崇陽大坪鉛鋅礦地質(zhì)特征及成因分析

楊 斌，李 巍，薛 哲，黃偉杰

崇陽大坪鉛鋅礦位于方山倒轉(zhuǎn)背斜北翼，區(qū)內(nèi)找礦工作始于上世紀(jì)五十年代末，八十年代中期曾對區(qū)內(nèi)進(jìn)行過踏勘性檢查，于地表發(fā)現(xiàn)了鉛鋅礦化體，2011年～2015年對區(qū)內(nèi)開展了系統(tǒng)的勘查工作，基本查明了該礦床的成礦地質(zhì)特征及礦體分布規(guī)律。鉛鋅礦體主要產(chǎn)于震旦系下統(tǒng)陡山沱組底部的層間破碎帶中，礦體呈似層狀產(chǎn)出，連續(xù)性好，控制礦體走向長達(dá)1.4km。文中從鉛鋅礦的成礦地質(zhì)條件、物化探異常特征，對大坪鉛鋅礦礦床地質(zhì)特征進(jìn)行了總結(jié)，對礦床成因、找礦標(biāo)志等進(jìn)行了探討。

1 區(qū)域地質(zhì)

大地構(gòu)造位置位于揚(yáng)子陸塊區(qū)下?lián)P子陸塊幕阜山被動(dòng)邊緣褶沖帶咸寧臺(tái)坪褶皺帶內(nèi)的方山倒轉(zhuǎn)背斜之北翼。由基底一套淺變質(zhì)巖系及蓋層沉積的碳酸鹽巖、碎屑巖、頁巖組成。

區(qū)域地層除泥盆統(tǒng)、石炭統(tǒng)缺失外，自青白口系至第四系均有出露，地層以下?lián)P子地層為主，而寒武系及奧陶系地層分屬下?lián)P子地層分區(qū)、江南地層分區(qū)。

區(qū)內(nèi)經(jīng)歷了多次構(gòu)造運(yùn)動(dòng)與變形，晉寧運(yùn)動(dòng)造成區(qū)內(nèi)基底褶皺、隆起，形成北西向緊密倒轉(zhuǎn)褶皺和塑—脆性剪切帶，印支運(yùn)動(dòng)形成北西西向緊密褶皺和擠壓斷裂，發(fā)育多處層間破碎帶，并對早期的構(gòu)造形跡疊加改造；燕山期主要以斷裂為主，同時(shí)伴有大規(guī)模的巖漿侵入活動(dòng)對印支褶皺形跡進(jìn)行改造，新生代主要代表為大規(guī)模凹陷，形成規(guī)模較大的祟陽盆地。

區(qū)域礦產(chǎn)資源豐富，有金銻、鎢、鈮鉭、鉛鋅、長石、螢石等礦床，金、銻、鉛鋅礦（床）點(diǎn)主要沿方山倒轉(zhuǎn)背斜轉(zhuǎn)折端及兩翼分布，且受震旦系層位的控制。

2 礦區(qū)地質(zhì)

2.1 地層

礦區(qū)出露地層為上元古界冷家溪群小木坪組，巖性為粉砂質(zhì)板巖、泥質(zhì)板巖、含粉砂絹云千枚狀板巖；南華系下統(tǒng)蓮沱組，下部巖性為含礫石英砂巖或石英砂巖，中部為長石石英砂巖；上部為灰色長石石英雜砂巖、粉砂巖、細(xì)砂巖； 南華系上統(tǒng)南沱組冰磧含礫砂巖；震旦系下統(tǒng)陡山沱組，下部巖性為白云巖，中部為黑色頁巖、含炭質(zhì)粘土巖，上部為灰質(zhì)白云巖、灰?guī)r；上統(tǒng)老堡組，巖性為硅質(zhì)巖、頁巖；寒武系下統(tǒng)牛蹄塘組炭質(zhì)頁巖、頁巖、含炭質(zhì)粘土巖、粉砂質(zhì)粘土巖，寒武系下統(tǒng)石牌組頁巖夾粉晶灰?guī)r、泥質(zhì)、鈣質(zhì)頁巖。其中震旦系下統(tǒng)陡山沱組為區(qū)內(nèi)的主要含礦層。

陡山沱組：分布于礦區(qū)中部，呈近東西向展布，傾向327°～12°，傾角29°～85°，與下伏南沱組呈平行不整合接觸。根據(jù)巖性組合特征，可劃分為三段。

