陕西魏家桥一带地质特征及成矿规律浅析

袁攀 陈剑祥 田夕安 李在文 王长春

摘要：对魏家桥地区地质特征作了叙述，区内地层由震旦系陡山沱组、灯影组及寒武系牛蹄塘组组成，二者整合接触；构造可分为北东向、北西向及近东西向三组共6条断裂；岩浆岩主要有晚元古代花岗岩和新元古代流纹岩。矿产分为铅锌矿化和银矿化；钻探工程揭示到角砾状白云岩带（矿化蚀变带），证明了震旦系灯影组赋矿层位（角砾状白云岩带）在区域上沿西北方向断续延伸的事实。笔者综合地质特征认为该区经历了初始沉积成矿阶段和后期改造富集成矿阶段，但富集程度不足，尚未发现达到工业要求矿床，预测可能有沉积改造型铅锌矿（马元式）及沉积型Ag矿。

关键词：魏家桥；震旦系；地质特征；铅锌矿；成矿规律

前言

研究区位于汉中市西南方向平距约60km处，中心地理坐标：东经：106°42′39″，北纬：32°52′24″。

20世纪60年代至今，诸多地质单位在马元地区开展了地质工作，对区域地层单元、构造格架、岩浆岩期次等基础地质问题进行了较系统的划分和建立。发现了孔溪沟、楠木树、九岭子、冷青坡、尖硐子沟5个矿化富集地段，经中国地质调查局审查，批准333+334资源量227万吨（铅锌金属量）。2007-2008年，陕西省地质矿产勘查开发局汉中地质大队在云河-庙坝地区开展了铅锌矿普查，在断续出露的矿化蚀变带中发现了庙坝铅锌矿床和云河铅锌矿床以及杨家岩铅矿点、李家营铅矿化点，矿（化）体产出层位、赋矿岩性、矿石组构特征、矿床类型与南郑县马元一带铅锌矿床完全相同，并在云河工区内圈出铅锌矿2个，在庙坝普查区内发现并圈定铅锌矿体1个，估算（332）+（333）+（3341）铅锌矿资源量5.56万吨。研究区是与马元、云河、庙坝等地区具有相似的地质背景，具有找类似矿种的前提。近年来随着国土资源找矿项目的投入，笔者参与了该地区地质预查项目，该文是笔者对该地区地质及找矿工作的初步认识。

1、区域地质背景

研究区大地构造位置属扬子板块北缘扬子克拉通之龙门山-大巴山陆缘冲褶带，汉南-米仓台拱北缘西段，区域地层围绕汉南花岗岩杂岩体西北边缘分布，按构造层次分為基底变质岩系和盖层沉积岩系，基底主要由中、晚元古界火地垭群的一套中、深变质火山岩、火山碎屑岩组成。盖层主要由震旦-二叠系碎屑岩-碳酸盐岩组成，围绕基底展布。其中在震旦系与寒武系之间（∈1/Z2）、寒武与奥陶系之间（∈1/O1）存在两个平行不整合面，反映区内为一个动荡的沉积环境。震旦系早期为南沱组（Z1n）山麓河流相沉积，岩性为杂色砂砾岩，晚期为陡山沱组（Z2d）和灯影组（Z2dn）滨-浅海相碎屑岩-碳酸岩盐，其岩性在陡山沱组（Z2d）为页岩、砂岩、砾岩及白云岩，灯影组（Z2dn）为白云岩、藻屑白云岩、角砾状白云岩，角砾状白云岩为本区铅锌矿赋矿层位。寒武-二叠系均为滨-浅海相碎屑岩-碳酸盐岩，寒武系下统（∈1）为炭质页岩、砾岩、砂砾岩、泥质白云质灰岩、泥灰岩，底部含磷；寒武系上统（∈2）为紫色、绿色页岩、砂岩、白云岩；奥陶系（O）与下伏寒武系为平行不整合接触，主要岩性为砂岩、砾岩、页岩、泥质灰岩及紫红色-灰白色厚层状龟裂纹灰岩等；下志留系（S1）主要岩性为深灰色砂质页岩、含油页岩、细砂岩及透镜状生物灰岩；上志留系宁强群（S2nq）为页岩、砂岩、灰岩及灰质页岩；下二叠系（P1）岩性有灰岩、页岩、砂岩、硅质岩等；上二叠系（P2）主要岩性为灰白色粘土页岩、炭质页岩夹薄层煤，上部为灰岩、厚层状沥青灰岩。构造包含了基底构造和盖层构造，二者构造样式各不相同。基底经历了强烈的褶皱和断裂活动。盖层构造作用主要以碑坝古陆为中心，穹隆持续隆升在上覆地层中形成层间滑脱构造。

