甘肃省徽县某铅锌矿床成矿模式及找矿方向

王 强 刘文凯 甄大超 刘友龙 侯文强

(兰州有色冶金设计研究院有限公司)

甘肃省徽县某铅锌矿床为西城矿田内具有代表性的矿床之一，近年来，大量学者对其地质特征及矿石性质等进行了深入研究，但有关矿床成矿模式的研究涉及较少[1-3]。本研究根据该矿床的地质工作成果，通过类比矿田内其余铅锌矿床的地质特征，对其成矿模式进行研究，并对矿床成因及找矿方向进行探讨，为进一步开展矿区深部及其外围找矿工作提供可靠依据。

1 区域成矿地质背景

西成矿田位于昆仑—秦岭褶皱区、西秦岭海西—印支地槽褶皱带西部，由数个大型铅锌矿床及十多个中小型矿床及矿(化)点组成(图1)[4]。该区域出露的地层主要有泥盆系、第三系及第四系，也可见零星出露的三叠系地层。区域大范围出露的泥盆系沉积环境主要为浅海陆棚相，形成了以碳酸盐岩及碎屑岩为主的沉积建造，为后期成矿有利元素沉淀富集提供了良好的环境。区域构造对成矿物质运移及富集起到了至关重要的作用，同时对成矿期后矿床的改造及再富集也有举足轻重的影响。不同的区域构造演化控制了不同类型矿床的形成。西成矿田位于人土山—江洛断裂与黄渚关断裂之间，该地区受海西期、印支期及燕山期构造活动影响明显而呈EW向带状分布。区域出露的岩浆岩主要为海西期及印支期的中酸性岩浆岩。

图1 西成矿田矿产地质分布

2 矿床地质特征

徽县某大型铅锌矿床位于西城矿田东部[5]，矿区出露的地层主要为中泥盆统安家岔组焦沟层(D2a2)及第三系(T)(图2)。其中，中泥盆统安家岔组焦沟层上层(D2a2-2)为富矿层位，主要的富矿围岩岩性有千枚岩、碎屑岩、石英岩及灰岩。矿区构造走向以近EW向为主，由洛坝背斜和南北两翼的人土山—两当断裂及黄渚关主干断裂组成，同时次级褶皱强烈发育[6-7]。矿区岩浆岩主要为印支期花岗闪长岩，可见成矿后多期侵入的岩脉。

图2 甘肃省徽县某铅锌矿矿区地质特征

矿床整体产状、规模及厚度变化较大，沿倾向、走向形态复杂多变，具有膨大窄缩、尖灭再现的特点，沿走向延伸150～1 400 m，倾向延深50～400 m，矿体厚度最大可达40 m，多呈囊状、透镜状、豆荚状及不规则状产出，矿体赋存标高为700～1 360 m。矿床整体氧化程度低，多为原生矿石，矿石组分及品位变化大，具有多期次成矿的特点。

矿区矿石多具有交代结构，主要矿石结构为草莓状结构、半自形—他形粒状结构、交代溶蚀结构、骸晶结构及乳浊状结构等。矿石构造以团块状构造、致密块状构造及浸染状构造为主。矿石自然类型主要为致密块状铅锌矿石和浸染状铅锌矿石。矿石矿物组分简单，主要有方铅矿、闪锌矿、黄铁矿及黄铜矿。脉石矿物有石英、方解石、菱铁矿、绿泥石、钾长石及绢云母等。矿石中伴生有益组分(Ag、Cd)的品位均达到了工业要求，可以进行综合利用。

由于该矿床处于区域构造强烈的活动带中，后期改造作用显著。矿体产状、规模及厚度变化较大，矿石结构构造的多期性特征较明显。

3 控矿因素及矿床成因

3.1 控矿因素

矿床形成的主要影响因素为成矿物质(成矿元素和成矿流体)、能量、介质、通道(导矿构造)、空间(容矿空间)，本研究分别从该类因素入手，讨论矿区地层、构造、岩浆与成矿的关系。

(1)地层与成矿的关系。本研究铅锌矿床主要赋存于中泥盆统安家岔组焦沟层(D2a2)中，该地层岩性主要为碳酸盐岩及千枚岩。该类岩石性质活泼，可与岩浆热液反应导致矿质沉淀，该岩性组合不仅可以提供良好的容矿环境，而且可以提供部分成矿物质。根据冯志强[8]的研究成果，可知该矿床的部分成矿物质来自地层。矿体受地层及层间破碎带控制明显，呈透镜状、不规则状及豆夹状产于中泥盆统安家岔组焦沟层(D2a2)及层间破碎带中。

