河南黄梅草脑一带铅地球化学异常特征及铅多金属矿找矿前景

白国典 裴中朝 王艳慧 李瑞强 王 玺 李 敏

（1.河南省地质调查院，河南郑州450001；2.河南省金属矿产成矿地质过程与资源利用重点实验室，河南郑州450001）

河南林州—辉县一带地处太行山构造-岩浆多金属成矿带南段，区内成矿地质条件优越，已发现铅锌矿（化）点数十处［1］。区内铅锌矿类型繁多，控矿条件（因素）复杂，以往开展的各类地质工作由于受到地质学理论、矿床成因、野外认识实践、工作方法及手段、化验测试水平等方面的限制，基础地质研究及地质找矿研究均未取得突破性进展。近年来，大量学者对太行山构造-岩浆多金属成矿带内的矽卡岩型铁矿［2-4］，金-多金属矿［5-8］以及铜铅锌矿［9-14］的成矿地质特征、找矿方向等进行了卓有成效的研究，但对于碳酸盐岩台地地球化学异常特征与找矿效果，尤其是对于Pb异常特征以及铅（锌）矿找矿的研究较为薄弱。本研究首先针对黄梅草脑一带（研究区）的1∶50 000水系沉积物地球化学异常以及1∶10 000土壤地球化学异常进行综合分析解译，并进行异常查证，圈定矿（化）点；然后结合该区地质、地球化学特征、控矿因素等，构建综合找矿模型，并对找矿靶区进行圈定，供该区进一步开展工作参考。

1 区域成矿地质背景

研究区位于河南省林州市以南（图1（a）），区内分布有多处以Pb为主的1∶50 000水系沉积物综合异常（图1（b））。

1.1 地层

研究区大地构造属华北陆块中南部，山西台隆太行山隆起东段，为寒武纪—奥陶纪碳酸盐岩台地沉积区，区内寒武系—奥陶系地层分布广泛，与下伏长城系砂砾岩为平行不整合接触关系。基底为新太古代片麻岩构成的太古界隆起，其上被长城系地层角度不整合覆盖，或直接被寒武系地层超覆（图1（b））。区内寒武系—奥陶系地层由下至上可分为中寒武统馒头组、张夏组，上寒武统崮山组、炒米店组，上寒武统—下奥陶统三山子组以及中奥陶统马家沟组。研究区地层产状平缓，构造较简单，褶皱不发育，总体表现为轴向呈NE向展布的宽缓复式背斜，两翼倾角一般为2°～6°，局部地层受断层影响而倾角变陡。

1.2 构造

研究区断裂构造发育，以NNE向及NWW向为主，同时在张夏组和三山子组二段中发育与地层产状一致的近水平层间破碎带。NNE向断裂构造成组、成带展布，倾向SE或NW，倾角多为70°～80°，以正断层为主，多形成于燕山期，具有多期活动特点，在断层带中发育张性角砾岩，在断层两侧发育节理，断裂带及节理中多充填含Pb重晶石脉和方铅矿脉。NWW向断裂多倾向NE或SW，倾角多为70°～80°，多为燕山期张性正断层，大多被NNE向、NEE向断裂错断，局部限制NNE向断裂，层间顺层破碎带多发育于张夏组灰岩和三山子组二段中粗晶白云岩中，具有碎裂岩化、角砾岩化及方解石化，伴有强烈的重晶石化和铅锌矿化。NNE向、NWW向和近水平产出的断裂对研究区岩浆岩及矿产具有重要的控制作用［15］，其交汇处常形成品位高、厚度大的铅锌多金属矿体［16］。

1.3 岩浆岩

研究区内岩浆活动微弱，岩浆岩不发育。在寒武系—奥陶系地层中发育少量燕山期闪长岩脉、辉绿岩脉，部分地段燕山期闪长岩呈小岩席顺层侵入至张夏组层间破碎带中，但岩体接触带或附近未见铅锌矿化。在研究区东部沿断裂还发育零星的喜马拉雅期苦橄玢岩脉。

