陜西省商洛市王家溝地區(qū)鉛鋅銀地質(zhì)特征及找礦前景分析

劉 辰

(中陜核工業(yè)集團(tuán)地質(zhì)調(diào)查院有限公司，陜西 西安 710100)

位于鐵爐子—大荊鉛鋅等多金屬成礦帶中帶區(qū)域的商洛王家溝地區(qū)，先后發(fā)現(xiàn)了周邊的道岔溝礦床和大量的礦點(diǎn)、礦化點(diǎn)。前人在該地區(qū)找礦工作中積累了大量的地質(zhì)資料，但多以就礦找礦、就點(diǎn)評(píng)點(diǎn)為主，沒有類比同類型礦種的成礦模式，沒有注重成礦規(guī)律的研究，導(dǎo)致王家溝地區(qū)綜合研究程度較低，成礦、控礦條件和富集規(guī)律研究嚴(yán)重滯后[1]。本文在總結(jié)王家溝地區(qū)成礦地質(zhì)特征的基礎(chǔ)上，對(duì)研究區(qū)開展找礦前景分析，提出成礦的有利部位，為今后地質(zhì)找礦工作提供依據(jù)。

1 區(qū)域地質(zhì)背景

1.1 區(qū)域構(gòu)造特征

本區(qū)大地構(gòu)造位置屬秦嶺褶皺系北秦嶺加里東褶皺帶，華北板塊與揚(yáng)子板塊拼接消亡帶北緣的過渡地帶。位于鐵爐子大斷裂南側(cè)，與古生代弧后盆地裂陷帶、洛南板內(nèi)結(jié)合帶相鄰[2]。

本區(qū)屬秦嶺地層區(qū)紙房—永豐小區(qū)，出露地層主要為中-下元古界寬坪群、寒武系、中新生界斷陷陸相沉積地層。初始沉積環(huán)境為活動(dòng)陸緣的海盆沉積，出露寬坪群的謝灣組、四岔口組一套中深變質(zhì)巖系的淺海相中基性火山噴發(fā)-細(xì)碎屑巖-碳酸鹽巖沉積建造。層序呈總體有序而局部無序的特點(diǎn)[3]。

區(qū)內(nèi)構(gòu)造線主要呈東西向展布，鳳凰山—西荊川向斜、鐵爐子大斷裂、西坡斷裂束、瓦房溝向斜構(gòu)成本區(qū)構(gòu)造的基本格架(見圖1)。褶皺構(gòu)造強(qiáng)烈，斷裂構(gòu)造發(fā)育；褶皺構(gòu)造多以復(fù)背斜、復(fù)向斜形式出現(xiàn)。

圖1 陜西省商州區(qū)鐵爐子一帶鉛鋅礦床區(qū)域地質(zhì)礦產(chǎn)略圖

區(qū)內(nèi)除鐵爐子基底大斷裂外，斷裂構(gòu)造大致可分為三組：以東西向?yàn)橹鳎瑫r(shí)代較老，規(guī)模較大，與褶皺同時(shí)產(chǎn)生，并有多期活動(dòng)的特點(diǎn)，與礦化關(guān)系較為密切，為本區(qū)鉛鋅礦體的主要賦礦構(gòu)造；北東和北西向兩組斷裂，多發(fā)生在成礦期后，時(shí)代較新，規(guī)模較小，對(duì)礦體有明顯的破壞作用。

區(qū)內(nèi)巖漿活動(dòng)表現(xiàn)強(qiáng)烈，多期次大規(guī)模的巖漿侵入及火山活動(dòng)為區(qū)內(nèi)成礦作用提供了豐富的物源，尤其是燕山期牧戶關(guān)、莽嶺黑云母二長(zhǎng)花崗巖體，具有陸內(nèi)同碰撞型花崗巖向造山期后裂谷帶轉(zhuǎn)化的花崗巖特點(diǎn)，為區(qū)內(nèi)鉛鋅銀等多金屬礦產(chǎn)的形成提供了充沛的熱源物源。

