铅锌银矿集区地质特征与深部找矿预测

2022-12-16蔡启隆

世界有色金属 2022年17期

关键词：铅锌物探成矿

蔡启隆

（甘肃煤田地质局庆阳资源勘查院，甘肃庆阳 745000）

甘肃北山地区是我国重要的有色金属和贵金属储备基地，区内金属资源丰富，形成了著名的北山多金属成矿带，如花牛山铅锌银矿床等。北山多金属成矿带处于中亚造山带的南缘，区内构造—岩浆活动极为强烈，为区域成矿提供了丰富的热源、物源以及动力源[1]。

本文以花牛山铅锌银矿床为研究对象，在总结矿集区成矿地质特征的基础，对深部找矿进行简要的预测，为进一步深部找矿提供参考。

1 矿区地质特征

1.1 地层

甘肃花牛山铅锌银矿集区主要由三个铅锌银矿区组成，矿集区面积近20km2。矿集区内的地层出露相对较为单一，主要为南华系—震旦系洗肠井群（Nh-Zx）和中下奥陶统（O1-2H）花牛山群（图1）。

图1 研究区地质矿产简图

洗肠井群根据岩性组合特征等分为四组，矿区范围内主要出露上三组。其中，二组以变质砂岩、粉砂质板岩、千枚岩等为主，为一套浅海相的浅变质岩系[2]；三组以大理岩、砂板岩互层为主，为一套浅海相碳酸盐岩，普遍发生浅变质作用；四组以变质砂岩、碳质板岩、钙质板岩等为主，为一套浅海相的含泥质浅变质岩系。

花牛山群根据岩石组合等划分为三组。其中，一组岩系为黑云母角岩、粉砂质板岩等为主；二组岩性以玄武岩为主；三组岩性以角岩、泥灰岩、砂岩、大理岩和结晶灰岩等为主。

另外，在矿区低洼区域以及沟谷地带分布有不同规模的第四系残坡积物、冲洪积物等，以砂砾石、黏土和亚粘土等为主。

1.2 构造

矿区构造极为复杂，主要以断裂为主。矿区断裂构造由北向南依次为五井河断裂、花牛山-察喀尔呼都断裂和花牛山断裂[3]。三条断裂破碎带总体上呈近东西向展布，且大致呈平行状分布，断裂破碎带中发育片理化、糜棱岩化等，破碎带宽数米至数十米不等。此外，在矿集区内发育不同规模的北西向和北东向断裂带，属于后期断裂破碎带。

1.3 岩浆岩

矿区岩浆岩极为发育，出露面积可达矿区面积的约1/3。矿区岩浆岩以中酸性为主，形成时代以晚奥陶世、晚泥盆世和晚三叠世为主。其中，晚奥陶世岩浆岩根据岩性进一步可分为花岗闪长斑岩、闪长岩等为主，分布在矿集区北西角和南侧；晚泥盆世花岗岩以花岗闪长岩为主，分布在矿区北东侧；晚三叠世花岗岩在矿区内出露面积较大，根据岩性分带可分为正长花岗岩和二长花岗岩两种类型，且前者位于岩体核部区域。

此外，在岩体与地层的接触带附近变质作用更加强烈。

2 矿床地质特征

2.1 矿体特征

研究区由三个矿区组成，以一矿区面积最大，共圈定矿体218个，主要赋存在中上奥陶统花牛山群结晶灰岩和细碎屑岩中，矿体以似层状为主，少量囊状、扁豆状矿体；矿体走向多为70°，与区域构造迹线防治基本一致，矿体产状较陡，延伸不大[4]。二矿区面积较小，共圈定矿体3个，矿体呈似层状产出，矿体走向以及展布形态等与一矿区基本一致，矿体延伸也不大。三矿区圈定铅锌银矿体46个，矿体赋存哎中基性火山岩夹碳酸盐岩建造中，矿体围岩以条带状大理岩和角砾岩为主，矿体受地层和断裂破苏低矮共同控制，以脉状和囊状矿体为主，矿体较缓，延伸不大（图2）。

图2 研究区勘探线剖面图（a，一矿区；b，三矿区）

矿石中金属矿区以磁黄铁矿、伞形科、方铅矿等为主，黄铜矿、褐铁矿、磁铁矿、黄铁矿等次之。脉石矿物以方解石为主，石英次之。矿石主要包含条带状、浸染状、细脉状、网脉状和块状构造。

