山西省方山縣黃圈塔鉛鋅銀礦地質(zhì)特征及找礦潛力分析

李沛龍，王永剛，支元棟，郎學聰，韓效斌

（中國冶金地質(zhì)總局第三地質(zhì)勘查院，山西 太原 030002）

1 概述

黃圈塔礦區(qū)位于山西省方山縣城215°方向30km處，行政上隸屬方山縣大武鎮(zhèn)管轄。勘查區(qū)屬呂梁山系，為典型的黃土高原地貌，地形切割較強烈。2004年山西省地質(zhì)調(diào)查院在該區(qū)進行1/5萬區(qū)域地質(zhì)調(diào)查，編制有1/5萬離石幅﹑峪口幅區(qū)域地質(zhì)圖，對該區(qū)地層進行了詳細的劃分。1971年山西省冶金勘探公司六隊在馬頭山一帶對成家山至銀硐凹礦區(qū)及外圍﹑九根條﹑采不著礦點﹑黃圈塔礦點開展了鉛鋅礦普查工作，認為奧陶系下統(tǒng)地層中斷裂構(gòu)造發(fā)育的地段是鉛鋅礦成礦的有利部位。2018～2020年間，中國冶金地質(zhì)總局第三地質(zhì)勘查院在黃圈塔礦區(qū)開展了鉛鋅礦預查工作，通過地面物探﹑槽探﹑鉆探等工作手段，在區(qū)內(nèi)發(fā)現(xiàn)了3條鉛鋅銀礦礦體，一處鉛鋅銀礦化點，認為該區(qū)存在一定的鉛鋅銀礦找礦潛力。

2 區(qū)域地質(zhì)背景

該區(qū)域內(nèi)出露地層由老至新順次為：新太古界界河口巖群，元古界滹沱系野雞山群﹑長城系漢高山群，古生界寒武系，奧陶系，石炭系及二疊系，中生界三疊系，新生界新近系﹑第四系。太古﹑元古界界河口巖群—漢高山群地層出露于區(qū)域的中部棗林一帶﹑南東的中陽縣東部及北東方位的漢高山一帶，下古生界地層出露于煤田邊緣地帶，上古生代含煤地層出露于離石煤盆及黃河東緣臨縣-柳林一帶，中生代地層沿黃河分布于河東煤田西側(cè)，新生代地層廣泛出露。

本區(qū)域基本上為一向西傾斜的單斜構(gòu)造，東部發(fā)育大的寬緩褶曲，褶曲自東而西有離石-中陽向斜﹑王家會背斜﹑三交-柳林單斜，其間伴生有炭窯溝﹑朱家店﹑湍水頭等較大斷層。王家會背斜由于隆起部位遭受長期剝蝕，其上含煤地層不復存在，而背斜東部分離出離石煤盆地。

區(qū)域以北和以南，構(gòu)造應(yīng)力較為強烈，發(fā)育了漢高山斷層帶和紫荊山斷層帶。而中部產(chǎn)生了離石鼻狀構(gòu)造，本構(gòu)造以離石-聚財塔一線為轉(zhuǎn)折線，形成了一個弧頂向西突出的弧狀褶曲。這個弧狀褶曲在三交﹑柳林區(qū)表現(xiàn)明顯，在轉(zhuǎn)折線以北的三交區(qū)，地層走向由北東轉(zhuǎn)向北北東至南北向，而轉(zhuǎn)折線以南的柳林區(qū)，則由南北轉(zhuǎn)向北北西至北西。在鼻軸(轉(zhuǎn)折線)部位由于張力作用產(chǎn)生了一個東西向的提張性斷裂帶，即聚財塔斷層和聚財塔南斷層組成的地塹構(gòu)造，斷距30m～255m。

區(qū)域巖漿巖出露較少，主要分布于區(qū)域東部橫泉—峪口一帶，巖性主要為花崗質(zhì)片麻巖及中細粒黑云母花崗巖，期間穿插有少量北西西向呂梁期變質(zhì)輝綠巖脈。

