大厂矿区成矿预测与深部找矿

深部找矿的理论、思路与预测原则~

南岭是我国目前最重要的有色金属矿业基地之一。该地区矿业发达但危机矿山也多，研究程度高但多数矿床的勘查工作在20年前就完成，成矿条件好、已发现矿产地点多面广但找矿难度也大。由此，在南岭开展深部找矿势在必行而且已经是时候了。南岭地区开展深部找矿需要研究成矿物质来源、矿床分类、成矿区带划分及其在一定深度(如3000m)的变化情况，需要明确地表的战略性选区与点上的攻深找盲、探边摸底同样重要，需要加快中深钻(1000～3000m深度)钻探及相关测量技术的研究，需要通过对“物质不灭”、“能量守恒”和“时空无限但有序”三原则的把握来评价矿产资源的潜力。
一、南岭地区深部找矿的现实问题
矿产资源是社会和经济发展必不可少的物质基础，是国家安全和工业竞争力的重要保障，特别是我国进入工业化快速发展阶段，对矿产资源的需求成倍增加，保证矿产资源的可持续供应已经成为国家长期的、重要的战略任务。
大型矿山基地不仅在我国矿产资源供应中占有重要地位，也对所在地区的经济、社会稳定有着重要的影响。我国现存的大型金属矿山多是20世纪50～70年代建设的。随着国家经济的快速增长，矿产资源的消耗过快，使得老矿山面临十分严峻的资源形势。一方面由于矿产地质勘查投入不足，可采储量和矿石品位急剧下降，保有资源储量日趋枯竭;另一方面在老矿山及其周围地区一般都经过长期的勘查生产和地质研究，易于发现的地表矿及浅部矿找矿难度大，迫切需要通过成矿预测开展深部找矿工作。能否增加矿山的资源储量，延长矿山的生产年限，已经不仅是一项地质工作，而且成为一项影响到保证矿山企业经济发展、社会安定和国民经济可持续发展的政治任务。为此，国家投入巨资进行资源危机矿山的深部和外围矿产资源勘查工作，这对于解决危机矿山资源接替问题，对于保障资源的可持续供应和资源产业的可持续发展，对促进国民经济发展与国家安全与稳定，对全面建设小康社会和实现现代化建设等都具有十分重要的意义。
在西部大开发的热潮中，无论是国家还是民间，都把地质找矿与矿业开发的热情投到了青藏高原和新疆等西部地区。西部地区固然是我国矿产资源的后备基地，但近年来危机矿山接替项目及其他项目所取得的显著成果，充分说明，中、东部地区仍然是我国矿产资源现实的矿产资源基地。辽宁的红透山铜矿、安徽的铜陵铜多金属矿、广西的大厂锡多金属矿(铜坑锡矿与拉么铜锌矿之间的700～800m深度发现96号矿体)、海南的石碌铁铜矿(ZK1101深705.12m，见铁矿3层，总厚度167m并夹3m厚铜矿体)，都取得了深部找矿的突破;湖南南部芙蓉锡矿、江西南部八仙脑钨矿、广西中部昆仑关钼矿及南纬23°以南崇左一带大型铝土矿(具有上亿t的可能性)的发现，都充分说明，我国东部地区的矿产资源并没有“找完”，不但是老矿山并没有彻底“硐老山空”，地表发现新的大型超大型矿床的可能性也并不是“一无所有”。因此，对南岭这样的工作程度比较高、矿业相对发达、地质资料积累丰富、技术力量雄厚的地区，非常有必要开展新一轮的区域找矿战略选区研究，并同时开展以深部评价理论与技术方法为重点的综合性研究工作。
