西成矿集区青羊峡铅锌矿床成矿地质特征及找矿标志.pdf

2023年8 月第43卷增刊第1期四川地质学报Vol.43Suppl.No.1Aug.,2023西成矿集区青羊峡铅锌矿床成矿地质特征及找矿标志刘1，付瑞鑫（1四川鑫顺矿业股份有限公司，成都6 10 0 0 0；2.中国科学院广州地球化学研究所，广州510 6 40）摘要：近期，西成矿集区东部郭家沟等矿找矿成果显著，西成矿集区西部应进一步加强基础地质特征研究。本文以青羊峡铅锌矿为主体，简要介绍矿区地质特征新认识，其铅锌成矿规律主要赋存于褶皱和张性断层交接处，硅化和含生物碎屑灰岩地层往往伴随铅锌矿的产出，青羊峡铅锌矿的控矿因素总结为西成矿集区铅锌成矿带提供了新的参考资料。关键词：西成矿集区；青羊峡铅锌矿；找矿标志；控矿因素中图分类号：P612DOI:10.3969/jissn.1006-0995.2023.S1.003铅锌作为有色金属的重要元素，在国民经济和国防建设中起到举足轻重的作用。民用领域如汽车工业中铅酸电池，电气工业中锌合金线材，化工行业的管件防腐内衬，油漆染料的合成等。国防军工中，铅在核工业领域里是重要的防辐射材料，铅锌也是制造弹头的重要材料（路璐，2 0 12；Muddetal.，2 0 17）。另外铅锌资源中除含铜、锡、砷、锑、铋，镉等伴生元素外，往往伴生一些丰富的稀散元素，如钢、镓、锗、铊等，这些有益的伴生金属在高新技术领域及国防科技工业起到至关重要的作用（余楚，1995；薛亚洲等，2 0 0 5；刘红召等，2 0 17）。我国铅锌矿矿产资源储量较大，截止2 0 18 年底，国内铅锌矿总储量已居世界第一（江少卿等，2 0 2 0；马晓楠等，2 0 2 0）。我国铅锌主要矿产资源分布在华南和西北，总体特征是富矿少，低品位矿居多；大型矿少，中小型矿多；矿石类型复杂，开采难度大（雷力等，2 0 0 7）。我国目前已经形成了内蒙、西北、滇川、两广和湘西的五大铅锌集中产区（马晓楠等，2 0 2 0），其中西北的地区的铅锌矿主要分布在甘青二省（中国自然资源部，2 0 2 2），近年来亚州第二大铅锌矿一一火烧云铅锌矿在新疆的发现，又为西北铅锌矿集区开辟了新的铅锌矿储备基地（范廷宾等，2 0 17；余元军等，2 0 2 3）。而位于甘陕交界的西成-凤太铅锌成矿带是自2 0 世纪40 年代以来，是西成铅锌矿集区就矿找矿的重要勘查区域。近年来在西成矿集区东部又发现以郭家沟超大型铅锌矿为代表的新的找矿突破，证实了该地区的铅锌矿成矿潜力（张世新等，2019）。因此，本文以西成矿集区西部青羊峡铅锌矿为例，基于项目最新成矿地质特征认识，结合前人研究，以期对西成矿集区中的找矿方向提供新的方向，为区域成矿规律研究提供资料基础。1区域地质背景秦岭造山带受到国内外学者的普遍关注，众多学者都把秦岭作为华北板块与扬子板块碰撞的产物（张国伟等，1995；梅志超等，1999；张旺定等，2 0 0 0）。前人的研究表明秦岭经历了新元古代一早古生代的古大陆裂解、洋盆形成、俯冲碰撞造山，晚古生代一中三叠世的板内伸展和晚三叠世一新生代的陆内造山3个重要的演化阶段（王靖华等，2 0 0 2；朱多录等，2 0 12）。秦岭造山带由华北板块南缘构造带、北秦岭构造带、南秦岭构造带（秦岭微板块）三套构造单元组成，从大地位置上可分为东、西两部分，而甘肃西成矿集区位于西秦岭造山带。西秦岭西成矿集区位于秦岭微板块西成盆地，该盆地为陆源碎屑岩-碳酸盐岩建造组成的拉张型坳陷陆内盆地，泥盆系等地层受到印支期构造与岩浆作用明显，铅锌成矿可分为三个矿集区（图1），西成矿集区已知有铁、铜、金、铅锌等矿产30 多处。吴家山复式背斜北翼分布有厂坝、李家沟、洛坝铅锌矿床等。其南翼分布有邓家山、毕家山、尖崖沟、青羊峡（页水河）铅锌矿床等。