会泽铅锌矿床成矿地质条件及找矿方向.doc

昆 明 理 工 大 学 学 报Journal of Kunming U nversit y of Science and Technology第 25 卷 第 4 期2000 年 8 月Vol . 25 No . 4Aug. 2000会泽铅锌矿床成矿地质条件及找矿方向高德荣(云南会泽铅锌矿采选厂 ,云南 会泽 654211)摘要 : 会泽麒麟厂矿床是赋存于早石炭世摆佐组碳酸盐岩中的层控富铅锌矿床 . 研究表明 ,早石炭世摆佐组地层及其有利岩性和北东向断层与成矿关系密切. 在分析地层 、岩相古地理 、构造 成矿地质条件的基础上 ,提出了找矿标志 ,指出了今后的找矿方向.关键词 : 成矿地质条件 ;找矿标志 ;找矿方向 ;会泽铅锌矿床中图分类号 : P618142文献标识码 :A文章编号 :1007 - 855 X(2000) 04 - 019 - 060引言会泽铅锌矿自 1951 年建矿 ,经过 40 多年的发展 ,现已成为具有采 、选 、冶全套设备和技术的国有大型企业 ,已拥有两大矿床 :矿山厂铅锌氧化矿床和麒麟厂铅锌硫化矿床. 由于该区独特的成矿条件 ,形成了世界闻名的特富铅锌矿床 ,吸引了不少专家学者. 围绕着该区的地质和找矿工作 ,昆明理工大学 、西南地 勘局 、中科院地球化学研究所等单位在该区作过地质调查 、矿产勘查和地质科研工作. 从 80 年代起 ,会泽 铅锌矿就面临资源危机 ,为了寻找接替资源 ,加强了矿区的地质找矿研究工作. 先后有廖文 ( 1984) 1 、陈 士杰 (1985) 2 、陈进 (1993) 3 、柳贺昌 (1996 ,1995) 4 5 、郑庆鳌 ( 1997) 6 、孙志伟 ( 1998) 7 等人开展矿区岩相古地理 、矿床成因等方面研究 ;90 年代初 ,我矿运用长期总结的规律在麒麟厂矿床深部找到了 6 号矿 体 ;90 年代末 ,昆明理工大学应用构造成矿动力学的理论和方法 ,与我矿合作进行成矿预测研究 ,取得了 找矿的突破. 本文在总结前人研究成果的基础上 ,通过大量的实际野外工作 ,重点分析会泽铅锌矿床的成 矿地质条件 ,最后提出了找矿方向.1矿区地质概况会泽铅锌矿区 ( 图 1) 位于扬子准地台西南缘 ,滇东北褶断束东缘之矿山厂 金牛厂背斜逆断层构造带北东 端 . 矿区发育北东向褶皱 、断层 , 沿断层及其附近是矿床空间分布的有利部位 .矿区地层分布 : 上古生界缺失下 泥盆统 ,下古生界寒武系仅出露下统筇竹寺组 ,缺失奥陶系和志留系 ,此外还 有上元古界上震旦统灯影组出露. 岩 层走向均为北东向 ,倾向南东. 地层由 前震旦 系 组 成 基 底 , 其 上 地 层 组 成 盖 层 ,呈“两层式结构”; 本区发育有一组北东向逆断层 ,呈叠瓦状产出. 向南撒开 ,往北收敛. 这些逆断层被一系列北西向正断层所切割.图 1 会泽铅锌矿区地质简图发育的北东向断层主要有矿山厂 、麒麟厂逆断 收稿日期 :2000 - 05 - 11作者简介 :高德荣 ,男 ,1953 年月生 ,工程师 ;主要从事地质矿产勘查工作层 ,并有近乎垂直于北东向断层的北西向断层伴生. 矿区以北东向背斜褶皱与断层组合成破背斜特征 ,即所谓的“背斜加一刀”. 这些断层是矿床形成的重要控矿构造 ; 矿区岩浆活动主要是晚二叠纪陆相玄武岩 喷发 ,在北部和西南部均可见出露.矿床地质主要特征22 . 1矿体形态及产状矿体主要赋存于下石炭统摆佐组粗晶白云岩中 , 以似层状 、透镜状 、囊状产出. 矿体走向 N E2030,倾向 SE ,倾角 6070. 矿体属盲矿体 ,分布于北东向层间断层带中.2 . 2矿石组成据矿石综合地质大样元素分析结果 ,可知矿石的化学组成以 Zn , Pb 为主 ,伴生元素 Ge ,Ag ,其中 Ge作为重要的战略金属具有利用价值. 根据实际野外工作及矿石镜下鉴定 ,金属矿物主要由方铅矿 、闪锌 矿 、黄铁矿组成 ,脉石矿物为方解石 、白云石 、石英 、重晶石等 .2 . 3围岩蚀变围岩蚀变比较简单 ,可见碳酸盐化 、硅化 、黄铁矿化 、绿泥石化等 . 