南岭地区是我国有色、稀有金属最富集的地区，尤其以钨、锡、锑、铅锌、铋、铀等资源最为丰富。矿床具有规模大、分布广、共伴生组分多、矿床类型复杂多样等特点。我国的主要大型-超大型钨、锡多金属矿床即位于该地区，如大厂锡矿、柿竹园钨锡多金属矿、骑田岭钨锡矿、大吉山钨矿、西华山钨矿等。全区保有钨矿储量占全国的83%，锡占全国的63%，铅占全国的30%，锌占全国的22%(王登红等，2007b)。钨、锡、锑是我国的优势矿种，在国际上占有举足轻重的地位。由于多年的大力开发，加之近10多年来地质找矿工作的萎缩，已呈现出后备资源严重不足的局面。但是，南岭地区成矿条件优越，具有多层成矿的特点，著名的“五层楼”模式即出于此，深部找矿潜力巨大。最近，在赣南的淘锡坑、湘南的芙蓉矿区实现深部找矿的重大突破充分说明南岭地区的深部仍存在巨大找矿潜力。此外，南岭地区的铅锌、铜、铀、金、银等资源远景可观，最近在凡口铅锌矿深部和外围、闵中裂谷带的峰岩、丁家山、后沟等一批大、中型铅锌矿的发现，显现出该地区将成为我国未来铅、锌、铜等资源的重要接替基地。
南岭不少矿区单个矿体、矿脉或矿层的延深就可达1000m以上，如云南的会泽、广西大厂的100号矿体，说明1000m深度的钻孔还是远远不够的。南岭地区主要矿床的勘探工作基本上在20世纪80年代以前就完成，当时的勘探深度一般在500m左右(比如，作为赣南钨矿的代表之一，岿美山最深的钻孔也只有550m)，即使是湖南黄沙坪这样的典型隐伏矿区，也没有千米钻。因此，研究深部找矿的理论、方法和技术，已经势在必行。
二、南岭地区深部找矿的理论问题
涉及深部找矿的成矿理论问题很多，虽然也无外乎矿床类型、成矿区带、矿化分带、成矿时代、成矿物质来源、控矿构造、含矿层位等老生常谈的基本问题，但考虑到深部找矿的需要，对于成矿理论的研究也需要创新。
1.成矿物质来源问题
比如说，以往在利用硫、铅、碳、氧、锶、钕及惰性气体同位素资料方面，往往只是强调成矿物质是幔源、壳源还是地下水、地表水来源即可“到此为止”。但是，现代成矿学的研究已经说明，即使是对同一个矿物而言，如方铅矿，硫和铅的来源完全可以是不同“源区”，硫同位素可能说明硫来自于盆地，铅可能来自于花岗岩。这样，以往看似矛盾的同位素资料，对于地质找矿恰恰是具有启发性的，即:在花岗岩岩体与盆地的接触带，可能是矿体定位的有利部位。
2.矿床分类问题
传统的矿床分类是根据内生、外生、变质和叠生成矿作用的区别，将矿床分为岩浆矿床、伟晶岩矿床、矽卡岩矿床、热液矿床、火山成因矿床、风化矿床、沉积矿床和有机可燃矿床等。但是，许多矿床不是单一成矿作用形成的，有的矿床属于“内生外成”(如热泉型金矿、喷气矿床)，有的属于“外生内成”(如洋壳俯冲重熔形成的矿床、油气矿藏)，有的属于“此生彼成”(如铬铁矿生于洋中脊而定位于缝合带)，等等，情况比较复杂。因此，王登红等(2005)试图在考虑成矿过程的情况下将成矿物质的来源与成矿作用结合起来，提出了将矿床划分为“内生内成、内生外成、外生外成、外生内成”4大类的新方案(图1-9)，既强调成矿作用本身，也强调成矿物质来源和成矿元素的聚集过程。这一划分对深部找矿具有重要的现实意义。比如，南岭的石英脉型黑钨矿在以往的分类中属于热液型矿床，在新分类中则归属于“内生内成”的大类，从而开拓了深部找矿的新思路，即石英脉型的黑钨矿最深可以形成于什么样的深度。对于这一理论问题的研究，将为深部找矿提供科学依据。