文献标识码：A文章编号：10 0 6-0 995（2 0 2 3）S1-0014-05收稿日期：2 0 2 3-0 5-0 8作者简介：刘堃（198 9一），男，江苏扬州人，工程师，研究方向：地质学14西成矿集区青羊峡铅锌矿床成矿地质特征及找矿标志0C-PPtDT西成矿集区E-SD勉略缝合带三叠系10km华北克拉通。西安凤太矿集区商丹缝合带山作矿集区扬子克拉通Pt石炭-二叠系泥盆系D支元古寒武-志留系变质杂岩中生代花岗岩+板块缝合带2矿区地质特征区域性断裂地层界限图1秦岭微板块区域地质图铝锌矿集区铅锌矿床青羊峡铅锌矿矿区地形为“三沟夹两山”的总体形态，矿区也被南家沟分割为东西两部分，矿区出露地层主要为中泥盆统红岭山组（D2hl）、上泥盆统双狼沟组（Dssl）和第四系。其中双狼沟组（D3sl）地层位于矿区北部，以绢云千枚岩为主，夹少量薄层状灰岩；红岭山组（Dhl）地层可分为五岩性段，其中Dzhl、Dzhl、D z h l 为本矿区含矿地层，以中厚层状微晶灰岩为主夹少量绢云千枚岩，D2hl、D 2 h l 以云千枚岩为主夹少量薄层灰岩（图2）。矿区位于页水河向斜与页水河南野鸡沟背斜之间的次级复式褶皱，页水河向斜呈北西西向展布，野鸡沟背斜呈东西向展布，背斜向东侧伏。青羊峡矿区位于背斜北翼，倾向北倾，倾角7 0 左右，其间次级褶皱十分发育，多呈紧闭有的呈倒转的复式褶皱，次级褶皱轴的方向与上述背、向斜轴向近于相同。区内断裂为一组近东西向推覆断层与一组北东向走滑断裂，东西向推覆断层为主要控矿断层，北东向走滑断层为后期破矿断层，前一组多为成矿前断裂，矿体基本上沿断裂分布，后一组多为成矿后断裂，对矿体有一定的破坏。其中Fi长达6 8 0 m，断层产状倾向17 0 195，倾角7 0，为左旋走滑断裂。其次为F4断裂长36 0 m，产状倾向2 0 0，倾角52 7 1。两断裂均为成矿前断裂，成矿后又有复活。北东向断裂仅见F2分布，走向40 向西延伸交汇于F3，F2 与Fs15D:sTD:s12D:s/F12号带D2hlFD;sID:s/泥盆系上统双狼沟组第一段断层及编号4号带图2青羊峡铅锌矿地质简图4号带D:SI泥盆系上统泥盆系中统双狼沟组第二段红岭山组铅锌矿带及编号D:sF4铅锌矿体2023年8 月第43卷增刊第1期两条断裂是区内的主要大型断裂，产状近于直立（图2）。矿区内岩浆岩不发育，仅见少量中酸性脉，矿区北西方向5km处出露侯家村印支期花岗闪长岩。3矿体地质特征矿体赋存于泥盆系中统红岭山组（D2hl）内层状灰岩与钙质绢云千枚岩层接触带灰岩一侧内，小型次级断层与次级褶皱空虚部位对热液叠加成矿作用提供良好容矿空间，泥盆系上统双狼沟组（D3sl）在成矿过程中起到隔挡作用。青羊峡采矿权范围内矿化带东西长16 0 0 m，南北宽30 0 m，近东西走向，以16 线（南家沟）为界分为东、西两段，共圈定2 0 条矿体，多数已采空。仍具生产条件的主要有4号带（4号矿体）与12 号带（12-1、12-2、12 及12-3号矿体）。4号带分布于泥盆系中统红岭山组（Dzhl）层状灰岩与泥盆系上统双狼沟组（D3sl）云千枚岩层之间，东西向推覆断层灰岩一侧，为隐伏矿体，呈透镜状近东西向展布，矿体产状受断层控制作用明显，总体向南陡倾，倾角6 18 5，走向延伸6 30 m，埋深6 0 18 0 m，赋矿标高16 10 16 8 9m，该矿体自浅部到深部有长度变小、厚度变窄、品位变低趋势，厚度变化较大。12号带位于泥盆系中统红岭山组（D2hl）层状灰岩与钙质绢云千枚岩接触界面灰岩一侧，为隐伏矿体，呈透镜状近东西向展布，产状总体向北陡倾，倾角50 8 5，走向延伸50 0 8 45m，埋深7 8 2 8 5m，赋矿标高1510 16 8 9m，深部矿化减弱，厚度变化较大。4矿石地质特征矿物组合较为简单。