更多的矿产资源，这墩就需要我们往矿区的深郏秘边郏 去探寻。 本论文结合广西壮族自治睡2 1 5 地质队的麓点攻关项目“广西大厂长坡区成 矿预溺”的磺究完成静。 广两大厂锡多金属矿是一个超大型的矿山，前人在这里已经做了大量的地质 王 乍，开采质变悠久，矿产资源嚣潺柩溻数阉鬏越寒越突密。邈行大厂矿区瀑帮 和边部隐伏矿体探测，对已有的资料再次开发，运用新方法新技术是扩大找矿途 径的一条重要途径，终为华锡鬟圜的持续、快遮、稳定发展提供足够的簸签矿滚， 调整矿山生产经营模式，改避选矿工艺，具有藿大的社会经济效益。 现在矿i j 在矿产资源开发的同时，还必须对一系列的社会问题尤其是经济阃 题作出考虑，这就需要成矿预溯工 乍其有狠强的预报毹力，瞧怒要获褥令人满意 的结果，不设法借助数学工具、不进行成矿规律和成矿预测的定量化是不可能的。 数学遮溪豹产生，表睽速覆学瀵入定羹亿陵段。数学撼蒺豹发羧使残矽鞭溺定爨 化成为可能。随着地质科学向怒量化发展，地质学和数学的必然结合，从而产生 了数学避质。数学地爱在“成矿规律秘成矿疆测”方藤的应用，导致矿床统计鞭 测这个学科的产生。矿床统计予贞测不仪提供了一种新的成矿预测方法，更加重骚 的是它提供了一种新的思维方法一数擎思维方式。本论文研究的目的，就是要在 大厂矿嗣多年来我矿效果良好的基础上，运用新技术、新理论，通过逡立圭氇质矿 产原始强料数据库和地质体模型，为以后开展隐伏矿床预测，继续以较低勘探成 本，搽获太量豹矿产资源，_ 并澄魂太厂癸整我矿静亵突破骰一整有益戆豹尝试。 本文通过收集大厂锡多金属矿区前人“海缀”的地质资料，参考各种相关论 文，对本区矿阑、矿露、矿俸蟪矮特缀分援秘黢矿逸爱条传分援，总缝出了矿床 的成矿规律和成矿模式并提取出控制和反映矿化空间分布的地质体和控矿因素。 运用数学地质蛇方法( 主要包撼数理统计方法、地质统计学方法、趋势分析方法、 等值线图等) ，褥出了矿山中鲰层、者体、构遗的数学模型，并透过它们之闯躺 相关性分析，进而推算出它们在空间上的相关性。通过将总个长坡区进行的立体 单元巅分，对各个擎元成矿_ i 莛雩亍顸 樊| | 。主要晌惹义有：l 、宅戆工佟鬟供了一套 控矿地质条件定量化的理论和方法。2 、有助于成矿预测向定擞化和自动化的方 自发震。3 、它将为华锈集墨撼供矿区深部积边罄及羚围鲍该测馕量，为掺导矿 山的生产和勘探工程的布置提供可靠的依据。 中南人学硕十学位论文前言 二、研究工作情况 作者作为课题组研究成员之一，参加了“广西大厂矿田长坡区成矿预测”课 题研究，研究工作大致可分为如下几个阶段： 1 、准各工作阶段( 2 0 0 1 4 2 0 0 l _ 7 ) 查阅检索国内相关中文期刊文献和科研报告。尤其是有关有关数学地质、空 间信息统计学及锡矿生产、勘探和工业利用方面的文献，并对其进行了综合分析 和评述。同时，还熟悉了各种软件丌发工具及某些系统功能丌发的实现，为课题 研究作了详细的准备工作。 2 、原始资料收集整理阶段( 2 0 0 1 7 2 0 0 2 9 ) 前后三次前往广西2 1 5 地质队和大j 一长坡区现场收集资料。其中主要包括： 1 ) 广西2 1 5 地质队原始资料的收集与分类整理 包括：各类地质矿产数据和统计数据，如：钻孔工程数据、探槽工程数据、 坑道工程数据、勘探线与中段位置数据、物化探数据、各类储量表格数据以及历 年来的水文测量数据等。 2 ) 大厂矿区实地考察 包括：对铜坑的1 0 0 # 、1 0 5 # 矿体，高峰的9 1 、9 2 号矿体进行现场调研。 目的：通过对各矿体的矿石、围岩的采样分析，对各种围岩蚀变和各种地层、 岩体等的现场观察，为以后的矿床的成矿模式和成矿规律做准备。 