黄山岭铅锌钼矿床成矿规律及找矿方向

2018-06-21汪谦

资源环境与工程 2018年2期

关键词：奥陶系山岭矽卡岩

汪谦

(铜陵有色金属集团股份有限公司矿产资源中心,安徽铜陵 244000)

安徽省池州市黄山岭铅锌矿开采历史长达40多年,现探明矿体资源储量已严重不足。矿山迫切需要寻找新的接替资源,因此有必要对区内矿床的成矿规律和资源潜力进行分析和探讨,评价矿山深边部找矿前景,为矿山寻找新的接替资源提供地质依据。

1 区域成矿地质背景

矿区大地构造位置处于扬子地台,下扬子台坳,沿江拱断褶带,安庆凹断带上。地层属华南地层大区、扬子地层区,地层出露从寒武系至第四系均有。

区域构造受晋宁期、印支期和燕山期的构造活动控制。晋宁期形成基底褶皱,区域内仅出露障公山复背斜北翼的小部分,轴向东西。次级褶皱发育,以同斜褶皱为主。印支期形成一系列紧闭背向斜相间的线型褶皱,多伴有纵向顺层断裂。燕山期多以北北东向和北西向的横跨褶皱叠加于印支期的构造形迹之上。区内断裂主要发育有北东东向的高坦断裂、北东东向周王断裂、北东向江南断裂等。

区内岩浆岩活动较强烈,晚中生代中酸性侵入岩出露范围较广,主要有九华山、花园巩和谭山岩体,为同熔型火山侵入岩,以中酸性花岗岩和花岗斑岩为主。

2 矿区地质特征

黄山岭矿区为青阳铜、钼、金银、铅锌成矿亚带。该带处于江南隆起与下扬子坳陷的过渡地带,涉及到江南前陆反向冲断带、江南过渡带两个次级构造单元。区内岩浆成矿带过渡性明显,因此近年研究认为它是相对独立的成矿带。区内已发现的矿化类型较多,包括层控矽卡岩型、岩浆热液型、斑岩型、层控低温热液型等。

2.1 地层

矿区出露地层为单斜岩层,地层整体倾向南东,倾角5°～30°。出露地层主要有奥陶系、志留系,奥陶系出露地层岩性主要为白云岩、白云质灰岩、生物碎屑灰岩、瘤状灰岩、流纹状或竹叶状灰岩,深部从下统仑山组至上统汤头组灰岩大多蚀变为大理岩,在地表出露于本矿区的北部;志留系在区内仅见下统高家边组,矿区分布面积最大,岩性主要为砂岩,底部为黑色炭质泥页岩,与奥陶系五峰组地层呈整合接触。

2.2 构造

黄山岭矿区位于黄山岭背斜的南东翼,矿区构造较简单,为一套单斜构造,该背斜属于大佛堂—太平槽背斜的中段,走向北东东,北东端倾伏收敛。矿区出露长3 km,核部地层为奥陶系下统仑山组,两翼地层自奥陶系下统仑山组至志留系下统高家边组依次分布[1]。矿区高家边组底部、奥陶系汤头组顶部和奥陶系五峰组内见较明显的断裂,该断裂为区域性层间滑动断裂,倾向SE,倾角20°左右。

2.3 岩浆岩

矿区地表出露的岩体为石英闪长玢岩,多为岩脉状,沿汤头组与五峰组层间裂隙面贯入,岩石灰—灰绿色,斑状结构,斑晶为斜长石和普通角闪石,少量黑云母,基质为细粒或隐晶—玻璃质。深部隐伏岩体为桂林郑花岗(斑)岩体,其时代的划分没有做具体工作,但其岩性与谭山岩体相似,推测其时代与谭山岩体同期,即属于燕山晚期侵入,侵入围岩为奥陶系下统仑山组。岩体的岩性主要为花岗(斑)岩,颜色为肉红色,斑状结构,块状构造。矿物成分主要由钾长石、石英等矿物组成。该岩体为成矿母岩,与大理岩接触并发生接触交代,形成了矽卡岩带并富集了铅锌矿、钼矿等工业矿体。

2.4 变质作用

区内热变质作用主要为大理岩化,接触变质主要为角岩化,气液变质作用主要为矽卡岩化、钾长岩化,其它蚀变类型有硅化、绢云母化。上述蚀变作用产生了方铅矿化、闪锌矿化和辉钼矿化以及少量黄铁矿化、磁铁矿化。

