淺談渝東南地區(qū)Pb、Zn元素富集規(guī)律及其找礦方向

楊樹暄　王家杰　胡新中　孫漢勇

摘 要：渝東南地區(qū)是重慶市鉛鋅礦的主產(chǎn)區(qū)之一，通過在重慶市酉陽—彭水地區(qū)開展1：5區(qū)域地質(zhì)礦產(chǎn)聯(lián)測工作，在對水系沉積物測量地球化學特征綜合研究的基礎(chǔ)上，初步總結(jié)Pb、Zn元素的富集規(guī)律，對區(qū)域內(nèi)尋找同類礦床提出初步的意見。闡述Pb、Zn元素成礦地質(zhì)條件基本特征即地球化學條件、形成環(huán)境、含礦巖系、控礦構(gòu)造、礦化標志等。

關(guān)鍵詞：水系沉積物測量 含礦巖系 控礦構(gòu)造 找礦方向

中圖分類號：P61 文獻標識碼：A 文章編號：1007-3973（2013）007-114-03

1 引言

渝東南地區(qū)是重慶市鉛鋅礦的主產(chǎn)區(qū)之一，鉛鋅礦主要產(chǎn)于寒武系與奧陶系，礦產(chǎn)主要分布于咸豐背斜沿線，次為丁市背斜、桐麻嶺背斜、宜居背斜、天官背斜。目前已發(fā)現(xiàn)的鉛鋅礦產(chǎn)地占重慶市總數(shù)的56%，是一個極具找礦遠景的地區(qū)。筆者通過在重慶市酉陽—彭水地區(qū)開展1：5區(qū)域地質(zhì)礦產(chǎn)聯(lián)測工作，在對水系沉積物測量地球化學特征綜合研究的基礎(chǔ)上，認為Pb、Zn元素的富集明顯受地層（含礦巖系）與構(gòu)造條件（控礦構(gòu)造）之制約。對區(qū)域內(nèi)尋找同類礦床提出了初步的意見。

2 區(qū)域地質(zhì)背景

2.1 大地構(gòu)造位置

渝東南地區(qū)大地構(gòu)造單元處于揚子陸塊（一級）上揚子陸塊（二級）揚子陸塊南部被動邊緣褶沖帶（三級）之黔江凹褶帶（四級）和秀山穹褶帶（四級）內(nèi)，見圖1。

圖1 重慶市大地構(gòu)造單元劃分略圖

2.2 區(qū)域地層

渝東南地區(qū)地層從元古代—中生代均有出露，巖性特征主要為一套海相碳酸鹽巖與湖泊相陸源碎屑巖。包括酉陽、南川、秀山三個地層小區(qū)，其特點是上震旦統(tǒng)為礁型碳酸鹽建造；寒武系—志留系為碳酸鹽建造、砂泥質(zhì)頁巖建造；石炭紀—泥盆紀海侵曾波及本區(qū)，少數(shù)區(qū)殘留上泥盆統(tǒng)和中石炭統(tǒng)；二疊系為鋁土質(zhì)鐵質(zhì)建造、內(nèi)源碳酸鹽建造和單陸屑含煤建造；下、中三疊統(tǒng)為蒸發(fā)式建造；晚三疊世—侏羅紀，該區(qū)受雪峰隆起影響，有上三疊統(tǒng)和侏羅系沉積；上白堊統(tǒng)為山間盆地磨拉石建造，不整合于侏羅系及更老地層之上。其褶皺為燕山期所形成，并與重慶陷褶束的一系列北北東向褶皺群呈有規(guī)律的帶狀分布。

2.3 區(qū)域構(gòu)造

聯(lián)測工作區(qū)從北西向南東，其褶皺為隔擋式褶皺→城垛狀褶皺→隔槽式褶皺。正斷層發(fā)育，多發(fā)生在背斜軸部，是燕山期褶皺的第二次縱張構(gòu)造。褶皺構(gòu)造主要有位于聯(lián)測區(qū)中北部桑柘坪向斜、筲箕灘背斜、龔灘向斜、天館背斜、濯河壩向斜、宜居背斜和咸豐背斜軸向均為北北東向；南部銅西向斜、沙子場向斜、朱家山背斜、郎溪向斜和雞公嶺背斜軸向均為近南北向。

