重庆酉阳茶溪村铅锌矿区地球化学特征及找矿前景

2013-01-17王家杰冯久林胡新中彭小军

资源环境与工程 2013年3期

杨波，王家杰，冯久林，杨潇，胡新中，彭小军

(湖北省鄂西北地质矿产调查所，湖北襄阳 441002)

0 引言

2010—2011年间，在开展《重庆酉阳—彭水地区1∶5万龚滩等10幅区域地质矿产联测》工作时，提交了大量找矿靶区并新发现了较多矿(化)点。其中，本次工作就是依据1∶5万水系沉积物测量成果，在酉阳县茶溪村一带圈出的Pb、Zn、Ag、Hg等元素的异常，并在随后的异常查证中发现了铅锌矿。本文通过对茶溪村铅锌矿区地质地球化学特征研究和总结，不仅对该区的后续找矿工作具有重要的指导意义，而且对类似地区也有很好的借鉴作用。

1 地质概况

1．1 区域成矿地质背景

本区所属大地构造单元为:扬子陆块(Ⅰ级)—上扬子陆块(Ⅱ级)—扬子陆块南部被动边缘褶冲带(Ⅲ级)—黔江凹褶束和秀山穹褶束(Ⅳ级)。地层分区属华南地层大区扬子地层区黔北渝南地层分区之思南—酉阳地层小区。

区域内未发现侵入岩及区域变质岩，出露地层主要为青白口系板溪群—第四系全新统。其特点是:①下古生界发育良好，广泛分布，缺失上、顶志留统;②上古生界泥盆系、石炭系有零星出露，泥盆系下统缺失，石炭系仅存部分中统;③中生界侏罗系、白垩系部分地区残存。

区域地质构造复杂，从北西至南东，其褶皱为隔挡式褶皱→城垛状褶皱→隔槽式褶皱。区内断层发育，其中正断层分布最广，规模较大。它们多位于背斜轴部附近，是燕山期褶皱第二次纵张构造的产物。

区域矿产种类繁多，主要矿种有铅锌矿、萤石、重晶石矿及汞矿，矿床类型属于热液型矿床，它们大多受次级断裂控制。其中区内的铅锌矿属于典型的MVT铅锌矿［1］。

1．2 茶溪地区地质及矿产特征

区内出露的地层由老到新主要有古生界寒武系耿家店组、毛田组;奥陶系桐梓组、分乡组、红花园组及大湾组。寒武系主要岩性普遍以微晶白云岩、白云质灰岩、灰岩与泥质白云岩的组合形式为主;奥陶系主要岩性以细晶灰岩与生物屑灰岩的组合为主，上部以粉砂岩与页岩的组合形式出现。

本区位于宜居背斜近轴部，次级褶皱及断裂构造较发育。矿区断裂构造有四条，即北西向F1、近南北向F2、近东西向F3及北东向F4(图1、表1)。

区内新发现的铅锌矿体(Ⅰ号)位于F1与F2两条断裂的交汇处，严格受断裂破碎带控制。矿体呈细脉浸染状充填于北西向逆断层F1的断层角砾岩中，角砾岩岩性主要为泥质白云岩。容矿地层为寒武系上统耿家店组。

矿体长500 m，平均厚度为2．68 m，平均品位为Pb12．24%、Zn1．96%。围岩蚀变以硅化、白云岩化为主，矿化沿层间破碎带蚀变。地层产状:倾向319°～358°，倾角 6°～13°;断裂带产状:倾向 47°～58°，倾角79°～87°，矿体沿断裂带分布。

表1 茶溪村铅锌矿区断层特征表Table1 Fault characteristics of the lead-zinc mining area in Chaxi village

图1 茶溪村铅锌矿区地质矿产分布图Fig.1 Distribution map of geology and mineral of lead-zinc mining area in Chaxi village1．第四系;2．奥陶系下统大湾组三段;3．奥陶系下统大湾组二段;4．奥陶系下统大湾组一段;5．奥陶系下统红花园组;6．奥陶系下统分乡组;7．奥陶系下统桐梓组;8．寒武系上统毛田组;9．寒武系上统耿家店组;10．铅锌矿体及编号;11．地质界线;12．逆断层及编号;13．正断层及编号;14．地化剖面及编号。