岩浆岩沿基底隆起核部碑坝杂岩区段有大面积中上元古界火地垭群火山喷出岩及晋宁-澄江期侵入岩出露。中上元古界大致有两期较明显的火山活动，分别形成火地垭群后河组杂岩和铁船山组，后河组杂岩岩性主要为浅变质的基-中酸性熔岩，铁船山组岩性主要为酸性-中酸性火山岩。区内有扬子早期的晋宁-澄江期侵入岩，构成了汉南花岗杂岩基一部分，岩性为花岗岩、花岗斑岩、黑云母花岗岩、辉长岩等。

1.前寒武系基底变质火山岩 2.上震旦统灯影组铅锌赋矿层位 3.寒武-侏罗系 4.第四系 5.晋宁-澄江印支期花岗岩 6.区域性断裂 7.铅锌矿床（点）8.工作区范围

2、工作区地质特征

2.1 地层

工作区隶属扬子地层分区之米仓山地层小区，主要出露震旦系和寒武系地层。

1、震旦系（Z）

呈南北向分布于工作区中部、东部，由陡山沱组（Z2d）和灯影组（Z2dn）组成，呈带状不整合覆盖于汉南花岗岩之上；由老至新叙述如下：

（1）上震旦统陡山沱组（Z2d）：仅在北预查区邱家庙、扬子坪一线呈南北向少量出露；岩性为石英砂岩、砂砾岩夹杂含砾细砂岩；在预查区内角度不整合于汉南花岗岩之上。

（2）上震旦统灯影组（Z2dn）：在区内出露广泛，面积最大，可分上、中、下三段。与下伏地层陡山沱组（Z1d）整合接触。

a、下段（Z2dn1）：主要出露在北预查区邱家湾、木坪寺、五朝庙一带及南预查区铁炉沟、邓家坪、仰天窝、汤家梁上-肖家梁上一线；上部为灰白色中厚层状灰质白云岩，中部为含鲕粒灰质白云岩，底部为浅黄褐色细砂岩薄层或透镜体，倾向北西，倾角11°-29°。

b、中段（Z2dn2）：主要出露在北预查区刘家河坝、天星桥-周家沟一带及南预查区铁炉沟以西肖家梁上西侧，面积较小；岩性主体为浅黄褐色、灰褐色细砂岩、含砾细砂岩及钙质细砂岩，倾向北西，倾角16°-40°之间。

c、上段（Z2dn3）：该岩段在全区贯穿中部，展布范围较广。根据最新区调资料及区内岩相特征，将该段划分为三个岩性层。

第一岩性层（Z2dn3-1）：主要出露在北区中部的刘家河坝、天星桥以北-周家沟一线及南区的长梁上、田家湾以东-吴家湾一带；岩性主要为浅灰-浅灰白色中厚层状白云岩、层纹状白云岩，倾向西-北西，倾角5°-30°。

第二岩性层（Z2dn3-2）：主要出露在曹家湾-金堂磅、佘家湾-邓家湾-大树垭、周家山东侧-田家湾-四道门-大石板垭一线及广东湾-大屋基一带；岩性为浅灰色、浅灰白色中厚层状碎裂白云岩、硅质白云岩、含角砾白云岩夹少量白云质角砾岩；在北区走向呈北东-南西向，倾向北西，倾角 10°-36°；在南区走向南北，倾向西，倾角8°-26°。该岩性层中的角砾状白云岩带为区内的主要铅锌赋矿目标层位，但总体在区内反映出露面积小（仅在南预查区），矿化弱、铅锌矿产富集程度较差等特征，其Pb品位最高0.021%，Zn品位最高0.054%。

第三岩性层（Z2dn3-3）：主要出露在华山庙-水沟里、邓家湾-铁佛寺东侧、周家山-田家湾-宝山子一线；岩性主要为浅灰色中厚层状白云质灰岩；在北区走向呈南西，倾向北西，倾角5°-40°，南区走向南北，倾向西，倾角30°-32°。