1.2 區(qū)域地球化學(xué)特征

根據(jù)陜西省化探掃面資料，本區(qū)屬鐵爐子—桃園地球化學(xué)元素復(fù)雜場(chǎng)，主要成礦元素為Au、Ag、Pb、Sb、Cd、Mo、Zn、W、Bi、As等。地層中Pb、Zn、Ag等元素的豐度較高，其中寬坪群謝灣組中Pb、Zn、Ag分布廣泛，Ag豐度一般是該地區(qū)地殼中克拉克值的2～3倍，達(dá)(0.18～0.2)×10-6，最高達(dá)(0.6～0.8)×10-6，反映了該地層原始沉積中具有豐富的銀；Pb、Zn豐度值也較高，為區(qū)域礦源層。

1.3 區(qū)域礦產(chǎn)特征

區(qū)域內(nèi)礦產(chǎn)種類較多，主要金屬礦產(chǎn)有鉛鋅、鐵、銅、鉬，以鉛鋅礦為主；伴生元素有金、銀、鎘、銦等；非金屬礦產(chǎn)有白云石、大理巖、硫鐵礦等。區(qū)內(nèi)已發(fā)現(xiàn)各種礦產(chǎn)40余處，其中，中型鉛鋅礦床2處，小型礦床7處，礦點(diǎn)30余處，均屬熱液脈型多金屬礦化。陜西省三輪區(qū)劃將其劃歸北秦嶺Ⅲ級(jí)成礦帶的蟒嶺—牧護(hù)關(guān)燕山期鐵銅鉬鎢鉛鋅螢石成礦亞帶，并將其列入陜西重要的銀、多金屬成礦遠(yuǎn)景勘查區(qū)[4]。

2 研究區(qū)地質(zhì)特征

2.1 地層

研究區(qū)出露地層主要為中元古界寬坪群謝灣組、四岔口組地層，下古生界下寒武統(tǒng)地層僅分布在王家溝北部地區(qū)。巖石類型主要為大理巖和斜長(zhǎng)角閃片巖，二云母石英片巖在研究區(qū)少量分布。

2.2 構(gòu)造

由于鐵爐子主干斷裂多次復(fù)活，導(dǎo)致區(qū)內(nèi)斷裂系統(tǒng)發(fā)育，相互間交切縱橫，按性質(zhì)和方向及與礦體的關(guān)系，可大致分為近東西向斷裂、近南北向斷裂和北西向斷裂三組。

鐵爐子大斷裂屬區(qū)域性Ⅱ級(jí)斷裂構(gòu)造，具多期復(fù)活特點(diǎn)，橫貫全區(qū)。斷裂近東西向，西部窄，東部寬，充填斷層泥、炭質(zhì)、石英角礫，兩側(cè)巖層破碎，破碎帶寬幾厘米到十余米不等。其接觸帶巖石具片理化，其主體具壓扭性破裂結(jié)構(gòu)面性質(zhì)，但斷裂構(gòu)造充填物疏松，無定向，角礫大小不等。北盤(即上盤)巖塊下降等特征又說明鐵爐子斷裂構(gòu)造也具有張性破裂結(jié)構(gòu)面的特征，總體具有多期復(fù)活的斷裂性質(zhì)。

鐵爐子斷裂為區(qū)內(nèi)的主要導(dǎo)礦構(gòu)造，其中普遍分布含鉛鋅及黃鐵礦化的石英角礫。根據(jù)采樣分析含鉛0.1%，含鋅0.2%，表明該斷層曾是礦液通道。在其南緣發(fā)現(xiàn)礦石角礫，表明在成礦后斷層又復(fù)活而破壞了礦體。

近東西向次級(jí)斷裂為區(qū)內(nèi)形成較早的一組成礦前斷裂構(gòu)造，是區(qū)內(nèi)的主要賦礦和容礦構(gòu)造，發(fā)育在鐵爐子大斷裂南側(cè)，在平、剖面上與主斷裂呈銳角相交。

