甘肅省西和縣地區(qū)地球物理特征及典型礦床淺析

陶城 郭超 朱紹偉

摘要：文章通過對(duì)甘肅省西和縣地區(qū)地球物理特征分析，分析該地區(qū)主要地球物理特征與成礦之間關(guān)系，并通過對(duì)典型礦床的成礦分析，論述兩者之間關(guān)系。希望為該地區(qū)地質(zhì)工作提供指導(dǎo)。

關(guān)鍵詞：西和縣;地球物理特征;成礦

1.區(qū)域地質(zhì)編輯

西成礦田區(qū)域上地層屬于秦祁昆地層大區(qū)的秦嶺地層區(qū)中的中秦嶺地層分區(qū)（Ⅱ），北以武山一徐家店深大斷裂帶為界與北秦嶺地層分區(qū)（I）為界，南以宕昌-江洛-風(fēng)縣斷裂與澤庫地層分區(qū)（Ⅲ）相鄰。

中秦嶺地層在西成地區(qū)主要出露泥盆系（D），而三疊系（T）、侏羅系、新近系（N）、第四系（Q）分布于西成礦田南部及西北部，與泥盆系呈斷層或不整合接觸。泥盆系（D）地層主要由下泥盆統(tǒng)吳家山組（D1w）、中泥盆統(tǒng)安家岔組（D2a）、西漢水組（D2x）和上泥盆統(tǒng)洞山組（D3d）組成。西成礦田位于西秦嶺造山帶中的中秦嶺斷褶帶與南秦嶺褶皺帶的銜接部位，褶皺和斷裂構(gòu)造是區(qū)內(nèi)主要構(gòu)造類型，深部與淺部構(gòu)造協(xié)調(diào)一致，構(gòu)造線整體呈東西向，又被北東向、近南北向構(gòu)造復(fù)雜化。區(qū)域內(nèi)侵入巖發(fā)育，均為印支期酸性侵入巖，具有東多西少，北部以花崗閃長巖為主，南部以花崗巖為主的特征。大多沿黃渚關(guān)斷裂分布。中酸性侵入體為印支期陸殼重熔交代型，由地槽坳陷堆積物經(jīng)重熔—再生巖漿作用而形成。主要巖體由糜署嶺花崗閃長巖基，黃渚關(guān)二長花崗巖株及花崗閃長巖株，廠壩二長花崗巖株，草關(guān)花崗閃長巖株及沙坡里二長花崗巖株等。

區(qū)域內(nèi)脈巖的種類多，一般成群分布。如鞍山上一高松溝一帶基性一超基性巖脈群;茨壩一冉家河一帶的閃長巖、花崗閃長巖、花崗細(xì)晶巖脈;祁壩一三洋壩一帶的花崗巖脈。

2.區(qū)域地球物理特征

2.1區(qū)域重磁場(chǎng)

西成鉛鋅礦田白研究區(qū)東南角（徽縣）至西北角布格重力場(chǎng)由-182×10-5m/S2遞減到-261×10-5m/s2，總體上東部重力場(chǎng)高西部低，白東向西呈不規(guī)則扇形分布，鉛鋅礦床主要分布于低緩重力場(chǎng)邊沿梯度帶上。

布格重力剩余異常由多個(gè)高值和低凹異常組成，其中布格重力剩余高值異常主要分布于南北兩側(cè)，中部由多個(gè)低凹異常呈串珠狀近東西向分布，構(gòu)成多個(gè)近等軸狀低值異常，西和、廠壩一華家灣異常最低達(dá)-4.5×10-5m/s2，鉛鋅礦床主要分布于低剩余重力場(chǎng)邊沿及其梯度帶上。

航磁剩余異常在西成鉛鋅礦田中部總體為正異常，由多個(gè)相對(duì)高值異常組成，自東向西可分為4個(gè)異常帶，洛壩異常、元壩子異常呈南北向分布、廠壩一向陽山一畢家山異常由3個(gè)高異常組成、鄧家山一頁水河異常，鉛鋅礦床主要分布于航磁高值剩余異常中，廠壩一向陽山一畢家山和鄧家山一頁水河異常最為明顯，表明航磁高值剩余異常為進(jìn)一步找礦可以提供一些新的啟示（圖1）。比如：在元壩子鉛鋅礦床點(diǎn)南北兩側(cè)、廠壩西北地段、鄧家山一頁水河西南段的巖性一構(gòu)造有利部位進(jìn)行異常查證。

