黃山嶺鉛鋅鉬礦床成礦規律及找礦方向

汪 謙

(銅陵有色金屬集團股份有限公司 礦產資源中心,安徽 銅陵 244000)

安徽省池州市黃山嶺鉛鋅礦開采歷史長達40多年,現探明礦體資源儲量已嚴重不足。礦山迫切需要尋找新的接替資源,因此有必要對區內礦床的成礦規律和資源潛力進行分析和探討,評價礦山深邊部找礦前景,為礦山尋找新的接替資源提供地質依據。

1 區域成礦地質背景

礦區大地構造位置處于揚子地臺,下揚子臺坳,沿江拱斷褶帶,安慶凹斷帶上。地層屬華南地層大區、揚子地層區,地層出露從寒武系至第四系均有。

區域構造受晉寧期、印支期和燕山期的構造活動控制。晉寧期形成基底褶皺,區域內僅出露障公山復背斜北翼的小部分,軸向東西。次級褶皺發育,以同斜褶皺為主。印支期形成一系列緊閉背向斜相間的線型褶皺,多伴有縱向順層斷裂。燕山期多以北北東向和北西向的橫跨褶皺疊加于印支期的構造形跡之上。區內斷裂主要發育有北東東向的高坦斷裂、北東東向周王斷裂、北東向江南斷裂等。

區內巖漿巖活動較強烈,晚中生代中酸性侵入巖出露范圍較廣,主要有九華山、花園鞏和譚山巖體,為同熔型火山侵入巖,以中酸性花崗巖和花崗斑巖為主。

2 礦區地質特征

黃山嶺礦區為青陽銅、鉬、金銀、鉛鋅成礦亞帶。該帶處于江南隆起與下揚子坳陷的過渡地帶,涉及到江南前陸反向沖斷帶、江南過渡帶兩個次級構造單元。區內巖漿成礦帶過渡性明顯,因此近年研究認為它是相對獨立的成礦帶。區內已發現的礦化類型較多,包括層控矽卡巖型、巖漿熱液型、斑巖型、層控低溫熱液型等。

2.1 地層

礦區出露地層為單斜巖層,地層整體傾向南東,傾角5°～30°。出露地層主要有奧陶系、志留系,奧陶系出露地層巖性主要為白云巖、白云質灰巖、生物碎屑灰巖、瘤狀灰巖、流紋狀或竹葉狀灰巖,深部從下統侖山組至上統湯頭組灰巖大多蝕變為大理巖,在地表出露于本礦區的北部;志留系在區內僅見下統高家邊組,礦區分布面積最大,巖性主要為砂巖,底部為黑色炭質泥頁巖,與奧陶系五峰組地層呈整合接觸。

2.2 構造

黃山嶺礦區位于黃山嶺背斜的南東翼,礦區構造較簡單,為一套單斜構造,該背斜屬于大佛堂—太平槽背斜的中段,走向北東東,北東端傾伏收斂。礦區出露長3 km,核部地層為奧陶系下統侖山組,兩翼地層自奧陶系下統侖山組至志留系下統高家邊組依次分布[1]。礦區高家邊組底部、奧陶系湯頭組頂部和奧陶系五峰組內見較明顯的斷裂,該斷裂為區域性層間滑動斷裂,傾向SE,傾角20°左右。

2.3 巖漿巖

礦區地表出露的巖體為石英閃長玢巖,多為巖脈狀,沿湯頭組與五峰組層間裂隙面貫入,巖石灰—灰綠色,斑狀結構,斑晶為斜長石和普通角閃石,少量黑云母,基質為細粒或隱晶—玻璃質。深部隱伏巖體為桂林鄭花崗(斑)巖體,其時代的劃分沒有做具體工作,但其巖性與譚山巖體相似,推測其時代與譚山巖體同期,即屬于燕山晚期侵入,侵入圍巖為奧陶系下統侖山組。巖體的巖性主要為花崗(斑)巖,顏色為肉紅色,斑狀結構,塊狀構造。礦物成分主要由鉀長石、石英等礦物組成。該巖體為成礦母巖,與大理巖接觸并發生接觸交代,形成了矽卡巖帶并富集了鉛鋅礦、鉬礦等工業礦體。