3 礦區(qū)地質(zhì)特征

3.1 地層

黃圈塔礦區(qū)出露地層主要為古生界奧陶系﹑第四系。

奧陶系出露地層主要為三山子組﹑馬家溝組，分別為：①三山子組y段（O1sy），出露于預查區(qū)東南部，巖性為淺灰黃色白云質(zhì)泥灰?guī)r﹑淺灰黃色白云質(zhì)頁巖與淺灰色薄層泥質(zhì)白云巖互層﹑底部見砂質(zhì)白云巖。厚10m～19.10m，產(chǎn)狀傾向30°～60°左右，傾角3°～20°左右；②三山子組l段（O1sl），出露于預查區(qū)東南及南部一帶，黃圈塔村溝底，巖性為灰黑色中層狀白云質(zhì)灰?guī)r﹑泥晶白云巖﹑向上過渡為灰黃色白云質(zhì)泥灰?guī)r﹑中－厚層狀白云質(zhì)泥晶灰?guī)r，與下伏y段為平行整合接觸，傾向54°左右，傾角5°～37°左右，厚105.4m，本層為鉛鋅銀礦體的主要賦存部位；③馬家溝組一段（O2m1），出露于預查區(qū)東南部及中部一帶溝谷中，巖性為灰黃﹑灰白色白云質(zhì)泥灰?guī)r，夾灰白色薄層泥灰質(zhì)泥晶白云巖，層理不清，局部顯角礫狀，中下部夾泥質(zhì)灰?guī)r，出露厚度35m～58m，傾向310～22°左右，傾角11°～31°左右，厚58m。④馬家溝組二段（O2m2），出露于預查區(qū)內(nèi)大部，在山頂及采石場內(nèi)均有出露，巖性為厚層狀－中層狀灰?guī)r﹑灰黑色中－厚層豹皮狀白云質(zhì)灰?guī)r﹑豹皮狀泥質(zhì)白云巖，下部為青灰色﹑灰黑色厚層泥晶灰?guī)r，傾向304～5°，傾角5°～14°，出露厚度50m～80m不等。為本區(qū)鉛鋅礦體的蓋層或遮擋層，起到了屏蔽含礦氣水熱液上升的作用。

新生界第四系分布于預查區(qū)的西部和北部，上部主要為黃土﹑殘坡積物及沖積物，下部主要為土黃色亞砂土﹑棕色亞粘土含鈣質(zhì)結(jié)核。

3.2 構(gòu)造

區(qū)內(nèi)斷裂構(gòu)造主要為燕山期北北東向離石大斷裂之次級構(gòu)造，區(qū)內(nèi)共發(fā)現(xiàn)2條斷層，分別為F1﹑F2。

F1斷層發(fā)育于預查區(qū)東部從石料廠至黃圈塔村南一帶，總體走向近NW向305°，傾向215°，傾角80°左右，走向延長近1000m，為一壓性斷裂，地貌上形成陡立的狹長形裂谷，溝谷深壑，斷層破碎帶最窄處1.3m，最寬處達8m，且呈“八”字型向深部呈喇叭口狀延伸，破碎帶內(nèi)密集發(fā)育劈理構(gòu)造，其走向與F1斷層走向一致，產(chǎn)狀近直立。斷層西側(cè)被近80m厚黃土覆蓋，斷層北東側(cè)則形成陡峭的巖石壁。針對F1斷裂帶施工的ZK0401﹑ZK1101鉆孔在深部未揭露斷層破碎帶，推斷F1斷層傾向在深部發(fā)生了反轉(zhuǎn)。斷層破碎帶特征見圖1所示。

