江西上高潢里鉛鋅礦床成因分析及找礦思路探索

陳 瑤

（江西省地質(zhì)局第一地質(zhì)大隊(duì)，江西 南昌 330000）

本文此次研究的礦區(qū)位于江西省，是上高縣在2015年制定的地質(zhì)勘查基金工程。為了確保區(qū)域找礦工程的有序?qū)嵤?，可在開(kāi)展相關(guān)工作前，對(duì)礦區(qū)地層結(jié)構(gòu)進(jìn)行分析。區(qū)域地質(zhì)層首層結(jié)構(gòu)屬于寒武系結(jié)構(gòu)，其中零月、星出露于南部的小明山、泗城嶺、燈草嶺、欽甲等地的斜坡位置，礦體以西夾少量灰?guī)r[1]。其中灰?guī)r的巖相分異較為顯著，碳酸鹽巖臺(tái)地相區(qū)為屬于融縣組，厚度在47.0m～234.0m范圍內(nèi)。同時(shí)，區(qū)域內(nèi)的石炭系也存在大范圍裸露的趨勢(shì)，地質(zhì)發(fā)育較健全，地質(zhì)層主要為薄層至中層狀硅質(zhì)巖，局部夾含錳硅質(zhì)巖與鉛鋅礦層，屬于本區(qū)含鉛鋅層之一。目前在地區(qū)在該層位中已發(fā)現(xiàn)有鉛鋅帽型礦層存在，此礦層主要為生物碎屑灰?guī)r，礦帶中含有部分白云巖與灰?guī)r，礦體主要出露于上映-土湖向斜、印茶背斜核部，其他背斜翼部及向斜核部也有分布，大多呈整合接觸。總之，綜合多方地質(zhì)勘查成果與早期地質(zhì)資料可知，區(qū)域內(nèi)存在鉛鋅礦賦存帶，并且，通過(guò)地球化學(xué)測(cè)量發(fā)現(xiàn)區(qū)域內(nèi)存在至少兩條已出現(xiàn)礦化趨勢(shì)的鉛鋅礦帶，這些發(fā)現(xiàn)均在不同程度上為地區(qū)找礦工作指示了方向。而本文也將在相關(guān)研究成果的基礎(chǔ)上，進(jìn)行區(qū)域鉛鋅礦床成因的分析，結(jié)合其成礦機(jī)理，提出對(duì)應(yīng)的找礦思路。

1 江西上高潢里鉛鋅礦床成因分析

1.1 上高潢里巖漿巖變質(zhì)

鉛鋅礦床的形成需要經(jīng)歷一個(gè)較長(zhǎng)的過(guò)程，其中江西上高潢里巖漿巖變質(zhì)是促進(jìn)鉛鋅礦成礦的主要原因。區(qū)域內(nèi)的巖漿巖層底部以灰?guī)r、泥灰?guī)r、硅質(zhì)巖的扁豆體、條帶、結(jié)核為主，屬于下伏地層的分界線(xiàn)，也是礦區(qū)的主要含礦層位，根據(jù)巖性對(duì)其組合結(jié)構(gòu)進(jìn)行分段分析，可將其劃分為第一段上部至第四段。礦區(qū)內(nèi)巖漿巖層呈北東向條帶狀展布，分為五個(gè)巖性段。其中巖關(guān)組第五段至第二段平均長(zhǎng)度為104.0m；第二段對(duì)應(yīng)巖關(guān)組第一段，平均長(zhǎng)度為188.0m；第三段為上石炭統(tǒng)黃龍組，上段厚度在32.0m～72.0m范圍內(nèi)，平均厚度為54.0m，礦層出露不全，風(fēng)化后成為泥巖夾硅質(zhì)鉛鋅礦。第四段勘探區(qū)位于總體上58線(xiàn)以西，屬于向斜軸部及兩翼附近區(qū)域，58線(xiàn)以東側(cè)主要位于向斜的南翼上，本礦區(qū)內(nèi)北翼地層傾角較緩，一般小于40°。近向斜軸部的深部地層傾角一般小于20°，局部近似水平，但南翼巖層傾角較陡，一般大于600，尤其是近礦層部位一帶多為直立到倒轉(zhuǎn)反傾，且局部褶皺起伏，次級(jí)褶皺較發(fā)育，呈雁行排列，東部被北西向斷層F1、F51切割，切割區(qū)域內(nèi)巖性活動(dòng)劇烈，屬于鉛鋅礦的主要成礦區(qū)域。

