高密市菜园地区铅矿特征分析

修 伟，王教科，侯 娟，赵 鑫

（高密市自然资源和规划局，山东 潍坊 261502）

1 地理位置

菜园地区铅矿位于高密市南约20 km处，隶属柏城镇管辖。地理极值坐标：东经119°43′45″～119°46′45″，北纬36°10′15″～36°13′30″，其中包括菜园、王吴两个重点矿段。

2 菜园矿段区域地质

本区位于沂沭断裂带的东侧，胶莱坳陷西偏南部的柴沟凸起次级构造单元的中部，处于柴沟—胶州和百尺河—二十五里夼两大断裂带之间。

2.1 地层

区域地层除第四系外，以中生界白垩系下统莱阳群为主体，该群地层出露两组，即杨家庄组和杜村组。在工作区中西部曾家店子—大沟头一带，受断层影响，有小范围中生界白垩系下统青山群后夼组地层出露。现自老而新进行叙述。

2.1.1 白垩系莱阳群

1）杨家庄组：广泛出露李家营、王吴、拒城河等地。岩性主要表现为中粒长石石英砂，夹杂着夹砂质砾岩、细粒长石石英砂岩和泥质粉砂岩，厚度为2 225 m。地层走向北东—南西，倾向92°~173°，倾角3°~23°左右。该组地层中张扭性断裂极为发育，为铅矿、重晶石矿的形成提供了充足的空间。

2）杜村组：主要出露在区域东南部，王吴水库以东地层出露较好，岩性主要为灰色、紫灰色、暗红色厚层状砾岩，夹灰绿色中粒长石石英砂岩、紫色粗粒砂岩、黄色含砾砂岩、砂质砾岩及棕色粉砂岩、泥岩，厚625 m。地层走向北东—南西，倾向110°~175°，倾角10°~25°，与下伏岩层呈断层接触。

2.1.2 白垩系青山群

后夼组：零星出露于区域中西部曾家店子—大沟头一带。岩性表现为灰色、白色流纹质晶质凝灰岩，凝灰岩及暗色黑云角闪安岩石，有时夹正常碎屑岩或中基性火山岩。由于受断层影响，地层走向北东—南西，倾向北西，倾角21°~39°，厚度＞175 m，与下伏杨家庄组呈断层接触。

2.1.3 新生界第四系

1）山前组：主要分布在区内西北部及东北部的低缓丘陵上，山前组的上部分岩性主要为褐黄色含砾砂质黏土；下部分岩性为黄褐色亚黏土，其中大都夹有多中粒砂层、粗粒砂层及砾石层、砾石透镜体，该层厚度0.20~14.20 m。

2）沂河组：主要分布在现代河流中，岩性为粗砂、砾砂和中砂为主，局部见细砂及淤泥。属含砾石的混砾砂，砾石多为浑圆状、次棱角状，成分多为石英、长石石英砂岩、片麻状花岗岩及各类脉岩，由河漫滩相及河流相组成，属全新世冲积物，厚度一般为0.5~3 m。

2.2 构造

从区域上来看，其构造主要表现为断裂构造，根据断裂构造延伸方向，可将断裂构造进行分类，大致上由北向西方向划分为北西向断裂构造，由北向东方向划分为北东向断裂构造，还有北东东向断裂构造[1]。部分有褶皱的构造是不发育的，总体上是向南东方向倾斜的单斜构造。

2.2.1 褶皱

区内地层呈向南东倾斜的单斜构造或呈开阔的平缓褶皱构造，地层由白垩系下统莱阳群杨家庄组、杜村组和青山群后夼组组成，总体走向185°~260°，倾向南东，倾角3°~39°，仅局部受断裂构造影响产状变陡，偶在断裂带附近可见小型褶曲构造，为牵引褶皱。

2.2.2 断裂

1）北西向断裂：该组断裂走向140°~150°之间，倾向北东或南西，倾角较陡，长度几千米甚至数十千米，该组断裂活动时间相对较长，多被后期断裂所截。其代表性断裂为区内中部的张戈庄—杨家栏子断裂。

2）北东东向断裂：该组断裂走向75°~95°，倾向大多南东或北西，倾角55°~80°。规模不大，一般长度约几千米，宽0.5~50 m。该组断裂切穿安山玢岩脉，并控制了中生代火山岩地层的分布，形成近于东西向的地堑带。

3）北东向断裂：该组断裂走向23°~43°，倾向南东或北西，倾角35°~79°。一般长度约几千米至十几千米，宽0.5~8.6 m。常错断北西向或北东东向断裂，对北西向的重晶石矿脉造成不同程度的破坏。该组断裂也是重晶石矿和铅矿的控矿构造。

