鉛鋅銅多金屬礦地質(zhì)地球化學(xué)特征與潛力

韓 嶺，羅 雪，楊 波

（湖北省地質(zhì)局第八地質(zhì)大隊，湖北 襄陽 441000）

由于當(dāng)前市場經(jīng)濟中工業(yè)的快速發(fā)展，經(jīng)濟市場中對金屬礦石的需求逐年增加。為了滿足實際的市場需求，相應(yīng)的員工需根據(jù)采礦業(yè)的發(fā)展?fàn)顩r在礦區(qū)進行全面的找礦研究，以多金屬鋅和銅礦為主的礦區(qū)已經(jīng)得到采礦人員的青睞。

1 礦區(qū)地球化學(xué)特征

鉛鋅銅多金屬礦物一般分布在斷層帶和活動巖漿帶附近，周圍帶通常具有復(fù)雜的地質(zhì)特征和惡劣的外部環(huán)境。金屬礦物質(zhì)和所得的復(fù)合礦物質(zhì)很多。根據(jù)礦區(qū)地殼的變化以及巖漿的含量和分化，金屬礦床通常含有大量的硅、鈣、和其他受區(qū)域侵蝕影響的物質(zhì)，這些物質(zhì)為鉛鋅銅礦床提供了更活躍的成礦條件。礦山通常以混合或復(fù)合礦物的形式存在，例如礦脈型鉛鋅銅礦床和斑巖型鉛鋅銅礦床。現(xiàn)場勘查表明，礦產(chǎn)資源不通，礦區(qū)分布不均，勘查跡象不明顯。

2 多金屬鉛鋅銅礦床的地質(zhì)地球化學(xué)特征

在礦區(qū)的地質(zhì)找礦工作中將地球化學(xué)性質(zhì)概念融入其中為地質(zhì)勘查工作指明了方向。現(xiàn)階段，該實踐方法已經(jīng)取得了一定成效。所以，本文將采用多種地球化學(xué)找礦技術(shù)對多金屬鉛鋅銅礦床進行勘查，以確保取得的數(shù)據(jù)準(zhǔn)確。如圖1所示，這是礦區(qū)的地質(zhì)和地球化學(xué)圖。整個采礦區(qū)的圍巖和礦帶顯示出剝落的趨勢，大部分為帶狀剝落，并具有一定程度的多層性。目前的礦產(chǎn)資源為銅和鋅以及金屬的組合為主，為了研究該地區(qū)鉛鋅銅多金屬礦床的狀況并提供適當(dāng)?shù)恼业V指導(dǎo)，提出了一個特定的采礦區(qū)的具體情況，下面從不同的角度來舉例說明鉛鋅銅的開發(fā)，并詳細分析多金屬礦物的地質(zhì)和地球化學(xué)性質(zhì)。

圖1 礦區(qū)地質(zhì)地球化學(xué)圖

2.1 多金屬鉛鋅銅礦床的豐度值

通過結(jié)合礦區(qū)地層巖石剖面的采樣數(shù)據(jù)，得到礦產(chǎn)資源分布數(shù)據(jù)，主要是多金屬鉛鋅銅礦。根據(jù)礦產(chǎn)資源在整個礦區(qū)的比例，可以看出礦山的主要金屬元素是金、銀、鉛和銅，并且作為金屬元素（通常為非獨立元素）更具活性。混合金屬礦石最常見的類型是氧化物、氫氧化物和硫化物。最明顯的金屬元素是鉛、鋅，銅中金屬元素的含量明顯高于沉積物中地質(zhì)元素的含量。

結(jié)合以上對礦區(qū)中活性金屬存在的分析，以下根據(jù)地球化學(xué)性質(zhì)分析了地層中稀土元素的性質(zhì)。根據(jù)稀土元素含量的證據(jù)，礦區(qū)稀土元素含量較高。單位面積的金屬元素含量超過2.4*10-7，銪含量顯然異常。無論是輕稀土元素還是重稀土元素，對于礦區(qū)都沒有損失。根據(jù)礦產(chǎn)資源分布狀況和結(jié)晶巖特性，分析礦區(qū)礫石碎屑中黑云母的含量，并將其作為確定鉛多金屬礦物含量的重要依據(jù)。下面的圖2顯示了礦區(qū)中元素的地球化學(xué)參數(shù)的統(tǒng)計表。