東西向斷裂在區(qū)內(nèi)巖性控礦特征較為明顯，厚大的鉛鋅礦體往往賦存在大理巖、黑云母大理巖尤其是黑云母大理巖與斜長(zhǎng)角閃片巖接觸帶中，而發(fā)育在斜長(zhǎng)角閃片巖中的東西向斷裂構(gòu)造，僅僅只有礦化的顯示。

近南北向斷裂構(gòu)造為本區(qū)形成時(shí)期較晚的一組斷裂構(gòu)造，在地表由于覆蓋較大而難以辨別，對(duì)本區(qū)地層、含礦構(gòu)造帶延伸造成了一定的破壞和位移。北西向斷裂構(gòu)造數(shù)量較多，規(guī)模較小，在地表很難劃分和識(shí)別。

2.3 巖漿巖和圍巖蝕變

研究區(qū)西側(cè)為牧護(hù)關(guān)花崗巖基，主要為煌斑巖脈及石英脈、方解石脈，與本區(qū)的鉛鋅礦化有成因聯(lián)系。

圍巖蝕變主要為硅化、絹云母化、綠泥石化及方解石化，但強(qiáng)度不大。與成礦有關(guān)的蝕變主要為硅化、鐵黑云母、綠泥石化、黃鐵礦化，其分布僅限于斷裂破碎帶內(nèi)礦體或邊緣很窄的范圍。

2.4 成礦地質(zhì)特征

王家溝地區(qū)的鉛鋅銀礦體主要賦存在寬坪群謝灣組頂部一套黑云母大理巖層位中，受近東西向斷裂構(gòu)造控制，礦體呈似層狀、透鏡狀分布，沿走向及傾向具有分支復(fù)合和尖滅再現(xiàn)的特征。地表斷裂帶以強(qiáng)烈的褐鐵礦化為特征，局部可見原生鉛鋅礦化。含礦層位的特征完全可以與鄰區(qū)鐵爐子礦床的含礦層位相對(duì)應(yīng)。此外，區(qū)內(nèi)鉛鋅礦化主要分布在鐵爐子大斷裂南側(cè)的次一級(jí)的東西向斷裂破碎帶中，鉛鋅銀工業(yè)礦體的產(chǎn)出主要與大理巖、黑云母大理巖中次級(jí)斷裂有關(guān)。

鉛鋅銀是王家溝地區(qū)內(nèi)可以形成礦床的優(yōu)勢(shì)礦種，伴生有較高含量的金等有益組分。地表氧化帶不發(fā)育，礦石的自然類型為石英脈型黃鐵鉛鋅銀礦石；工業(yè)類型為塊狀、浸染狀中粗粒黃鐵、磁黃鐵、鉛鋅礦石；礦床成因?qū)贅?gòu)造熱液充填型脈狀鉛鋅礦床類型。

3 礦體地質(zhì)特征

王家溝地區(qū)經(jīng)探礦工程控制，目前圈定鉛鋅銀礦體6條[5]，其主要的3條礦體特征如下：

(1)Ⅰ號(hào)礦體賦礦層位為寬坪群謝灣組第二巖性段的黑云母大理巖，礦體受東西向斷裂構(gòu)造帶控制，控制長(zhǎng)度約400 m，厚2.03～2.28 m，平均2.19 m，產(chǎn)狀355°～20°∠65°～78°。鉛、鋅平均品位分別為4.45%、6.38%，伴生金、銀平均品位分別為0.20×10-6、138.67×10-6，最大銀品位為181×10-6。地表以強(qiáng)烈的褐鐵礦化為特征，局部見有原生鉛鋅礦。平面上呈似層狀、透鏡狀斷續(xù)分布，分支復(fù)合、尖滅再現(xiàn)特征表現(xiàn)。礦體淺部主要表現(xiàn)為脈狀、塊狀、條帶狀半氧化類褐鐵礦礦石。氧化帶深度一般在3～5 m。