2.4 變質作用

區內熱變質作用主要為大理巖化,接觸變質主要為角巖化,氣液變質作用主要為矽卡巖化、鉀長巖化,其它蝕變類型有硅化、絹云母化。上述蝕變作用產生了方鉛礦化、閃鋅礦化和輝鉬礦化以及少量黃鐵礦化、磁鐵礦化。

3 礦床地質特征

3.1 礦體特征

黃山嶺上部鉛鋅礦床主礦體有四個,自北向南排列依次為Ⅲ號、Ⅱ號、Ⅰ號、Ⅳ號礦體,其中Ⅲ號礦體斷續出露于地表,沿南東向深部延展,Ⅱ號礦體位于地表淺部,Ⅰ號、Ⅳ號礦體為隱伏礦體,礦體呈似層狀—透鏡狀,賦存于奧陶系湯頭組頂部矽卡巖帶中,礦體頂板為五峰組炭質頁巖。礦體產狀平緩,沿傾向延伸具膨脹收縮、尖滅再現的特點[2]。其中Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ號礦體已開采結束,目前僅Ⅳ號礦體服務礦山生產。Ⅳ號礦體探明儲量在-240 m標高以上,深部(-240～479 m)處于普查工作程度。

Ⅳ號礦體埋深較大,賦存標高-479～-2.5 m。呈似層狀—透鏡狀單斜產出,形態較規則;走向北東,傾向南東,傾角12°～29°,平均24°;走向最大延長500 m,平均261.67 m,最大斜深700 m,平均360.40 m,延展面積0.09 km2。礦體厚度最大14.94 m,平均4.42 m,變化系數68.91%,變化較均勻。變化規律為沿傾向由淺至深，29線為楔形；向深部變薄,27線為鞍形；中間薄,25線呈透鏡狀；中間厚兩端薄，沿走向淺部向北東呈加厚趨勢,深部則呈透鏡狀。

黃山嶺深部鉬礦體形態呈一倒置的鍋狀賦存于奧陶系下統侖山組，與深部隱伏巖體(桂林鄭巖體)接觸形成矽卡巖帶,少量賦存于花崗斑巖中,部分呈層狀或似層狀賦存于上層矽卡巖帶,平面位置處于桂林鄭巖體的隆起部,呈中間厚,北東、南東、南西變薄的傘狀,礦體形態基本與巖體上拱形態一致。

3.2 礦石特征

礦石主要金屬礦物為方鉛礦、閃鋅礦、黃銅礦、斑銅礦等,主要脈石礦物為鈣鋁石榴子石、透輝石、符山石等。礦石的主要有益元素為Pb,主要伴生元素有Ag、Zn、Cu等。

礦石結構大致可分為晶體結構、固溶體分離結構和交代結構三種類型。礦石構造主要為塊狀構造、浸染狀及細脈浸染狀構造,局部可見條帶狀、斑點狀構造[3]。上部礦石主要類型為含鉛矽卡巖、含鉛銅矽卡巖、含鉛鋅矽卡巖、含鉛鋅銅矽卡巖,深部礦石主要類型為含鋅矽卡巖、含鉛鉬矽卡巖。

3.3 礦體圍巖特征

上部鉛鋅礦體主要賦存于矽卡巖帶上部,局部位于中、下部,底板圍巖主要為矽卡巖、灰巖或矽卡巖化大理巖。頂板圍巖主要為五峰組炭質頁巖,局部為泥頁巖或角巖化粉砂巖。深部礦體底板圍巖主要為花崗(斑)巖,少量磁鐵礦化矽卡巖,頂板圍巖主要為石榴石矽卡巖,大理巖等。

