高密市菜園地區(qū)鉛礦特征分析

修 偉，王教科，侯 娟，趙 鑫

（高密市自然資源和規(guī)劃局，山東 濰坊 261502）

1 地理位置

菜園地區(qū)鉛礦位于高密市南約20 km處，隸屬柏城鎮(zhèn)管轄。地理極值坐標(biāo)：東經(jīng)119°43′45″～119°46′45″，北緯36°10′15″～36°13′30″，其中包括菜園、王吳兩個(gè)重點(diǎn)礦段。

2 菜園礦段區(qū)域地質(zhì)

本區(qū)位于沂沭斷裂帶的東側(cè)，膠萊坳陷西偏南部的柴溝凸起次級(jí)構(gòu)造單元的中部，處于柴溝—膠州和百尺河—二十五里夼兩大斷裂帶之間。

2.1 地層

區(qū)域地層除第四系外，以中生界白堊系下統(tǒng)萊陽(yáng)群為主體，該群地層出露兩組，即楊家莊組和杜村組。在工作區(qū)中西部曾家店子—大溝頭一帶，受斷層影響，有小范圍中生界白堊系下統(tǒng)青山群后夼組地層出露。現(xiàn)自老而新進(jìn)行敘述。

2.1.1 白堊系萊陽(yáng)群

1）楊家莊組：廣泛出露李家營(yíng)、王吳、拒城河等地。巖性主要表現(xiàn)為中粒長(zhǎng)石石英砂，夾雜著夾砂質(zhì)礫巖、細(xì)粒長(zhǎng)石石英砂巖和泥質(zhì)粉砂巖，厚度為2 225 m。地層走向北東—南西，傾向92°~173°，傾角3°~23°左右。該組地層中張扭性斷裂極為發(fā)育，為鉛礦、重晶石礦的形成提供了充足的空間。

2）杜村組：主要出露在區(qū)域東南部，王吳水庫(kù)以東地層出露較好，巖性主要為灰色、紫灰色、暗紅色厚層狀礫巖，夾灰綠色中粒長(zhǎng)石石英砂巖、紫色粗粒砂巖、黃色含礫砂巖、砂質(zhì)礫巖及棕色粉砂巖、泥巖，厚625 m。地層走向北東—南西，傾向110°~175°，傾角10°~25°，與下伏巖層呈斷層接觸。

2.1.2 白堊系青山群

后夼組：零星出露于區(qū)域中西部曾家店子—大溝頭一帶。巖性表現(xiàn)為灰色、白色流紋質(zhì)晶質(zhì)凝灰?guī)r，凝灰?guī)r及暗色黑云角閃安巖石，有時(shí)夾正常碎屑巖或中基性火山巖。由于受斷層影響，地層走向北東—南西，傾向北西，傾角21°~39°，厚度＞175 m，與下伏楊家莊組呈斷層接觸。

2.1.3 新生界第四系

1）山前組：主要分布在區(qū)內(nèi)西北部及東北部的低緩丘陵上，山前組的上部分巖性主要為褐黃色含礫砂質(zhì)黏土；下部分巖性為黃褐色亞黏土，其中大都夾有多中粒砂層、粗粒砂層及礫石層、礫石透鏡體，該層厚度0.20~14.20 m。

2）沂河組：主要分布在現(xiàn)代河流中，巖性為粗砂、礫砂和中砂為主，局部見(jiàn)細(xì)砂及淤泥。屬含礫石的混礫砂，礫石多為渾圓狀、次棱角狀，成分多為石英、長(zhǎng)石石英砂巖、片麻狀花崗巖及各類(lèi)脈巖，由河漫灘相及河流相組成，屬全新世沖積物，厚度一般為0.5~3 m。

2.2 構(gòu)造

從區(qū)域上來(lái)看，其構(gòu)造主要表現(xiàn)為斷裂構(gòu)造，根據(jù)斷裂構(gòu)造延伸方向，可將斷裂構(gòu)造進(jìn)行分類(lèi)，大致上由北向西方向劃分為北西向斷裂構(gòu)造，由北向東方向劃分為北東向斷裂構(gòu)造，還有北東東向斷裂構(gòu)造[1]。部分有褶皺的構(gòu)造是不發(fā)育的，總體上是向南東方向傾斜的單斜構(gòu)造。

