黃山嶺鉛鋅鉬礦床成礦規(guī)律及找礦方向

汪 謙

(銅陵有色金屬集團股份有限公司 礦產(chǎn)資源中心,安徽 銅陵 244000)

安徽省池州市黃山嶺鉛鋅礦開采歷史長達40多年,現(xiàn)探明礦體資源儲量已嚴重不足。礦山迫切需要尋找新的接替資源,因此有必要對區(qū)內(nèi)礦床的成礦規(guī)律和資源潛力進行分析和探討,評價礦山深邊部找礦前景,為礦山尋找新的接替資源提供地質(zhì)依據(jù)。

1 區(qū)域成礦地質(zhì)背景

礦區(qū)大地構(gòu)造位置處于揚子地臺,下?lián)P子臺坳,沿江拱斷褶帶,安慶凹斷帶上。地層屬華南地層大區(qū)、揚子地層區(qū),地層出露從寒武系至第四系均有。

區(qū)域構(gòu)造受晉寧期、印支期和燕山期的構(gòu)造活動控制。晉寧期形成基底褶皺,區(qū)域內(nèi)僅出露障公山復(fù)背斜北翼的小部分,軸向東西。次級褶皺發(fā)育,以同斜褶皺為主。印支期形成一系列緊閉背向斜相間的線型褶皺,多伴有縱向順層斷裂。燕山期多以北北東向和北西向的橫跨褶皺疊加于印支期的構(gòu)造形跡之上。區(qū)內(nèi)斷裂主要發(fā)育有北東東向的高坦斷裂、北東東向周王斷裂、北東向江南斷裂等。

區(qū)內(nèi)巖漿巖活動較強烈,晚中生代中酸性侵入巖出露范圍較廣,主要有九華山、花園鞏和譚山巖體,為同熔型火山侵入巖,以中酸性花崗巖和花崗斑巖為主。

2 礦區(qū)地質(zhì)特征

黃山嶺礦區(qū)為青陽銅、鉬、金銀、鉛鋅成礦亞帶。該帶處于江南隆起與下?lián)P子坳陷的過渡地帶,涉及到江南前陸反向沖斷帶、江南過渡帶兩個次級構(gòu)造單元。區(qū)內(nèi)巖漿成礦帶過渡性明顯,因此近年研究認為它是相對獨立的成礦帶。區(qū)內(nèi)已發(fā)現(xiàn)的礦化類型較多,包括層控矽卡巖型、巖漿熱液型、斑巖型、層控低溫?zé)嵋盒偷取?/p>

2.1 地層

礦區(qū)出露地層為單斜巖層,地層整體傾向南東,傾角5°～30°。出露地層主要有奧陶系、志留系,奧陶系出露地層巖性主要為白云巖、白云質(zhì)灰?guī)r、生物碎屑灰?guī)r、瘤狀灰?guī)r、流紋狀或竹葉狀灰?guī)r,深部從下統(tǒng)侖山組至上統(tǒng)湯頭組灰?guī)r大多蝕變?yōu)榇罄韼r,在地表出露于本礦區(qū)的北部;志留系在區(qū)內(nèi)僅見下統(tǒng)高家邊組,礦區(qū)分布面積最大,巖性主要為砂巖,底部為黑色炭質(zhì)泥頁巖,與奧陶系五峰組地層呈整合接觸。

2.2 構(gòu)造

黃山嶺礦區(qū)位于黃山嶺背斜的南東翼,礦區(qū)構(gòu)造較簡單,為一套單斜構(gòu)造,該背斜屬于大佛堂—太平槽背斜的中段,走向北東東,北東端傾伏收斂。礦區(qū)出露長3 km,核部地層為奧陶系下統(tǒng)侖山組,兩翼地層自奧陶系下統(tǒng)侖山組至志留系下統(tǒng)高家邊組依次分布[1]。礦區(qū)高家邊組底部、奧陶系湯頭組頂部和奧陶系五峰組內(nèi)見較明顯的斷裂,該斷裂為區(qū)域性層間滑動斷裂,傾向SE,傾角20°左右。