坑道编录中发现 ,矿体附近断层中 黄铁矿化非常强 ,可见硅化 ,碳酸盐化 ,绿泥石化.2 . 4矿石组构及矿物生成顺序(1) 矿石组构 : 矿石结构主要有 : 粒状结构 、交代残余结构 、包含结构 、压碎结构及揉皱结构等. 粒状 结构较普遍 ,即自形粒状 、半自形粒状和它形粒状结构与微晶粒状至粗晶粒状结构 ;矿石构造以块状 、浸染状构造最为常见 ,此外还可见脉状 、条带状构造.(2) 矿物生成顺序 :通过大量光 、薄片观察 ,成矿期主要包括沉积成岩期和热液改造期. 热液改造成矿 期又分两个阶段 ,即铁闪锌矿 黄铁矿阶段和闪锌矿 方铅矿 碳酸盐阶段.成矿地质条件分析研究表明 ,矿床明显受地层 、岩性 、岩相古地理 、构造条件的控制 ,可能还受岩浆叠加成矿作用的控制.3 . 1 地层条件在空间上 ,矿床的分布与地层密切相关. 已探明的 99 %的矿体整合赋存于下石炭统摆佐组中 . 从表 1看出 ,下石炭统铅 、锌 、锗等含量最高 ,反映了在成矿过程中矿源来自矿源层是有依据的. 似层状 、透镜状 矿体产在摆佐组碳酸盐岩中 ,构成厚达几十米的含矿层 ,表明硫化物矿石形成与沉积作用有关. 矿区摆佐 期处于浅海碳酸盐台地的局限台地环境 ,有长期稳定的地球化学环境 ,生物及生物碎屑丰富 . 生物具有吸 附金属的功能 ,适合 Pb2 + , Zn2 + , Fe2 + 的聚集和保存 ,从而形成铅锌矿床的矿源层. 因此 ,摆佐期形成了矿 区的矿源层 ,为成矿奠定了基础. 而覆盖于含矿层摆佐组之上的上石炭统马平组中部页岩和下二叠统梁 山组砂岩 、页岩及煤系 ,它们的总厚度大于 60 m ,为热液上升的良好遮挡层 .3表 1 会泽铅锌矿区泥盆 - 二叠系微量元素含量 (质量分数) 表 310 - 6地层岩性PbZnCuCoNiCrTiCdGeGa二叠系峨眉山玄武岩下二叠统栖霞 - 茅口灰岩 中上石炭统灰岩 下石炭统摆佐组白云岩 下石炭统大塘组灰岩 上泥盆统宰格组白云岩 中泥盆统海口组石英砂岩8210 101020130 30 10100 1070360502910420020267. 1422 . 448 . 0820 . 69132. 937 . 384 . 051 . 941 . 981 . 343 . 131 . 9112 . 5312 . 1811 . 5610 . 0616 . 358 . 288 . 5314 . 495 . 636 . 529 . 575 . 631 2003036108396780 . 772 . 970 . 692 . 432 . 081 . 260 . 630 . 230 . 641 . 130 . 740 . 762 . 620 . 150 . 5390 . 422 . 180 . 60 50603 Pb , Zn 含量据廖文 (1987) , 其它元素由 ICP - MS 测试.第 4 期高德荣 : 会泽铅锌矿床成矿地质条件及找矿方向21 3 . 2 岩性条件地层层位对矿化的控制明显地反映为成矿与岩性有关. 铅锌矿化受特定的岩性控制是矿床的重要特征之一. 几乎所有矿体都赋存于浅色粗晶白云岩及灰岩中 ,两者基本呈渐变过渡关系 ,粗晶白云岩是交代 白云岩. 从表 1 可以看出 ,赋矿岩石铅锌含量显著高于其它各类岩石. 现就与矿床密切相关的地层岩性进 行描述 :下石炭统摆佐组 ( C1 b) :灰白色至灰黄色粗晶白云岩 ,间有灰岩 、白云质灰岩的残留体 ,二者呈渐变过 渡关系 ,交代作用比较明显. 重要的铅锌含矿层 ,厚 22 . 257 . 6 m ,有些地方发育小晶洞 ,见有异极矿 、褐 铁矿. 矿体赋存于浅色粗晶白云岩及灰岩中. 含 : Eastaffella mo squenst s vissart no ra ; Go ndding weining en2st s ching et liao ; St rintifera sp .整 合 下石炭统大塘组 ( C1 d) : 上部为灰色隐晶灰岩 、鲕状灰岩. 