圖1 F1斷裂實景

F1斷層構(gòu)造破碎帶內(nèi)發(fā)育蝕變角礫巖，均受蝕變礦化，其顏色為紅褐色﹑黃褐色，角礫狀結(jié)構(gòu)，塊狀構(gòu)造，局部富礦部位可見團塊狀﹑蜂窩狀鐵質(zhì)流失孔洞，蝕變角礫巖中發(fā)育有褐鐵礦化﹑鉛鋅礦化﹑碳酸鹽化﹑螢石礦化。是本區(qū)重要的鉛鋅含礦熱液活動﹑成礦元素遷移富集的通道和場所，為本區(qū)重要的控礦﹑容礦構(gòu)造。

F2斷層位于預查區(qū)的中西部，位于F1的西部，總體走向近北西向330°，與F1斷層平行分布，推斷延長1000余米，本次工作對其北中南三段進行了工程控制。該斷裂構(gòu)造為本區(qū)鉛鋅含礦熱液活動﹑成礦元素遷移富集的通道和場所，為本區(qū)重要的控礦構(gòu)造。F2斷層在走向南段大部分為黃土層覆蓋，構(gòu)造特征不明顯，局部出露斷層破碎帶,TC10揭露構(gòu)造帶總體寬度100m左右，通過現(xiàn)場觀察，馬家溝組灰?guī)r順305°傾向卷入了構(gòu)造中，呈陡傾斜近乎直立狀，構(gòu)造破碎帶內(nèi)成份為灰?guī)r角礫及斷層泥，巖石破碎，角礫大小參差不一，角礫大者近1.0×1.2m以上，小者數(shù)毫米，一般3cm～5cm，礫石成分以泥質(zhì)灰?guī)r為主，呈棱角－次棱角狀，膠結(jié)物多為硅質(zhì)﹑泥質(zhì)或為碳酸鹽膠結(jié)。破碎帶內(nèi)有熱變質(zhì)現(xiàn)象，局部見石灰?guī)r被烘烤至琉璃狀，顏色純黑色，呈玻璃光澤，貝殼狀斷口，如相片2所示，F(xiàn)2斷層在走向南部全貌如照片2所示。

3.3 巖漿巖

黃圈塔礦區(qū)未見巖漿巖出露，施工的ZK1101鉆孔底部見19.91m的二長花崗巖，二長花崗巖上部有約0.7m鉀長花崗巖，以花崗結(jié)構(gòu)為主，局部受斷裂影響形成碎裂結(jié)構(gòu)，形成于元古代。

3.4 物探異常特征

本次工作收集到中國冶金地質(zhì)總局第三地質(zhì)勘查院的礦區(qū)電性參數(shù)測量成果，標本共96塊，主要巖性有（豹皮）灰?guī)r﹑灰質(zhì)白云巖﹑泥灰?guī)r﹑鉛鋅礦石(氧化帶采集)，標本電性參數(shù)采用面團法進行測定，收集到的巖礦石標本電性參數(shù)如下表：

表1 黃圈塔巖礦石標本電性參數(shù)統(tǒng)計表

從電性參數(shù)可以看出，工作區(qū)內(nèi)地表采集到的標本極化率值普遍偏低，與實際地質(zhì)情況相吻合，電阻率差異較大，其中（豹皮）灰?guī)r﹑灰質(zhì)白云巖電阻率很高，泥灰?guī)r﹑氧化帶的礦石電阻率很低；氧化帶采集的礦石褐鐵礦化發(fā)育，如果在中深部還原帶能采到新鮮標本，估計能測到較高的極化率，從已知的地質(zhì)情況來看，鉛鋅礦體要么受構(gòu)造控制，要么沿構(gòu)造兩側(cè)順層產(chǎn)出，賦存在灰?guī)r﹑白云巖這類高電阻率的圍巖之中，且硅化現(xiàn)象發(fā)育，分析認為在該區(qū)尋找相對低阻高極化的激電異常具有較好的找礦價值。

