甘肅省瓜州縣上口子鉛鋅礦床的地質(zhì)特征及地球化學(xué)研究

郭 琳

（甘肅省有色金屬地質(zhì)勘查局蘭州礦產(chǎn)勘查院，甘肅 蘭州 730046）

鉛鋅礦床位于甘肅省瓜州縣上口子，在瓜州縣地區(qū)西南部，地理坐標(biāo)東經(jīng)95°46′，北緯40°32′，海拔在1000m～1300m之間。鉛鋅礦床范圍內(nèi)裸露巖石，南北兩側(cè)均為戈壁灘[1]。成礦地形條件較為優(yōu)越，但氣候較干燥，風(fēng)沙頻繁。本文以瓜州縣上口子鉛鋅礦床為研究對象，總結(jié)分析區(qū)域地質(zhì)特征，介紹了瓜州縣上口子鉛鋅礦床的地質(zhì)特征，研究了瓜州縣上口子鉛鋅礦床的地球化學(xué)，為該區(qū)域下一步找礦勘查提供參考。

1 鉛鋅礦床礦床地質(zhì)特征

1.1 地層特征

礦體露出地層處于褶皺帶，以斷裂構(gòu)造為主。主要發(fā)育為泥盆系和石炭系，組合構(gòu)造樣式復(fù)雜，頻繁的構(gòu)造運(yùn)動和巖漿運(yùn)動為巖漿熱液的運(yùn)動提供空間。其中泥盆系由粉砂巖、板巖夾量互層構(gòu)成，區(qū)域內(nèi)礦層以鉛、鋅礦主，還含有部分鐵、銅、金礦。石巖系為海洋過渡沉積，碎屑巖、千枚巖、碳酸鹽巖夾量碎屑巖[2]。

礦床位于鉛鋅多金屬成礦帶，礦體呈褶皺狀，位于次級皺帶內(nèi)。整體構(gòu)造較簡單，為一向北東傾斜的單斜構(gòu)造，向斜東傾伏在中泥盆統(tǒng)與中石炭統(tǒng)下，這種斜向構(gòu)造結(jié)構(gòu)極為適合鉛鋅礦的形成。核心區(qū)與兩側(cè)存在緊閉褶皺發(fā)育，其中褶皺構(gòu)造主要呈軸向約280°。同時，由于礦體形態(tài)會受到地層影響和巖性控制，大部分呈層狀和少量脈狀。所以對地層整合產(chǎn)出要求很高，礦體厚度與發(fā)育程度成正比。

1.2 礦石礦物的組成

從礦石的組成角度上來看，瓜州縣上口子鉛鋅礦組成內(nèi)容物相對豐富。存在重晶石、方解石、白云石、石英石、大理巖等物質(zhì)，次要礦石有云母、斜長石、鉀長石等。主礦體厚大、層狀穩(wěn)定分布于大理巖和石英片巖中。礦體中分布條紋狀結(jié)構(gòu)，從礦物的組成上來看主要是閃鋅礦、方鉛礦、黃鐵礦，除此之外還有各種次要的金屬礦物，如硫砷鉛礦、毒砂石、磁黃鐵礦、黃銅礦等也與之共生。閃鋅礦的顏色因含鐵而呈淺灰色或棕紅色，礦物質(zhì)粒度相對較小，主要出現(xiàn)在條帶狀或條紋狀礦石中。方鉛礦呈鉛灰色。粒徑相對較大，硬度小，密度大，形狀不規(guī)則。在氧化帶不穩(wěn)定，易轉(zhuǎn)變?yōu)殂U礬、白鉛礦等礦物。方鉛礦與閃鋅礦直接觸成共結(jié)結(jié)構(gòu)。黃鐵礦大小不一呈破碎粒狀，無規(guī)則分布在礦石中

由于礦石是一定成礦作用下的產(chǎn)物，所以礦石組構(gòu)能夠幫助分析成礦的地質(zhì)條件、物化環(huán)境以及其演化的過程，并且直接影響礦石質(zhì)量[3]。對研究本地區(qū)的礦藏資源具有十分重要的作用。最重要的是結(jié)合成礦壓力、成礦溫度及組分結(jié)構(gòu)針對礦石構(gòu)造進(jìn)行研究，通過幾種指標(biāo)的研究，有助于礦藏開采，還為后期的人造礦藏提供技術(shù)支持。

