浙江烏岙鉛鋅礦原生異常特征與遠景預測

陸桂福，劉福勝，胡樹起，劉崇民

1.中國地質(zhì)科學院地球物理地球化學勘查研究所，河北廊坊 065000；2.國家現(xiàn)代地質(zhì)勘查工程技術研究中心，河北廊坊 065000； 3.中煤地質(zhì)集團有限公司，北京 100040)

0 引言

烏岙鉛鋅礦是中國東部浙閩沿海成礦帶的一個隱伏層狀熱液型礦床[1]。該礦床是浙江地質(zhì)六隊1958年通過鐵帽檢查發(fā)現(xiàn)的，1966年確定為小型礦床，1980年浙江地質(zhì)七隊向北進行深部礦追蹤，發(fā)現(xiàn)了新礦體，規(guī)模增長為中型[2-3]。經(jīng)過幾十年的開采，2008年礦體儲量已近枯竭。近年來，筆者在開展隱伏礦找礦方法研究時，選擇該礦床作為試點，開展了面積性構造裂隙巖石測量等工作，在礦區(qū)西北部發(fā)現(xiàn)三處新的地球化學異常，推測深部可能存在礦化體。

1 地質(zhì)與礦化

烏岙鉛鋅礦位于麗水-余姚斷裂帶西側，麗水-寧波隆起帶西段[4-5]。礦區(qū)出露地層主要是前震旦系陳蔡群下段，該段分5個小層，其中1～4 層分別是黑云斜長片麻巖、角閃斜長片麻巖，局部混合巖化發(fā)育，第5層是石英云母片巖?；鬃冑|(zhì)巖為副變質(zhì)巖，原巖為泥質(zhì)巖、泥質(zhì)粉砂巖、石英砂巖、雜砂巖等。上部蓋層為不整合接觸的侏羅系楓坪組流紋質(zhì)晶屑凝灰?guī)r夾凝灰質(zhì)砂巖及凝灰質(zhì)粉砂巖(圖1)。

礦床位于區(qū)域性北東向復背斜的北東傾伏端、北西向疊加構造的核部，小型褶皺和層間剝離構造發(fā)育，巖層舒緩波狀起伏，總體產(chǎn)狀傾向北東。斷裂分北東、北西向兩組，其中北西向次級斷裂為破壞礦體連續(xù)性的主構造，礦體由南向北呈階梯狀降落，Ⅰ號礦體淺隱伏，Ⅱ號礦體則處于深埋狀態(tài)。

礦區(qū)發(fā)育加里東期閃長巖、閃長玢巖及燕山期石英斑巖脈，閃長巖呈小巖株，沿北東向構造分布，閃長玢巖、石英斑巖受北西向構造群控制。

礦體呈似層狀產(chǎn)于前震旦系陳蔡群混合巖化片麻巖層間剝離構造中，礦體與圍巖界限清晰，產(chǎn)狀近于一致。礦體水平投影近等軸狀，南北長700m，東西長650m。地表除局部見礦體露頭外，大部分為盲礦，最大埋深184m。礦體除Pb、Zn外，還富集Cu、Ag。

礦石礦物以方鉛礦、閃鋅礦為主，少量黃銅礦、輝銀礦；脈石礦物以綠泥石、綠簾石為主，次為透輝石、陽起石；礦石構造以浸染狀、條帶狀、團塊狀為主，次為塊狀、脈狀；圍巖蝕變以綠泥石化、綠簾石化為主，次為硅化、碳酸鹽化。

圖1 烏岙鉛鋅礦床礦區(qū)地質(zhì)圖Figure 1 Geological map of Wuao lead-zinc deposit1—流紋質(zhì)含礫晶屑凝灰?guī)r、流紋質(zhì)晶屑凝灰?guī)r；2—似千枚狀石英云母片巖；3—混合巖化黑云斜長、二長片麻巖，黑云斜長片麻巖；4—混合巖化黑云斜長片麻巖；5—閃長巖；6—閃長玢巖；7—石英斑巖；8—斷層；9—地層界線；10—礦體投影及編號

關于礦床成因，眾說紛紜。劉健等綜合前人研究認為：由于深部巖漿侵入、火山作用以及陸源碎屑堆積，形成了古元古界含火山物質(zhì)陸源碎屑沉積及花崗質(zhì)巖石，富含Pb、Zn、Ag等成礦元素[5]。呂梁期—晉寧期，由于大規(guī)模的區(qū)域變質(zhì)、混合巖化作用，使成礦元素活化轉移，在有利部位沉淀形成鉛鋅多金屬礦。加里東期，由于中性巖漿侵入，致使Ag、Cu等礦化疊加，形成復成因的多金屬礦床。燕山期晚期，以脆性斷裂為主的構造活動頻繁，伴隨強烈的火山-巖漿活動，含礦汽水熱液攜帶基底巖系中的成礦物質(zhì)，對先期形成的礦床進一步疊加改造，形成烏岙鉛鋅多金屬礦床。