通過中國冶金地質(zhì)總局第三地質(zhì)勘查院激電中梯測量工作，在黃圈塔礦區(qū)發(fā)現(xiàn)一條北西向條帶狀異常，形態(tài)規(guī)整，主體異常以視極化率2.1%封閉，主體異常走向長度約500m﹑寬約50m，視極化率極值2.26%，異常兩側(cè)梯度均較陡，但西側(cè)更陡一些，推測引起異常的極化地質(zhì)體受線性構(gòu)造控制，整體向北東陡傾斜。異常部位視電阻率值普遍較高，一般視電阻率值約2000Ω.m左右，中心位置達6000Ω.m，屬于典型的相對高阻高極化異常。異常地表出露灰?guī)r﹑灰質(zhì)白云巖，局部含有燧石條帶，該處發(fā)現(xiàn)民采老硐，并在此發(fā)現(xiàn)①﹑②號礦體，結(jié)合物性參數(shù)及具體地質(zhì)情況推測激電異常與鉛鋅礦化有直接關(guān)聯(lián)，為礦致異常。如圖1所示。

圖3 地質(zhì)示意圖

4 礦體地質(zhì)特征

黃圈塔礦區(qū)共發(fā)現(xiàn)3條鉛鋅銀礦礦體，一處鉛鋅銀礦化點，編號分別為：①﹑②﹑③﹑④號。礦體賦存于奧陶系馬家溝組一段及三山子組l段泥質(zhì)灰?guī)r等軟弱巖層及后期斷層破碎帶內(nèi)，斷層破碎帶被后期中低溫含礦氣水熱液蝕變，在本區(qū)形成了碳酸鹽巖石中-低溫熱液構(gòu)造充填型鉛鋅銀礦床，這些斷裂帶與圍巖間的接觸帶多被蝕變礦化。

①號礦體位于F1斷層破碎帶，賦存于奧陶系馬家溝組石灰?guī)r層間構(gòu)造中，礦體發(fā)育于斷裂的旁側(cè)，呈透鏡狀順層間軟弱構(gòu)造層產(chǎn)出，賦礦巖石為蝕變角礫巖。圍巖蝕變強烈，主要表現(xiàn)為褐鐵礦化，鉛鋅礦化，礦體與激電異常J1相套合，礦體總體走向NW向，探槽中見其傾向北東20°左右，傾角6°～10°，傾斜延伸推斷不大于30m，控制礦體最大厚度1.00m，礦體品位Ag10.5g/t﹑Pb0.282%﹑Zn1.690%。

②號礦體為一陡傾斜礦體，產(chǎn)于F1斷層構(gòu)造蝕變破碎帶之中，為裂隙交代充填型鉛鋅礦體，呈脈狀產(chǎn)出，受斷層破碎帶控制。探槽中見其傾向SW215°左右，傾角80°左右。礦體平均品位Ag15.72g/t﹑Pb1.782%﹑Zn1.386%，控制礦體平均厚度4.45m。

③號礦體產(chǎn)于F1斷層東北側(cè)，屬碳酸鹽巖層間構(gòu)造充填型呈小透鏡狀產(chǎn)出，賦礦巖石為蝕變角礫巖。其總體走向NW向，傾向30°～40°左右，傾角35°左右。工程控制礦體厚度1.13m，單工程平均品位Ag品位1.15g/t﹑Pb品位0.20%﹑Zn品位0.66%。

④號礦化點處于F2斷裂帶中，探槽中僅一個樣品見礦，控制鉛鋅銀礦化寬1.0m，品位Ag6.02g/t﹑Pb0.946%﹑Zn0.178%，為構(gòu)造裂隙交代充填型鉛鋅礦化，賦礦巖石為蝕變角礫巖。