2.2區(qū)域巖石物性參數(shù)特征

西成鉛鋅礦田含碳或者含黃鐵礦化的巖石一般具有較高的極化率值（5.80%～33.30%）。塊狀鉛鋅礦石的極化率值（平均39.46%）高于條狀礦石的平均極化率值（30.45%）。各類巖礦石的電阻率值無明顯的差異，含碳巖石的電阻率在數(shù)十至數(shù)百歐姆米范圍內(nèi)。廠壩一向陽山各礦床均有不同程度的白電梯度異常反映，其梯度值一般在2.5mV/m～5mV/m之間，極值達(dá)15mV/m～35mV/m。產(chǎn)在碳酸鹽巖中的礦體，其近礦圍巖及局部地段含炭質(zhì)時(shí)形成間接自電找礦效果，其電位值一般為- 50mV—lOOmV，最大異常值達(dá)一360mV，電位梯度為正負(fù)lOmV/m。產(chǎn)于碎屑巖系統(tǒng)中致密塊狀富礦石，氧化率發(fā)育較好時(shí)，則有較規(guī)律的白電響應(yīng)，其白電梯度異常有時(shí)不明顯。區(qū)域范圍內(nèi)均無山形，大地電場(chǎng)等干擾影響，含碳巖層是各類電法異常的主要因素，而含碳與成礦作用又有較密切的成因聯(lián)系。因此，電法找礦是本區(qū)找礦的有效手段。

巖石、礦石、碳質(zhì)三者的極化率、電阻率差異明顯。

（1）極化率增高的趨勢(shì)：灰?guī)r一千枚巖一含碳含礦灰?guī)r一鉛鋅礦石一塊狀黃鐵礦。（2）電阻率的增高趨勢(shì);含碳灰?guī)r—鉛鋅礦石一塊狀黃鐵礦一千枚巖一灰?guī)r。（3）礦石的極化率高于巖石的極化率，相反礦石的電阻率則低于巖石的電阻率。

3.典型礦床特征——畢家山鉛鋅礦床

3.1地層

研究區(qū)出露的地層為泥盆中統(tǒng)安家岔組（ Da），它又可分成下部廠壩層層（ Dal）和上部焦溝層（Da2）。

（1）廠壩層（Dal）：前已述及該層是西成礦田內(nèi)主要含礦層位，分布在孔子溝、畢家灣及畢家山背斜軸部，白12線以東，隨著背斜的傾沒，隱伏在上伏巖層之下，地形外觀呈陡巖峭壁，所見的厚度30m—1236m。本層是一套成分、結(jié)構(gòu)構(gòu)造及生物化石含量不同的碳酸巖系，上部巖性破碎，含炭質(zhì)較高，生物化石主要有珊瑚、層孔蟲、腕足類及海百合莖，密集處可達(dá)40%—60%，不易辯別這些化石的種屬。（2）焦溝層（Da2）：為一套濱海一淺海相的碎屑巖，是碎屑巖和不純含鎂碳酸鹽巖的混合沉積層，底部碎屑巖所占比例大，粒度較粗。向上化學(xué)沉積逐漸增多，形成一套由粗一細(xì)的復(fù)理式建造。

3.2礦體規(guī)模、形態(tài)及產(chǎn)狀

勘探范圍3-33線，長2114m，寬約400—500m范圍內(nèi)，大于l.Om及大于米百分值的計(jì)有百余個(gè)礦體。其中編號(hào)礦體26個(gè)。即主礦體2個(gè)為I、Ⅳ號(hào)，次要礦體7個(gè)為II、Ⅲ及Ⅳ號(hào)礦體群的Ⅳ-2、Ⅳ一3、Ⅳ一7和V、6號(hào)礦體。研究區(qū)以畢家山背斜為主體控礦構(gòu)造，該背斜軸向N70。E，NEE向延伸，西部緊閉，向東傾伏并逐漸散開，傾伏角10°—23°;南翼倒轉(zhuǎn)，北傾50°—70°;北翼正常，北傾54°—80°。背斜軸部地層為安家岔組下部結(jié)晶灰?guī)r，兩翼為安家岔組上部千枚巖層。礦體產(chǎn)于結(jié)晶灰?guī)r與千枚巖接觸帶上的礦體：這種礦體受兩種不同巖性構(gòu)造剝離空間控制，呈鞍狀、透鏡狀。這種礦化類型規(guī)模大，品位富，延展穩(wěn)定。如Ⅳ號(hào)礦體。

