甘肅廠壩鉛鋅礦床地質(zhì)特征、礦床成因及成礦模式的探討

王錦濤

（甘肅省有色金屬地質(zhì)勘查局蘭州礦產(chǎn)勘查院，甘肅 蘭州 730046）

關(guān)健詞：廠壩鉛鋅礦；接替資源勘查；多元成礦；熱水噴流

1 礦區(qū)地質(zhì)特征

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～徐家店（商丹）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(kù)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)[1-3]。

1.1 地層

礦區(qū)含礦地層為泥盆系中統(tǒng)安家岔組廠壩層（D2a1），為海相過(guò)渡相沉積，其巖石以碎屑巖、碳酸鹽巖為主。

下部為白色中細(xì)粒晶質(zhì)大理巖。厚度660m；

中部為灰白色不純結(jié)晶灰?guī)r，局部夾石英片巖扁豆體。厚度420m；

上部為云母方解石片巖、云母石英片巖、夾石英巖、白云灰?guī)r透鏡體。千枚巖夾砂巖、結(jié)晶灰?guī)r透鏡體。厚度1400m。

1.2 構(gòu)造

礦區(qū)范圍內(nèi)斷層較為發(fā)育，尤以西部斷層多期活動(dòng)，交相切割。石鼓子斷裂為礦區(qū)內(nèi)同生斷裂（基底斷裂），控制沉積盆地和沉積相。規(guī)模大，斷層形成應(yīng)早于其他斷層。其余F1、F2、F3、F4、F10、F11、F12規(guī)模較大，對(duì)礦體的破壞和影響也較大。

1.3 巖漿巖

礦區(qū)侵入巖較發(fā)育，主要有印支期黃渚關(guān)花崗閃長(zhǎng)巖（γδ15）、廠壩二長(zhǎng)花崗巖（ηγ15）。一般認(rèn)為，本區(qū)的巖漿活動(dòng)對(duì)鉛鋅成礦后期疊加改造作用明顯，與鉬、鎢鈹?shù)V的成礦關(guān)系密切[4,5]。

2 礦床地質(zhì)特征

2.1 礦區(qū)礦體數(shù)目

本次通過(guò)接替資源勘查項(xiàng)目的實(shí)施，將廠壩、小廠壩、李家溝鉛鋅礦床礦體進(jìn)行重新梳理、合并，在采礦證范圍內(nèi)有37條工業(yè)礦體[6]。

2.2 礦體賦存特征

區(qū)內(nèi)鉛鋅礦體分別產(chǎn)于兩個(gè)含礦層系統(tǒng)中，礦體受層位和巖性控制，大部分呈層狀、似層狀產(chǎn)出，與圍巖界面明顯。產(chǎn)于Ⅰ號(hào)大理巖含礦系統(tǒng)中的礦體有Ⅰ、李Ⅰ、ⅩⅦ、ⅩⅨ等礦體、厚度比較穩(wěn)定；產(chǎn)于Ⅱ號(hào)片巖含礦系統(tǒng)中的礦體有Ⅱ、李Ⅱ、Ⅲ2、Ⅲ7、Ⅲ8、Ⅶ、Ⅷ、Ⅸ、Ⅹ、Ⅻ、ⅩⅣ、ⅩⅤ、ⅩⅥ等礦體，形態(tài)比較規(guī)整，與圍巖界線較清晰，沿走向及傾向均有明顯的膨縮現(xiàn)象。

2.3 礦體規(guī)模、形態(tài)、產(chǎn)狀

2.3.1 規(guī)模

Ⅰ號(hào)礦體，地表出露在29線～69線，礦體長(zhǎng)950m，斜深929m，通過(guò)本次勘查，在鉆孔ZK45-10和ZK45-11見(jiàn)到Ⅰ號(hào)礦體，斜深增加316m，礦體在標(biāo)高534m未封閉并有向下延深的趨勢(shì)。

李Ⅰ號(hào)礦體，地表出露于73線～105線，長(zhǎng)820m。本次深部（900m標(biāo)高以下）在53線～69線300m～900m標(biāo)高礦體長(zhǎng)805m，平均水平厚度16.83m，通過(guò)本次勘查礦體斜深增加528m。

2.3.2 形態(tài)、產(chǎn)狀

Ⅰ號(hào)礦體較規(guī)則，為層狀、似層狀，厚0.7m～71m，一般7m～20m，平均23.77m，礦體沿走向和傾向延伸均比較穩(wěn)定，平均走向N73°W，向SW陡傾，傾角75°～85°，相對(duì)上緩下陡，局部近于直立，礦體產(chǎn)狀與地層相一致，與圍巖一致呈舒緩波狀產(chǎn)出。

