郭家溝鉛鋅礦床礦化特征

張兵強 丁振舉 蔡恒安 王增祥

(1.中國地質(zhì)大學(武漢)資源學院；2.貴州省地質(zhì)礦產(chǎn)勘查開發(fā)局一0五地質(zhì)大隊)

郭家溝鉛鋅礦床礦化特征

張兵強1,2丁振舉1蔡恒安1王增祥1

(1.中國地質(zhì)大學(武漢)資源學院；2.貴州省地質(zhì)礦產(chǎn)勘查開發(fā)局一0五地質(zhì)大隊)

郭家溝隱伏大型鉛鋅礦床為熱水沉積-改造型礦床，以后期熱液改造成礦作用為主。選擇Ⅰ#礦體頂板與千枚巖和灰?guī)r的接觸帶為2個標志層，通過標志層在構(gòu)造作用下的形變來反應控礦褶皺的形態(tài)特征。在分析礦床地質(zhì)特征的基礎(chǔ)上，探討了礦床礦化分布規(guī)律，并對控礦因素和找礦方向進行了討論，為區(qū)內(nèi)找礦工作提供參考。

隱伏鉛鋅礦 礦化特征 礦化分布規(guī)律 控礦因素 找礦方向

郭家溝鉛鋅礦床位于甘肅西成礦田最東段，西側(cè)毗鄰洛壩鉛鋅礦床。該礦床目前控制儲量(Pb+Zn)已達300萬t以上，Ag達大型規(guī)模。為了進一步探索在西成礦田老礦山外圍及深部尋找隱伏礦床的工作方法，提高對鉛鋅礦床成礦規(guī)律和控制因素的認識水平，通過分析郭家溝鉛鋅礦床礦體特征，總結(jié)礦化規(guī)律和控制因素，為在礦區(qū)深部、外圍乃至西成礦田尋找隱伏礦床提供理論支撐。

1 礦床地質(zhì)特征

郭家溝鉛鋅礦床屬洛壩鉛鋅成礦區(qū)的東延部分，礦床類型屬熱水沉積-改造型。其中，泥盆紀的熱水沉積僅為部分成礦物質(zhì)的初富集，成礦以印支期的熱液改造作用為主。后期含礦熱液對沉積期初富集的成礦元素進行了溶蝕交代，并進行了短距離運移，在有利的成礦場所聚集成礦，最終形成礦體。

1.1 礦區(qū)地質(zhì)概況

礦區(qū)主要出露地層為中泥盆統(tǒng)安家岔組焦溝層，為一套濱海-淺海相細碎屑巖及碳酸鹽巖建造，主要出露于西部郭家溝和東部江口后溝等地段，其他區(qū)域則被新近系砂礫巖及第四系殘坡積覆蓋。其中，中泥盆統(tǒng)安家岔組焦溝層是該區(qū)的主要含礦層位。礦區(qū)構(gòu)造發(fā)育，以近EW向為主，主要由斷裂和褶皺組成。其中，F(xiàn)5、F2斷裂實屬區(qū)域深大斷裂人土山—江洛斷裂中的1條分枝斷裂，具多期活動特征，F(xiàn)3、F4斷裂推測應為F2斷裂的分支斷裂，其他斷裂為晚期破壞性斷裂構(gòu)造。礦區(qū)褶皺主要為工程揭露的深部隱伏褶皺，控制著礦體的分布。根據(jù)礦區(qū)西部洛壩Ⅲ級背斜中間隆起，向東西兩端側(cè)伏的特征，推測礦區(qū)發(fā)現(xiàn)的隱伏褶皺應為洛壩Ⅲ級背斜向東側(cè)伏的延伸部位。在礦區(qū)北部出露糜署嶺花崗閃長巖體，巖體寄主巖的鋯石U-Pb年齡為214.5±1.6 Ma[1-2]。糜署嶺巖體并非鉛鋅礦床物源，可能為鉛鋅礦的改造富集提供了熱源[3-4]。

1.2 礦體特征

礦區(qū)礦體埋藏深，均為盲礦體，礦體分布主要受褶皺的控制作用。礦體分布與地層產(chǎn)狀一致，呈層狀、似層狀、扁豆狀，具有層控的特征。礦體近EW走向，傾向上隨褶皺形態(tài)的變化分別向近南、北方向傾斜，傾角為3°～45°，有些部位接近水平。礦體在走向、傾向上具波狀起伏的特點。根據(jù)礦體產(chǎn)出高度、產(chǎn)出部位及礦體圍巖特征，可以劃分為3個主含礦層：①Ⅰ#礦體，產(chǎn)于標高為420～850 m絹云綠泥千枚巖中的含礦層，該礦體為主要的礦化層，礦體穩(wěn)定，礦化品位較高；②Ⅱ#礦體，產(chǎn)于標高345～681 m絹云綠泥千枚巖與厚層灰?guī)r接觸帶的含礦層，該礦體同樣為主要的礦化層，相對于Ⅰ#礦體，礦體品位、厚度偏高，但控制范圍不及Ⅰ#礦體；③Ⅲ#礦體，產(chǎn)于標高490～620 m灰?guī)r中的含礦層，僅零星分布于礦區(qū)西部。除了主礦體之外，還劃分出了很多小礦體，與主礦體相鄰分布，產(chǎn)狀基本一致。