2.3 巖漿巖

礦區(qū)地表出露的巖體為石英閃長玢巖,多為巖脈狀,沿湯頭組與五峰組層間裂隙面貫入,巖石灰—灰綠色,斑狀結(jié)構(gòu),斑晶為斜長石和普通角閃石,少量黑云母,基質(zhì)為細?；螂[晶—玻璃質(zhì)。深部隱伏巖體為桂林鄭花崗(斑)巖體,其時代的劃分沒有做具體工作,但其巖性與譚山巖體相似,推測其時代與譚山巖體同期,即屬于燕山晚期侵入,侵入圍巖為奧陶系下統(tǒng)侖山組。巖體的巖性主要為花崗(斑)巖,顏色為肉紅色,斑狀結(jié)構(gòu),塊狀構(gòu)造。礦物成分主要由鉀長石、石英等礦物組成。該巖體為成礦母巖,與大理巖接觸并發(fā)生接觸交代,形成了矽卡巖帶并富集了鉛鋅礦、鉬礦等工業(yè)礦體。

2.4 變質(zhì)作用

區(qū)內(nèi)熱變質(zhì)作用主要為大理巖化,接觸變質(zhì)主要為角巖化,氣液變質(zhì)作用主要為矽卡巖化、鉀長巖化,其它蝕變類型有硅化、絹云母化。上述蝕變作用產(chǎn)生了方鉛礦化、閃鋅礦化和輝鉬礦化以及少量黃鐵礦化、磁鐵礦化。

3 礦床地質(zhì)特征

3.1 礦體特征

黃山嶺上部鉛鋅礦床主礦體有四個,自北向南排列依次為Ⅲ號、Ⅱ號、Ⅰ號、Ⅳ號礦體,其中Ⅲ號礦體斷續(xù)出露于地表,沿南東向深部延展,Ⅱ號礦體位于地表淺部,Ⅰ號、Ⅳ號礦體為隱伏礦體,礦體呈似層狀—透鏡狀,賦存于奧陶系湯頭組頂部矽卡巖帶中,礦體頂板為五峰組炭質(zhì)頁巖。礦體產(chǎn)狀平緩,沿傾向延伸具膨脹收縮、尖滅再現(xiàn)的特點[2]。其中Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ號礦體已開采結(jié)束,目前僅Ⅳ號礦體服務(wù)礦山生產(chǎn)。Ⅳ號礦體探明儲量在-240 m標高以上,深部(-240～479 m)處于普查工作程度。

Ⅳ號礦體埋深較大,賦存標高-479～-2.5 m。呈似層狀—透鏡狀單斜產(chǎn)出,形態(tài)較規(guī)則;走向北東,傾向南東,傾角12°～29°,平均24°;走向最大延長500 m,平均261.67 m,最大斜深700 m,平均360.40 m,延展面積0.09 km2。礦體厚度最大14.94 m,平均4.42 m,變化系數(shù)68.91%,變化較均勻。變化規(guī)律為沿傾向由淺至深，29線為楔形；向深部變薄,27線為鞍形；中間薄,25線呈透鏡狀；中間厚兩端薄，沿走向淺部向北東呈加厚趨勢,深部則呈透鏡狀。

黃山嶺深部鉬礦體形態(tài)呈一倒置的鍋狀賦存于奧陶系下統(tǒng)侖山組，與深部隱伏巖體(桂林鄭巖體)接觸形成矽卡巖帶,少量賦存于花崗斑巖中,部分呈層狀或似層狀賦存于上層矽卡巖帶,平面位置處于桂林鄭巖體的隆起部,呈中間厚,北東、南東、南西變薄的傘狀,礦體形態(tài)基本與巖體上拱形態(tài)一致。

3.2 礦石特征

礦石主要金屬礦物為方鉛礦、閃鋅礦、黃銅礦、斑銅礦等,主要脈石礦物為鈣鋁石榴子石、透輝石、符山石等。礦石的主要有益元素為Pb,主要伴生元素有Ag、Zn、Cu等。

礦石結(jié)構(gòu)大致可分為晶體結(jié)構(gòu)、固溶體分離結(jié)構(gòu)和交代結(jié)構(gòu)三種類型。礦石構(gòu)造主要為塊狀構(gòu)造、浸染狀及細脈浸染狀構(gòu)造,局部可見條帶狀、斑點狀構(gòu)造[3]。上部礦石主要類型為含鉛矽卡巖、含鉛銅矽卡巖、含鉛鋅矽卡巖、含鉛鋅銅矽卡巖,深部礦石主要類型為含鋅矽卡巖、含鉛鉬矽卡巖。

3.3 礦體圍巖特征

上部鉛鋅礦體主要賦存于矽卡巖帶上部,局部位于中、下部,底板圍巖主要為矽卡巖、灰?guī)r或矽卡巖化大理巖。頂板圍巖主要為五峰組炭質(zhì)頁巖,局部為泥頁巖或角巖化粉砂巖。深部礦體底板圍巖主要為花崗(斑)巖,少量磁鐵礦化矽卡巖,頂板圍巖主要為石榴石矽卡巖,大理巖等。

