重慶酉陽茶溪村鉛鋅礦區(qū)地球化學特征及找礦前景

楊 波，王家杰，馮久林，楊 瀟，胡新中，彭小軍

(湖北省鄂西北地質(zhì)礦產(chǎn)調(diào)查所，湖北襄陽 441002)

0 引言

2010—2011年間，在開展《重慶酉陽—彭水地區(qū)1∶5萬龔灘等10幅區(qū)域地質(zhì)礦產(chǎn)聯(lián)測》工作時，提交了大量找礦靶區(qū)并新發(fā)現(xiàn)了較多礦(化)點。其中，本次工作就是依據(jù)1∶5萬水系沉積物測量成果，在酉陽縣茶溪村一帶圈出的Pb、Zn、Ag、Hg等元素的異常，并在隨后的異常查證中發(fā)現(xiàn)了鉛鋅礦。本文通過對茶溪村鉛鋅礦區(qū)地質(zhì)地球化學特征研究和總結(jié)，不僅對該區(qū)的后續(xù)找礦工作具有重要的指導意義，而且對類似地區(qū)也有很好的借鑒作用。

1 地質(zhì)概況

1．1 區(qū)域成礦地質(zhì)背景

本區(qū)所屬大地構(gòu)造單元為:揚子陸塊(Ⅰ級)—上揚子陸塊(Ⅱ級)—揚子陸塊南部被動邊緣褶沖帶(Ⅲ級)—黔江凹褶束和秀山穹褶束(Ⅳ級)。地層分區(qū)屬華南地層大區(qū)揚子地層區(qū)黔北渝南地層分區(qū)之思南—酉陽地層小區(qū)。

區(qū)域內(nèi)未發(fā)現(xiàn)侵入巖及區(qū)域變質(zhì)巖，出露地層主要為青白口系板溪群—第四系全新統(tǒng)。其特點是:①下古生界發(fā)育良好，廣泛分布，缺失上、頂志留統(tǒng);②上古生界泥盆系、石炭系有零星出露，泥盆系下統(tǒng)缺失，石炭系僅存部分中統(tǒng);③中生界侏羅系、白堊系部分地區(qū)殘存。

區(qū)域地質(zhì)構(gòu)造復雜，從北西至南東，其褶皺為隔擋式褶皺→城垛狀褶皺→隔槽式褶皺。區(qū)內(nèi)斷層發(fā)育，其中正斷層分布最廣，規(guī)模較大。它們多位于背斜軸部附近，是燕山期褶皺第二次縱張構(gòu)造的產(chǎn)物。

區(qū)域礦產(chǎn)種類繁多，主要礦種有鉛鋅礦、螢石、重晶石礦及汞礦，礦床類型屬于熱液型礦床，它們大多受次級斷裂控制。其中區(qū)內(nèi)的鉛鋅礦屬于典型的MVT鉛鋅礦［1］。

1．2 茶溪地區(qū)地質(zhì)及礦產(chǎn)特征

區(qū)內(nèi)出露的地層由老到新主要有古生界寒武系耿家店組、毛田組;奧陶系桐梓組、分鄉(xiāng)組、紅花園組及大灣組。寒武系主要巖性普遍以微晶白云巖、白云質(zhì)灰?guī)r、灰?guī)r與泥質(zhì)白云巖的組合形式為主;奧陶系主要巖性以細晶灰?guī)r與生物屑灰?guī)r的組合為主，上部以粉砂巖與頁巖的組合形式出現(xiàn)。

本區(qū)位于宜居背斜近軸部，次級褶皺及斷裂構(gòu)造較發(fā)育。礦區(qū)斷裂構(gòu)造有四條，即北西向F1、近南北向F2、近東西向F3及北東向F4(圖1、表1)。

區(qū)內(nèi)新發(fā)現(xiàn)的鉛鋅礦體(Ⅰ號)位于F1與F2兩條斷裂的交匯處，嚴格受斷裂破碎帶控制。礦體呈細脈浸染狀充填于北西向逆斷層F1的斷層角礫巖中，角礫巖巖性主要為泥質(zhì)白云巖。容礦地層為寒武系上統(tǒng)耿家店組。

