甘肅省徽縣某鉛鋅礦床成礦模式及找礦方向

王 強 劉文凱 甄大超 劉友龍 侯文強

(蘭州有色冶金設計研究院有限公司)

甘肅省徽縣某鉛鋅礦床為西城礦田內具有代表性的礦床之一，近年來，大量學者對其地質特征及礦石性質等進行了深入研究，但有關礦床成礦模式的研究涉及較少[1-3]。本研究根據該礦床的地質工作成果，通過類比礦田內其余鉛鋅礦床的地質特征，對其成礦模式進行研究，并對礦床成因及找礦方向進行探討，為進一步開展礦區深部及其外圍找礦工作提供可靠依據。

1 區域成礦地質背景

西成礦田位于昆侖—秦嶺褶皺區、西秦嶺海西—印支地槽褶皺帶西部，由數個大型鉛鋅礦床及十多個中小型礦床及礦(化)點組成(圖1)[4]。該區域出露的地層主要有泥盆系、第三系及第四系，也可見零星出露的三疊系地層。區域大范圍出露的泥盆系沉積環境主要為淺海陸棚相，形成了以碳酸鹽巖及碎屑巖為主的沉積建造，為后期成礦有利元素沉淀富集提供了良好的環境。區域構造對成礦物質運移及富集起到了至關重要的作用，同時對成礦期后礦床的改造及再富集也有舉足輕重的影響。不同的區域構造演化控制了不同類型礦床的形成。西成礦田位于人土山—江洛斷裂與黃渚關斷裂之間，該地區受海西期、印支期及燕山期構造活動影響明顯而呈EW向帶狀分布。區域出露的巖漿巖主要為海西期及印支期的中酸性巖漿巖。

圖1 西成礦田礦產地質分布

2 礦床地質特征

徽縣某大型鉛鋅礦床位于西城礦田東部[5]，礦區出露的地層主要為中泥盆統安家岔組焦溝層(D2a2)及第三系(T)(圖2)。其中，中泥盆統安家岔組焦溝層上層(D2a2-2)為富礦層位，主要的富礦圍巖巖性有千枚巖、碎屑巖、石英巖及灰巖。礦區構造走向以近EW向為主，由洛壩背斜和南北兩翼的人土山—兩當斷裂及黃渚關主干斷裂組成，同時次級褶皺強烈發育[6-7]。礦區巖漿巖主要為印支期花崗閃長巖，可見成礦后多期侵入的巖脈。

圖2 甘肅省徽縣某鉛鋅礦礦區地質特征

礦床整體產狀、規模及厚度變化較大，沿傾向、走向形態復雜多變，具有膨大窄縮、尖滅再現的特點，沿走向延伸150～1 400 m，傾向延深50～400 m，礦體厚度最大可達40 m，多呈囊狀、透鏡狀、豆莢狀及不規則狀產出，礦體賦存標高為700～1 360 m。礦床整體氧化程度低，多為原生礦石，礦石組分及品位變化大，具有多期次成礦的特點。

礦區礦石多具有交代結構，主要礦石結構為草莓狀結構、半自形—他形粒狀結構、交代溶蝕結構、骸晶結構及乳濁狀結構等。礦石構造以團塊狀構造、致密塊狀構造及浸染狀構造為主。礦石自然類型主要為致密塊狀鉛鋅礦石和浸染狀鉛鋅礦石。礦石礦物組分簡單，主要有方鉛礦、閃鋅礦、黃鐵礦及黃銅礦。脈石礦物有石英、方解石、菱鐵礦、綠泥石、鉀長石及絹云母等。礦石中伴生有益組分(Ag、Cd)的品位均達到了工業要求，可以進行綜合利用。

由于該礦床處于區域構造強烈的活動帶中，后期改造作用顯著。礦體產狀、規模及厚度變化較大，礦石結構構造的多期性特征較明顯。

3 控礦因素及礦床成因

3.1 控礦因素

礦床形成的主要影響因素為成礦物質(成礦元素和成礦流體)、能量、介質、通道(導礦構造)、空間(容礦空間)，本研究分別從該類因素入手，討論礦區地層、構造、巖漿與成礦的關系。