李Ⅰ號(hào)礦體較規(guī)則，為層狀、似層狀，沿走向和傾向延伸均比較穩(wěn)定，厚1.3m～53.94m，一般7m～25.9m，平均厚21.72m，平均走向N73°W，向SW陡傾，傾角75°～85°，相對(duì)上緩下陡，西緩東陡，局部近于直立。礦體產(chǎn)狀與地層相一致，與圍巖一致呈舒緩波狀產(chǎn)出。有的地段受構(gòu)造影響，在一定范圍內(nèi)與圍巖產(chǎn)生同步褶曲。

3 礦床成因的探討

廠壩鉛鋅礦床成因歷來(lái)爭(zhēng)論較大，在資料大量累積過(guò)程中逐步形成一個(gè)較為完整的看法，即“多元成礦”。礦床是在一個(gè)漫長(zhǎng)的地質(zhì)歷史過(guò)程中經(jīng)混漿期后氣液成礦作用、熱液改造作用、變質(zhì)再造成礦作用和次生變化等形成的。

3.1 混漿期后氣液成礦作用

3.1.1 成礦早期

成礦早期主要是由同生成礦階段和成巖成礦階段構(gòu)成。由于混漿后氣液形成高硫鹵水具間隙性噴溢，在中泥盆世曾多次成礦。從礦產(chǎn)與地層的關(guān)系推斷，初期噴溢的高硫熱鹵水中以鉛鋅為主，后期噴溢以鉛鋅（銅）為主；形成安家岔組地層中的礦產(chǎn)以鉛鋅礦為主。見(jiàn)成礦模式圖1。

（1）同生成礦階段：地殼深處巖石在高溫高壓下重融形成混漿和氣液，氣液在混合巖化及運(yùn)移過(guò)程中獲取大量金屬元素形成礦液，礦液沿導(dǎo)礦基底斷裂與鹵水混合噴溢到海體中形成熱鹵水，隨著溫度降低到200C°～300C°，這種富含氣體的熱鹵水轉(zhuǎn)化為高密度的海底鹵水，隨著底流搬運(yùn)到停滯洼地中以硫化物形式隨同沉積物一塊沉積成礦。在同生成礦階段形成的礦床特點(diǎn)是在導(dǎo)礦基底斷層旁側(cè)的沉積海盆洼地中心形成與地層基本整合的塊狀硫化物礦床具塊狀、條帶狀及條紋狀構(gòu)造；那些遠(yuǎn)離洼地中心地段只能形成一些條紋狀、浸染狀礦石。

（2）成巖成礦階段：在成巖過(guò)程中，成礦元素的定位起著重要作用，被封存的鹵水在新的條件下重新溶解地層中的成礦元素，滲透、遷移到儲(chǔ)礦空間。

3.1.2 成礦晚期

此成礦晚期僅包括熱液成礦作用。在中泥盆世以后的地殼強(qiáng)烈運(yùn)動(dòng)時(shí)期同樣會(huì)形成混漿，產(chǎn)生遷移型巖漿巖和礦液活動(dòng)，由于礦液不是在海底混同海水噴溢的方式形成熱鹵水成礦，而是以礦液在早已形成的巖石中沿導(dǎo)礦構(gòu)造遷移，并在有利的儲(chǔ)礦構(gòu)造空間及有利巖性中充填交代成礦。因此礦床受構(gòu)造、巖性等條件控制。

3.2 熱液改造作用

礦質(zhì)還來(lái)自區(qū)內(nèi)黃渚關(guān)花崗閃長(zhǎng)巖體、廠壩二廠花崗巖體等，經(jīng)采樣測(cè)試，其巖體中鉛含量是地殼中中酸性巖平均含量的8倍。銅、鋅含量是中酸性巖平均含量的一倍多，而且?guī)r體邊緣含量有增高趨勢(shì)。云煌斑巖脈局部含細(xì)粒浸染狀方鉛礦，其含Pb2.98%，含Zn0.07%。巖漿活動(dòng)使區(qū)內(nèi)鉛鋅礦疊加富集。從圍巖蝕變特征看，硅化、碳酸鹽化、絹云母化、角巖化、大理巖化、黃鐵礦化、重晶石化等顯示了典型的中低溫?zé)嵋何g變特征。從深部鉆孔ZK69-21鉛鋅礦化與白云母關(guān)系密切，說(shuō)明巖漿熱液對(duì)廠壩鉛鋅礦床后期改造作用明顯。