礦體長500 m，平均厚度為2．68 m，平均品位為Pb12．24%、Zn1．96%。圍巖蝕變以硅化、白云巖化為主，礦化沿層間破碎帶蝕變。地層產(chǎn)狀:傾向319°～358°，傾角 6°～13°;斷裂帶產(chǎn)狀:傾向 47°～58°，傾角79°～87°，礦體沿斷裂帶分布。

表1 茶溪村鉛鋅礦區(qū)斷層特征表Table1 Fault characteristics of the lead-zinc mining area in Chaxi village

圖1 茶溪村鉛鋅礦區(qū)地質(zhì)礦產(chǎn)分布圖Fig.1 Distribution map of geology and mineral of lead-zinc mining area in Chaxi village1．第四系;2．奧陶系下統(tǒng)大灣組三段;3．奧陶系下統(tǒng)大灣組二段;4．奧陶系下統(tǒng)大灣組一段;5．奧陶系下統(tǒng)紅花園組;6．奧陶系下統(tǒng)分鄉(xiāng)組;7．奧陶系下統(tǒng)桐梓組;8．寒武系上統(tǒng)毛田組;9．寒武系上統(tǒng)耿家店組;10．鉛鋅礦體及編號;11．地質(zhì)界線;12．逆斷層及編號;13．正斷層及編號;14．地化剖面及編號。

礦體中礦石礦物為閃鋅礦、方鉛礦，脈石礦物為方解石、白云石及少量的石英，次生氧化礦物為褐鐵礦。礦石自然類型為白云石化褐鐵礦化角礫巖型鉛鋅礦石(地表均為氧化礦石)。礦石具他形粒狀結(jié)構(gòu)、交代殘余結(jié)構(gòu)、溶蝕結(jié)構(gòu)，斑雜狀構(gòu)造、膠狀構(gòu)造、浸染狀構(gòu)造、網(wǎng)脈狀構(gòu)造及蜂巢狀構(gòu)造。

2 地球化學特征

2．1 區(qū)域地球化學特征

酉陽地區(qū)地層的元素地球化學特征主要是根據(jù)1∶5萬水系沉積物測量結(jié)果分析得出。在選定的15種元素中，以 Pb、Zn、Ag、Hg、Sb、Ba、F 等豐度較高，其中w(Pb)為 48．2 ×10－6，w(Zn)為 134 ×10－6，分別是克拉克值的3．8、1．8倍。在主要鉛鋅多金屬礦含礦層位寒武系的地層中，Pb、Zn、Ag、Hg、Sb 含量都比較高，其元素豐度值遠大于區(qū)域背景值，表明寒武系地層可能是酉陽地區(qū)鉛鋅礦的主要成礦物質(zhì)來源。全區(qū)異常元素大多在背斜構(gòu)造斷裂帶附近富集，且呈現(xiàn)一定的分帶性。其中，Pb、Zn、Ag、Hg、Sb 等異常多分布在寒武系地層中，而Ba、F異常則多分布在奧陶系地層中。這與區(qū)內(nèi)所發(fā)現(xiàn)的鉛鋅礦、汞礦、螢石與重晶石礦等礦種所處的地層層位及地質(zhì)構(gòu)造特征也是相印證的。

2．2 茶溪地區(qū)地球化學異常特征

2．2．1 1∶5萬水系沉積物地球化學異常

茶溪地區(qū)異常是依據(jù)1∶5萬水系沉積物測量成果，采用化探原始數(shù)據(jù)，用克立格法整理，統(tǒng)計出單個元素特征值后圈出 Pb、Zn、Ag、Hg、Sb、Ni、Cu 及 As等元素的異常。其中Pb、Zn、Ag等元素的異常濃集中心及分帶特征明顯(圖2)，Pb、Zn具內(nèi)、中、外帶。

