金寨县银水寺铅锌矿床“三位一体”找矿预测地质模型的构建

2020-05-16程松张怀东

安徽地质 2020年1期

程松，张怀东

（安徽省地质矿产勘查局313地质队，安徽六安 237010）

0 引言

安徽省金寨县银水寺铅锌矿床位于金寨县城325°方向约5km处，行政区划隶属于梅山镇所辖。该矿床是安徽省地矿局313 地质队于20 世纪60 年代初在北淮阳构造带东段发现和探明的第一个小型铅锌矿床，矿床类型为矽卡岩型[1]。

20世纪90年代至2005年间，313地质队先后在银水寺铅锌矿外围开展小范围的矿产勘查工作，在银水寺向斜西翼陆续发现了黄冲、黑石崖、倒骑龙、龙井沟和庙冲等铅锌矿点[2～3]，矿化类型除与银水寺相似的矽卡岩型，还出现赋存于火山碎屑岩及片岩中的热液脉型银、铅锌及铜、钼矿化，但此阶段工作勘查深度多限于200m以浅，因此缺乏对成矿关系的整体性认识。

2008 年随着沙坪沟超大型钼矿的发现，2012 年，武当—桐柏—大别成矿带上升为国家第二十个重点成矿带，同年沙坪沟钼、铅锌多金属整装勘查区列入国家级整装勘查区，安徽省自然资源厅及中国地质调查局先后在北淮阳系统部署了基础地质调查、矿产勘查及科研项目，大大提高了本区的地质科研水平。

本文作者先后参与了沙坪沟整装勘查区多个项目的工作，在对银水寺典型矿床研究基础上，重点开展构造—蚀变填图，初步厘定区内成矿作用与成矿地质体、成矿构造及成矿地质作用标志，构建银水寺铅锌矿床“三位一体”找矿预测地质模型，为区内今后的地质找矿提供了新的思路。

1 区域地质概况

金寨县银水寺铅锌矿床位于秦岭—大别山造山带东段的北淮阳成矿带（安徽境内），属东秦岭—大别山钼成矿带[4]。区域构造大致以近东西向与北东向两组断裂构造形成格子状构造体系。北淮阳构造带主要由新元古界庐镇关岩群、下古生界佛子岭岩群、中生界陆相火山岩和红层等组成。区内岩浆岩主要为中酸性—碱性岩，其次为基性—超基性岩；从形成时代上看，主要有晋宁期和燕山期，其中燕山期与内生成矿关系密切。

北淮阳构造带以金寨断裂为界，南部以金、银、钼矿化为主，代表性矿床有金寨沙坪沟钼矿等；北部以铅锌、银多金属矿化为主，代表性矿床有汞洞冲铅锌矿、银水寺铅锌矿等（图1）。

2 矿床地质特征

银水寺铅锌矿位于金寨断裂带北侧，其赋矿地（岩）层为新元古界庐镇关岩群，主要岩性为一套以含大理岩为标志的变基性火山岩，受金寨断裂长期持续由南向北逆冲推覆挤压影响，在不同岩性差异面间形成层间破碎带、层间虚脱及糜棱岩化带，后期脆性破碎明显。

图1 大别造山带东段地质矿产略图（据313队修改）Figure 1. Sketch of geology and mineral resources in the eastern Dabie orogenic belt（revised after No.313 Mineral Exploration Unit）

在银水寺地区，新元古界庐镇关岩群和新元古界—下古生界佛子岭岩群，地（岩）层总体上呈一北西向的向斜构造，并超覆于中生界侏罗系红层之上。主要矿床（点）分布于银水寺向斜的两翼和转折端，西翼有庙冲、龙井沟、潘家楼、黄冲铅锌矿，东翼转至银水寺、银湾，矿化带断续长数千米（图2）。

矿区地层走向北西—南东向，倾向南西，倾角35°～50°。矿化最有利部位是碳酸盐岩和泥砂质碎屑岩之间的层间破碎带。

银水寺矿床控制矿化带长约2km，宽约30m，最宽处约100m。矿化带中可圈出多层矿体，矿体多以似层状产出，与围岩界线清晰，受层间破碎带和闪长玢岩、石英正长斑岩脉与碳酸盐岩接触带控制明显（图3）。矿体一般长200～300m，厚0.5～4m，最厚达十余米。矿石品位：Pb 一般1%～3%，最高12.84%；Zn一般1%～2%，最高9.94%，整个矿床Zn高于Pb[1]。

矿石矿物以方铅矿、闪锌矿、磁铁矿为主，其次为黄铁矿、磁黄铁矿、镜铁矿，少量黄铜矿、斑铜矿。脉石矿物以石英、绿帘石、绿泥石、透辉石、石榴石、方解石为主，次为长石、绢云母、透闪石、电气石、阳起石等[4]。

