鉛鋅礦賦存條件及礦床成因

田青男

由于各地區(qū)對礦區(qū)范圍內(nèi)的水文地質(zhì)條件復(fù)雜程度進(jìn)行分析時，前期預(yù)計不足，結(jié)合目前現(xiàn)有的詳查階段布置的水文地質(zhì)工作量普遍比較少，所以很難對礦區(qū)水文地質(zhì)條件進(jìn)行分析，無法滿足未來礦產(chǎn)在開采時的個性化需求?；诖?，針對鉛鋅礦本身礦體特點，對礦體圍巖為石碳系中的砂巖、板巖等進(jìn)行詳細(xì)分析。根據(jù)分析和深入探究結(jié)果，發(fā)現(xiàn)鉛鋅屬于低溫?zé)嵋航淮涮畹你U鋅礦床。

1 礦區(qū)地質(zhì)

據(jù)《區(qū)域地質(zhì)調(diào)查報告》（常德幅1：20 萬）資料，工作區(qū)地層主要以第四系為主，其次，工作區(qū)及外圍出露的地層從老到新有元古界板溪群、古生界的寒武系、奧陶系與志留系及中生界白堊系。

1.1 礦區(qū)含礦地層系統(tǒng)

梵凈山組（Ptbn1l）：巖性為灰黃、灰白色厚層板狀頁巖、千枚狀頁巖或板巖，單層厚1m ～2m，中夾灰黃色厚層中至細(xì)粒變質(zhì)砂巖，偶見厚層變質(zhì)粉砂巖夾層。厚度300m 以上。

馬底驛組（Ptbn2m）：紫紅色條帶狀板巖、砂質(zhì)板巖，夾變質(zhì)粉砂巖和細(xì)粒砂巖以及灰綠色砂質(zhì)板巖。頂部為灰綠色薄層變質(zhì)細(xì)砂巖與砂質(zhì)板巖互層，底部為灰綠色厚層中粒變質(zhì)含長石石英砂巖。厚度2300m 以上。

五強溪組（Ptbn2w）：下段：灰白色厚層粗至中粒石英砂巖、長石石英砂巖、礫狀砂巖，少量變質(zhì)砂礫巖，偶見灰綠色板巖夾層。上段：雜色、灰黑色條帶狀變質(zhì)凝灰?guī)r、凝灰質(zhì)砂巖、凝灰質(zhì)板巖，夾條帶狀含砂質(zhì)板巖、變質(zhì)凝灰質(zhì)長石砂巖和凝灰質(zhì)硅質(zhì)巖。厚度250m 以上。

寒武系中統(tǒng)(∈2)：下組∈12為灰黑色泥質(zhì)白云巖、黑色頁巖、泥質(zhì)條帶灰?guī)r及泥灰?guī)r。太陽山西麓未見白云巖，以泥質(zhì)灰?guī)r及黑、黃色頁巖為主，厚187m ～232m。上組∈22 為灰色泥質(zhì)條帶狀灰?guī)r夾白云巖，厚140m ～233m。寒武系上統(tǒng)(∈3)：下組∈13 為灰色中厚層含白云質(zhì)泥質(zhì)條帶灰?guī)r夾薄層灰?guī)r及竹葉狀灰?guī)r，厚230m ～299m。上層∈23為灰色厚層條帶狀泥質(zhì)灰?guī)r夾竹葉狀灰?guī)r及泥質(zhì)灰?guī)r，厚445m ～525m。產(chǎn)狀為270°～315°∠15°～20°。

該組地層主要分布于太陽山西麓及石板灘、落子山一帶，并在太陽山與落子山之間零星出露。

印渚埠組（O1y）：下部為灰至深灰色厚層條帶狀泥質(zhì)灰?guī)r，夾灰色中厚層灰?guī)r，底部見一厚層角礫狀灰?guī)r。中部為灰色中至厚層泥灰?guī)r、白云巖、白云質(zhì)灰?guī)r、條帶狀泥巖灰?guī)r夾生物灰?guī)r。上部為黃綠色頁巖夾紫紅、灰綠等雜色中厚層生物灰?guī)r。厚488m ～597m。產(chǎn)狀為275°∠10°。

寧國組（O1n）：黃綠色頁巖、鈣質(zhì)頁巖及砂質(zhì)頁巖，厚146m ～195m。區(qū)域內(nèi)零星分布于蔡家崗，產(chǎn)狀為239°∠25°、213°∠21°。

