湖南省貓兒嶺鉛鋅礦地質(zhì)特征及成礦潛力

謝靜博

(華北有色工程勘察院有限公司)

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湖南省貓兒嶺鉛鋅礦地質(zhì)特征及成礦潛力

謝靜博

(華北有色工程勘察院有限公司)

摘要貓兒嶺礦區(qū)鉛鋅礦位于我國(guó)著名的南嶺多金屬成礦帶，具有優(yōu)越的成礦地質(zhì)條件。20世紀(jì)70—80年代以來(lái)，在該帶已發(fā)現(xiàn)多處大中型礦山，如寶山鉛鋅礦、黃沙坪鉛鋅多金屬礦。貓兒嶺鉛鋅礦位于寶山鉛鋅礦西側(cè)，經(jīng)多次勘查，為一中小型鉛鋅礦山，但經(jīng)多年開采，礦區(qū)淺部資源基本枯竭。為此，對(duì)礦床地質(zhì)特征、控礦因素、礦床成因、成礦模式進(jìn)行了分析，并對(duì)區(qū)內(nèi)的成礦潛力進(jìn)行了探討，指出了新的找礦方向，對(duì)于區(qū)內(nèi)進(jìn)一步開展中深部找礦工作有一定的參考價(jià)值。

關(guān)鍵詞鉛鋅礦地質(zhì)特征控礦因素礦床成因成礦模式成礦潛力找礦方向

貓兒嶺礦區(qū)鉛鋅礦位于湖南省桂陽(yáng)縣城西約9 km處，是以鉛鋅礦為主的多金屬礦。礦體產(chǎn)于花崗閃長(zhǎng)巖與石灰?guī)r的接觸帶上及巖體外圍的石炭系石灰?guī)r中，既有受接觸帶控制的鉛鋅礦體，又有受層間破碎帶控制的鉛鋅礦體，礦區(qū)成礦條件較好。20世紀(jì)70—80年代，湖南地勘局408隊(duì)和武警黃金16支隊(duì)在該區(qū)進(jìn)行了淺部勘探，共獲得鉛+鋅金屬量7.3萬(wàn)t，但未找到大型的主(富)礦體，且經(jīng)多年的連續(xù)開采，區(qū)內(nèi)淺部資源日趨枯竭。為進(jìn)一步指導(dǎo)區(qū)內(nèi)找礦工作，本研究在分析總結(jié)貓兒嶺礦區(qū)地質(zhì)資料的基礎(chǔ)上，結(jié)合周邊礦山找礦最新進(jìn)展，對(duì)該礦區(qū)鉛鋅礦床地質(zhì)特征及找礦潛力進(jìn)行探討。

1區(qū)域地質(zhì)背景

1.1地層

貓兒嶺礦區(qū)地層主要為上泥盆系—二疊系的淺海相碳酸鹽建造，夾少量海陸交互相的碎屑巖建造，其中石炭系地層分布最廣，次為二疊系、三疊系。此外，在礦區(qū)南部的香花嶺和北部的四洲山分別有寒武系地層出露，中部和南部有零星的侏羅系及白堊系紅色砂巖分布。區(qū)內(nèi)上古生界沉積相當(dāng)穩(wěn)定，各系地層間多為整合接觸關(guān)系。

1.2構(gòu)造

區(qū)域地質(zhì)構(gòu)造結(jié)構(gòu)面的特征、延伸情況具有一定的規(guī)律性，對(duì)區(qū)內(nèi)巖漿巖的出露、礦床的分布也具有較明顯的控制作用。區(qū)域地質(zhì)構(gòu)造較發(fā)育，其中最顯著而又對(duì)區(qū)內(nèi)具有控制作用的構(gòu)造體系為耒陽(yáng)—臨武SN向構(gòu)造帶[1]，次為新華夏構(gòu)造體系。