礦體圍巖蝕變主要類型有矽卡巖化、大理巖化、硅化、鉀化、黃鐵礦化以及綠泥石化、綠簾石化、絹云母化等。由于區(qū)域變質(zhì)作用較強,且為多期活動,各蝕變類型相互疊加,沒有明顯的分帶性。

4 礦床成因及控礦因素

黃山嶺鉛鋅礦床成因類型為層間反應(yīng)交代矽卡巖—熱液疊加(式)礦床。受構(gòu)造、層位、熱源三因素控制。礦體主要發(fā)育于奧陶系湯頭組—志留系高家邊組之間以及深部隱伏巖體接觸帶上,為“兩層樓”式接觸交代型矽卡巖礦床。賦礦的矽卡巖是由奧陶系湯頭組泥灰?guī)r與深熔型花崗巖熱接觸變質(zhì)而形成,成礦物質(zhì)來源于巖漿熱液(深源富鉀鈣堿性巖系),該成礦熱液又疊加于先期形成的矽卡巖裂隙中。因此,黃山嶺鉛鋅礦床成因類型為巖漿熱液疊加層控矽卡巖型鉛鋅礦床[4],其成礦作用與深部巖漿活動關(guān)系密切。

上部鉛鋅礦體賦存于奧陶系上統(tǒng)湯頭組頂部矽卡巖中,礦體沿矽卡巖帶分布,明顯受層位控制。礦體的形成的條件是:奧陶系地層與志留系地層由于巖性的不同,先是受到壓應(yīng)力作用產(chǎn)生層間滑脫,后受到拉伸應(yīng)力而形成裂隙,使得含礦熱液能夠在此運移和沉淀,從而與奧陶系碳酸鹽巖接觸交代,五峰組的炭質(zhì)頁巖、含碳硅質(zhì)頁巖中富含的鉛、鋅、銅、銀等金屬礦物元素富集。同時頂板砂頁巖由于熱變質(zhì)作用形成的角巖又起到了屏蔽層的作用。因此,在奧陶與志留系接觸面上形成了順層分布的矽卡巖型礦床。鉛鋅礦床的主要成礦期為內(nèi)生成礦期,形成原生礦石,表生作用較弱,沒有形成表生礦體。內(nèi)生成礦期分矽卡巖期和熱液期。熱液期分為石英—硫化物階段和石英—碳酸鹽階段,其中石英—硫化物階段根據(jù)金屬礦物的不同世代、有關(guān)礦物組合及混入主要伴生元素情況,又可分為早期硫化物、晚期硫化物兩個亞階段。

下部鉛鋅鉬礦體賦存于深部花崗(斑)巖與奧陶系下部侖山組接觸帶上,屬中高溫矽卡巖礦床,其深部以隱伏巖基形式產(chǎn)出的花崗巖體是主要的含礦巖體,侖山組白云巖與巖體反應(yīng)形成下層矽卡巖,鎢、鉬等高溫礦物沿下層矽卡巖帶沉淀形成接觸交代型矽卡巖礦床,輝鉬礦已富集形成為工業(yè)礦體,與礦區(qū)北部桂林鄭礦床類似。該礦床的成礦期分為熱液成礦期和表生成礦期,其中熱液期為三個階段:早矽卡巖—硅酸鹽階段、晚矽卡巖階段、石英—碳酸鹽—硫化物階段;表生期發(fā)育較弱,基本沿斷裂構(gòu)造分布,表現(xiàn)為褐鐵礦化和淋濾作用,對早期沿裂隙充填而成的硫化物具有破壞作用。

5 找礦方向

5.1 找礦標志

根據(jù)以往的找礦經(jīng)驗,首先尋找奧陶系與志留系界面,在此基礎(chǔ)上再尋找矽卡巖。野外實際工作中,奧陶系大灣組及湯頭組地層特征十分明顯,是較好的標志層。礦床賦存于黃山嶺背斜的層間滑脫帶中,斷層為良好的導(dǎo)礦構(gòu)造,因此斷層等構(gòu)造因素對找礦非常有利。區(qū)內(nèi)與鉬多金屬成礦有關(guān)的巖體為花崗巖,因此,尋找并揭露深部隱伏花崗巖體,充分了解巖體分布規(guī)律與成礦關(guān)系,對尋找深部鉬礦體具有非常重要的意義。

