四川省漢源縣鐵廠溝礦區鉛鋅礦地質特征及成因探討

喬存科

摘要：鐵廠溝鉛鋅礦受地層和構造雙重控制。白草坡斷層與大紅山斷層之間的震旦系上統燈影組第四巖性段上部白云巖為鉛鋅礦體主要賦存層位，白草坡斷層與大紅山斷層及其次級構造控制著鉛鋅礦的空間展布。研究認為礦區鉛鋅礦具有沉積——改造特征及成因。鉛鋅礦的控礦因素和找礦標志明顯，為在區內找礦提供了地質依據。

關鍵詞：鐵廠溝鉛鋅礦；白云巖；沉積——改造；構造控制；找礦標志

1. 前言

鐵廠溝鉛鋅礦位于揚子地臺北段，峨眉山斷塊中西部的大相嶺背斜南部尖滅端，轎頂山向斜西翼，大洪山向斜東翼的紅花斷裂帶上。礦體賦存于白草坡斷層與大紅山斷層之間震旦系上統燈影組第四巖性段上部白云巖中，該鉛鋅礦床為沉積——改造成因類型礦床。

2. 區域地質背景

出露地層除石炭系，第三系及前震旦系外，其余各系地層均有出露，形成了巨厚的碳酸巖和碎屑巖建造，其中碳酸巖建造中普遍發育有同生沉積的鉛鋅礦化。震旦系上統燈影組地層為區域和礦區的主要礦化層位和礦源層，為一套海相碳酸鹽沉積，主要由白云巖組成。

區域主要構造為北西向的紅花斷裂和北東向的七百步斷層所構成的一組“X”基底斷裂，其次為這組基底斷裂所派生的次級構造，以北西向構造形跡最發育。區域內侵入巖主要為早震旦世（鉀長）花崗巖，噴出巖有早震旦世火山巖和二迭紀峨眉山玄武巖。區域內優勢礦種主要為鉛鋅礦、無煙煤礦。

3. 礦床地質特征

礦床位于紅花斷裂帶白草坡斷層與大紅山斷層之間的次級構造內，礦體賦存于震旦系上統燈影組第四巖性段上部白云巖中。

3.1 地層

礦區主要出露震旦系下統（Za）、上統（Zb），寒武系（∈），奧陶系（O）、第四系（Q）地層（圖3-1）。主要地層巖性：

震旦系上統燈影組（Zbd）：為一套巖性、厚度均穩定的白云巖，主要出露于礦區中部，呈近南北向展布。根據巖石組合、結構特征劃分為四個巖性段。第一段（Zbd1）：厚度117m。為一套巖性簡單的灰至灰白色厚層——塊狀微晶白云巖，上部常含少量泥質，頂部為假鮞粒白云巖。巖石中礦物成分主要為白云石組成，方解石很少，而酸不溶物稍高，這主要是巖石夾有硅質條帶所致，但亦混入了少量的陸源物質。與下伏觀音巖組呈整合接觸。第二段（Zbd2）：厚度333.9m。灰至淺灰色厚層狀微晶、細晶白云巖，以葡萄狀、櫛殼、皮殼構造為主要特征。中下部見核形石（藻灰結核）；底部為一層厚數米至十余米的微晶白云巖，與下伏第一段（Zbd1）呈整合接觸。第三段（Zbd3）：厚度209.4m。淺灰、灰色厚層狀微晶白云巖、層紋狀白云巖，普遍含有深色的芝麻點狀凝膠碎屑，及見有較多的疊層石，凝膠碎屑常分布在淺色白云巖的頂部，與深色白云巖接觸。下部常見皮殼狀、同心條帶狀構造。底部為一層厚約10m左右的深灰色白云巖，常見雪花狀、蠕蟲狀構造；此外底部還夾數米厚的角礫狀白云巖多層。頂部為一層厚約20m左右灰白色厚層細粒結晶白云巖。與下伏第二段（Zbd2）呈整合接觸。第四段（Zbd4）：厚度228.5m。主要為淺灰、灰白色厚層、中厚層狀微晶白云巖，常夾燧石條帶或結核。燧石條帶分布很不均勻，時而集中成密集的條帶，時面稀少，以致不含條帶。上部的燧石條帶多為深色；下部多為淺色，有時呈結核狀；頂部為淺灰色，黃灰色中厚層狀蝕變白云巖與黑色薄層泥頁巖，局部發育層間破碎帶，連續性較好，層間破碎帶內可見大量的白色石英脈與鉛鋅礦化，礦區主礦體產于該含礦層中。賦礦圍巖破碎、蝕變強烈，局部被硅質、礦質膠結后十分完整，具硅化、方解石化、粘土化以及褐鐵礦化、鉛鋅礦化。與下伏第三段（Zbd3）呈整合接觸。