2.2 蚀变特征

矿集区印支期岩浆活动强烈，同时矿集区内断裂构造发育，导致矿集区内的近矿围岩蚀变也发育。矿集区内主要的蚀变类型有硅化、黄铁矿化、褐铁矿化、绢云母化、萤石化、碳酸盐岩化、绿泥石化、次生黄钾铁矾化等[5]。其中，黄钾铁矾化多呈带状分布在矿集区氧化带以及上部围岩裂隙中，一般与铁帽相互伴生出现，是铅锌银矿体氧化带中次生蚀变，是主要的直接找矿标志之一。

3 矿集区找矿预测

成矿地质特征的研究是为进一步总结分析找矿方向开展的系统工作，也是为进一步进行找矿预测研究奠定了基础。找矿预测就是根据地表有限的地质、物探、化探和遥感等信息，在综合研究的基础上圈定出找矿靶区，为进一步深部探矿工程的验证提供依据。

（1）找矿预测模型的应用。前人根据大量的矿床成矿规律总结了“三位一体”找矿预测模型，即将成矿地质体、成矿结构面、成矿作用标志纳入矿集区范围内综合考虑，也就是前三者决定了矿集区的产出空间位置[6]。基于上述理论，本次将成矿地质体（与成矿有关的岩浆岩、围岩、大地构造背景等）、成矿结构面（控矿构造、成矿结构面、矿体赋存部位等）和成矿作用标志（典型矿物组合、矿化蚀变特征、矿化分带和成矿物质来源）等信息套合在一起，进一步确定找矿有利空间部位。

（2）遥感信息的提取。研究区地形地貌复杂，仅靠地表填图工作难以确定有效的找矿靶区，此时可以利用遥感信息等进一步缩小找矿范围。矿集区内的铁染异常和羟基异常较复杂，主要分布在矿集区的中部和西北区域，表现为密集分布的团块状和零星分布的异常，对识别深部中酸性岩浆岩以及泥质岩类、含泥质岩类具有较好的效果。

（3）化探成果的综合利用。1/5万水系沉积物测量成果对圈定找矿靶区和找矿预测意义重大，是利用水系沉积物大致圈定异常靶区的方法。本文根据前人在该区域开展的1/5万水系沉积物测量成果，获得1处异常区[7]。该异常区虽然总体的套合性较差，但是在岩体的内接触带附近以W、Sn等高温元素异常为主，在外接触带则以Mo、AS、W、Pb、Ag等中低温元素异常为主，在相对远离岩体地段则以Pb、Zn、Ag、Mn等元素异常为主。由上可知，围绕岩体，各个元素具有依次有序分布的特征，且具有从高温元素向低温元素演化的趋势。同时，该异常形态呈似椭圆状，总体走向呈北西—南东向，异常面积大，具有较大的找矿潜力。

（4）物探成果的综合应用。物探成果的综合应用对识别矿区中酸性岩浆岩以及物性差异较大的地质体具有良好的效果。本文收集了前人在矿集区内开展的各类型物探测量成果，发现在矿集区北侧区域的泥质板岩具有高阻低极化的特征，中部区域的结晶灰岩和千枚岩具有低阻高极化的特征，对进一步提取赋矿层位意义重大。

根据化探、遥感以及物探资料信息，结合地质工作，在深部进一步开展找矿工作，着重加强地表以下300m～500m范围内的找矿勘查工作是后续主要的工作方向，其理由如下所述：

（1）结构面控矿的应用。结构面控矿研究就是利用已知矿体的赋存部位，分析Si/Ca界面，确定深部延深方向。根据本次工作发现，在三矿区内发现的脉状铅锌银矿体整体延深稳定，矿体主要赋存在洗肠井群大理岩化灰岩与千枚岩形成的Si/Ca界面处，故在该区域开展深部找矿有望得到突破。

（2）综合找矿信息的应用。研究区铅锌银矿体主要赋存在大理岩地层中，在二矿区地表仅见到铁帽，未发现其它矿化线索。但是，物探、化探以及遥感信息均显示出较大的找矿前景，故可在该区域开展1处深部钻探工程，验证该异常。