1.3 礦石特征

研究區(qū)礦石主要呈塊狀、團塊狀、浸染狀、脈狀、角礫狀等，主要金屬礦物為閃鋅礦、方鉛礦，其次為黃鐵礦、黃銅礦、毒砂、黝銅礦，主要脈石礦物為石英，次為方解石、鐵白云石、菱鐵礦、炭質(zhì)等。按礦物共生組合劃分，礦區(qū)礦石可分為鋅礦石、鉛礦石和鉛鋅礦石，以鉛鋅礦石為主，各類礦石中均或多或少含有黃鐵礦。在鉛鋅礦石中，閃鋅礦品位一般約3%，方鉛礦品位約1%。閃鋅礦分布最廣泛，為主要的礦石礦物，常呈不規(guī)則粒狀或破碎團塊狀分布于脈石礦物中，溶蝕交代早期，團塊狀石英和鐵白云石常被方鉛礦交代溶蝕，主要有交代殘余結(jié)構(gòu)、他形粒狀結(jié)構(gòu)、乳濁狀結(jié)構(gòu)等。根據(jù)閃鋅礦中的鐵質(zhì)含量，可分為深灰色鐵閃鋅礦和棕黃色閃鋅礦2類。方鉛礦呈亮鋼灰色，分布相對較廣泛，為主要的礦石礦物，與團塊狀和脈狀石英密切伴生?？山淮芪g閃鋅礦呈網(wǎng)脈狀或蠕蟲狀分布于閃鋅礦中，主要呈他形不規(guī)則狀、乳滴狀和蠕蟲狀結(jié)構(gòu)，團塊狀、脈狀構(gòu)造，有時沿自形黃鐵礦裂隙充填，局部可見自形的毒砂和他形的黃鐵礦分布于方鉛礦中。上述3類礦體特征見表1。

1.4 圍巖蝕變

(1)鐵白云石化。主要分布于硅質(zhì)巖中，與硫化物關(guān)系密切，為礦床主要的脈石礦物，常見到鐵白云石被閃鋅礦交代。鐵白云石主要有2種形態(tài)特征：一類呈雪花點狀散布于硅質(zhì)巖內(nèi)，另一類呈不規(guī)則脈狀分布，同屬后期熱液交代的產(chǎn)物，僅源于被交代的母巖種類不一致。

表1 礦體特征

(2)硅化。①團塊狀石英，一般呈煙灰色，他形-細粒結(jié)構(gòu)，分布廣泛，常與硫化物伴生，與成礦關(guān)系密切，為主要脈石礦物，有時可見少量螢石及輝銻礦化，巖石大多破碎成角礫狀；②熱液石英脈，呈乳白色，充填于巖石裂隙中呈不規(guī)則脈狀，常伴有粗晶石英團塊，在千枚巖、熱水沉積硅質(zhì)巖和灰?guī)r中都有分布，與成礦關(guān)系密切，常見到在石英脈中呈斑點狀、團塊狀的方鉛礦。

(3)方解石化。①石英方解石脈，廣泛分布于礦區(qū)，一般方解石呈乳黃色-乳白色，他形結(jié)構(gòu)，脈狀構(gòu)造，其中發(fā)育一定的硫化物，與成礦有一定的關(guān)系；②純方解石脈，廣泛分布于礦區(qū)，形成較晚，在灰?guī)r中最為發(fā)育，與礦化關(guān)系不大，在噴流期形成的硅質(zhì)巖中，主要以數(shù)毫米的小細脈為主，在千枚巖和灰?guī)r中，方解石脈相對變寬。

1.5 成礦期和成礦階段

1.5.1 熱水沉積期

熱水沉積期以發(fā)育黑色熱水沉積硅質(zhì)巖為主要特征[4]，其中硅質(zhì)巖中見少量浸染狀的黃鐵礦顆粒，未見到具條帶狀、紋層狀特征的巖石。

1.5.2 熱液改造期

(1)鐵白云石硫化物階段。鐵白云石主要呈團塊狀和脈狀發(fā)育，與其伴生的硫化物主要為閃鋅礦(鐵閃鋅礦為主)、方鉛礦、黃鐵礦。硫化物主要以交代鐵白云石的方式存在，礦石以團塊狀和脈狀構(gòu)造為主，發(fā)育有交代溶蝕結(jié)構(gòu)、交代殘余結(jié)構(gòu)、壓碎結(jié)構(gòu)等。

