湖南省花垣县杨家寨矿区铅锌矿矿床地质特征及找矿潜力浅析

2021-07-01郑国杰曾建康杨红波

中国金属通报 2021年6期

郑国杰，曾建康，杨红波

（湖南省地质矿产勘查开发局四〇五队，湖南湘西 416000）

1 区域地质概况

区域上处于扬子陆块南部湘北断褶带之石门--桑植复向斜与雪峰构造带之武陵断弯褶皱带北西缘过渡带上。矿区位于扬子沉积区东部边缘，地层及构造线呈北东及北东东向展布，地史上为地台边缘长期拗陷沉积区，以滨海--浅海相碳酸盐岩和生物碎屑岩为主。地层发育较为齐全，区内地层仅缺失石炭系、侏罗系和第三系[1]。

北西部为桑植复向斜，泥盆系与志留系之间为平行不整合。南部为武陵断弯褶皱带，总体呈NE向展布。出露地层主要为板溪群和南华系--志留系，古丈龙鼻咀板溪群中发育基性火山岩。

区域上最主要断裂为花垣--张家界断裂，自黔东入湘，呈NE、NEE向，区内长约230km，也是湘西深大断裂带的地表断裂之一。

区域重力异常、航磁异常、地球化学异常均显示矿区处于一个有利形成铅锌矿的成矿区段，具有一定的找矿潜力。

2 矿区地质特征

2.1 赋矿地层

清虚洞组中段（∈2q2）和上段（∈2q3）地层为区内铅锌矿含矿层。其下伏地层为清虚洞组下段（∈2q1），上覆地层为高台组（∈3g）。

（1）清虚洞组中段（∈2q2）：主要为浅灰色厚至巨厚层藻灰岩、藻屑灰岩，另外有砂砾屑、鲕粒、砂屑灰岩及滑塌角砾岩等，具有性脆、质纯。厚度99m～145m。为区内铅锌矿体的主含矿层。

产生抗菌活性物质抑制植物病原菌生长是植物内生菌作为生防菌的重要作用机理之一[11,12]。内生菌产生的抗菌活性物质种类繁多[13]，有抗菌肽、脂肽、生物碱、酚类、醌类、萜类、几丁质酶、葡聚糖酶和挥发性物质等[14～16]。其中，脂肽、几丁质酶、葡聚糖酶等主要由内生细菌产生；生物碱类、肽类、甾体类、萜类、酚类、醌类、脂肪族类、异香豆素类的抗菌物质主要由内生真菌产生；内生放线菌则主要产生抗生素类。

（2）清虚洞组上段（∈2q3）：以浅灰色厚层藻屑灰岩、亮晶砂屑灰岩为主，少量含砂砾屑灰岩。底部为含鲕粒砂屑灰岩或鲕粒灰岩，中部为含白云质灰岩或白云质灰岩，有时顶部为残余砂屑白云岩。厚32m～67m。区内铅锌矿体次含矿层。

2.2 构造

2.2.1 断层

矿区位于李梅背斜北部倾伏端被北东东向花垣--张家界断裂切割下来的北端（下降端）东翼、花垣--张家界断裂带北西盘，褶皱简单，断裂中等复杂。断层主要方位为北东、北东东向，少量北西向断层，断层大多来源于花垣--张家界断裂带的次生、次级构造，在破碎带中未发现矿体。

花垣--张家界断裂为区内主要的控矿断裂，自黔东入湘，穿插矿区，亦为矿区南部之边界，主要包括六条近乎平行的北东方向断层，具有多期次活动的显著特点，倾向320°左右，倾角70°左右，南东盘上升，垂直断距大于五百米，水平断距6.5km。为长期活动的区域性大断裂[2]。

2.2.2 孔隙、节理裂隙及缝合线

礁灰岩中存在大量孔隙，如沉积物原生孔隙，砂、砾之间空隙，岩层之间差异收缩裂隙、层间裂隙等，这些孔隙为储矿提供空间。矿区节理裂隙发育，大量的平行、垂直、斜交于层理的不规则裂隙存在赋矿层礁灰岩中，裂隙中见铅锌矿化；不切穿层理面缝合线的赋矿礁灰岩中，也常赋存闪锌矿。