(2)构造与成矿的关系。该矿区构造(尤其是人土山—两当断裂及黄渚关深大断裂)控制着岩浆热液和其他气水热液的上升侵位以及成矿有利元素的富集沉淀，不仅为热液上升侵位提供了通道，而且为成矿元素沉淀富集提供了有利场所。矿区成矿后构造对该矿床具有一定的改造作用，为成矿有利元素再次运移和沉淀提供了通道和场所，因而矿体的规模、形态发生了较大变化，多呈囊状、透镜状及不规则状产出，品位变化系数也较大。

(3)岩浆与成矿的关系 。该矿区主要发育的岩浆岩岩性为印支期糜署岭花岗闪长岩，还有少量的成矿期后多期侵入的岩脉。印支期花岗闪长质岩浆不仅提供了部分成矿元素及成矿流体，而且作为介质将成矿有利元素沿人土山—两当断裂、黄渚关深大断裂及其次级断裂运移至储矿有利地段。岩浆热液为矿物之间的反应及物质交换提供了能量，进一步促进了铅锌含量较高的矿物沉淀及矿床的富集与形成。后期侵入的岩脉与矿床的形成关系较小，但对矿体形态有一定的改造作用。

3.2 矿床成因

对于西成矿田内各矿床的成因，学者们的认识基本相同，认为该矿田内的矿床成因主要有两种类型，即热水沉积型和热水沉积改造型矿床[7-8]。为准确厘定本研究铅锌矿床成因，对西成矿田内的代表性大型铅锌矿的赋矿围岩、赋矿层位、围岩蚀变、矿石组构及后期改造程度等进行了详细的对比分析，结果见表1。

表1 西成矿田各矿床成矿地质特征

根据林丽等[5]、张腾蛟等[7]的研究，西成矿田内的热水沉积型矿床主要有厂坝及李家沟铅锌矿。该类矿床主要呈层状、似层状产于变沉积岩或变质岩中[9-10]，主要的赋矿岩性为石英片岩及大理岩，矿体形态受地层岩性控制明显，其产状与围岩基本一致。同时，含矿地层整体经受了低级区域变质作用，局部变质作用程度较高，矿石结构构造以沉积变质型为主[9-10]。西城矿田内的热水沉积改造型矿床主要包括邓家山、毕家山、郭家沟等铅锌矿床[4]。该类矿床主要赋存于灰岩及千枚岩中，其产状与围岩大致相似。矿床形成后，受构造和岩浆岩的影响较大，矿体形态变化较大，常呈扁豆状、透镜状产出，具有分支复合、尖灭再现的特点[6]。矿石组构以交代充填为主，同时具有硅化、碳酸盐化及黄铁矿化等蚀变。由表1分析可知，本研究铅锌矿床与邓家山、毕家山及郭家沟铅锌矿床的成矿地质特征类似，均具有热水沉积改造的特点，因此本研究认为该矿床成因类型属于热水沉积改造型矿床。

4 成矿模式

新元古代—早寒武世(约700 Ma)超大陆裂解分离出许多地块在大洋中漂移，在漂移过程中，华北克拉通和扬子克拉通两个最大的陆块互相靠近，围限原大洋的一部分，形成了昆仑—秦岭洋[4-5]。早志留世—晚泥盆世由于碰撞造山及陆内伸展作用使得地壳变薄发生拆沉作用，含矿岩浆水热液沿着构造薄弱带上升，喷流并沉积于潮间及浅海含碳较高的生物灰岩环境中[11-12]。随着温度、压力、氧逸度及总硫活度降低，铅锌络合物的活度降低并沉淀出富含铅锌的矿源层。同时，有少部分岩浆水热液交代、充填海底灰岩并伴随强烈硅化及铁白云石化等蚀变，形成了以浸染状为主的铅锌矿(化)体(图3(a))[7]。由于扬子板块向北漂移的速度大于华北板块向北漂移的速度，印支期西秦岭地区发了强烈的碰撞造山运动，西成矿田区域地层发生了强烈的褶皱变形，形成了许多层间构造虚脱带[11-12]。同时，大气水下渗并伴随岩浆热液喷出并交代、充填及淋滤矿源层，加之大范围的区域变质作用，使得大量含矿气水热液再次富集并沿着层间构造虚脱带沉淀，形成了以囊状、透镜状为主的矿体(图3(b))[7]。