图1-9 新的矿床分类及其在成矿动力学背景示意图

3.成矿区带问题
成矿区带与构造单元的划分常常不一致，有时候因此而争论不休。实际上，成矿区带与构造单元的不一致不仅仅是一个“个人主观能动性”的不一致问题，因为在很多情况下，成矿区带和构造单元在本质上就是不一致的。因为构造单元体现的是构造作用尤其是大地构造活动的结果，而成矿区带体现的是成矿作用的结果，也就是成矿元素或矿物质富集的结果。比如，对于风化作用形成的矿产资源而言，它的富集除了受制于成矿物质的初始富集程度之外，更多地受到岩石圈表层水圈、大气圈和生物圈特征的制约，而后者在同一时间尺度上对于构造单元的形成还起不到决定性的作用。因此，诸如我国华南风化壳型的锰矿，可以从云南、广西、湖南、广东一直到福建均有分布，在构造上跨越了特提斯-喜马拉雅构造成矿域和环太平洋构造成矿域。内生矿床同样如此，一条深大断裂带可能是区分两大构造单元的最好的界线，但是，断裂带本身往往又是导矿构造、甚至是容矿构造，此时，由深大断裂带制约的成矿区带就应该是跨构造单元的，或者是独立的。这在两大板块缝合带或者陆壳破裂带表现得尤为明显，前者如青藏高原上的铬铁矿成矿带，后者如郯庐断裂带(陈毓川等，2007)。
对于深部找矿而言，在地下成矿区带尚无法划分的情况下，可以“借用”地表的区带，但必须明白地表的成矿区带不等于地下的成矿区带。尤其是东部不同类型盆地分布区，盆地的基底埋藏有多深、性质有没有转变、控制的成矿作用有没有变化，花岗岩岩基的底下有可能出现沉积岩而不是变质岩，盆地的底下有没有深达地幔的构造，都是需要仔细研究的重要科学问题。
三、南岭地区深部找矿的思路与方向问题
近20年来由于西部大开发的需要，国家在新疆和青藏高原都设立有持续的科技攻关项目和973等重大项目，西部地区发现一处新矿产地所产生的“新闻效应”远远高于东部地区，因而南岭地区地质矿产方面工作程度虽然相对高，但近年来几乎成了“被遗忘的角落”。实际上，南岭地区在矿产资源方面的“投入产出比”远不亚于西部，至少环保、生态方面的压力不那么大。有鉴于此，本文认为东部(至少南岭)地区地质找矿应该把握两个方向:面上战略性选区和点上的技术攻关。
面上的战略性选区:深部找矿不只是危机矿山的“攻深找盲”，在部署新区工作时就应该考虑到矿体的埋藏深度和“第二富集带”乃至于“第三富集带”的问题。广东在勘查长坑金矿时，并没有意识到深部还会伴生有一个独立的超大型银矿(王登红等，1998)。由此而漏掉的矿床肯定不在少数。因此，建议今后需要在以往工作的基础上，系统建立1∶20万尺度地质矿产数据库，补充近年来1∶5万地质矿产工作及其他方面的新成果，根据近年来和今后15年内国内外矿业发展的宏观趋势，重新建立南岭地区典型矿床成矿模式，厘定矿床成矿系列，划分Ⅳ～Ⅴ级成矿区带，圈定不同层次矿集区(成熟的、发展的、潜在的)，构筑各层次和各具体矿集区各具特色的找矿模型，提出一批远景区，为国家部署矿产普查工作和资源基地规划提供科学依据。
点上的技术攻关:重点是危机矿山的“探边摸底”，但也应该包括新点和老点两个方面。新点是优选出以往未知的地区，对其矿产资源潜力进行评价，而且是一竿子捅到底。评价的思路是从地表的地质-地球化学-地球物理到1000m深度钻探-井中物探-井中化探。老点包括两层含义，①已知矿产地但以往勘查深度不够。大部分“危机矿山”可归属于此列。工作思路是在典型矿床研究的基础上加大勘查深度，重点矿床的探测深度可向3000m的目标进军，并围绕3000m深度钻探技术的创新带动一系列深部找矿技术的革新;②已知矿产地，但矿种可能发生变化。南岭地区矿产资源以多金属共生、伴生为特色，垂直分带和水平分带都极具特色，以此，已知矿“点”的外围和深部很可能发生矿种和矿床类型的变化，找矿勘查技术也需要相应变化。比如，赣南粤北的石英脉型黑钨矿与铀矿之间在空间上和成因上的联系就需要加强研究，查明二者之间的关系，以便于综合评价或者互为找矿依据。
