鉛鋅礦賦存條件及礦床成因

田青男

由于各地區對礦區范圍內的水文地質條件復雜程度進行分析時，前期預計不足，結合目前現有的詳查階段布置的水文地質工作量普遍比較少，所以很難對礦區水文地質條件進行分析，無法滿足未來礦產在開采時的個性化需求。基于此，針對鉛鋅礦本身礦體特點，對礦體圍巖為石碳系中的砂巖、板巖等進行詳細分析。根據分析和深入探究結果，發現鉛鋅屬于低溫熱液交代充填的鉛鋅礦床。

1 礦區地質

據《區域地質調查報告》（常德幅1：20 萬）資料，工作區地層主要以第四系為主，其次，工作區及外圍出露的地層從老到新有元古界板溪群、古生界的寒武系、奧陶系與志留系及中生界白堊系。

1.1 礦區含礦地層系統

梵凈山組（Ptbn1l）：巖性為灰黃、灰白色厚層板狀頁巖、千枚狀頁巖或板巖，單層厚1m ～2m，中夾灰黃色厚層中至細粒變質砂巖，偶見厚層變質粉砂巖夾層。厚度300m 以上。

馬底驛組（Ptbn2m）：紫紅色條帶狀板巖、砂質板巖，夾變質粉砂巖和細粒砂巖以及灰綠色砂質板巖。頂部為灰綠色薄層變質細砂巖與砂質板巖互層，底部為灰綠色厚層中粒變質含長石石英砂巖。厚度2300m 以上。

五強溪組（Ptbn2w）：下段：灰白色厚層粗至中粒石英砂巖、長石石英砂巖、礫狀砂巖，少量變質砂礫巖，偶見灰綠色板巖夾層。上段：雜色、灰黑色條帶狀變質凝灰巖、凝灰質砂巖、凝灰質板巖，夾條帶狀含砂質板巖、變質凝灰質長石砂巖和凝灰質硅質巖。厚度250m 以上。

寒武系中統(∈2)：下組∈12為灰黑色泥質白云巖、黑色頁巖、泥質條帶灰巖及泥灰巖。太陽山西麓未見白云巖，以泥質灰巖及黑、黃色頁巖為主，厚187m ～232m。上組∈22 為灰色泥質條帶狀灰巖夾白云巖，厚140m ～233m。寒武系上統(∈3)：下組∈13 為灰色中厚層含白云質泥質條帶灰巖夾薄層灰巖及竹葉狀灰巖，厚230m ～299m。上層∈23為灰色厚層條帶狀泥質灰巖夾竹葉狀灰巖及泥質灰巖，厚445m ～525m。產狀為270°～315°∠15°～20°。

該組地層主要分布于太陽山西麓及石板灘、落子山一帶，并在太陽山與落子山之間零星出露。

印渚埠組（O1y）：下部為灰至深灰色厚層條帶狀泥質灰巖，夾灰色中厚層灰巖，底部見一厚層角礫狀灰巖。中部為灰色中至厚層泥灰巖、白云巖、白云質灰巖、條帶狀泥巖灰巖夾生物灰巖。上部為黃綠色頁巖夾紫紅、灰綠等雜色中厚層生物灰巖。厚488m ～597m。產狀為275°∠10°。

寧國組（O1n）：黃綠色頁巖、鈣質頁巖及砂質頁巖，厚146m ～195m。區域內零星分布于蔡家崗，產狀為239°∠25°、213°∠21°。

印渚埠組（O1y）在雷公廟有零星出露，寧國組（O1n）在蔡家崗有零星出露。與下伏地層整合接觸。

1.2 構造

太陽山隆起屬早—晚期新華夏系構造。工作區位于太陽山隆起的西部。該隆起由復式緊密背斜、向斜褶皺組成，呈NE20°方向展布。背斜核部為冷家溪群地層，兩翼由板溪群-志留系地層組成。傾向北西，傾角30°～64°。在震旦系、寒武系中出現壓扭性斷裂和緊密褶皺或倒轉褶皺，其發育方向與凸起方向整體一致。東翼被白堊系-第三系地層覆蓋，并被斷裂截切而構成東部邊界。