图3 甘肃省徽县某铅锌矿床成矿模式

5 找矿标志及找矿方向

5.1 找矿标志

(1)含矿地层及其岩性组合特征为本研究矿床及其外围地区最主要的间接找矿标志。矿体均集中分布于中泥盆统安家岔组焦沟层顶部碳酸盐岩及碳酸盐岩与千枚岩的接触带附近。

(2)根据野外地质工作经验，矿区地表出露的风化后呈褐黄色的铁碳酸盐化千枚岩层可作为找矿标志。

(3)人土山—江洛大断裂北侧为矿床形成的有利地段，为寻找含矿层的重要宏观标志。

(4)矿区地表出露的赋矿地层(碳酸盐岩地层)均为正地形，为重要的间接找矿标志，沿其走向可寻找地表矿化露头。

(5)一些民采的老硐或采坑也为间接的找矿标志。

5.2 找矿方向

(1)本研究铅锌矿床受地层控制明显，均产于中泥盆统安家岔组焦沟层(D2a2)中，因此运用钻孔或坑道工程控制该赋矿地层为寻找矿区深部隐伏矿体的重要方法。

(2)由于矿体受深大断裂(人土山—两当断裂)控制明显，而该断裂东西向延伸较远，故矿床东西部地区具有较好的找矿前景。此外，矿床北部勘探程度较低，可适当增加勘探工程量。

(3)由西成矿田矿体的赋存标高对比分析可知，矿体的赋存标高自东向西有微弱降低的趋势，推测矿(化)体沉积时海底具有微弱向西倾斜的特征。因此，在外围矿体寻找过程中，矿床西部地区的探矿工程可适当增加控制深度，东部可适当减少控制深度。

(4)矿区具有较大的寻找盲矿体的潜力，可首先综合运用物化探方法圈定异常，然后进行地表查证及坑钻探验证，可有效降低找矿成本，取得较好的找矿效果。

6 结 语

通过对比分析西城矿田内本研究铅锌矿床与其余铅锌矿床的成矿地质特征，明确了该矿床成因类型属于热水沉积改造型矿床，在此基础上详细讨论了该矿床的成矿模型，并总结了找矿标志。综合研究认为，矿区深部及外围找矿前景较好，可综合运用物化探方法并结合坑钻探工程实现找矿突破。

[1] 国阿千，丁振举，文成雄.甘肃西成矿田花岗岩锆石U-Pb定年及地质意义[J].矿物学报，2011(S)：581-582.

[2] 邓海军，朱多录.甘肃西成矿集区成矿系列及找矿前景[J].地质与勘探，2010，46(6)：1045-1050.

[3] 高卫宏，李青锋，刘 萍，等.西成铅锌找矿突破对凤太深部找矿的影响[J].甘肃冶金，2015(5)：74-77.

[4] 李 英.西成矿田层控铅锌矿床的成矿机制[J].地球化学，1983(3)：241-249.

[5] 林 丽，庞艳春，付修根，等.西成矿田洛坝矿床含矿层物性特征及成矿条件分析[J].成都理工大学学报(自然科学版)，2006，33(6)：617-620.

[6] 李成鑫，陈少军.洛坝铅锌矿床地质特征及深边部找矿方向探讨[J].甘肃冶金，2008，30(3)：39-42.

[7] 张腾蛟，曾广亮，李佑国.SEDEX铅锌矿床特征和成因模式——以中国西成矿田为例[J].矿物学报，2015(S)：186-187.

[8] 冯志强.西秦岭洛坝铅锌矿床喷流沉积特征及矿床成因探讨[D].成都：成都理工大学，2012.

[9] 冯志强，林 丽，刘永江，等.西秦岭造山带东段喷流沉积型铅锌矿床特征及其成矿模式——以徽县洛坝矿床为例[J].吉林大学学报(地球科学版)，2013，43(6)：1799-1811.

[10] 张声炎，赵化深，吴健民.厂坝—李家沟铅锌矿床成矿控制条件及矿化富集规律讨论[J].矿产与地质，1988(2)：3-11.

[11] 冯益民，曹宣铎，张二朋，等.西秦岭造山带的演化、构造格局和性质[J].西北地质，2003，36(1)：1-10.

[12] 杨恒书，张凤玲，殷鸿福，等.西秦岭造山带演化与成矿[J].四川地质学报，1996(1)：73-79.