區(qū)內(nèi)揭露鉛鋅銀礦礦石均為氧化礦石。礦物成份主要為脈石，礦物主要為方解石，含量50%，鐵質(zhì)礦物，含量48%，呈角礫狀結(jié)構(gòu)，塊狀構(gòu)，角礫成份為石灰石，膠結(jié)物為鐵質(zhì)﹑鈣質(zhì)。鏡下鑒定礦石礦物為針鐵礦38%﹑褐鐵礦5%﹑纖鐵礦5%，呈鱗片﹑土狀結(jié)構(gòu)，方解石呈隱晶質(zhì)結(jié)構(gòu)﹑不規(guī)則粒狀結(jié)構(gòu)，鐵質(zhì)礦物呈細脈狀﹑網(wǎng)脈狀分布于方解石間隙﹑裂隙及孔洞中。以赤鐵礦化為主﹑次為碳酸鹽化，礦石中碳酸鹽化以薄膜狀﹑細脈浸染狀充填于角礫裂隙面，根據(jù)樣品化學分析結(jié)果，鉛鋅礦均賦存于鐵的氧化物中。據(jù)此礦石自然類型為赤鐵礦化鉛鋅礦氧化礦石。

5 礦床成因及今后找礦方向分析

5.1 圍巖蝕變特征及找礦標志

在地表表現(xiàn)為高角度斷裂構(gòu)造破碎帶，破碎帶內(nèi)發(fā)育構(gòu)造角礫巖，并伴有碳酸鹽化﹑褐鐵礦化，是地表找礦的直接標志。

5.2 礦床成因分析

根據(jù)山西省構(gòu)造巖漿巖圖，在山西省西部黃河以東呂梁山西坡，有一條橫貫南北的構(gòu)造帶，稱作“離石大斷裂”，是由于山西地塊與鄂爾多斯地塊造山隆起過程中出現(xiàn)速率差異而產(chǎn)生的構(gòu)造帶，該斷裂切穿了地殼巖層直達上地幔巖石圈，中生代燕山期巖漿活動攜帶的氣水熱液﹑成礦有利物質(zhì)，沿著其所形成的各級別的次級構(gòu)造斷裂﹑層間破碎帶等侵入，在不同的地層層位中﹑各種有利地質(zhì)因素的綜合條件下形成不同的鉛鋅銀金屬礦產(chǎn)。結(jié)合鉛鋅礦成礦規(guī)律認識，逐漸地認識到，區(qū)內(nèi)鉛鋅礦屬于燕山期受構(gòu)造控制的中低溫熱液型鉛鋅礦床，受斷裂構(gòu)造控制是其基本特征之一，礦床成因?qū)偈軘嗔褬?gòu)造控制的“MVT”型鉛鋅礦床。

5.3 找礦方向

結(jié)合礦區(qū)找礦標志及礦床成因綜合分析，黃圈塔礦區(qū)找礦方向應(yīng)以研究F1﹑F 2斷裂走向及傾向斷層結(jié)構(gòu)面的變化為重點，評價F1﹑F2斷裂破碎帶含礦性為主要任務(wù)，以尋找受斷裂構(gòu)造控制的脈狀礦體為主，逐步建立本區(qū)鉛鋅礦床地質(zhì)找礦預測模型，具有一定的找礦潛力。

6 結(jié)論

（1）﹑黃圈塔礦區(qū)礦體賦存于奧陶系下統(tǒng)（O1ml-y）l段及中統(tǒng)馬家溝組一段泥質(zhì)白云巖﹑泥灰?guī)r等軟弱巖層及后期斷層破碎接觸帶內(nèi)。區(qū)內(nèi)鉛鋅礦屬于燕山期受構(gòu)造控制的中低溫熱液型鉛鋅礦床，礦床成因?qū)偈軘嗔褬?gòu)造控制的“MVT”型鉛鋅礦床。

（2）黃圈塔礦區(qū)找礦方向應(yīng)以研究F1﹑F2斷裂走向及傾向斷層結(jié)構(gòu)面的變化為重點，以尋找受斷裂構(gòu)造控制的脈狀礦體為主，逐步建立本區(qū)鉛鋅礦床地質(zhì)找礦預測模型，具有一定的找礦潛力。