2.2.1 褶皺

區(qū)內(nèi)地層呈向南東傾斜的單斜構(gòu)造或呈開(kāi)闊的平緩褶皺構(gòu)造，地層由白堊系下統(tǒng)萊陽(yáng)群楊家莊組、杜村組和青山群后夼組組成，總體走向185°~260°，傾向南東，傾角3°~39°，僅局部受斷裂構(gòu)造影響產(chǎn)狀變陡，偶在斷裂帶附近可見(jiàn)小型褶曲構(gòu)造，為牽引褶皺。

2.2.2 斷裂

1）北西向斷裂：該組斷裂走向140°~150°之間，傾向北東或南西，傾角較陡，長(zhǎng)度幾千米甚至數(shù)十千米，該組斷裂活動(dòng)時(shí)間相對(duì)較長(zhǎng)，多被后期斷裂所截。其代表性斷裂為區(qū)內(nèi)中部的張戈莊—楊家欄子斷裂。

2）北東東向斷裂：該組斷裂走向75°~95°，傾向大多南東或北西，傾角55°~80°。規(guī)模不大，一般長(zhǎng)度約幾千米，寬0.5~50 m。該組斷裂切穿安山玢巖脈，并控制了中生代火山巖地層的分布，形成近于東西向的地塹帶。

3）北東向斷裂：該組斷裂走向23°~43°，傾向南東或北西，傾角35°~79°。一般長(zhǎng)度約幾千米至十幾千米，寬0.5~8.6 m。常錯(cuò)斷北西向或北東東向斷裂，對(duì)北西向的重晶石礦脈造成不同程度的破壞。該組斷裂也是重晶石礦和鉛礦的控礦構(gòu)造。

2.2.3 巖漿巖

巖漿巖區(qū)域的巖漿活動(dòng)較小，脈巖發(fā)育量很少，現(xiàn)有的脈巖都是中生代燕山晚期的產(chǎn)物。脈巖根據(jù)其構(gòu)造走向可分為不同種類(lèi)，具體來(lái)看，北西向構(gòu)造的脈巖是安山玢巖，北東向構(gòu)造的脈巖是玄武安山玢巖，在脈巖中還會(huì)發(fā)育少量的花崗細(xì)晶巖脈、正長(zhǎng)斑巖脈。

2.2.4 區(qū)域礦產(chǎn)

區(qū)內(nèi)礦產(chǎn)主要為重晶石礦，其次有方鉛礦。

3 王吳礦段地質(zhì)特征

3.1 地層

3.1.1 萊陽(yáng)群楊家莊組

萊陽(yáng)群楊家莊組的巖性主要表現(xiàn)為：上部分為灰白色-灰綠色細(xì)粒長(zhǎng)石石英砂巖，并伴有灰綠色-暗紅色粉砂質(zhì)泥巖；中下部為灰白色-灰綠色中粒長(zhǎng)石石英砂巖，并夾有暗紅色-灰綠色砂質(zhì)礫巖、細(xì)粒長(zhǎng)石石英砂巖和泥質(zhì)粉砂巖。

3.1.2 第四系山前組

該組大部分被第四系山前組覆蓋，其巖性上部分主要以褐黃色含礫砂質(zhì)黏土為主，并夾有鈣質(zhì)結(jié)核，厚度在0.50~9.70 m范圍內(nèi)，下部巖性以黃褐色亞黏土為主，大多夾有中粒砂層、粗粒砂層及礫石層、礫石透鏡體，分選性差，厚度為0.20~4.50 m。

3.2 構(gòu)造

3.2.1 褶皺

從總體上來(lái)看，褶皺向北東方向傾斜，褶皺區(qū)域內(nèi)的構(gòu)造主要表現(xiàn)為單斜構(gòu)造，地層主要以白堊系下統(tǒng)萊陽(yáng)群楊家莊組為主，傾斜方向?yàn)楸睎|方向，總體走向140°~180°，傾斜角度在2°~23°范圍內(nèi)，僅局部受斷裂構(gòu)造影響產(chǎn)狀有所變化，偶在斷裂帶附近可見(jiàn)小型褶曲構(gòu)造。

3.2.2 斷裂

區(qū)域內(nèi)的斷裂構(gòu)造發(fā)育量較易，活動(dòng)特點(diǎn)表現(xiàn)為多次繼承性活動(dòng)，從而形成具有規(guī)模性的成礦空間，有利于含礦熱液的運(yùn)移和集中。鉛礦、重晶石礦脈的分布受斷裂構(gòu)造的控制[2]。