1.4 物化探特征

研究区地层元素含量与地壳克拉克值相比，区域性强富集元素主要为As，富集元素为Pb，与克拉克值相当的元素有Ag、Zn，低背景元素为Au，贫乏元素为Cu。与全国水系沉积物背景值相比，仅有Pb含量低于全国背景值，其余与全国背景值相当。在区域上，研究区为上述主要成矿元素的高含量分布区（高背景区及异常区），其特点是沿断裂带及两侧形成大面积高背景区，并形成以Pb、Zn为主的多金属异常。

研究区出露的沉积岩（碳酸盐岩、碎屑岩）一般无磁性或弱磁性，中基性侵入岩具有中等磁性，大部分多金属矿（化）具有中—弱磁性，为应用高精度磁测寻找多金属矿体（化）的存在和位置，研究地质构造，预测岩体埋深也提供了地球物理前提。研究区1∶50 000地面高精度磁测显示其磁力线值为170～280 nT，位于贯穿SN的反S型异常南端，结合研究区地质特征，南北向反S型高值异常区可能与铜铅锌多金属矿（化）体有关。

2 Pb地球化学异常特征及异常查证

2.1 Pb异常特征

2.1.1 1∶50 000水系沉积物测量

研究区1∶50 000水系沉积物测量共测试了Cu、Pb、Zn、Co、Ni、Ba、Ag、Mo、V、Au等10种元素。结果表明：Pb呈现出极强分异性及极强富集特征，异常强度高、规模较大，分布较广泛，异常分布与构造关系较密切，对找矿的指示作用较明显；Zn呈现分异性及弱富集特征；Ag呈现强分异性及正常背景特征，异常强度高、规模大，分布广泛，常与Pb异常伴生，显示了其在成矿作用中与Pb的密切关系；Cu呈弱分异及强富集特征，异常规模小，分布较零散。

2004—2005年，本研究在下草庄—桃胡泉一带圈出了9个呈近EW向展布的1∶50 000 Pb、Zn、Cu、Ag水系沉积物异常带，包括18-丙2、19-乙1、20-丙2、21-丙2、22-丙2、23-乙2、24-甲1、25-甲2、28-乙1等9个与Pb有关的综合异常。异常带中有多个Pb的高异常区，单个Pb高异常区形态规整，规模较大。本研究以位于桃胡泉一带的24-甲1综合异常为例，对Pb异常特征及查证情况进行分析。

24-甲1综合异常位于下草庄—桃胡泉Pb、Zn、Cu、Ag异常带东段，地理坐标为东经114°01′01″～114°04′ 49″ ，北 纬 35°40′ 32″ ～35°43′10″。异常区内出露的主要地层为中寒武统馒头组、张夏组，上寒武统崮山组、炒米店组，上寒武统—下奥陶统三山子组以及中奥陶统马家沟组。区内断裂构造发育，主要有NE向与NWW向2组。NE向断层规模较大，破碎带宽数米至百余米不等，走向35°～40°，倾向NW，倾角65°～85°，多为张性正断层。在异常区北侧发育少量的燕山期闪长岩岩席，侵入至张夏组与馒头组之间或张夏组中。24-甲1综合异常中各元素异常分布特征见图2，各元素的地球化学异常特征值见表1。

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24-甲1化探异常形态呈向北凸出的弯月形，长轴方向为近EW向，元素组合为Pb、Mo、Zn、Ag、Co，主要异常元素为Pb、Mo，伴生元素为Zn、Ag、Co。Pb元素强度较高，Pb、Mo、Ag等异常规模较大、异常点数量较多。Pb元素异常最大值为474×10-6，浓度分带明显，其中Pb-7异常有2个浓集中心，具有3级浓度分带。在空间分布上，Pb与Ag、Zn、Mo异常套合较好，Zn异常最大值为1 217×10-6，Ag异常最大值为0.52×10-9。该综合异常中Pb异常强度最高（最大值接近异常下限的10倍）、面积最大、异常点数量最多，具有良好的找矿前景。