(2)石英硫化物階段。脈石礦物為煙灰色石英，主要呈團塊狀分布，基本不含方解石，與其關(guān)系密切的硫化物主要為閃鋅礦、方鉛礦以及少量黃鐵礦。硫化物主要沿石英裂隙貫入或者分布于石英的邊部，礦石主要呈團塊狀和脈狀構(gòu)造，溶蝕邊結(jié)構(gòu)、交代溶蝕結(jié)構(gòu)、充填結(jié)構(gòu)等。

(3)石英方解石硫化物階段。脈石礦物主要為無色石英和乳白色方解石，與其有關(guān)的硫化物主要為方鉛礦，此外還有少量閃鋅礦和黃鐵礦。硫化物主要分布于石英方解石邊部，礦石主要為團塊狀和脈狀構(gòu)造，交代溶蝕結(jié)構(gòu)。

(4)方解石脈階段。礦物主要為乳白色方解石，在礦區(qū)大量分布，與成礦關(guān)系不大。

2 礦化分布規(guī)律

2.1 褶皺形態(tài)

產(chǎn)于千枚巖中的Ⅰ#主礦體在礦區(qū)分布連續(xù)、穩(wěn)定，可將該礦體的頂板作為一個標志層，即Ⅰ#標志層。千枚巖和灰?guī)r在礦區(qū)西部界線明顯且分布連續(xù)，因此，可將千枚巖和灰?guī)r的接觸部位視為第2個標志層，即Ⅱ#標志層。分別以Ⅰ#、Ⅱ#標志層的頂板標高為Z軸，繪制出反應地層在后期構(gòu)造作用下形成的褶皺形態(tài)(圖1、圖2)。由于在礦區(qū)東部鉆孔中未見到明顯的千枚巖和灰?guī)r的接觸帶。因此，Ⅱ#標志層僅反映了礦區(qū)中西部的構(gòu)造變形。

圖1 Ⅰ#標志層的褶皺形態(tài)

圖2 Ⅱ#標志層的褶皺形態(tài)

由圖1、圖2可知，該褶皺總體呈近EW走向，包含了EW、近SN向2個方向的樞紐，說明該隱伏褶皺并非單一方向上的簡單褶皺，該褶皺的形成應為2期褶皺作用疊加的結(jié)果。研究區(qū)在晚三疊紀受SN向擠壓作用，形成了EW走向的褶皺。燕山期，受NW—SE向水平擠壓應力，又疊加了近SN走向的褶皺。在礦區(qū)同樣的范圍內(nèi)，Ⅱ#標志層反映的背斜存在南北兩翼，而Ⅰ#標志層中的背斜不完整，僅有背斜的一翼和核部，這表明該隱伏褶皺并非直立褶皺，有可能向南斜歪。另外，通過對勘探線剖面中標志層傾角的統(tǒng)計、觀察可以發(fā)現(xiàn)，標志層向南傾斜的角度總體上大于向北傾斜的角度，這證實了該褶皺北翼平緩，南翼較陡傾，褶皺向南斜歪，同時也表明該褶皺的形成不僅受到SN向的擠壓作用，而且還受到近SN向剪切作用，該褶皺屬于壓扭性褶皺。

2.2 礦化分布

研究區(qū)褶皺控礦作用明顯，礦體主要沿褶皺呈層狀、似層狀分布，但在褶皺的不同部位，礦體的厚度和品位變化較大。在褶皺形態(tài)圖上疊加各個主礦體的線金屬量平面分布圖(圖3、圖4)，分析研究區(qū)礦體的分布情況以及褶皺與成礦強度的關(guān)系。

圖3 Ⅰ#標志層形態(tài)與Pb+Zn線金屬量疊加

圖4 Ⅱ#標志層形態(tài)與Pb+Zn線金屬量疊加

由圖3、圖4可知，礦體的分布主要受EW向褶皺的控制，沿該褶皺的核部和翼部分布，燕山期形成的近SN向褶皺對礦體的定位、分布影響較小。在褶皺的核部以及褶皺軸線突變處(軸線由平緩到急陡或由急陡到平緩)，顯示出更強的成礦能力，應與其所受的應力及其產(chǎn)生的構(gòu)造變形有關(guān)。