3.3 變質(zhì)再造成礦作用

變質(zhì)再造成礦作用是指在變質(zhì)作用過(guò)程中，由于地下水滲流循環(huán)溶解圍巖中的成礦物質(zhì)，形成Na-Ca-Cl型變質(zhì)鹵水遷移到不同巖性接觸部，背斜鞍部及斷裂裂隙中成礦。變質(zhì)再造成礦作用的特點(diǎn)是往往不會(huì)單獨(dú)形成礦床，長(zhǎng)疊加在成礦早期或成礦晚期形成的礦床中，以含鉛鋅石英方解石脈型礦化的形式出現(xiàn)，此類(lèi)礦化在廠壩-李家溝礦床中很普遍。

3.4 次生變化

圖1 廠壩鉛鋅礦成礦模式簡(jiǎn)圖

次生變化在廠壩鉛鋅礦床內(nèi)普遍存在，特別是對(duì)于一些長(zhǎng)期暴露于地表及地表水能涉及到的礦體，在含有游離氧和二氧化碳的大氣降水的作用下，遭受氧化而分解，從而產(chǎn)生具有更大破壞力的“礦液”，使得早以形成的礦體被淋濾，地層中的成礦元素被溶解。

這種含礦溶液自氧化帶滲透到地下水面活動(dòng)帶中，因初步失去氧、二氧化碳，并含有足夠多的被溶鹽類(lèi)及其他化合物，從而使“礦液”由酸性變?yōu)橹行灾寥鯄A性，那些被溶鹽類(lèi)及其他化合物和原生硫化物發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，形成新的次生硫化物，使有用金屬富集成礦。

4 成礦模型的建立

根據(jù)以往資料和本次工作認(rèn)知，礦區(qū)西側(cè)的石鼓子斷裂為礦區(qū)同生斷裂，暫不能確定其為巖漿熱液運(yùn)移的“黑煙囪”或“白煙囪”，但至少可肯定石鼓子斷裂為廠壩滯留盆地的形成有一定的作用，斷裂的東部盆地沉陷，接受沉積。礦區(qū)廠壩層大理巖下部層發(fā)現(xiàn)斷續(xù)沉積的重晶石脈（層），說(shuō)明一個(gè)噴流沉積的開(kāi)始或旋回。

根據(jù)鉛鋅礦石的類(lèi)型即水平分帶性，以大理巖含礦系統(tǒng)內(nèi)的李Ⅰ號(hào)礦體為例，礦體底部至頂部依次礦石為隱爆角礫狀礦石～塊狀礦石～條帶狀礦石～浸染脈狀，正好表明為一噴流沉積的旋回。

根據(jù)上述特征，參照典型熱水沉積礦床特征，做了廠壩鉛鋅礦床成礦模式圖1。海西期含礦巖漿熱液沿同生斷裂向上運(yùn)移，同時(shí)可能也萃取了老基底地層白龍江群中的鉛鋅等成礦元素，運(yùn)移至泥盆統(tǒng)碳酸鹽巖或碎屑巖地層中，形成了礦體。

除石鼓子斷裂外，目前也沒(méi)在礦區(qū)內(nèi)發(fā)現(xiàn)同生斷裂，也沒(méi)有發(fā)現(xiàn)巖漿熱液運(yùn)移的“黑煙囪”或“白煙囪”，這些問(wèn)題有待于以后的工作來(lái)解決。

5 結(jié)論

（1）廠壩鉛鋅礦床受控于一相對(duì)封閉的沉積盆地，該盆地海水南淺北深，為含礦金屬硫化物噴流沉積和鹵素交換提供場(chǎng)所，同生斷裂為鹵素離子交換提供熱源。

（2）巖漿巖上侵造成吳家山背斜的頂部或轉(zhuǎn)折端地層虛脫，熱液與地層發(fā)生交代作用，使鉛、鋅、銅等有用元素富集成礦，地層虛脫部位為鉛、鋅等元素富集沉淀提供場(chǎng)所。

（3）廠壩礦區(qū)西側(cè)的石鼓子逆斷裂控制了廠壩凹陷盆地和沉積相，為廠壩超大型鉛鋅礦床的分水嶺。斷裂以西至今尚未發(fā)現(xiàn)有規(guī)模的熱水沉積鉛鋅礦床（不包括熱液型礦點(diǎn)），以東則發(fā)現(xiàn)廠壩-李家溝鉛鋅礦床。