(1)耒陽(yáng)—臨武SN向構(gòu)造帶。該構(gòu)造帶是區(qū)內(nèi)最主要的構(gòu)造體系，包括褶皺，壓性斷裂及與他們具有成生聯(lián)系的EW向橫張斷裂，以及NE、NW向扭斷裂。其中近SN走向的主要褶皺有龍形向斜、長(zhǎng)坪背斜、梧桐嶺背斜、廟下向斜、泗洲山背斜、和平圩—六合圩向斜、袁家向斜，該系列的褶皺具有形態(tài)上大體為寬背斜和窄向斜的特征。SN走向的壓性斷裂在區(qū)內(nèi)普遍發(fā)育，規(guī)模較大的有煙洲—陽(yáng)隔洲、小塘—五里牌、和平圩—下棋嶺等壓性斷裂。

(2)新華夏構(gòu)造體系。該構(gòu)造體系的發(fā)育程度僅次于SN向構(gòu)造帶，主要由一系列走向約NE20°的壓性斷裂和褶皺組成。該構(gòu)造體系在桂陽(yáng)大坊、黃沙坪2個(gè)礦區(qū)的東側(cè)表現(xiàn)尤為明顯，該2個(gè)礦區(qū)地處SN向構(gòu)造帶和新華夏構(gòu)造體系的交匯部位，為礦床的形成提供了良好的構(gòu)造條件[2]。

1.3巖漿巖

礦區(qū)巖漿活動(dòng)較發(fā)育，從巖漿巖空間分布特征來(lái)看，明顯受構(gòu)造(尤其是斷裂構(gòu)造，次為褶皺)控制。區(qū)內(nèi)出露較大的騎田嶺、大義山、塔山等巖體大致平行展布，其主要構(gòu)造線或位于該2組構(gòu)造的相交部位，該類巖體多為中深成相，呈巖基產(chǎn)出，巖性以酸性花崗巖或黑云母花崗巖為主，其脈巖為花崗斑巖[3]、正長(zhǎng)斑巖等。一般的小巖體成群成帶出露，主要為近SN向和近EW向斷斷續(xù)續(xù)分布，均受EW向的橫張斷裂控制，該類小巖體主要為淺成相，呈巖墻、巖脈、巖盤出露，有的甚至呈蘑菇狀，形態(tài)復(fù)雜多樣，巖性主要為酸性，酸偏中性、中性巖。

2礦區(qū)地質(zhì)特征

2.1地層

在礦區(qū)中部，大片出露的地層為石炭系下統(tǒng)梓門橋組(C1z)白云巖和中上統(tǒng)壺天群(C2+3)白云巖，為礦區(qū)的主要容礦層位。二疊系下統(tǒng)棲霞組(P1q)含燧石結(jié)核灰?guī)r、當(dāng)沖組(P1d)硅質(zhì)巖和上統(tǒng)斗嶺組(P2l)砂頁(yè)巖則主要分布于礦區(qū)東西兩側(cè)。

2.2構(gòu)造

礦區(qū)受區(qū)域SN向構(gòu)造帶的控制，形成了醒目的SN向骨架構(gòu)造，由于NNE向構(gòu)造對(duì)SN向構(gòu)造的干擾和改造，使礦區(qū)主要構(gòu)造線呈NNE向或近SN向彎曲延伸。區(qū)內(nèi)主要的構(gòu)造格架為貓兒嶺背斜、邦里倒轉(zhuǎn)向斜，總體構(gòu)造線為NE向，貓兒嶺背斜軸向基本與40°剖面線方向一致，因此，在40°剖面線上，地層界線近水平。貓兒嶺巖體的侵位，橫切了貓兒嶺背斜，根據(jù)鉆孔揭露，兩側(cè)地層發(fā)生了明顯位移(圖1)，經(jīng)統(tǒng)計(jì)，位移距離約200 m。

圖1　控礦巖漿巖帶與地層的關(guān)系

2.3巖漿巖

礦區(qū)地表分別在貓兒嶺和臘樹下出露2個(gè)小巖體，呈巖株?duì)詈退泼}狀，脈幅具有上大下小的趨勢(shì)，局部呈蘑菇狀超覆于白云巖之上，據(jù)地表和深部鉆孔揭露，巖體主要為花崗閃長(zhǎng)斑巖[4]，次為石英斑巖和侵入角礫巖。