四、南岭地区深部找矿的技术方法问题
深部找矿，无疑离不开钻探。目前，在我国，一方面5000m深度全孔取心的科学超深钻取得空前成功;另一方面，用于固态矿产勘探的钻孔深度仍然普遍在500m以浅的水平。因此，必须加大1000～3000m深度(不妨称之为中深钻)取心钻探技术的研究力度，同时开展配套的综合测量及评价技术的研究，包括各种类型的地球物理、地球化学测量技术和解译技术，以保证在尽量少打深孔(考虑到成本问题)的前提下，获得最多的信息。当然，在目前，或者在中深钻之前，需要在地表开展系统的研究，以保证孔位定得科学、经济而有效。因此，在技术方法方面的创新需要突出两点，即:从传统化探找“晕”到现代化探找“源”，从传统物探直接找矿到现代物探找含矿地质体。物探寻找的含矿地质体包括矿体本身，也包括含矿的地层、含矿的构造、含矿的岩体(如含铀岩体)，这对于综合评价“低品位、大吨位”类型的矿床(包括斑岩型铜金矿、卡林型金矿、湘西式的密西西比河谷型铅锌矿)具有非同寻常的现实意义。也就是说，所有的低缓异常乃至于地球化学的负异常都需要重新研究、评价。
五、南岭地区深部资源潜力评价与预测的原则问题
关于矿产资源潜力评价与预测的原则性问题，国内外均有不少的论述和探讨(赵鹏大等，1983;王世称等，2000;陈毓川等，2007)。此处提出，要科学的评价矿产资源的“有无”与“好坏”并预测可开发利用矿体的空间定位，需要把握“物质不灭”、“能量守恒”和“时空无限但有序”3个基本原则。
所谓“物质不灭”，不仅仅是个哲学术语，也是现代矿床学研究新进展的体现。在一定时空范围内，物质只能从一种状态到另外一种状态转变或者从某个部位向另外一个部位转移，而不可能“空穴来风”地从无到有，也不可能无缘无故地“蒸发”掉。因此，利用同位素地球化学、微量元素地球化学、稀土元素地球化学等示踪技术探索成矿物质的来源，找到其“源头”远比仅仅发现“原生晕”或“次生晕”意义重大。
所谓“能量守恒”，是指成矿物质在地球不同层圈中的分布、迁移、富集与贫化，是需要“能量”和“动力”的，包括热液的搬运、热量的传导、构造的驱动等等。
所谓的“时空无限但有序”，是指成矿作用虽然极其复杂、人类认识自然的能力又是非常有限的，但成矿规律本身是客观的，不以人的意志而转移的，因此，总会有办法去认识成矿作用发生的过程，从而找到成矿物质最终富集定位的空间。
成矿物质从初始状态演化到最终状态(目前所见)的整个过程，即是“成矿动力学”的本质，始态可理解为“矿源”，终态即是“矿体”或矿田、含矿地质体等，而过程即是成矿作用发生、发展的全部历史，这一历史(时间)又是离不开特定的空间的。因此，所谓的成矿动力学也就可以理解为:研究成矿物质“不灭”、研究成矿过程中“能量守恒”关系、研究矿体定位所需要的时间尺度和空间格局的配置关系的科学。
中东部地区深部找矿更需要强调上述“三原则”。这是因为地质矿产工作程度较高的地区(如长江中下游、南岭、胶东)，一方面不可能像地表化探扫面那样开展深部的“扫面”，地球物理异常又因为多解性和深度问题而有局限性，因此，仅仅满足于找到“异常”或者查明矿体的形态、产状已经远远不够了;另一方面也正因为大量矿山的开采和密集的钻孔资料，有可能根据丰富的勘查与采矿资料，通过“立体填图”的办法，既找到“矿源”又找到矿物质迁移、定位的轨迹，从而预测深部矿体。
关于矿产资源潜力评价的原则性问题目前仍然处于探索阶段，不仅需要从理论上加以总结和研究，更需要在实际中不断修正，使“原则”变成可操作性的“细则”。尤其是要在大比例尺成矿预测中贯彻“三原则”，解决目前危机矿山的资源潜力问题。可以预想，在实际工作中将不可避免地遇到下列问题:①不同矿种的“三原则”如何体现?②不同地区的“三原则”如何体现?③不同时代的“三原则”如何体现?等等。对这些问题的深入研究，将使矿产资源的评价与预测工作进一步向更加科学化和理性化的趋势发展。