2、寒武系下寒武统牛蹄塘组（∈1n1）

主要展布于工作区的西部、西北部华山庙-华山梁-夏家营-黄草坪-铁佛寺、凉水井、周家山及小石板垭-麦子坪一带；与下伏上震旦统为整合或断层接触。下部岩性主要为灰褐色-灰黑色含炭粉砂质页岩、粉砂质页岩、泥质粉砂岩，顶部出露一套细砂岩、粗砂岩、及砂砾岩。在北区走向为北东向，倾向北西，倾角 10°-60°。在南区走向呈南北，倾向北西，倾角3°-47°；在该组地层顶部的一套粗砂岩、砂砾岩组合中，Ag元素的背景含量高，但矿化较为分散，矿产富集程度较弱，Ag品位在3-5×10-6之间。

3、第四系（Q4）：多分布在北预查区的庄子上及五亩湾一带；主要为冲积砂质粘土、砂、砂砾层及坡积物。

2.2 构造

1、褶皱构造

预查区位于汉南杂岩体西北缘，地层总体呈单斜产出，北预查区总体走向北东、南西向，倾向北西；南预查区走向呈南北，倾向西-西北。区内地层倾角均较小，一般5°-30°

2、断层构造

区内断裂较发育，北区主要有邓家湾-夏家营-华山梁-华山槽断裂（F1）及铁佛寺-邓家湾-大陆沟-佘家湾-水沟里断裂（F2），走向北东，倾向北西，倾角40°-77°，小角度斜切地层。F1、F2断层均为逆断层；F1在夏家营-华山梁-华山槽一带大致沿地层走向展布；F2断裂在邓家湾以西受后期北西向次级平移断裂错动造成地层呈叠瓦状展布，在大树垭以西可见宽约1-3m的破碎带，偶见断层角砾。南区主要有凉水井-铁炉沟-蒲家坝断裂（F3）、长梁上-大屋脊-仰天窝断裂（F4）及广东湾断裂（F5、F6）。F3为一走向近东西向的右旋平移断层，倾向北西，倾角30°左右，并横切∈1n1 及Z2dn地层；F4为一北东-南西向性质不明断层，仅在仰天窝-大屋脊一带地表可见较明显负地形；F5、F6为逆掩断层，F5走向北东-南西，倾向北西，在F5西端沟谷处可见其构造活动形成的硫铁矿透镜体；F6为一晚期小断裂，走向北西-南东向，倾向南西，从地貌特征看，有切断F5迹象，在F6南端沟谷处可见构造破碎角砾岩（见图版12）。

2.3 岩浆岩

侵入岩为晚元古代花岗岩（γ23），仅零星出露于北预查区东北角的邱家庙一带，属汉南花岗岩杂岩基西北部边缘的一部。该花岗岩体岩性复杂，主要有浅红色中粒花岗岩、伟晶花岗岩、花岗斑岩及石英斑岩等，岩石呈中粒结构，块状构造，主要矿物成分为钾长石、石英、黑云母，偶见少量褐铁矿，在地表易风化成砂状。

另外，在南区广东湾东侧可见少量新元古界扬子早期浅成岩-喷出岩（λπ23-3）；呈透镜状沿F5断层出露，岩性主要为流纹岩及流纹斑岩。岩石呈浅红褐色，斑状结构、霏细结构，块状构造，斑晶主要为长石、石英，基质为隐晶质，岩石裂隙发育，矿物颗粒大小不一，较大颗粒呈斑点状分布（见图2-2、2-3）。

3、工作区矿产特征

3.1 铅锌矿化

区内东南部的广东湾一带发现地表出露一条较为明显的（碎裂）角砾状白云岩条带（矿化蚀变带），断续长约1200m，走向北西-南东向，倾角30°左右。该区地层隶属于上震旦统灯影组上段第二岩性层（Z2dn3-2）。

该地段地表岩石蚀变较强，主要为黄铁矿化、褐铁矿化、白云石化（见图版1、2），铅锌矿化较弱。探槽（HS10TC6）化学样Pb品位最高0.016%，Zn品位最高0.054%。在该地段进行探索、验证中深部矿化情况的ZK1001揭示：56.41-99.12米段，角砾岩带较为明显，岩性为角砾状白云岩，角砾大小不一，棱角-次棱角状，胶结物基本为钙镁物质，黄铁矿等呈浸染状、细脉状或斑点状不均匀分布在白云岩的裂隙中（见图3-1、图版3、4）。但其矿化富集程度差、矿化弱，Pb品位最高0.021%，Zn品位最高0.049%。

物化探资料显示，该地段处于HS10异常区，地表铅、锌、砷、锑、钼等元素异常套合较好。且与地表的物探、岩石化探异常峰值区亦较为对应，电法反映高极化特征明显、范围大，对应电阻率主要为相对低阻区，总体表现为低阻高极化。。结合施工的探槽、钻孔情况看，HS10异常区所处地层、构造条件较有利成矿，有矿化蚀变角砾岩带存在的事实，但整体岩石蚀变较弱，角砾岩带规模小、铅锌矿赋矿程度较差。