(1)地層與成礦的關系。本研究鉛鋅礦床主要賦存于中泥盆統安家岔組焦溝層(D2a2)中，該地層巖性主要為碳酸鹽巖及千枚巖。該類巖石性質活潑，可與巖漿熱液反應導致礦質沉淀，該巖性組合不僅可以提供良好的容礦環境，而且可以提供部分成礦物質。根據馮志強[8]的研究成果，可知該礦床的部分成礦物質來自地層。礦體受地層及層間破碎帶控制明顯，呈透鏡狀、不規則狀及豆夾狀產于中泥盆統安家岔組焦溝層(D2a2)及層間破碎帶中。

(2)構造與成礦的關系。該礦區構造(尤其是人土山—兩當斷裂及黃渚關深大斷裂)控制著巖漿熱液和其他氣水熱液的上升侵位以及成礦有利元素的富集沉淀，不僅為熱液上升侵位提供了通道，而且為成礦元素沉淀富集提供了有利場所。礦區成礦后構造對該礦床具有一定的改造作用，為成礦有利元素再次運移和沉淀提供了通道和場所，因而礦體的規模、形態發生了較大變化，多呈囊狀、透鏡狀及不規則狀產出，品位變化系數也較大。

(3)巖漿與成礦的關系 。該礦區主要發育的巖漿巖巖性為印支期糜署嶺花崗閃長巖，還有少量的成礦期后多期侵入的巖脈。印支期花崗閃長質巖漿不僅提供了部分成礦元素及成礦流體，而且作為介質將成礦有利元素沿人土山—兩當斷裂、黃渚關深大斷裂及其次級斷裂運移至儲礦有利地段。巖漿熱液為礦物之間的反應及物質交換提供了能量，進一步促進了鉛鋅含量較高的礦物沉淀及礦床的富集與形成。后期侵入的巖脈與礦床的形成關系較小，但對礦體形態有一定的改造作用。

3.2 礦床成因

對于西成礦田內各礦床的成因，學者們的認識基本相同，認為該礦田內的礦床成因主要有兩種類型，即熱水沉積型和熱水沉積改造型礦床[7-8]。為準確厘定本研究鉛鋅礦床成因，對西成礦田內的代表性大型鉛鋅礦的賦礦圍巖、賦礦層位、圍巖蝕變、礦石組構及后期改造程度等進行了詳細的對比分析，結果見表1。

表1 西成礦田各礦床成礦地質特征

根據林麗等[5]、張騰蛟等[7]的研究，西成礦田內的熱水沉積型礦床主要有廠壩及李家溝鉛鋅礦。該類礦床主要呈層狀、似層狀產于變沉積巖或變質巖中[9-10]，主要的賦礦巖性為石英片巖及大理巖，礦體形態受地層巖性控制明顯，其產狀與圍巖基本一致。同時，含礦地層整體經受了低級區域變質作用，局部變質作用程度較高，礦石結構構造以沉積變質型為主[9-10]。西城礦田內的熱水沉積改造型礦床主要包括鄧家山、畢家山、郭家溝等鉛鋅礦床[4]。該類礦床主要賦存于灰巖及千枚巖中，其產狀與圍巖大致相似。礦床形成后，受構造和巖漿巖的影響較大，礦體形態變化較大，常呈扁豆狀、透鏡狀產出，具有分支復合、尖滅再現的特點[6]。礦石組構以交代充填為主，同時具有硅化、碳酸鹽化及黃鐵礦化等蝕變。由表1分析可知，本研究鉛鋅礦床與鄧家山、畢家山及郭家溝鉛鋅礦床的成礦地質特征類似，均具有熱水沉積改造的特點，因此本研究認為該礦床成因類型屬于熱水沉積改造型礦床。