一段：白云巖、灰-深灰色，風(fēng)化后為棕褐色，微晶結(jié)構(gòu)，塊狀構(gòu)造，白云石含量達(dá)95%左右，其次為方解石3%、石英、黃鐵礦及泥質(zhì)、炭質(zhì)物。該層底部有層間破碎帶，巖石常呈破裂及角礫狀，并伴有石英脈充填。近地表風(fēng)化呈鐵錳帽狀，為層間破碎帶AP1發(fā)育部位，是鉛鋅礦的主要賦存空間。

二段：灰黑色頁巖、含炭質(zhì)粘土巖，風(fēng)化后呈灰白及灰色，泥質(zhì)結(jié)構(gòu)，平行紋層理構(gòu)造，巖石由含炭質(zhì)多寡而顯紋層，層厚5cm～10cm，黃鐵礦呈條帶狀及透鏡狀定向排列，易風(fēng)化形成褐鐵礦“結(jié)核”，常有石英脈穿切。

三段：灰色泥質(zhì)灰?guī)r，泥質(zhì)結(jié)構(gòu)，薄—中層狀構(gòu)造，礦物成分：方解石50%～55%，水云母、高嶺石類45%～50%，黃鐵礦、石英小于l%。頂部以頁巖與上覆老堡組分界。

2.2 構(gòu)造

2.2.1 褶皺

方山倒轉(zhuǎn)背斜：其軸部位于方山，背斜軸走向約70°，受冷家溪群“基底”的影響，呈“7”字形展布，向東傾伏，向西撒開，核部由冷家溪群構(gòu)成，兩翼由震旦-奧陶系地層組成；東南翼傾向130°～160°，傾角30°～50°，北翼傾向170°～180°，局部傾向300°～350°，傾角較陡60°～85°。

2.2.2 斷裂

區(qū)內(nèi)斷裂構(gòu)造主要為東西向斷裂構(gòu)造F1。

F1：位于礦區(qū)中部，產(chǎn)于南華系南沱組底部，走向呈近東西向，傾向328°～11°，局部傾向137°～200°，傾角55°～80°，長約4.2km，寬2m～10m，斷裂破碎帶由破裂巖、角礫巖、碎裂巖等構(gòu)成，角礫多為板巖、砂巖、冰磧含礫砂巖等，呈次棱角狀，大小混雜，以硅質(zhì)、碎屑等膠結(jié)；下盤界面較粗糙，上盤接觸面較平直，破碎帶上下盤接觸帶具揉皺，且裂隙發(fā)育，裂隙內(nèi)多由石英脈充填。斷裂早期表現(xiàn)為壓扭性，晚期表現(xiàn)為張扭性，為一壓扭性逆斷層，造成蓮沱組地層基本缺失，使南沱組冰磧含礫砂巖與冷家溪群板巖直接接觸。

2.2.3 層間破碎帶

層間破碎帶AP1：為本區(qū)的主要控礦構(gòu)造，貫穿全區(qū)，向東西兩側(cè)延伸至區(qū)外，地表破碎帶寬0.5m～5.85m，平均2.60m，傾向以330°～15°為主，局部傾向170°～180°，傾角60°～86°。地表破碎帶經(jīng)風(fēng)化淋濾后形成土狀的棕褐色鐵錳帽，破碎帶內(nèi)見大量脈狀、團(tuán)塊狀石英。

深部破碎帶寬0.57m～10.52m，傾向330°～15°，局部南傾，傾角向深部逐漸變陡，傾角79°～87°，局部近直立。破碎帶由碎裂白云巖組成，具硅化、黃鐵礦化等蝕變。深部沿傾向呈逐漸增厚趨勢，破碎帶石英脈、方解石脈發(fā)育，黃鐵礦呈團(tuán)塊狀、細(xì)脈狀分布，鉛鋅礦體呈團(tuán)塊狀、脈狀、浸染狀分布。

2.3 脈巖

主要為閃斜煌斑巖脈，一般沿不同巖性接觸面出現(xiàn)，厚度1m～2m，礦物成分為斜長石40%～50%、角閃石30%～40%，石英1%～5%、褐鐵礦、磁鐵礦1%～3%，地表由于次變原因，角閃石已被氧化鐵取代，長石幾乎全部形成絹云母。

2.4 蝕變

主要為硅化、黃鐵礦化、絹云母化、重晶石化、碳酸鹽化等，其中硅化、黃鐵礦化與鉛、鋅礦化關(guān)系密切。

硅化：主要分布于斷裂破碎帶、層間破碎帶中，多呈細(xì)脈狀產(chǎn)出。呈乳白色、少量呈灰白色，脈寬0.1cm～0.5cm，最寬達(dá)2cm，延伸不等，長幾厘米至數(shù)米。