含 :Lop hop hyllum sp ; Eo staffeua mo squen2 sis ; Vissarinava . 底部为一层 05 m 的深灰 、褐黑色细至粉砂岩及紫色泥岩. 含 : Neo uisiop hyclum ? sp ; N ucu lop sis sp ; Paiallelo dnn sp ; 厚 525 m.- 假整合-上泥盆统宰格组第三段 (D3zg3 ) :灰色隐晶灰岩 、黄白色及肉红色中晶白云岩 ,为矿区次要含矿层. 厚4060 m. 含 :chaetetes.上述分析发现 ,矿体赋存在浅色粗晶白云岩中 ,随着白云质灰岩和灰岩的出现而尖灭 ,与粗晶白云岩 关系密切 ;从生物及能量带来看 ,矿体赋存在低能带的管状藻白云岩中 ,随着含珊瑚 、蜓等生物的高能带 鲕状灰岩的出现而迅速尖灭.据薄片镜下观察 ,此类岩石具明显的重结晶 ,呈自形或半自形镶嵌结构 . 重结晶后的白云岩孔隙度增 大 ,成为有利成矿空间. 从宏观上来看 ,矿体大的部位 ,浅色粗晶多孔白云岩的出露范围也相应增大. 白云岩独特的物理性质对本区矿床的形成具有重要的作用. 粗晶白云岩厚度较大 ,有效孔隙较高 ,并且沉积 作用过程中富含了丰富的有机质 ,为铅锌矿质的活化转移创造了良好的条件. 硬脆性的岩石在构造作用 下能产生规模较大的断层和裂隙. 而且 ,有机质吸附铅锌元素 ,加之其中有效孔隙度较低的软弱岩石起遮挡和保存作用 ,形成矿体. 在矿区砂页岩与碳酸盐岩互层 ,应力集中时 ,易沿硬层与软层岩层接触面软弱 部位发生滑动 ,形成了顺层断层 、层间虚脱和层间破碎带 ,为成矿物质提供了良好的运移通道和聚集空间 , 形成似层状 、透镜状铅锌矿体. 因此 ,地层岩性控制了矿体的产状和分布.3 . 3 岩相古地理条件金属硫化物矿源层的形成要求一个较强的还原环境. 适合这种条件最有利的岩相古地理是 : 古陆边缘受古断裂 (同生断裂) 控制的海内次级支盆边缘 ,或水下隆起与水下坳陷的过渡地带的半局限海湾 、泻湖 和生物礁相. 这样的位置和环境对成矿控制作用有许多有利因素 : ( 1) 靠近古陆 ,沉积物源丰富 ; ( 2) 同生 断层控制 ,沉积厚度大 ; (3) 水动力条件和物理化学条件变化大 ,利于矿质的淀积 ; (4) . 有机质及生物丰富 , 有利于金属元素富集. 这些有利条件综合作用 ,形成 Pb , Zn 的原始含量高 ,矿源丰富.会泽地区早石炭世摆佐期 ,西北有上扬子古陆 ,并向南东从局限台地相过渡到开阔台地相 ,断裂活动 导致浅海碳酸岩局限台地相沉积的潮坪断陷逐渐演化成一个封闭的泻湖沉积环境. 由于封闭条件良好 , 水体循环不畅 ,蒸发作用显著增强 ,海水盐度有所增高 ,故除适应性较强的藻类和腕足类外 ,其它生物甚 少 . 摆佐末期 ,构造运动减弱 ,断陷沉降速度小于沉积物的补偿速度 ,在物质供应尚未基本改变的情况下 , 沉积物出现向上变粗的堆积序列 ,故在结束泻湖亚相堆积的基础上 ,开始堆积潮间生物滩相.从会泽地区早石炭世摆佐期岩相古地理分析 :矿山厂 、麒麟厂 、银厂坡三个矿床同属一个与北东向构 造大体一致的泻湖盆地沉积环境 ,根据藻类化石将矿山厂 、银厂坡矿床确认为泻湖的周缘 ,麒麟厂矿床处在泻湖的中心腹地. 这样稳定而持续的还原条件有利于成矿物质的聚集 ,故该区具有良好的岩相古地理条件.3 . 4构造条件会泽铅锌矿处于滇东北褶断束东缘之矿山厂 金牛厂背斜逆断层构造带北东端. 会泽麒麟厂 、矿 山厂和银厂坡三大矿床都明显受各自对应的北东向断层控制. 矿山厂 、麒麟厂压扭性断层为矿区的一级 构造. 宏观特征说明这些断层为多期活动的导矿构造. 同时发育硅化 、黄铁矿化 、绿泥石化 、绿帘石化和 方解石化等热液蚀变 ,表明这些断层具有热液活动的特点.矿区构造对铅锌多金属矿床的控制作用表现为 :组成叠瓦状构造的三条一级断层为导矿构造 ,其上盘 为北东向 (轴向) 褶皱 破背斜 ,由一级断层派生的北东向断层为容矿构造 ,加上层间构造作用 ,矿体呈 带状产出. 据区域地质测量查明 ,本区北东向逆断层形成于燕山期. 