黄沙坪铅锌矿床断裂构造分形研究及其控矿特征

总结不同构造型式的控矿特征，为矿床深部隐伏矿找矿预测提供理论依据。

Abstract： The Huangshaping lead-zinc polymetallic deposit with a long history of mining is one of the representative deposits in the Nanling metallogenic belt. Genesis of deposit was skarn type with shallow-medium-medium-high temperature superimposed medium-low temperature hydrothermal lead-zinc deposit. The structural fractal analysis shows that NE-trend structure was the most mature in tectonic development. As the best connectivity of NE-NNE trend structure had， which provided favorable structural condition for the migration of ore-forming fluids. Simultaneously， ore body was strictly controlled by the magmatic intrusion structure and the fracture-fold structure， which was produced by coupling with the structural and lithologic interface. Summarized different characteristics of ore-control tectonic types provided a theoretical basis for prospecting prediction of deep concealed ore body.

關键词：构造分形;断裂构造;侵入构造;黄沙坪铅锌矿床

Key words： structural fractal analysis;fracture structure;intrusive structure;Huangshaping lead-zinc deposit

中图分类号：P618.4                                     文献标识码：A                                  文章编号：1006-4311（2019）21-0247-03

0  引言

黄沙坪铅锌钨钼多金属矿床位于湖南省桂阳县西南，大地构造位置为华夏地块中部南岭中段坪宝矿田南段，是以陆内花岗岩成矿作用强烈著称的南岭钨锡铅锌钼铋多金属成矿带的代表性矿床[1]。矿床处于水口山-香花岭南北向构造系与郴州北东向构造复合部位。

前人先后对矿床花岗斑岩年代学[2-3]、成矿流体地球化学[4-8]、成矿作用[9-10]、同位素地球化学[11-16]等方面开展了大量研究工作，与成矿作用有关的花岗斑岩形成时代为150～160Ma（U-Pb）[17]、161Ma（U-Pb）[2]，成矿时代略晚于花岗斑岩的侵入时间143Ma （Rb-Sr）[11]、154Ma（Re-Os）[18];成矿物质部分来自于岩浆，部分来源于地层或膏盐层[12，14，19]。综合前人的研究成果认为，黄沙坪铅锌矿床为中高温接触交代矽卡岩型叠加中低温热液充填铅锌多金属矿床，分别为中高温接触交代矽卡岩型磁铁矿钨钼多金属矿（化）体与接触交代矽卡岩型铜多金属矿（化）体，中低温热液交代充填铅锌多金属矿（化）体，不同成矿作用具有不同的矿化类型特征。

1  矿床地质

矿区主要出露晚古生代海相沉积岩，自下而上分别为上泥盆统佘田桥组、锡矿山组白云质灰岩夹薄层状泥灰岩、砂岩;下石炭统陡岭坳组（C1d）灰岩、石磴子组（C1s）灰岩、测水组（C1c）砂页岩、梓门桥组（C1z）白云岩。其中，石磴子组（C1s）为矿区主要赋矿地层。

矿区为南北向构造系与北东向构造系转换部位，先后经历了加里东运动、海西运动、印支运动及燕山运动多次构造活动，形成了北北东向构造-岩浆活动带（图1）。北北东向构造控制了宝岭、观音打座石英斑岩以及南部花岗斑岩岩体的侵位;断裂-褶皱构造控制了矿床矿体的整体分布。

岩浆岩主要为中酸性、酸性浅成侵入体，主要岩性有石英斑岩、花岗斑岩、花斑岩、英安斑岩，其中石英斑岩和英安斑岩出露于地表，花岗斑岩及花斑岩为隐伏岩体。岩体中富含铜、铅、锌、钼、铁等元素，较为富集钨、锡、银等元素。浅成低温侵入体为成矿提供了热源和成矿物质来源。

矿体型式多样，分别有矽卡岩型、热液交代充填型、斑岩浸染型矿体。规模和产状，在空间上受斑岩接触构造及次级构造控制，矿体多呈脉状、透镜状、似层状及不规则状产出，走向延长大于倾向延伸特征明显[21]，垂向上兼有尖灭侧现及尖灭再现的特点。矿石组分复杂多样，矿石矿物主要为闪锌矿、方铅矿、黄铜矿、黄铁矿，少量辉钼矿，脉石矿物有方解石、萤石、绿泥石、石榴石、透辉石、透闪石、阳起石、符山石等。矿石构造主要有细脉浸染状、条带状、角砾状、网脉状和团块状构造，矿石结构有交代残余结构、交代溶蚀结构、骸晶结构、共边结构、自形-半自形晶结构等。

