甘肃西成铅锌矿田秦岭型铅锌矿床地质特征及找矿方向.docx

2008年 8月GAN SU M ETALLUR GYA ug. , 2008文章编号 : 1672 24461 ( 2008) 0420039 204甘肃西成铅锌矿田秦岭型铅锌矿床地质特征及找矿方向谈应范 1 , 2 ,谢洪春 1 , 2( 1. 中国地质大学 ,北京 100083; 2. 甘肃有色地质勘查局 106 队 ,甘肃 兰州 730046 )摘 要 :西 (和 )成 (县 )铅锌矿田秦岭型铅锌矿床主要有两种成因类型 : 热水沉积型及热水沉积改造型 ,热水沉积型主要受同生断裂与断陷滞流盆地控制 ;热水沉积改造型主要受礁硅岩套及同沉积褶皱控制 。通过控矿因素的分 析 ,在以后找矿过程中应注重岩性 、岩相 、地层厚度变化部位 ,与背斜伴生的向斜构造以及现有矿床的深部地段 。 关键词 :铅锌矿床 ;地质特征 ;找矿方向中图分类号 : P612; P618. 4文献标识码 : AGan su X icheng L ead2z inc M ine F ield Q in ling L ead2z inc M ine BedGeolog ica l Fea ture and Prospecting D irectionTAN Ying2fan1 , 2 , X IE Hong2chun1 , 2( 1. Ch ine se Geo logy U n ive rsity, B eijing 100083 , Ch ina;2. Gan su Co lo red Geo logy Iinve stiga tion B u reau 106 Team s, L anzhou 730046 , Ch ina)A b stra c t: X icheng lead2zinc m ine fie ld Q inL ing lead2zinc m ine bed m a in ly to have two k ind of gene tic typ e s: The ho t wa te r depo sit and the ho t wa te r depo sit tran sfo rm a tion, the ho t wa te r depo sit w ith is b roken m a in ly the singlene ss b reak fa lls the lagging cu rren t ba sin con tro l; Ho t wa te r depo sit tran sfo rm a tion m a in ly reef qua rtzite se t and w ith depo sition fo ld con tro l. Th rough con tro ls the o re fac to r the ana lysis, shou ld p ay grea t a tten tion glo tto logica l, the litch i fanc ie s, and the stra tum dep th change spo t in the la te r p ro sp ec ting p roce ss, and w ith an tic line a ssoc ia ted sync line struc tu re a s we ll a s existing o re depo sit dep th po rtion land sec to r.Key W ord: lead2zinc m ine bed; geo logica l fea tu re; p ro sp ec ting d irec tion1 引言甘肃西成铅锌矿田属秦岭铅锌矿带的一部分 , 拥有十余个中型至超大型铅锌矿床和数十个小型铅 锌矿床及矿点 ,是我国重要的铅锌资源基地 。