圖2 礦區(qū)元素地球化學(xué)參數(shù)統(tǒng)計表

2.2 鉛鋅銅的地球化學(xué)分區(qū)特征

根據(jù)多金屬鉛鋅銅礦床的成礦地理特征，礦產(chǎn)資源分布背景和組合層中金屬元素的賦存情況，對礦區(qū)地球化學(xué)分區(qū)特征進行了分析。結(jié)合具體分區(qū)特征來收集礦區(qū)的找礦數(shù)據(jù)，根據(jù)采礦區(qū)的不同類型和局部元素的富集狀況，將多金屬的原始范圍劃分為斷層帶。

根據(jù)礦產(chǎn)資源的具體分布趨勢，金屬銀、銅、鋅、鎢、錳和鎘等金屬元素由復(fù)雜的古代巖帶和火成巖附近的礦產(chǎn)資源組成。東部的礦產(chǎn)資源最為明顯，而西部則遵守地球化學(xué)分布的規(guī)律。雖然有礦區(qū)，但物產(chǎn)很差，所以相關(guān)人員需要進一步研究和確定礦區(qū)的位置。東南方向是最典型的礦區(qū)，這也是地球化學(xué)分布的重要領(lǐng)域。金屬元素的高度差異化組合由銀、錳、鎳、銅、鋅和其他組合元素組成。根據(jù)金屬的基本特性和元素的組合，可以將巖漿和熱礦石化學(xué)結(jié)合的形態(tài)學(xué)特性用于確定礦石的分布和金屬元素的異常特性。東南地區(qū)的地球化學(xué)分布區(qū)域以鹿井地區(qū)為代表，不同的金屬元素組合為鉛，銅、鋅等組成。根據(jù)該區(qū)域鉛、鋅和銅成礦的特征，可以在低溫范圍內(nèi)對其進行檢測。

2.3 鉛鋅和銅的地球化學(xué)異常的分布特征

結(jié)合礦區(qū)水系沉積物檢測結(jié)果，多金屬鉛鋅銅礦礦區(qū)劃定地球化學(xué)異常區(qū)占礦區(qū)總面積的14.5%，呈橢圓形分布，包括銅化學(xué)異常區(qū)約為12km2。對比度為3.4～4.4。根據(jù)金屬元素的規(guī)格，具有異常化學(xué)性質(zhì)的金屬元素按降序排列，表示方式如下：銅-鋅-錳-銀-錫，因為金屬銅元素更具活性。礦區(qū)的組成程度相對明顯，具有最高異常特性的金屬元素可以是銅礦，通常以復(fù)合礦的形式出現(xiàn)。在找礦過程中，它呈紅棕色或深紅色，并受火成巖礦石的影響和受化學(xué)作用的影響，礦區(qū)內(nèi)各組分的內(nèi)部水平分布更為明顯。通過對礦區(qū)地質(zhì)的有效找礦與各種地球物理找礦設(shè)備相結(jié)合，發(fā)現(xiàn)多金屬鉛鋅銅礦的地球化學(xué)異常分布通常具有以下共同點：異常規(guī)模是連續(xù)的，結(jié)合異常性質(zhì)的礦山面積通常不均勻，在15.4km2～42.3km2之間；其次，該部分地區(qū)內(nèi)的異常信息更加復(fù)雜且需要后續(xù)的采樣和分析，無法直接在現(xiàn)場進行記錄。受礦區(qū)金屬磁力的影響，異常金屬礦石的成分組成不同。通常情況下，異常值在（0.4～5.5）*10-4之間。經(jīng)測試，發(fā)現(xiàn)金屬的異常值無明顯規(guī)律。

