山西省方山县黄圈塔铅锌银矿地质特征及找矿潜力分析

2022-02-22李沛龙王永刚支元栋郎学聪韩效斌

世界有色金属 2022年22期

李沛龙，王永刚，支元栋，郎学聪，韩效斌

（中国冶金地质总局第三地质勘查院，山西太原 030002）

1 概述

黄圈塔矿区位于山西省方山县城215°方向30km处，行政上隶属方山县大武镇管辖。勘查区属吕梁山系，为典型的黄土高原地貌，地形切割较强烈。2004年山西省地质调查院在该区进行1/5万区域地质调查，编制有1/5万离石幅﹑峪口幅区域地质图，对该区地层进行了详细的划分。1971年山西省冶金勘探公司六队在马头山一带对成家山至银硐凹矿区及外围﹑九根条﹑采不着矿点﹑黄圈塔矿点开展了铅锌矿普查工作，认为奥陶系下统地层中断裂构造发育的地段是铅锌矿成矿的有利部位。2018～2020年间，中国冶金地质总局第三地质勘查院在黄圈塔矿区开展了铅锌矿预查工作，通过地面物探﹑槽探﹑钻探等工作手段，在区内发现了3条铅锌银矿矿体，一处铅锌银矿化点，认为该区存在一定的铅锌银矿找矿潜力。

2 区域地质背景

该区域内出露地层由老至新顺次为：新太古界界河口岩群，元古界滹沱系野鸡山群﹑长城系汉高山群，古生界寒武系，奥陶系，石炭系及二叠系，中生界三叠系，新生界新近系﹑第四系。太古﹑元古界界河口岩群—汉高山群地层出露于区域的中部枣林一带﹑南东的中阳县东部及北东方位的汉高山一带，下古生界地层出露于煤田边缘地带，上古生代含煤地层出露于离石煤盆及黄河东缘临县-柳林一带，中生代地层沿黄河分布于河东煤田西侧，新生代地层广泛出露。

本区域基本上为一向西倾斜的单斜构造，东部发育大的宽缓褶曲，褶曲自东而西有离石-中阳向斜﹑王家会背斜﹑三交-柳林单斜，其间伴生有炭窑沟﹑朱家店﹑湍水头等较大断层。王家会背斜由于隆起部位遭受长期剥蚀，其上含煤地层不复存在，而背斜东部分离出离石煤盆地。

区域以北和以南，构造应力较为强烈，发育了汉高山断层带和紫荆山断层带。而中部产生了离石鼻状构造，本构造以离石-聚财塔一线为转折线，形成了一个弧顶向西突出的弧状褶曲。这个弧状褶曲在三交﹑柳林区表现明显，在转折线以北的三交区，地层走向由北东转向北北东至南北向，而转折线以南的柳林区，则由南北转向北北西至北西。在鼻轴(转折线)部位由于张力作用产生了一个东西向的提张性断裂带，即聚财塔断层和聚财塔南断层组成的地堑构造，断距30m～255m。

区域岩浆岩出露较少，主要分布于区域东部横泉—峪口一带，岩性主要为花岗质片麻岩及中细粒黑云母花岗岩，期间穿插有少量北西西向吕梁期变质辉绿岩脉。

3 矿区地质特征

3.1 地层

黄圈塔矿区出露地层主要为古生界奥陶系﹑第四系。

奥陶系出露地层主要为三山子组﹑马家沟组，分别为：①三山子组y段（O1sy），出露于预查区东南部，岩性为浅灰黄色白云质泥灰岩﹑浅灰黄色白云质页岩与浅灰色薄层泥质白云岩互层﹑底部见砂质白云岩。厚10m～19.10m，产状倾向30°～60°左右，倾角3°～20°左右；②三山子组l段（O1sl），出露于预查区东南及南部一带，黄圈塔村沟底，岩性为灰黑色中层状白云质灰岩﹑泥晶白云岩﹑向上过渡为灰黄色白云质泥灰岩﹑中－厚层状白云质泥晶灰岩，与下伏y段为平行整合接触，倾向54°左右，倾角5°～37°左右，厚105.4m，本层为铅锌银矿体的主要赋存部位；③马家沟组一段（O2m1），出露于预查区东南部及中部一带沟谷中，岩性为灰黄﹑灰白色白云质泥灰岩，夹灰白色薄层泥灰质泥晶白云岩，层理不清，局部显角砾状，中下部夹泥质灰岩，出露厚度35m～58m，倾向310～22°左右，倾角11°～31°左右，厚58m。④马家沟组二段（O2m2），出露于预查区内大部，在山顶及采石场内均有出露，岩性为厚层状－中层状灰岩﹑灰黑色中－厚层豹皮状白云质灰岩﹑豹皮状泥质白云岩，下部为青灰色﹑灰黑色厚层泥晶灰岩，倾向304～5°，倾角5°～14°，出露厚度50m～80m不等。为本区铅锌矿体的盖层或遮挡层，起到了屏蔽含矿气水热液上升的作用。