2.3 铅锌矿体特征

地质特征：矿区地表为寒武系娄山关组（∈3-4l）上部白云岩，西部山谷见少量高台组（∈3g）泥质白云岩和清虚洞组上段白云岩，赋矿层深隐伏，构造线呈北东向展布，褶皱为单斜构造，倾向北东，断裂少。矿床属层控矿床，含矿体为寒武系下统清虚洞组中段（∈2q2）和上段（∈2q3）厚～巨层灰岩。矿体似层状、透镜状，且多顺层分布。以似层状体为主。倾向北东东，倾角一般10°以内，单矿体厚度1～8.81余米，一般厚3m～5m左右，间距10m～28.5m不等。连接矿体15个，主矿体（铅锌金属量＞15万吨）4个。矿物组分、有用化学组分简单，以锌为主，铅伴生。品位3%左右。均为硫化矿石，以简单硫化锌、铅矿石为主，结构主要为自形晶—半自形晶粒状结构，斑脉状、花斑状、浸染状及不规则脉状构造为主。矿物组分、有用化学组分简单，杂质成分少。

矿石特征：岩矿石性脆，易破碎、球磨；矿石为简单硫化物锌铅矿石，成分简单，有用矿物嵌布简单、易选，药剂简单。

矿体及顶底板工程地质条件属稳固型。经研究整理资料，初步认为矿床位于岩溶发育区侵蚀基准面以下，属于岩溶类型。

表1 杨家寨矿区外围预测资源量

3 控矿因素

3.1 控矿地层、岩性、岩相

杨家寨地区铅锌矿体亦属“渔塘式层控”矿床，由寒武系清虚洞组中、上段（Є2q2+3）礁相灰岩控制。

（1）礁带控制矿带。从贵州松桃至湖南花垣一线形成规模的铅锌矿床均分布于松桃--花垣--张家界碳酸盐岩礁带中。

（2）但凡杨家寨地区具规模的层控型铅锌矿均来源于寒武系清虚洞组中、上段（Є2q2+3），并未在其它层位找到具有成规模的此类铅锌矿。

（3）礁体控制矿床，像李梅、渔塘分布在渔塘-李梅礁，杨家寨地区铅锌矿分布于角弄-毛沟礁。

（4）矿化与礁厚度正相关。

矿化为多层的大致顺层分布的层状、似层状为主，平面上以礁核为中心，两侧变弱。铅锌矿等值线分别与容矿层厚度等值线重叠度好。礁灰岩厚的地段铅锌矿化好，一般含矿层数多、矿体累计厚度厚、矿石品位相对高、连续性较强，两侧薄的地段一般无矿化或很弱；容矿层厚度与矿化正相关，容矿层厚与Pb相关系数0.81，容矿层厚与Zn相关系数0.84。

（5）成矿前岩石孔洞（隙）、岩石收缩裂隙、缝合线是有利的容矿构造，如花斑矿、浸染状矿、细脉矿、缝合线矿的容矿构造。

3.2 控矿构造

（1）杨家寨地区发现的矿体主要受北东向的花垣--张家界断裂控制，具体表现在几个方面：①断裂能决定礁带分布，花垣--张家界断裂带两侧分布密密麻麻、大小不等礁体（盘），而远离断裂带的地方无此类现象；②杨家寨和大脑坡、渔塘、李梅一带主要铅锌矿床均分布于该断裂带附近礁体中，越是靠近断裂带，矿床越好，反之相对差些；③越是靠近断裂带的地方，铅锌矿体宽度、长度越大，层数越多，累计厚度越大，矿床Pb+Zn品位相对越高。

（2）矿床矿体与褶皱关系不明显，直接导矿构造（通道）尚未查明。

（3）对于成矿前的岩石，裂隙或裂缝是较为有利的容矿构造。

4 成矿规律

杨家寨地区内铅锌矿床大地构造位置处于上扬子地块东南缘，形成了一套以碳酸盐岩为主的海相沉积建造。铅锌矿体主要呈似层状、透镜状分布赋存于寒武系第二统清虚洞组藻灰岩中。矿石结构、构造、围岩蚀变等特征均显示热液充填、交代成矿作用，属典型的后生热液矿床。区内铅锌矿成矿金属主要来自寒武系石牌组至基底板溪群马底驿组的地层，含矿层灰岩可能提供了少量的铅锌元素；矿床成矿流体源于地层水和大气降水；成矿时代属早泥盆世。

据以往花垣地区铅锌矿多年研究表明：1、含矿层藻类组合越是繁杂，藻灰岩累计叠加厚度就越大；2、含矿层厚度与铅锌矿化强度呈正比；3、铅锌矿体基本产于含矿层厚度大于140m等值线范围内。