矿石矿物主要为闪锌矿、方铅矿，次为黄铁矿，偶见黄铜矿、磁黄铁矿（图3a，3b）。次生矿物有褐铁矿、菱锌矿、白锌矿、铅钒、孔雀石、兰铜矿等。脉石矿物主要为石英、方解石，次为铁方解石、铁白云石、绿泥石、绢云母及炭泥硅质物等(图 3c)。矿石结构主要为半自形-它形粒状结构、揉皱结构、乳浊结构等。构造为块状构造、浸染状构造,细脉状构造,斑点状构造，层纹状构造和砾状构造等。方铅矿一般呈它形粒状晶，粒径0.050.25mm，最大3mm，局部见揉皱结构。闪锌矿多为半自形、它形粒状晶，局部呈变斑晶出现，粒径一般为0.1 0.3mm之间,最大达5mm。矿石矿物之间大部被脉石矿物微粒石英充填。石英多呈微粒状。有时黄铜矿呈乳滴状分布于闪锌矿颗粒之内。5控矿因素分析四川地质学报(a)0.5mmDoLMS图3青羊峡铅锌矿灰岩岩石光薄片特征图a.黄铜矿；b.黄铁矿；c.含白云母白云岩薄片；d.生物碎屑灰岩薄片Qtz-石英，Cal-方解石，Dol-白云石，Ms-白云母，Ccp-黄铜矿，Py-磁黄铁矿，bc-生物碎屑Vol.43 Suppl.No.1Aug.,2023(b1mma矿产勘查过程中，就矿找矿的理论是前人总结出来的宝贵经验，以已有矿床（点）的基本特征为范16西成矿集区青羊峡铅锌矿床成矿地质特征及找矿标志式，对具有成矿潜力的地区寻找相同的矿床，是矿床学的基本指导思想。实际工作中，矿床点的控矿要素分析是对成矿规律的初步总结，也为后期的勘查工作提供工作方向，是矿产勘查中的重中之重。青羊峡矿床的成矿作用与地层、构造、蚀变作用关系密切，其中以构造要素作用为主导，这与西成矿集区其余铅锌矿床点的主要特点基本一致。5.1地层与成矿作用关系西成矿集区西段泥盆系上、中统属一套浅海相沉积碎屑岩-碳酸盐岩，与邓家山铅锌矿不同，青羊峡铅锌矿泥盆系变质碎屑岩和碳酸盐岩等赋矿围岩中Pb、Zn 元素丰度与克拉克值相近（王虎诚，19 8 6），不具备矿源层特征。经调查，青羊峡铅锌矿成矿部位多位于变质碎屑岩和碳酸盐岩界面部位，地层发生褶曲、断裂时，矿体也随之褶曲、断裂，表明矿体与地层有密切关系，12-1号、12-2 号、12-3号矿体界面控矿作用明显，断层影响成矿作用较小。成矿作用伴随大量碳酸盐化、硅化，矿体多分布于碳酸盐岩一侧，说明变质碎屑岩在成矿过程中多起到隔档盖层作用，而碳酸盐岩质脆易破碎，经构造作用影响多发生断裂形成角砾，裂隙为成矿热液运移通道，其构造扩容部位可为成矿提供有利成矿部位和成矿条件。5.2构造与成矿作用关系从区域大地构造而言，西成矿集区的大规模多金属成矿作用发生在印支期秦岭造山作用的后碰撞阶段，是晚三叠世广泛而强烈的变形变质-岩浆活动-流体耦合作用的产物，众多学者已经达到了共识（毛景文等，2 0 12；王义天等，2 0 19）。区内晚古生代早期拉张断陷形成的断陷盆地沉积一晚古生代晚期造山抬升一中生代晚三叠造山褶皱叠加期后引张的构造格局（王义天等，2 0 19），造就区内特有的沉积改造型的铅锌矿床（点），如厂坝、李家沟、毕家山、郭家沟等。西成矿集区区内构造主要受东西向黄渚关断裂、人土山-江洛断裂带控制，叠加吴家山复式背斜形成区内复杂构造环境。影响成矿作用构造可分为层间断裂、切层断裂、背斜轴部虚脱部位（张连昌，198 9）。青羊峡采矿权范围内层间断裂与区内主要成矿作用关系密切，4号矿体受东西向Fi推覆断层控制，矿体南倾，且Fi断层深部矿化减弱；4-1号矿体于一组顺层北倾小型断裂与Fi东西向南倾推覆南倾断层交汇扩容空间内成矿，呈“Y”字型。因此，推测4号矿带应经历两期成矿作用，先期与12 号矿带同期成矿后，Fi东西向推覆断层将泥盆系上统双狼沟组（D3sl）变质碎屑岩推覆破矿，后期成矿热液于4-1号成矿部位及F断层浅部等有利部位成矿。12 号带碳酸盐岩内也多见因小型断裂构造与揉皱作用形成的局部富集部位。