圖2 茶溪村鉛鋅礦區(qū)Ag、Zn、Pb異常等值線圖Fig.2 The isoline map of Ag，Zn，Pb anomalies in Chaxi lead-zinc mining area

異?？傮w呈近NW向展布，多不規(guī)則，NW向的斷裂帶F1正好從異常區(qū)中穿過。異常強度高、范圍廣，單元素異常襯度高、規(guī)模大(表2)，異常主體出露面積約2．5 km2，經(jīng)排序?qū)儆诩?類異常。

異常區(qū)內(nèi)主要元素為Pb、Zn，次要元素為Hg、Sb、Ag、Ni、Cu、As等。各單元異常的疊合程度極高，異常東南部為Pb、Zn、Ag、Sb、Hg及 Cu 的濃集中心，中心寬度超過500 m。異常區(qū)內(nèi)斷層發(fā)育，中心位于兩條斷裂交匯處附近。從異?？傮w展布方向與F1走向一致的情況分析，異常明顯受NW向的斷裂帶F1控制(圖3)。

2．2．2 1∶1萬原生暈異常特征

針對茶溪 Pb、Zn、Ag、Hg、As、Sb、Cu、甲 3 號異常共布設了3條1∶1萬地化(巖石)剖面(圖1)，剖面總長約4 km，采集巖石樣品96個。剖面基本穿越了主異常區(qū)，其中Ⅱ線正好穿越了異常的濃集中心區(qū)域，Ⅰ線及Ⅲ線位于異常兩端，能夠很好地控制異常物質(zhì)來源。

表2 茶溪村鉛鋅礦區(qū)內(nèi)主要異常元素特征值參數(shù)表Table2 Eigenvalue parameters of the major anomaly elements in Chaxi lead-zinc mining area

圖 3 茶溪村鉛鋅礦區(qū) I7 Au、Sb、Hg、Cu、Pb、Zn、As、Ag、Ni、Cd、甲3號1∶5萬綜合異常圖Fig.3 The 1∶50000 synthetical anomaly map of I7 Au，Sb，Hg，Cu，Pb，Zn，As，Ag，Ni，Cd in Chaxi lead-zinc mining area1．鉛異常線;2．鋅異常線;3．銀異常線;4．銻異常線;5．汞異常線;6．鎘異常線;7．銅異常線;8．金異常線;9．鎳異常線;10．砷異常線;11．鉛鋅礦體;12．斷層及編號。

異常以Pb、Zn為主，次為Ag、Sb等，異常特高值點集中在Ⅱ線Y17號樣品上。經(jīng)證實，該樣品處于異常的濃集中心附近，而該點也正好位于斷裂帶F1上(圖4)。同樣，在Ⅰ線及Ⅲ線斷裂帶附近也有高異常值顯示。結(jié)合異常曲線中Pb、Zn的變化規(guī)律，發(fā)現(xiàn)兩者具有明顯一致的高背景組合異常帶，且Zn的活躍性要高于Pb。Pb異常雖多為單獨異常，但它卻完全反映了礦體、硅化巖或含鉛地質(zhì)體的存在。Zn異常范圍大，且往往連成一片，異常反映了主要容礦層位及硅化巖的分布。查證結(jié)果表明，異常系礦致異常，高值點的分布與斷層破碎帶吻合，引起異常的礦化蝕變帶正好位于NW向的斷裂帶F1內(nèi)，與F1內(nèi)的斷層角礫巖密切相關，是尋找鉛鋅礦及其它礦產(chǎn)的有利地段，具有良好的找礦前景。

3 區(qū)域找礦前景分析

3．1 區(qū)域成礦地質(zhì)條件

(1)礦床產(chǎn)于一定層位地層中。就重慶渝東南地區(qū)而言，MVT鉛鋅礦賦礦層位主要為寒武系清虛洞組、高臺組、石冷水組、平井組及耿家店組。茶溪鉛鋅礦賦礦層位為寒武系上統(tǒng)耿家店組。