聯(lián)測區(qū)斷層構(gòu)造按照構(gòu)造方位可分為三組，即北北東組、北西組及北東組。其中，北北東向正斷層分布最廣，規(guī)模較大，它們多位于北北東向一級背斜軸部附近，而與軸線近于平行或斜交，傾角較陡，而多與巖層傾向一致，隨背斜傾伏而消失；北西組和北東組次之，斷層一般延伸較短。北北東組大多為正斷層，其余兩組主要為平移斷層和逆斷層。其中北西組斷層多與背斜軸線近于垂直相交，傾角較陡，規(guī)模較小，是區(qū)內(nèi)重要的控礦和儲礦構(gòu)造。

3 Pb、Zn地球化學特征及其富集規(guī)律

3.1 水系沉積物測量地球化學特征

聯(lián)測區(qū)根據(jù)自然其地理特點結(jié)合重慶地區(qū)地球化學景觀區(qū)劃成果劃分為丘陵、巖溶低山、中山等。根據(jù)谷曉明、張本仁等《東秦嶺及鄰區(qū)地球化學分區(qū)及地球化學制圖》測區(qū)屬揚子克拉通北緣——南秦嶺地球化學?。á颍P子克拉通北緣地球化學區(qū)（Ⅱ—A—），沉積、火山沉積變質(zhì)作用場（Ⅱ—A—a—），新元古宇—古生代穩(wěn)定陸塊沉積小區(qū)（Ⅱ—A—a—（4））。

聯(lián)測區(qū)Pb、Zn元素的富集存在著明顯的差異，其變化系數(shù)分別11.1036和13.2093，離散度大，而濃集克拉克值分別為4.1063和1.4281，充分表現(xiàn)出元素分布的不均勻性，同時也反映出不同地質(zhì)背景下Pb、Zn元素不同富集特征，區(qū)域上極具尋找Pb、Zn礦產(chǎn)的潛力。聯(lián)測區(qū)內(nèi)未見侵入巖及區(qū)域變質(zhì)巖。根據(jù)不同的地層單元共分為8個子區(qū)，即：∈區(qū)、O區(qū)、S區(qū)、D區(qū)、P區(qū)、T區(qū)、K區(qū)、Q區(qū)。元素在區(qū)域地球化學場中的分布存在較大的差異性，區(qū)內(nèi)元素的富集明顯受本區(qū)地層、褶皺、斷裂構(gòu)造的嚴格制約。在不同的地質(zhì)體及地質(zhì)構(gòu)造環(huán)境中，元素的富集也存在著明顯的差異。

Pb、Zn元素在區(qū)域上具有共生組合分布特征，其高值區(qū)的分布受地層單元、構(gòu)造控制，高值區(qū)主要分布在宜居幅的東部、龔灘幅北東部、丁市幅的西部、清溪幅的中南部及南腰界幅的中北部。Pb元素含量區(qū)間一般120-200 g/g之間、最高值含量達54070 g/g；Zn元素含量區(qū)間一般在200-500 g/g之間，最高值為14500 g/g。主要分布在∈地質(zhì)子區(qū)、0地質(zhì)子區(qū)中，元素濃度分帶特征明顯。

Pb、Zn元素背景區(qū)在不同的地質(zhì)子區(qū)均有出現(xiàn)，Pb元素含量區(qū)間一般31.4-39.4 g/g之間；Zn元素含量區(qū)間一般在86-106 g/g之間。

Pb、Zn元素低值區(qū)分布比較零散，僅在K地質(zhì)子區(qū)、Q地質(zhì)子區(qū)零星出現(xiàn)。

3.2 元素的含量變化與地質(zhì)、構(gòu)造及礦產(chǎn)的關(guān)系

圖2 元素含量變化與地質(zhì)、構(gòu)造及礦產(chǎn)的關(guān)系

通過與中國大陸地殼元素豐度表元素平均含量比較，從圖2可以看出，聯(lián)測工作區(qū)Pb、Zn、Sb、F、Hg、Mo、As、Ba、Cd富集。而Au、Cu、Ni與中國大陸地殼元素豐度背景相當，無明顯集散；而從全區(qū)礦致系數(shù)對比圖中可以看出，Hg、Pb、Zn具有較高的致礦系數(shù)，客觀地展示了成礦、伴生（指示）元素的貧富特征。從地球化學觀點來看，工作區(qū)Pb、Zn元素成礦有一定的潛力。