3 ) 大厂矿罔勘探资料与矿山生产资料的收集 包括：覆盖大厂矿用及外围的综合地质图、勘探报告；以9 1 、9 2 号矿体为 主体的勘探线剖面图、中段地质图、纵投影图、勘探报告：其它相关图件、报告 等。并建立长坡区隐伏矿体预测专题数据库。 目的：为矿体地质特征定性分析、地质体几何模型建立、控矿作用定量分析 与描述、矿床数学模型建立和隐伏矿体预测提供宏观指导。 3 、室内研究阶段( 2 0 0 1 1 0 一2 0 0 2 1 2 ) 将所收集的数据重新按专题要求分类整理，并输入计算机，建立起原始资料 专题数据库，并应用数学地质的方法对专题数据库中的数据进行处理，建立地质 体数学模型，分析它们之间的相互关系。并对各控矿地质条件定量分析及控矿作 用定量化。 4 、图表编制与编写阶段( 2 0 0 2 6 2 0 0 3 2 ) 在计算机中进行图件绘制并动手撰写论文。 三、 论文完成阶段及工作量 完成的主要工作量：野外累计工作11 0 多天；与课题组其他成员一起搜集研 究区各种探矿工程七百多个；采样化验数据两万多个；建立专题数据库一个，绘 图和打印l o o 多张，提交报告一份。 中南人学硕士学使论文 第一章矿区地质背景 1 矿区地质背景 1 1 区域地质成矿背景 广西大厂锡一多金属矿罔是我国著名的丹池成矿带的主体矿用。它包括 大型一超大型矿床7 处，中型矿床3 处，小型矿床及矿点多处。其中规模最大 的三个矿体分别是铜坑9 1 号、9 2 号层状矿体和龙头山f 高峰) 1 0 0 号矿体。矿田 内有许多切层的次生脉状矿体，在龙箱盖还有花岗岩，伴有矿体。 矿f 目内矿化类型多，而且极为复杂，已发现矿物近2 0 0 种，有2 0 多种金属 硫化物，近3 0 种硫盐类矿物。锡、铅、锌、锑、铜构成独立矿体，伴有银、砷、 硫等十几种可利用元素。尤其是硫盐矿物极为发育，其产出数量之大和种类之多， 堪称世界之最。 1 1 1 勘探史 广西大厂锡多金属矿嗣，被誉称为“中国的第二锡都”它位于桂西北云贵 高原南缘，跨越南丹、河池两县，整个矿田总面积1 6 8 平方公罩。 大厂矿阳地处桂北隆起与桂西拗陷结合部位，由丹池复式背斜主脊、大厂 次绒背斜及羊角山一八面山向斜组成。西部( 西带) 大厂背斜轴部分布有长坡 铜坑、巴力龙头山二个锡多金属矿区，其间有老长坡银一多金属矿区：中 部( 中带) 在丹池主背斜( 又称龙箱盖背斜) 西翼及向斜中有拉么中型矽卡岩 型锌铜矿床和大型茶山锑( 钨) 脉状矿床；东部( 东带) 龙箱盖背斜东翼冲断 层旁侧展布有大福楼锡多金属矿床和中型亢马锡多金属矿床。矿床规模巨大， 含量中等，以锡为主，还伴有大量的锌、铅、锑、铜、银、钨、和铟、镓、镉、 硒等稀散会属和硫、砷非金属矿产，可供综合利用【2 b 】。 矿阳最早的地质调查始于1 9 2 8 年，乐森浔在两广地质调查所年报第一 卷，主要记载矿区的地层、岩性和古生物的鉴定。继之有中央地质调查所丁文 江、李捷等分别著有“川广铁路线初勘报告”。1 9 3 9 年中央研究院地质研究所、 “西省政府组成联合调查组，完成大厂矿区1 ：5 0 0 0 ，车河、芒场矿区1 ：1 0 0 0 地 质图各一幅。1 9 4 7 年张文佑、赵金科等以及1 9 4 8 年徐克勤、王超翔等调查了矿 区地质矿产，编有广西南丹扶罗区钨锡矿报告。以上工作对丹池地区地质构 造、地层及长坡、巴力地表地质勾画出基本轮廓。 建国以来较大的勘探与研究作以下简要回顾。1 9 5 0 年李祖才等两次到矿区 调查，用奇携、莫柱孙、黎盛斯等到矿区调查，并编写有广西河池南丹矿区 考察报告。