竹林溝鋅礦礦床地質特征及礦床成因淺析

余 杰，周祖虎

(貴州省地礦局地球物理地球化學勘查院，貴州 貴陽 550018)

0 引 言

竹林溝鋅礦位于貴定縣城東南120°，平距約5 km，是多年生產礦山，該礦山以往地質工作程度較低，2018—2019年度，貴州省地礦局地球物理地球化學勘查院對礦區進行了儲量核實及詳查工作，圈定了閃鋅礦體3個，估算鋅資源儲量27萬余噸，達中型礦床規模。

1 區域地質概況

1.1 區域地質背景

礦區大地構造位置處于揚子陸塊江南復合造山帶—黔南坳陷區都勻南北向隔槽式褶皺變形區北部。綜合地層區劃屬揚子地層區黔南分區都勻—望謨小區，成礦區帶劃屬上揚子東緣成礦帶(貴州省地礦局，1989)。區域構造主要表現為燕山期形成的近南北向隔槽式褶皺—沖斷構造以及近東西向、北西向古老斷裂，見圖1。區內沉積巖發育，構造較為簡單，礦產多以鋅、鐵、重晶石、鋁土礦及建筑用灰巖等礦產為主。

1.2 區域地球物理地球化學特征

1.2.1 區域重力異常

工作區布格重力異常處在全國大興安嶺—太行山重力梯級帶南段與地臺區寬緩重力異常的過渡帶上，鉛鋅礦分布在重力布格重力異常陡度帶附近或重力梯級帶及封閉的重力異常附近。布格重力異常梯級帶反映莫霍面陡變帶或深大斷裂帶，表明這條構造帶對區內礦產形成與富集起到了一定的控制作用。竹林溝鋅分布于負重力異常區域。

1.2.2 區域磁異常

區內航磁異常為由沉積巖產生的均緩負磁異常，總體來說，南邊和西北角變化相對較陡，中部及西邊變化較緩。區內鉛鋅礦分布在磁異常相對平緩或陡緩交變帶。

圖1 竹林溝鋅礦區域地質圖Fig.1 Regional geological map of Zhulingou zinc mine

1.2.3 區域地球化學特征

該區是1個Hg、Sb、Au、Pb、Zn等元素的低背景分布區，Pb、Zn元素平均含量分別為30 ppm、70 ppm，與全國的平均值(Pb24.79 ppm，Zn68.47 ppm)基本相當。元素在表生沉積物中的含量表現為低背景、弱離散—均勻分布的特點，成礦元素主要為Pb、Zn、Sb、Hg等，所形成的地球化學異常多呈孤島狀、島弧狀，強度低、面積小，濃度分帶性不明顯。

在1999—2003年開展的“貴州黃絲—江洲地區富鋅資源評價”項目工作中，采用“地質背景襯度法”對區域1:20萬水系沉積物化探數據進行處理后，編制的Pb、Zn元素的襯度異常圖反映的異常也不明顯，發現了沿北西向和近東西向斷層旁側有一系列串珠狀、島弧狀Pb、Zn異常分布，半邊街附近的面積約4 km2的異常中產出半邊街鋅礦床，但竹林溝礦床附近并未發現異常分布，可能與礦床埋藏較好，剝蝕程度低有關。

2 礦床地質特征

2.1 地層

礦區內出露地層從老到新依次為泥盆系中統蟒山組(D2m)、上統望城坡組(D3w)、堯梭組(D3y)、者王組(D3z)，石炭系下統祥擺組(C1x)及第四系(Q)。其中望城坡組(D3w)是礦區范圍內的閃鋅礦體含礦地層，該地層根據巖性差異可分為D2m1、D2m22段。