礦體圍巖蝕變主要類型有矽卡巖化、大理巖化、硅化、鉀化、黃鐵礦化以及綠泥石化、綠簾石化、絹云母化等。由于區域變質作用較強,且為多期活動,各蝕變類型相互疊加,沒有明顯的分帶性。

4 礦床成因及控礦因素

黃山嶺鉛鋅礦床成因類型為層間反應交代矽卡巖—熱液疊加(式)礦床。受構造、層位、熱源三因素控制。礦體主要發育于奧陶系湯頭組—志留系高家邊組之間以及深部隱伏巖體接觸帶上,為“兩層樓”式接觸交代型矽卡巖礦床。賦礦的矽卡巖是由奧陶系湯頭組泥灰巖與深熔型花崗巖熱接觸變質而形成,成礦物質來源于巖漿熱液(深源富鉀鈣堿性巖系),該成礦熱液又疊加于先期形成的矽卡巖裂隙中。因此,黃山嶺鉛鋅礦床成因類型為巖漿熱液疊加層控矽卡巖型鉛鋅礦床[4],其成礦作用與深部巖漿活動關系密切。

上部鉛鋅礦體賦存于奧陶系上統湯頭組頂部矽卡巖中,礦體沿矽卡巖帶分布,明顯受層位控制。礦體的形成的條件是:奧陶系地層與志留系地層由于巖性的不同,先是受到壓應力作用產生層間滑脫,后受到拉伸應力而形成裂隙,使得含礦熱液能夠在此運移和沉淀,從而與奧陶系碳酸鹽巖接觸交代,五峰組的炭質頁巖、含碳硅質頁巖中富含的鉛、鋅、銅、銀等金屬礦物元素富集。同時頂板砂頁巖由于熱變質作用形成的角巖又起到了屏蔽層的作用。因此,在奧陶與志留系接觸面上形成了順層分布的矽卡巖型礦床。鉛鋅礦床的主要成礦期為內生成礦期,形成原生礦石,表生作用較弱,沒有形成表生礦體。內生成礦期分矽卡巖期和熱液期。熱液期分為石英—硫化物階段和石英—碳酸鹽階段,其中石英—硫化物階段根據金屬礦物的不同世代、有關礦物組合及混入主要伴生元素情況,又可分為早期硫化物、晚期硫化物兩個亞階段。

下部鉛鋅鉬礦體賦存于深部花崗(斑)巖與奧陶系下部侖山組接觸帶上,屬中高溫矽卡巖礦床,其深部以隱伏巖基形式產出的花崗巖體是主要的含礦巖體,侖山組白云巖與巖體反應形成下層矽卡巖,鎢、鉬等高溫礦物沿下層矽卡巖帶沉淀形成接觸交代型矽卡巖礦床,輝鉬礦已富集形成為工業礦體,與礦區北部桂林鄭礦床類似。該礦床的成礦期分為熱液成礦期和表生成礦期,其中熱液期為三個階段:早矽卡巖—硅酸鹽階段、晚矽卡巖階段、石英—碳酸鹽—硫化物階段;表生期發育較弱,基本沿斷裂構造分布,表現為褐鐵礦化和淋濾作用,對早期沿裂隙充填而成的硫化物具有破壞作用。

5 找礦方向

5.1 找礦標志

根據以往的找礦經驗,首先尋找奧陶系與志留系界面,在此基礎上再尋找矽卡巖。野外實際工作中,奧陶系大灣組及湯頭組地層特征十分明顯,是較好的標志層。礦床賦存于黃山嶺背斜的層間滑脫帶中,斷層為良好的導礦構造,因此斷層等構造因素對找礦非常有利。區內與鉬多金屬成礦有關的巖體為花崗巖,因此,尋找并揭露深部隱伏花崗巖體,充分了解巖體分布規律與成礦關系,對尋找深部鉬礦體具有非常重要的意義。