1 9 5 4 年成立平桂矿务局大厂锡矿；1 9 5 5 年二一五队由湘入桂进驻 大厂，先后开展长坡、巴力、龙头山等原生锡矿多金属矿区和平村、洪塘、同 车江、人厂街、冷水冲等砂锡矿床的地质勘查工作，及矿区外围填图工作，至 中南人学硕十学位论文 第一章矿区地质背景 1 9 5 8 年8 月，先后完成】：】o 力区域地质测量等工程、实物工作量，初步查明长 坡、巴力、龙头山原生锡多金属矿区的地质特征、矿体的赋存状态、变化情况 和沙坪等1 5 个砂锡矿；同年1 1 月提交广西南丹大厂锡矿原生矿床储量总结报 告书，探明金属锡储量1 4 万吨，锌5 1 万吨，铅2 1 万吨，锑1 0 万吨，铜2 万 吨，铟吨，镉吨，硒x 吨，镓吨。1 9 6 5 年，二一五队编 写提交广西大厂锡铅锌矿阳长坡区储量总结报告，累计探明金属储量：锡6 8 万吨，其中工业储量6 0 万吨；铅3 4 万吨，其中工业储量3 0 万吨；锌2 3 8 万吨， 其中工业储量1 8 5 万吨；锑2 7 万吨，其中工业储量1 1 万吨：银2 3 8 4 吨，镓1 7 6 吨，铟4 6 5 1 吨，镉2 3 0 吨。 1 9 7 3 年，冶金部决定对9 l 、9 2 号和细脉带全面丌发，并增建大型选厂，提 出大厂后备资源找矿任务。1 9 8 5 1 9 8 6 年，发现含银多金属锡矿体，发现具有 中型规模。 另外，二一五队也先后对巴力一龙头山矿区、拉么锡锌铜矿区、大福楼锡 多余属矿床、茶山矿区和亢马锡多金属矿床进行勘探，取得了重大突破。在此， 不一一描述。 人，是继云南个旧超大型锡矿之后探明的又一处世界级规模的锡矿床，过 去4 0 年中国内外地质学者做了大量研究工作，但是在许多基础理论方面，特别 在矿床成因方面，仍然存在很大分歧。陈毓川( 1 9 8 5 ) 认为大厂超大型锡多金属 矿床是花岗岩浆热液成因，并且在成矿序列等方面进行了大量的开拓性研究。早 在8 0 年代初期，蔡宏渊等( 1 9 8 3 ) 、叶俊等( 1 9 8 5 ) 开始研究大厂矿田泥贫纪海 底火山活动及喷流沉积成矿作用；之后愈来愈多的学者( 韩发等，1 9 8 9 ，1 9 9 4 ； 罗德宣、张起钻等，1 9 9 3 ：雷良奇，1 9 9 3 ) 研究认为，大厂长坡、铜坑矿区锡石 硫化物纹层与硅质岩纹层互层组成的条带状构造广泛发育，不具任何交代现象， 9 1 、9 2 号矿体具有热水沉积成矿成因特征，泥盒纪丹池裂陷熊地内喷流到海底 的热水不断提供了大量的硅质，同时也从笳地基底携带了丰富的sn 等金属成矿 元素，排放到海底的含矿热水聚集在有利部位形成矿体或矿化体。李明琴 ( 1 9 9 0 ) 、f um ( 1 9 9 1 ) 、叶绪孙等( 1 9 9 6 ) 的同位素研究结果表明，锡石硫化 物矿床与夕卡岩矿床及锑钨石英脉矿床具有不同的特征。前者以6d 值低为特 点，并且锡石包裹体中6d 值与c h 4 c 0 2 比值呈正相关性( f um 等，1 9 9 1 ) ，指 示了一种富含c h 4 和低6d 值的成矿热卤水；后者的成矿流体是一种岩浆水与 大气水的混合热液。但大多局限于矿床成因、矿物学等方面，已有岩浆热液、层 控或叠加改造和海底喷流等认识，但均未对超大型矿床的特殊性进行全面系统探 讨。 中南人学硕十学位论文 第一章矿区地质背景 1 1 3 区域地层 拗陷内出露的地层有泥瓮系至三叠系，为浅海相类复理石碳酸盐岩建造， 沉积厚度近8 0 0 0 米1 2 “。 区内各时代地层锡、钨、铂、锑的丰度值与涂里干、魏德波( 1 9 6 1 年) 所 作的世界同类岩性的丰度值相似，仅锌元素在砂岩、灰岩中稍高。 从元素的时、空演化可以看出，钨在四堡群中含量较高，在以后的各时代 地层中含量变化均较稳定；钼在下泥衙统中较高，在其它各时代地层中，也有 较稳定的趋势；锡在中、下泥盆统含量略高于其它时代地层；锑则在寒武系、 泥镐系中偏高【2 “。 在大厂矿罔范围内，由于矿化的影响，地表泥盆系扶岩锡含量多在1 7 p p m 之问：长坡坑道内，则多在7 2 0 p p m 之问；而相同层位岩性在角岩化、硅化、 矽卡岩化时，锡增至4 0 2 0 0 p p m ，局部甚至达9 0 0 p p m 。