除上述提出的內(nèi)容，賦存在江西上高潢里的巖漿巖大多呈現(xiàn)半自行顆粒結(jié)構(gòu)，此種結(jié)構(gòu)在地層中更適用于地質(zhì)填充，包括地裂縫填充、結(jié)構(gòu)留白填空等。并且，巖漿巖中賦存了大量的硫化物，此種物質(zhì)與地質(zhì)結(jié)構(gòu)發(fā)生填充后，將與其附近的嵌入式結(jié)構(gòu)出現(xiàn)相互嵌結(jié)反應(yīng)，并為礦體之間物質(zhì)交換提供一個(gè)較為自由的空間[2]。而獨(dú)立的鉛鋅礦金屬在區(qū)域內(nèi)屬于一種活躍度較高的金屬元素，當(dāng)含硫物質(zhì)在區(qū)域內(nèi)賦存后，獨(dú)立金屬將與其進(jìn)行對(duì)向離子的交換，此種交換現(xiàn)象又被稱(chēng)之為交代作用。尤其在礦物初步形成后，形成的礦體受到外部巖漿巖遷移等作用力的影響，出現(xiàn)碎裂發(fā)育趨勢(shì)，從而使區(qū)域形成完成碎裂礦帶，最終形成完整的鉛鋅礦礦帶。

1.2 地質(zhì)遷移促進(jìn)鉛鋅礦富集

除上述提出的成礦因素，地質(zhì)遷移也是促進(jìn)江西上高潢里鉛鋅礦床成礦的主要原因，以礦區(qū)鉛鋅礦6號(hào)線(xiàn)地質(zhì)剖面圖為例展開(kāi)分析。剖面圖結(jié)構(gòu)如下圖1。

圖1中，斜向下方向?yàn)榈刭|(zhì)遷移方向，區(qū)域內(nèi)地質(zhì)遷移表層少見(jiàn)碳酸礦石，偶見(jiàn)灰白色巖體。在其下層的地層為I層，此礦層厚度為120.0m，其中含有大量的石英雜巖石。II層為薄-微層構(gòu)造層，其中的礦石以菱礦、方解石、鉛鋅組合礦為主，其中薄層理的厚度在10.0mm～100mm之間，微層理的厚度＜10.0mm。塊狀構(gòu)造為石英等單獨(dú)或共同較均勻地嵌布在一起[3]。其中III層呈現(xiàn)為斑狀構(gòu)造，礦石中含有大量的鈣薔薇輝石等單獨(dú)或不均勻共同組成不規(guī)則的斑塊。IV層為脈狀穿插構(gòu)造，礦石中含有微量方解石、石英、綠泥石單獨(dú)或共同組成不規(guī)則巖體，其脈體的分布形成存在一定規(guī)律性。V層屬于獨(dú)立構(gòu)造，其中星散浸染構(gòu)造礦石中含有黃鐵礦、褐鐵礦等金屬礦物單體，少見(jiàn)細(xì)小聚集體，零星地分布于菱錳礦、石英等脈石礦物粒間，此類(lèi)礦體在礦石中的含量不超過(guò)總礦石的5.0%。

圖1 礦區(qū)鉛鋅礦6號(hào)線(xiàn)地質(zhì)剖面圖

綜合上述分析可知，礦區(qū)鉛鋅礦6號(hào)線(xiàn)地質(zhì)結(jié)構(gòu)分布較為復(fù)雜，不同的礦層中含有的礦物質(zhì)金屬元素是不同的，這些金屬元素中均含有不同量的鉛鋅金屬物質(zhì)，而部分礦物質(zhì)的脆度較高，當(dāng)?shù)V產(chǎn)資源賦存環(huán)境受到外界環(huán)境的干擾后發(fā)生遷移時(shí)，一些脆性結(jié)構(gòu)的巖體將發(fā)生斷裂，此種現(xiàn)象也是斷裂帶產(chǎn)生的主要原因。當(dāng)?shù)V區(qū)內(nèi)產(chǎn)生大規(guī)模斷裂帶后，含有鉛鋅物質(zhì)的礦液進(jìn)入斷裂帶內(nèi)，與區(qū)域內(nèi)的碎裂礦石發(fā)生反應(yīng)，從而促進(jìn)了鉛鋅礦礦帶的生成。

2 找礦思路探索

2.1 地球化學(xué)異常分布

綜合上述分析可知，江西上高潢里鉛鋅礦床的形成受到巖體或區(qū)域礦化帶斷層的嚴(yán)重控制，無(wú)論是礦體的規(guī)?；蚴堑V體的類(lèi)型，一旦經(jīng)過(guò)地質(zhì)勘查或檢驗(yàn)后發(fā)現(xiàn)區(qū)域內(nèi)存在顯著的地球化學(xué)異常分布，均可以認(rèn)為區(qū)域內(nèi)存在賦存礦產(chǎn)資源的礦帶，并且鉛鋅礦作為一種活躍度較高的礦體，也是區(qū)域內(nèi)成礦能力較強(qiáng)的礦物質(zhì)。綜合現(xiàn)有的研究成果可知，江西上高潢里鉛鋅礦床內(nèi)大部分水系沉積物的組合包括：As-Zn-Pb、As-Zn-Pb-Cu、Cu- As-Zn-Pb-Bi、As-Zn-Pb-Sn，即無(wú)論是任何一種組合礦體中，其中的金屬元素均以中溫元素作為主要賦存體，在找礦過(guò)程中，可結(jié)合多種物探手段的應(yīng)用，進(jìn)行組合礦體異常的分析，當(dāng)發(fā)現(xiàn)區(qū)域內(nèi)存在中溫異常的顯示區(qū)域后，便可將此區(qū)域作為集中找礦區(qū)域，通過(guò)找礦結(jié)構(gòu)的指示，進(jìn)行地表礦化帶的賦存礦產(chǎn)資源的分析。

