重慶酉陽茶溪村鉛鋅礦區地球化學特征及找礦前景

楊 波，王家杰，馮久林，楊 瀟，胡新中，彭小軍

(湖北省鄂西北地質礦產調查所，湖北襄陽 441002)

0 引言

2010—2011年間，在開展《重慶酉陽—彭水地區1∶5萬龔灘等10幅區域地質礦產聯測》工作時，提交了大量找礦靶區并新發現了較多礦(化)點。其中，本次工作就是依據1∶5萬水系沉積物測量成果，在酉陽縣茶溪村一帶圈出的Pb、Zn、Ag、Hg等元素的異常，并在隨后的異常查證中發現了鉛鋅礦。本文通過對茶溪村鉛鋅礦區地質地球化學特征研究和總結，不僅對該區的后續找礦工作具有重要的指導意義，而且對類似地區也有很好的借鑒作用。

1 地質概況

1．1 區域成礦地質背景

本區所屬大地構造單元為:揚子陸塊(Ⅰ級)—上揚子陸塊(Ⅱ級)—揚子陸塊南部被動邊緣褶沖帶(Ⅲ級)—黔江凹褶束和秀山穹褶束(Ⅳ級)。地層分區屬華南地層大區揚子地層區黔北渝南地層分區之思南—酉陽地層小區。

區域內未發現侵入巖及區域變質巖，出露地層主要為青白口系板溪群—第四系全新統。其特點是:①下古生界發育良好，廣泛分布，缺失上、頂志留統;②上古生界泥盆系、石炭系有零星出露，泥盆系下統缺失，石炭系僅存部分中統;③中生界侏羅系、白堊系部分地區殘存。

區域地質構造復雜，從北西至南東，其褶皺為隔擋式褶皺→城垛狀褶皺→隔槽式褶皺。區內斷層發育，其中正斷層分布最廣，規模較大。它們多位于背斜軸部附近，是燕山期褶皺第二次縱張構造的產物。

區域礦產種類繁多，主要礦種有鉛鋅礦、螢石、重晶石礦及汞礦，礦床類型屬于熱液型礦床，它們大多受次級斷裂控制。其中區內的鉛鋅礦屬于典型的MVT鉛鋅礦［1］。

1．2 茶溪地區地質及礦產特征

區內出露的地層由老到新主要有古生界寒武系耿家店組、毛田組;奧陶系桐梓組、分鄉組、紅花園組及大灣組。寒武系主要巖性普遍以微晶白云巖、白云質灰巖、灰巖與泥質白云巖的組合形式為主;奧陶系主要巖性以細晶灰巖與生物屑灰巖的組合為主，上部以粉砂巖與頁巖的組合形式出現。

本區位于宜居背斜近軸部，次級褶皺及斷裂構造較發育。礦區斷裂構造有四條，即北西向F1、近南北向F2、近東西向F3及北東向F4(圖1、表1)。

區內新發現的鉛鋅礦體(Ⅰ號)位于F1與F2兩條斷裂的交匯處，嚴格受斷裂破碎帶控制。礦體呈細脈浸染狀充填于北西向逆斷層F1的斷層角礫巖中，角礫巖巖性主要為泥質白云巖。容礦地層為寒武系上統耿家店組。

礦體長500 m，平均厚度為2．68 m，平均品位為Pb12．24%、Zn1．96%。圍巖蝕變以硅化、白云巖化為主，礦化沿層間破碎帶蝕變。地層產狀:傾向319°～358°，傾角 6°～13°;斷裂帶產狀:傾向 47°～58°，傾角79°～87°，礦體沿斷裂帶分布。

表1 茶溪村鉛鋅礦區斷層特征表Table1 Fault characteristics of the lead-zinc mining area in Chaxi village

圖1 茶溪村鉛鋅礦區地質礦產分布圖Fig.1 Distribution map of geology and mineral of lead-zinc mining area in Chaxi village1．第四系;2．奧陶系下統大灣組三段;3．奧陶系下統大灣組二段;4．奧陶系下統大灣組一段;5．奧陶系下統紅花園組;6．奧陶系下統分鄉組;7．奧陶系下統桐梓組;8．寒武系上統毛田組;9．寒武系上統耿家店組;10．鉛鋅礦體及編號;11．地質界線;12．逆斷層及編號;13．正斷層及編號;14．地化剖面及編號。