在芙蓉厂矿阳范围内 些成矿元素在地层中的含量办普遍高于充拉克值。 1 1 4 区域构造 根薪i ；各时代岩相、古地理特征分析，在广西境内可分为三大演化阶段：前 寒武纪为陆缘槽盆，裂陷沉降强烈；加里东运动转变为台隆、台坳组合，裂陷 拉张有所减弱，但南部钦防裂陷槽并未因加旱东运动而闭合；海西运动则呈沿 涂大断裂带微裂解为狭长台沟与宽阔台坪型组合，海西运动钦防海槽闭合。中 生代桂两受特提斯扩展有较强裂陷，印支运动结束了广西全境的沉降，仅局部 有陆相衙地，燕山运动主要为断块挤压运动。所以华南褶皱系基底总体上在拉 张期是出强而宽的槽翁型裂解沉降逐步减弱为一些狭窄的台沟型的微裂解，而 闭合挤压期则为酸性岩浆活动递增的发展趋势，整个基底活动延续时间长川。 丹池成矿带是雪峰一江南隆起西南线的断裂带在海西一印支时期不断发 生断陷的地带，这晕有加里东褶皱基底，下泥搞统不整合于下志留统之上【2 “。印 支晚期至燕山期在此拗陷内发生了强烈的构造运动，形成丹一池地带北西向的 线形褶断带。此带的构造特征与四周邻区的构造面貌有明显差异，本带之东是 发育较平缓褶皱地区，至罗城一带即有元古代古老基底出露，因此属相对刚性 的块体；本带之东南为东西向的宣山弧形构造区，出露石炭系为主的地层，褶 断强度较本带为弱，岩浆活动微弱；本带之西为天峨南北向箱状褶断区，办就 是右江褶皱区，是一个盖层褶皱较平缓的相对刚性的块体。因此，印支晚期至 燕山期本带是属于不同构造块体之间经受构造一岩浆活动最强烈的地带，这也 决定了本带成矿的特殊性。 印支晚期至燕山期，本带的构造主要表现为两种类型例。一类是受北东一南 西向的挤压应力作用，形成北西向线性褶皱和断裂。一般褶皱是不对称的，背 中南人学硕十学位论文第一章矿区地质背景 斜北东翼平缓，南西翼陡峻，有的形成倒转背斜。背斜轴部常产出平行轴向的 逆断层或逆掩断层，办形成区域性的北西向大断裂。在断陷带中，由于作用应 力的不均一，各地段褶断的方向和强度有差异。断陷带中央区褶皱紧密，北西 方向褶皱呈反“多”字型平行排列，发育一系列倒转背斜，如丹一池大背斜， 大厂背斜等，并伴有背斜轴向的逆掩断层，这就是大厂矿阳的所在区；在断陷 地带的北西端芒场地区形成北北西向的短轴背斜，产出芒场矿罔；在断陷带的 东南端北香一血坪地区，分别形成东西向和南北向的短轴背斜，并有同方向的 断裂产出，产出五圩矿罔。在大的线型褶皱上普遍叠加次一级褶皱挠曲和断裂 裂隙，为成矿的重要部位。 另一类构造形式是南北向的基底断裂和断块。在断陷带内南北向基底断裂 大致以3 5 公里左右的等距离呈右行雁行排列。断裂两侧发生垂向的断块运动， 形成一些隆起区和其间的凹陷区。在隆起区出露有泥简系，在凹陷区分布有三 叠系。沿南北向基底断裂有煌绿玢岩、花岗斑岩、石英斑岩等岩脉分布；在隆 起带，如大厂矿阳尤为强烈。 这两类构造的结合，以及由此而产生的一些次一级构造，构成了大j 一矿带 地质构造面貌。对这两类构造形成的时间和相互的关系有各种认识。我们认为 很可能构造运动始于印支晚期，以北西向褶皱运动为主，并上升成陆；燕山期 除使已有褶皱复杂化外主要以断裂活动为主，并沿基底断裂发生岩浆活动，伴 随成矿作用。 1 1 5 区域岩浆岩 大厂矿带的岩浆活动可分出血期j ，最早的是中基一中酸性岩浆活动期。在 大厂长坡一铜坑矿区形成一种具透长石大斑晶偏碱性的中性岩，即煌绿玢岩， 这种岩石组成南北向的岩脉组，断续延长可达8 公里，分布于构造上处于中央 隆起带边缘的长坡一铜坑矿区西部。在后期侵入的花岗斑岩岩脉中常见其捕掳 体。另外，在后期花岗斑岩岩脉中见到一种具杏仁状构造的辉绿玢岩捕掳体， 但这种岩体( 脉1 至今在地表尚未找到。”，以认为办是本矿带早期岩浆活动的产 物。