區(qū)內(nèi)的斷裂構(gòu)造有兩條，走向北西、北東，兩者均為成礦前構(gòu)造，從區(qū)域上分析北西向構(gòu)造早于北東向構(gòu)造?，F(xiàn)分述如下：

1）北西向斷裂（F1）：該斷裂位于王吳礦段中部，縱貫全區(qū)，從走向來(lái)看主要為舒緩波狀，水平寬度大約在1.1~14.5 m左右，走向在127°~150°范圍內(nèi)，總體走向大約在136°，傾向北東，傾角60°~80°，局部達(dá)88°。該斷裂活動(dòng)時(shí)間相對(duì)較長(zhǎng)，區(qū)域上多被后期斷裂所截，西端受后期構(gòu)造的影響而向南扭動(dòng)。該斷裂主要形成于成礦前或是成礦期，成礦全過(guò)程受該斷裂控制，在成礦后，斷裂區(qū)域有斷裂活動(dòng)，會(huì)在一定程度上破壞礦體，使得礦體中的石英脈出現(xiàn)碎裂，構(gòu)造角礫出現(xiàn)重膠結(jié)，而鉛礦體主要賦存于重膠結(jié)的碎裂狀石英脈中。

2）北東向斷裂（F2）：該斷裂位于菜園礦段中部，總長(zhǎng)約1 310 m，斷裂北向端部出現(xiàn)分枝，整體走向呈現(xiàn)舒緩波狀，其水平寬度大約在2.7~8.6 m范圍內(nèi)，走向在27°~55°左右，總體走向?yàn)?6°，傾斜方向?yàn)楸蔽?，傾斜角度在57°~79°范圍內(nèi)，局部?jī)A斜度較小，傾角為35°。碎帶內(nèi)的巖性是硅化碎裂巖，硅化碎裂巖主要由砂巖、泥質(zhì)粉砂巖組成，并見(jiàn)有綠泥石化、高嶺土化、黃鐵礦化、褐鐵礦化及重晶石脈充填。該斷裂主要形成于成礦前或是成礦期，成礦全過(guò)程受該斷裂控制，在成礦后，斷裂區(qū)域有斷裂活動(dòng)，會(huì)在一定程度上破壞礦體，使得礦體中的石英脈出現(xiàn)碎裂，構(gòu)造角礫出現(xiàn)重膠結(jié)，而鉛礦體主要賦存于重膠結(jié)的碎裂狀石英脈中。

3.3 巖漿巖

該區(qū)巖漿活動(dòng)很微弱，零星發(fā)育花崗細(xì)晶巖脈、正長(zhǎng)斑巖脈，均為中生代燕山晚期的產(chǎn)物。

花崗細(xì)晶巖脈出露在仲家莊東南，長(zhǎng)度不詳，寬4.30 m，傾向315°~320°，傾角65°~70°。

正長(zhǎng)斑巖脈僅在王吳礦段鉆孔中見(jiàn)到，規(guī)模形態(tài)產(chǎn)狀不詳。

3.4 礦化蝕變作用

區(qū)域內(nèi)的礦化蝕變作用受礦床成礦地質(zhì)條件影響較大，主要的礦化蝕變主要表現(xiàn)為方鉛礦化、重晶石化、碳酸鹽化、硅化、綠泥石化等，且蝕變作用不是單一的，幾種蝕變往往同時(shí)出現(xiàn)，沒(méi)有明顯的規(guī)律，屬中—低溫?zé)嵋盒臀g變。現(xiàn)擇其主要的蝕變作用特點(diǎn)進(jìn)行分述說(shuō)明。

3.4.1 方鉛礦化

方鉛礦化是區(qū)內(nèi)最主要、最普遍的一種礦化現(xiàn)象，見(jiàn)于重晶石脈、石英脈當(dāng)中或其頂、底部以及砂巖當(dāng)中，方鉛礦多呈星散狀分布及細(xì)脈狀分布，但有的方鉛礦已被氧化，成為黑土，此種現(xiàn)象也可作為找礦的一個(gè)標(biāo)志，其含量（質(zhì)量分?jǐn)?shù)）在0.01%~0.3%。