1996 年王集磊等在中国秦岭型铅锌矿床 一 书中首次提出了秦岭型铅锌矿床的概念 ,并对矿床 成因进行了详细研究 。西成秦岭型铅锌矿床主要有 以下两种成因类型 :其一为热水沉积矿床 ,其二为热水沉积改造矿床 。前者以厂坝铅锌矿床为代表 ,后 者以毕家山铅锌矿床为代表 。本文结合两种矿床类 型的地质特征 ,分析探讨矿床的控矿因素 ,提出了该 区今后的找矿方向 ,希望对该区新一轮铅锌找矿有 所裨益 。2 区域地质概况西成铅锌矿田位于秦岭造山带中秦岭褶皱带南 亚带 ,出露地层主要为泥盆系下统吴家山组 ,泥盆系 中统安家岔组 、西汉水组 ,泥盆系上统洞山组 ,次为 三叠系 、侏罗系 、第三系 。矿 田 区 域 构 造 主 要 为 EW 向 , 次 为 N E、NN E 向 。江洛 - 人土山断裂为横贯东西的区域性深大断 裂 ,基本上控制了泥盆系地层的分布 ,北部黄渚关断 裂呈 NWW - EW 向展布 ,由于长期活动 ,控制着岩 浆岩的分布 。褶皱构造以吴家山复背斜为骨架 ,呈 EW 向展布 ,对地层和矿带的展布起控制作用 ,两翼- 级褶皱发育 , 级背斜是主要的控矿构造 ,如邓家 山 、毕家山 、洛坝矿床均分布于背斜部位 (见图 1) 。40甘肃冶金第 30卷岩浆岩主要为印支期中酸性侵入岩 ,有黄渚关花岗闪长岩 、厂坝二长花岗岩 、沙坡里二长花岗岩等 。图 1 西成铅锌矿区地质图1. 第三系 ; 2. 侏罗系 ; 3. 三叠系 ; 4. 上泥盆统洞山组 ; 5. 中泥盆统西汉水组 ; 6. 中泥盆统安家岔组焦沟层 ; 7. 中泥盆统安家岔组厂坝层 ;8. 下泥盆统吴家山组 ; 9. 印支期花岗闪长岩 ; 10. 印支期花岗岩 ; 11. 断层 ; 12. 不整合 ; 13. 铅锌矿体3. 2 构造 、侵入岩与变质作用矿床受层位控制 ,为一东端向北倾 ,西端向南倾 斜 、向北倒转的单斜层 。其中发育北东向和近东西 向两组断裂 ,前者以高角度斜切地层 ,可能是在同生断裂基础上发展起来的断裂 ,断裂两侧地层的岩性 、 厚度变化强烈 ;后者走向与地层走向基本一致 ,为层 间断裂 。矿床附近酸性 、中酸性侵入岩和岩脉均较发育 ,与矿床成因无关 ,与侵入作用同期的动热变质作用 对矿体有一定影响 ,使矿石产生与重结晶 、塑变 、压碎 、矿物间交代 、矿物定向排列 、揉皱等有关的结构 、构造 。3. 3 矿体地质特征矿体呈层状 、似层状 、透镜状作为地层的一个单 元与上覆和下伏 岩 层呈 整合 接 触 , 呈多 层状 产 出 。最大矿体长度大于 1 000 m ,倾向延伸最深达 700 m 尚未尖灭 ,最大厚度可达 30 余米 ; 一般较大的矿体 长约 300 1 000 m ,延伸 150 600 m; 个别矿体延伸大于延长 。沿走向分枝复合 、尖灭再现等现象多 见 。矿体以容矿岩石的不同可分为碎屑岩矿体 (围 岩为黑云母石英片岩 ) 和碳酸盐岩矿体 (围岩为灰岩和生物结晶灰岩 ) 。前者矿体较稳定 , 与 围岩 界 线清晰 ,并见同步褶皱现象 ; 后者矿体较复杂 ,沿走 向倾向 ,分枝 、复合 、膨缩现象明显 。其中碎屑岩矿 体品位高于碳酸盐岩矿体 。矿石以残余层理构造为特征 ; 矿石结构有沉积(成岩 )作用形成的微霉球状 、球粒状 , 动热变质作 用形成的它形粒状 、自形粒状 、叶片状变晶结构及交代溶蚀 - 残余结构 、压碎结构 、揉皱结构 。 矿石中主要金属矿物主要为 : 闪锌矿 、黄铁矿 、3 热水沉积型矿床 (厂坝式 )3. 1 含矿地层与容矿岩石厂 坝 式 铅 锌 矿 床 产 于 中 泥 盆 统 安 家 岔 组(D2 a)中级变质的碎屑岩 - 碳酸盐岩建造中 (见图2 ) 。主要含矿岩层有两个 : 黑云母石英片岩 (砂岩 含矿层 )和含炭大理岩 (碳酸盐岩含矿层 ) 。底部为 潮坪相白云岩 。含 矿碳 酸盐 岩 层和 碎屑 岩 层均 稳 定 ,岩相 、厚度变化不大 ,含炭大理岩和白云岩的广泛发育表明沉积环境是封闭 - 半封闭滞流环境 。