教材处理的原则不只这些，以上所述仅为一孔之见，可能不准确也不全面。教材的处理既是一种教学方法，又是一门教学艺术，方法因人而异。只要是有利于提高课堂教学效率的教材处理方法，都应成为教师研究与实践的对象。

2.1.2 1∶10 000土壤测量

本研究通过1∶10 000土壤剖面测量对1∶50 000 24-甲1综合异常进行分解定位，圈定了以Pb为主的1∶10 000土壤综合异常（图3）。该异常中，w（Pb）一般为（27.49～89.27）×10-6，最高值为2 128×10-6，次高值为1 608×10-6，远高于其异常下限；w（Zn）一般为（48.97～83.39）×10-6，低于其异常下限（100×10-6），最高值为161.08×10-6，略高于其异常下限；Cu、Mo、W含量普遍较低，多数低于其异常下限，异常强度较弱，略高于其异常下限。

分析图3可知：该异常中各主要元素异常重现性好，异常元素组合为 Pb、Zn、Ag、Mo、Cu、Au、As等，其中，Pb异常规模大、强度高、浓集中心明显，并伴有Zn、Ag、Mo等异常。依据1∶10 000土壤地球化学测量结果（表2）可知：Pb为极强富集元素，Cu、Zn为强富集元素，Pb为极强分异元素，Ag为强分异元素，Ni、Ba、Cu为弱分异元素；Au、As、Pb的X/X1值最高，高背景区主要分布于NW向断裂构造带中，断裂构造带中Pb、Zn强烈富集形成异常，为区内找矿的有利地段。总体来讲：1∶10 000土壤地球化学测量Pb异常重现性好，异常规模大、强度高，浓集中心明显，并伴有Zn、Ag、Mo、Cu等异常，Pb、Zn、Ag具有极强的相关性，桃胡泉一带铅、锌成矿的可能性最大。

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2.2 异常查证

本研究异常查证思路为：首先围绕1∶50 000水系沉积物异常进行踏勘检查以确定进一步工作的重点区域；然后利用1∶10 000土壤测量方法对1∶50 000水系沉积物异常进一步分解定位，并围绕1∶10 000土壤Pb异常浓集中心采用踏勘检查和探槽揭露的方法控制矿体。

T4地质、化探综合剖面（图4）全长4 040 m，本研究由北至南共采集了102件土壤样品进行测试分析。结果表明：样品w（Pb）为（33.73～1 608.00）×10-6，高值区位于007～055点、064～082点以及 089～091点等3个区间，最高值位于 008点（w（Pb）为1 608.00×10-6，达到异常下限的40倍）；Zn含量较低，一般为（54.13～116.96）×10-6，最高值位于014点（w（Zn）为116.96×10-6，略高于其异常下限）；w（Ag）为（0.078～0.360）×10-6，高值区位于010～030点与044～102点2个区间，最高值位于016点（w（Ag）为0.36×10-6，为异常下限的3倍）；w（Mo）为（0.59～3.76）×10-6，高值区位于 006～008 点，最高值位于007点（w（Mo）为 3.76×10-6，接近其异常下限的 2倍）；w（Cu）为（16.46～37.71）×10-6，低于其异常下限（40×10-6）。可见，该剖面Pb异常明显，其余元素异常均较弱，且Pb与Zn、Ag、Wo正相关性较明显，但与Au、As、Sb相关性不明显。

在对T4剖面进行踏勘检查和探槽揭露时发现了3处铅矿（化）点，在湖泉沟—对寺窑一带通过踏勘检查发现了2处铅矿（化）点。该类矿（化）点的地球化学特征如下：

Ⅰ#矿（化）点位于T4剖面Pb含量最高点（008点）附近（图4），出露地层为三山子组二段中粗晶白云岩，008点处发育一宽约2 m的NE向劈理化、碎裂岩化带，延伸长度大于10 m，有零星的孔雀石化和方铅矿化蚀变现象。拣块化学样w（Pb）为0.06%，w（Zn）为0.05%；刻槽样显示w（Pb）为0.02%，w（Zn）为0.02%。