3.4.2 重晶石化

重晶石化是區(qū)內(nèi)較為普遍的礦化現(xiàn)象，在斷裂構(gòu)造和圍巖的節(jié)理裂隙都存在這種現(xiàn)象，經(jīng)過(guò)重晶石化作用，碎裂巖會(huì)演變?yōu)橹鼐榱褞r，砂巖會(huì)演變?yōu)橹鼐皫r，或是含有重晶石細(xì)脈的砂巖。

3.4.3 碳酸鹽化

碳酸鹽化是一種蝕變，其蝕變作用與重晶石礦密切相關(guān)，大多發(fā)生在重晶石成礦的前期（重晶石見(jiàn)有方解石包體）。常見(jiàn)于礦體的頂、底板，利用碳酸鹽化可開(kāi)展找礦工作，后期會(huì)發(fā)現(xiàn)有方解石細(xì)脈穿插在重晶石礦脈或者圍巖中。

3.4.4 硅化

在該區(qū)域，硅化現(xiàn)象較為普遍，主要發(fā)生在斷裂帶內(nèi)部和斷裂面上，從而形成硅化碎裂巖、硅化構(gòu)造角礫巖。在成礦過(guò)程中，硅化作用貫穿始終，礦液活動(dòng)早期，富含SiO2的溶液交代兩側(cè)圍巖，對(duì)含礦熱液的富集起著阻擋作用；中期混在礦液中，形成方鉛礦石英脈、石英重晶石脈；末期SiO2溶液沿重晶石的間隙充填。

4 礦床地質(zhì)

4.1 礦體特征

鉛礦嚴(yán)格受斷裂構(gòu)造控制，發(fā)育兩個(gè)礦化體，礦體編號(hào)分別為ⅠPbBa、ⅡPb。

ⅠPbBa礦體位于菜園礦段，賦存于F2北部。礦體呈脈狀，總體走向?yàn)?7°，傾斜方向?yàn)楸蔽鞣较?，總體傾角為48°。礦體地表的傾角主要在65°~71°范圍內(nèi)。礦體長(zhǎng)度為247.14 m，沿著傾斜走向延伸85 m，并即行即滅，地表埋深為2.4 m，賦礦最低標(biāo)高為-24 m。礦體平均品位（質(zhì)量分?jǐn)?shù)）為4.17%，品位變化系數(shù)為116.37%，有用組分分布較均勻，礦石自然類(lèi)型為含鉛重晶石脈型。

ⅡPb礦體位于王吳礦段，賦存于F1中部。礦體呈脈狀，沿走向長(zhǎng)度268.00 m，總體走向132°，傾向北東，傾角75°，地表局部達(dá)88°，近直立。礦體沿傾向延伸153 m以上，地表埋深0.50 m，賦礦最低標(biāo)高為-104.00 m。礦體Pb的平均品位（質(zhì)量分?jǐn)?shù)）為1.61%，有用組分分布較均勻，礦石自然類(lèi)型為含鉛石英脈型。

礦體中的Ag、Cu、Zn、Mo、Ba含量較高，其中w（Ag）=2 177×10-9～2 500×10-9，w（Cu）=11.7×10-6～260.7×10-6，w（Zn）=10.7×10-6～48.2×10-6，w（Ba）＞2 000×10-6，w（Mo）=3.38×10-6～491×10-6。礦石當(dāng)中的w（Au）最低，w（Au）=2.5×10-9～2.7×10-9。

4.2 礦石工業(yè)類(lèi)型

菜園礦段方鉛礦體賦存在重晶石脈中，王吳礦段方鉛礦體賦存在石英脈中，礦石工業(yè)類(lèi)型屬含鉛重晶石脈型、含鉛石英脈型。

4.3 礦體圍巖、夾石

礦體位于斷裂帶內(nèi)，其上下盤(pán)圍巖特性在不同的位置各有不同，其中ⅠPbBa礦體上部頂板是斷層泥，底板是中粒長(zhǎng)石石英砂巖；深部頂板為中粒長(zhǎng)石石英砂巖，底板為硅化碎裂巖。ⅡPb礦體上部頂、底板均為硅化碎裂巖，深部頂、底板均為中粒長(zhǎng)石石英砂巖。