黃鐵礦化：主要有二期，早期與各地層成巖同期形成，呈顆粒狀；晚期多沿破碎帶及圍巖裂隙分布，通常與硅化相伴。

早期黃鐵礦多呈顆粒狀、晶體狀，分布于各地層巖石中，大小0.5mm～3mm，結(jié)晶程度高，立方晶型完整，地表多氧化為褐色褐鐵礦，保留有黃鐵礦晶體殘像。

晚期黃鐵礦呈細(xì)脈狀、浸染狀、顆粒狀分布于破碎帶及圍巖的裂隙中，其中細(xì)脈狀、浸染狀、星點(diǎn)狀黃鐵礦多為半自形晶粒狀。淺表黃鐵礦多氧化成褐色-褐黃色團(tuán)塊狀、不規(guī)則狀褐鐵礦，保留黃鐵礦假象，深部以浸染狀、細(xì)脈狀黃鐵礦為主，偶見由星點(diǎn)狀集合體組成細(xì)脈狀、條帶狀黃鐵礦。

碳酸鹽化：呈脈狀分布。主要分布于層間破碎帶和煌斑巖中，層間破碎帶中主要為白云石化，白云石多呈脈狀產(chǎn)出，脈寬0.1cm～1cm，雜亂分布，并常被石英脈切穿?；桶邘r中主要以方解石化為主，斜長石強(qiáng)方解石化，局部方解石呈脈狀分布。

2.5 地球物理特征

區(qū)內(nèi)實(shí)施的激電中梯、激電測深物探綜合剖面成果顯示，激電中梯的視電阻率及視極化率異常分布位置與電測深視電阻率斷面等值線形態(tài)基本一致，與地層剖面地層分布特征吻合。其低阻、高極化異常均為隱伏的陡山沱組炭質(zhì)頁巖及炭質(zhì)粘土巖等低阻地層所引起，高阻、低極化異常為小木坪組粉砂質(zhì)板巖及絹云千枚狀板巖及震旦系陡山沱組白云巖地層所引起。

2.6 地球化學(xué)特征

根據(jù)區(qū)內(nèi)巖石地球化學(xué)背景值圈出了4處原生暈異常，其中2處鉛異常（Pb1、Pb2），2處鋅異常（Zn1、Zn2）。Pb、Zn異常大致呈帶狀，分布范圍與陡山沱地層及層間破碎帶AP1一致，異常受地層影響明顯。

鉛異常（Pb1）：（異常與鋅異常Zn1疊加）異常長2600m，寬10m～80m，最小值57.3×10-6，最大值133.9×10-6，平均值81.6×10-6，呈東西向展布，異常范圍與震旦系陡山沱組層間破碎帶AP1及陡山沱組地層出露圍吻合較好。鋅異常Zn1，異常長700m，寬60m，最小值185.0×10-6，最大值為1782.6×10-6，鋅異常平均值755.7×10-6。

鋅異常（Zn2）：（異常與鉛異常Pb2疊加）呈東西向展布，長2700m，寬20m～60m，最小值84.0×10-6，最大值292.3×10-6，平均值208.1×10-6，異常范圍與震旦系陡山沱組層間破碎帶AP1及陡山沱組地層出露吻合較好。鉛異常Pb2，異常長800m，寬60m，最小值36.50×10-6，最大值為277.4×10-6，鋅異常平均值173.3×10-6。

3 礦體地質(zhì)特征

礦區(qū)共圈出地表氧化鉛礦體9個(gè)，礦體編號(hào)PbⅠ-1～PbⅠ-9。深部原生鉛鋅礦體3個(gè)，編號(hào)為PbZnⅡ、PbZnIII-1、PbZnIII-2。

3.1 氧化鉛礦體特征

地表氧化鉛礦體9個(gè)，礦體主要分布于區(qū)內(nèi)中部的雙港橋至西沖一帶，賦存于震旦系下統(tǒng)陡山沱組底部近東西向?qū)娱g破碎帶AP1的氧化層中，呈簡單的層狀、似層狀，傾向320°～25°，傾角47°～82°，礦體長70m～1870m，厚1.11m～5.39m，Pb+Zn品位1.5%～3.38%，含礦巖性由碎裂白云巖組成，地表風(fēng)化呈土狀的棕褐色鐵錳帽，破碎帶具硅化、褐鐵礦化；底板為冰磧含礫砂巖，界線清晰，頂板為白云巖，大部分地段呈過渡漸變關(guān)系，僅局部界線清楚。