5.2 磁異常特征

黃山嶺地表磁異常主要分布于黃嶺背斜南東翼矽卡巖帶兩側(cè),異常走向近南北,自東向西梯度增大,峰值600γ,其西緣吻合于湯頭組頂部矽卡巖露頭帶。表明湯頭組頂部矽卡巖具有磁性顯示,磁異常是重要的找礦標志。該區(qū)引起磁異常原因主要有三個:一是深部花崗(斑)巖體與圍巖接觸形成了面狀含磁鐵礦矽卡巖帶;二是高家邊組砂頁巖發(fā)育大量的磁黃鐵礦細脈;三是具中等磁性呈似層狀分布的石英閃長玢巖脈。以往對地表和坑道巖石樣品進行過電阻率測量,鉛鋅礦體的電阻率特點是低電阻率、高極化率。實測電阻率一般為5～388 Ωm,實測極化率一般為5%～80%,除部分含礦矽卡巖具有低阻和高極化特征,其它圍巖均為高阻低極化特征。

礦山前期開展的1∶1萬高精度磁法測量,共圈定了五個磁異常(單位:nT)(圖1),Ⅰ號磁異常帶位于黃山嶺礦區(qū)西北部,走向北東,異常兩端未封閉。異常差值150 nT左右,該帶與礦山目前正在開采的礦體位置相對應(yīng)。Ⅱ號異常位于礦區(qū)東北部,北段未封閉,異常走向長度約800 m,寬200 m,異常幅值40nT。(已經(jīng)在礦區(qū)北側(cè)異常延長部位見礦)。Ⅲ號異常位于礦區(qū)中部偏北,走向北北東,走向長度約500 m,寬約300 m,面積約0.15 km2,異常幅值不大,約20 nT(已得到鉆孔驗證)。Ⅳ號異常位于礦區(qū)南部,走向北東,走向長度約1 km,寬度最大700 m,異常面積約0.4 km2。異常由兩個極大值構(gòu)成,異常值分別為30 nT和70 nT,南段未封閉。Ⅴ號異常位于礦區(qū)東北角,區(qū)內(nèi)未封閉,異常幅值不大,范圍較小[5]。Ⅳ號、Ⅴ號磁異常尚未通過鉆孔驗證。

圖1 地質(zhì)特征與礦體預(yù)測平面圖Fig.1 Plane graph of geological characteristics and prediction of ore body1.第四系;2.志留系下統(tǒng)高家邊組;3.奧陶系上統(tǒng)五峰組;4.奧陶系上統(tǒng)湯頭組;5.奧陶系中統(tǒng)寶塔組;6.奧陶系中統(tǒng)大田壩組;7.奧陶系下統(tǒng)牯牛潭組;8.奧陶系下統(tǒng)大灣組;9.奧陶系下統(tǒng)紅花園組;10.奧陶系下統(tǒng)侖山組上段;11.奧陶系下統(tǒng)侖山組下段;12.石英閃長玢巖;13.矽卡巖;14.實、推測地質(zhì)界線;15.實、推測正斷層。

磁法剖面測量資料顯示深部存在矽卡巖帶,礦體仍然向南有延伸的趨勢,證明在該帶上還有較大的成礦可能性。由于工作量的限制,該區(qū)南部綜合磁異常沒封閉,找礦范圍還較大。從磁法剖面數(shù)據(jù)解譯分析不僅深部有矽卡巖化大理巖帶存在,淺部還疊加有磁高。反應(yīng)了深部有低磁性體的存在。

5.3 找礦遠景區(qū)預(yù)測

礦區(qū)目前查明的Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ號鉛鋅礦體從平面位置上看,Ⅳ號礦體與Ⅰ號礦體的平面投影是相連的,Ⅳ號礦體實際上就是Ⅰ號礦體沿傾向尖滅再現(xiàn)的礦體。礦山在2012-2016年開展國家老礦山找礦國家項目,在13線、17線、21線三條剖面線施工7個地表鉆孔,均見礦(圖2),共探獲333+334類鉛鋅礦石量307萬t,鉛鋅金屬量77 323 t。礦體沿走向、傾向方向都有延伸(深),并沒有出現(xiàn)收縮或尖滅現(xiàn)象,尤其是Ⅳ號礦體深部(-300 m以下)走向延長近400 m。礦體厚度最大4.2 m,平均2.07 m,厚度變化系數(shù)52%,變化較穩(wěn)定,品位變化系數(shù)98.6%,變化較均勻(表1)。矽卡巖帶往深部(南部)穩(wěn)定延伸,礦體深部仍然可以進行追索,受資金投入和工作量計劃的限制,找礦項目雖已結(jié)束,但找礦前景依然很樂觀。礦山南深部較大范圍仍然是重要的成礦遠景區(qū),值得再次投入勘查工作。