在芒场矿罔还见到早期产出的闪长玢岩和黑云石英安i i j 玢岩，呈岩床岩脉 产出。 第。：期是本矿带主要的岩浆活动期，为黑云母花岗岩侵入期，在大厂矿卜开 形成矿带最大的龙箱盖黑云母花岗岩岩株，这是一个由三次侵入形成的复式岩 体。第一次侵入含斑黑云母花岗岩，在岩体边部；第二次是主侵入期，形成中、 绌粒黑云母花岗岩岩株的主体；第三次是斑状黑云母花岗岩。先后期次花岗岩 问是不规则的塑性接触没有见到冷凝边、侵入角砾岩等情况。龙箱盖岩株在地 表出露面积( 9 0 0 m 标高上、下) 仅为o 1 9 平方公里，呈南北方向延伸。向f 到 零米标高，岩体面积达2 l k m 2 。一直向西南延到长坡一铜坑矿区的深部并有向下 继续扩大的趋势。岩体与碳酸盐岩地层接触处发育矽卡岩带及铜锌矿化，与泥 中南人学硕十学位论文 第一章矿区地质背景 质地层接触处地层强烈角岩化。在芒场矿田则产出细粒黑云母花岗岩岩株，是 隐状岩体，其项部强烈云英岩化，有钨、钼等矿化。 第三期岩浆活动形成花岗斑岩、石英斑岩等，均呈岩脉产出。在大厂的长 披一巴力矿床见到南北方向的花岗斑岩岩脉，在成矿前后均有侵入：在次乐区 穿入龙箱盖花岗岩株中有长英质细晶岩脉；在芒场矿阳出露的花岗斑岩和石英 斑岩岩脉都应属于本期岩浆活动的产物。 第四期岩浆活动形成白岗岩岩床，在狄乐区的拉么这类白岗岩穿切了矽卡 岩型硫化物铜、锌矿体。另外，在拉么的钻孔中见到穿于花岗岩岩株中黑云斜 k 煌斑岩岩脉，可能属同期产物。 第五期岩浆活动是成矿后的中、酸性岩脉，见于大厂矿区长坡一铜坑矿床 的坑道中。岩脉具冷凝边，含较多花岗斑岩和锡石一硫化物矿石的角砾。 大厂矿带的花岗岩类按其化学成分属铝过饱和钙碱系列岩石，计算成标准 矿物成分( c j p w ) 投入花岗岩类国际分类图表中，大厂矿田的各类花岗岩属花 岗岩和碱性长石花岗岩类；芒场矿田的石英斑岩属石英花岗岩类。 人厂矿带的花岗岩，其酸度高于一般的花岗岩，略低于世界含锡花岗岩和 南岭地区的含钨花岗岩。矿带主体花岗岩含锡在1 2 2 6 p p m ，花岗斑岩含锡4 1 9 8 p p m ，锂、铷、铯含量也较高，属含锡花岗岩。 大厂矿带各类岩浆岩的稀土元素随岩浆从早到晚的分期侵入，总量由高到 低，轻稀土含量由多到少，重稀土含量相对增高。早期侵入的玢岩铕亏损都不 明显，可能其岩源来自地慢。 对大厂矿田各岩浆岩的钟长石经测定( 陈毓川等，1 9 9 9 ) ，其有序度和所属 的长石系列为：煌绿玢岩的钾长石有序度为0 6 4 7 ，属高温透长石一高温钠长石 系列；斑状黑云母花岗岩的为o 7 7 7 中细粒黑云母花岗岩的为0 8 4 4 ，细粗花岗 岩岩床的为0 7 7 7 ，似伟晶岩的为o 7 3 6 ，白岗岩的为0 7 7 7 ，均接近于正长石系 列；含斑黑云母花岗岩的为0 8 1 8 ，花岗斑岩的为0 8 9 6 ，接近于最大微斜长石 一低温钠长石系列。结合成岩条件的分析，早期的玢岩脉显然是在冷却较快和 成岩温度较高的条件下形成的，到花岗岩体侵入时岩浆冷却已较缓慢，晶出温 度略低f ”j 。 从大厂矿罔龙箱盖黑云母花岗岩测得本区岩浆岩的最高同位素年龄值为 1 4 9 5 m a 。较新鲜的细粒花岗岩岩床的钟一氩法年龄为1 3 8 6 m a 。这可能接近 于岩浆主要活动期的年龄，主岩体中最晚结晶的斑状黑云母花岗岩同位素年龄 集中在8 5 m a 左右，这可能代表杂岩体最晚结晶的时间。芒场矿罔的主要岩体办 相当于这个年龄。岩浆活动的第一期( 玢岩活动期) 和第三期( 斑岩期) 因受 后期矿化的蚀变己无法测得成岩年龄。岩浆活动第四期白岗岩的年龄为8 1 8 4 m a ，可能代表其形成年龄。拉么龙箱盖黑云母花岗岩岩体的锶同位素初始值 为o 7 1 1 。