印渚埠組（O1y）在雷公廟有零星出露，寧國組（O1n）在蔡家崗有零星出露。與下伏地層整合接觸。

1.2 構(gòu)造

太陽山隆起屬早—晚期新華夏系構(gòu)造。工作區(qū)位于太陽山隆起的西部。該隆起由復(fù)式緊密背斜、向斜褶皺組成，呈NE20°方向展布。背斜核部為冷家溪群地層，兩翼由板溪群-志留系地層組成。傾向北西，傾角30°～64°。在震旦系、寒武系中出現(xiàn)壓扭性斷裂和緊密褶皺或倒轉(zhuǎn)褶皺，其發(fā)育方向與凸起方向整體一致。東翼被白堊系-第三系地層覆蓋，并被斷裂截切而構(gòu)成東部邊界。

洞庭湖盆地的邊緣地帶是本次重點研究區(qū)域，此地帶地處剝蝕構(gòu)造、海拔1000m 溶蝕之間，處于地質(zhì)構(gòu)造運動時期，地殼發(fā)生多次變化，河洑-臨澧隱伏斷裂呈現(xiàn)在太浮山與太陽山之間，以斷裂帶為分界線，西側(cè)位置下降情況明顯，出現(xiàn)一個窄長湖彎在研究區(qū)北東東向，可將該位置歸屬于臨澧斷陷的延伸部分，其沉積深度可達(dá)160m，第三系和第四系沉積深度可達(dá)80m，沖擊沖湖積高階地在區(qū)域地形劃分處，斷裂帶分界線的東側(cè)位置上升情況明顯，有20m 的紅色粘土沉積在斷裂帶表面，殘丘坡地形態(tài)明顯，經(jīng)深入勘查發(fā)現(xiàn)，研究區(qū)域內(nèi)下伏地層分布寒武系中上統(tǒng)(∈2-3)、奧陶系下統(tǒng)印渚埠組（O1y）灰?guī)r、泥灰?guī)r、白云巖、泥質(zhì)灰?guī)r。

1.3 礦床與圍巖

鉛鋅礦床賦存于奧陶系下統(tǒng)印渚埠組地層（O1y）中，屬覆蓋型巖溶礦床，呈層狀產(chǎn)出，地層總體走向北北東～南南西，傾向北西西，傾角7°～10°，礦床地面形態(tài)中間低、四周高的低緩丘陵狀，自然地面標(biāo)高最高為75.06m、最低為48.91m。

據(jù)原有勘查資料，礦體分布在207 國道西側(cè)南北長約2000m，東西寬約300m ～700m，埋深一般3.85m ～33.7m，與上伏第四系粘土層的接觸面起伏不大。

由于勘探區(qū)域范圍內(nèi)受到變質(zhì)影響和作用，一般都會表現(xiàn)成熱液蝕變的作用，目前比較常見的有硅化以及黃鐵礦化等。壓軸性斷層、矽卡巖外側(cè)、擠壓斷層區(qū)域常出現(xiàn)地質(zhì)礦物硅化情況，分布形態(tài)以條帶狀為主，石英是勘查區(qū)的主要地質(zhì)礦物。硅質(zhì)礦石及周邊的地質(zhì)礦物會出現(xiàn)黃鐵礦化，分布方式以浸染狀、薄膜狀為主。通常是由礦體向外含量增加，礦物硅化較好礦石類型為板巖、碳質(zhì)板巖。

1.4 巖漿活動

在目前整個勘探區(qū)域范圍內(nèi)并沒有看到巖漿巖出露的情況，但是由于整個勘探區(qū)域正處于向斜至背斜的轉(zhuǎn)折端。與此同時，整個區(qū)域范圍內(nèi)的地層有不同程度的撓曲現(xiàn)象，所以在勘探區(qū)域范圍內(nèi)，結(jié)合實際要求，發(fā)現(xiàn)其存在多組順地層縱向的壓扭性斷裂問題。結(jié)合該問題進(jìn)行分析時，發(fā)現(xiàn)其整個區(qū)域的特殊性，促使整個勘探區(qū)逐漸形成一個下部相對比較舒張，上部比較緊閉的狀態(tài)。除此之外，北部區(qū)域呈現(xiàn)出比較舒張的狀態(tài)，而南部區(qū)域則處于比較緊閉的環(huán)境，這種環(huán)境促使整個深部巖漿所承受的溫壓條件勢必會呈現(xiàn)出一系列的變化。所以在現(xiàn)有諸多因素條件的影響下，要結(jié)合實際要求，將以含礦熱或者是含汽的液流體形式，直接以快速合理的方式運送到地表附近位置處，以此來實現(xiàn)有針對性的聚集處理。由于受到垂直在斷裂走向的剪切力帶來的一系列，壓扭性斷裂兩盤基本上都會呈現(xiàn)出不同程度、不同狀態(tài)的張扭性次級的小斷裂發(fā)育情況?；诖耍Y(jié)合實際要求，積極采取有針對性的對策，促使熱液可以與圍巖之間呈現(xiàn)出充分的接觸，這種形勢下其自身可以呈現(xiàn)出的發(fā)生交代作用相對明顯，同時還可以逐漸在實踐中創(chuàng)造良好條件，為成礦提供可靠空間作為支持。由此可以看出，在目前整個勘探區(qū)域范圍內(nèi)的深部以及外圍巖巖漿活動實施過程中，對勘探區(qū)域范圍內(nèi)鉛鋅多金屬硫化物礦床的形成具有非常重要的影響和作用。