圖2 黃山嶺鉛鋅礦13線剖面圖Fig.2 13 line profile of Huangshanling lead-zinc mine1.志留系下統(tǒng)高加邊組;2.奧陶系下統(tǒng)湯頭組;3.奧陶系下統(tǒng)大灣組;4.奧陶系下統(tǒng)侖山組上段;5.奧陶系下統(tǒng)五峰組;6.奧陶系中統(tǒng)寶塔組;7.奧陶系下統(tǒng)紅花園組;8.礦體號。

黃山嶺鉛鋅礦床的北東部為桂林鄭鉬礦探礦權(quán),現(xiàn)已探獲鉬資源量10萬多噸,還共生有一定量的三氧化鎢礦。根據(jù)本區(qū)北部桂林鄭鉬礦床的成礦地質(zhì)特征分析,該礦床賦存于深部花崗(斑)巖與奧陶系下部侖山組接觸帶上,屬中高溫矽卡巖礦床,深花崗(斑)巖是以隱伏巖基形式產(chǎn)出的,該巖體為含礦巖體,由于本勘查區(qū)在桂林鄭鉬礦床南部,空間上緊鄰,且成礦地質(zhì)特征相似,根據(jù)桂林鄭鉬礦床以往勘查資料分析,桂林鄭深部巖體可能延伸到本區(qū),局部形成隆起,預(yù)測在本勘查區(qū)的深部可能形成接觸帶礦體(圖3)。

表1 鉆孔見礦情況一覽表Table 1 List of drilling conditions

圖3 桂林鄭深部巖體與Ⅳ號礦體位置關(guān)系及預(yù)測礦體理想示意圖Fig.3 Sketch map of the relationship between the deep rock mass of Guilin and the position of No.4 orebody & prediction of ideal ore body

圖中深部花崗斑巖向上凸起,經(jīng)鉆孔證實巖體與奧陶系侖山組灰?guī)r接觸的部位存在一層“鍋蓋”狀的鎢鉬等多金屬礦床。以往在黃山嶺礦區(qū)北部施工的ZK4907鉆孔,該孔見礦31.2 m,鉬品位0.32%,氧化鎢品位為0.25%,且礦體向黃山嶺礦區(qū)南深部逐漸變厚。證明在礦區(qū)南部也可能存在“下層礦”,即“桂林鄭式”鎢鉬多金屬礦床。

6 結(jié)論

黃山嶺上部鉛鋅礦床順層發(fā)育,層位穩(wěn)定,物探成果驗證了矽卡巖帶的存在,南部Ⅳ號、Ⅴ號磁異常可能是礦致異常。礦體在走向和傾向上均有較好的找礦前景。預(yù)測礦體深度可能在-400～-600 m。從綜合磁異常特征分析該區(qū)南部還沒封閉,下一步物探工作應(yīng)向南布置,探求物探異常向南的封閉情況,圈定靶區(qū)。

以往地質(zhì)工作中,對深部巖體分布、深部控礦因素研究程度相對較低,本區(qū)北部存在隱伏巖體已得到鉆孔驗證,而本區(qū)南部由于隱伏巖體埋深較大,沒有鉆孔揭露,未來通過施工一些深孔揭露深部隱伏巖體,尋找“下層礦”鉬礦床的前景較好。

圍繞已有礦山進行相同或相似成礦地質(zhì)條件的找礦勘查(就礦找礦)是老礦山找礦工作的重要手段。采用物化探、地質(zhì)分析相結(jié)合的技術(shù)手段,能夠極大地提高找礦工作效率。

參考文獻：

[1] 儲著新.黃山嶺鉛鋅礦1#、4#礦體控礦條件及深部探礦前景[J].現(xiàn)代礦業(yè),2012,28(6):48-50.

[2] 儲著新,曹金海,倪尤運,等.池州黃山嶺鉛鋅礦床伴生銀的分布規(guī)律研究[J].現(xiàn)代礦業(yè),2012,28(3):57-59.

[3] 李文慶,曹靜平.黃山嶺鉛鋅鉬多金屬礦床地質(zhì)特征、成因及找礦方向探討[J].安徽地質(zhì),2006,16(3):190-193.

[4] 邱瑞龍.貴池黃山嶺層控矽卡巖及鉛鋅礦床成因[J].安徽地質(zhì),1994,4(3):18.

[5] 張寶松,陳國光,趙牧華,等.綜合物探方法在安徽黃山嶺鉛鋅礦礦產(chǎn)預(yù)測中的應(yīng)用[J].資源調(diào)查與環(huán)境,2013,34(4):243-248.