3 找礦標(biāo)記及找礦方向

根據(jù)研究元素異常的地球化學(xué)特征和元素的形成，結(jié)合地質(zhì)背景和成礦條件的分析，地球化學(xué)的特性為：①受區(qū)域斷層控制的影響，礦在斷層結(jié)構(gòu)的復(fù)合部分中產(chǎn)生。這一產(chǎn)生過程主要涉及水熱效應(yīng)，其主要在層間裂縫和裂縫帶中產(chǎn)生，并且主要以多金屬石英脈或含金硫化物的形式產(chǎn)生。②鉛和鋅主要存在于西南部。受區(qū)域誤差和位移誤差的控制，主要研究集中在巖石外部接觸區(qū)中鉛（鋅）-銀的熱液沉積。金礦就在這一地區(qū)，因此我們的重點是發(fā)現(xiàn)與金有關(guān)的熱液金鉛鋅礦床。鉛鋅主要以礦脈的形式產(chǎn)生，主要礦物是方鉛礦、閃鋅礦和白鉛礦等。

4 控制成礦元素分布特性對成礦的影響

成礦元素的不均勻分布表明成礦性能良好，巖體中成礦元素含量的標(biāo)準(zhǔn)偏差和變異系數(shù)通常是有利的成礦指標(biāo)。現(xiàn)有研究表明，來自中國南部的成礦花崗巖的元素變異系數(shù)明顯高于非成礦物體的變異系數(shù)（超過2倍）。因此，高成礦元素含量與所分布的礦體形成中等酸性物質(zhì)結(jié)合的多金屬沉積物質(zhì)。對成礦元素含量進行平均值計算時，可根據(jù)成礦指標(biāo)排除一部分異常礦物樣品。根據(jù)礦物樣品的變異系數(shù)和標(biāo)準(zhǔn)偏差可判定出成礦元素在礦體中的分散情況，計算均值可推斷出礦石形成環(huán)境，為成礦物質(zhì)的研究提供理論基礎(chǔ)。酸性巖體中構(gòu)成礦石的元素的分布特征表明，細粒石英蛇紋巖中的銅元素含量比中國酸性巖體的豐度值高2倍。變異系數(shù)為172%，礦區(qū)其他巖體中銅元素的含量較高。礦區(qū)各種中等酸性巖體中的鉬元素含量較高，是區(qū)域頻率的3倍～18倍。其中，細粒花崗巖含量最高（9.4*10-5），變異系數(shù)最高，為96.2%。因此，成礦物質(zhì)的含量和巖體的變異系數(shù)是確定巖體礦物性的有效指標(biāo)。同時，該地區(qū)有許多斷層構(gòu)造和斷層斷裂帶，斷層的交叉部分和嚴重的斷裂帶是高滲透率帶，促進了巖漿的滲透和成礦作用。在研究區(qū)域中，有三十多個區(qū)域受到了各種不利因素的影響和控制，大礦脈和少量滲入礦石的礦脈旁有少量網(wǎng)狀靜脈。鉛鋅成礦以化學(xué)轉(zhuǎn)化為特征，是主要成礦物質(zhì)，其次是與金和銀有關(guān)的銅礦脈。因此，兩組或多組不同方向的裂縫的交點控制著成礦酸性巖石的滲透銅和鉬成礦的形成也與火成巖的滲透密切相關(guān)。因此，上述位置也是生產(chǎn)銅鉬礦床的有利位置。根據(jù)成礦系統(tǒng)的理論，深端可能有埋藏巖體，而淺端是脈狀鉛鋅銀多金屬成礦，深端可能有斑巖礦床類型。同時，現(xiàn)代成礦理論研究表明，斑狀銅鉬鉬礦床的成礦時間比靜脈型鉛鋅銀礦床的成礦時間要早。

5 結(jié)論與建議

本文從多個角度考察了多金屬鉛鋅銅礦床的地質(zhì)和地球化學(xué)特征，根據(jù)找礦過程中遇到的地球化學(xué)異常特征分析了該地區(qū)的找礦潛力，并指出了正確的找礦方向，在一定程度上推動了采礦業(yè)的發(fā)展。同時，在礦產(chǎn)資源分布方面取得了良好的研究成果，拓寬了冶金工業(yè)未來發(fā)展的方向。因此，在進一步發(fā)展中，應(yīng)加大礦產(chǎn)勘查的力度，在資源和經(jīng)濟協(xié)調(diào)發(fā)展的基礎(chǔ)上，不斷創(chuàng)新技術(shù)的運用，為今后的找礦工作指明方向。