大梁子铅锌矿床地质分析及找矿预测分析
2021-04-19凌铭
凌 铭
(桂林理工大学,广西 南宁 530000)
大梁子铅锌矿床地处四川省会东县境内,是川滇黔成矿带中典型的MVT铅锌矿床,这类矿床主要处于造山带边缘前陆环境以及克拉通一侧的沉积盆地环境,矿体形成晚于围岩,具有后生矿床特征,由黄铁矿、白铁矿、白云石、方解石、闪锌矿、方铅矿和石英等组成,少数矿物组成中含有银和铜等,断层和破碎带是大梁子铅锌矿床的重要控矿因素。目前国内学者对MVT矿床已经进行了大量研究,并在矿床地质特征、控矿因素、成矿规律等方向取得了较多成果,在成矿带下的找矿方向上也进行了一定研究。本文拟通过对前人的研究成果分析和总结的基础上,对大梁子铅锌矿床的地质特征、控矿因素、成矿规律进行分析,以此对MVT铅锌矿床在找矿方向上的预测具有更好的指导意义。
1 地质特征
1.1 区域地质特征
大梁子铅锌矿床位于四川省会东县境内,该地地貌主要以山地为主,平坝、山原为辅;气候温差较小,属中亚热带季风气候;水系由于当地地质构造条件,主要河流金沙江及其附属支流;矿产资源极为丰富,主要矿产为铁、镁、钛、铜、铅、锌等50多种矿物资源。
1.2 地层特征
大梁子铅锌矿床矿区内出露地层主要为震旦系灯影组和寒武系麦地坪组(表1)。矿区构造承单斜走向,地层走向NE,倾向NW,倾角15°~40°。出露地层由老至新依次为。
(1)震旦系(Z)。矿区出露震旦系上统灯影组(Z2dn)地层,该地层根据岩性特征分为灯影组上段第三岩性层Z2dn2-3、灯影组上段第二岩性层Z2dn2-2、灯影组上段第一岩性层Z2dn2-1和灯影组下段第三岩性层Z2dn1-3灯影组下段第二岩性层Z2dn1-2。主要岩性为厚层夹状白云岩、燧石条带白云岩和含磷白云岩夹磷块岩等。
(2)寒武系(∈)。矿区出露地层麦地坪组(∈)地层,该地层根据岩性特征分为麦地坪组上段(∈1m2)和麦地坪组下段(∈1m1)。主要岩性为含胶磷矿条带白云岩、夹硅质条带白云岩和碎屑白云岩等。
表1 大梁子铅锌矿地层系统
1.3 构造特征
大梁子铅锌矿床为单斜构造,断裂共分为6组(图1),分别为北西西(NWW)向、北西(NW)向、北北西(NNW)向、西南(SN)向、东西(EW)向和北东(NE)向。1号矿床主要分布在F5和F15断裂之间,走向趋势呈EW向,倾向呈NE向,倾角>75°。矿体内矿石种类主要以方铅矿和闪锌矿为主,其次为白铅矿、菱锌矿、水锌矿、白铁矿和黄铁矿等。矿石结构以粒状和乳石状结构为主;矿石构造以角砾状构造、同心环带状构造和块状构造等为主。脉石矿物主要为白云石、石英和方解石,其次为高岭石、绢云母和重晶石等。
2 控矿因素
(1)岩性控矿因素。大梁子铅锌矿床的矿体主要位于寒武系麦地坪组与震旦系灯影组,该处矿体对碳酸盐岩和泥质岩类具有较强的敏感性,因此该处受到岩性转化控制明显。主要原因有以下两点:①碳酸盐岩在水中过饱和沉淀后会释放出CO2,可形成天然的溶蚀孔洞,在与含矿热液接触时也会导致碳酸盐岩的蚀变从而形成容矿空间,有利于成矿物质沉淀形成矿体。②泥质岩类对含矿热液有着较强的遮挡作用,这对含矿热液在固定空间内的富集有着极大的促进作用。
(2)断裂控矿。矿区的主要控制因素为断裂控矿。大梁子铅锌矿床的F15和F1断裂不仅控制着大梁子铅锌矿床的边界断裂,同时也控制着矿床中所含矿物来源的导矿断裂,成为其矿区的主要控矿因素。
(3)黑色破碎带控矿。黑色破碎带是一种较为特殊的地质体,在大梁子铅锌矿床的西部和上部存在着以碎屑为主的R2黑色破碎带(图1),在R2下方的R1是以碳酸盐为主的黑色破碎带,其中R2距离矿体相对较远,R1则产生于矿体侧方。这两种破碎带的分布位置均受到北西西向和北西向断裂的构造的影响。