与马元型铅锌矿的地质、地球化学、地球物理特征类比，综合研究分析认为：本区内的上震旦统灯影组上段第二岩性层（Z2dn3-2）与东南部马元铅锌矿基本属同一层位，施工的ZK1001已揭示了中深部有角砾状白云岩带为区域（含矿）角砾岩带断续延伸地段。

3.2 银矿化

区内1：25000水系沉积物测量圈定的Ag异常分布于寒武系地层中。1：10000地质填图、1：10000地化剖面测量及山地工程施工等异常查证手段证实下寒武统牛蹄塘组（∈1n1）顶部的细砂岩、粗砂岩及砂砾岩为预查区内主要的含银岩性（见图版3、4、5、6、7），但矿化富集程度较弱，较典型的地段主要表现在西侧的粗砂岩、砂砾岩条带（HS3TC2中化学样品Ag品位一般在3-4×10-6之間）。

4、成矿规律讨论

4.1 区域铅、锌矿的成矿规律

在区域上，铅、锌矿均处于上扬子古陆块米仓山-大巴山基底逆冲带内。基底主要为中-晚元古界火地亚群中、深变质火山碎屑岩，盖层主要为震旦系-寒武系碳酸盐岩-碎屑岩，属阳平关-朱家坝古生代铅锌钴磷海泡石远景区（V -73-2-1）；成矿时代：震旦世初始沉积形成矿，晚震旦世-奥陶纪改造富集；赋矿地层为震旦系灯影组（Z2dn）。

铅锌矿主要沿碑坝基底隆起周缘的上震旦统灯影组层位分布，含矿岩层为震旦系灯影组的角砾状、碎裂状白云岩，铅锌矿主要以胶结物的形式充填在白云岩的角砾之间和碎裂裂隙之中，并具有明显的后生充填成矿特征。矿体呈似层状、透镜状在断裂构造带中线状、平行状展布。

成矿类型为层控矿床的沉积-改造型（低温热液充填型），现已发现楠木树、尖洞子沟铅锌矿床2处、铅锌矿（化）点多处。

4.2 成矿模式

区内成矿分为两个阶段，初始沉积成矿（化）阶段：在震旦纪灯影期，深部基底中的铅锌等成矿物质沿断裂、裂隙经水循环带入海水，并在震旦纪沉积过程中与碳酸盐沉积物一起沉积、成岩，形成成矿（化）层。

后期改造富集成矿阶段：晚震旦世-奥陶纪（加里东期）的基底隆起等构造运动在灯影组白云岩中形成断裂、裂隙容矿空间，并使初始形成的铅锌等矿质活化进入构造热液迁移与其中富集。

5、结论

根据预查区地质矿产、地球物理化学条件特征，确定成矿预测目标层为震旦系灯影组地层及寒武系牛蹄塘组地层。其中，震旦系地层主要预测在灯影组上段（Z2dn3）的厚层块状白云岩、层纹状白云岩、中厚层状碎裂白云岩、角砾状白云岩间，其在区域上含铅锌矿（马元式），但在工作区内未富集成矿；寒武系地层主要预测在牛蹄塘组的含炭粉砂质页岩、泥质粉砂岩、砂砾岩间，顶部可能含银（钒、钼）矿。該区域可预测产有沉积改造型铅锌矿（马元式）及沉积型Ag矿。

参考文献：

[1]1：20万《略阳幅》地质测量报告[R]1976

[2]陕西南郑县马元-白玉铅锌矿资源评价地质报告[R]2008

[3]陕西南郑县云河-庙坝地区铅锌矿普查地质报告[R]2008

[4]马元铅锌矿含矿构造带特征及矿床成因讨论[J]王党国 2009 陕西地质

[5]陕西马元地区铅锌矿地质特征及矿床类型[J]侯满堂 2007 西北地质

[6]马元铅锌矿矿床地质特征及沥青的赋存状态[J]黄小东 2014 矿床地质

[7]陕西马元地区铅锌矿矿石特征研究[J]侯满堂 2007 陕西地质

[8]扬子北缘及周边地区铅锌成矿作用及找矿方向研究[D]李智民 2007 长安大学

[9]扬子陆块北缘马元铅锌矿床成矿物质来源探讨：来自C、O、H、S、Pb、Sr 同位素地球化学的证据[J]刘淑文 2012 矿床地质