礦體中礦石礦物為閃鋅礦、方鉛礦，脈石礦物為方解石、白云石及少量的石英，次生氧化礦物為褐鐵礦。礦石自然類型為白云石化褐鐵礦化角礫巖型鉛鋅礦石(地表均為氧化礦石)。礦石具他形粒狀結構、交代殘余結構、溶蝕結構，斑雜狀構造、膠狀構造、浸染狀構造、網脈狀構造及蜂巢狀構造。

2 地球化學特征

2．1 區域地球化學特征

酉陽地區地層的元素地球化學特征主要是根據1∶5萬水系沉積物測量結果分析得出。在選定的15種元素中，以 Pb、Zn、Ag、Hg、Sb、Ba、F 等豐度較高，其中w(Pb)為 48．2 ×10－6，w(Zn)為 134 ×10－6，分別是克拉克值的3．8、1．8倍。在主要鉛鋅多金屬礦含礦層位寒武系的地層中，Pb、Zn、Ag、Hg、Sb 含量都比較高，其元素豐度值遠大于區域背景值，表明寒武系地層可能是酉陽地區鉛鋅礦的主要成礦物質來源。全區異常元素大多在背斜構造斷裂帶附近富集，且呈現一定的分帶性。其中，Pb、Zn、Ag、Hg、Sb 等異常多分布在寒武系地層中，而Ba、F異常則多分布在奧陶系地層中。這與區內所發現的鉛鋅礦、汞礦、螢石與重晶石礦等礦種所處的地層層位及地質構造特征也是相印證的。

2．2 茶溪地區地球化學異常特征

2．2．1 1∶5萬水系沉積物地球化學異常

茶溪地區異常是依據1∶5萬水系沉積物測量成果，采用化探原始數據，用克立格法整理，統計出單個元素特征值后圈出 Pb、Zn、Ag、Hg、Sb、Ni、Cu 及 As等元素的異常。其中Pb、Zn、Ag等元素的異常濃集中心及分帶特征明顯(圖2)，Pb、Zn具內、中、外帶。

圖2 茶溪村鉛鋅礦區Ag、Zn、Pb異常等值線圖Fig.2 The isoline map of Ag，Zn，Pb anomalies in Chaxi lead-zinc mining area

異常總體呈近NW向展布，多不規則，NW向的斷裂帶F1正好從異常區中穿過。異常強度高、范圍廣，單元素異常襯度高、規模大(表2)，異常主體出露面積約2．5 km2，經排序屬于甲3類異常。

異常區內主要元素為Pb、Zn，次要元素為Hg、Sb、Ag、Ni、Cu、As等。各單元異常的疊合程度極高，異常東南部為Pb、Zn、Ag、Sb、Hg及 Cu 的濃集中心，中心寬度超過500 m。異常區內斷層發育，中心位于兩條斷裂交匯處附近。從異常總體展布方向與F1走向一致的情況分析，異常明顯受NW向的斷裂帶F1控制(圖3)。

2．2．2 1∶1萬原生暈異常特征

針對茶溪 Pb、Zn、Ag、Hg、As、Sb、Cu、甲 3 號異常共布設了3條1∶1萬地化(巖石)剖面(圖1)，剖面總長約4 km，采集巖石樣品96個。剖面基本穿越了主異常區，其中Ⅱ線正好穿越了異常的濃集中心區域，Ⅰ線及Ⅲ線位于異常兩端，能夠很好地控制異常物質來源。

表2 茶溪村鉛鋅礦區內主要異常元素特征值參數表Table2 Eigenvalue parameters of the major anomaly elements in Chaxi lead-zinc mining area

圖 3 茶溪村鉛鋅礦區 I7 Au、Sb、Hg、Cu、Pb、Zn、As、Ag、Ni、Cd、甲3號1∶5萬綜合異常圖Fig.3 The 1∶50000 synthetical anomaly map of I7 Au，Sb，Hg，Cu，Pb，Zn，As，Ag，Ni，Cd in Chaxi lead-zinc mining area1．鉛異常線;2．鋅異常線;3．銀異常線;4．銻異常線;5．汞異常線;6．鎘異常線;7．銅異常線;8．金異常線;9．鎳異常線;10．砷異常線;11．鉛鋅礦體;12．斷層及編號。