寒武系（∈）：主要出露于礦區西部。為寒武系下統筇竹寺組（∈1q），滄浪鋪組（∈1c）龍王廟組（∈1l），陡坡寺組（∈2d），寒武系中上統洗象池組（∈2-3x）。

筇竹寺組（∈1q）：厚度81.49m～147.54m。底部為灰黑色薄層狀頁巖與淺灰色中層狀粉砂巖互層產出，頁巖層厚5mm～60mm，一般見三層，底層最厚。中部為淺灰、灰綠色厚層夾中層狀粉砂巖，含磷粉砂巖、白云質粉砂巖，石英粉砂巖，見黑色膠磷礦小團塊以及扁平狀白云石條帶，含磷粉砂巖可見兩層，頂部為灰色薄層狀粉砂巖，水平層理發育，夾眼球狀黃鐵礦結核層、厚約1m。

滄浪鋪組（∈1c）：厚度61.28m～128.04m。底部為灰白色中厚層狀含礫石英砂巖，礫石成分為黑色燧石，局部為少量紫紅色粉砂巖；中部為灰白色中厚層狀石英粉砂巖夾含礫石英粉砂巖，礫石成分同前，礫徑、含量都較前少，時具粒序層理；上部為灰色、黃灰色含泥質白云巖，具團塊狀構造，白色方解石細脈穿插其中，有時可見泥質條帶。與下伏筇竹寺組（∈1q）呈削截沖刷接觸。

龍王廟組（∈1l）：厚度47.9m～61.29m。巖性為灰白色、黃灰色中厚層狀粉晶白云巖，單層厚在50cm左右。下部夾一層厚約2m的石英細砂巖。巖層層面平整，白云巖組分單一，在地貌上常形成小的陡崖。與下伏滄浪鋪組（∈1c）呈整合接觸。陡坡寺組（∈2d）：厚度73.38m～77.28m。下部為紫紅色薄層夾中厚層狀石英粉砂巖，

具小型交錯層理。中部為淺灰色中厚層狀微晶白云巖，略具水平層理。上部為紫紅色中厚層夾薄層狀粉砂巖，與下伏龍王廟組（∈1l）呈整合接觸。

寒武系中上統洗象池組（∈2-3x）：厚度67.75m～79.01m。淺灰色、灰色中厚層狀白云巖，風化面刀砍紋構造發育。具微——粉晶結構，巖石組分單一，具弱硅化與碳酸鹽化，見少量后期的白色方解石脈。常形成陡崖地貌，與下伏西王廟組（∈2x）呈整合接觸。

奧陶系（O）：厚度160m～190m，主要出露于礦區西部。底部為紫紅色薄層狀頁巖夾同色薄層狀粉砂巖，灰綠色頁巖，頁理極發育。中部為灰白色中厚層狀長石石英砂巖，上部為淺紫紅、灰綠色粉砂巖，厚層狀細粒長石石英砂巖。

第四系（Q）：厚度0m～31.98m，零星出露。由各種巖石碎塊，角礫與泥、砂質物混雜而成，結構松散。多沿溝谷與坡腳分布。

3.2 構造

礦區主要構造呈近南北向、北西——南東向展布，次級構造十分發育。礦區出露的主要斷裂有F1、F2、F3、F4區域性斷層。礦床位于白草坡斷層（F3）與大紅山斷層（F4）之間。

F1（少啞口）斷層：為逆斷層，該斷裂呈北西——南東向出露于礦區北部，在礦區內出露長度4.7km。沿斷層可見10m寬的破碎帶，常表現負地形，由于受斷裂（F1）的影響，在礦區內形成了一系列的次級斷層（裂隙）。斷層傾向北東，傾角67°～73°。

F2（白沙河）斷層：為逆斷層，在礦區東側出露，長度5.0km。與斷裂（F1）平行，斷裂走向北北西——南東向，在礦區出露極差，地現偶見負地形，未見斷層面，沿斷裂可見寬約30m的破碎帶，斷裂帶中間角礫已被膠結，兩側疏松，角礫磨圓度高，粒徑多小于6.5mm。斷裂傾向北東、傾角74°～76°。