图2 银水寺铅锌矿区略图Figure 2. Schematic map of the Yinshuisi lead and zinc deposit

矿石结构具半自形—它形晶粒状结构、粒状变晶结构、乳滴状结构、交代结构；矿石构造主要有浸染状构造、条带状构造、团块状构造、细脉—网脉状构造[4]。浸染状矿石由细粒的铅锌矿物均匀地交代岩石孔隙而成；条带状矿石是由铅锌矿物沿裂隙充填并与脉石矿物相间形成条带状；网脉状矿石则是由铅锌硫化物沿网状裂隙充填而成。

围岩蚀变主要有硅化、矽卡岩化、绿泥石化和碳酸盐化等。硅化、矽卡岩化为近矿围岩蚀变，与成矿关系密切。早期硅化发生在灰岩底部的片岩中，起到阻滞矿液运移的作用；矽卡岩化主要发生在碎屑结晶灰岩中，并控制了矿体的赋存。在深部，围岩蚀变以中—低温热液蚀变为主，如硅化、透辉—绿帘石化、绿泥石化、碳酸盐化、萤石化等。矿化垂直分带表现出上部铅锌矿化，下部铜钼矿化。

3 成矿地质体特征

金寨县银水寺矿区外围燕山期晚侏罗世—早白垩世岩浆活动强烈，主要有金刚台旋回、陈棚旋回中酸性火山岩和以闪长岩、二长岩和花岗岩为主的侵入岩及各类中酸性脉岩，属亚碱性系列岩石，是同源岩浆演化序列的产物[5]。

据《秦岭—大别造山带东段（安徽部分）钼金铅锌多金属矿成矿规律与找矿方向研究项目》[6]成果：银水寺矿区南部梅山岩体锆石U-Pb 年龄（123±5）Ma、银水寺正长岩年龄（124±5）Ma、银水寺矿区西北部桃花岭岩体年龄（132±2）Ma、金刚台晶屑凝灰岩年龄（128±3）Ma。

图3 银水寺铅锌矿2线地质剖面Figure 3. Line 2 geological profile across the Yinshuisi leadzinc deposit

结合野外观察，银水寺破碎矽卡岩直接覆盖在微细粒石英正长（斑）岩脉之上。依据半塑性角砾以及富硅质岩浆胶结物，尤其是发育大量的石英胶结物现象，表明为晶屑、岩浆、流体共存的岩浆过渡态下浆爆角砾岩[7～8]。依据富硅质胶结物以及石英胶结物中富含铁闪锌矿、少量黄铜矿、微量辉钼矿，反映岩浆房晚期过渡态岩浆中已聚集了大量成矿物质，即石英正长斑岩脉可能为成矿地质体，铅锌矿体分布于石英正长斑岩体外接触带0.5～1km范围内，这与本区侵入岩锆石U-Pb年龄结果一致。

4 矽卡岩带内部结构与成矿关系

银水寺矿床中的矿体以似层状为主，产于仙人冲岩组碳酸盐岩层中，赋矿岩石主要为绿帘石矽卡岩。矽卡岩（化）带顺层带状分布，延伸长度近十千米，倾向南西，倾角35°～50°，厚度一般为 30m，最厚达100m。

银水寺铅锌矿属岩浆侵入成矿构造类型，矿床经历了早期无水矽卡岩和晚期含水矽卡岩两个阶段，但不同的是该区晚期矽卡岩化过程中发育有特殊的变形构造。依据破碎—蚀变的差异，可将该矽卡岩带划分为三部分：底部塑性变形带、中部（中下部和上部）为脆性裂隙带，顶部为斑杂状、条带状矿化带[7～8]。

底部塑性变形带：靠近岩体附近的矽卡岩底部为斑杂状构造，由透闪石化的早期透辉石矽卡岩团块、条带与晚期不规则钾长石—绿帘石—石英—碳酸盐脉或胶结物两部分组成。条带状、火焰状矽卡岩角砾长轴优选方向与矽卡岩层倾向近于一致，反映破碎时矽卡岩处于塑性变形状态。

中部脆性裂隙带：中下部矽卡岩主要表现为近于直立的不规则密集的张性裂隙带，内充填石英脉，其两侧为厚度不等的钾长石—绿帘石晕边，反映为不平衡状态下的高温充填蚀变。脉体呈枝杈状，具分支复合特征，厚度1～2cm 不等，延伸10～20cm，间隔5～15cm，有时表现为晶洞构造、细小气爆角砾岩脉，显示出张性破裂特征。