通過對聯(lián)測工作區(qū)水系沉積物測量成果數(shù)據(jù)的綜合處理及及研究發(fā)現(xiàn)：主要異常元素Hg、Ag、Cd、Pb、Zn、Sb、Mo高背景濃集區(qū)主要集中在∈及O地質(zhì)子區(qū)中。尤其是處于斷裂構(gòu)造與褶皺軸部及其兩翼部位元素相對富集。因而與形成的礦產(chǎn)密切相關(guān)，從表1可以看出：

表1 異常與已知地質(zhì)信息相關(guān)表

（1）元素的分布受地層巖性的控制，根據(jù)元素的分布特征，Hg、Ag、Cd、Pb、Zn、Sb、Mo高值區(qū)主要集中在∈及O地質(zhì)子區(qū)中。

（2）元素的分布與構(gòu)造活動關(guān)系密切，通過異常篩選與查證，處于斷裂帶位置的異常29處，而處于褶皺軸部及其兩翼的異常多達142處。斷裂構(gòu)造對某些礦產(chǎn)的形成起著重要的控制作用。

（3）元素的分布是諸多因素疊加和長期作用的結(jié)果。如區(qū)內(nèi)多期次褶皺、斷裂構(gòu)造活動，因此只有在地球化學特征良好，構(gòu)造條件十分有利的地方才有形成礦產(chǎn)的可能。斷裂構(gòu)造對元素的富集與遷移及最后的礦產(chǎn)形成起到了決定性的制約因素。

4 典型礦床地質(zhì)特征——酉陽縣牯牛硐鉛鋅礦床

4.1 礦區(qū)位置

礦區(qū)位于酉陽縣李溪鎮(zhèn)境內(nèi)牯牛硐一帶，距離酉陽縣城南西190霸？1km，礦區(qū)面積0.82km2。

4.2 礦區(qū)地質(zhì)背景

礦區(qū)位于桐麻嶺背斜（或雞公嶺背斜）南西端北西翼，主要出露地層有寒武系上統(tǒng)毛田組，奧陶系下統(tǒng)桐梓組、分鄉(xiāng)組、紅花園組、大灣組。容礦次級構(gòu)造主要為近東西向、北西向及少部分南北向。容礦地層主要有桐梓組、紅花園組、次為分鄉(xiāng)組、大灣組和毛田組。礦體賦存主要圍巖是白云質(zhì)灰?guī)r，次為泥質(zhì)生物屑灰?guī)r。

1.分鄉(xiāng)組 2.紅花園組 3.桐梓組4段 4.桐梓組1-3段

5.斷裂及編號 6.地質(zhì)界線 7.鉛鋅礦體及編號 8.鉛鋅礦化體

圖3 牯牛硐礦區(qū)地質(zhì)圖

大灣組（O1d）：上部紫紅色砂質(zhì)、泥質(zhì)頁巖與灰綠色薄—中層含粉砂質(zhì)、泥質(zhì)生物屑瘤狀微晶灰?guī)r互層。中部灰綠色、暗紫色頁巖夾薄層條帶狀泥質(zhì)微晶生物屑灰?guī)r。下部黃灰、灰綠色粉砂質(zhì)頁巖夾中層透鏡狀含粉砂質(zhì)微晶生物屑灰?guī)r，厚度>63.08m 。與下伏紅花園組呈整合接觸。

紅花園組（O1h）：灰色中—厚層狀微晶灰?guī)r、生物屑灰?guī)r夾少量白云質(zhì)灰?guī)r，地層中縫合線構(gòu)造普遍發(fā)育，該組地層厚度58.16 m。與下伏分鄉(xiāng)組呈整合接觸。

分鄉(xiāng)組（O1f）：灰色中層狀含燧石團塊生物屑灰?guī)r、灰?guī)r及白云質(zhì)灰?guī)r，夾灰綠色水云母頁巖。與下伏桐梓組呈整合接觸。