(2)Ⅱ號(hào)礦體產(chǎn)于上謝灣組第二巖性段的黑云母大理巖中，受東西向斷裂構(gòu)造帶控制，傾向北，產(chǎn)狀為5°～25°∠68°～72°，平均傾角71°?？刂崎L(zhǎng)度450 m，厚1.96～2.26 m，平均2.12 m。鉛、鋅平均品位分別為1.26%、5.76%，伴生金、銀平均品位分別為0.10×10-6、70.11×10-6。礦體在地表呈似層狀、透鏡狀褐鐵礦產(chǎn)出，連續(xù)性較差，厚度寬窄變化較大。

(3)Ⅲ號(hào)礦體產(chǎn)于寬坪群謝灣組第三巖性段的黑云母大理巖中，受一東西向的斷裂構(gòu)造帶控制，呈近東西向展布，傾向北，傾角較陡，產(chǎn)狀一般為0°～20°∠70°～80°，平均傾角75°。礦體控制長(zhǎng)420 m，厚2.04～2.38 m，平均2.21 m。銀平均品位238.62×10-6。礦體褐鐵礦化以脈狀、團(tuán)塊狀、星點(diǎn)狀沿破碎的角礫和巖石裂縫充填，形成不穩(wěn)定的褐鐵礦透鏡狀，單個(gè)礦脈具有分支復(fù)合、尖滅再現(xiàn)的特征，破碎帶中鐵錳碳酸鹽巖脈極為分布。

4 礦床成因和找礦標(biāo)志

4.1 礦床成因

區(qū)內(nèi)主要礦體的賦存巖性均為大理巖，特別是中厚層大理巖是最有利的成礦巖石，層位控礦明顯。大理巖物理性質(zhì)單一，性脆，在構(gòu)造應(yīng)力的作用下極易破碎，產(chǎn)生裂隙，為后期礦液的運(yùn)移提供良好的運(yùn)輸通道和儲(chǔ)礦空間。此外，礦體均位于區(qū)域性深大斷裂鐵爐子大斷裂南側(cè)，大斷裂內(nèi)見較強(qiáng)的硅化、鉛鋅礦化蝕變，區(qū)內(nèi)已發(fā)現(xiàn)的含礦構(gòu)造帶均位于與之小角度相交的近東西向展布的次級(jí)斷裂破碎帶中。鐵爐子大斷裂為典型的礦液運(yùn)輸通道，與區(qū)內(nèi)成礦構(gòu)造有直接的成生聯(lián)系。

區(qū)內(nèi)礦液以充填方式進(jìn)入圍巖破碎裂隙，由于圍巖的加入及交代作用的進(jìn)行，組分和溫度不斷改變，各種金屬硫化物相繼結(jié)晶沉淀，形成了分布比較規(guī)律的多金屬?gòu)?fù)合礦脈。一般方鉛礦、閃鋅礦分布在礦脈的中上部，黃鐵礦、磁黃鐵礦分布在礦脈的中下部。礦石中條帶狀構(gòu)造、脈狀構(gòu)造常見，并見塊狀構(gòu)造、網(wǎng)脈狀構(gòu)造。綜上所述，王家溝地區(qū)礦床為典型的中-低溫?zé)嵋撼涮?交代型礦床。

4.2 控礦因素

(1)地層、巖性控礦。區(qū)內(nèi)礦體均賦存于中元古界寬坪群謝灣組中，為順層產(chǎn)出；賦礦巖性為大理巖、黑云母大理巖，且多位于大理巖、黑云母大理巖與角閃片巖接觸帶偏大理巖一側(cè)或位于大理巖內(nèi)部發(fā)育的東西向順層破碎帶中。礦體的展布方向與巖層的展布方向基本一致，與圍巖界線明顯。