矿体中矿石矿物为闪锌矿、方铅矿，脉石矿物为方解石、白云石及少量的石英，次生氧化矿物为褐铁矿。矿石自然类型为白云石化褐铁矿化角砾岩型铅锌矿石(地表均为氧化矿石)。矿石具他形粒状结构、交代残余结构、溶蚀结构，斑杂状构造、胶状构造、浸染状构造、网脉状构造及蜂巢状构造。

2 地球化学特征

2．1 区域地球化学特征

酉阳地区地层的元素地球化学特征主要是根据1∶5万水系沉积物测量结果分析得出。在选定的15种元素中，以 Pb、Zn、Ag、Hg、Sb、Ba、F 等丰度较高，其中w(Pb)为 48．2 ×10－6，w(Zn)为 134 ×10－6，分别是克拉克值的3．8、1．8倍。在主要铅锌多金属矿含矿层位寒武系的地层中，Pb、Zn、Ag、Hg、Sb 含量都比较高，其元素丰度值远大于区域背景值，表明寒武系地层可能是酉阳地区铅锌矿的主要成矿物质来源。全区异常元素大多在背斜构造断裂带附近富集，且呈现一定的分带性。其中，Pb、Zn、Ag、Hg、Sb 等异常多分布在寒武系地层中，而Ba、F异常则多分布在奥陶系地层中。这与区内所发现的铅锌矿、汞矿、萤石与重晶石矿等矿种所处的地层层位及地质构造特征也是相印证的。

2．2 茶溪地区地球化学异常特征

2．2．1 1∶5万水系沉积物地球化学异常

茶溪地区异常是依据1∶5万水系沉积物测量成果，采用化探原始数据，用克立格法整理，统计出单个元素特征值后圈出 Pb、Zn、Ag、Hg、Sb、Ni、Cu 及 As等元素的异常。其中Pb、Zn、Ag等元素的异常浓集中心及分带特征明显(图2)，Pb、Zn具内、中、外带。

图2 茶溪村铅锌矿区Ag、Zn、Pb异常等值线图Fig.2 The isoline map of Ag，Zn，Pb anomalies in Chaxi lead-zinc mining area

异常总体呈近NW向展布，多不规则，NW向的断裂带F1正好从异常区中穿过。异常强度高、范围广，单元素异常衬度高、规模大(表2)，异常主体出露面积约2．5 km2，经排序属于甲3类异常。

异常区内主要元素为Pb、Zn，次要元素为Hg、Sb、Ag、Ni、Cu、As等。各单元异常的叠合程度极高，异常东南部为Pb、Zn、Ag、Sb、Hg及 Cu 的浓集中心，中心宽度超过500 m。异常区内断层发育，中心位于两条断裂交汇处附近。从异常总体展布方向与F1走向一致的情况分析，异常明显受NW向的断裂带F1控制(图3)。

2．2．2 1∶1万原生晕异常特征

针对茶溪 Pb、Zn、Ag、Hg、As、Sb、Cu、甲 3 号异常共布设了3条1∶1万地化(岩石)剖面(图1)，剖面总长约4 km，采集岩石样品96个。剖面基本穿越了主异常区，其中Ⅱ线正好穿越了异常的浓集中心区域，Ⅰ线及Ⅲ线位于异常两端，能够很好地控制异常物质来源。

表2 茶溪村铅锌矿区内主要异常元素特征值参数表Table2 Eigenvalue parameters of the major anomaly elements in Chaxi lead-zinc mining area

图 3 茶溪村铅锌矿区 I7 Au、Sb、Hg、Cu、Pb、Zn、As、Ag、Ni、Cd、甲3号1∶5万综合异常图Fig.3 The 1∶50000 synthetical anomaly map of I7 Au，Sb，Hg，Cu，Pb，Zn，As，Ag，Ni，Cd in Chaxi lead-zinc mining area1．铅异常线;2．锌异常线;3．银异常线;4．锑异常线;5．汞异常线;6．镉异常线;7．铜异常线;8．金异常线;9．镍异常线;10．砷异常线;11．铅锌矿体;12．断层及编号。