1.3 圍巖蝕變特征

在中泥盆世以后的地殼強(qiáng)烈運(yùn)動時期形成混漿，遷移型巖漿巖由此產(chǎn)生，同時礦液在已形成的巖石中沿導(dǎo)礦構(gòu)造活動[5]。礦床的近礦圍巖蝕變的機(jī)理簡單，從圍巖蝕變特征看，碳酸鹽化、絹云母化、褐鐵礦化、大理巖化、黃鐵礦化、角巖化、白云巖化、硅化、重晶石化等顯示了典型的中低溫?zé)嵋何g變特征，說明中低溫?zé)嵋簩︺U鋅礦床后期成礦作用明顯[4]。

熱液蝕變型鉛鋅礦圍巖種類多樣，且蝕變類型較多。其中重晶石化、硅化、黃鐵礦化等與鉛鋅礦化關(guān)系密切。硅化是區(qū)內(nèi)最主要的蝕變，常分布于鉛鋅礦體外圍部位；黃鐵礦化與熱液的遷移有關(guān)，常分布于礦體及近礦圍巖中。將以上地質(zhì)特征進(jìn)行歸納（表1）

表1 鉛鋅礦床地質(zhì)特征

2 鉛鋅礦床礦床地球化學(xué)特征

由于中、低溫?zé)嵋旱倪w移、封閉系統(tǒng)等為礦物提供了良好成礦空間。熱液的排出形成了礦床的礦體、層位多樣性，以及礦石的條狀、層狀等沉積構(gòu)造特征[5]。

通過分析資料得知本礦床中碳酸鹽巖比碎屑巖的元素富集程度要高，表明本區(qū)有利于鉛鋅礦成礦主要容礦巖石為碳酸鹽巖。礦區(qū)地層中，富集Pb、Zn、Sb、Fe、Ni、Cd等成礦物質(zhì)。其中閃鋅礦中元素主要有Zn、Cd、Mn、Cu、Sb等，方鉛礦中主要有Ag、Cu、Mn、Sb、Pb元素等，黃鐵礦元素組合有Co、Ni、Fe、Mo等。其中鋅鉛元素平均含量略高。

鉛鋅具有強(qiáng)烈的親硫性，并易形成含硫化合物。在基地巖石中，鉛鋅以硫化物形式存在。由于硫化物與硫酸鹽形成受溫度、ph值、總硫濃度、氧逸度等參數(shù)控制。所以應(yīng)該結(jié)合同位素的平衡溫度和推斷溶液的含硫同位素來實(shí)現(xiàn)同位素特征的標(biāo)定[6]。通過研究硫同位素認(rèn)為該礦硫化物的含量占比分散，認(rèn)為沉積是形成鉛鋅礦的主要成因。沉積成因金屬礦需要大量還原硫，還原硫主要通過熱液中硫酸鹽和有機(jī)質(zhì)發(fā)生還原反應(yīng)。有機(jī)質(zhì)吸附的金屬元素如Pb、Zn、Fe、Cu等與有機(jī)絡(luò)合基發(fā)生氧化還原或絡(luò)合物分解的反應(yīng)產(chǎn)生有機(jī)—金屬絡(luò)合物，形成難溶硫化物沉淀，可以使更多的金屬元素保留下來。熱還原反應(yīng)不僅提供了反應(yīng)所需的還原硫，還在反應(yīng)過程中產(chǎn)生大量熱能，有助于加速有機(jī)質(zhì)的分解和硫化物沉淀。

3 結(jié)語

甘肅省是全國有色金屬之鄉(xiāng)，是重要的Pb、Zn、Ag、Sb等礦產(chǎn)資源貯存地。泥盆系地層是該區(qū)域重要的含礦層位。通過對瓜州縣上口子鉛鋅礦礦床進(jìn)行地質(zhì)特征和地球化學(xué)特征分析，礦床礦藏資源較豐富，具有一定開采價(jià)值。由于該地區(qū)氣候干燥，風(fēng)沙較多，對該地區(qū)探測方法還不夠充分。未來還需更進(jìn)一步深入勘查該地區(qū)鉛鋅礦床為后續(xù)開發(fā)、找礦奠定基礎(chǔ)。