(2)構(gòu)造控制。區(qū)內(nèi)礦體均位于區(qū)域性鐵爐子大斷裂南側(cè)之次級(jí)順層斷裂破碎帶中，該組斷裂屬?gòu)埿詳嗔?，呈東西向展布，與層理近于一致，為本區(qū)的主要含礦構(gòu)造。其空間形態(tài)多呈斜列式展布，東端與鐵爐子斷裂構(gòu)造呈銳角相交。該斷裂構(gòu)造表現(xiàn)為平形狀產(chǎn)出，形成平行的多層礦體。由于該構(gòu)造影響，區(qū)內(nèi)單個(gè)礦體均表現(xiàn)為東部埋藏淺而傾角緩、西部埋藏深而傾角陡的特征。

(3)熱液蝕變的控制。區(qū)內(nèi)凡鉛鋅礦化較好地段，一般都與硅化、黃鐵礦化、磁黃鐵礦化關(guān)系密切。

4.3 找礦標(biāo)志

(1)地表露頭標(biāo)志。地表礦體由于風(fēng)化、淋濾的作用，常形成深褐色-桔黃色的褐鐵礦化-閃鋅礦化團(tuán)塊，并見較多的溶蝕孔洞，是最直接的找礦標(biāo)志之一。

(2)有利的層位和巖性組合是找礦的直接標(biāo)志。中元古界寬坪群謝灣組中的大理巖、黑云母大理巖與角閃片巖接觸帶是區(qū)內(nèi)主要的直接找礦標(biāo)志。

(3)與鐵爐子大斷裂大致平行的呈東西向展布的順層張性斷裂構(gòu)造是區(qū)內(nèi)找礦的構(gòu)造標(biāo)志。

(4)熱液蝕變是鉛鋅礦化的有利標(biāo)志，如硅化、黃鐵礦化、磁黃鐵礦化。

(5)區(qū)內(nèi)古采硐較多，一般沿礦體走向分布，也可作為找礦標(biāo)志。

5 找礦前景分析

(1)王家溝地區(qū)位于鐵爐子大斷裂南側(cè)的次一級(jí)的東西向斷裂破碎帶中，所處位置是鉛鋅銀工業(yè)礦體的有利產(chǎn)出部位，不管是從區(qū)域構(gòu)造特征還是含礦層位特征來看，完全可以與鄰區(qū)鐵爐子鉛鋅礦床相對(duì)應(yīng)，具有較大的鉛鋅金銀等多金屬礦的成礦資源潛力。

(2)對(duì)已控制的礦體東西兩側(cè)仍有較好的礦化顯示，需要充分運(yùn)用地質(zhì)勘查新方法，如通過瞬變電磁法測(cè)深剖面測(cè)量對(duì)王家溝地區(qū)進(jìn)行全區(qū)測(cè)量，達(dá)到加深深部礦體走向、傾向、規(guī)模、大小的認(rèn)識(shí)。

(3)根據(jù)地表礦化分布狀況，王家溝地區(qū)由西向東可劃分為灣溝、王家溝、朱家溝三個(gè)礦化富集地段，在今后工作中需要充分研究其構(gòu)造熱液充填特征，力求發(fā)現(xiàn)新的礦化體，實(shí)現(xiàn)該地區(qū)的找礦新突破。

(4)王家溝地區(qū)曾有大規(guī)模民采，在以往工作中也發(fā)現(xiàn)有金、鉛鋅異常，值得進(jìn)一步的追索控制。

6 結(jié)語

通過分析鐵爐子大斷裂對(duì)王家溝地區(qū)鉛鋅銀礦控礦作用影響的基礎(chǔ)上，總結(jié)出研究區(qū)的地質(zhì)特征、礦床成因和找礦標(biāo)志，分析了找礦前景，最終認(rèn)為王家溝地區(qū)目前揭露到的鉛鋅銀礦體僅為淺部出露，在水平和深部找礦上前景較大。另外，研究區(qū)內(nèi)的彎溝、朱家溝有和地質(zhì)工作程度較深的王家溝類似的成礦背景，資源潛力較大。