第一段(D3w1)：上部約15～20 m為灰色、灰白色中厚層至厚層狀細至中晶白云巖，夾3～5 m灰白色硅質條帶，局部夾灰白色、淺灰綠色薄層泥巖，砂質泥巖，局部可見水平層紋構造。中部為厚度約13～18 m灰黑色中厚層—塊狀細至中晶白云巖，局部夾中厚層狀含砂質白云巖，偶夾黑色薄層狀含砂質炭質泥巖，該層為礦區內閃鋅礦的含礦層位。下部為厚約12～25 m灰色，灰白色中厚層至塊狀細至中晶白云巖，局部夾灰白色、灰綠色薄層狀泥巖，頂部約3.5～8 m具輕微硅化，且巖石較致密。整個望城坡一段范圍內晶洞均較發育，大小為2～30 mm不等，最大達56 mm，鐵質浸染較為明顯。

第二段(D3w2)：灰、深灰色中—厚層夾薄層泥晶生物碎屑灰巖、含生物碎屑泥晶灰巖。夾薄層泥晶灰巖及鈣質粘土巖，偶夾白云巖。偶見水平層紋構造。厚19.22～29.31 m。

2.2 構造

2.2.1 褶皺

礦區褶皺構造不發育，總體為單斜構造，地層產狀總體傾向北西305°～320°，傾角16°～32°。

2.2.2 斷層

區內發育的斷層主要有F1、F2斷層，分述如下：

F1斷層：該斷層即區域性竹林溝斷層，斷層從北西—南東貫穿整個礦區，礦區內出露2.17 km。礦區范圍內表現為正斷層，斷層走向約117°，傾向北東，傾角70°～85°；斷距約65～70 m。礦區內切割地層有泥盆系中統蟒山組，上統望城坡組、堯梭組及者王組。構造破碎帶寬約2～15 m，主要由棱角狀、次棱角狀的角礫巖及斷層泥構成。斷層內不含礦。該礦區的鋅礦即產于被該斷層切割的望城坡組望城坡組一段(D3w1)地層中，且上下2盤在同一層位均發現有礦體，整體上表現為近斷層部位礦體厚度較大，遠離斷層礦層逐漸變薄，直至尖滅。因此，推斷該斷層對竹林溝鋅礦成礦作用重大。

F2斷層：F2斷層出露于礦區北西部，在筍子坡附近與斷層F1相交，往北西在選礦廠附近延伸出礦區。礦區內長度約830 m，斷層在近F1斷層一端表現為正斷層，遠離F1一端變現為逆斷層，具有樞紐斷層的性質。在礦區斷層走向內近307°，傾向北東，傾角75°～85°，出礦區后，斷層走向逐漸靠北，傾向逐漸向東。斷層樞紐大致位于礦區北西部，遠離樞紐位置，斷距逐漸增大，往北西向，礦區范圍內往北西向短距0～65 m；往南東向，斷距約為0～33 m。礦區內切割地層有泥盆系中統蟒山組，上統望城坡組、堯梭組及者王組。構造破碎帶寬約1.5～3.5 m，主要由棱角狀、次棱角狀的角礫巖及斷層泥構成。斷層內不含礦。礦區內礦體被該斷層切割，劃分為Ⅱ、Ⅲ號礦體。

3 礦體形態及礦石結構特征

3.1 礦體特征

礦區范圍內礦體呈層狀、似層狀、大透鏡狀、楔狀順層產出于泥盆系上統望城坡組第一段中部白云巖地層中，受地層嚴格控制，根據礦體的產出特征及與F1、F2斷層空間位置關系，礦區范圍內的鉛鋅礦體在成礦階段為1個，礦體走向近北東、傾向近北西，后經F1、F2斷層錯動，礦體沿走向方向從南西向北東被分割為3個礦體，本次命名為Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ號礦體。各礦體主要特征見表1，礦體勘探線剖面見圖2。

3.2 礦石特征

3.2.1 礦石礦物，脈石礦物特征

礦石礦物：主要為閃鋅礦、黃鐵礦，次為方鉛礦，偶見少量磁鐵礦；

脈石礦物：主要為白云石、石英、碎屑物質。

閃鋅礦：是主要的礦石礦物。呈細小結晶粒狀，粒徑一般小于0.5mm，自形程度差，為它形結構，低反射率，內反射為黃褐色，與黃鐵礦共生，呈塊狀、斑雜狀、條帶狀、浸染狀、脈狀分布，見圖3。