5.2 磁異常特征

黃山嶺地表磁異常主要分布于黃嶺背斜南東翼矽卡巖帶兩側,異常走向近南北,自東向西梯度增大,峰值600γ,其西緣吻合于湯頭組頂部矽卡巖露頭帶。表明湯頭組頂部矽卡巖具有磁性顯示,磁異常是重要的找礦標志。該區引起磁異常原因主要有三個:一是深部花崗(斑)巖體與圍巖接觸形成了面狀含磁鐵礦矽卡巖帶;二是高家邊組砂頁巖發育大量的磁黃鐵礦細脈;三是具中等磁性呈似層狀分布的石英閃長玢巖脈。以往對地表和坑道巖石樣品進行過電阻率測量,鉛鋅礦體的電阻率特點是低電阻率、高極化率。實測電阻率一般為5～388 Ωm,實測極化率一般為5%～80%,除部分含礦矽卡巖具有低阻和高極化特征,其它圍巖均為高阻低極化特征。

礦山前期開展的1∶1萬高精度磁法測量,共圈定了五個磁異常(單位:nT)(圖1),Ⅰ號磁異常帶位于黃山嶺礦區西北部,走向北東,異常兩端未封閉。異常差值150 nT左右,該帶與礦山目前正在開采的礦體位置相對應。Ⅱ號異常位于礦區東北部,北段未封閉,異常走向長度約800 m,寬200 m,異常幅值40nT。(已經在礦區北側異常延長部位見礦)。Ⅲ號異常位于礦區中部偏北,走向北北東,走向長度約500 m,寬約300 m,面積約0.15 km2,異常幅值不大,約20 nT(已得到鉆孔驗證)。Ⅳ號異常位于礦區南部,走向北東,走向長度約1 km,寬度最大700 m,異常面積約0.4 km2。異常由兩個極大值構成,異常值分別為30 nT和70 nT,南段未封閉。Ⅴ號異常位于礦區東北角,區內未封閉,異常幅值不大,范圍較小[5]。Ⅳ號、Ⅴ號磁異常尚未通過鉆孔驗證。

圖1 地質特征與礦體預測平面圖Fig.1 Plane graph of geological characteristics and prediction of ore body1.第四系;2.志留系下統高家邊組;3.奧陶系上統五峰組;4.奧陶系上統湯頭組;5.奧陶系中統寶塔組;6.奧陶系中統大田壩組;7.奧陶系下統牯牛潭組;8.奧陶系下統大灣組;9.奧陶系下統紅花園組;10.奧陶系下統侖山組上段;11.奧陶系下統侖山組下段;12.石英閃長玢巖;13.矽卡巖;14.實、推測地質界線;15.實、推測正斷層。

磁法剖面測量資料顯示深部存在矽卡巖帶,礦體仍然向南有延伸的趨勢,證明在該帶上還有較大的成礦可能性。由于工作量的限制,該區南部綜合磁異常沒封閉,找礦范圍還較大。從磁法剖面數據解譯分析不僅深部有矽卡巖化大理巖帶存在,淺部還疊加有磁高。反應了深部有低磁性體的存在。

5.3 找礦遠景區預測

礦區目前查明的Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ號鉛鋅礦體從平面位置上看,Ⅳ號礦體與Ⅰ號礦體的平面投影是相連的,Ⅳ號礦體實際上就是Ⅰ號礦體沿傾向尖滅再現的礦體。礦山在2012-2016年開展國家老礦山找礦國家項目,在13線、17線、21線三條剖面線施工7個地表鉆孔,均見礦(圖2),共探獲333+334類鉛鋅礦石量307萬t,鉛鋅金屬量77 323 t。礦體沿走向、傾向方向都有延伸(深),并沒有出現收縮或尖滅現象,尤其是Ⅳ號礦體深部(-300 m以下)走向延長近400 m。礦體厚度最大4.2 m,平均2.07 m,厚度變化系數52%,變化較穩定,品位變化系數98.6%,變化較均勻(表1)。矽卡巖帶往深部(南部)穩定延伸,礦體深部仍然可以進行追索,受資金投入和工作量計劃的限制,找礦項目雖已結束,但找礦前景依然很樂觀。礦山南深部較大范圍仍然是重要的成礦遠景區,值得再次投入勘查工作。

