張文勝, 楊　斌

(湖北省地質(zhì)局 第四地質(zhì)大隊(duì),湖北 咸寧　437100)

0　引言

崇陽大坪鉛鋅礦找礦工作始于上世紀(jì)50年代末,80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,因各種原因勘查工作未繼續(xù)進(jìn)行。2011年省級財(cái)政部門預(yù)算項(xiàng)目在該區(qū)實(shí)施,取得較大突破;2014年被列入省地質(zhì)局第二批荊楚富礦項(xiàng)目,初步估算鉛鋅資源量可達(dá)中型規(guī)模,且礦床還未控制邊界,區(qū)內(nèi)還存在較大的找礦空間。該礦床位于以往地質(zhì)工作程度較高的地區(qū),主礦體產(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,已經(jīng)控制礦體走向長達(dá)2 km。該礦床的發(fā)現(xiàn)為工作程度較高的鄂南地區(qū)成礦提供了新的思路。本文旨在總結(jié)大坪鉛鋅礦床的地質(zhì)特征,提高對其成因類型及控礦因素的認(rèn)識,總結(jié)找礦標(biāo)志,對指導(dǎo)今后類似地區(qū)的找礦起到一定的借鑒作用。

1　成礦地質(zhì)背景

祟陽大坪鉛鋅礦位于長江中下游Cu-Au-Fe-Pb-Zn-(Sr-W-Mo-Sb)硫鐵礦—石膏成礦帶蒲圻—通山銅金銻多金屬成礦帶西段,大地構(gòu)造位置處于幕阜山被動邊緣褶沖帶咸寧臺地褶皺帶西部。

區(qū)域出露元古代及下古生代地層,前者為一套淺變質(zhì)的淺海相火山沉積—復(fù)理石建造,后者為一套濱—淺海相碳酸鹽巖為主的沉積建造。局部有新生代山間斷陷盆地堆積。

區(qū)內(nèi)經(jīng)歷了多次構(gòu)造運(yùn)動與變形,晉寧運(yùn)動造成區(qū)內(nèi)基底形成一系列NW向緊密線性同斜或倒轉(zhuǎn)褶皺及同向斷裂,印支運(yùn)動一系列NWW向緊密褶皺和擠壓斷裂,發(fā)育多處層間破碎帶。受基底的影響方山背斜呈“7”字形展布,燕山早期形成NNE向?qū)捑忞[性褶皺,中晚期斷裂活動強(qiáng)烈,形成主要由NNE、NE、EW向的斷裂系統(tǒng),同時伴有大規(guī)模的巖漿侵入活動,受通城巖體侵入影響,方山背斜南翼產(chǎn)狀平緩,北翼產(chǎn)狀較陡。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(圖1)。沿方山背斜南翼震旦系陡山沱組層間破碎帶中相繼發(fā)現(xiàn)和評價(jià)了一批中小型金銻礦點(diǎn),是湖北省重要的銻金礦田之一。

2　礦區(qū)地質(zhì)特征

2.1　地層

礦區(qū)出露地層主要為中元古界冷家溪群淺變質(zhì)巖;南華系下統(tǒng)蓮沱組(含礫)石英砂巖、長石石英砂巖,上統(tǒng)南沱組冰磧含礫砂巖;震旦系下統(tǒng)陡山沱組含錳粘土巖、頁巖、硅質(zhì)巖、白云巖,上統(tǒng)老堡組薄層硅質(zhì)巖;寒武系下統(tǒng)牛蹄塘組含炭質(zhì)粉砂巖、粘土巖、頁巖、粉砂質(zhì)泥巖,局部夾石煤層,寒武系下統(tǒng)石牌組灰綠色粘土巖,泥質(zhì)、鈣質(zhì)頁巖。

2.2　構(gòu)造

礦區(qū)位于咸寧臺地褶皺帶方山倒轉(zhuǎn)背斜北翼,總體呈一單斜構(gòu)造,地層產(chǎn)狀傾向170°～180°,局部傾向300°～350°,傾角較陡60°～85°。

區(qū)內(nèi)斷裂構(gòu)造主要以層間構(gòu)造為主,主要有F1和AP1,均為印支造山運(yùn)動形成,并呈現(xiàn)多期次活動特征。

F1產(chǎn)于南沱組底部,走向80°～100°,傾向一般北傾300°～350°,傾角66°～85°,破碎帶寬達(dá)5～10 m,斷裂具多期活動特征,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,僅局部可見。