F3（白草坡）斷層：為逆斷層，出露在礦區中部，在礦區出露長度大于6km，向南方向出圖。斷層產狀沿斷層發育有約5m寬的斷層破碎帶，上部斷層泥厚約1.2m，斷層泥中見小構造透鏡體，角礫呈棱角狀，無序分布，帶內具硅化，褐鐵礦化、鋅礦化。可能是一導礦構造，對礦體起著迭加富集作用。斷層傾向北東、傾角65°。

F4（大紅山）斷層：位于礦區西側一帶，在礦區內出露長度6km。與F3斷層平行，往南出圖。礦區內斷層出露較差，僅可見寬約40m～80m的斷層破碎帶及棱角狀角礫（6cm～30cm），斷層附近巖石疏松破碎。斷層傾向北東、傾角75°。

3.3 火成巖

礦區火成巖主要在礦區北西出露，侵入巖主要為早震旦世（鉀長）花崗巖，在坑探PD16中見細粒黑云母輝長巖體。

細粒黑云母輝長巖：由斜長石、單斜輝石、黑云母、綠泥石等組成。斜長石（分布少量絹云母碳酸鹽）60%，角閃石1%～2%金屬礦物2%，單斜輝石18%，黑云母7%，石英3%，綠泥石5%，碳酸鹽1%～3%。礦物粒經一般在0.2mm～0.7mm，斜長石黑云母粗可達長1.2mm～1.5mm。斜長石板狀，單斜輝石、角閃石呈柱狀、斷面等軸狀粒。石英粒經一般0.2mm±分散在斜長石、輝石間，偶見石英較粗并以團粒狀分布在碳酸鹽礦物細脈附近系次生。綠泥石粒徑0.05mm±鱗片集合體分布稀疏或交代暗色巖石礦物。金屬礦物等軸粒狀，粒徑0.02mm～0.15mm。細粒結構；塊狀構造。

3.4 礦體特征

礦區共圈定8個鉛鋅礦體，分別是Ⅰ、Ⅱ-1、Ⅱ-2、Ⅱ-3、Ⅱ-4、Ⅱ-5、Ⅲ-1、Ⅲ-2。除Ⅱ-5礦體呈東西向分布外，其余七個礦體都呈南北向分布。

Ⅰ礦體：礦體呈脈狀、透鏡狀賦存于震旦系上統燈影組第四段（Zbd4）破碎帶中；控制礦體長度252m，控制礦體最大斜深75m；礦體平均厚度1.34m，礦體平均品位Pb：1.62×10-2，Zn：4.87×10-2，Ag：7.57×10-6；礦體傾向西，平均傾角70°。

Ⅱ-1礦體：礦體呈脈狀、透鏡狀賦存于震旦系上統燈影組第四段（Zbd4）破碎帶中；控制礦體長度60m，控制礦體斜深85m；礦體平均厚度0.98m，礦體平均品位Pb：0.59×10-2，Zn：6.18×10-2，Ag：25.87×10-6；礦體傾向南西西，平均傾角72°。

Ⅱ-2礦體：礦體呈脈狀賦存于震旦系上統燈影組第四段（Zbd4）層間破碎帶中；控制礦體長度550m，控制礦體斜深206m；礦體平均厚度1.06m，礦體平均品位Pb：2.38×10-2，Zn：3.98×10-2，Ag：19.57×10-6；礦體傾向北西西，平均傾角73°。

Ⅱ-3礦體：礦體呈脈狀賦存于震旦系上統燈影組第四段（Zbd4）層間破碎帶中；控制礦體長度124m，控制礦體斜深35m；礦體平均真厚度1.81m，礦體平均品位Pb：2.32×10-2，Zn：5.38×10-2，Ag：29.79×10-6；礦體傾向北西西，平均傾角72°。

Ⅲ-1礦體：礦體呈脈狀、透鏡狀賦存于震旦系上統燈影組第四段（Zbd4）破碎帶中；控制礦體長度134m，控制礦體斜深32m；礦體平均厚度0.93m，礦體平均品位Pb：0.93×10-2，Zn：3.81×10-2，Ag：15.56×10-6；礦體傾向近東，平均傾角72°。

