崇阳大坪铅锌矿床找矿进展及方向

2014-04-08张文胜

资源环境与工程 2014年6期

张文胜, 杨　斌

(湖北省地质局第四地质大队,湖北咸宁　437100)

0　引言

崇阳大坪铅锌矿找矿工作始于上世纪50年代末,80年代中期曾对区内进行过踏勘性检查,于地表发现了铅锌矿化体,因各种原因勘查工作未继续进行。2011年省级财政部门预算项目在该区实施,取得较大突破;2014年被列入省地质局第二批荆楚富矿项目,初步估算铅锌资源量可达中型规模,且矿床还未控制边界,区内还存在较大的找矿空间。该矿床位于以往地质工作程度较高的地区,主矿体产于震旦系下统陡山沱组底部的层间破碎带中,矿体呈似层状产出,连续性好,已经控制矿体走向长达2 km。该矿床的发现为工作程度较高的鄂南地区成矿提供了新的思路。本文旨在总结大坪铅锌矿床的地质特征,提高对其成因类型及控矿因素的认识,总结找矿标志,对指导今后类似地区的找矿起到一定的借鉴作用。

1　成矿地质背景

祟阳大坪铅锌矿位于长江中下游Cu-Au-Fe-Pb-Zn-(Sr-W-Mo-Sb)硫铁矿—石膏成矿带蒲圻—通山铜金锑多金属成矿带西段,大地构造位置处于幕阜山被动边缘褶冲带咸宁台地褶皱带西部。

区域出露元古代及下古生代地层,前者为一套浅变质的浅海相火山沉积—复理石建造,后者为一套滨—浅海相碳酸盐岩为主的沉积建造。局部有新生代山间断陷盆地堆积。

区内经历了多次构造运动与变形,晋宁运动造成区内基底形成一系列NW向紧密线性同斜或倒转褶皱及同向断裂,印支运动一系列NWW向紧密褶皱和挤压断裂,发育多处层间破碎带。受基底的影响方山背斜呈“7”字形展布,燕山早期形成NNE向宽缓隐性褶皱,中晚期断裂活动强烈,形成主要由NNE、NE、EW向的断裂系统,同时伴有大规模的岩浆侵入活动,受通城岩体侵入影响,方山背斜南翼产状平缓,北翼产状较陡。新生代主要代表为大规模凹陷,形成规模较大的祟阳盆地(图1)。沿方山背斜南翼震旦系陡山沱组层间破碎带中相继发现和评价了一批中小型金锑矿点,是湖北省重要的锑金矿田之一。

2　矿区地质特征

2.1　地层

矿区出露地层主要为中元古界冷家溪群浅变质岩;南华系下统莲沱组(含砾)石英砂岩、长石石英砂岩,上统南沱组冰碛含砾砂岩;震旦系下统陡山沱组含锰粘土岩、页岩、硅质岩、白云岩,上统老堡组薄层硅质岩;寒武系下统牛蹄塘组含炭质粉砂岩、粘土岩、页岩、粉砂质泥岩,局部夹石煤层,寒武系下统石牌组灰绿色粘土岩,泥质、钙质页岩。

2.2　构造

矿区位于咸宁台地褶皱带方山倒转背斜北翼,总体呈一单斜构造,地层产状倾向170°～180°,局部倾向300°～350°,倾角较陡60°～85°。

区内断裂构造主要以层间构造为主,主要有F1和AP1,均为印支造山运动形成,并呈现多期次活动特征。

F1产于南沱组底部,走向80°～100°,倾向一般北倾300°～350°,倾角66°～85°,破碎带宽达5～10 m,断裂具多期活动特征,早期表现为压扭性,晚期表现为张扭性,为一压扭性逆断层,造成莲沱组地层基本缺失,仅局部可见。

图1　区域地质构造略图Fig.1　Sketch regional geological and structural map1.第四系;2.上白垩统—第三系;3.震旦系—下三叠统;4.冷家溪群;5.晚侏罗世花岗岩;6.倒转背斜;7.倒转向斜;8.背形构造;9.向形构造;10.低级接触变质相带;11.矿区范围。

陡山沱组底部AP1层间破碎带为本区的主要控矿构造,贯穿全区,向东西两侧延伸至区外,破碎带宽0.8～4.5 m,平均2.75 m,倾向以340°～15°为主,局部倾向170°～180°,倾角60°～85°。破碎带由碎裂白云岩组成,具硅化、褐铁矿化等蚀变,地表多已风化成泥土状的铁锰帽。

2.3　脉岩

区内煌斑岩脉发育,地表因覆盖严重,仅见一条煌斑岩脉,可见长度350 m,出露宽度2.5～3 m,自西向东由宽变窄的趋势,顺层贯入于陡山沱组地层中(图2)。中深部大部分钻孔均见到1-2层煌斑岩脉,主要分布于陡山沱组二段含炭页岩及一段微晶白云岩中,厚度1～3 m。矿物成分为角闪石40%～50%,斜长石35%～50%,石英1%～5%,磁铁矿1%,磷灰石<1%。

3　矿床地质特征

3.1　矿体形态、产状与规模

铅锌矿体呈似层状、层状赋存于震旦系下统陡山沱组底部层间破碎带AP1中,产状与AP1层间破碎带一致,总体走向为北东东—东西向,倾向346°～22°,倾角52°～82°。地表因淋滤作用风化成土状,品位较低,多接近边界品位。走向延伸长4 000 m,厚度最大达5 m以上,沿走向有膨胀、收缩现象。