Ⅳ號(hào)礦體：980m以下Ⅳ號(hào)礦體分布于8A～34線之間，長1343m，賦存于F5斷層下盤的結(jié)晶灰?guī)r與千枚巖的接觸線上，總體與地層產(chǎn)狀一致，呈似層狀、透鏡狀與圍巖整合產(chǎn)出。含礦層位穩(wěn)定，向下最低標(biāo)高控制到813m。控制垂深167m。980m以下Ⅳ號(hào)礦體平均品位Pb： 1.22%、Zn：4.97%。礦體在980m中段及以下呈斷續(xù)分布，形態(tài)完全與灰?guī)r與千枚巖接觸界面形態(tài)一致，呈“S”狀，隨畢家山背斜南翼的次級(jí)褶曲而彎曲，在10A-20線間，表現(xiàn)的尤為明顯。礦體總體走向N65°—85°E，傾向不定，呈南東或北西傾，傾角50°—80°。礦體上盤為結(jié)晶灰?guī)r，下盤為方解千枚巖，巖石完整穩(wěn)定。

3.3成礦物質(zhì)來源及成礦流體的性質(zhì)

硫及金屬元素：硫主要來源干中泥盆世時(shí)海水，雖有生物硫與降雨硫的參與，未改變富集重硫的特征。鉛主要源于古老基底層。異常鉛的出現(xiàn)，強(qiáng)調(diào)了海西一印支期動(dòng)力再改造對(duì)最后富集成礦的重要性。

成礦流體溫度在150℃～300℃之|司，鹽度大約為16.30WT%—17.20WT%.K+～Ca艸～SO4一～Cl-為成礦流體的主要成分。

3.4成礦階段

熱水沉積階段：海西～印支期，西秦嶺處于楊子大陸的邊緣構(gòu)造環(huán)境，是在拉張條件下形成的拗陷單元，巖漿活動(dòng)不僅是高熱流區(qū)，而且是拉伸斷裂不斷出現(xiàn)的地區(qū)。這種環(huán)境為大氣降雨和海水回灌提供了有利條件。當(dāng)液體回灌至古老地層深部時(shí)，最先淋濾出化學(xué)活動(dòng)性最強(qiáng)的Cl-、Na+、K+、Ca艸、Mg艸等。

動(dòng)力再造階段：海西～印支期，西秦嶺冒地槽的褶皺回返出現(xiàn)南北向巨大構(gòu)造應(yīng)力運(yùn)動(dòng)，早期形成的地層和礦層同時(shí)發(fā)生褶皺，千枚巖與灰?guī)r之間產(chǎn)生層間剝離，沉積成巖期形成的硅質(zhì)巖，礦體等發(fā)生碎裂。由于褶皺而產(chǎn)生的裂隙，地表水有條件不斷向下滲透，淋濾圍巖的成礦元素和S102。當(dāng)這些溶液至剝離空間時(shí)，與活化了的Si02混合。地下熱鹵水環(huán)境學(xué)也因產(chǎn)生裂隙而出現(xiàn)壓力釋放，致使合礦溶液上升，它們都在剝離空間沉淀。畢家山礦床的最后形成是與造山運(yùn)動(dòng)而產(chǎn)生的動(dòng)力擠壓同時(shí)完成的。

4.礦床成因

根據(jù)上述礦體賦存規(guī)律及其他地質(zhì)特征，認(rèn)為人土山鉛鋅礦床與前人對(duì)西成鉛鋅礦帶所劃幾種類型不同，該礦床屬于熱液型。

本礦床遠(yuǎn)離火成巖體，在成礦上與火成巖無明顯的親緣關(guān)系;礦體產(chǎn)于灰?guī)r層內(nèi)特定的巖石中，即硅化灰?guī)r一石英方解石脈帶中，含礦巖石很明顯是由于熱液蝕變作用形成的，熱液物質(zhì)充填作用及交代變質(zhì)作用清晰;礦體中礦石呈條帶狀、不規(guī)則及不均勻細(xì)脈狀、團(tuán)塊狀，在鉛鋅礦石中，方鉛礦、閃鋅礦均有粗粒和細(xì)粒相伴出現(xiàn)，且礦化程度變化很大，鉛鋅品位高低差別懸殊，顯示礦化作用與特定層位沒有聯(lián)系，即鉛鋅元素富集過程不是發(fā)生在沉積階段。

參考文獻(xiàn)：

[1]袁學(xué)誠.中國地球物理圖集[M].地質(zhì)出版社，1996.

[2]甘肅省區(qū)域地質(zhì)志，2015年新編（未出版）.