图 2 厂坝 - 向阳山矿区含矿层柱状对比示意图1. 白云石大理岩 ; 2. 大理岩 ; 3. 黑云母条带大理岩 ; 4. 黑云方解 石英片岩 ; 5. 方解石英片岩 ; 6. 二云母石英片岩 ; 7. 白云母石英 岩 ; 8. 矿体矿体和地层整合接触 ,碳酸盐岩中的矿石具有广泛发育的条带状构造 ,显示了同生沉积作用特 征 。含矿地层与容矿岩石经受了低绿片岩相变质作用 ,局部地段变质程度较高 。第 4 期41谈应范 ,等 :甘肃西成铅锌矿田秦岭型铅锌矿床地质特征及找矿方向方铅矿 ,次为磁黄铁矿 、毒砂 、黄铜矿等 。4. 2构造与围岩蚀变同沉积背斜是主要的控矿构造 ,该类矿床无一 例外均受近东西向次级背斜及其翼部层间破碎带控 制 。背斜鞍部 、倒转翼及其倾伏端形成的强烈剥离 空间 ,是铅锌矿化最为富集 、矿体厚度最大的部位 。上覆千枚岩层是成矿过程中的良好的屏蔽层 。 该类矿床围岩蚀变比较明显 ,主要有硅化和碳酸盐化 。硅化 :硅化作用比较复杂 ,且和铅锌矿化密切 相关 。硅化主要来源于成矿热水 ,主要表现形式为 硅质岩 。硅质岩有三个形成时期 , 即成岩期 (沉 积型硅质岩 ) - 形成灰黑色硅质岩 、改造作用早期 (交 代型硅质岩 ) - 形成角砾状硅质岩和灰色硅质岩 、 改造作用晚期 (改造期硅质岩 ) - 形成白色脉状硅 质岩 。前两期硅化和铅锌矿化关系较为密切 。铁碳酸盐化 : 包括铁白云石化 、菱铁矿化等 ,主要发育在上覆千枚岩中 ,有时也延至下伏礁灰岩 中 。4. 3矿体地质特征该类矿床矿体形态简单 ,主要呈似层状 、鞍状 、 透镜状 ,与围岩基本整合产出 ; 局部有脉状 、囊状或巢状矿体 ,与围岩斜交 。矿体规模较大 ,主矿体延长 远远大于延深 。造成上述现象的原因主要是矿体产 于同沉积背斜的鞍部 ,且向两翼迅速尖灭 ,但沿背斜 轴部可延长数公里以上 。矿体规模一般小于热水沉 积型 。矿石结构主要有交代结构 、固溶体分离结构 、包 含结构 、共边结构等 。构造主要有粗晶块状 、角砾 状 、团 块 状 、脉 状 构 造 等 , 少 部 分 矿 石 保 留 有 沉 积 (成岩 )成矿作用形成的微粒 、草莓状等结构及条纹- 条带状 、微细侵染状及缝合线状等构造 。矿石主要金属矿物为 : 闪锌矿 、方铅矿 ,次要矿 物为 :黄铁矿 、黄铜矿 、车轮矿 、白铁矿等 。4 热水沉积改造型矿床 (毕家山式 )4. 1 含矿地层与容矿岩石该 类 矿 床 含 矿 层 位 为 中 泥 盆 统 西 汉 水 组(D2 x)碳酸盐岩台地相的生物微晶灰岩及生物礁灰 岩顶部与上覆泥质岩石 (绢云千枚岩 、铁白云石绢 云千枚岩 、菱 铁 方 解 绢 云 千 枚 岩 ) 的 过 渡 带 (见 图3 ) 。西成地区自 西 向东 分布 着 一大 批大 中 型铅 锌 矿床及矿点 , 主要有尖崖沟 、页水河 、邓家山 、毕家 山 、洛坝等矿床 。图 3 甘肃西成热水沉积改造矿床含矿层柱状对比1. 砂岩 ; 2. 千枚岩 、板岩 ; 3. 礁灰岩 ; 4. 含炭 (生物 ) 灰岩 、泥灰 岩 ; 5. 硅质岩 、铅锌矿体矿床控矿岩系为由台地边缘礁灰岩 - 硅质岩- 泥质岩组合而成的“礁硅岩套 ” 1 ,铅锌矿化皆受 此类岩石组合控制 。根据矿体产出部位 ,礁硅岩套 可划分为三种含矿系统 :产于生物礁灰岩和千枚岩接触部位的硅质岩 中的矿体 ,矿体呈似 层 状 - 透镜 状 , 与围 岩 整合 产出 ,沿走向和倾向较稳定 ,规模较大 ,如毕家山铅锌矿床 号矿体 ,长千余米 ,最大延深大于 200 m ,一 般厚 515 m ,背斜鞍部最厚 31. 19 m。产于生物礁灰岩中的矿体 ,矿体一般呈透镜状 、巢状 ,与围岩整合 - 不整合产出 ,矿体规模较小 。 如毕家山铅锌矿床 、号矿体 ,最长 750 m ,一般 厚 0. 36. 72 m ,延深 20 150 m。产于千枚岩中的矿体 ,矿体呈透镜状与千枚岩整合产出 ,矿体规模也较大 。