2 樣品采集與分析

地表采樣網(wǎng)度100m×100m，面積2km2，在樣點周圍20m范圍內(nèi)，連續(xù)采集5～10塊巖石碎塊，組成一個樣品，采樣時盡量采集裂隙物質(zhì)[6]。 此外，還針對性地采集了部分地層、巖脈及鉆孔樣品。樣品分析由中國地質(zhì)科學院地球物理地球化學勘查研究所中心實驗室完成。

3 成礦地球化學環(huán)境研究

3.1 賦礦地層元素組合與成礦屬性

礦區(qū)出露地層主要為侏羅系1段和前震旦系陳蔡群5、4、2段，表1列舉了這些地層中主成礦元素Pb、Zn、Ag以及常量組分Fe2O3、MgO、CaO、SiO2、Al2O3、Na2O、K2O的平均含量，并與礦區(qū)背景值比較計算了濃集系數(shù)K。

表1 烏岙鉛鋅礦床不同地層部分元素含量平均值與濃集系數(shù)KTable 1 Average value and concentration coefficient K of some elements in different strata of Wuao lead-zinc deposit

由表1中數(shù)據(jù)可見，成礦元素Pb、Zn、Ag在侏羅紀地層中普遍較低，濃集系數(shù)K介于0.6～1.75(K<2)。前震旦系陳蔡群5段元素含量和濃集系數(shù)均不高，K介于0.61～1.87。陳蔡群4段和2段Zn明顯富集(K>2)，Pb、Ag在4段內(nèi)出現(xiàn)高含量?？梢?，4段和2段是成礦元素Pb、Zn、Ag的富集層位，礦體賦存在4段和2段之間，顯然與兩個地層段成礦元素豐度高有關。

與背景值比較，常量組分SiO2與K2O、Al2O3在侏羅系酸性火山巖(晶屑凝灰?guī)r)和前震旦系陳蔡群(片麻巖和片巖)中與背景差異不明顯。MgO、CaO相對在侏羅系巖石中要低得多，但在陳蔡群4、2段MgO、CaO相對偏高，以2段更顯著，其中Fe2O3、MgO、CaO在2%～5.16%，顯示成礦作用處在富Fe2O3、MgO、CaO的地層中。

從圖2中可以看出，成礦元素Pb、Zn、Ag異常正好處在Al2O3、SiO2、K2O貧化帶和CaO、MgO富集帶內(nèi)，也就是說，CaO、MgO、(Fe2O3)富集和Al2O3、SiO2、K2O貧化是Pb、Zn、Ag成礦的有利地球化學環(huán)境。

圖2 烏岙鉛鋅礦成礦元素-常量元素組合關系Figure 2 Association relation diagram of ore-forming elements and major elements in Wuao lead-zinc deposit

3.2 巖脈中元素含量特征及其指示作用

礦區(qū)北西向構造發(fā)育，晚期脈巖分布廣泛，既有加里東期閃長巖、閃長玢巖，還有燕山期石英斑巖脈(圖1)。三種脈巖中主要元素含量統(tǒng)計如下(表2)。

統(tǒng)計顯示，礦區(qū)脈巖普遍富集Pb、Ag、Mo、W、Sn、In、Ni、As、Sb、Bi等元素，其中閃長玢巖和石英斑巖Pb、Ag平均含量高于中國東部中酸性巖豐度兩倍以上，在閃長玢巖中甚至于十倍以上。

可見，巖脈對礦區(qū)的成礦作用存在一定影響，尤其是閃長玢巖。在礦區(qū)Ⅰ號礦體，凡出現(xiàn)閃長玢巖的部位，鉛鋅品位更高。閃長玢巖脈的侵入切割了礦體，對礦體產(chǎn)生破壞作用，而另一方面，侵入時的熱作用又可使周圍地層中的Pb、Zn活化轉移進入到成礦空間，同時其自身攜帶的Pb、Ag又疊加到礦體上，進一步豐富了礦體。

表2 烏岙鉛鋅礦床各類脈巖中主要元素含量平均值及濃集系數(shù)K統(tǒng)計Table 2 Statistics of average content and concentration coefficient K of main elements in various dikes of Wuao lead-zinc deposit

4 地表巖石測量成果與找礦遠景

根據(jù)地表面積性巖石測量結果，繪制各元素地球化學異常圖。區(qū)內(nèi)出現(xiàn)了Pb、Zn、Ag、W、Sn、Cd、S、Se、Te、In、Cu、Bi、Co等多元素異常，其中成礦元素Pb 200×10-6、Zn 200×10-6、Ag 400×10-9圈定的異常范圍大，濃度高，梯度發(fā)育。宏觀上，以Pb異常最為顯著，形成五個濃集中心，編為①、②、③、④、⑤號異常(圖3)。

