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甘肃省白银厂是我国重要的铜多金属矿山企业之一,是我国规模最大、最典型的火山成因块状硫化物矿床产地。白银厂铜多金属矿产资源的开发与利用为白银市乃至整个甘肃省的国民经济建设做出了重要贡献,同时对国内有色金属工业的发展也有着重要的影响。随着矿山的开采,资源枯竭,接替资源的补充直接影响矿山企业未来发展,同时也给以矿业为支撑的城市社会经济产生较大的影响。因此,进一步查明白银地区资源潜力,开展白银厂矿区及其外围找矿,其经济和社会意义是不言而喻的。
从1939年开始至今,各大研究机构在此进行了大量的专题性工作,积累了大量的宝贵地质研究资料,但近些年来在找矿效果上没有较大的突破。本研究本着深化白银地区矿产勘查评价工作和寻找新的矿田深部及外围隐伏矿床的目的,利用现有资料进行重新处理,对矿田的区域地质背景、构造一岩浆演化、矿田地质特征、矿床(体)地质特征、线性、环形构造以及构造变形、演化等进行综合研究分析,基本理清了构造与矿化的关系,建立了构造控矿评价模式,并拟订了构造找矿评价标志,同时也对矿田内已知矿床深部找矿潜力进行了评述,对折西大片千枚岩覆盖地区可能存在隐伏矿床进行了分析。
在进行了野外工作和室内研究后,取得了如下的成果:
(1)白银地区受祁连山造山运动影响,继承了北祁连造山带东段的方格状构造格架,具有明显的沿NWW向展布的带状特征。矿田整体呈穹隆构造,穹窿顶埋深约为4-5公里,由NWW向区域深断裂、NE向隐伏深断裂断裂、NW向韧性剪切带、复式背斜组成其构造格架。
(2)矿石及围岩样品的镜下特征表明:矿石同时具有沉积成因结构构造和热液成因结构构造,从而证明其在成岩成矿过程中,先后经历了多期次多阶段的成岩成矿作用。大量勘探和开采资料表明,矿体常成群、成带产于石英角斑凝灰岩夹多层凝灰岩层中,矿体形态呈层状、透镜状,赋矿岩层相似、与围岩的层理方向近一致,略有交切。矿床具有明显的水平和垂直分带,均为巨大的无长石强蚀变带所包围,绢云母化、硅化、黄铁矿化、绿泥石化、重晶石化等蚀变特征与成矿关系密切。从而将矿床成因定义为多成因复合成矿模式,即矿床是在火山喷流沉积成矿的基础上,经过火山一次火山热液成矿作用的叠加,最后受到了构造成矿作用和改造作用的影响。
(3)矿石的微量元素和稀土元素特征表明矿床产于岩石圈拉张岛弧构造背景下,成矿物质来源与原始地幔有关,在成岩成矿过程中不存在明显的地壳混染作用,裂隙充填交代特征、岩浆分异作用特征明显,矿床同时具有同生和后生性质,表明矿化的多期性。
(4)矿田内地质构造较为简单,主要由复式背斜构造和小型的断裂构造组成。由于受多期次构造运动改造叠加,变质变形强烈,再加上火山沉积物质的覆盖和成岩成矿后的地壳变动,使得本区构造极不易发现研究。通过对区域物探资料处理分析,将区内隐伏深大断裂解译出来,而且将矿田构造按走向分为NWW向、NW向和NNE向。
NWW向区域深大隐伏断裂控制了中深部岩基和矿田的生成,NWW向断裂与NE向隐伏深断裂连通,是岩浆上侵到浅部的主要通道,NWW向断裂对成岩成矿具有重要意义。
(5)各矿床、矿化带集中分布在复背斜轴部隆起的中心部位,主要矿床均产于次级背斜核部及伴随褶皱同时形成的核部断裂带内。褶皱构造与矿床具有空间上的密切关系,对矿体和含矿层的变形变质起一定的改造作用。
(6)由数个古火山口、两个中心喷发口和两个喷发中心组成一个火山穹隆构造具有明显的构造控制特征,与成矿有一定的关系,已知矿床呈略微的火山喷口周边成矿的特征。
(7)根据白银厂矿田构造演化和成矿构造系统分析,将矿田控矿构造的形成与演化归纳出一个构造控矿模式,并总结了构造找矿预测标准。受NWW向基底深断裂的控制,区域走向断裂与基底横向断裂联合控制了白银裂谷地槽底沿走向的地形起伏和早期中酸性火山一沉积建造的分布,同时为块状硫化物矿床提供了物质基础与生成环境。构造一岩浆成矿作用下,火山热液提供热源和热动力,并携带深部的矿质上侵迁移,上部海水下渗淋滤也为成矿提供了部分来源,韧性-脆性叠加的剪切带作为其矿液的运移通道,随物化条件改变(温度下降、压力减低……),压扭性断裂的局部扩张部位、继承性断裂活动较强的部位以及部分张扭性断裂、脆-韧性转化区段的各种裂隙及构造交汇部位等为成矿提供了空间,形成大量的铜、铅、锌等硫化物、氧化物和自然金属元素等,矿脉定位,矿床形成;成矿后期,白银地区扩张速度减慢,火山活动减弱,海西-喜山期的构造活动主要对矿床矿体进行了一定的改造和破坏,使原有矿床和矿体的面貌发生改变,形成了现今的矿田。
(8)总结了矿田的构造找矿评价模式,结合已知矿(床)体的形成机理和物探异常,对矿田下一步找矿方向进行了预测。