矿体赋存纵向位置西高东低，形成向东侧伏的趋势，即是向吴家山隆起部位侧伏，且越向东，矿体较为稳定，变化较小，而向西则多呈薄层零星分枝状态产出。5.3蚀变与成矿作用关系矿区主要与成矿关系密切的蚀变类型为硅化与方解石化，多呈网脉状、细脉状分布于碳酸盐岩构造裂隙与节理中。经调查，矿区经历多期热液作用，先期为成矿热液通过导矿构造充填碳酸盐岩，于构造有利部位成矿，后期为无矿热液涌入，可见部分矿体团块或细脉被后期硅化或方解石化脉穿插破坏的现象。众多研究表明，硅化现象是西成矿集区找矿的另一个显著找矿标志，除在吴家山组含炭质硅质岩中发现铅锌矿化以外，又在安家岔组和西汉水组硅质岩层的上下层位中均见有铅锌矿体，尤其是在毕家山-邓家山式铅锌矿床中，绝大多数铅锌矿体赋存在硅质岩中，而且硅质岩的厚度与矿体的厚度多呈正比关系（孙省利等，2 0 0 0），成矿实验表明富含Si02溶胶的热水流体可以携带金属元素络合物进行长距离的迁移（涂光炽，1998）。如前所述西成矿集区内的铅锌矿发育于断陷盆地沉积，而在西成矿集区的南部成矿带中沉积盆地沉积环境为海陆过渡相强还原一还原的偏碱性环境，青羊峡、邓家山、毕家山等铅锌矿床均发育于生物礁的顶部及旁侧，研究区赋矿围岩中生物碎屑灰岩（图3d）的发现证实大量的有机质也为铅锌元素的保留和沉淀起到了一定的作用（张成君等，2 0 0 0）。6结论（1）青羊峡铅锌矿赋存于泥盆系中统红岭山组（D2hl）内层状灰岩与钙质绢云千枚岩层接触带灰岩一侧，层间断裂为区内成矿作用提供主要运移通道及容矿空间，多期热液作用为成矿提供了成矿介质，172023年8 月第43卷增刊第1期成矿作用以沉积后充填改造为主。（2）青羊峡铅锌矿中硅化及含生物碎屑碳酸盐沉积地层是一个较好的找矿标志，也为其外围找矿提供了一个新启示。（3）青羊峡铅锌矿与西成矿集区内众多大一中型铅锌矿点成因基本一致，属于变质沉积改造型铅锌矿床。参考文献：范廷宾，余元军，夏明毅，等.2 0 17.新疆和田县火烧云铅锌矿地质特征及其找矿J四川地质学报，37(4)：57 8-58 2.江少卿，徐毅，孙尚信，等2 0 2 0 全球铅锌矿资源分布J.地质与资源，2 9(3)：2 2 4-2 32.雷力，周兴龙，文书明，等.2 0 0 7 我国铅锌矿资源特点及开发利用现状J.现代矿业，2 3(0 0 9)：1-4.刘红召，杨卉芃，冯安生.2 0 17.全球锌矿资源分布及开发利用J.矿产保护与利用，0 1：113-118.路璐.2 0 12.新疆东天山彩霞山式铅锌矿多元地学信息找矿预测研究D.中国地质科学院.马晓楠，吕振福，武秋杰，等.2 0 2 0 中国铅锌矿能源资源基地开发利用现状研究J.能源与环保，42(11)：10 3-10 6.毛景文，周振华，丰成友，等.2 0 12.初论中国三叠纪大规模成矿作用及其动力学背景J中国地质，39(6)：1437-147 1，梅志超，孟庆任，崔智林，等19 9 9.秦岭造山带泥盆纪的沉积体系与古地理格局演化J.古地理学报，0 1(0 1)：32-40.Mudd G M,Jowitt S M,Werner T.2017.The worlds lead-zinc mineral resources:Scarcity,data,issues and opportunitiesJJ.Ore GeologyReviewS,80:1160-1190.孙省利，高兆奎，魏晓辉，曾允孚2 0 0 0.西成铅锌成矿带泥盆系硅质岩地质地球化学特征与热水沉积成矿J.西北地质，33(0 2)：1-7.涂光炽198 8 中国层控矿床地球化学第三卷M.科学出版社。王虎诚19 8 6.西和一成县铅锌矿田邓家山页水河矿床的地质特征J.长安大学学报：地球科学版，0 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