龙箱盖岩体内中细粒黑云母花岗岩的氧同位素6 ”o 值地表的为+ 1 0 6 ，地下的为+ 9 0 ，斑状黑云母花岗岩的6 ”o 值地表的为+ & 7 ，这说明 是岩浆成凶的。 中南人学硕十学位论文 第一章矿区地质背景 根据对黑云母花岗岩中熔融包裹体的测定结果，熔融体初熔温度为6 8 0 7 l o ，均一温度为6 8 0 8 5 0 一1 0 1 0 。李瑛、潘江华等对该花岗岩进行溶化试 验，在1 0 1 07 p a 压力下该岩石的初熔温度为7 0 0 。据此分析，我们认为本 区丰花岗岩体岩浆固相线温度为7 0 0 左右，液相线温度为1 0 5 0 ，压力大干 1 0 1 07 p a ，因此，大厂花岗岩侵深约在3 4 公早，脉岩可能更浅。这与计算岩 体之上当时存在的地层厚度办是吻合的，泥俞系之上的岩层包括石炭系至三叠 系其3 3 0 0 米，岩体侵入于上泥龠统中、下部，再加上上泥盆统上部数百米地层， 因此，决不可能超过4 公早】。如果考虑到印支运动后上部地层开始被剥蚀，则 岩浆入侵时上覆岩层办就是3 公早上下，有的构造部位可能更浅。 综上所述，我们认为大厂矿带的岩浆岩，可能丌始来自地幔，为偏基性岩浆， 之后转为来自熔融基底岩层而成的花岗质岩浆的侵入造成，并且有明显的分异性 及含矿性，岩浆活动丌始于燕山早期的末尾阶段到燕山晚期，就位于中浅成到浅 成超浅成部位。 1 2 矿r 地质概述 大厂矿阳是指总个丹( 南月) 一池( 河池) 成矿带而言的，这个成矿带呈北 西一南东向展布在广西壮族自治区北部。西北边自黔桂两省区边界的麻阳汞矿床 一带起，东南边到河池县南部的五圩乡以南，长约1 0 0 余公里。西南边大致以玉 兰汞矿床一南胃一带为界，东北边界大致在拉麻一拉易一北香一红沙一线上，宽 约3 0 余公早，成矿带面积逾3 0 0 0 平方公里。矿阳综合地质图见( 图1 1 ) 在大地构造位置上，大厂属于东南地津系。区内发育有前地槽构造层( p t 2 一p t 3 ) 、地槽构造层( z _ 一o ) 、地台构造层( d t 2 ) 和地洼构造层( t 3 一q ) 。 前地槽构造层由四堡群和丹洲群组成。阴堡群出露于桂北九万大山到元宝山 两侧，为沙泥质( 粘土) 岩央中基性一超基性侵入岩体。下部及上部水平层理、 条带、条纹构造、底冲刷及复理石韵律很发育，中部也具有典型的复理石韵律。 其形成属于深海相沉积环境。丹洲群分布于桂北九力- 大山至越城岭一带。它是在 p q 堡运动后地表经长期剥蚀夷平的基础卜，地壳逐渐下沉导致海侵时开始沉积 的。 地槽构造层由震旦系、寒武系和奥陶系所组成。震旦系由一套轻变质的含砾 泥质岩、含砾砂质岩、砂泥质岩、硅质岩组成，分上下两统。下统由长安组和南 沱组两个冰成地层和富禄组正常海相沉积层组成。 地台构造层由上古生界和三叠系下统( d t 1 ) 所组成。以浅海沉积物为主， 少量滨海相沉积物。其岩性组合主要为碳酸盐建造。是地壳运动相对稳定背景下 的沉积物沉积区离蚀源区较远，属于高能沉积环境。 地沣构造层在本区及邻近区仅有上三叠统和第四系，其余均剥蚀殆尽。三叠 统主要为页岩、泥岩央粉砂岩。水平层理为主，少许波状层理，浏见波浪，反映 出浅海一滨海相的沉积环境。晚三叠世末期，由于印支运动的影响，本区上升为 陆，从而结束海相沉积，至第四纪才，1 ：始河流相沉积和山麓堆积。 中南人学硕十学位论文第一章矿区地质背景 在丹池成矿带内构造十分复杂，既有北西、北东向褶皱断裂构造，也有东西 向南北向构造，几组构造交织叠加，构成一幅复杂的地质构造图象。东西向和南 北向构造对本区地质演化和成岩、成矿起着非常重要的作用。东西向和南西向构 造在北西向成矿带内断续出露而形成的隆起区，岩浆活动强烈，矿产资源丰富。 如大厂、芒场等隆起区，地表有多种岩脉出露，地下有隐伏的黑云母花岗岩岩株 产出，这是成矿带内的主要成矿区。 