燕山期南北方向不平衡运动 ,所派生 的北西向分力 ,在更广泛的地区形成有规律的北东向背斜逆断层带. 同时还形成北西向张性断层. 这种 北西向张性断层在矿区常为方解石所充填. 经包裹体研究 ,证实这种方解石与矿体中的方解石属同期产出物. 经取自矿山厂矿床北西向断层 F1 F8 中断层泥分析 , 含铅 0 . 03 % 16 . 04 % , 锌 0 . 16 % 12 .66 %.矿床受矿山厂 、麒麟厂断层派生的 N E 向层间构造控制 ,它们是二级构造 ,是控制矿体的最主要构造. 在矿山厂 、麒麟厂断层上盘的 N W 向断层和部分 N E 向断层组成矿床的配矿构造 ,与导矿构造相联系 ,从 而形成似层状 、透镜状矿体 ,与围岩大致呈整合接触 ,成为铅锌矿床的重要特征之一. 似层状矿体延伸较大 ,一般在数十米至两百余米 ,厚度达二 、三十米 ,是组成矿床的富大矿体.经地质资料综合分析研究 ,本区控制矿体的构造形式为 : 北西向断层组 , 背斜构造 , 地层挠曲构 造 , 层间构造裂隙带. 北西向断层为地下水热液主要流动通道 ,同时在断层交叉部位常形成富厚矿体. 背斜构造形成了矿山厂背斜鞍部铅锌矿体 (现已剥蚀为残留地表砂矿) . 地层挠曲构造和层间构造裂隙带 同时控制了矿山厂背斜翼部和麒麟厂逆断层上盘翼部矿体.研究表明 ,该矿床经历了沉积成矿作用和构造改造作用 ,矿床为沉积 改造层控富铅锌矿床.找矿方向44 . 1 找矿标志通过本文对成矿地质条件的综合分析 ,提出以下主要找矿标志 :(1) 地层层位 :下石炭统摆佐组粗晶白云岩 ; (2) 岩相古地理 :局限台地相的泻湖亚相洼地环境 ; ( 3) 有 利岩性 :碳酸盐岩型的浅色粗晶白云岩及灰色泥晶灰岩 ; ( 4) 热液蚀变 :硅化 ,黄铁矿化及碳酸盐化的白云 石化 、方解石化 ; (5) 构造 :北东向层间断层常是矿体的赋存部位 .4 . 2 找矿方向根据上述找矿标志 ,认为地层 、岩性 、构造是控制会泽铅锌矿的三大主要要素 . 地层是找矿的基础条 件 ,岩性和热液蚀变是找矿的重要标志 ,控矿构造是找矿的重点. 根据地质综合资料 ,分析控矿条件 ,提出以下找矿方向 :(1) 麒麟厂矿区 :麒麟厂矿床的矿体展布规律主要受沿倾向方向挠曲和层间构造裂隙带共同控制 ( 图2) . 从构造演化与构造展布特征分析 ,预测控矿构造呈“阶梯”状延伸. 3 号矿体从现已知位置 1 571 m 标 高向南西沿走向延伸 ,在 5260 勘探线之间向深部延伸. 该预测范围是今后的找矿方向.(2) 矿山厂矿区 :矿山厂矿床规模最大的为 1 号和 13 号矿体 (图 3) 1 号矿体主要受沿倾向方向的挠曲控制 ;13 号矿体受沿走向方向挠曲和层间构造裂隙带控制 . 从构造演化与成矿的关系 ,推测控制 1 号矿体 的倾向挠曲还要继续向深部延伸 ;在 18 号勘探线北东 1 8001 900 m 标高之间 ,有一与控制 13 号矿体相 同的沿走向挠曲和层间构造裂隙带存在 (18 2 孔和 18 3 孔已见小矿体) . 据此预测这两个区域有新矿 体存在.5结论通过对矿区地质 、矿床地质主要特征和成矿地质条件分析及成矿机理的讨论 ,可以得出以下结论 :第 4 期高德荣 : 会泽铅锌矿床成矿地质条件及找矿方向23 1) 矿床明显受地层 、岩性 、岩相古地理 、构造条件的控制. 矿床经历了沉 积成矿和构造改造作用阶段.2) 提出五个找矿标志 . 地层是找 矿的基 础 条 件 , 岩 性 是 找 矿 的 重 要 标志 ,控矿构造是找矿的重点.3) 矿山厂 1 号矿体 、麒麟厂 6 号 矿体深部是今后的重要找矿方向.致谢论文撰写过程中 ,昆明理工大学韩润生老师提出了有益的修改意 见 ,并提供部分资料. 野外工作期间 , 得到了会泽铅锌矿采选厂及生产技术 科的大力支持 . 在此 ,向以上单位和个人表示衷心的感谢.参考文献 :1廖文 . 滇东黔西铅锌金属区 硫 铅 同 位素组成 特 征 与 成 矿 模 式 探 讨 . 地 质 与 勘探 ,1984 , (1) :16 .陈士杰 . 黔西滇东北铅锌矿 床 的 沉 积 成因探讨 . 