3 矿床地质特征

3.1 矿体特征

黄山岭上部铅锌矿床主矿体有四个,自北向南排列依次为Ⅲ号、Ⅱ号、Ⅰ号、Ⅳ号矿体,其中Ⅲ号矿体断续出露于地表,沿南东向深部延展,Ⅱ号矿体位于地表浅部,Ⅰ号、Ⅳ号矿体为隐伏矿体,矿体呈似层状—透镜状,赋存于奥陶系汤头组顶部矽卡岩带中,矿体顶板为五峰组炭质页岩。矿体产状平缓,沿倾向延伸具膨胀收缩、尖灭再现的特点[2]。其中Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ号矿体已开采结束,目前仅Ⅳ号矿体服务矿山生产。Ⅳ号矿体探明储量在-240 m标高以上,深部(-240～479 m)处于普查工作程度。

Ⅳ号矿体埋深较大,赋存标高-479～-2.5 m。呈似层状—透镜状单斜产出,形态较规则;走向北东,倾向南东,倾角12°～29°,平均24°;走向最大延长500 m,平均261.67 m,最大斜深700 m,平均360.40 m,延展面积0.09 km2。矿体厚度最大14.94 m,平均4.42 m,变化系数68.91%,变化较均匀。变化规律为沿倾向由浅至深，29线为楔形；向深部变薄,27线为鞍形；中间薄,25线呈透镜状；中间厚两端薄，沿走向浅部向北东呈加厚趋势,深部则呈透镜状。

黄山岭深部钼矿体形态呈一倒置的锅状赋存于奥陶系下统仑山组，与深部隐伏岩体(桂林郑岩体)接触形成矽卡岩带,少量赋存于花岗斑岩中,部分呈层状或似层状赋存于上层矽卡岩带,平面位置处于桂林郑岩体的隆起部,呈中间厚,北东、南东、南西变薄的伞状,矿体形态基本与岩体上拱形态一致。

3.2 矿石特征

矿石主要金属矿物为方铅矿、闪锌矿、黄铜矿、斑铜矿等,主要脉石矿物为钙铝石榴子石、透辉石、符山石等。矿石的主要有益元素为Pb,主要伴生元素有Ag、Zn、Cu等。

矿石结构大致可分为晶体结构、固溶体分离结构和交代结构三种类型。矿石构造主要为块状构造、浸染状及细脉浸染状构造,局部可见条带状、斑点状构造[3]。上部矿石主要类型为含铅矽卡岩、含铅铜矽卡岩、含铅锌矽卡岩、含铅锌铜矽卡岩,深部矿石主要类型为含锌矽卡岩、含铅钼矽卡岩。

3.3 矿体围岩特征

上部铅锌矿体主要赋存于矽卡岩带上部,局部位于中、下部,底板围岩主要为矽卡岩、灰岩或矽卡岩化大理岩。顶板围岩主要为五峰组炭质页岩,局部为泥页岩或角岩化粉砂岩。深部矿体底板围岩主要为花岗(斑)岩,少量磁铁矿化矽卡岩,顶板围岩主要为石榴石矽卡岩,大理岩等。

矿体围岩蚀变主要类型有矽卡岩化、大理岩化、硅化、钾化、黄铁矿化以及绿泥石化、绿帘石化、绢云母化等。由于区域变质作用较强,且为多期活动,各蚀变类型相互叠加,没有明显的分带性。

4 矿床成因及控矿因素

黄山岭铅锌矿床成因类型为层间反应交代矽卡岩—热液叠加(式)矿床。受构造、层位、热源三因素控制。矿体主要发育于奥陶系汤头组—志留系高家边组之间以及深部隐伏岩体接触带上,为“两层楼”式接触交代型矽卡岩矿床。赋矿的矽卡岩是由奥陶系汤头组泥灰岩与深熔型花岗岩热接触变质而形成,成矿物质来源于岩浆热液(深源富钾钙碱性岩系),该成矿热液又叠加于先期形成的矽卡岩裂隙中。因此,黄山岭铅锌矿床成因类型为岩浆热液叠加层控矽卡岩型铅锌矿床[4],其成矿作用与深部岩浆活动关系密切。