洞庭湖盆地的邊緣地帶是本次重點研究區域，此地帶地處剝蝕構造、海拔1000m 溶蝕之間，處于地質構造運動時期，地殼發生多次變化，河洑-臨澧隱伏斷裂呈現在太浮山與太陽山之間，以斷裂帶為分界線，西側位置下降情況明顯，出現一個窄長湖彎在研究區北東東向，可將該位置歸屬于臨澧斷陷的延伸部分，其沉積深度可達160m，第三系和第四系沉積深度可達80m，沖擊沖湖積高階地在區域地形劃分處，斷裂帶分界線的東側位置上升情況明顯，有20m 的紅色粘土沉積在斷裂帶表面，殘丘坡地形態明顯，經深入勘查發現，研究區域內下伏地層分布寒武系中上統(∈2-3)、奧陶系下統印渚埠組（O1y）灰巖、泥灰巖、白云巖、泥質灰巖。

1.3 礦床與圍巖

鉛鋅礦床賦存于奧陶系下統印渚埠組地層（O1y）中，屬覆蓋型巖溶礦床，呈層狀產出，地層總體走向北北東～南南西，傾向北西西，傾角7°～10°，礦床地面形態中間低、四周高的低緩丘陵狀，自然地面標高最高為75.06m、最低為48.91m。

據原有勘查資料，礦體分布在207 國道西側南北長約2000m，東西寬約300m ～700m，埋深一般3.85m ～33.7m，與上伏第四系粘土層的接觸面起伏不大。

由于勘探區域范圍內受到變質影響和作用，一般都會表現成熱液蝕變的作用，目前比較常見的有硅化以及黃鐵礦化等。壓軸性斷層、矽卡巖外側、擠壓斷層區域常出現地質礦物硅化情況，分布形態以條帶狀為主，石英是勘查區的主要地質礦物。硅質礦石及周邊的地質礦物會出現黃鐵礦化，分布方式以浸染狀、薄膜狀為主。通常是由礦體向外含量增加，礦物硅化較好礦石類型為板巖、碳質板巖。

1.4 巖漿活動

在目前整個勘探區域范圍內并沒有看到巖漿巖出露的情況，但是由于整個勘探區域正處于向斜至背斜的轉折端。與此同時，整個區域范圍內的地層有不同程度的撓曲現象，所以在勘探區域范圍內，結合實際要求，發現其存在多組順地層縱向的壓扭性斷裂問題。結合該問題進行分析時，發現其整個區域的特殊性，促使整個勘探區逐漸形成一個下部相對比較舒張，上部比較緊閉的狀態。除此之外，北部區域呈現出比較舒張的狀態，而南部區域則處于比較緊閉的環境，這種環境促使整個深部巖漿所承受的溫壓條件勢必會呈現出一系列的變化。所以在現有諸多因素條件的影響下，要結合實際要求，將以含礦熱或者是含汽的液流體形式，直接以快速合理的方式運送到地表附近位置處，以此來實現有針對性的聚集處理。由于受到垂直在斷裂走向的剪切力帶來的一系列，壓扭性斷裂兩盤基本上都會呈現出不同程度、不同狀態的張扭性次級的小斷裂發育情況。基于此，結合實際要求，積極采取有針對性的對策，促使熱液可以與圍巖之間呈現出充分的接觸，這種形勢下其自身可以呈現出的發生交代作用相對明顯，同時還可以逐漸在實踐中創造良好條件，為成礦提供可靠空間作為支持。由此可以看出，在目前整個勘探區域范圍內的深部以及外圍巖巖漿活動實施過程中，對勘探區域范圍內鉛鋅多金屬硫化物礦床的形成具有非常重要的影響和作用。

1.5 圍巖蝕變

由于整個勘探區受到變質影響和作用，其一般呈現出熱液蝕變的影響和作用。現如今比較常見的蝕變主要集中體現在矽卡巖化、硅化等各方面。需要注意的是矽卡巖化與鉛鋅礦化之間具有非常密切的聯系。矽卡巖化比較常見在鉛鋅礦體或者是周邊位置處，在整個空間位置上需要緊緊依靠擠壓性的斷層或者是壓扭性的斷層上下盤進行具體操作，同時其自身呈現出似層狀。以大透鏡的方式呈現出來，其中主要以透輝石、陽起石等組合而成，矽卡巖外圍經常會伴有一定的硅化現象，同時還會涉及到部分綠泥石化問題。在硅化方面，比較常見在矽卡巖外圍或者是具有擠壓性特征的斷層、擠扭性斷層兩盤位置處，其自身呈現出條帶狀分布狀態，包括石英等，同時還會涉及到黃鐵的礦化現象。在黃鐵礦化中，其通常集中體現在礦體的周邊位置處，同時還會涉及到硅質巖或者板巖當中，呈現出薄膜狀態，同時以浸染的狀態分布其中。其通常是直接由礦體逐漸向外含量進行提升，尤其是在板巖或者是炭質板巖當中的發育狀態相對比較明顯，其中涉及到的礦物質包括黃鐵礦等。綠泥石化通常集中體現在壓扭性斷層對應的擠壓破碎帶或者是層間滑動面、層里面之上，礦體的周邊比較常見于綠泥石的發育狀態，呈現出片狀的狀態，薄膜狀呈現出明顯的分布趨勢，對后續的蝕變形成等都可以提供便利條件。