贵州地质 ,1984 ,8 (3) :12 . 陈进 . 麒麟厂铅锌硫化矿矿 床 成 因 及 成矿模式探讨. 有色金属矿产与勘查 ,1993 ,2 (2) :8590 .郑庆鳌 . 云南会泽矿山厂 、麒麟厂铅锌 矿床对流循环成矿及热水溶硐赋存块 状富铅 锌 矿 体 的 实 践 与 认 识 . 西 南 矿 产地质 ,1997 ,11 (1 ,2) :816 .柳贺昌 . 滇 、川 、黔 铅 锌 成 矿 区 的 成 矿 模式. 云南地质 ,1996 ,15 (1) :4151 柳贺昌 . 滇 、川 、黔 铅 锌 成 矿 区 的 构 造 控矿. 云 南 地 质 , 1995 , 14 ( 3 ) : 173 189 .孙志伟 . 会泽麒麟厂铅锌矿 床 隐 伏 矿图 2 麒麟厂铅锌矿矿体纵投影图23456图 3 矿山厂铅锌矿床矿体纵投影图7体的发现及其预测的基础与方法. 云南地质 ,1998 ,17 (2) :159167 .The Ore - f orming Geol ogical Con dit ion an d the OreProspect ing Direct ion of Huize Lea d Zinc DepositGAO De - ro ng( Huize Ore - mining & Dressing Plan in Yunan , Yunan Huize 6542l1 ,China)Abstract : Huize Qilinchang depo sit is a st ratabo und rich L ead Zinc o re depo sit fo und in carbo nate rock ofBaizuo series of early carbo nifero us epoch . It is clear in t he research t hat t he o re - fo r ming event s have clo se relatio nship wit h t he st rat um of Baizuo series , its f avo rable lit hcharater and t he N E f ault s. Ore huning indi2cato rs and p ro specting directio n are advanced based o n t he analysis abo ut st rat um , lit hof acies palaeogeo grap hyand st ruct ural o re - fo r ming geolo gical co nditio ns.Key words : o re - fo r ming geolo gical co nditio n ; o re huning indicato r ; o re p ro specting directio n , Huize L eadZinc depo sit(上接第 18 页)3L I Co ng - feng ,et al . The seco nd stage p roject of gangue t hermal power statio n in Xiezhuang Coal Mine has been ranked a2mo ng t he Natio nal Model Enviro nment Project . Protectio n and Utilizatio n of Ore Product . 1998 ,(3) :27 .L I Xiao - ho ng ,et al . Enviro nmental p rotectio n and co mp rehensive develop ment and utilizatio n of energy toward t he 21st cent ury. St udies and Develop ment of Science a