3.2 原生鉛鋅礦體特征

深部圈出鉛鋅礦體3個(gè)，即PbZnⅡ、PbZnIII-1、PbZnIII-2礦體。

PbZnⅡ號(hào)礦體。

為本區(qū)主礦體，分布于礦區(qū)中部，礦體賦存于震旦系下統(tǒng)陡山沱組底部近東西向?qū)娱g破碎帶AP1中，走向近東西向，礦體呈簡單的層狀、似層狀，礦體長1420m，傾向北，傾角81°～89°，向深部逐漸變陡呈近直立；礦體厚0.33m～2.49m，Zn品位0.74%～6.76%，Pb品位0.34%～2.6%。

PbZnIII-1礦體。

由鉆孔揭露，礦體長220m，走向近東西向，礦體呈簡單的層狀、似層狀，傾向北，傾角85°，厚2.30m，鋅品位2.06%，鉛品位2.62%。

PbZnIII-2礦體

由鉆孔揭露，礦體長300m，走向近東西向，礦體呈簡單的層狀、似層狀，傾向北，傾角79°～89°，厚1.57～1.92m，Zn品位1.58%～1.86%，Pb品位0.14%～1.24%。

礦體巖性為含鉛鋅礦化碎裂白云巖、碎裂白云巖，礦體直接底板為南華系南沱組的冰磧含礫砂巖，界線清晰，頂板為震旦系陡山沱組的白云巖，界線較清晰，局部呈過渡漸變關(guān)系。

伴生有益元素主要為銀、鈷，Ag品位1g/t～29.20g/t，平均8.4g/t；鈷品位0.01%～0.08%，平均0.02%，均達(dá)到綜合回收利用要求。

據(jù)探礦工程揭露的情況分析，礦體整體上，沿傾向厚度逐漸變厚，品位呈逐漸增高趨勢。

3.3 礦石特征

淺表氧化鉛鋅礦礦石礦物為方鉛礦、閃鋅礦和褐鐵礦，以褐鐵礦為主。脈石礦物為石英（脈）、絹云母1%～10%、粘土質(zhì)等；原生鉛鋅礦礦石礦物成份較簡單，金屬礦物為閃鋅礦、方鉛礦和黃鐵礦，脈石礦物主要為白云石、石英及方解石等。

淺表氧化鉛鋅礦礦石結(jié)構(gòu)以碎裂結(jié)構(gòu)為主，多氧化呈土狀結(jié)構(gòu)。礦石構(gòu)造為網(wǎng)脈狀構(gòu)造、團(tuán)塊狀構(gòu)造。

原生鉛鋅礦礦石結(jié)構(gòu)主要為自形—它形粒狀結(jié)構(gòu)、碎裂結(jié)構(gòu)，方鉛礦、閃鋅礦、黃鐵礦等金屬礦物呈半自形—它形粒狀結(jié)構(gòu)，粒徑大小不一。礦石構(gòu)造主要為浸染狀構(gòu)造、細(xì)脈狀構(gòu)造、角礫狀構(gòu)造，塊狀構(gòu)造。

礦石的化學(xué)成份，以富硅、鋁、鉀，而貧鈣、鎂為特征。有用組份除鉛鋅礦外，伴生有銀、鈷、鎘和硫。整個(gè)礦床地表氧化礦以鉛為主，深部硫化礦以鋅為主，僅局部鉛較高。

礦石類型：根據(jù)礦區(qū)礦石礦物成份，地表氧化礦礦石自然類型為褐鐵礦方鉛礦閃鋅礦礦石。硫化礦礦石自然類型為黃鐵礦閃鋅礦方鉛礦礦石、黃鐵礦方鉛礦閃鋅礦礦石。

根據(jù)礦石中有用組分的不同，主要有含鉛鋅礦石、含鋅鉛礦石、鉛鋅礦石、鋅鉛礦石。淺表氧化礦以鉛為主的鉛鋅礦石、硫化礦以鋅為主的鋅鉛礦石。

4 礦床成因探討

4.1 控礦因素

4.1.1 地層與成礦

礦體賦存于震旦系下統(tǒng)陡山沱組地層中，礦床的化探濃集中心分布規(guī)律與賦礦地層的分布特征一致，Pb、Zn成礦元素平均含量為克拉克值的幾倍，表現(xiàn)出局部明顯富集，是本區(qū)主要成礦元素的礦源層。礦體頂板震旦系陡山沱組的白云巖、頁巖等所起的屏蔽作用亦為不可缺少的因素。

