竹林溝鋅礦礦床地質(zhì)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(xué)勘查院，貴州 貴陽(yáng) 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(chǎn)礦山，該礦山以往地質(zhì)工作程度較低，2018—2019年度，貴州省地礦局地球物理地球化學(xué)勘查院對(duì)礦區(qū)進(jìn)行了儲(chǔ)量核實(shí)及詳查工作，圈定了閃鋅礦體3個(gè)，估算鋅資源儲(chǔ)量27萬(wàn)余噸，達(dá)中型礦床規(guī)模。

1 區(qū)域地質(zhì)概況

1.1 區(qū)域地質(zhì)背景

礦區(qū)大地構(gòu)造位置處于揚(yáng)子陸塊江南復(fù)合造山帶—黔南坳陷區(qū)都勻南北向隔槽式褶皺變形區(qū)北部。綜合地層區(qū)劃屬揚(yáng)子地層區(qū)黔南分區(qū)都勻—望謨小區(qū)，成礦區(qū)帶劃屬上揚(yáng)子?xùn)|緣成礦帶(貴州省地礦局，1989)。區(qū)域構(gòu)造主要表現(xiàn)為燕山期形成的近南北向隔槽式褶皺—沖斷構(gòu)造以及近東西向、北西向古老斷裂，見(jiàn)圖1。區(qū)內(nèi)沉積巖發(fā)育，構(gòu)造較為簡(jiǎn)單，礦產(chǎn)多以鋅、鐵、重晶石、鋁土礦及建筑用灰?guī)r等礦產(chǎn)為主。

1.2 區(qū)域地球物理地球化學(xué)特征

1.2.1 區(qū)域重力異常

工作區(qū)布格重力異常處在全國(guó)大興安嶺—太行山重力梯級(jí)帶南段與地臺(tái)區(qū)寬緩重力異常的過(guò)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(jí)帶及封閉的重力異常附近。布格重力異常梯級(jí)帶反映莫霍面陡變帶或深大斷裂帶，表明這條構(gòu)造帶對(duì)區(qū)內(nèi)礦產(chǎn)形成與富集起到了一定的控制作用。竹林溝鋅分布于負(fù)重力異常區(qū)域。

1.2.2 區(qū)域磁異常

區(qū)內(nèi)航磁異常為由沉積巖產(chǎn)生的均緩負(fù)磁異常，總體來(lái)說(shuō)，南邊和西北角變化相對(duì)較陡，中部及西邊變化較緩。區(qū)內(nèi)鉛鋅礦分布在磁異常相對(duì)平緩或陡緩交變帶。

圖1 竹林溝鋅礦區(qū)域地質(zhì)圖Fig.1 Regional geological map of Zhulingou zinc mine

1.2.3 區(qū)域地球化學(xué)特征

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

在1999—2003年開(kāi)展的“貴州黃絲—江洲地區(qū)富鋅資源評(píng)價(jià)”項(xiàng)目工作中，采用“地質(zhì)背景襯度法”對(duì)區(qū)域1:20萬(wàn)水系沉積物化探數(shù)據(jù)進(jìn)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(fā)現(xiàn)了沿北西向和近東西向斷層旁側(cè)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(chǎn)出半邊街鋅礦床，但竹林溝礦床附近并未發(fā)現(xiàn)異常分布，可能與礦床埋藏較好，剝蝕程度低有關(guān)。

2 礦床地質(zhì)特征

2.1 地層

礦區(qū)內(nèi)出露地層從老到新依次為泥盆系中統(tǒng)蟒山組(D2m)、上統(tǒng)望城坡組(D3w)、堯梭組(D3y)、者王組(D3z)，石炭系下統(tǒng)祥擺組(C1x)及第四系(Q)。其中望城坡組(D3w)是礦區(qū)范圍內(nèi)的閃鋅礦體含礦地層，該地層根據(jù)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(xì)至中晶白云巖，夾3～5 m灰白色硅質(zhì)條帶，局部夾灰白色、淺灰綠色薄層泥巖，砂質(zhì)泥巖，局部可見(jiàn)水平層紋構(gòu)造。中部為厚度約13～18 m灰黑色中厚層—塊狀細(xì)至中晶白云巖，局部夾中厚層狀含砂質(zhì)白云巖，偶夾黑色薄層狀含砂質(zhì)炭質(zhì)泥巖，該層為礦區(qū)內(nèi)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(xì)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?guī)r石較致密。整個(gè)望城坡一段范圍內(nèi)晶洞均較發(fā)育，大小為2～30 mm不等，最大達(dá)56 mm，鐵質(zhì)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?guī)r、含生物碎屑泥晶灰?guī)r。夾薄層泥晶灰?guī)r及鈣質(zhì)粘土巖，偶夾白云巖。偶見(jiàn)水平層紋構(gòu)造。厚19.22～29.31 m。

2.2 構(gòu)造

2.2.1 褶皺

礦區(qū)褶皺構(gòu)造不發(fā)育，總體為單斜構(gòu)造，地層產(chǎn)狀總體傾向北西305°～320°，傾角16°～32°。

2.2.2 斷層

區(qū)內(nèi)發(fā)育的斷層主要有F1、F2斷層，分述如下：

F1斷層：該斷層即區(qū)域性竹林溝斷層，斷層從北西—南東貫穿整個(gè)礦區(qū)，礦區(qū)內(nèi)出露2.17 km。礦區(qū)范圍內(nèi)表現(xiàn)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(qū)內(nèi)切割地層有泥盆系中統(tǒng)蟒山組，上統(tǒng)望城坡組、堯梭組及者王組。構(gòu)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(gòu)成。斷層內(nèi)不含礦。該礦區(qū)的鋅礦即產(chǎn)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(pán)在同一層位均發(fā)現(xiàn)有礦體，整體上表現(xiàn)為近斷層部位礦體厚度較大，遠(yuǎn)離斷層礦層逐漸變薄，直至尖滅。因此，推斷該斷層對(duì)竹林溝鋅礦成礦作用重大。

