普通地质学
Mibladen位于高阿特拉斯山北边的一片平原上,一条高大巍峨的山脉沿着东西方向大致延伸开来,山体主要是由中生代的沉积岩组成。在Mibladen区域,主要的地质成分是下侏罗统和中侏罗统的碳酸盐岩和白垩统的碳酸盐岩和砂岩。在村庄北部绵延1.5km的Aouli断层可能就是一个滑脱构造的上层截面,这个构造把高阿特拉斯地质区域的高山岩石和Oran Meseta区域分离开来,后者在这一地区主要由古生代岩石,如奥陶统变质片岩和石炭统花岗岩组成。这些岩层被三叠二叠系的长石砂岩和拉斑玄武岩部分覆盖(Michard等,2008)。
Mibladen区域的铅矿物主要是以层控岩脉的形式形成于下侏罗统岩石中,与之形成对比的是附近的Aouli矿化层,后者在奥陶统变质片岩中以岩脉和交换晶体的形式存在。层控的铅矿化层在Mibladen西北20km的Zeida区域也有发现,但在那里是形成于三叠二叠系的沉积岩之中。这三处铅矿化层的来源和相互关系已经在许多文章中被讨论过(e.g.Emberger,1965;Jebrak等,1998)。
Mibladen地区的矿化层
正如上面提到过的,Mibladen地区的铅矿化层是层状的,而且几乎所有的矿化岩脉都嵌入下侏罗统的碳酸盐岩之中。还有一些较小型的矿化层存在于白垩统砾岩的最底部,但既没有商业价值也没有矿学意义。
下侏罗统的岩石被两个构造所限制,一个是北部的Aouli断层,一个是南部的Amourou断层。这些断层几乎平行地从西南偏西到东北偏东方向延伸。侏罗统岩层和中侏罗统的泥岩和橄榄岩一起在一处较缓的向斜处沿着轴向折叠起来。碳酸盐岩部分被白垩统矿层覆盖,后者被一个角度不整合隔断。
下侏罗统的橄榄岩,泥岩和大理岩内部的矿化层主要在两个不同的范围形成,区分为上层和下层。每一层都是岩脉,晶体和含铅矿沿着沉积地层和断层边界伸展的复杂组合,单独的岩脉厚度从1cm到1m之间变化,而整个矿化层范围则厚达10m到20m。当地的矿石精矿就在这些范围内产出,但这些区域并不出产具有收藏价值的矿物。
矿化层下层,当然是比上层更古老的岩石,在Aouli断层附近出露。同样作为矿石产区和矿标来源,有史以来,下层的重要性一直比不上上层。这一区域重要的标本收集点仅有Bou el Maden和ACF矿底层(见于后面关于此矿的讨论)。
Mibladen地区的矿堆;远处是高阿特拉斯山脉,Tomasz Praszkier摄影
矿化层上层在Amourou断层附近出露;这是大部分采矿活动的发生场所,也是重要的标本来源。上层主要的收集点就是Adeghoual采矿场,Coud'a采矿场和ACF矿的上层采矿场,Les Dalles矿,T Ouest矿(Les T矿的一部分)和Les O矿。
这两个矿化层都各自包含了两个矿化次层;在两者中,第一个次层的特点都是方铅矿-重晶石-白铅矿系列(有些情况还有钼铅矿),第二个次层的特点是钒铅矿-重晶石系列。在下层中,两个次层的关系并不完全明确,但有可能是钒铅矿区略高于白铅矿区几米,正如上层的情况那样。因为白铅矿和钼铅矿都和方铅矿共生,大部分这些矿物最好的标本本来都是为了采集方铅矿而得到的。另一方面,钒铅矿区在剖面上略高几米,通常只会在高于采矿场采矿坑的层面出露(Coud'a和Lrar Lahmar采矿场),或者在更深的区域被偶然发现(正如ACF矿)。因此,钒铅矿一直被当作标本收集,从未作为矿石被开采过。