新生界第四系分布于预查区的西部和北部，上部主要为黄土﹑残坡积物及冲积物，下部主要为土黄色亚砂土﹑棕色亚粘土含钙质结核。

3.2 构造

区内断裂构造主要为燕山期北北东向离石大断裂之次级构造，区内共发现2条断层，分别为F1﹑F2。

F1断层发育于预查区东部从石料厂至黄圈塔村南一带，总体走向近NW向305°，倾向215°，倾角80°左右，走向延长近1000m，为一压性断裂，地貌上形成陡立的狭长形裂谷，沟谷深壑，断层破碎带最窄处1.3m，最宽处达8m，且呈“八”字型向深部呈喇叭口状延伸，破碎带内密集发育劈理构造，其走向与F1断层走向一致，产状近直立。断层西侧被近80m厚黄土覆盖，断层北东侧则形成陡峭的岩石壁。针对F1断裂带施工的ZK0401﹑ZK1101钻孔在深部未揭露断层破碎带，推断F1断层倾向在深部发生了反转。断层破碎带特征见图1所示。

图1 F1断裂实景

F1断层构造破碎带内发育蚀变角砾岩，均受蚀变矿化，其颜色为红褐色﹑黄褐色，角砾状结构，块状构造，局部富矿部位可见团块状﹑蜂窝状铁质流失孔洞，蚀变角砾岩中发育有褐铁矿化﹑铅锌矿化﹑碳酸盐化﹑萤石矿化。是本区重要的铅锌含矿热液活动﹑成矿元素迁移富集的通道和场所，为本区重要的控矿﹑容矿构造。

F2断层位于预查区的中西部，位于F1的西部，总体走向近北西向330°，与F1断层平行分布，推断延长1000余米，本次工作对其北中南三段进行了工程控制。该断裂构造为本区铅锌含矿热液活动﹑成矿元素迁移富集的通道和场所，为本区重要的控矿构造。F2断层在走向南段大部分为黄土层覆盖，构造特征不明显，局部出露断层破碎带,TC10揭露构造带总体宽度100m左右，通过现场观察，马家沟组灰岩顺305°倾向卷入了构造中，呈陡倾斜近乎直立状，构造破碎带内成份为灰岩角砾及断层泥，岩石破碎，角砾大小参差不一，角砾大者近1.0×1.2m以上，小者数毫米，一般3cm～5cm，砾石成分以泥质灰岩为主，呈棱角－次棱角状，胶结物多为硅质﹑泥质或为碳酸盐胶结。破碎带内有热变质现象，局部见石灰岩被烘烤至琉璃状，颜色纯黑色，呈玻璃光泽，贝壳状断口，如相片2所示，F2断层在走向南部全貌如照片2所示。

3.3 岩浆岩

黄圈塔矿区未见岩浆岩出露，施工的ZK1101钻孔底部见19.91m的二长花岗岩，二长花岗岩上部有约0.7m钾长花岗岩，以花岗结构为主，局部受断裂影响形成碎裂结构，形成于元古代。

3.4 物探异常特征

本次工作收集到中国冶金地质总局第三地质勘查院的矿区电性参数测量成果，标本共96块，主要岩性有（豹皮）灰岩﹑灰质白云岩﹑泥灰岩﹑铅锌矿石(氧化带采集)，标本电性参数采用面团法进行测定，收集到的岩矿石标本电性参数如下表：

表1 黄圈塔岩矿石标本电性参数统计表

从电性参数可以看出，工作区内地表采集到的标本极化率值普遍偏低，与实际地质情况相吻合，电阻率差异较大，其中（豹皮）灰岩﹑灰质白云岩电阻率很高，泥灰岩﹑氧化带的矿石电阻率很低；氧化带采集的矿石褐铁矿化发育，如果在中深部还原带能采到新鲜标本，估计能测到较高的极化率，从已知的地质情况来看，铅锌矿体要么受构造控制，要么沿构造两侧顺层产出，赋存在灰岩﹑白云岩这类高电阻率的围岩之中，且硅化现象发育，分析认为在该区寻找相对低阻高极化的激电异常具有较好的找矿价值。