4 成礦模式

新元古代—早寒武世(約700 Ma)超大陸裂解分離出許多地塊在大洋中漂移，在漂移過程中，華北克拉通和揚子克拉通兩個最大的陸塊互相靠近，圍限原大洋的一部分，形成了昆侖—秦嶺洋[4-5]。早志留世—晚泥盆世由于碰撞造山及陸內伸展作用使得地殼變薄發生拆沉作用，含礦巖漿水熱液沿著構造薄弱帶上升，噴流并沉積于潮間及淺海含碳較高的生物灰巖環境中[11-12]。隨著溫度、壓力、氧逸度及總硫活度降低，鉛鋅絡合物的活度降低并沉淀出富含鉛鋅的礦源層。同時，有少部分巖漿水熱液交代、充填海底灰巖并伴隨強烈硅化及鐵白云石化等蝕變，形成了以浸染狀為主的鉛鋅礦(化)體(圖3(a))[7]。由于揚子板塊向北漂移的速度大于華北板塊向北漂移的速度，印支期西秦嶺地區發了強烈的碰撞造山運動，西成礦田區域地層發生了強烈的褶皺變形，形成了許多層間構造虛脫帶[11-12]。同時，大氣水下滲并伴隨巖漿熱液噴出并交代、充填及淋濾礦源層，加之大范圍的區域變質作用，使得大量含礦氣水熱液再次富集并沿著層間構造虛脫帶沉淀，形成了以囊狀、透鏡狀為主的礦體(圖3(b))[7]。

圖3 甘肅省徽縣某鉛鋅礦床成礦模式

5 找礦標志及找礦方向

5.1 找礦標志

(1)含礦地層及其巖性組合特征為本研究礦床及其外圍地區最主要的間接找礦標志。礦體均集中分布于中泥盆統安家岔組焦溝層頂部碳酸鹽巖及碳酸鹽巖與千枚巖的接觸帶附近。

(2)根據野外地質工作經驗，礦區地表出露的風化后呈褐黃色的鐵碳酸鹽化千枚巖層可作為找礦標志。

(3)人土山—江洛大斷裂北側為礦床形成的有利地段，為尋找含礦層的重要宏觀標志。

(4)礦區地表出露的賦礦地層(碳酸鹽巖地層)均為正地形，為重要的間接找礦標志，沿其走向可尋找地表礦化露頭。

(5)一些民采的老硐或采坑也為間接的找礦標志。

5.2 找礦方向

(1)本研究鉛鋅礦床受地層控制明顯，均產于中泥盆統安家岔組焦溝層(D2a2)中，因此運用鉆孔或坑道工程控制該賦礦地層為尋找礦區深部隱伏礦體的重要方法。

(2)由于礦體受深大斷裂(人土山—兩當斷裂)控制明顯，而該斷裂東西向延伸較遠，故礦床東西部地區具有較好的找礦前景。此外，礦床北部勘探程度較低，可適當增加勘探工程量。

(3)由西成礦田礦體的賦存標高對比分析可知，礦體的賦存標高自東向西有微弱降低的趨勢，推測礦(化)體沉積時海底具有微弱向西傾斜的特征。因此，在外圍礦體尋找過程中，礦床西部地區的探礦工程可適當增加控制深度，東部可適當減少控制深度。

(4)礦區具有較大的尋找盲礦體的潛力，可首先綜合運用物化探方法圈定異常，然后進行地表查證及坑鉆探驗證，可有效降低找礦成本，取得較好的找礦效果。

6 結 語

通過對比分析西城礦田內本研究鉛鋅礦床與其余鉛鋅礦床的成礦地質特征，明確了該礦床成因類型屬于熱水沉積改造型礦床，在此基礎上詳細討論了該礦床的成礦模型，并總結了找礦標志。綜合研究認為，礦區深部及外圍找礦前景較好，可綜合運用物化探方法并結合坑鉆探工程實現找礦突破。

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