1.5 圍巖蝕變

由于整個勘探區(qū)受到變質(zhì)影響和作用，其一般呈現(xiàn)出熱液蝕變的影響和作用?，F(xiàn)如今比較常見的蝕變主要集中體現(xiàn)在矽卡巖化、硅化等各方面。需要注意的是矽卡巖化與鉛鋅礦化之間具有非常密切的聯(lián)系。矽卡巖化比較常見在鉛鋅礦體或者是周邊位置處，在整個空間位置上需要緊緊依靠擠壓性的斷層或者是壓扭性的斷層上下盤進(jìn)行具體操作，同時其自身呈現(xiàn)出似層狀。以大透鏡的方式呈現(xiàn)出來，其中主要以透輝石、陽起石等組合而成，矽卡巖外圍經(jīng)常會伴有一定的硅化現(xiàn)象，同時還會涉及到部分綠泥石化問題。在硅化方面，比較常見在矽卡巖外圍或者是具有擠壓性特征的斷層、擠扭性斷層兩盤位置處，其自身呈現(xiàn)出條帶狀分布狀態(tài)，包括石英等，同時還會涉及到黃鐵的礦化現(xiàn)象。在黃鐵礦化中，其通常集中體現(xiàn)在礦體的周邊位置處，同時還會涉及到硅質(zhì)巖或者板巖當(dāng)中，呈現(xiàn)出薄膜狀態(tài)，同時以浸染的狀態(tài)分布其中。其通常是直接由礦體逐漸向外含量進(jìn)行提升，尤其是在板巖或者是炭質(zhì)板巖當(dāng)中的發(fā)育狀態(tài)相對比較明顯，其中涉及到的礦物質(zhì)包括黃鐵礦等。綠泥石化通常集中體現(xiàn)在壓扭性斷層對應(yīng)的擠壓破碎帶或者是層間滑動面、層里面之上，礦體的周邊比較常見于綠泥石的發(fā)育狀態(tài)，呈現(xiàn)出片狀的狀態(tài)，薄膜狀呈現(xiàn)出明顯的分布趨勢，對后續(xù)的蝕變形成等都可以提供便利條件。

Remark 4.The load characteristics of the EHA system can be improved by increasing the maximum output torque of the motor,reducing the rotational inertia of the motor-pump group,and adopting the double-motor-pump group configuration.At the same time,the dynamic characteristic will also be increased.

2 礦床工程成因以及地質(zhì)條件綜合評價

目前整個礦區(qū)范圍內(nèi)的V1礦體本身具有非常良好的代表性特征，V1礦體賦存在石碳上統(tǒng)空樹河組二段二壓段當(dāng)中，由于受到F1斷層以及其自身次級斷層控制等諸多因素的影響，其明顯緊緊依靠在斷層的兩盤矽卡巖當(dāng)中。探究地層產(chǎn)出情況發(fā)現(xiàn)地層組成由矽卡巖切空樹河構(gòu)成，礦體的整體傾斜角度為30°，傾斜方向以西北方向為主，部分位置傾向于北東側(cè)，傾斜角度大約為90°，順傾角的大致走向控制勘查距離大約為400m 左右，向下延伸范圍最長控制范圍在300m 以內(nèi)，礦體的整體展現(xiàn)出層狀。另外，礦體內(nèi)部出現(xiàn)少量的礦石分枝復(fù)合、夾石情況，礦體厚度大致為10m 左右，厚度的變化系數(shù)控制在63.72%左右。單工程鋅品位1.24ω%～11.36ω%，平均鋅品位5.13ω%，品位變化系數(shù)61.50%。