桐梓組（O1t）：上部灰色厚層微晶生物屑灰?guī)r、細晶角礫狀白云質(zhì)灰?guī)r及藻鮞—砂屑灰?guī)r夾少量白云巖及條帶狀泥質(zhì)灰?guī)r，含有少量硅質(zhì)團塊或條帶。中部灰色厚層微晶生物屑灰?guī)r夾少量頁巖。下部灰綠色頁巖，頁理發(fā)育，風化后呈黃褐色粘土，厚度約7.64m。底部深灰色中—厚層生物屑灰?guī)r夾薄層微晶生物屑灰?guī)r。該組厚度92.15m。與下伏毛田組呈整合接觸。

毛田組（∈1m）：灰色中層狀微晶生物屑灰?guī)r及白云巖互層，含少量硅質(zhì)團塊或條帶，頂部淺灰色灰?guī)r。出露不完全，厚度>7.03m。

4.3 礦區(qū)構(gòu)造特征

礦區(qū)主要褶皺為牯牛硐（或朱家山）背斜，向南延入貴州境內(nèi)，向北東延出礦區(qū)外。背斜在礦區(qū)內(nèi)出露長約5.5Km，大體呈一拉伸的“S”形。軸部寬窄不一，局部形成尖棱角狀。背斜兩翼地層傾角30??？0埃肝骰骸？笄菘蠖喜閿氡承敝嵯嘰怪保式饗蚧蟣蔽饗潁？00—400m。鉛鋅礦（化）體充填于大致垂直牯牛硐（或朱家山）背斜軸線的破碎帶中。礦區(qū)東部斷層發(fā)育，對礦區(qū)礦（化）體的連續(xù)沒有破壞作用，僅僅造成寒武系上統(tǒng)地層的出露。

4.4 礦體地質(zhì)特征

礦區(qū)共有14條鉛鋅礦（化）體（脈），賦存于紅花園組至毛田組頂部破碎帶中，破碎帶走向與牯牛硐背斜軸線斜交或近于垂直。礦體形態(tài)和規(guī)模受裂隙控制，裂隙規(guī)模大且硅化強，鉛鋅礦體厚度大且品位富，反之則相反。依據(jù)鉛鋅邊界品位共圈出有工業(yè)意義的鉛鋅礦體有四條。

Ⅰ號礦體長度約144 m，厚度2.50—3.77m，平均厚度2.60m。礦脈產(chǎn)狀217?。?—87埃筇逯衂n3.95—13.45%，平均品位3.48%，Pb0.80—1.21%，平均1.07%。圍巖為桐梓組厚層狀含生物屑微晶灰?guī)r、白云質(zhì)灰?guī)r。

Ⅱ號礦體長度218m，厚度2—7.30m，平均厚度3.10m。礦脈產(chǎn)狀210啊？5埃筇逯衂n2.26—5.26%，平均2.68%。Pb0.50—2.11%，平均1.28%。含有螢石和重晶石。圍巖為桐梓組厚層含生物屑微晶灰?guī)r、白云質(zhì)灰?guī)r。

Ⅲ號礦體長度468m，厚度1.10—14.56m，平均厚度4.70m。礦脈近東西向上有扭折現(xiàn)象，東部產(chǎn)狀10??？0埃韃坎？80??？6?。矿体中Zn2.26—5.06%，平均2.48%，Pb0.70—2.21%，平均1.37%。礦體橫穿牯牛硐背斜軸部。圍巖為毛田組和桐梓組中—厚層含生物屑微晶灰?guī)r、白云質(zhì)灰?guī)r夾少量頁巖。

Ⅳ號礦體長度142m，厚度1.91—9.07m，平均厚度2.70m，礦體近東西向展布，產(chǎn)狀8??？7埃筇逯衂n平均1.145%，Pb0.69%，圍巖為紅花園組厚層狀含生物屑微晶灰?guī)r。

4.5 礦石特征

礦石為含鉛鋅礦鐵帽型，網(wǎng)脈狀鉛鋅礦型，致密塊狀鉛鋅礦型，含螢石重晶石鉛鋅礦型四種。礦石呈褐黃色、土黃色、紅褐色。礦石礦物主要為異極礦、菱鋅礦、白鋅礦、鉛釩等。偶見硫化礦物有閃鋅礦、方鉛礦和黃鐵礦。脈石礦物主要有方解石、白云石、石英，偶見重晶石，個別脈中有少量螢石。礦石呈交代結(jié)構(gòu)、他形粒狀結(jié)構(gòu)、自形晶結(jié)構(gòu)，脈狀、細網(wǎng)脈狀、塊狀、浸染狀構(gòu)造。礦區(qū)鉛鋅共生，以鋅為主。