圖4 茶溪村鉛鋅礦區(qū)Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ線巖石檢查Pb、Zn異常曲線圖Fig.4 The curves for anomalies of Pb、Zn of section Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ rock-testing in Chaxi lead-zinc mining area1．斷層及破碎帶;2．灰?guī)r;3．原生暈樣品及編號。

(2)礦體大多以開放空隙充填方式形成，具后生成礦特征。礦體有似整合和不整合兩類［2］:似整合礦體為層狀、似層狀，與地層產(chǎn)狀一致;不整合礦體呈脈狀、網(wǎng)脈狀，受斷裂和裂隙控制。渝東南地區(qū)MVT礦床更多地受斷裂構(gòu)造的控制，礦體往往定位于次級斷裂的交會部位或斷裂與褶皺的交切處。據(jù)此分析，茶溪鉛鋅礦受斷裂控制，應屬于不整合礦體。

(3)金屬礦物主要為方鉛礦、閃鋅礦，礦石礦物多呈浸染狀沿巖層微層理分布。脈石礦物主要為白云石、方解石和石英。圍巖蝕變以硅化及白云巖化為主。

(4)礦床主要為熱液型礦床。成礦流體源自沉積建造水，成礦過程中演化為含礦熱鹵水，成礦溫度為100～300℃。

3．2 找礦標志

3．2．1 地質(zhì)標志

根據(jù)茶溪村鉛鋅礦的成礦地質(zhì)特征，可以總結(jié)出以下地質(zhì)找礦標志:

(1)鉛鋅礦床出露于地表的礦體由于遭受長期風化淋濾，會生成厚厚的褐鐵礦鐵帽，這也是尋找鉛鋅礦的直接地質(zhì)標志。

(2)鉛鋅礦體多產(chǎn)于背斜部位，尤其是在背斜端斷裂構(gòu)造發(fā)育部位，斷裂帶有利于鉛鋅礦的富集，是尋找鉛鋅礦的重要構(gòu)造標志。

(3)鉛鋅礦大多賦存于寒武系地層中，容礦巖性主要為厚層白云巖，是尋找鉛鋅礦的間接地質(zhì)標志。

3．2．2 地球化學標志

一般情況下，硫化物礦床在風化過程中穩(wěn)定性較差，含礦組分經(jīng)歷長期的氧化還原過程，易于發(fā)生遷移。在特定的物理化學環(huán)境下，元素的遷移都有一定的分帶性［3］。在表生作用下，Pb一般不易遷移，而Zn、Hg、Ag、Cu等元素易于遷移，地表褐鐵礦則常吸附As、Co、Ni等元素。因此，在鉛鋅礦區(qū)除有 Pb、Zn、Ag、Sb、Hg等含礦元素富集外，往往還伴隨有As、Co、Ni等元素的富集。根據(jù)元素遷移的地球化學特點，有Pb、Zn、Ag、Sb、Hg 及 As、Co、Ni等元素的異常是尋找鉛鋅礦重要的地球化學標志，尤其是對于隱伏礦及深部盲礦體。

3．3 找礦方向

通過對茶溪鉛鋅礦區(qū)地質(zhì)及地球化學特征進行綜合研究，不難得出，在茶溪村范圍內(nèi)，成礦地質(zhì)條件好，地球化學異常有一定的規(guī)模，通過進一步工作，該區(qū)可望獲得突破性進展。

此外，從區(qū)域地球化學異常特征以及已發(fā)現(xiàn)的茶溪鉛鋅礦床情況來看，酉陽地區(qū)宜居背斜、天館背斜、咸豐背斜等背斜區(qū)域的斷裂帶部位找礦潛力很大，尤其是鉛、鋅、汞等金屬礦及螢石、重晶石礦。

［1］ 楊弘忠，易點文，等．重慶渝東南地區(qū)鉛鋅礦礦床成因淺析［J］．四川地質(zhì)學報，2008，28(3):190 －196．

［2］ 姚鳳良，孫豐月．礦床學教程［M］．北京:地質(zhì)出版社，1983．

［3］ 韓吟文，馬振東．地球化學［M］．北京:地質(zhì)出版社，2002．