图1 1 大厂矿田综合地质图 在1 池成矿带内，矿产类型复杂，包括锡石硫化物矿床、矽卡岩型锌铜矿床、 锑钨硫化物矿床、含钼多金属矿床、铅锌( 锑) 矿床、黑钨矿矿床、白钨矿矿床、 锑矿床、砷矿床、汞矿床等。 矿阳内矿物品种极为复杂，品种繁多，经各家鉴定出的矿物达2 0 0 多中，包 中南人学硕十学位论文第一章矿区地质背景 括1 3 个大类。尤其是硫盐矿物极为发育。 1 2 1 地层 矿阳内出露的地层，由下到上有泥笳系、石炭系、二叠系、三叠系和第四系。 从上到下描述如下： 第四系( q ) 本区第四系出坡积、残积和冲洪积的松散沉积物组成，不整合覆盖在各时代 基岩之上，厚o 一5 0 米【2 “。 1 ) 冲洪积层：分布于侵蚀低地和河谷两岸。上部为粘土、砂质粘土层；中部砂、 砥粘土层：下部由燧石、硅岩、砂岩或灰岩的块砾及粘土组成，厚3 1 0 米， 最厚5 0 米。本层是砂锡矿床的主要赋矿层。 2 ) 坡、残积层：分布于缓坡和山岭上。由下伏基岩风化的碎块和粘土组成，表 层为腐殖土，厚0 6 米。 三叠系( t ) 本矿阳内的三叠系发育较好，。泛分布于各向斜之中，为一套滨浅海相的陆 源碎屑沉积i ! “。 上统( t 3 ) ：上部为泥岩、页岩夹少许砂岩。底部为长石石英细砂岩、粉砂 岩。产瓣鳃类和菊石化石。厚1 1 7 2 2 7 米 中统( t 2 ) ：上部以泥岩、页岩为主，央砂岩和深狄色泥质灰岩。下部以砂 岩、细粒长石石英砂岩为主，兴泥岩、页岩及少量泥质扶岩。底部常有2 0 6 0 米 厚的页岩、泥岩和兴少量粉砂岩，问兴熔岩和凝狄岩。化石以瓣鳃类、菊石较富， 并有少量腕足类、腹足类化石。厚5 2 8 6 5 9 米f 6 】。 下统( t 】) ：以青狄至深灰色钙质泥岩、页岩及泥质狄岩为主，央少量含钙 质粉砂岩、细砂岩、硅质岩、含锰和含碳页岩。以水平层理为主，有波状层理。 上部有时见斜层理。底部以砂岩与上二叠统分界。厚8 8 4 2 9 米。 与二叠系呈整合接触。 二叠系( p ) 上、下统均有出露，主要是一套浅海相碳酸盐岩，分布于各向斜周边【2 6 】。 卜统( p 2 ) ：深灰色扶岩央黑色页岩、硅质岩、钙质粉砂岩和少量凝扶岩。 底部为深灰色粉砂岩及钙质页岩。厚3 0 4 4 5 米。 下统( p 1 ) ：茅口阶( p 1 m ) ，以灰至深灰色、灰黑色中至厚层状狄岩和燧石 灰岩为主，央角砾状狄岩、白云岩和泥质狄岩、硅质岩等。产蜒、珊瑚、腕足类 化石。厚5 9 5 3 7 米。 栖霞阶( p 1 q ) ，上部深狄至扶黑色薄层至中厚层状燧石狄岩，兴少理页岩和 白去岩。下部以浅灰色砂岩为主，央页岩、碳质页岩、硅质岩。化石以蜒为主， 有腕足类、珊瑚和菊石等。厚1 2 7 3 0 6 米。 中南人学硕十学位论文 第一章矿压地质背景 与石炭系呈整合接触，局部为平行不不整合接触【2 6 】。 石炭系( c ) 分布于大厂、芒场、北香、五圩、罗付等隆起区外围的各背斜的翼部。在地 貌上形成陡峻的中高山，是本区分布较广的地层1 2 “，分上、中、下三统。 上统( c 3 ) ：以深狄至狄白色含燧石结核的狄岩为主，兴少量灰岩、自云岩， 上部央一层角砾状狄岩。产丰富的蜒和珊瑚化石。厚2 7 0 3 5 0 米。 中统( c 2 ) ：上部薄层状砂岩，厚4 0 m 。下部以深灰色至狄黑色含燧石结核 的扶岩为主，白云岩甚少。产蜒、珊瑚和腕足类化石。厚2 4 0 5 8 6 米。 下统( c 1 ) ：大塘阶( c 1 d ) ，上部深灰至灰黑色灰岩、含燧石狄岩、泥质岩 等。下部为深狄色至灰黑色页岩、泥岩央砂岩、狄岩和硅岩，局部含锰较高。底 部都为浅灰色细砂岩。厚1 3 2 2 6 9 米。 岩关阶( c 1 y ) ，上部为狄黑至黑色页岩、泥岩央碳质泥岩和狄岩、砂岩、硅 岩及含锰硅岩。