3礦床地質(zhì)特征

3.1礦體特征3.1.1受接觸帶控制的礦體

礦脈主要分布于巖枝、巖脈與圍巖的接觸帶及花崗閃長(zhǎng)斑巖體內(nèi)，礦脈的產(chǎn)狀、形態(tài)及規(guī)模嚴(yán)格受控礦構(gòu)造制約，可大致分為受接觸斷裂破碎帶控制的礦脈和受接觸角礫巖帶控制的礦脈2類。

(1)受接觸斷裂破碎帶控制的礦脈。有101N#、101S#、103#、104#等礦脈，為脈狀，傾向NE，傾角 57°～62°，地表長(zhǎng) 220～580 m，寬 5.09～17.56 m。部分礦脈呈弧形走向，以103#礦脈為例進(jìn)行說(shuō)明，該礦脈北段走向NNE，中段轉(zhuǎn)為SN—NNW，南段轉(zhuǎn)為近EW，傾向弧內(nèi)，傾角 52°～64°，礦體呈脈狀、板柱狀、透鏡體出露，厚度變化較大(0～60.19 m)，該類礦脈在地表產(chǎn)于巖體與圍巖的接觸帶，深部產(chǎn)于巖體內(nèi)的斷裂構(gòu)造帶中，礦化富集于小的白云巖捕擄體及其兩側(cè)的斑巖內(nèi)。

(2)受接觸角礫巖帶控制的礦脈。有102#、105#等礦脈，其產(chǎn)狀受巖體與圍巖接觸部位出現(xiàn)的破碎角礫巖帶制約，為不規(guī)則的脈狀，走向分別為NWW、NNE、傾向NNE、SEE，傾角 52°～65°，礦脈在地表長(zhǎng)240～400 m，寬11.47～38.48 m。

礦區(qū)主礦脈主要分布于 F3斷裂上盤、Ⅱ#、Ⅲ#花崗閃長(zhǎng)斑巖脈的接觸帶附近，礦體受巖脈控制明顯，傾向NE，礦脈整體往NNW向側(cè)伏。

3.1.2受層間破碎帶控制的礦體

目前，對(duì)該類型的礦體了解較少，僅ZK39鉆孔在-400 m標(biāo)高處貓兒嶺背斜北翼揭露到該類型的礦體，其產(chǎn)于石炭系下統(tǒng)石磴子組灰?guī)r中，礦體品位較高(Pb為10.55%，Zn為9.24%， Ag為371 g/t)，厚0.76 m，礦脈近似順層產(chǎn)出。

3.2礦物生成順序

(1)熱液期的石英-金銀多金屬成礦階段。為主要的成礦期，形成Fe-Cu-As-S礦物共生關(guān)系，主要礦物組合為黃鐵礦、毒砂、磁黃鐵礦、黃銅礦、白鐵礦等。

(2)熱液期的硫化物-碳酸鹽成礦階段。形成Zn-Pb-As-S、Ag-Au-Pb-Te礦物共生系列，主要礦物組合有閃鋅礦、方鉛礦、硫鹽類、銀金礦、碲金礦、碲銀礦、碲鉛礦等。

(3)表生期的次生成礦階段。近地表礦體氧化形成鐵錳黑土和褐鐵礦黑土，硫化物絕大部分流失，而金銀礦物部分被黏土礦物和鐵錳礦物吸附，形成低品位的金(銀)礦(化)體。

4成礦潛力

4.1控礦因素

(1)斷裂構(gòu)造。礦區(qū)位于2組構(gòu)造體系(斷裂和褶皺)的交匯部位，斷裂構(gòu)造極為發(fā)育，尤其是處于NE、NW 2組扭裂面的交匯部位，不僅導(dǎo)致了貓兒嶺、臘樹下2個(gè)巖體的侵入，而且還為含礦熱液的上升開辟了良好通道，為含礦熱液的沉淀和交代提供了合適的場(chǎng)所。

(2)巖漿巖。礦區(qū)花崗閃長(zhǎng)斑巖體內(nèi)普遍見黃鐵礦、毒砂礦化，而且有金、銀礦體的存在，與圍巖接觸部位[5]，礦體較多且較厚大，說(shuō)明巖漿巖提供了成礦物質(zhì)來(lái)源。