从大厂矿田的发现和找矿历史来看，主要的找矿突破大致可分为三个主要阶段，第一阶段是20世纪60年代至20世纪70年代，长坡矿床91号和92号矿体的发现，在这之前人们对大厂地区找矿潜力的认识还相当谨慎，因为地表仅出露几条规模有限的矿脉，许多人甚至不看好该地区的找矿前景。第二阶段是20世纪80年代龙头山矿床100号和105号矿体的探明，在这两个矿体被发现之前，许多人对中泥盆统马家坳组生物礁灰岩的成矿条件和找矿潜力并不看好。第三阶段是大厂东区大福楼和亢马矿床的发现和探明。而三个阶段所探明的矿体在形态、产状和矿石类型方面都有显著差异。
长期以来，有关大厂矿田成因的争论一直非常激烈，主要观点以岩浆-热液成矿和热水沉积-叠生改造成矿为代表。虽然许多方面的争论至今依然难分伯仲，但应看到，大厂矿田乃至整个丹池成矿带的主要赋矿层位是泥盆系，层控性是丹池成矿带的标志性特征之一。因此，大厂矿田的找矿工作所针对的关键目标之一是泥盆系地层。
当然，燕山期岩浆岩在成矿中所扮演的角色也是不容忽略的，大厂矿田的龙箱盖矽卡岩型锌铜矿床在成因上和空间上明显受矿田中部出露的燕山期岩浆岩的制约。但仅强调燕山期岩浆岩的作用是不够的，在大厂矿田北西部的芒场地区，燕山期岩浆岩十分发育，虽然曾投入大量的勘探工作，研究程度也很高，但仍未发现具有一定规模的矿化带。与此形成对照的是分布在大厂矿田南东部的五圩矿田，该矿田尚未发现有燕山期岩浆岩分布，但其矿化规模远超芒场地区并达到大型。
大厂矿田的成矿条件则兼具五圩和芒场两个矿区的优势，即有利的地层层位、燕山期岩浆活动及丹池褶断带有利部位，这也是形成大厂矿田多样性矿化类型和超大型规模的关键。
从动态成矿角度分析，大厂矿田的锡石-硫化物型矿床与矽卡岩型锌铜硫化物矿床及锑钨石英脉型矿床分别代表了不同时期、不同地质环境的动态成矿作用的产物，其矿化元素组合、水-岩反应系统及找矿标志也有所不同。其中锡石-硫化物型矿床的形成与泥盆纪海底动态成矿作用有关，主要地质找矿标志与有利层位、岩相和同生断裂所构成的“层-相-位”系统有关，包括泥盆系硅质岩、礁灰岩、扁豆状-条带状灰岩，以及富黄铁矿、富碳质和富碳沥青层位等，硅质岩与扁豆状-条带状灰岩构成了海底热水沉积环境下的动态水-岩反应链，分别指示了偏酸性和偏碱性的卤水环境。Sn-Pb-Zn-Sb-Ag-As元素组合异常可作为锡石-硫化物型矿床的勘查地球化学标志。由于锡石-硫化物型矿床也不同程度地受到燕山期岩浆-热液活动的改造，因此，燕山期岩浆岩，主要是西矿带的燕山期脉岩及深部隐伏的燕山期花岗岩岩凸可作为锡石-硫化物型矿床的间接或辅助找矿标志。对矽卡岩型锌铜硫化物矿床而言，其形成主要与燕山期岩浆-热液活动有关，其水-岩反应链由岩体接触带矽卡岩和铜、锌多金属硫化物构成，主要地质找矿标志包括燕山期花岗岩岩凸、岩体接触带矽卡岩及泥盆系扁豆状-条带状灰岩层，Cu-Zn-As元素组合异常可作为矽卡岩型锌铜硫化物矿床的勘查地球化学找矿标志。
总体上看，由于大厂矿田勘探程度和研究程度都较高，寻找新的、达到大型规模的深部隐伏矿床的难度较大。
根据对大厂矿田成矿地质条件和找矿标志的综合分析，将下列地段作为进一步找矿的远景区。
4.6.2.1 西矿带找矿远景区
在长坡矿区深部的锡石-硫化物矿床网脉型似层状矿体以下，矽卡岩化有逐步增强之势，并见显著矿化现象。根据重力异常反演所预测的隐伏黑云母花岗岩体顶板形态图分析（图4.17），西矿带分布有北东向岩脊隆起，在隐伏的D2和D1层位中寻找锡石-硫化物型和矽卡岩型矿床是可行的。
在巴力区的深部，95号矿体中见有矽卡岩型锌铜矿化；在龙头山区的深部，100号和105号矿体均为锡石-硫化物型，向深部和旁侧也有过渡为矽卡岩型锌铜矿化的迹象。重力异常显示，在巴力-龙头山一带分布有隐伏黑云母花岗岩岩脊隆起带，预测该区具有进一步的找矿潜力。
在巴力-龙头山之东侧，从瓦窑山至黄瓜洞一带，浅部发育近南北向银铅锌硫化物裂隙脉，深部有寻找似层状银铅锌矿床潜力。
在长坡北端的更庄区，处于大厂背斜倾伏端的延续部位，发育锡石重砂异常带，并见有铅锌矿化，在中、上泥盆统地层中有寻找锡石-硫化物型矿床潜力。
在那燕东侧的大厂背斜东翼，属于西矿带的南延部位，有中、上泥盆统分布，又有铅锌硫化物石英脉出露，是寻找锡石-硫化物矿床的潜力区。
4.6.2.2 东矿带找矿远景区
在大福楼北部的小槽地区，铅锌矿化较强，见有裂隙脉和薄层状矿体，具有找铅锌矿的潜力。
在亢马矿区，北西向次级褶皱及北西向、北东向断裂和裂隙发育，同时在细脉带型锡石-硫化物下部又有裂隙脉出现，与大福楼矿床的“排骨”型构式类比，其深部可能有似层状矿体分布。
4.6.2.3 中矿带找矿远景区
在龙箱盖黑云母花岗岩内外接触带，有锌铜硫化物裂隙脉发育。参照芒场矿床内接触带发育锡钼矿体的情况，应关注中矿带内接触带可能出现的锌铜和锡钼矿化。
在大燕、反背区的地表，发育有40多条锑钨裂隙脉，从杉木冲至响水湾一带也见锑钨裂隙脉断续出露，有寻找锑钨裂隙脉型矿床潜力。