底部为狄色细砂岩和粉砂岩，有底砾岩，底砾岩由石英、长石组 成。产珊瑚马 一贝等化石。厚1 2 4 2 3 3 米。 与泥笳系呈平行不不整合或整合接触。 泥盆系( d ) 本矿h 泥搞系发育最好，分布广。大厂、麻阳、芒场、北香、五圩、罗付等 隆起区和背斜上均有大片出露陋】。地貌上构成浑圆状中低山和低缓山丘，是本区 主要赋矿地层，研究程度较高，分层亦细。 上统( d 3 ) ： 1 、同车江组( d ：) ，为一一套浅海相陆源细碎屑沉积。部分地区在其底部见 有海底火山碎屑沉积。近年来很多文献已将其划归石炭系，我们按照矿区的习惯， 仍列在上泥翁统。细分为三个层。 j d 气灰黑色薄层状泥岩，泥狄岩夹厚层状粉砂岩、粉砂质泥岩和页岩。见 交错层理、斜层理和泥裂等。厚2 0 0 米。 d 尹：黑色碳质页岩。厚6 0 米 d ；“：狄黑色至黑色泥岩，泥灰岩兴狄岩、钙质细砂岩、页岩，部分地区央 有凝狄岩和凝狄质熔质等。厚8 0 一1 1 0 米。 2 、五指山组( d ；) ，细分四个层2 ”。 d 掣：大扁豆狄岩，扁豆体呈浅狄至深灰色，形状不规则，其大小大多为 3 5 c m ，个别呈大团块。其成分大多由碳酸盐组成，深色扁豆体并含硅质。基质 部分为泥质、泥狄质和硅质，呈狄黑色。厚度不稳定，一般0 2 0 米。 d ；：小扁豆扶岩，扁豆体大多呈扶白色，少数颜色较深，呈深狄色。扁豆 形状不规则，有的呈豆荚状，有的呈“网格”状、斑状，其大小大多为1 3 厘米， 主要由碳酸钙组成，深色扁豆体含硅质。基质由泥质、泥_ j 质和硅质组成，呈狄 中南人学硕十学位论文 第一章矿区地质背景 黑色至黑色。厚9 0 1 1 0 米。 d 尹：细条带狄岩，大部分为硅质的碳酸盐条带组成，也有部分泥质和泥扶 质条带。颜色黑白相间，条带构造十分明显。条带宽大多为毫米级，也兴有厘米 级的宽条带。层内有星散状或条带状黄铁矿产出。厚1 0 1 5 米。 d ；“：宽条带扶岩，条带宽1 3 厘米，也有少许细条带，主要是碳酸盐与泥 质条带，或碳酸盐与泥扶质、硅质条带。颜色为深灰色与浅狄色相问。层面不平， 弯弯曲曲。层内有星散状或条带铁矿产出。在长坡一铜坑矿区，本层顶、底各有 一层厚3 0 6 0 厘米的层纹状磁黄铁矿。本层厚1 5 2 0 米。 以上是大厂地区的分层岩性描述，其他地区分不出大、小扁豆耿岩和宽、细 条带灰岩。但扁豆狄岩普遍存大，是一个良好的标志层，可以对比。 3 、榴江组( 叫) 【2 6 】 硅质岩：该层在成矿带内很稳定、岩性和厚度变化不很大。主要由扶黑色至 黑色隐晶细粒结构的硅岩组成，兴硅质狄岩和硅质页岩。具纹层状和条带状构造。 组成成分主要为石英，其次有少量泥质和碳酸盐，碳质含量也较高。本层含碳酸 盐结核。有浸染状和顺层产出的细粒黄铁矿。厚6 0 一1 0 0 米。 中统( d ! ) ：中、下泥笳统以罗付地区出露较全，研究程度较高。其他地区 均末出露底部的石英砂岩。中、f 泥贫统依罗付剖面描述。 l 、罗付组( 耽1 ) ：狄黑色至黑色钙质泥岩、白云质泥岩央泥狄岩、泥质狄 岩及页岩、碳质泥岩，局部兴少量硅质岩。碳质含量高，并含褐铁矿1 8 。在 大地区，本层上部硅质岩增多，局部形成狄、页岩与硅质岩互层。厚约1 9 0 米。 2 、纳标组( d - t ) ：黑狄至黑色泥岩、页岩为主，央碳质泥岩、泥质扶岩、 粉砂岩、粉砂质泥岩和细砂岩。含碳质卜2 ，含褐铁矿卜3 。厚约2 7 9 米。 下统( d 1 ) 1 、塘丁组( d 。t ) ：深扶至黑色薄至中厚层泥岩、页岩兴粉砂质泥岩、粉砂 岩和碳质泥岩，局部有碳质富集条带。厚约1 4 5 米。 2 、益兰组( d 。y ) ：以深扶至灰黑色( 少量紫狄色、褐灰色) 泥岩、页岩为 主，失浅狄至深狄色