如洛坝铅锌矿床 2 号矿体 ,长 1 300 多米 ,延深 380 m ,平均厚 7. 06 m , 最厚达 30 余米 。矿床含矿岩石主要为硅质岩 ,其次为硅化生物 礁灰岩 。硅质岩可呈单层或多层出现 ,与围岩产状一致 ,并随围岩同步褶皱 ,在时间和空间上 ,与铅锌 矿化关系密切 ,矿体与硅质岩无明显界线 ,膨缩 、分 枝 、复合现象多见 , 当硅 质岩 沿 走向 相变 为 礁灰 岩 时 ,矿体随之贫化并趋尖灭 。5 控矿因素分析5. 1 地层及沉积环境对成矿的控制西成地区秦岭型铅锌矿 床均 产 于中 泥盆 统 中 ,大多数矿床的矿体与地层整合产出 。所有赋矿层位均属于过渡层位 (或为转换层 位 ) 。热水沉积矿床含矿层有细碎屑岩和碳酸盐岩 两种 ,铅锌矿体主要赋存于碎屑岩 (黑云母石英片岩 )向碳酸盐岩过渡部位 , 或在碎屑岩与碳酸盐岩 接触面附近 ;矿石的脉石矿物为容矿岩石的造岩矿 物 ,且组成矿石的矿物与容矿岩石的造岩矿物互为 消长 。热水沉积改造矿床 ,铅锌矿体主要赋存于礁 硅岩套中 ,即礁灰岩向泥质岩过渡的部位 。这种转42甘肃冶金第 30卷换带由于物相差异 ,形成地球物理 、地球化学及生物化学的渐变 ,从而成为矿液发生水 - 岩反应并使大 量矿质沉淀富集的有利地球化学障 。礁硅岩套是主要的岩性控矿单元 。礁硅岩套 是固定的时空有序的岩石组合 ,其产出规模与铅锌矿化的规模呈正比 。一是生物礁可以为成矿作用提 供硫源 ,并对金属有 吸 附富 集作 用 , 同时 生 物礁 内 原 、次生空隙及溶洞 发 育 , 有 利 于热 水的 迁 移和 沉 淀 ;二是上覆泥质岩 (千枚岩 ) 是良好的屏蔽层 , 同 时在后期的构造活动中 ,千枚岩与其下部的礁灰岩 接触部位 ,由于岩石物性差异形成层间剥离 、层间滑动断裂等扩容区 ,为后期含矿热液的迁移 、沉淀富集 提供良好的成矿空间 ; 三是硅质岩作为热水沉积 - 改造作用的产物 ,其主体与围岩整合产出 ,是重要的 容矿岩石 ,当硅质岩相变为生物灰岩时 ,矿体就急剧 贫化并趋尖灭 。断陷滞流盆地所形成的封闭及滞流环境 ,是 热水沉积作用活动的空间和场所 ,使含矿热液不致 外泄与海水混合而冲淡 ,从而使成矿物质沉淀富集 并做为地层充填体被封存 。5. 2 构造对成矿的控制生长断裂是热水喷溢的主要通道 ,也是形成 滞流盆地的先决条件之一 。一是生长断裂两侧的差 异运动 ,使滞流盆地一侧不断下陷接受沉积 ,而另一 侧不断上升 ,为盆地封闭 、构成滞流环境提供条件 ; 二是生长断裂作为喷溢活动的通道 ,保证热水向盆地源源不断地补给 。如厂坝 - 李家沟特大型铅锌矿 床位于石鼓子生长断裂的东侧 。礁硅岩套与背斜构造的配置是本区最佳的找 矿部位 。背斜核部层间剥离空间是矿体的主要赋存 部位 ,剥离空间越大 ,矿体规模就越大 。如毕家山铅锌矿床 号矿体 ,背斜鞍部最厚超过 30 m。同生断裂主要表现形式为地层厚度 、岩性及岩相突变带 ,根据这种特点 ,在厂坝 - 李家沟铅锌矿床东西 延长部位及其以南地区寻找与之平行或斜列的滞流 洼地 。热水沉积改造型矿床与“礁硅岩套 ”在时间和空间上有着密切的成因联系 ,沿页水河 - 毕家山- 洛坝分布着一个点状生物礁链 ,地表表现的生物 礁灰岩已发现邓家山 、毕家山和洛坝等大中型铅锌 矿床 ,在该带可能存在着隐伏的“礁硅岩套 ”。因此 ,在已知的铅锌矿床中间地段应注重隐伏 矿床的寻找 ,尤其注意 SN 向断裂与 N E或 NW 向断裂的交汇部位 ,或隐伏基底构造与后期构造的叠加 部位 。与背斜构造伴生的向斜构造也是主要的含矿 构造 ,如与毕家山背斜伴生的谢家沟向斜 、朱安沟向 斜等 。寻找隐伏或半隐伏的背向斜构造 ,是以后找矿的一个重要方向 。从“时间维 ”造就“空间维 ”的概念出发 ,成矿 作用的延续性或多期性可能造成铅锌矿化在空间上 的叠加 ,也就是在上泥盆统或中泥盆统铅锌矿床的 深部可能存在着不同成因类型的铅锌矿床 。因此 ,