Remark 4.The load characteristics of the EHA system can be improved by increasing the maximum output torque of the motor,reducing the rotational inertia of the motor-pump group,and adopting the double-motor-pump group configuration.At the same time,the dynamic characteristic will also be increased.

2 礦床工程成因以及地質條件綜合評價

目前整個礦區范圍內的V1礦體本身具有非常良好的代表性特征，V1礦體賦存在石碳上統空樹河組二段二壓段當中，由于受到F1斷層以及其自身次級斷層控制等諸多因素的影響，其明顯緊緊依靠在斷層的兩盤矽卡巖當中。探究地層產出情況發現地層組成由矽卡巖切空樹河構成，礦體的整體傾斜角度為30°，傾斜方向以西北方向為主，部分位置傾向于北東側，傾斜角度大約為90°，順傾角的大致走向控制勘查距離大約為400m 左右，向下延伸范圍最長控制范圍在300m 以內，礦體的整體展現出層狀。另外，礦體內部出現少量的礦石分枝復合、夾石情況，礦體厚度大致為10m 左右，厚度的變化系數控制在63.72%左右。單工程鋅品位1.24ω%～11.36ω%，平均鋅品位5.13ω%，品位變化系數61.50%。

2.1 礦床成因

針對整個勘探區域范圍內的背斜轉折端展開深入分析時，其在地表裸露出來的石炭系上統空樹河組一段以及二段淺變質砂巖或者是石英砂巖當中會夾雜著部分白云質灰巖。結合目前整個山體傾斜軸向展開深入分析時，其自身靠近南北向，同時坡背斜軸向北偏東42°，這種形勢下，整個勘探區域范圍內的地層相繼會出現不同程度的撓曲或者是壓扭性斷裂等情況，進而導致其上部相對比較緊閉，而下部則相對比較舒張。同時，南部比較緊閉，而北部則呈現出相對比較舒張的空間環境。據常德縣志記載，該區在歷史上發生過10 次地震。其中最大的一次是1631 年8 月14 日太陽山地震，震級6.5 級，震中烈度7 度。據記載當時“夜震有聲如雷，地裂黑泉涌高2 丈～3 丈，田池覆陷，腥氣逼人，房倒樹折，壓死人畜無數，男女皆露宿月余，地震連續三年不止。”此次地震波及湖南、湖北、江西、安徽等省，破壞帶總長1000 公里。

水環境方面，據本次工作調查，礦山開采使周邊地下水位下降，局部水井干涸均有發生；氣象因素2013 年即有連續40 多天干旱影響，也不能為周邊地下水位下降免責。現狀因礦坑排水影響范圍達10km2以上，所幸下降幅度不大，現狀評價礦山開采排水對地下水位下降、巖溶地面塌陷影響較輕。

結合整個鉛鋅礦床現狀，發現其巖漿活動相對比較頻繁，具有非常多期次性的特征，尤其是在下部相對比較舒張的空間環境當中，可以促使地幔巖漿不斷快速上侵，其自身的混熔地殼時間相對比較短，同時其中含有的成分也比較少，最初形成的初始巖漿本身鎂鐵含量過高。由于構造再次活動，后期的巖漿不斷上侵，同時由于周邊的溫壓一直在不斷下降，促使巖漿在整個結晶過程中勢必會出現分異等情況，與此同時，大量的H2O 等多金屬會不斷富集，所以在巖漿活動初期范圍內，在中深部分異當中的中性巖漿形成的二長閃長巖中，含有相對比較豐富的成礦元素。大量的H2O 等揮發份集中在未結晶的殘留巖漿當中，此時殘留巖漿可以逐漸形成由硅酸鹽晶體、低熔組分硅酸鹽熔體等組合而成的多相共存的混合體系。基于此，成礦流體與早期已經形成的二長閃長巖當中的造巖礦物發生一系列的堿交代，從中提取原造巖礦物當中的成礦元素，進而逐漸進入到成礦流體當中，促使成礦元素在整個混合體系當中可以實現富集。混合體系的不斷上侵，周邊的溫壓會呈現出持續性的下降狀態，導致成礦母巖與成礦流體之間呈現出明顯的分離狀態，分離之后的成礦流體普遍都是以水或者是汽為主體，其中包括富堿等，具有非常強的流動性特征，同時還可以體現出一定的化學活躍性。成礦流體會直接被看作是成礦元素中非常重要的載體，可以直接向壓力釋放的內部構造空間進行不斷的遷移或者是聚集，成礦流體展現出持續的分異形態主要是在遷移過程，成礦流體在交代作用下，礦石出現了大量的堆積。在這一背景下，出現了從內向外的高、中、低溫熱液礦床，在與礦床地質活動位置較為接近區域附近，成礦流體與圍巖會出現交代形成的矽卡巖，鉛鋅等各種成礦元素可以得到富集之后成礦，以此來逐漸形成低溫熱液交代填充的鉛鋅礦床。