上部铅锌矿体赋存于奥陶系上统汤头组顶部矽卡岩中,矿体沿矽卡岩带分布,明显受层位控制。矿体的形成的条件是:奥陶系地层与志留系地层由于岩性的不同,先是受到压应力作用产生层间滑脱,后受到拉伸应力而形成裂隙,使得含矿热液能够在此运移和沉淀,从而与奥陶系碳酸盐岩接触交代,五峰组的炭质页岩、含碳硅质页岩中富含的铅、锌、铜、银等金属矿物元素富集。同时顶板砂页岩由于热变质作用形成的角岩又起到了屏蔽层的作用。因此,在奥陶与志留系接触面上形成了顺层分布的矽卡岩型矿床。铅锌矿床的主要成矿期为内生成矿期,形成原生矿石,表生作用较弱,没有形成表生矿体。内生成矿期分矽卡岩期和热液期。热液期分为石英—硫化物阶段和石英—碳酸盐阶段,其中石英—硫化物阶段根据金属矿物的不同世代、有关矿物组合及混入主要伴生元素情况,又可分为早期硫化物、晚期硫化物两个亚阶段。

下部铅锌钼矿体赋存于深部花岗(斑)岩与奥陶系下部仑山组接触带上,属中高温矽卡岩矿床,其深部以隐伏岩基形式产出的花岗岩体是主要的含矿岩体,仑山组白云岩与岩体反应形成下层矽卡岩,钨、钼等高温矿物沿下层矽卡岩带沉淀形成接触交代型矽卡岩矿床,辉钼矿已富集形成为工业矿体,与矿区北部桂林郑矿床类似。该矿床的成矿期分为热液成矿期和表生成矿期,其中热液期为三个阶段:早矽卡岩—硅酸盐阶段、晚矽卡岩阶段、石英—碳酸盐—硫化物阶段;表生期发育较弱,基本沿断裂构造分布,表现为褐铁矿化和淋滤作用,对早期沿裂隙充填而成的硫化物具有破坏作用。

5 找矿方向

5.1 找矿标志

根据以往的找矿经验,首先寻找奥陶系与志留系界面,在此基础上再寻找矽卡岩。野外实际工作中,奥陶系大湾组及汤头组地层特征十分明显,是较好的标志层。矿床赋存于黄山岭背斜的层间滑脱带中,断层为良好的导矿构造,因此断层等构造因素对找矿非常有利。区内与钼多金属成矿有关的岩体为花岗岩,因此,寻找并揭露深部隐伏花岗岩体,充分了解岩体分布规律与成矿关系,对寻找深部钼矿体具有非常重要的意义。

5.2 磁异常特征

黄山岭地表磁异常主要分布于黄岭背斜南东翼矽卡岩带两侧,异常走向近南北,自东向西梯度增大,峰值600γ,其西缘吻合于汤头组顶部矽卡岩露头带。表明汤头组顶部矽卡岩具有磁性显示,磁异常是重要的找矿标志。该区引起磁异常原因主要有三个:一是深部花岗(斑)岩体与围岩接触形成了面状含磁铁矿矽卡岩带;二是高家边组砂页岩发育大量的磁黄铁矿细脉;三是具中等磁性呈似层状分布的石英闪长玢岩脉。以往对地表和坑道岩石样品进行过电阻率测量,铅锌矿体的电阻率特点是低电阻率、高极化率。实测电阻率一般为5～388 Ωm,实测极化率一般为5%～80%,除部分含矿矽卡岩具有低阻和高极化特征,其它围岩均为高阻低极化特征。

矿山前期开展的1∶1万高精度磁法测量,共圈定了五个磁异常(单位:nT)(图1),Ⅰ号磁异常带位于黄山岭矿区西北部,走向北东,异常两端未封闭。异常差值150 nT左右,该带与矿山目前正在开采的矿体位置相对应。Ⅱ号异常位于矿区东北部,北段未封闭,异常走向长度约800 m,宽200 m,异常幅值40nT。(已经在矿区北侧异常延长部位见矿)。Ⅲ号异常位于矿区中部偏北,走向北北东,走向长度约500 m,宽约300 m,面积约0.15 km2,异常幅值不大,约20 nT(已得到钻孔验证)。Ⅳ号异常位于矿区南部,走向北东,走向长度约1 km,宽度最大700 m,异常面积约0.4 km2。异常由两个极大值构成,异常值分别为30 nT和70 nT,南段未封闭。Ⅴ号异常位于矿区东北角,区内未封闭,异常幅值不大,范围较小[5]。Ⅳ号、Ⅴ号磁异常尚未通过钻孔验证。