Ⅲ#矿（化）点内的矿体赋存于中寒武统张夏组二段层间顺层破碎带的角砾岩带中，矿体顶板岩性一般为白云岩化灰岩，底板岩性一般为厚层状—中薄层状鲕粒灰岩。含矿岩石发育褐铁矿化、黄铁矿化、铁白云石化、重晶石化等，矿石矿物以方铅矿为主，可见黄铁矿、闪锌矿，脉石矿物为白云石、重晶石及方解石等。铅矿呈角砾状、侵染状分布。矿体与附近发育的NNE向断裂和NWW向断裂或近水平层间破碎带的交汇处矿化发育最佳。矿体与地层产状一致，近水平呈层状、似层状、透镜状、条带状或鸡窝状产出。该矿体延伸长度可达2 000 m以上，矿体东段厚约2 m，探槽化学样分析w（Pb）为3.9%～10.26%，平均7.08%；矿体中段厚约2 m，探槽化学样分析w（Pb）为 9.23%～2.82% ，平 均 5.70%，w（Zn）为0.03%～0.04%，平均0.037%；矿体西段厚10～12 m，探槽化学样分析w（Pb）为8.0%～0.20%，平均3.42%，w（Zn）为0.10%。该矿体在山梁北侧（桃胡泉南）有前人开采老硐，可见大小平硐十余个，深数十米至百米。总体上，该矿体w（Cu）为0.084%～1.7%；w（Pb）为17.33%～0.067%，平均6.74%；w（Zn）为2.81%～0.084%，平均1.30%。

Ⅳ#矿（化）点位于对寺窑西南约500 m处，赋矿层位为三山子组二段厚层状中粗晶白云岩，NWW向断裂及其次级断裂发育，并发育宽约6 m的劈理化带，沿劈理面发育褐红色铁质氧化膜。拣块化学样分析显示 w（Pb）为 0.03%、w（Zn）为 0.14%、w（Cu）为0.17%。刻槽样显示w（Pb）最高值为0.01%、w（Zn）最高值为0.02%、w（Cu）最高值为0.03%。

Ⅴ#矿（化）点位于湖泉沟西北约600 m处，赋矿层位为张夏组二段灰白色含鲕粒砂屑灰岩，矿（化）体位于NE向断裂的次级断裂带中，发育宽约10 m的劈理化带，沿劈理发育褐红色铁质氧化膜。拣块化学样分析显示w（Pb）为0.30%、w（Zn）为0.28%、w（Cu）为0.47%，刻槽样分析显示w（Pb）为0.15%、w（Zn）为0.05%、w（Cu）为0.03%。

综合研究认为：桃胡泉一带以Pb为主的综合异常由铅锌矿引起，为矿致异常，矿化发育于三山子组二段白云岩、张夏组二段灰岩层间破碎带中及层间破碎带与NW向断裂带交汇处。由于该类矿（化）点未开展过钻探等深部验证工作，尤其是Ⅲ#矿（化）点的铅锌矿化发育范围较广，矿化强度高，结合已有资料分析认为该区具有较大找矿潜力，有必要开展进一步工作。

3 找矿前景

3.1 控矿因素

铅锌矿床类型主要有海底喷流型［18-21］、沉积—喷流型［22-23］、斑岩型、密西西比河谷型［24-25］等。研究区发现的铅锌多金属矿为产于具有典型台地碳酸盐岩层序中的后生矿床，具有密西西比河谷型铅锌矿的特征，其形成受地层、构造等多种因素控制。