图4.17 大厂矿田隐伏花岗岩体顶板形态图

1.花岗岩体顶板等高线及标高（m）；2.背斜轴；3.向斜轴；4.倒转背斜轴；5.逆断层；6.正断层
4.6.2.4 矿田外围找矿远景区
在丹池大背斜东翼的东矿带以东，从青山到唐皇村一带，北西向断裂发育，在D3-C的残坡积层中见有锡石、辰砂和锆石等重砂矿物异常，有找锡石-硫化物型矿床及汞矿床远景。
在西矿带的南西侧宽洞地区，为北西向和北东向断裂交会部位，其五指山组条带状灰岩底部黄铁矿化较强，并见有锌矿化，有寻找多金属硫化物矿床潜力。
在西矿带西侧的关山地区，位于拉索背斜的倾伏端，北西向断裂发育，见锆石和镁钛矿的重砂异常，并有锌、汞、银矿化，有寻找汞及锌银多金属矿的潜力。

一、深部构造与成矿富集机制

“长坡-铜坑矿床深部区”及“黑水沟-大树脚区”是本次大厂矿山接替资源勘查项目的两个深部找矿区。其中，长坡-铜坑矿床深部区系指大厂断裂(F1)下盘区域，区内的锡多金属矿化主要受一组NW向叠瓦状逆冲断裂构造及次级褶皱构造控制;黑水沟-大树脚区位于老长坡矿床的东部，两者相距300～500m，区内的锌多金属矿化主要受NE向、NW向断裂及NE向挠曲构造的倾伏端控制。

1.长坡矿床深部叠瓦状构造特征及其对成矿的控制作用

(1)叠瓦状构造特征长坡矿区NW向断裂构造发育，地表以产于大厂倒转背斜西翼近轴部的大厂断裂(F1)为代表。深部钻探工程揭露发现，在F1下盘还发育有一系列与之相平行的逆冲断裂构造(F1-1、F3、F5等)，这些断裂上盘依次向上逆冲，在剖面上呈上下叠置关系，组成叠瓦状构造(图5-15)。

NW向断裂构造具有相同特征，走向NW330°～340°，倾向NE、倾角25°～80°，断层面上陡下缓，呈“犁形”产出。该组断裂是在泥盆纪同沉积断裂的基础上发展起来的。地球物理资料表明，NW向断裂在莫氏面深度推断图上仍有清晰反映，表明其影响深度达到了中下地壳亦或上地幔。中生代以来，该组断裂又经历了印支期的逆冲运动和燕山期以张为主兼具扭性的再活动(蔡明海等，2004)。

图5-15 长坡矿床深部区125勘探线剖面图

以F₁、F₃和F₅3条规模相对较大且相互平行产出的断裂为自然边界，自上而下将长坡矿床深部区分为3个叠瓦状构造带(图5-15)。

①号叠瓦状构造带:由F₁断裂及其上盘的一系列次级褶皱和断裂组成，是长坡-铜坑矿区91、92号层状矿体以及脉状矿体的赋存部位。

②号叠瓦状构造带:分布在大厂倒转背斜西翼F₁和F₃断裂之间，由大厂倒转背斜西翼的第一个次级褶皱和若干次级断裂组成，F_1-1断裂使次级向斜东翼进一步复杂化。115、77、77-1、77-2号等矿体均赋存于该褶皱断裂带中。

③号叠瓦状构造带:分布于大厂倒转背斜西翼F₃和F₅断裂之间，由大厂倒转背斜西翼的第二个次级背斜和若干次级断裂组成。在该构造带的南部区域发现有116、117号矿体。

(2)叠瓦状构造带内的矿化特征

在NW向叠瓦状构造中发育有多个锡石硫化物型矿体，矿体呈似层状和裂隙脉状产出，主要矿体与叠瓦状构造关系如下:

长坡-铜坑锡多金属矿包括大脉型、细脉型及层状产出的91号和92号矿体，产于大厂背斜东翼的①号叠瓦状构造带中，严格受大厂背斜轴部裂隙带和北东翼的次级褶皱、顺层滑动断裂及NE向裂隙构造控制，矿体的产出形态具有明显的分带特征，自上而下依次为:裂隙脉及细脉带矿体→层间剥离似层状矿体→似层状细脉带型91号矿体→似层状细脉、网脉带型92号矿体。

老长坡银锌矿产于大厂背斜西翼的②号叠瓦状构造带中，位于长坡-铜坑矿床深部区的南部，发育有111、112、113、114、115、16号等矿体，其中111～114号矿体为陡倾斜裂隙脉矿体，115号、16号矿体为缓倾斜似层状矿体。

长坡-铜坑矿床深部区锡多金属矿床，为近年来勘查新发现的矿床，产于大厂倒转背斜西翼的②号叠瓦状构造带中，介于F₁与F₃之间，发育有多个似层状和裂隙脉矿体。似层状矿体有115、77、77-1、77-2、75-1、79-1号矿体，裂隙脉矿体有200号等数条NW、NE向矿化裂隙脉。