顶部斑杂状、条带状矿化蚀变带：上部矽卡岩以强烈蚀变为特征，表现为各种条带状、斑块状、角砾状石英绿帘石化蚀变岩，局部为块状石英绿帘石岩，条带产状大致平行矽卡岩层，石英绿帘石粒度一般在2～4cm，自形等粒状分布，并共生有稀疏浸染—稠密浸染状闪锌矿、方铅矿、黄铜矿、黄铁矿。

上述特征显示破碎及其伴生的蚀变是形成含水矽卡岩阶段的本质因素：矽卡岩底部表现为韧脆性变形，以高温渗滤交代为特征，蚀变矿物为透闪石—钾长石；中部为垂向脆性破碎，以充填交代为特征，伴随的中温蚀变矿物组合是钾长石—绿帘石—石英；上部以强烈的充填交代为主，形成的蚀变组合为绿帘石—石英—硫化物—方解石。

5 成矿条件分析

5.1 物化探异常

1∶5 万水系沉积物测量成果显示：银水寺矿区的水系沉积物地球化学异常的总体展布方向为北西向，异常多集中在金寨断裂两侧。铅、锌、银异常与新元古界庐镇关岩群和下古生界佛子岭岩群底部地（岩）层界面中潘家楼—银水寺—银湾铅锌多金属成矿带相对应；铜、钼异常主要落在梅山岩体及周边。

矿区处于重力梯级带和航磁异常带中，显示北西向构造—岩浆岩带对成矿有利。

5.2 地层条件

区内主要含矿层位为新元古界庐镇关岩群和下古生界佛子岭岩群（底部），以含变基性火山岩和碎屑结晶灰岩为特征。矿化主要产于层间韧性剪切破碎带内，空间上与变基性火山岩—碳酸盐岩地层关系密切，该套地层可能是区内多金属矿产的重要成矿建造。

5.3 构造条件

金寨断裂是区内重要的控岩、控矿断裂，总体表现为向南西倾斜的逆冲断裂，倾角向南逐渐变缓。早期发生持续向北逆冲推覆，使岩石沿不同岩性差异面形成层间破碎带、层间虚脱及糜棱岩化带；晚期发生脆性剪切，形成一系列北北东、北东向张性断裂，成为重要的容矿空间。

5.4 矿床元素分带

矿床空间演化：常见接触交代型、热液脉型铅锌、铜矿过渡为斑岩型铜、钼矿。在空间上不同矿化类型形成较明显的分带特征，由岩体向外依次为：斑岩型铜、钼矿→接触交代型铜、铅锌矿→热液脉型铅锌矿，向深部表现出铜矿化增强的趋势。

元素空间分带规律：平面分带和垂直分带相对应，即由外→内，由上→下为Pb、Zn→Cu→Mo。

5.5 成矿岩体

区内普遍发育有正长闪长玢岩脉、正长斑岩脉，顶边部常发育爆发角砾岩，铅锌矿化作用主要发育于闪长岩—正长斑岩脉的头部上方约50～100m范围的破碎系统内。

在梅山水库北侧胡塘一带发现含钼磁铁矿化脉，矿化主要与浅成相斑岩体有关，属中高温气成热液交代—充填型，产状、规模及形态严格受北西西向压扭性断裂控制。1∶5万水系沉积测量结果证实铜钼综合异常的存在，对梅山岩体及地表斑岩脉系统取样进行光谱分析，发现该岩体钼背景值是地壳丰度的5～10倍。

6 “三位一体”找矿预测地质模型

银水寺矿床矿石矿物组合和结构构造均反映出矽卡岩矿床成因特点，但也有晚期热液成矿作用叠加的特征，反映在矿床中矿石组构具有条带状、网络状这种充填交代的构造类型。据包体测温结果，热液阶段的爆裂温度在185～205℃，属于低温热液范围。根据矿床西部存在火山岩及潜火山岩，并有保存良好的火山机构，认为该矿床属浅成接触交代矿床。

主要成矿要素：①矿区北北西向、北北东向两组共扼断裂形成一空间上向南西西—北西西倾斜的层间破碎带，是该区控矿和储矿的主要构造，它控制着矿体形态和产状；②中酸性岩脉（主要为石英正长斑岩及花岗闪长斑岩）提供热能和部分矿质；③围岩中灰岩的存在，易被热液交代，故地表矿化带和部分主矿体产于碎屑状结晶灰岩与千枚岩的接触部位和灰岩中。

银水寺铅锌矿成矿作用中心为侵入体接触带，并发育深浅二元空间结构（岩性界面＋层间构造＋双阶段物理化学转换界面控制），浅部以侵入体接触带矿体为主，推测深部存在隐伏“硅/钙面”，形成缓倾斜似层状矿体。