表1 竹林溝鋅礦礦體特征一覽表Tab.1 List of characteristics of ore bodies in Zhulingou zinc mine

圖2 竹林溝鋅礦5-5勘探線剖面圖Fig.2 Cross-section of exploration line 5-5 of Zhulingou zinc mine

圖3 礦石顯微鏡下特征Sp：閃鋅礦，Py：黃鐵礦左圖10×2.5(-)右圖10×5(-)

3.2.2 礦石結構、構造

礦石常見細粒結晶結構、碎屑結構、填隙結構、交代結構；主要見塊狀構造、條帶狀構造(紋層狀構造)、浸染狀構造、團塊狀構造、脈狀構造、角礫狀構造。

3.3.3 礦石化學成分

礦石化學組分主要有SiO2、CaO、MgO、TFe2O3、C、S、Zn，以上合計占礦石化學組分的95 %以上。其中有用組分主要為Zn，基本分析樣中，單樣品鋅(Zn)含量0.5 %～32.40 %，礦床平均6.57 %；其余組分中鍺(Ge)的平均含量97.91 g/t，達伴生組分的利用要求。

4 結 語

4.1 礦床成因分析

(1)鋅礦體順層產出于望城坡組一段地層中，具有明顯的層控性質，表明成礦作用與地層有關。

(2)閃鋅礦體分布在斷層F1、F2兩側，遠離斷層端逐漸尖滅，表明成礦作用與斷層構造有關。

(3)部分礦石組構以碎屑結構，條帶狀構造為特征，反映礦床形成存在沉積作用過程。

(4)閃鋅礦礦物顆粒細小，反映快速的沉淀；顏色淺，可能反映較低的成礦溫度。

(5)部分礦石組構以填隙、交代結構，浸染狀、團塊狀、脈狀、角礫狀構造為特征，表明礦石成因與熱液作用有關。

(6)礦體中有少量石英存在，反映礦床形成存在低溫熱液作用過程。

(7)主成礦期閃鋅礦與圍巖中的白云石和碎屑物質之間很少見交代現象。

(8)圍巖蝕變微弱、僅見有白云巖化、硅化及黃鐵礦化。

(9)礦石中礦物組分單一，礦石礦物主要為閃鋅礦及黃鐵礦，方鉛礦少見。

綜上所述，可能反映礦床的成礦時代與含礦層位形成年代基本一致，同時在同生或準同生階段的稍晚期，經歷過地下低溫熱液的改造作用。故將礦床的成因類型初步確定為“準同生沉積+低溫熱液改造型層狀鋅礦床”。

4.2 找礦標志

(1)含礦層位：該區主要含礦層位是上泥盆統望城坡組或同層位相變地層高坡場組下部(半邊街地區)。

(2)巖相古地理標志：在局限—半局限臺地相帶中的生物礁及礁后瀉湖環境利于礦體的富集。特別是在同沉積斷層控制的臺溝邊緣相對隆起的地帶，常形成利于含礦熱鹵水聚集的環境。

(3)巖性標志：含礦巖性主要是生物白云巖、白云巖、粉砂質白云巖和白云質粉砂巖(亦見灰巖)，含炭泥質多少及巖石破碎程度決定了礦體的富集強度。

(4)構造標志：就大地構造位置而言，在區域性的背斜軸部及構成地塹式構造的同沉積斷層旁側利于礦床就位。從礦田構造的角度進行研究，鋅礦體的富集主要與北西向的構造及石炭系以下的北西向構造組旁側一系列的節理關系密切、北西向劈理域內部是富礦發育的地段。

(5)地球物理、地球化學標志：礦床產出于1：200 000元素地球化學異常集中分布地段。1：10 000土壤化探異常可直接指示出露或半隱伏礦體的位置；大比例尺物探異常則可用于礦床深部隱伏礦體的定位。

(6)其它標志：在含礦層位中注意鐵帽、重晶石化、礦化點以及民采老硐、冶煉爐渣等的分布。