異常以Pb、Zn為主，次為Ag、Sb等，異常特高值點集中在Ⅱ線Y17號樣品上。經證實，該樣品處于異常的濃集中心附近，而該點也正好位于斷裂帶F1上(圖4)。同樣，在Ⅰ線及Ⅲ線斷裂帶附近也有高異常值顯示。結合異常曲線中Pb、Zn的變化規律，發現兩者具有明顯一致的高背景組合異常帶，且Zn的活躍性要高于Pb。Pb異常雖多為單獨異常，但它卻完全反映了礦體、硅化巖或含鉛地質體的存在。Zn異常范圍大，且往往連成一片，異常反映了主要容礦層位及硅化巖的分布。查證結果表明，異常系礦致異常，高值點的分布與斷層破碎帶吻合，引起異常的礦化蝕變帶正好位于NW向的斷裂帶F1內，與F1內的斷層角礫巖密切相關，是尋找鉛鋅礦及其它礦產的有利地段，具有良好的找礦前景。

3 區域找礦前景分析

3．1 區域成礦地質條件

(1)礦床產于一定層位地層中。就重慶渝東南地區而言，MVT鉛鋅礦賦礦層位主要為寒武系清虛洞組、高臺組、石冷水組、平井組及耿家店組。茶溪鉛鋅礦賦礦層位為寒武系上統耿家店組。

圖4 茶溪村鉛鋅礦區Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ線巖石檢查Pb、Zn異常曲線圖Fig.4 The curves for anomalies of Pb、Zn of section Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ rock-testing in Chaxi lead-zinc mining area1．斷層及破碎帶;2．灰巖;3．原生暈樣品及編號。

(2)礦體大多以開放空隙充填方式形成，具后生成礦特征。礦體有似整合和不整合兩類［2］:似整合礦體為層狀、似層狀，與地層產狀一致;不整合礦體呈脈狀、網脈狀，受斷裂和裂隙控制。渝東南地區MVT礦床更多地受斷裂構造的控制，礦體往往定位于次級斷裂的交會部位或斷裂與褶皺的交切處。據此分析，茶溪鉛鋅礦受斷裂控制，應屬于不整合礦體。

(3)金屬礦物主要為方鉛礦、閃鋅礦，礦石礦物多呈浸染狀沿巖層微層理分布。脈石礦物主要為白云石、方解石和石英。圍巖蝕變以硅化及白云巖化為主。

(4)礦床主要為熱液型礦床。成礦流體源自沉積建造水，成礦過程中演化為含礦熱鹵水，成礦溫度為100～300℃。

3．2 找礦標志

3．2．1 地質標志

根據茶溪村鉛鋅礦的成礦地質特征，可以總結出以下地質找礦標志:

(1)鉛鋅礦床出露于地表的礦體由于遭受長期風化淋濾，會生成厚厚的褐鐵礦鐵帽，這也是尋找鉛鋅礦的直接地質標志。

(2)鉛鋅礦體多產于背斜部位，尤其是在背斜端斷裂構造發育部位，斷裂帶有利于鉛鋅礦的富集，是尋找鉛鋅礦的重要構造標志。

(3)鉛鋅礦大多賦存于寒武系地層中，容礦巖性主要為厚層白云巖，是尋找鉛鋅礦的間接地質標志。

3．2．2 地球化學標志

一般情況下，硫化物礦床在風化過程中穩定性較差，含礦組分經歷長期的氧化還原過程，易于發生遷移。在特定的物理化學環境下，元素的遷移都有一定的分帶性［3］。在表生作用下，Pb一般不易遷移，而Zn、Hg、Ag、Cu等元素易于遷移，地表褐鐵礦則常吸附As、Co、Ni等元素。因此，在鉛鋅礦區除有 Pb、Zn、Ag、Sb、Hg等含礦元素富集外，往往還伴隨有As、Co、Ni等元素的富集。根據元素遷移的地球化學特點，有Pb、Zn、Ag、Sb、Hg 及 As、Co、Ni等元素的異常是尋找鉛鋅礦重要的地球化學標志，尤其是對于隱伏礦及深部盲礦體。

3．3 找礦方向

通過對茶溪鉛鋅礦區地質及地球化學特征進行綜合研究，不難得出，在茶溪村范圍內，成礦地質條件好，地球化學異常有一定的規模，通過進一步工作，該區可望獲得突破性進展。

此外，從區域地球化學異常特征以及已發現的茶溪鉛鋅礦床情況來看，酉陽地區宜居背斜、天館背斜、咸豐背斜等背斜區域的斷裂帶部位找礦潛力很大，尤其是鉛、鋅、汞等金屬礦及螢石、重晶石礦。

［1］ 楊弘忠，易點文，等．重慶渝東南地區鉛鋅礦礦床成因淺析［J］．四川地質學報，2008，28(3):190 －196．

［2］ 姚鳳良，孫豐月．礦床學教程［M］．北京:地質出版社，1983．

［3］ 韓吟文，馬振東．地球化學［M］．北京:地質出版社，2002．