除此之外，可將硅質(zhì)巖地球化學(xué)異常作為地質(zhì)找礦的標(biāo)志，通常情況下，一旦在地質(zhì)結(jié)構(gòu)中發(fā)現(xiàn)硅質(zhì)巖的存在，便可將其作為找礦的主要區(qū)域，從礦體的頂板、底部等結(jié)構(gòu)入手，進(jìn)行多金屬礦的找礦。因此，在地質(zhì)找礦工作中，可根據(jù)礦化帶的異常提示，進(jìn)行硅質(zhì)巖的大型巖體定位，并在完成對(duì)硅質(zhì)巖的挖掘后，在其周?chē)M(jìn)行深度找礦。

2.2 鉛鋅礦賦存結(jié)構(gòu)異常查證

除上述提出的異?？勺鳛檎业V方向之外，查證鉛鋅礦賦存結(jié)構(gòu)異常也可以作為當(dāng)前鉛鋅礦找礦的主要思路。以礦區(qū)鉛鋅礦6號(hào)線(xiàn)為例，在地質(zhì)勘查人員進(jìn)行此礦帶的深度勘查時(shí)發(fā)現(xiàn)，賦存在其中的大量礦石呈現(xiàn)微晶結(jié)構(gòu)，此種結(jié)構(gòu)主要指礦石中大部分菱鋅礦及方解石呈顯微球形粒狀，礦體的工藝學(xué)粒度在0.002mm～0.02mm范圍內(nèi)。少部分礦體呈現(xiàn)泥晶結(jié)構(gòu)，此種結(jié)構(gòu)主要是指礦石中的部分巖礦及（含鉛鋅金屬礦）方解石、石英的粒度＜0.004mm。部分鮞粒豆粒結(jié)構(gòu)的礦體中含有少量菱錳礦、高嶺石、鈣薔薇輝石，這些礦體單獨(dú)或不均勻共同組成近橢圓形、近圓形、尖紡錘形、不規(guī)則狀，具有同心環(huán)帶結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)，其中鮞粒和豆粒狀的礦體粒徑＜2.0mm。

除上述提出的賦存結(jié)構(gòu)特點(diǎn)以外，6號(hào)線(xiàn)中還存在大量的粉屑、砂屑、礫屑，主要是指礦石中含有少量錳方解石、菱錳礦單獨(dú)或共同組成砂屑、粉屑，屑體的粒徑通常在0.02mm～4.0mm范圍內(nèi)，常呈近橢圓形，其中粉屑的粒徑＜0.06mm，砂屑的粒徑在0.06mm～2.0mm范圍內(nèi)，礫屑的粒徑＞2.0mm。

生物碎屑結(jié)構(gòu)也是區(qū)域鉛鋅礦找礦的主要依據(jù)，此種礦體的整體結(jié)構(gòu)比較細(xì)小，常呈近橢圓形或不規(guī)則狀。地質(zhì)遷移過(guò)程中常見(jiàn)礦帶中出現(xiàn)碎裂結(jié)構(gòu)，碎裂結(jié)構(gòu)中個(gè)別礦石因動(dòng)力作用而出現(xiàn)碎裂的現(xiàn)象，碎塊間的位移并不明顯。少量礦石因動(dòng)力作用而碎裂形成大小不一、棱角狀的碎塊，較多碎塊的大?。?.0mm，且碎塊具明顯位移的現(xiàn)象。因此，可在進(jìn)行江西上高潢里鉛鋅礦床找礦過(guò)程中，將地質(zhì)遷移方向、地質(zhì)碎裂結(jié)構(gòu)等作為找礦方向，通過(guò)對(duì)賦存結(jié)構(gòu)異常的查證，進(jìn)行鉛鋅礦床的有效定位。

3 結(jié)語(yǔ)

本文以江西上高潢里地區(qū)為例，對(duì)其開(kāi)展鉛鋅礦床成因的分析及找礦思路的探索。此次研究從地球化學(xué)異常分布、鉛鋅礦賦存結(jié)構(gòu)異常查證兩個(gè)方面，進(jìn)行了地質(zhì)找礦的研究，希望通過(guò)此次的研究，為地質(zhì)工作者的后續(xù)工作提供指導(dǎo)。盡管此次研究成果已基本滿(mǎn)足工作者需求，但相關(guān)善后工作仍需要持續(xù)開(kāi)展，例如，地質(zhì)勘查后的地質(zhì)層修復(fù)、勘查區(qū)域植被的種植等，總之要保證找礦工作的持續(xù)性，應(yīng)當(dāng)在后續(xù)的工作中，持續(xù)深入到地區(qū)的地質(zhì)勘查研究中。