此外，在本区F₃与F₅之间，即③号叠瓦状构造带中，由于工程控制程度较低，目前尚未发现有工业矿体。

(3)构造控矿规律

长坡-铜坑矿床深部区的构造控矿具有以下规律:①剖面上地层产状由缓变陡处，矿脉厚度增大，强度增高，显示了燕山晚期张扭性构造活动对成矿的控制;②刚性和塑性岩石界面附近易产出层间破碎带和层间滑动，是良好的成矿空间;③矿体(脉)往往呈现中部矿化富集，锡锌共生，往两端矿化变贫，成矿元素变为以锡为主或以锌为主，而不是锡锌共生;④裂隙状矿脉的倾向延深往往大于走向延伸。

2.黑水沟-大树脚区构造特征及其对成矿的控制作用

黑水沟-大树脚区是近年来在老矿区外围深部地质找矿卓有成效的一个勘查区，通过2005～2006年的深部钻探，在95号矿体下部，新发现了富而厚的96号矿体，施工的6个钻孔中有4个矿体厚度达10m以上，最厚30多米，突破了前人认为96号矿体往北变小、变贫的观点，为本区的找矿开拓了思路，扩大了矿床规模，新增锌铜金属资源量(333)98万t，而且矿床边界未控制，展示了良好的找矿前景。

黑水沟-大树脚矿床位于大厂矿田西矿带与中矿带的交接部位，西邻长坡-铜坑超大型锡多金属矿床，南接巴力-龙头山超大型锡多金属矿床，北靠笼箱盖大型矽卡岩锌铜矿床(图5-16)。

(1)黑水沟-大树脚区构造特征

黑水沟-大树脚区位于大厂倒转背斜北东翼(平缓翼)，深部发育一个NE向挠曲构造，长2500m，宽500～700m，轴向30°，从南西向北东方向倾伏，矿体主要沿该挠曲的北西翼分布。区内断裂构造较发育，主要有NW向的大厂断裂和NE向的黑水沟断裂(图5-16)。

1)大厂断裂。大厂断裂纵贯大厂背斜轴部，长＞8km，为逆冲断层。走向NW，倾向NE，北段(巴力以北)倾角较缓，为15°～30°，并且有上陡、下缓的特点，断距150～250m，延深大于800m;中段(巴力-龙头山)浅部主要以断裂破碎带的形式出现，破碎带宽达数十米，深部表现为一组断裂带;南段(龙头山以南)倾角变陡，为40°～45°。该断裂出露于矿区西侧地表，下部切入矿区深部，为本区的导矿构造。

2)黑水沟断裂。属正断层，长约4km，走向37°，倾向NW，倾角较陡，为60°～70°。该断裂横切矿区，西侧与大厂断裂交汇。区内的矿体主要沿该断裂及其两侧分布，表明该断裂对成矿有重要的控制作用，为本区的配矿构造。

此外，在罗富组内部，泥灰岩、钙质泥岩、页岩层的不同岩性组合之间，由于受早期挤压构造应力作用，极易产生层间滑动，形成层间剥离和层间破碎带构造，以及晚期受构造伸展剪切变形作用，形成的层内折叠构造、层间滑脱带及近EW向小褶皱，是区内主要储矿构造，95号、96号矿体即赋存于该种形态的构造中。

(2)矿化特征

区内矿体主要分布在大厂背斜北东翼，呈似层状赋存于中泥盆统罗富组中下部泥灰岩、钙质泥岩中，产状与地层基本一致，由于受到本区深部NE向挠曲构造影响，矿体从北西向北东方向倾伏，并主要沿该挠曲的北西翼分布，倾向NW，至倾伏端(大树脚区)则转为倾向NNE。矿体平面形态简单，呈舌状由SW向NE方向展布(图5-16)，南西端为锡多金属硫化物矿体，北东端为锌铜矿体。区内已发现多个工业矿体，其中95号和96号为两个主要矿体，二者近平行产出，垂直距离70～130m，95号覆于96号矿体之上(图5-17)。

1)95号矿体。产于罗富组中部，走向25°，倾向NW，倾角21°左右，向北东方向侧伏。已控制长2600m，宽60～800m，矿体连续性较好。以39线为界，南矿段(巴力-瓦窑山)主要为锡多金属硫化物矿体，北矿段(黑水沟-大树脚)主要为锌铜矿体。

2)96号矿体。产于罗富组下部，走向58°，倾向NW，倾角28°，延伸长2550m，控制面积1.15km²。矿体9号线开始倾向N，倾角15°。矿体呈似层状产出，不连续，厚度变化大。矿体具有膨胀收缩，分支复合现象。39号线以南为锡多金属矿体，以北为锌铜矿体。锡多金属硫化物矿段控制长340m，宽160～240m，平均厚度10.30m;锌铜矿段控制长1850m，宽100～500m，平均厚度9.50m，其厚度不稳定，厚度变化系数为129%。