2.2 礦石質量

該區域范圍內的不同礦石質量具有明顯的差異性，在礦石礦物方面，區域內的礦體礦石礦物組成相對比較便利，有用的礦物一般以閃鋅礦為主，同時還會涉及到磁黃鐵礦、黃鐵礦等，其中次生礦物包括白鉛礦等。脈石礦物在整個勘探區域范圍內，礦體的脈石礦物一般都是以透輝石等為主，次為白云石、石英等。礦石結構中主要以粒狀、鑲嵌、斑狀結構等組合而成。除此之外，在礦石構造方面，礦石的構造基本上都是以浸染狀、團塊狀為主，次為條狀帶、細脈狀構造。

礦石化學成分分析中，綜合分析現階段已上交的地質礦物樣品，大部分地質礦物樣品內的鋅元素含量已符合工業級要求。對鋅礦品位測定后發現平均品位可達到5ω%，個別地質礦物樣品的鉛品位達到0.03ω%～1.53ω%這一范圍。在此基礎上，分析常見的地質礦物樣品，并融合組合分析法，從經過組合的地質礦物樣品中挑選出兩個樣品，進行光譜分析，所得出的研究結果為研究礦區內鋅礦可開發的銅、銀伴生金屬。結合光譜分析研究結果，對其中涉及到的組合分析樣進行組合，經過分析后得出整個勘探區域范圍內可以實現綜合利用的伴生金屬元素有鉛、銀等，平均含量為銀16.36g/t、鉛0.99ω%。

2.3 礦床開采帶來的一系列影響

2.3.1 對地質環境的影響

在針對礦床進行開采時，整個區域范圍內或者是邊坡影響范圍內的地表都會出現一系列的變形，對地質環境進行改造和升級，一般都是以重災區為主。鉛鋅礦床在整個開采過程中，要結合實際情況，對綜合利用部分進行刨除處理之后，對地質環境并不會造成過于嚴重的影響。

2.3.2 對水資源影響

礦山主要是以露天凹陷開采為主，其自身的最低開采標高為-65m，其主要是位于地下水變動帶以下，礦床的開采勢必會導致地下水位不斷下降。結合實際情況展開深入分析，礦床開采對地下水位的下降勢必會產生一系列的影響。礦床開采過程中，很有可能會導致水當中的懸浮物含量有所增加，但是由于巖石以及礦石自身的化學成分具有良好穩定性，并不容易分解出有毒有害成分。同時，在整個采區范圍內并不會出現任何的污染源，所以水化學成分并不會出現相對比較明顯的變化。

2.3.3 可能會引起的地質災害

結合目前礦山開采現狀，其主要是以露天凹陷開采為主，最終的邊坡高度可以達到128m，礦區的整個工程地質條件為中等，邊坡具有相對比較良好的穩定性，同時礦區的總體穩定性普遍比較良好。礦山在未來開采活動實施過程中，并不會引起嚴重的地質災害，但是由于采礦活動在實施過程中，難免會導致原始的地質環境受到嚴重破壞影響，進而引起各種不同類型的地質災害。在礦區未來開采活動實施過程中，很有可能會引起下列地質災害。

3 結語

由于鉛鋅礦床本身是露天凹陷開采為主，所以采礦有利于促使整個采區范圍內的地表出現變形，但是對地質環境帶來的破壞影響相對比較局限，一般在采區或者是可能會影響的范圍內。礦山開采排水很有可能會導致周邊地下水位不斷下降，進而引起巖溶地面塌陷等問題，所以必須要結合成礦原因，提出有針對性的處理對策，避免造成嚴重的污染影響。