异常以Pb、Zn为主，次为Ag、Sb等，异常特高值点集中在Ⅱ线Y17号样品上。经证实，该样品处于异常的浓集中心附近，而该点也正好位于断裂带F1上(图4)。同样，在Ⅰ线及Ⅲ线断裂带附近也有高异常值显示。结合异常曲线中Pb、Zn的变化规律，发现两者具有明显一致的高背景组合异常带，且Zn的活跃性要高于Pb。Pb异常虽多为单独异常，但它却完全反映了矿体、硅化岩或含铅地质体的存在。Zn异常范围大，且往往连成一片，异常反映了主要容矿层位及硅化岩的分布。查证结果表明，异常系矿致异常，高值点的分布与断层破碎带吻合，引起异常的矿化蚀变带正好位于NW向的断裂带F1内，与F1内的断层角砾岩密切相关，是寻找铅锌矿及其它矿产的有利地段，具有良好的找矿前景。

3 区域找矿前景分析

3．1 区域成矿地质条件

(1)矿床产于一定层位地层中。就重庆渝东南地区而言，MVT铅锌矿赋矿层位主要为寒武系清虚洞组、高台组、石冷水组、平井组及耿家店组。茶溪铅锌矿赋矿层位为寒武系上统耿家店组。

图4 茶溪村铅锌矿区Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ线岩石检查Pb、Zn异常曲线图Fig.4 The curves for anomalies of Pb、Zn of section Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ rock-testing in Chaxi lead-zinc mining area1．断层及破碎带;2．灰岩;3．原生晕样品及编号。

(2)矿体大多以开放空隙充填方式形成，具后生成矿特征。矿体有似整合和不整合两类［2］:似整合矿体为层状、似层状，与地层产状一致;不整合矿体呈脉状、网脉状，受断裂和裂隙控制。渝东南地区MVT矿床更多地受断裂构造的控制，矿体往往定位于次级断裂的交会部位或断裂与褶皱的交切处。据此分析，茶溪铅锌矿受断裂控制，应属于不整合矿体。

(3)金属矿物主要为方铅矿、闪锌矿，矿石矿物多呈浸染状沿岩层微层理分布。脉石矿物主要为白云石、方解石和石英。围岩蚀变以硅化及白云岩化为主。

(4)矿床主要为热液型矿床。成矿流体源自沉积建造水，成矿过程中演化为含矿热卤水，成矿温度为100～300℃。

3．2 找矿标志

3．2．1 地质标志

根据茶溪村铅锌矿的成矿地质特征，可以总结出以下地质找矿标志:

(1)铅锌矿床出露于地表的矿体由于遭受长期风化淋滤，会生成厚厚的褐铁矿铁帽，这也是寻找铅锌矿的直接地质标志。

(2)铅锌矿体多产于背斜部位，尤其是在背斜端断裂构造发育部位，断裂带有利于铅锌矿的富集，是寻找铅锌矿的重要构造标志。

(3)铅锌矿大多赋存于寒武系地层中，容矿岩性主要为厚层白云岩，是寻找铅锌矿的间接地质标志。

3．2．2 地球化学标志

一般情况下，硫化物矿床在风化过程中稳定性较差，含矿组分经历长期的氧化还原过程，易于发生迁移。在特定的物理化学环境下，元素的迁移都有一定的分带性［3］。在表生作用下，Pb一般不易迁移，而Zn、Hg、Ag、Cu等元素易于迁移，地表褐铁矿则常吸附As、Co、Ni等元素。因此，在铅锌矿区除有 Pb、Zn、Ag、Sb、Hg等含矿元素富集外，往往还伴随有As、Co、Ni等元素的富集。根据元素迁移的地球化学特点，有Pb、Zn、Ag、Sb、Hg 及 As、Co、Ni等元素的异常是寻找铅锌矿重要的地球化学标志，尤其是对于隐伏矿及深部盲矿体。