图1 大梁子铅锌矿区地质简图
3 成因类型
(1)成矿流体特征。张长青等(张长青等,2005年)认为川滇黔成矿带内的铅锌矿床成矿阶段的温度大多在140℃~190℃,形成温度在90℃~240℃,属于典型的中低温、中等盐度矿床,因此张长青等认为该成矿带具有MVT型矿床特征。大梁子铅锌矿床中矿石矿物、脉石矿物围岩蚀变等特征均具备了中低温、中等盐都的矿床特征,因此认为大梁子铅锌矿床也属于MVT铅锌矿床。
(2)铅同位素地球化学。沈冰(沈冰,2004)通过研究发现上震旦统灯影组的铅锌矿最大模式年龄为1373Ma,最低为200Ma,同一层位中年龄值相差1100Ma;同一层位同一矿区的铅锌矿,其模式年龄差别也很大。这说明后期的构造变动对成矿从一定程度上进行了改造,导致了新铅存在于老含矿地层中,老铅存在于新含矿地层中。
(3)成矿机制。Zn、Pb以及S2-等金属元素为大梁子铅锌矿床的主要成矿物质。Zn等金属成矿元素来源于褶皱基底中元古界会理群等海相沉积地层(林方成,1994),其通过F15等NWW向深大断裂随热液由下往上运移。S2-来源于矿体的围岩和盖层,在震旦系灯影组、寒武系龙王庙组(石龙洞组)都有膏盐层相伴生(袁波等,2014)。其中SO42-经地下水淋漓作用混入成矿热液,SO42-进入还原环境后还原出S2-,为铅锌成矿提供了硫源。大梁子铅锌矿床中矿石的δ34S值为10×10-3~20×10-3,比现代海相沉积物及蒸发沉积岩的δ34S略低,推测矿石中的S2-为富含硫酸盐的白云岩经热化学还原作用形成(袁波等,2014)。不仅如此,在矿体围岩和该层中所存在的大量有机质在经过多次热液活动后也为后期S2-、Zn和Pb等金属元素的结合成矿提供了有利的荣矿空间和地球化学条件保障。
(4)成矿地质体。震旦系灯影组和寒武系麦地坪组为大梁子铅锌矿床的主要赋矿层位,在该地层中存在着大量岩性活泼的白云岩、灰岩等碳酸盐,经过与地下水及热液发生化学反应后形成了具有较强阻水性能的天然遮挡层。北西西(NWW)向断裂和北西(NW)向的次级断裂交汇处是大梁子铅锌矿床的主要赋矿空间,在该赋矿空间中为金属硫化物的形成与富集提供了极其有利的条件同时也为热液成矿提供了良好的储矿空间。通过以上研究可以认定大梁子铅锌矿床的成矿地质体为震旦系灯影组和寒武系麦地坪组。
4 找矿分析
本文通过对大梁子铅锌矿床的断裂破碎带与岩性之间的控制和黑色破碎带与矿体在空间内分布的规律为依据,对矿床深部走势及外围延伸走势进行分析。震旦系灯影组地层是大梁子铅锌矿床的主要铅锌含矿地层,同时也是川滇黔成矿带的主要铅锌含矿地层,因此以此地层作为主要的找矿层位。
(1)根据图1,F5断裂与F15断裂之间主矿体分布均匀,走向呈NWW向,且在西向上没有发现有相交的趋势,可以说明该部位有赋矿空间存在的可能性,因此在F5断裂与F15断裂之间具有较好的找矿潜力。
(2)F5断裂与F15断裂之间还存在着F7、F8、F9和F13等多条断裂,且在该断裂之间的浅层部位可以发现存在有较为厚大的矿体已延伸至东部8线,因此以断线构造为依据从F7断裂开始向东方向具有较好的找矿潜力。
通过上述研究发现,大梁子铅锌矿床具有非常大的找矿潜力,主要找矿地层应以震旦系灯影组为主要地层,找矿方向应依据上述两点为主。
5 结论
本文通过对大梁子铅锌矿床的地质特征、成因类型等进行总结分析,并结合MVT型铅锌矿床特征进行对比分析,发现大梁子铅锌矿床属于典型的MVT型铅锌矿床。同时,对该矿床在未来的找矿方向上进行了探讨预测,发现大梁子铅锌矿床具有较高的找矿前景。