F2斷層：F2斷層出露于礦區(qū)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(qū)。礦區(qū)內(nèi)長(zhǎng)度約830 m，斷層在近F1斷層一端表現(xiàn)為正斷層，遠(yuǎn)離F1一端變現(xiàn)為逆斷層，具有樞紐斷層的性質(zhì)。在礦區(qū)斷層走向內(nèi)近307°，傾向北東，傾角75°～85°，出礦區(qū)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(qū)北西部，遠(yuǎn)離樞紐位置，斷距逐漸增大，往北西向，礦區(qū)范圍內(nèi)往北西向短距0～65 m；往南東向，斷距約為0～33 m。礦區(qū)內(nèi)切割地層有泥盆系中統(tǒng)蟒山組，上統(tǒng)望城坡組、堯梭組及者王組。構(gòu)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(gòu)成。斷層內(nèi)不含礦。礦區(qū)內(nèi)礦體被該斷層切割，劃分為Ⅱ、Ⅲ號(hào)礦體。

3 礦體形態(tài)及礦石結(jié)構(gòu)特征

3.1 礦體特征

礦區(qū)范圍內(nèi)礦體呈層狀、似層狀、大透鏡狀、楔狀順層產(chǎn)出于泥盆系上統(tǒng)望城坡組第一段中部白云巖地層中，受地層嚴(yán)格控制，根據(jù)礦體的產(chǎn)出特征及與F1、F2斷層空間位置關(guān)系，礦區(qū)范圍內(nèi)的鉛鋅礦體在成礦階段為1個(gè)，礦體走向近北東、傾向近北西，后經(jīng)F1、F2斷層錯(cuò)動(dòng)，礦體沿走向方向從南西向北東被分割為3個(gè)礦體，本次命名為Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ號(hào)礦體。各礦體主要特征見(jiàn)表1，礦體勘探線(xiàn)剖面見(jiàn)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(jiàn)少量磁鐵礦；

脈石礦物：主要為白云石、石英、碎屑物質(zhì)。

閃鋅礦：是主要的礦石礦物。呈細(xì)小結(jié)晶粒狀，粒徑一般小于0.5mm，自形程度差，為它形結(jié)構(gòu)，低反射率，內(nèi)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(jiàn)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(xiàn)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(jié)構(gòu)、構(gòu)造

礦石常見(jiàn)細(xì)粒結(jié)晶結(jié)構(gòu)、碎屑結(jié)構(gòu)、填隙結(jié)構(gòu)、交代結(jié)構(gòu)；主要見(jiàn)塊狀構(gòu)造、條帶狀構(gòu)造(紋層狀構(gòu)造)、浸染狀構(gòu)造、團(tuán)塊狀構(gòu)造、脈狀構(gòu)造、角礫狀構(gòu)造。

3.3.3 礦石化學(xué)成分

礦石化學(xué)組分主要有SiO2、CaO、MgO、TFe2O3、C、S、Zn，以上合計(jì)占礦石化學(xué)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(dá)伴生組分的利用要求。

4 結(jié) 語(yǔ)

4.1 礦床成因分析

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

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

(3)部分礦石組構(gòu)以碎屑結(jié)構(gòu)，條帶狀構(gòu)造為特征，反映礦床形成存在沉積作用過(guò)程。

(4)閃鋅礦礦物顆粒細(xì)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(gòu)以填隙、交代結(jié)構(gòu)，浸染狀、團(tuán)塊狀、脈狀、角礫狀構(gòu)造為特征，表明礦石成因與熱液作用有關(guān)。

(6)礦體中有少量石英存在，反映礦床形成存在低溫?zé)嵋鹤饔眠^(guò)程。

(7)主成礦期閃鋅礦與圍巖中的白云石和碎屑物質(zhì)之間很少見(jiàn)交代現(xiàn)象。

(8)圍巖蝕變微弱、僅見(jiàn)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(jiàn)。

綜上所述，可能反映礦床的成礦時(shí)代與含礦層位形成年代基本一致，同時(shí)在同生或準(zhǔn)同生階段的稍晚期，經(jīng)歷過(guò)地下低溫?zé)嵋旱母脑熳饔?。故將礦床的成因類(lèi)型初步確定為“準(zhǔn)同生沉積+低溫?zé)嵋焊脑煨蛯訝钿\礦床”。

4.2 找礦標(biāo)志

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

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

(3)巖性標(biāo)志：含礦巖性主要是生物白云巖、白云巖、粉砂質(zhì)白云巖和白云質(zhì)粉砂巖(亦見(jiàn)灰?guī)r)，含炭泥質(zhì)多少及巖石破碎程度決定了礦體的富集強(qiáng)度。

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

(5)地球物理、地球化學(xué)標(biāo)志：礦床產(chǎn)出于1：200 000元素地球化學(xué)異常集中分布地段。1：10 000土壤化探異?？芍苯又甘境雎痘虬腚[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(biāo)志：在含礦層位中注意鐵帽、重晶石化、礦化點(diǎn)以及民采老硐、冶煉爐渣等的分布。