地表向下铅锌品位逐步增高,延深较稳定,呈层状、似层状产出,矿体倾向北,倾角在70°～85°,矿体厚度1～5.71 m,沿走向有膨胀、收缩、尖灭再现。 Pb+Zn平均品位3.14%,伴生银品位2.00～23.34 g/t,平均7.4 g/t。已控制矿体最大斜深520 m,最低标高-290 m。矿化主要为方铅矿、闪锌矿化、黄铁矿化,伴生银达到综合回收利用要求。

矿化体底板为冰碛含砾砂岩,界线清楚,顶板为含锰白云岩,呈过渡渐变关系(图3)。

3.2　矿石特征

3.2.1矿石物质

矿石矿物主要为闪锌矿、方铅矿和黄铁矿,脉石矿物主要为白云石、石英及方解石等。

3.2.2矿石结构与构造

矿石多为自形—他形粒状结构、碎裂结构,具块状构造、细脉状构造、浸染状构造、角砾状构造等。地表氧化矿石呈土状结构,网脉状构造、团块状构造。网脉由石英、褐铁矿细脉组成。

3.2.3矿石有益组分的赋存状态

矿石中主要有益元素铅、锌均以方铅矿及闪锌矿的形式存在,个别地段见有微量白铅矿,银大多以硫化物(碲银矿？)伴生存在,闪锌矿多呈裂隙状分布于方解石脉之中,方铅矿呈脉状穿插于闪锌矿或黄铁矿及粗粒脉状方解石之中,矿物生成顺序上黄铁矿最早,后为闪锌矿、方铅矿和胶状黄铁矿。

图2　大坪铅锌矿区地质图Fig.2　Geological map of Daping Pb-Zn deposit1.第四系;2.寒武系下统石牌组;3.寒武系下统牛蹄塘组上段;4.寒武系下统牛蹄塘组下段;5.震旦系上统老堡组;6.震旦系下统陡山沱组上段;7.震旦系下统陡山沱组中段;8.震旦系下统陡山沱组下段;9.南华系下统南沱组;10.南华系下统莲沱组;11.中元古界大药姑组;12.中元古界坪原组;13.煌斑岩脉；14.层间破碎带;15.铅锌矿体。

图3　大坪铅锌矿区0线勘探线剖面图Fig.3　Profile of 0 line of Daping Pb-Zn deposit1.第四系;2.震旦系老堡组;3.震旦系陡山沱组三段;4.震旦系陡山沱组二段;5.震旦系陡山沱组一段;6.南华系南沱组;7.冷家溪群小木坪组;8.浮土、砂砾层;9.硅质岩;10.粉晶灰岩;11.含炭页岩;12.粉晶白云岩;13.冰碛含砾砂岩;14.绢云母板岩;15.碎裂岩;16.煌斑岩脉;17.岩层产状;18.断层及产状;19.铅锌矿体;20.钻孔。

3.3　围岩蚀变

围岩蚀变主要以硅化、毒砂化、黄铁矿化、碳酸盐化为主,次为重晶石化、绢云母化和绿泥石化。其中硅化、毒砂化、黄铁矿化与铅、锌矿化关系密切,是矿区主要的找矿标志。

4　矿床地球化学特征

4.1　地层成矿元素特征

微量元素统计(表1)表明,震旦系陡山沱组地层中铅、锌等成矿元素含量明显高于其它地层,Pb、Zn、As、Sb、Hg、Ag元素浓集系数(K)≥1.5,处于显著富集状态,变异系数>1.0,表现出局部明显富集,在地质作用过程中发生了强烈分异富集,是本区主要成矿元素的矿源层。

表1　大坪铅锌矿区各地层单元成矿元素含量特征一览表Table 1　The contents of ore-forming elements of formation units in Daping Pb-Zn deposit　单位:×10-6　(Au)×10-9

4.2　同位素特征[1]

与本矿床同一构造部位的方山背斜南翼陡山沱组第二段炭质页岩中黄铁矿结核及炭质页岩(全岩)的硫同位素δS34‰为-7.43～-9.20,属于沉积—浅变质岩的范围。层间破碎带中石英氧同位素δO18‰值为15.51～20.40,平均值17.86,物质也主要来源于沉积—变质岩类地层,为变质作用及构造作用产生的热水溶液。煌斑岩(全岩)中δO18‰值为11.24～16.12,平均值为12.97,属于花岗岩类氧同位素的范畴。

根据同位素测试结果结合矿床地质特征,成矿物质除来自深部的岩浆溶液外,还有来自沉积—变质岩类地层中的热水溶液。

5　矿床成因初探及找矿方向

5.1　矿床成因

大坪铅锌矿为方山金锑矿田的重要组成部分,与区域成矿具有许多相似的特点。陡山沱组底部的层间破碎带为矿物质的运移及充填提供了有利的场所,同时碳酸岩化学活动性强,燕山运动带来的晚期岩浆热液及构造热卤水不断萃取围岩中的成矿物质,含矿热液在热梯度和压力梯度的影响下向低压区渗流,从不同的方向及不同的通道汇集于层间破碎带裂隙中成矿。矿床成因应属受地层和构造控制的层控热液型矿床。