圖1　區(qū)域地質(zhì)構(gòu)造略圖Fig.1　Sketch regional geological and structural map1.第四系;2.上白堊統(tǒng)—第三系;3.震旦系—下三疊統(tǒng);4.冷家溪群;5.晚侏羅世花崗巖;6.倒轉(zhuǎn)背斜;7.倒轉(zhuǎn)向斜;8.背形構(gòu)造;9.向形構(gòu)造;10.低級接觸變質(zhì)相帶;11.礦區(qū)范圍。

陡山沱組底部AP1層間破碎帶為本區(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,破碎帶寬0.8～4.5 m,平均2.75 m,傾向以340°～15°為主,局部傾向170°～180°,傾角60°～85°。破碎帶由碎裂白云巖組成,具硅化、褐鐵礦化等蝕變,地表多已風(fēng)化成泥土狀的鐵錳帽。

2.3　脈巖

區(qū)內(nèi)煌斑巖脈發(fā)育,地表因覆蓋嚴(yán)重,僅見一條煌斑巖脈,可見長度350 m,出露寬度2.5～3 m,自西向東由寬變窄的趨勢,順層貫入于陡山沱組地層中(圖2)。中深部大部分鉆孔均見到1-2層煌斑巖脈,主要分布于陡山沱組二段含炭頁巖及一段微晶白云巖中,厚度1～3 m。礦物成分為角閃石40%～50%,斜長石35%～50%,石英1%～5%,磁鐵礦1%,磷灰石<1%。

3　礦床地質(zhì)特征

3.1　礦體形態(tài)、產(chǎn)狀與規(guī)模

鉛鋅礦體呈似層狀、層狀賦存于震旦系下統(tǒng)陡山沱組底部層間破碎帶AP1中,產(chǎn)狀與AP1層間破碎帶一致,總體走向?yàn)楸睎|東—東西向,傾向346°～22°,傾角52°～82°。地表因淋濾作用風(fēng)化成土狀,品位較低,多接近邊界品位。走向延伸長4 000 m,厚度最大達(dá)5 m以上,沿走向有膨脹、收縮現(xiàn)象。

地表向下鉛鋅品位逐步增高,延深較穩(wěn)定,呈層狀、似層狀產(chǎn)出,礦體傾向北,傾角在70°～85°,礦體厚度1～5.71 m,沿走向有膨脹、收縮、尖滅再現(xiàn)。 Pb+Zn平均品位3.14%,伴生銀品位2.00～23.34 g/t,平均7.4 g/t。已控制礦體最大斜深520 m,最低標(biāo)高-290 m。礦化主要為方鉛礦、閃鋅礦化、黃鐵礦化,伴生銀達(dá)到綜合回收利用要求。

礦化體底板為冰磧含礫砂巖,界線清楚,頂板為含錳白云巖,呈過渡漸變關(guān)系(圖3)。

3.2　礦石特征

3.2.1礦石物質(zhì)

礦石礦物主要為閃鋅礦、方鉛礦和黃鐵礦,脈石礦物主要為白云石、石英及方解石等。

3.2.2礦石結(jié)構(gòu)與構(gòu)造

礦石多為自形—他形粒狀結(jié)構(gòu)、碎裂結(jié)構(gòu),具塊狀構(gòu)造、細(xì)脈狀構(gòu)造、浸染狀構(gòu)造、角礫狀構(gòu)造等。地表氧化礦石呈土狀結(jié)構(gòu),網(wǎng)脈狀構(gòu)造、團(tuán)塊狀構(gòu)造。網(wǎng)脈由石英、褐鐵礦細(xì)脈組成。

3.2.3礦石有益組分的賦存狀態(tài)

礦石中主要有益元素鉛、鋅均以方鉛礦及閃鋅礦的形式存在,個別地段見有微量白鉛礦,銀大多以硫化物(碲銀礦？)伴生存在,閃鋅礦多呈裂隙狀分布于方解石脈之中,方鉛礦呈脈狀穿插于閃鋅礦或黃鐵礦及粗粒脈狀方解石之中,礦物生成順序上黃鐵礦最早,后為閃鋅礦、方鉛礦和膠狀黃鐵礦。

圖2　大坪鉛鋅礦區(qū)地質(zhì)圖Fig.2　Geological map of Daping Pb-Zn deposit1.第四系;2.寒武系下統(tǒng)石牌組;3.寒武系下統(tǒng)牛蹄塘組上段;4.寒武系下統(tǒng)牛蹄塘組下段;5.震旦系上統(tǒng)老堡組;6.震旦系下統(tǒng)陡山沱組上段;7.震旦系下統(tǒng)陡山沱組中段;8.震旦系下統(tǒng)陡山沱組下段;9.南華系下統(tǒng)南沱組;10.南華系下統(tǒng)蓮沱組;11.中元古界大藥姑組;12.中元古界坪原組;13.煌斑巖脈；14.層間破碎帶;15.鉛鋅礦體。