Pb+Zn品位的分布情況同樣受褶皺構(gòu)造的影響，其高值區(qū)也分布于褶皺的核部以及褶皺軸線突變處(軸線由平緩到急陡或由急陡到平緩)。采用趨勢面分析法在Pb+Zn品位中剔除由構(gòu)造等其他因素引起的局部異常(分量)，利用剩余分量研究Pb+Zn品位在礦區(qū)的整體分布情況。分別對Ⅰ#、Ⅱ#主礦體的Pb+Zn品位進行2次趨勢面分析，結(jié)果見圖5、圖6。

由圖5、圖6可知，Ⅰ#、Ⅱ#礦體的Pb+Zn品位變化均呈SW—NE向依次降低的趨勢。因此，雖然受褶皺影響，礦體Pb+Zn品位的高值區(qū)應分布于褶皺的核部及褶皺軸線突變處，但整體上品位分布仍呈上述規(guī)律。

圖5 Ⅰ#礦體Pb+Zn品位二次趨勢面(單位：%)

圖6 Ⅱ#礦體Pb+Zn品位二次趨勢面(單位：%)

3 控礦因素及找礦方向

郭家溝鉛鋅礦床屬熱水沉積-改造型礦床，地層和構(gòu)造是礦區(qū)主要的控礦因素，地層控礦主要表現(xiàn)在地層時代控礦和地層巖性控制。時代控礦表現(xiàn)在郭家溝礦床主要賦存于中泥盆統(tǒng)地層安家岔組焦溝上段(D2a2-2)。地層巖性控礦表現(xiàn)在郭家溝鉛鋅礦床的直接賦礦巖石為硅質(zhì)巖和灰?guī)r。構(gòu)造控礦表現(xiàn)為褶皺作為直接的控礦構(gòu)造，礦體主要沿褶皺軸分布，褶皺的核部以及褶皺軸線突變處是最有利的成礦部位。

采用地球物理探礦手段并利用音頻大地電磁測深法解譯深部標志性地層層位以及控礦構(gòu)造形態(tài)[5]，再結(jié)合地質(zhì)、化探、激電等方法是西成礦田實現(xiàn)找礦突破的有效方法。就郭家溝礦區(qū)而言，一方面沿著已控制褶皺的走向繼續(xù)向東追索；另一方面，由于在構(gòu)造作用下常形成一系列由背斜和向斜組成的組合褶皺。因此，應在已發(fā)現(xiàn)褶皺的南北兩側(cè)進一步尋找可能存在的其他控礦褶皺。此外，從地質(zhì)力學角度看，由擠壓作用形成的背斜和向斜，其核部都具有相同的受力作用，具有相似的成礦環(huán)境。因此在尋找背斜礦體的同時，還需注意向斜構(gòu)造中可能存在的礦體。

[1] 李佐臣，裴先治，李瑞保，等.西秦嶺糜署嶺花崗巖體年代學、地球化學特征及其構(gòu)造意義[J].巖石學報，2013(8)：2617-2634.

[2] 李注蒼，李永軍，曾俊杰，等.西秦嶺糜署嶺巖漿混合花崗巖地球化學特征及構(gòu)造意義[J]. 地球科學與環(huán)境學報，2005(2)：12-16.

[3] 匡文龍，陳年生，張萬虎，等.廠壩—李家溝Sedex型鉛鋅礦床成礦作用研究[J].大地構(gòu)造與成礦學，2009，32(4)：542-547.

[4] 蔡恒安.西成鉛鋅礦田界面控礦機制研究——以郭家溝鉛鋅礦床為例[D].武漢：中國地質(zhì)大學(武漢)，2014.

[5] 王孝國，楊悟平，謝建軍，等.郭家溝大型隱伏鉛鋅礦床的發(fā)現(xiàn)與意義[J].地質(zhì)與勘探，2014(5)：932-937.

Mineralization Characteristic of Guojiagou Lead-Zinc Deposit

Zhang Bingqiang1,2Ding Zhenju1Cai Hengan1Wang Zengxiang1

(1.Faculty of Earth Resources, China University of Geosciences(Wuhan);2.Geological Party 105,Guizhou Bureau of Geology and Mineral Exploration and Development)

Guojiagou concealed large lead-zinc deposit is a sedimentation-hydrothermal reworked deposit, the main mineralization is the late hydrothermal mineralization. The roof and the contaction with phyllite and limestone of 1#orebody are regarded as two marker beds.Based on analyzing the geological characteristics of the orebody of Guijiagou lead-zine deposit,the distribution regularity of mineralization of the orebody are discussed,besides that,the ore-controlling factors and prospecting direction are also discussed so as to provide reference for the prospecting work in research area.

Concealed lead-zine mine, Mineralization characteristics, Distribution regularity of mineralization, Ore-controlling factors, Prospecting direction

2015-06-01)

張兵強(1988—)，男，助理工程師，碩士研究生，550018 貴州省貴陽市烏當區(qū)新天大道。