(3)地層。石炭系中上統(tǒng)壺天群和下統(tǒng)梓門橋組白云巖、白云質(zhì)灰?guī)r，巖石破碎，化學(xué)性質(zhì)活潑，有利于被含礦熱液交代，由于性脆易破碎，無(wú)較好的蓋層，無(wú)法形成較大規(guī)模的礦體。據(jù)此可推測(cè)，礦區(qū)深部在測(cè)水組的細(xì)粒石英砂巖之下的石磴子組灰?guī)r內(nèi)尚存在更好的成礦空間。

4.2礦床成因

礦床中主要礦物有毒砂、方鉛礦、鐵閃鋅礦，次為黃銅礦、磁黃鐵礦，以及少量的金銀碲化物、輝銻礦，化學(xué)組分中含量較高的還有Mo、W等，顯示多階段熱液成礦。該礦床應(yīng)屬與構(gòu)造及巖漿活動(dòng)有關(guān)的破碎帶蝕變巖型偏中—低溫?zé)嵋旱V床。

4.3成礦模式

含礦熱液沿?cái)嗔褬?gòu)造上升，貫入背斜、斷裂等合適的場(chǎng)所，在圍巖接觸帶、層間裂隙及良好的封閉層條件下發(fā)生充填交代作用，形成中—低溫?zé)嵋旱V床。區(qū)內(nèi)含礦巖漿巖為隱伏巖體(圖2)，封閉層為測(cè)水組(C1c)的細(xì)粒石英砂巖、鈣質(zhì)頁(yè)巖，其封閉性良好，為較理想的隔擋層，其下部為石炭系石磴子組(C1s)的碳質(zhì)頁(yè)巖、鈣質(zhì)頁(yè)巖、灰?guī)r等，易形成層間破碎、滑脫等構(gòu)造作用，易形成大的容礦空間，且該區(qū)成礦物質(zhì)來(lái)源豐富，熱液活動(dòng)頻繁，故在測(cè)水組(C1c)細(xì)粒石英砂巖下部具有存在較大規(guī)模工業(yè)礦體的可能。

圖2　貓兒嶺礦區(qū)綜合地質(zhì)剖面

4.4成礦預(yù)測(cè)

區(qū)內(nèi)礦體有3類，即石磴子組中上部層間破碎帶中的礦體、受巖體與圍巖接觸帶控制的礦體和構(gòu)造巖漿巖帶中的透鏡狀礦體。

(1)深部層間破碎帶中鉛鋅銀礦體。在貓兒嶺背斜東翼，ZK39鉆孔在-400 m 標(biāo)高附近,于石磴子組灰?guī)r中揭露了一段厚0.76 m的高品位鉛鋅銀礦體，(Pb+Zn)品位19.79%，Ag品位379 g/t，其順層產(chǎn)出，具備 “背斜+斷層+巖漿巖+有利的賦礦巖性”的成礦模型與控礦條件，推測(cè)在貓兒嶺背斜的核部，發(fā)育有厚度較大的高品位脈狀鉛鋅銀礦體。

(2)受接觸帶控制的金銀鉛鋅礦體。 ZK28鉆孔在約-500 m 標(biāo)高的位置，于花崗斑巖體的下盤、石磴子組灰?guī)r與巖體的接觸帶揭露了一段高品位鉛鋅銀礦體，故推測(cè)在石磴子組灰?guī)r與巖體的接觸帶具有高品位的接觸帶型鉛鋅銀礦體。

綜上所述，推測(cè)在貓兒嶺背斜核部、測(cè)水組(C1c)細(xì)粒石英砂巖下部，存在較大規(guī)模的工業(yè)礦體。

5結(jié)語(yǔ)

結(jié)合貓兒嶺礦區(qū)鉛鋅礦大量地質(zhì)勘探資料，對(duì)區(qū)內(nèi)鉛鋅礦床地質(zhì)特征及找礦潛力進(jìn)行了詳細(xì)探討，并進(jìn)行了成礦預(yù)測(cè)，對(duì)于區(qū)內(nèi)找礦工作有一定的借鑒價(jià)值。

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(收稿日期2016-01-10)

謝靜博(1982—)，男，工程師，碩士，050021 河北省石家莊市匯通路39號(hào)。