2.1 礦床成因

針對整個勘探區(qū)域范圍內(nèi)的背斜轉(zhuǎn)折端展開深入分析時，其在地表裸露出來的石炭系上統(tǒng)空樹河組一段以及二段淺變質(zhì)砂巖或者是石英砂巖當(dāng)中會夾雜著部分白云質(zhì)灰?guī)r。結(jié)合目前整個山體傾斜軸向展開深入分析時，其自身靠近南北向，同時坡背斜軸向北偏東42°，這種形勢下，整個勘探區(qū)域范圍內(nèi)的地層相繼會出現(xiàn)不同程度的撓曲或者是壓扭性斷裂等情況，進(jìn)而導(dǎo)致其上部相對比較緊閉，而下部則相對比較舒張。同時，南部比較緊閉，而北部則呈現(xiàn)出相對比較舒張的空間環(huán)境。據(jù)常德縣志記載，該區(qū)在歷史上發(fā)生過10 次地震。其中最大的一次是1631 年8 月14 日太陽山地震，震級6.5 級，震中烈度7 度。據(jù)記載當(dāng)時“夜震有聲如雷，地裂黑泉涌高2 丈～3 丈，田池覆陷，腥氣逼人，房倒樹折，壓死人畜無數(shù)，男女皆露宿月余，地震連續(xù)三年不止?！贝舜蔚卣鸩昂稀⒑?、江西、安徽等省，破壞帶總長1000 公里。

水環(huán)境方面，據(jù)本次工作調(diào)查，礦山開采使周邊地下水位下降，局部水井干涸均有發(fā)生；氣象因素2013 年即有連續(xù)40 多天干旱影響，也不能為周邊地下水位下降免責(zé)。現(xiàn)狀因礦坑排水影響范圍達(dá)10km2以上，所幸下降幅度不大，現(xiàn)狀評價礦山開采排水對地下水位下降、巖溶地面塌陷影響較輕。

結(jié)合整個鉛鋅礦床現(xiàn)狀，發(fā)現(xiàn)其巖漿活動相對比較頻繁，具有非常多期次性的特征，尤其是在下部相對比較舒張的空間環(huán)境當(dāng)中，可以促使地幔巖漿不斷快速上侵，其自身的混熔地殼時間相對比較短，同時其中含有的成分也比較少，最初形成的初始巖漿本身鎂鐵含量過高。由于構(gòu)造再次活動，后期的巖漿不斷上侵，同時由于周邊的溫壓一直在不斷下降，促使巖漿在整個結(jié)晶過程中勢必會出現(xiàn)分異等情況，與此同時，大量的H2O 等多金屬會不斷富集，所以在巖漿活動初期范圍內(nèi)，在中深部分異當(dāng)中的中性巖漿形成的二長閃長巖中，含有相對比較豐富的成礦元素。大量的H2O 等揮發(fā)份集中在未結(jié)晶的殘留巖漿當(dāng)中，此時殘留巖漿可以逐漸形成由硅酸鹽晶體、低熔組分硅酸鹽熔體等組合而成的多相共存的混合體系?；诖?，成礦流體與早期已經(jīng)形成的二長閃長巖當(dāng)中的造巖礦物發(fā)生一系列的堿交代，從中提取原造巖礦物當(dāng)中的成礦元素，進(jìn)而逐漸進(jìn)入到成礦流體當(dāng)中，促使成礦元素在整個混合體系當(dāng)中可以實現(xiàn)富集?；旌象w系的不斷上侵，周邊的溫壓會呈現(xiàn)出持續(xù)性的下降狀態(tài)，導(dǎo)致成礦母巖與成礦流體之間呈現(xiàn)出明顯的分離狀態(tài)，分離之后的成礦流體普遍都是以水或者是汽為主體，其中包括富堿等，具有非常強的流動性特征，同時還可以體現(xiàn)出一定的化學(xué)活躍性。成礦流體會直接被看作是成礦元素中非常重要的載體，可以直接向壓力釋放的內(nèi)部構(gòu)造空間進(jìn)行不斷的遷移或者是聚集，成礦流體展現(xiàn)出持續(xù)的分異形態(tài)主要是在遷移過程，成礦流體在交代作用下，礦石出現(xiàn)了大量的堆積。在這一背景下，出現(xiàn)了從內(nèi)向外的高、中、低溫?zé)嵋旱V床，在與礦床地質(zhì)活動位置較為接近區(qū)域附近，成礦流體與圍巖會出現(xiàn)交代形成的矽卡巖，鉛鋅等各種成礦元素可以得到富集之后成礦，以此來逐漸形成低溫?zé)嵋航淮畛涞你U鋅礦床。