（1）地层。研究区寒武系—奥陶系地层分布范围广，地层厚度大。铅锌铜多金属矿多分布于中寒武统张夏组二段灰岩和上寒武统—下奥陶统三山子组二段中粗晶白云岩中，为研究区最重要的赋矿层位。该类层位发育层间裂隙、层间破碎带及一系列充填岩溶角砾岩的古溶洞，后期热液易于在该类裂隙、层间破碎带及古岩溶中充填形成铅锌矿床，目前发现的铅锌多金属矿（化）多分布其中，矿体受地层控制明显。同时，重砂金属量异常、化探异常也与该类含矿层位相对应。因此，该类层位是寻找层控复合型多金属矿的有利部位。目前研究区内发现的铅锌矿（化）多属低温热液成因，该区为寻找密西西比河谷型铅锌多金属矿的重要区域。

（2）构造。区内NE向、近EW向、NW向断裂发育，为岩浆活动和成矿热液提供了有利的空间场所，控制着区内热液型矿床的形成和分布。在NE向、NW向及近EW向断裂交汇部位或该类断裂与层间破碎带的交汇部位为形成铜铅锌等多金属矿的主要地段。区内水系沉积物异常受断裂控制明显，尤其是NE向与NNE向断裂构造基本控制着异常的走向，其余方向的断裂对异常的控制效果不明显。以研究区内的主要成矿元素Pb为例，其异常走向呈NE向展布，与构造线方向一致，区内的铅矿化点多数位于NE向次级断裂及其派生的NW向断裂中。

3.2 找矿模型

结合研究区地质特征、地球化学异常特征以及控矿因素，本研究构建的找矿模型如表3所示。

3.3 找矿预测

根据研究区地层、构造、岩浆活动对成矿的控制规律，物化探异常分布特征以及已发现的主要矿（化）点的矿化种类、矿化规模、成因类型，并参照固体矿产预测评价方法及成矿地质背景研究技术要求［26-29］，本研究圈定了A、B 2处找矿靶区（图5），经过初步工作，均发现了铅锌矿体，找矿前景较好。

（1）A找矿靶区。该区位于淇县黄洞乡桃胡泉一带，出露地层主要为寒武系—奥陶系灰岩、白云岩。靶区内发育NE向、NW向2组断裂，有5处铅（锌）矿化点。靶区内分布1个磁异常和5个1∶50 000水系沉积物异常，水系沉积物异常元素组合为Mo、Pb、Zn、Ag、Co，以Pb、Mo为主要异常元素，伴生元素为Zn、Ag、Co，异常面积为6.83 km2，受纵横交错的断裂构造活动的影响，局部元素富集明显。

（2）B找矿靶区。该区位于林州市下草庄一带，位于近EW向高值异常区内，出露地层为寒武系—奥陶系灰岩、白云岩。靶区发育NE向断裂，有2处铅矿化点、1处多金属矿化点、1处铅锌矿化点以及1处铜矿化点，分布1个磁异常和3个1∶50 000水系沉积物异常，水系沉积物异常元素组合为Ag、Zn、Mo、Au、Ni、Pb、Cu、Co、V、Ba，以Pb、Zn、Ag、Mo为主要异常元素，伴生元素为Au、Ni、Cu，异常面积为7.24 km2，规模值达8.38。

4 结论

（1）在黄梅草脑一带寒武系—奥陶系碳酸盐岩出露区采用1∶50 000水系沉积物测量→1∶1 0 000土壤测量→地质观察→槽探工程揭露的方法寻找铅锌矿效果明显。

（2）黄梅草脑一带Ag、Zn与Pb具有密切的相关性，可作为寻找该类矿床的重要指示元素，Ag异常面积大、异常强度高的区段极有可能寻找到铅锌矿。

（3）黄梅草脑一带中寒武统张夏组二段灰岩和上寒武统—下奥陶统三山子组二段中粗晶白云岩为铅锌矿的主要成矿母岩，其层间破碎带及形成的古溶洞为铅锌、铜多金属矿的有利成矿部位；断裂构造为岩浆和热液提供了良好的上升通道，从而严格控制着区内铅锌矿（化）体的分布。

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