4.1.2 構(gòu)造與成礦

區(qū)內(nèi)斷裂F1及層間破碎帶AP1具多期次活動(dòng)特征，F(xiàn)1后期張扭性裂隙發(fā)育，形成含礦熱液有利的運(yùn)輸通道，是本礦區(qū)的導(dǎo)礦構(gòu)造，成礦熱液沿著層間破碎帶運(yùn)移、鉛鋅礦體主要賦存于層間破碎帶AP1張性、張扭性裂隙中，層間破碎帶AP1是鉛鋅礦的導(dǎo)礦、容礦構(gòu)造。

4.2 礦床成因

4.2.1 成礦物質(zhì)來源

礦區(qū)出露巖性均為沉積巖，未見巖漿巖，局部見有煌斑巖脈出露。因此礦物質(zhì)來自巖漿及巖漿熱液的可能性極小，在陡山沱地層中的白云巖地層中Pb、Zn元素的平均含量為地殼中Pb、Zn元素克拉克值的幾倍，呈相對富集狀態(tài)，使本區(qū)具備了成礦物質(zhì)來源條件。

4.2.2 同位素特征

前人測定層間破碎帶礦石中黃鐵礦的硫同位素為δS34‰為14.38～28.45，屬于沉積—淺變質(zhì)巖的范圍，石英氧同位素δO18‰值為15.51～20.15，成礦物質(zhì)來源于沉積—變質(zhì)巖類地層，為變質(zhì)作用及構(gòu)造作用產(chǎn)生的熱水溶液成礦。

4.2.3 成礦溫度及成礦壓力

層間破碎中流體包裹體以液體包裹體為主，含少量液體CO2包裹體，未發(fā)現(xiàn)氣相包裹體。成礦流體溫度245℃～100℃，壓力360巴～500巴，屬中淺成、中低溫?zé)嵋骸?/p>

4.2.4 成礦構(gòu)造

礦床主要受構(gòu)造控制，礦體賦存于震旦系下統(tǒng)陡山沱組一段底部層間破碎帶AP1中。因此AP1層間破碎帶既是導(dǎo)礦構(gòu)造也是容礦構(gòu)造。

綜合上述特征，該礦床可初步定義為碳酸鹽巖型層控礦床，區(qū)內(nèi)震旦系陡山沱組為一套碳酸鹽巖地層，為本礦區(qū)的礦源層，晉寧-印支時(shí)期形成的形成的基底構(gòu)造及層間破碎帶，構(gòu)造運(yùn)動(dòng)導(dǎo)致地層及構(gòu)造中的地下水熱液活動(dòng)，使成礦元素在地層中初步富集，燕山運(yùn)動(dòng)時(shí)期構(gòu)造復(fù)活，并有煌斑巖脈貫入，在熱液作用下，對地層中初步富集的鉛、鋅成礦元素進(jìn)行溶濾、萃取，在一定溫度、壓力條件作用下，含礦熱流體沿構(gòu)造通道運(yùn)移，于層間破碎帶裂隙中匯集成礦。

成因類型為：中低溫?zé)嵋撼涮顚娱g破碎帶型鉛鋅礦床。

4.3 找礦標(biāo)志

區(qū)內(nèi)鉛鋅礦主要產(chǎn)于下震旦統(tǒng)陡山沱組底部層間破碎帶碎裂白云巖中，區(qū)內(nèi)的找礦標(biāo)志總結(jié)如下：

區(qū)內(nèi)陡山沱組白云巖是本區(qū)重要的含礦地層，其層間破碎帶AP1是鉛鋅多金屬礦的主要賦存空間，地表深褐色鐵錳帽是區(qū)內(nèi)尋找鉛鋅礦的直接標(biāo)志。區(qū)內(nèi)圍巖蝕變以硅化、毒砂化、黃鐵礦化、碳酸鹽化為主，其中硅化、黃鐵礦化與鉛、鋅礦化關(guān)系密切，是尋找鉛鋅礦的一項(xiàng)重要標(biāo)志。

5 結(jié)論

大坪鉛鋅礦床為嚴(yán)格受層位及構(gòu)造控制的中低溫?zé)嵋撼涮顚娱g破碎帶型鉛鋅礦床，地表深褐色鐵錳帽是區(qū)內(nèi)尋找鉛鋅礦的直接標(biāo)志，礦體整體上沿傾向厚度逐漸變厚、品位逐漸增高，深部是尋找工業(yè)礦體的有利部位，同時(shí)層間破碎帶沿方山背斜兩翼延伸穩(wěn)定，為主要找礦方向。