图5-16 铜坑黑水沟-大树脚锌铜矿床地质简图C₂h²—中石炭统黄龙组白云质灰岩;C₂h¹—中石炭统黄龙组燧石条带灰岩;C₁c—下石炭统寺门组石英砂岩;D₃t³—上泥盆统同车江组灰岩、页岩;D₃w²—上泥盆统五指山组扁豆状、条带状灰岩;D₃l¹—上泥盆统榴江组硅质岩;D₂l²—中泥盆统罗富组泥灰岩、泥岩;D₂l¹—中泥盆统罗富组礁灰岩;δμ^3b₅—闪长玢岩;γ^3c₅—花岗斑岩;1—地层界线;2—不整合地层界线;3—背斜轴;4—倒转背斜轴;5—向斜轴;6—正断层;7—逆断层;8—矿体及编号;9—砂锡矿

(3)构造控矿特征及规律

构造对于成矿作用的控制表现为:NW向构造(大厂背斜、大厂断裂)与NE向构造(黑水沟断裂、隐伏挠曲)叠加地段以及隐伏岩体凸起部位联合控制该区矿床定位。在矿床南段，由于大厂背斜核部礁灰岩所产生的砥柱作用，局部应力场发生改变，使上覆罗富组地层形成层间剥离和层间破碎构造，控制锡石-硫化物型矿体。矿床北段受晚期构造伸展剪切变形作用，形成的层内折叠构造、层间滑脱带，控制矽卡岩型锌铜矿体。该区深部发育NE向挠曲构造，从南西向北东方向倾伏，倾伏端

图5-47 大厂矿区铜坑-笼箱盖剖面图（据广西华锡集团215地质队资料修编）

二、深部找矿成果

在广西大厂矿集区，对于规模巨大的91、92和100号矿体的成因曾经争论不休，并影响到找矿方向，即“层控”论者主张沿层找矿，而“岩浆”论者主张围绕岩体找矿。近年来的研究充分表明，无论是层状似层状的91、92号矿体，还是楼梯状的100号矿体，均形成于95～100Ma年间的燕山晚期(王登红等，2004;梁婷等，2007，2008)，成矿机制既可以是沿层交代，也可以是沿断裂或“溶洞”充填，因此，深部找矿势在必行。在上述成矿理论研究的基础上，通过国家危机矿山资源接替项目的大力支持，华锡集团2006年在黑水沟-大树脚区95^#、96^#矿体共计探获(333)矿石资源量1836万t，合计金属量锌93.66万t、铜4.34万t、银542t。96^#矿体存在厚大富矿块，为重大新发现。2007年新增矿石资源量(333)1733万t，金属量锌77.14万t、铜3.86万t、银309t。2008年度在黑水沟-铜坑一带新增(333)矿石资源量941.8万t，合计金属量Zn30.04万t，共伴生Pb4.64万t、Sb1.5万t、Cu0.87万t、Ag557.38t。黑水沟-大树脚锌铜矿预测区和铜坑深部锡锌矿预测区即黑水沟-铜坑矿区:据初步估算，到2008年底累计可提交(333)资源量为，矿石量4583万t，金属量Sn1.03万t、Zn206.95万t、Pb4.64万t、Sb1.5万t、Cu8.42万t、Ag1406t。长坡深部区提交(333)资源量为:矿石量265万t，金属量Sn0.82万t、Zn12.71万t、Pb5.09万t、Ag418t。羊角尖-茶山区据初步估算探获资源量(333)矿石量491万t，金属量:锌17.6万t，铜0.7万t，银171t。经初步估算，3个勘查区总计探获(333)资源量为:矿石量5340万t，金属量Sn1.85万t、Zn237.33万t、Pb9.73万t、Sb1.50万t、Cu9.14万t、Ag1995t。

三、区域找矿潜力

值得重视的是，在丹池成矿带的南部，与大厂矿集区遥相呼应的还有一个大明山-昆仑关矿集区，其成矿时代(大明山与马岭矿区辉钼矿Re-Os年龄均为95Ma)与大厂锡多金属矿床完全一致(蔺志永等，2008)。这一结果表明，丹池成矿带从南段的大明山矿田到北西段的大厂矿田(91^#矿体和100^#矿体的成矿时代均集中于95Ma前后)的成矿作用都是在燕山晚期发生的，而且几乎同时。考虑到丹池矿带内同一时期幔源岩浆岩的普遍存在及区域大地构造背景，认为成矿作用可能与幔源物质的上涌、深大断裂通达到地幔有关(梁婷等，2008)。在这样的动力学背景下，丹池成矿带具有良好的找矿前景，应该注意通过借鉴大明山钨矿“四位一体”模式，在大明山矿田寻找钨矿的同时也注意锡多金属，在大厂矿田寻找锡、铅锌多金属的同时也注意寻找独立钨矿(王登红等，2009)。

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