Ⅲ-2礦體：礦體呈脈狀、透鏡狀賦存于震旦系上統燈影組第四段（Zbd4）破碎帶中；控制礦體長度174m，控制礦體斜深74m；礦體平均真厚度1.61m，礦體平均品位Pb：1.34×10-2，Zn：4.47×10-2，Ag：23.19×10-6；礦體傾向近東，平均傾角72°。

3.5 礦石特征

礦石具它形集合體、晶狀結構、粒狀結構；塊狀構造，浸染狀構造，團粒構造，團塊狀構造，土狀構造（氧化礦）；礦石礦物為黃鐵礦、閃鋅礦、方鉛礦，脈石礦物為白云石，方解石，少量石英、重晶石；礦區以混合礦石為主，有少量氧化礦石、硫化礦石；礦石按有用組分可分為鋅礦石、鉛礦石、鉛鋅礦石、鉛銀礦石，主要以鉛鋅礦石為主；礦石按結構構造，主要為細脈浸染狀閃鋅礦、方鉛礦礦石，斑點狀閃鋅礦、方鉛礦礦石，局部有塊狀閃鋅礦、方鉛礦、角礫狀閃鋅礦、方鉛礦礦石和條帶狀閃鋅礦、方鉛礦礦石及閃鋅礦、方鉛礦、黃銅礦礦石。

3.6 圍巖、夾石及圍巖蝕變

礦體頂底板和圍巖，均為白云巖，礦體中主要夾石為白云巖；圍巖蝕變主要有硅化、碳酸鹽化，褪色蝕變、粘土化及少量重晶石化，以硅化最強烈，硅化與礦化關系最密切。

3.7 控礦因素

鉛鋅礦受地層和構造的雙重控制。震旦系燈影組第四巖性段上部白云巖為鉛鋅礦體主要賦存層位；白草坡斷層（F3）與大紅山斷層（F4）及其次級構造控制著鉛鋅礦的空間展布。

3.8 找礦標志

地層層位及巖性標志：震旦燈影組第四段（Zbd4）地層深灰色砂屑白云巖可作為間接的找礦標志。

構造標志：F3（白草坡）斷層西側燈影組中次級構造是礦區鉛鋅礦體的主要賦礦構造，可作為直接的找礦標志。

礦化蝕變標志：鉛鋅礦在地表易氧化呈黃褐色、黃褐色鐵帽，含鉛鋅礦化的鐵帽可作為直接的找礦標志。

圍巖蝕標志：礦區與鉛鋅有關的蝕變主要有硅化、碳酸鹽化，褪色蝕變、粘土化及少量重晶石化；以硅化最強烈，硅化與礦化關系最密切，硅化主要表現為次生石英巖及乳白色石英脈，可作為間接的找礦標志。

4. 礦床成因

震旦紀晚世中——晚期該地區屬受限制的碳酸鹽巖臺地相沉積，主要為潮間坪——潮上（局部水體滯流瀉湖）環境。瀉湖內沉積了礦層底部的硅質條帶，在潮間坪——潮間上部則沉積了藻屑白云巖及粉晶白云巖。在潮溝中沉積形成了砂礫屑白云巖、竹葉狀白云巖。礦層頂板沉積了灰黑色泥（頁）巖。該地區其物理化學環境是高鹽、高堿、高礦化度富硅，為晚震旦世的鉛鋅礦床提供了有利的富集環境。

成礦作用發生于地質構造活化形成配礦——富礦構造之后。隨著后期熱鹵水的不斷循環作用，使得礦源層中的金屬礦物質再度活化，遷移到巖石物理性質差異較大的破碎帶中，由于含鉛鋅的熱液在上述空間壓力變小，溶解度降低，使得鉛、鋅等金屬物質以硫化物沉淀下來。加之含礦層頂板為一層厚2cm～60cm的泥（頁）巖的存在，局部為斷層泥，對含礦熱液的聚集起屏蔽作用，更易使含礦物質沉淀下來，形成鉛鋅礦體。由于容礦構造有層間破碎帶與斷層破碎帶兩種類型，因此，形成了似層狀與脈狀礦體。由于構造具多期多階段性，后期熱鹵水繼續作用，含礦熱液再次沿次級裂隙遷移并在前期礦體上形成迭加，形成富礦體。初步認為鐵廠溝鉛鋅礦床為沉積改造成因類型礦床。

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