4.4 圍巖蝕變

該區(qū)內(nèi)的圍巖礦化蝕變主要以方鉛礦化、重晶石化、碳酸鹽化、硅化、綠泥石化、高嶺土化等現(xiàn)象為主。

蝕變帶作用與斷裂構(gòu)造相關(guān)，斷裂構(gòu)造可控制蝕變帶，蝕變帶可形成與構(gòu)造破碎帶相一致的形態(tài)、產(chǎn)狀及規(guī)模，在巖石不同破碎程度以及熱液脈動(dòng)性的影響下，蝕變帶具有分帶性，使各個(gè)蝕變帶之間形成漸變過(guò)渡關(guān)系[3]。從蝕變帶中心向兩側(cè)看，主要表現(xiàn)為綠泥石化—硅化—方鉛礦化、重晶石化—碳酸鹽化—高嶺土化。

5 礦床成因及找礦標(biāo)志

5.1 成礦機(jī)理分析

5.1.1 斷裂構(gòu)造對(duì)礦脈的控制

由于菜園鉛礦位于北東向沂沭斷裂帶與東西向的百尺河斷裂之間的中生代坳陷內(nèi)，沂沭斷裂帶的右行扭動(dòng)會(huì)形成多處北西向、北東向張扭性斷裂構(gòu)造，成礦空間由此形成，并具有一定規(guī)模，從而創(chuàng)造了利于含礦溶液運(yùn)移、富集以及沉淀的空間條件。

5.1.2 成礦物質(zhì)的來(lái)源

礦脈圍巖主要包括中生界白堊系萊陽(yáng)群的砂巖、礫巖、粉砂巖和粉砂質(zhì)泥巖，根據(jù)巖石的分析數(shù)據(jù)可知，如若圍巖靠近礦脈，則其具有較高的Pb、Ba含量，相反，如若距離礦脈較遠(yuǎn)，則其Pb、Ba含量會(huì)較低。由此可見(jiàn)，成礦物質(zhì)主要來(lái)自于“礦源層”，即距離礦脈較遠(yuǎn)的圍巖，而搬運(yùn)成礦物質(zhì)的溶液即為成礦介質(zhì)，主要來(lái)自于大氣降水。巖石中會(huì)溶濾出大量Pb2+、Ba2+，地表水中會(huì)攜帶這些離子并經(jīng)由斷裂構(gòu)造向深部滲透，到達(dá)深部后會(huì)受熱形成含礦熱液。在區(qū)內(nèi)構(gòu)造活動(dòng)過(guò)程中，含礦熱液會(huì)隨著破碎帶的活動(dòng)上升，到達(dá)斷裂構(gòu)造敞開(kāi)區(qū)域，礦液會(huì)使圍巖發(fā)生蝕變，在溫度、壓力和理化條件的影響下，產(chǎn)生PbS、BaSO4沉淀。

5.1.3 礦床成因類(lèi)型

以鄰區(qū)為根據(jù)，測(cè)量礦石樣品中原聲包裹體的溫度，其形成溫度在100~168℃范圍內(nèi)，氣液化比一般≤5%，故成礦熱液應(yīng)屬于中—低溫?zé)嵋骸?/p>

該礦床是一種中低溫?zé)嵋簻\成礦床，在近地表富氧環(huán)境下形成成礦作用。

5.2 找礦標(biāo)志

1）地形標(biāo)志。在石英脈、重晶石脈及硅化碎裂巖中一般會(huì)存在較多方鉛礦，這些巖石相對(duì)于圍巖來(lái)說(shuō)不容易風(fēng)化，多形成正地形。因此可根據(jù)地形初步判斷石英脈、重晶石脈、硅化碎裂巖帶的存在。

2）受構(gòu)造控制和制約。礦體一般呈脈狀產(chǎn)出，該區(qū)北西向、北東向構(gòu)造控制明顯，在這種北西方向構(gòu)造及北東向構(gòu)造下，有利于發(fā)現(xiàn)此類(lèi)礦床。

3）礦化蝕變標(biāo)志。蝕變現(xiàn)象主要表現(xiàn)為碳酸鹽化、硅化、重晶石化和方鉛礦化等，在菜園礦區(qū)這些蝕變現(xiàn)象較多，是明顯的找礦標(biāo)志。

4）高阻、高極化率物理點(diǎn)呈現(xiàn)帶狀分布情況，則可表示該處存在含鉛石英脈、重晶石脈。

5）前人采礦遺跡亦是最好的找礦標(biāo)志。