圖3　大坪鉛鋅礦區(qū)0線勘探線剖面圖Fig.3　Profile of 0 line of Daping Pb-Zn deposit1.第四系;2.震旦系老堡組;3.震旦系陡山沱組三段;4.震旦系陡山沱組二段;5.震旦系陡山沱組一段;6.南華系南沱組;7.冷家溪群小木坪組;8.浮土、砂礫層;9.硅質(zhì)巖;10.粉晶灰?guī)r;11.含炭頁巖;12.粉晶白云巖;13.冰磧含礫砂巖;14.絹云母板巖;15.碎裂巖;16.煌斑巖脈;17.巖層產(chǎn)狀;18.斷層及產(chǎn)狀;19.鉛鋅礦體;20.鉆孔。

3.3　圍巖蝕變

圍巖蝕變主要以硅化、毒砂化、黃鐵礦化、碳酸鹽化為主,次為重晶石化、絹云母化和綠泥石化。其中硅化、毒砂化、黃鐵礦化與鉛、鋅礦化關(guān)系密切,是礦區(qū)主要的找礦標(biāo)志。

4　礦床地球化學(xué)特征

4.1　地層成礦元素特征

微量元素統(tǒng)計(jì)(表1)表明,震旦系陡山沱組地層中鉛、鋅等成礦元素含量明顯高于其它地層,Pb、Zn、As、Sb、Hg、Ag元素濃集系數(shù)(K)≥1.5,處于顯著富集狀態(tài),變異系數(shù)>1.0,表現(xiàn)出局部明顯富集,在地質(zhì)作用過程中發(fā)生了強(qiáng)烈分異富集,是本區(qū)主要成礦元素的礦源層。

表1　大坪鉛鋅礦區(qū)各地層單元成礦元素含量特征一覽表Table 1　The contents of ore-forming elements of formation units in Daping Pb-Zn deposit　單位:×10-6　(Au)×10-9

4.2　同位素特征[1]

與本礦床同一構(gòu)造部位的方山背斜南翼陡山沱組第二段炭質(zhì)頁巖中黃鐵礦結(jié)核及炭質(zhì)頁巖(全巖)的硫同位素δS34‰為-7.43～-9.20,屬于沉積—淺變質(zhì)巖的范圍。層間破碎帶中石英氧同位素δO18‰值為15.51～20.40,平均值17.86,物質(zhì)也主要來源于沉積—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?；桶邘r(全巖)中δO18‰值為11.24～16.12,平均值為12.97,屬于花崗巖類氧同位素的范疇。

根據(jù)同位素測試結(jié)果結(jié)合礦床地質(zhì)特征,成礦物質(zhì)除來自深部的巖漿溶液外,還有來自沉積—變質(zhì)巖類地層中的熱水溶液。

5　礦床成因初探及找礦方向

5.1　礦床成因

大坪鉛鋅礦為方山金銻礦田的重要組成部分,與區(qū)域成礦具有許多相似的特點(diǎn)。陡山沱組底部的層間破碎帶為礦物質(zhì)的運(yùn)移及充填提供了有利的場所,同時碳酸巖化學(xué)活動性強(qiáng),燕山運(yùn)動帶來的晚期巖漿熱液及構(gòu)造熱鹵水不斷萃取圍巖中的成礦物質(zhì),含礦熱液在熱梯度和壓力梯度的影響下向低壓區(qū)滲流,從不同的方向及不同的通道匯集于層間破碎帶裂隙中成礦。礦床成因應(yīng)屬受地層和構(gòu)造控制的層控?zé)嵋盒偷V床。

5.2　控礦因素

據(jù)現(xiàn)有資料分析,本礦床主要受下列因素控制:①震旦系下統(tǒng)陡山沱組地層;②震旦系下統(tǒng)陡山沱組中的層間破碎帶;③巖漿活動后期的煌斑巖脈;④上覆巖層(含錳粘土巖、頁巖)的屏蔽遮擋作用共同控制著礦體的產(chǎn)出。

與上述控礦因素相關(guān)的地質(zhì)特征加上Pb、Zn、As、Sb、Hg、Ag元素綜合異常、次生暈異常即為該礦床的找礦標(biāo)志。

5.3　找礦方向

層間破碎帶中地表向下鉛鋅品位有明顯增高趨勢,中深部是尋找工業(yè)礦體的有利部位,同時層間破碎帶的東西延伸也是下步工作的重要方向。

參考文獻(xiàn)：

[1]湖北省第四地質(zhì)大隊(duì).藥姑山區(qū)方山金銻礦田成礦規(guī)律與成礦預(yù)測研究報(bào)告[R].咸寧：湖北省第四地質(zhì)大隊(duì),1988.