圖2 黃山嶺鉛鋅礦13線剖面圖Fig.2 13 line profile of Huangshanling lead-zinc mine1.志留系下統高加邊組;2.奧陶系下統湯頭組;3.奧陶系下統大灣組;4.奧陶系下統侖山組上段;5.奧陶系下統五峰組;6.奧陶系中統寶塔組;7.奧陶系下統紅花園組;8.礦體號。

黃山嶺鉛鋅礦床的北東部為桂林鄭鉬礦探礦權,現已探獲鉬資源量10萬多噸,還共生有一定量的三氧化鎢礦。根據本區北部桂林鄭鉬礦床的成礦地質特征分析,該礦床賦存于深部花崗(斑)巖與奧陶系下部侖山組接觸帶上,屬中高溫矽卡巖礦床,深花崗(斑)巖是以隱伏巖基形式產出的,該巖體為含礦巖體,由于本勘查區在桂林鄭鉬礦床南部,空間上緊鄰,且成礦地質特征相似,根據桂林鄭鉬礦床以往勘查資料分析,桂林鄭深部巖體可能延伸到本區,局部形成隆起,預測在本勘查區的深部可能形成接觸帶礦體(圖3)。

表1 鉆孔見礦情況一覽表Table 1 List of drilling conditions

圖3 桂林鄭深部巖體與Ⅳ號礦體位置關系及預測礦體理想示意圖Fig.3 Sketch map of the relationship between the deep rock mass of Guilin and the position of No.4 orebody & prediction of ideal ore body

圖中深部花崗斑巖向上凸起,經鉆孔證實巖體與奧陶系侖山組灰巖接觸的部位存在一層“鍋蓋”狀的鎢鉬等多金屬礦床。以往在黃山嶺礦區北部施工的ZK4907鉆孔,該孔見礦31.2 m,鉬品位0.32%,氧化鎢品位為0.25%,且礦體向黃山嶺礦區南深部逐漸變厚。證明在礦區南部也可能存在“下層礦”,即“桂林鄭式”鎢鉬多金屬礦床。

6 結論

黃山嶺上部鉛鋅礦床順層發育,層位穩定,物探成果驗證了矽卡巖帶的存在,南部Ⅳ號、Ⅴ號磁異常可能是礦致異常。礦體在走向和傾向上均有較好的找礦前景。預測礦體深度可能在-400～-600 m。從綜合磁異常特征分析該區南部還沒封閉,下一步物探工作應向南布置,探求物探異常向南的封閉情況,圈定靶區。

以往地質工作中,對深部巖體分布、深部控礦因素研究程度相對較低,本區北部存在隱伏巖體已得到鉆孔驗證,而本區南部由于隱伏巖體埋深較大,沒有鉆孔揭露,未來通過施工一些深孔揭露深部隱伏巖體,尋找“下層礦”鉬礦床的前景較好。

圍繞已有礦山進行相同或相似成礦地質條件的找礦勘查(就礦找礦)是老礦山找礦工作的重要手段。采用物化探、地質分析相結合的技術手段,能夠極大地提高找礦工作效率。

參考文獻：

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[2] 儲著新,曹金海,倪尤運,等.池州黃山嶺鉛鋅礦床伴生銀的分布規律研究[J].現代礦業,2012,28(3):57-59.

[3] 李文慶,曹靜平.黃山嶺鉛鋅鉬多金屬礦床地質特征、成因及找礦方向探討[J].安徽地質,2006,16(3):190-193.

[4] 邱瑞龍.貴池黃山嶺層控矽卡巖及鉛鋅礦床成因[J].安徽地質,1994,4(3):18.

[5] 張寶松,陳國光,趙牧華,等.綜合物探方法在安徽黃山嶺鉛鋅礦礦產預測中的應用[J].資源調查與環境,2013,34(4):243-248.