2  构造分形研究

2.1 分维值的计算方法

矿区内断裂构造、褶皱发育，东西两侧为北东-北东东向逆冲断裂，南北两端为近东西向横断层，形成“井”字型构造样式。区域应力场及主干断裂构造常派生出不同规模、不同方向、不同级次的次级断裂，具有多期继承性活动特点[9]。

根据Wright V P（1993）[22]对分形的定义： ;其中，r为测量标度，N为在r标度下的测量值，D为分形维数，对矿区范围内不同尺度（r=100、200、300、400、500m）的条件下，不同方向的断裂构造组（NE向、NW向、SN向、EW向）分形分布统计量（Nr），在双对数坐标图（图2）以r为横坐标，N（r）为纵坐标，拟合直线斜率为分形维数D，获得矿区不同方向断裂构造的分形维数结果（图2）。

断裂构造在多期次构造运动叠加过程，由小的断裂进一步连通形成更大一级的断裂构造体系的过程，在临界应力处，断裂系统各离散元包括断裂、断块之间发生自组织现象，表现出一种非线性行为，并形成一个具分形分布特征的断裂体系。矿床在R2=0.9，不同方向断裂构造组均呈现分形特征，表现为离散元自组织特点。

2.2 构造分形分析

由矿床构造分形结果分析，不同方向构造具有如下特点：①分形维数特征：NE向构造（分形维数为1.11，相关系数0.98），NW向构造（分形维数为0.98，相关系数0.9），SN向构造（分形维数为0.52，相关系数0.95），EW向构造（分形维数为0.63，相关系数0.98）;断裂构造的分形特征与断裂发育演化有关，伴随三维结构的发育，其分维值呈现逐渐增大的趋势，分维值可以作为构造成熟度和复杂程度的考量指标;NE向构造分形维数最高，显示矿床NE向构造带的成熟度及复杂程度最高，连通性较好，为成矿流体的运移提供了良好的通道条件。②其他方向构造带其分维值相对较小，D<1，可能反应了其他方向构造发育程度较低，同时连通性较差等特点，连通性在成矿流体运移过程中，决定了矿（化）体的卸载就位空间位置，因此，矿床的构造-岩性耦合部位是重要的找矿远景靶区。

2.3 构造控矿特征分析

NE-NNE向构造控制成矿流体的分配运移，以主导作用为依据，划分矿床主要构造样式，矿床构造控矿特征为：

①侵入岩体接触构造控矿：矿体主要产出于岩体与围岩侵位接触岩性岩相界面，岩体产状变化部位，产出矽卡岩型矿体。矽卡岩分带明显，不同分带与接触带构造近于平行，为成矿流体物理化学条件变化控制下，水-巖反应作用改变原有体系成矿物质结合型式，进而形成矿质析出沉淀。该类型构造主要控制了矽卡岩型铜多金属矿体及磁铁钨钼多金属矿体的产出。

②褶皱构造控矿，主要为褶皱构造形成过程沿原层面滑动过程中形成的层间滑动破碎带以及褶皱轴部构造应力挤压形成的破碎带，为后期岩浆侵入作用提供成矿流体交代充填及矿质卸载沉淀空间。矿体产状为似层状、透镜状，与地层呈小角度斜交，走向延伸大于倾向延长的特点，矿体厚度变化不一。该类型构造控制了铜铅锌矿体的分布。

③断裂构造控矿：1）主构造与伴生构造的交汇部位，呈现主构造产状变化部位控矿，以及主构造与伴生构造交汇部位控矿特点;2）断裂-褶皱构造复合部位，受主体褶皱构造、地层岩性差异所导致的层内褶曲与配套断裂构造共同作用下所形成，在褶曲的产状转换部位以及断裂构造的耦合部位，成矿流体受物理化学条件变化卸载沉淀。矿体产状为透镜状为主，与地层关系呈斜交，厚度变化不一。该类型构造限定了铅锌矿体的展布。

3  结论

矿床构造分形分析认为NE-NNE向构造发育成熟度最高，其高连通性为成矿流体的运移提供了有利的构造条件，并限定了矿体就位的空间展布区域。以NE-NEE向构造体系形成的不同构造型式，分别控制了不同的矿化类型，如侵入岩体接触构造控矽卡岩型铜多金属矿体、磁铁钨钼多金属矿体，断裂-褶皱构造控铅锌矿体等。构造识别及其控矿样式的区分，可以为深部有目的寻找隐伏矿体提供重要的理论支持。

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