通过中国冶金地质总局第三地质勘查院激电中梯测量工作，在黄圈塔矿区发现一条北西向条带状异常，形态规整，主体异常以视极化率2.1%封闭，主体异常走向长度约500m﹑宽约50m，视极化率极值2.26%，异常两侧梯度均较陡，但西侧更陡一些，推测引起异常的极化地质体受线性构造控制，整体向北东陡倾斜。异常部位视电阻率值普遍较高，一般视电阻率值约2000Ω.m左右，中心位置达6000Ω.m，属于典型的相对高阻高极化异常。异常地表出露灰岩﹑灰质白云岩，局部含有燧石条带，该处发现民采老硐，并在此发现①﹑②号矿体，结合物性参数及具体地质情况推测激电异常与铅锌矿化有直接关联，为矿致异常。如图1所示。

图3 地质示意图

4 矿体地质特征

黄圈塔矿区共发现3条铅锌银矿矿体，一处铅锌银矿化点，编号分别为：①﹑②﹑③﹑④号。矿体赋存于奥陶系马家沟组一段及三山子组l段泥质灰岩等软弱岩层及后期断层破碎带内，断层破碎带被后期中低温含矿气水热液蚀变，在本区形成了碳酸盐岩石中-低温热液构造充填型铅锌银矿床，这些断裂带与围岩间的接触带多被蚀变矿化。

①号矿体位于F1断层破碎带，赋存于奥陶系马家沟组石灰岩层间构造中，矿体发育于断裂的旁侧，呈透镜状顺层间软弱构造层产出，赋矿岩石为蚀变角砾岩。围岩蚀变强烈，主要表现为褐铁矿化，铅锌矿化，矿体与激电异常J1相套合，矿体总体走向NW向，探槽中见其倾向北东20°左右，倾角6°～10°，倾斜延伸推断不大于30m，控制矿体最大厚度1.00m，矿体品位Ag10.5g/t﹑Pb0.282%﹑Zn1.690%。

②号矿体为一陡倾斜矿体，产于F1断层构造蚀变破碎带之中，为裂隙交代充填型铅锌矿体，呈脉状产出，受断层破碎带控制。探槽中见其倾向SW215°左右，倾角80°左右。矿体平均品位Ag15.72g/t﹑Pb1.782%﹑Zn1.386%，控制矿体平均厚度4.45m。

③号矿体产于F1断层东北侧，属碳酸盐岩层间构造充填型呈小透镜状产出，赋矿岩石为蚀变角砾岩。其总体走向NW向，倾向30°～40°左右，倾角35°左右。工程控制矿体厚度1.13m，单工程平均品位Ag品位1.15g/t﹑Pb品位0.20%﹑Zn品位0.66%。

④号矿化点处于F2断裂带中，探槽中仅一个样品见矿，控制铅锌银矿化宽1.0m，品位Ag6.02g/t﹑Pb0.946%﹑Zn0.178%，为构造裂隙交代充填型铅锌矿化，赋矿岩石为蚀变角砾岩。

区内揭露铅锌银矿矿石均为氧化矿石。矿物成份主要为脉石，矿物主要为方解石，含量50%，铁质矿物，含量48%，呈角砾状结构，块状构，角砾成份为石灰石，胶结物为铁质﹑钙质。镜下鉴定矿石矿物为针铁矿38%﹑褐铁矿5%﹑纤铁矿5%，呈鳞片﹑土状结构，方解石呈隐晶质结构﹑不规则粒状结构，铁质矿物呈细脉状﹑网脉状分布于方解石间隙﹑裂隙及孔洞中。以赤铁矿化为主﹑次为碳酸盐化，矿石中碳酸盐化以薄膜状﹑细脉浸染状充填于角砾裂隙面，根据样品化学分析结果，铅锌矿均赋存于铁的氧化物中。据此矿石自然类型为赤铁矿化铅锌矿氧化矿石。

5 矿床成因及今后找矿方向分析

5.1 围岩蚀变特征及找矿标志

在地表表现为高角度断裂构造破碎带，破碎带内发育构造角砾岩，并伴有碳酸盐化﹑褐铁矿化，是地表找矿的直接标志。

5.2 矿床成因分析

根据山西省构造岩浆岩图，在山西省西部黄河以东吕梁山西坡，有一条横贯南北的构造带，称作“离石大断裂”，是由于山西地块与鄂尔多斯地块造山隆起过程中出现速率差异而产生的构造带，该断裂切穿了地壳岩层直达上地幔岩石圈，中生代燕山期岩浆活动携带的气水热液﹑成矿有利物质，沿着其所形成的各级别的次级构造断裂﹑层间破碎带等侵入，在不同的地层层位中﹑各种有利地质因素的综合条件下形成不同的铅锌银金属矿产。结合铅锌矿成矿规律认识，逐渐地认识到，区内铅锌矿属于燕山期受构造控制的中低温热液型铅锌矿床，受断裂构造控制是其基本特征之一，矿床成因属受断裂构造控制的“MVT”型铅锌矿床。