圖3 烏岙鉛鋅礦地表巖石測量主要元素異常剖析Figure 3 Abnormal analysis of main elements in surface rock measurement in Wuao lead-zinc mine

對照地質(zhì)圖，①、②號異常應是已知礦的反映，處在西北部的③、④、⑤號異常則是新發(fā)現(xiàn)的異常。五個異常具體特征如下：

①號異常：主要異常元素為Pb、Zn、Ag、W、Sn、Cd、S、Se、Te、In、Cu、Bi、Co。異常呈等軸狀，長450m，寬450m，具內(nèi)、中、外三個濃度帶，內(nèi)帶范圍大，中外帶很窄。異常濃集部位與Ⅰ號礦體投影對應，是淺隱伏Ⅰ號礦體的反映。深埋藏的Ⅱ號礦體，地表僅有個別高值點顯示。

②號異常：元素組合和異常強度，與①號異常相近，濃集中心對應于Ⅲ號礦體部位，是礦體的反映。因礦體范圍小，相應的Pb、Zn、Ag組合異常規(guī)模也不大。

在①、②號異常區(qū)內(nèi)，常量組分Fe2O3、MgO、CaO也出現(xiàn)套合異常(參看圖2)，其中CaO異常反映了整個礦體投影區(qū)。這些異常套合出現(xiàn)在礦體投影范圍，顯然是由礦體引起的，也說明礦體處在富CaO(Fe2O3、MgO)的地球化學環(huán)境內(nèi)。

③號異常：位于礦區(qū)北部，異常沒有封閉，與①、②號異常比較，異常元素組合簡單，只有Pb、Zn、Ag、Cd、Te、Bi異常較強，其他元素很弱，一般只發(fā)育外帶。與已知礦體對比，該異常有成礦元素的高濃集帶，也發(fā)育CaO(Fe2O3、MgO)異常，顯示成礦條件與已知礦相似，具有有利的成礦環(huán)境。

④號異常：元素組合與已知礦異常元素組合大體接近，主要為Pb、Zn、W、Sn、Te、In、Cu、Co、Sb、Mn、CaO、Fe2O3、MgO，總體異常范圍小，強度較弱，多發(fā)育中外帶。該異常位于①、②號異常北西向，屬于已知礦帶延伸方向，又具有與已知礦相近成礦地球化學環(huán)境，推測應有隱伏礦存在。

⑤號異常：位于礦區(qū)的西部，該異常強度大的元素是Pb、Ag、W、Sn、In、Cu、Bi，具有內(nèi)、中、外濃度梯度變化，內(nèi)帶互相套合。該異常最大的特點是沒有出現(xiàn)CaO異常，成礦環(huán)境與已知礦是有差別的。但從微量元素組合(如W、Sn)推測，可能為晚期熱液成礦作用引起。

綜上所述，礦區(qū)五個異常中①、②號是由已知隱伏礦體引起的，元素組合大體相近，異常強度高，元素組合多，而且具有較大規(guī)模的負異常，顯示這兩個異常區(qū)帶入帶出作用顯著，具備有利的成礦環(huán)境。

新發(fā)現(xiàn)的③、④、⑤號異常位于礦區(qū)西部，主要地層與礦區(qū)一致，東臨F1主斷裂，發(fā)育北東向展布的閃長巖巖株和北西向展布的石英斑巖脈體，并伴隨弱的綠泥石化和碳酸鹽化。元素組合與已知礦異常類似，只是整體強度弱，但也不同程度發(fā)育負異常。地質(zhì)地球化學特征預示，三個異常深部應存在礦化體，建議礦山進行工程驗證。

5 結論

烏岙礦床位于復背斜的核部，受層間剝離構造控制。北西向次級斷裂及中酸性巖脈的侵入，對礦體的連續(xù)性造成破壞，但同時也為深部礦化信息到達地表提供了通道。因此，通過構造裂隙測量，可以發(fā)現(xiàn)與深部礦有關的滲濾異常。

不同時期巖脈的侵入，由于熱液作用一方面可促使周圍地層中Pb、Zn活化轉移進入到成礦空間，另一方面它自身攜帶的Pb、Zn疊加在礦體上，又進一步豐富了礦體。因此，巖脈可作為野外找礦的地質(zhì)標志之一。

烏岙鉛鋅礦處于地層Pb、Zn、Ag背景值較高區(qū)帶，具備成礦的物質(zhì)基礎。礦區(qū)發(fā)育Pb、Zn、Ag、W、Sn、Cd、S、Se、Te、In、Cu、Bi、Co等元素組合異常，據(jù)此可以圈定隱伏礦(化)的范圍。常量組分CaO-MgO的高值區(qū)和SiO2-Al2O3-K2O低值區(qū)套合部位為成礦有利區(qū)。新發(fā)現(xiàn)的三個異常具有與已知礦相似的地質(zhì)地球化學特征，預示有可能發(fā)現(xiàn)新的礦體。