两个主要的矿脉都富含铅,并因为各自分别含有的钼铅矿或钒铅矿而显著区分开来;这两种组合从不重复,钼铅矿和钒铅矿从未同时发现过。钼铅矿存在于平行于沉积层或喀斯特洞穴内的岩脉内,伴随着重晶石或重晶石-方铅矿。岩脉的厚度从几厘米到30cm。高度风化的方铅矿标志着岩脉的界限,大部分情况下,岩脉中心充满了重晶石。但在这些岩脉的中心经常发育有透镜状的洞穴:大部分洞穴只有几厘米宽,却有几十厘米长,在极端情况下甚至可以达到5m长。在这些洞穴中常见白铅矿,钼铅矿也会零星出现。
钒铅矿只是局部出现,而且通常(但不总是)与重晶石共生。富含钒铅矿的次层没有富含钼铅矿的那么结合紧密;它们通常形成于转折处,以及大理岩和橄榄岩的小型断层中。在很多原来就存在空旷区域的地方,碳酸盐岩层坍塌形成角砾岩,随即被重晶石和钒铅矿晶体紧密覆盖。钒铅矿精矿都是区域性出产的,而且当一个大型矿囊被发现的时候,附近通常还能找到许多其它含钒铅矿的矿囊。在ACF矿上这些矿囊的尺寸能达到数米,在Coud'a矿上甚至能达到3.5m。含钒区的矿物组成总是比较有限的几种,包括重晶石和钒铅矿,加上偶尔会有霰石,方解石,石膏和铁锰化合物。
有趣的是,钒铅矿-重晶石和方铅矿-重晶石-白铅矿-钼铅矿系列从未共同出现过,即便它们各自的矿区非常靠近。
矿区起源
数十年来,Mibladen地区铅矿层的形成一直没有得到很好的解释,但已经在一些细节上被Jebrak等人(1998)研究过,接下来的摘要就是来自他们的研究。因为Aouli和Zeida附近有丰富的铅储量,人们长久以来一直相信这些矿层的形成一定与之有关。由Jebrak等人(1998)做的同位素分析终于揭示了这三个地区之间的关系,而且部分地解释了Mibladen矿化层的起源。
在所有的可能性中有两或三个主要的矿化过程。第一个过程发生于上三叠统到下侏罗统之间,导致了如此丰富的矿藏出现于Aouli和Zeida地区。然而Mibladen地区矿化层的年龄仍然不确定,不过肯定比Aouli和Zeida矿化区更年轻,而且很有可能形成于两个阶段。第一个阶段是中侏罗纪,创造了现在大部分的Mibladen矿藏;有可能与导致特提斯洋关闭的重要构造活动有关。另一个非常有限的阶段导致了铅储层的重新转移,到达白垩统沉积层。这一阶段发生于第三纪中新世,而且和高阿特拉斯山的形成和该地区碱性岩浆侵入有关。
Mibladen矿化区是典型的密西西比河谷型的矿床,在成矿阶段中还介入了一段喀斯特阶段,没有明显的金属元素来源。最可能的情况是Aouli和/或Zeida矿床中铅元素的再移动发生于第一个成矿阶段,在第二个成矿阶段,阿特拉斯山系逐渐形成,并导致碱性岩浆中的铅留在了这一区域。
钒元素和钼元素的来源从来没有被调查过。对方铅矿中的硫同位素所做的分析表明硫元素是从富含有机质的低温流体中沉淀出来的。
次生矿物,如钒铅矿和钼铅矿的典型成因是地下水中的钒元素和钼元素(有时会以溶液形式迁移很远)遇上了硫化铅矿藏的氧化区。在Mibladen地区已经做过了这方面的研究,但是这一过程可能发生于上新世或第四纪时期,那时高阿特拉斯山已经形成,浅层的方铅矿暴露于当地干旱的气候环境中。
(作者:Tomasz Praszkier, 翻译:谢声宏, Spirifer Minerals)
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