2.2 礦石質(zhì)量

該區(qū)域范圍內(nèi)的不同礦石質(zhì)量具有明顯的差異性，在礦石礦物方面，區(qū)域內(nèi)的礦體礦石礦物組成相對比較便利，有用的礦物一般以閃鋅礦為主，同時還會涉及到磁黃鐵礦、黃鐵礦等，其中次生礦物包括白鉛礦等。脈石礦物在整個勘探區(qū)域范圍內(nèi)，礦體的脈石礦物一般都是以透輝石等為主，次為白云石、石英等。礦石結(jié)構(gòu)中主要以粒狀、鑲嵌、斑狀結(jié)構(gòu)等組合而成。除此之外，在礦石構(gòu)造方面，礦石的構(gòu)造基本上都是以浸染狀、團塊狀為主，次為條狀帶、細(xì)脈狀構(gòu)造。

礦石化學(xué)成分分析中，綜合分析現(xiàn)階段已上交的地質(zhì)礦物樣品，大部分地質(zhì)礦物樣品內(nèi)的鋅元素含量已符合工業(yè)級要求。對鋅礦品位測定后發(fā)現(xiàn)平均品位可達(dá)到5ω%，個別地質(zhì)礦物樣品的鉛品位達(dá)到0.03ω%～1.53ω%這一范圍。在此基礎(chǔ)上，分析常見的地質(zhì)礦物樣品，并融合組合分析法，從經(jīng)過組合的地質(zhì)礦物樣品中挑選出兩個樣品，進(jìn)行光譜分析，所得出的研究結(jié)果為研究礦區(qū)內(nèi)鋅礦可開發(fā)的銅、銀伴生金屬。結(jié)合光譜分析研究結(jié)果，對其中涉及到的組合分析樣進(jìn)行組合，經(jīng)過分析后得出整個勘探區(qū)域范圍內(nèi)可以實現(xiàn)綜合利用的伴生金屬元素有鉛、銀等，平均含量為銀16.36g/t、鉛0.99ω%。

2.3 礦床開采帶來的一系列影響

2.3.1 對地質(zhì)環(huán)境的影響

在針對礦床進(jìn)行開采時，整個區(qū)域范圍內(nèi)或者是邊坡影響范圍內(nèi)的地表都會出現(xiàn)一系列的變形，對地質(zhì)環(huán)境進(jìn)行改造和升級，一般都是以重災(zāi)區(qū)為主。鉛鋅礦床在整個開采過程中，要結(jié)合實際情況，對綜合利用部分進(jìn)行刨除處理之后，對地質(zhì)環(huán)境并不會造成過于嚴(yán)重的影響。

2.3.2 對水資源影響

礦山主要是以露天凹陷開采為主，其自身的最低開采標(biāo)高為-65m，其主要是位于地下水變動帶以下，礦床的開采勢必會導(dǎo)致地下水位不斷下降。結(jié)合實際情況展開深入分析，礦床開采對地下水位的下降勢必會產(chǎn)生一系列的影響。礦床開采過程中，很有可能會導(dǎo)致水當(dāng)中的懸浮物含量有所增加，但是由于巖石以及礦石自身的化學(xué)成分具有良好穩(wěn)定性，并不容易分解出有毒有害成分。同時，在整個采區(qū)范圍內(nèi)并不會出現(xiàn)任何的污染源，所以水化學(xué)成分并不會出現(xiàn)相對比較明顯的變化。

2.3.3 可能會引起的地質(zhì)災(zāi)害

結(jié)合目前礦山開采現(xiàn)狀，其主要是以露天凹陷開采為主，最終的邊坡高度可以達(dá)到128m，礦區(qū)的整個工程地質(zhì)條件為中等，邊坡具有相對比較良好的穩(wěn)定性，同時礦區(qū)的總體穩(wěn)定性普遍比較良好。礦山在未來開采活動實施過程中，并不會引起嚴(yán)重的地質(zhì)災(zāi)害，但是由于采礦活動在實施過程中，難免會導(dǎo)致原始的地質(zhì)環(huán)境受到嚴(yán)重破壞影響，進(jìn)而引起各種不同類型的地質(zhì)災(zāi)害。在礦區(qū)未來開采活動實施過程中，很有可能會引起下列地質(zhì)災(zāi)害。

3 結(jié)語

由于鉛鋅礦床本身是露天凹陷開采為主，所以采礦有利于促使整個采區(qū)范圍內(nèi)的地表出現(xiàn)變形，但是對地質(zhì)環(huán)境帶來的破壞影響相對比較局限，一般在采區(qū)或者是可能會影響的范圍內(nèi)。礦山開采排水很有可能會導(dǎo)致周邊地下水位不斷下降，進(jìn)而引起巖溶地面塌陷等問題，所以必須要結(jié)合成礦原因，提出有針對性的處理對策，避免造成嚴(yán)重的污染影響。