5 區(qū)域成礦地質(zhì)條件分析及其找礦方向

綜合上述初步認為，Pb、Zn元素在渝東南地區(qū)富集成礦主要受北西向張扭性斷裂及與奧陶系下統(tǒng)地層雙重控制，其Pb、Zn成礦地質(zhì)條件具有以下基本地質(zhì)特征：

（1）形成環(huán)境。一般產(chǎn)出地臺邊緣的沉積盆地中（裂谷），含礦巖系成帶狀沿盆地邊緣分布，一般都含海相蒸發(fā)巖。成礦時代多為古生代。

（2）含礦巖系。含礦巖石主要為奧陶系下統(tǒng)淺海臺地碳酸鹽巖，主要巖石類型為白云巖、泥質(zhì)白云巖、白云質(zhì)灰?guī)r、生物屑灰?guī)r等。顯示為濱?；驕\海相沉積。含礦圍巖已微晶白云巖與泥質(zhì)白云巖組合形式普遍出現(xiàn)，而鉛鋅礦多賦存于泥質(zhì)白云巖下部的微細晶白云巖的次級層間或切層裂隙中，上覆泥質(zhì)白云巖對鉛鋅礦常起“遮擋作用”形成鉛鋅礦體，若無則形成鉛鋅礦化。反映出鉛鋅成礦受地層制約的特殊成控專屬性。礦體與圍巖關(guān)系有似整合和不整合兩類：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。

（3）控礦構(gòu)造。主要表現(xiàn)在不同的褶皺和斷裂對礦產(chǎn)的控制。容礦構(gòu)造：礦體常產(chǎn)于巖層界面附近，受主巖的滲透性控制；導礦斷裂為區(qū)域上與背斜構(gòu)造相伴生的張扭性走向斷層，主要分布于區(qū)域性背斜構(gòu)造的軸部或近軸部，走向與巖層產(chǎn)狀一致，其延伸及活動時間長，礦化一般分布于其兩側(cè)的次級褶皺或斷層中，控制著鉛鋅礦成礦帶的分布；容礦構(gòu)造為與鉛鋅礦直接相關(guān)的斷裂，為次級斷裂，分布于主干斷裂的兩側(cè)或背向斜的兩側(cè)，其相對規(guī)模較小，斷距不大，鉛鋅礦多呈脈狀分布于其中，控制著礦體的分布；鉛鋅礦的褶皺控礦構(gòu)造，主要表現(xiàn)以北北東向的褶皺為主，背向斜相間排列成雁行狀，鉛鋅礦產(chǎn)主要分布于區(qū)域背斜軸部、近軸翼部或背斜傾伏端。在空間上顯示明顯的帶狀分布。其大多以開放空隙充填方式形成，具后生成礦特征。

（4）構(gòu)造復合控礦。斷裂復合型：常見北東向與北西向或北西西向兩組斷裂交匯，鉛鋅礦產(chǎn)于斷裂交匯部位，呈脈狀、筒狀產(chǎn)出。斷裂、褶皺復合型：斷層縱切次級背斜或斷層斜切背斜，在背斜軸附近的斷層中，常形成脈狀、短軸狀及不規(guī)則狀礦體。褶皺復合型：不同方向、不同規(guī)模、不同期次的背斜復合部位亦是鉛鋅礦的有利富集場所，多賦存于北北東向背斜與背斜向次級背斜的復合部位。呈短柱狀及不規(guī)則狀。

（5）礦化特征。鉛鋅礦嚴格受含礦地層、巖性和構(gòu)造的控制、具有典型的層控礦床特點，成礦物質(zhì)組份簡單，礦石礦物以閃鋅礦為主、次為方鉛礦，礦石礦物多呈浸染狀沿巖層微層理分布；脈石礦物為方解石、白云石、黃鐵礦及石英等。在地質(zhì)化探綜合剖面中，含礦地層的鉛鋅明顯高于同類巖石，因此成礦物質(zhì)源于圍巖。圍巖蝕變以硅化和白云石化為主。

（6）礦產(chǎn)成因為中低溫熱液層狀充填（或交代）類型。

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