图1 地质特征与矿体预测平面图Fig.1 Plane graph of geological characteristics and prediction of ore body1.第四系;2.志留系下统高家边组;3.奥陶系上统五峰组;4.奥陶系上统汤头组;5.奥陶系中统宝塔组;6.奥陶系中统大田坝组;7.奥陶系下统牯牛潭组;8.奥陶系下统大湾组;9.奥陶系下统红花园组;10.奥陶系下统仑山组上段;11.奥陶系下统仑山组下段;12.石英闪长玢岩;13.矽卡岩;14.实、推测地质界线;15.实、推测正断层。

磁法剖面测量资料显示深部存在矽卡岩带,矿体仍然向南有延伸的趋势,证明在该带上还有较大的成矿可能性。由于工作量的限制,该区南部综合磁异常没封闭,找矿范围还较大。从磁法剖面数据解译分析不仅深部有矽卡岩化大理岩带存在,浅部还叠加有磁高。反应了深部有低磁性体的存在。

5.3 找矿远景区预测

矿区目前查明的Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ号铅锌矿体从平面位置上看,Ⅳ号矿体与Ⅰ号矿体的平面投影是相连的,Ⅳ号矿体实际上就是Ⅰ号矿体沿倾向尖灭再现的矿体。矿山在2012-2016年开展国家老矿山找矿国家项目,在13线、17线、21线三条剖面线施工7个地表钻孔,均见矿(图2),共探获333+334类铅锌矿石量307万t,铅锌金属量77 323 t。矿体沿走向、倾向方向都有延伸(深),并没有出现收缩或尖灭现象,尤其是Ⅳ号矿体深部(-300 m以下)走向延长近400 m。矿体厚度最大4.2 m,平均2.07 m,厚度变化系数52%,变化较稳定,品位变化系数98.6%,变化较均匀(表1)。矽卡岩带往深部(南部)稳定延伸,矿体深部仍然可以进行追索,受资金投入和工作量计划的限制,找矿项目虽已结束,但找矿前景依然很乐观。矿山南深部较大范围仍然是重要的成矿远景区,值得再次投入勘查工作。

图2 黄山岭铅锌矿13线剖面图Fig.2 13 line profile of Huangshanling lead-zinc mine1.志留系下统高加边组;2.奥陶系下统汤头组;3.奥陶系下统大湾组;4.奥陶系下统仑山组上段;5.奥陶系下统五峰组;6.奥陶系中统宝塔组;7.奥陶系下统红花园组;8.矿体号。

黄山岭铅锌矿床的北东部为桂林郑钼矿探矿权,现已探获钼资源量10万多吨,还共生有一定量的三氧化钨矿。根据本区北部桂林郑钼矿床的成矿地质特征分析,该矿床赋存于深部花岗(斑)岩与奥陶系下部仑山组接触带上,属中高温矽卡岩矿床,深花岗(斑)岩是以隐伏岩基形式产出的,该岩体为含矿岩体,由于本勘查区在桂林郑钼矿床南部,空间上紧邻,且成矿地质特征相似,根据桂林郑钼矿床以往勘查资料分析,桂林郑深部岩体可能延伸到本区,局部形成隆起,预测在本勘查区的深部可能形成接触带矿体(图3)。

表1 钻孔见矿情况一览表Table 1 List of drilling conditions

图3 桂林郑深部岩体与Ⅳ号矿体位置关系及预测矿体理想示意图Fig.3 Sketch map of the relationship between the deep rock mass of Guilin and the position of No.4 orebody & prediction of ideal ore body

图中深部花岗斑岩向上凸起,经钻孔证实岩体与奥陶系仑山组灰岩接触的部位存在一层“锅盖”状的钨钼等多金属矿床。以往在黄山岭矿区北部施工的ZK4907钻孔,该孔见矿31.2 m,钼品位0.32%,氧化钨品位为0.25%,且矿体向黄山岭矿区南深部逐渐变厚。证明在矿区南部也可能存在“下层矿”,即“桂林郑式”钨钼多金属矿床。