2.2.3 岩浆岩

岩浆岩区域的岩浆活动较小，脉岩发育量很少，现有的脉岩都是中生代燕山晚期的产物。脉岩根据其构造走向可分为不同种类，具体来看，北西向构造的脉岩是安山玢岩，北东向构造的脉岩是玄武安山玢岩，在脉岩中还会发育少量的花岗细晶岩脉、正长斑岩脉。

2.2.4 区域矿产

区内矿产主要为重晶石矿，其次有方铅矿。

3 王吴矿段地质特征

3.1 地层

3.1.1 莱阳群杨家庄组

莱阳群杨家庄组的岩性主要表现为：上部分为灰白色-灰绿色细粒长石石英砂岩，并伴有灰绿色-暗红色粉砂质泥岩；中下部为灰白色-灰绿色中粒长石石英砂岩，并夹有暗红色-灰绿色砂质砾岩、细粒长石石英砂岩和泥质粉砂岩。

3.1.2 第四系山前组

该组大部分被第四系山前组覆盖，其岩性上部分主要以褐黄色含砾砂质黏土为主，并夹有钙质结核，厚度在0.50~9.70 m范围内，下部岩性以黄褐色亚黏土为主，大多夹有中粒砂层、粗粒砂层及砾石层、砾石透镜体，分选性差，厚度为0.20~4.50 m。

3.2 构造

3.2.1 褶皱

从总体上来看，褶皱向北东方向倾斜，褶皱区域内的构造主要表现为单斜构造，地层主要以白垩系下统莱阳群杨家庄组为主，倾斜方向为北东方向，总体走向140°~180°，倾斜角度在2°~23°范围内，仅局部受断裂构造影响产状有所变化，偶在断裂带附近可见小型褶曲构造。

3.2.2 断裂

区域内的断裂构造发育量较易，活动特点表现为多次继承性活动，从而形成具有规模性的成矿空间，有利于含矿热液的运移和集中。铅矿、重晶石矿脉的分布受断裂构造的控制[2]。

区内的断裂构造有两条，走向北西、北东，两者均为成矿前构造，从区域上分析北西向构造早于北东向构造。现分述如下：

1）北西向断裂（F1）：该断裂位于王吴矿段中部，纵贯全区，从走向来看主要为舒缓波状，水平宽度大约在1.1~14.5 m左右，走向在127°~150°范围内，总体走向大约在136°，倾向北东，倾角60°~80°，局部达88°。该断裂活动时间相对较长，区域上多被后期断裂所截，西端受后期构造的影响而向南扭动。该断裂主要形成于成矿前或是成矿期，成矿全过程受该断裂控制，在成矿后，断裂区域有断裂活动，会在一定程度上破坏矿体，使得矿体中的石英脉出现碎裂，构造角砾出现重胶结，而铅矿体主要赋存于重胶结的碎裂状石英脉中。

2）北东向断裂（F2）：该断裂位于菜园矿段中部，总长约1 310 m，断裂北向端部出现分枝，整体走向呈现舒缓波状，其水平宽度大约在2.7~8.6 m范围内，走向在27°~55°左右，总体走向为36°，倾斜方向为北西，倾斜角度在57°~79°范围内，局部倾斜度较小，倾角为35°。碎带内的岩性是硅化碎裂岩，硅化碎裂岩主要由砂岩、泥质粉砂岩组成，并见有绿泥石化、高岭土化、黄铁矿化、褐铁矿化及重晶石脉充填。该断裂主要形成于成矿前或是成矿期，成矿全过程受该断裂控制，在成矿后，断裂区域有断裂活动，会在一定程度上破坏矿体，使得矿体中的石英脉出现碎裂，构造角砾出现重胶结，而铅矿体主要赋存于重胶结的碎裂状石英脉中。

3.3 岩浆岩

该区岩浆活动很微弱，零星发育花岗细晶岩脉、正长斑岩脉，均为中生代燕山晚期的产物。

花岗细晶岩脉出露在仲家庄东南，长度不详，宽4.30 m，倾向315°~320°，倾角65°~70°。

正长斑岩脉仅在王吴矿段钻孔中见到，规模形态产状不详。

3.4 矿化蚀变作用

区域内的矿化蚀变作用受矿床成矿地质条件影响较大，主要的矿化蚀变主要表现为方铅矿化、重晶石化、碳酸盐化、硅化、绿泥石化等，且蚀变作用不是单一的，几种蚀变往往同时出现，没有明显的规律，属中—低温热液型蚀变。现择其主要的蚀变作用特点进行分述说明。

3.4.1 方铅矿化

方铅矿化是区内最主要、最普遍的一种矿化现象，见于重晶石脉、石英脉当中或其顶、底部以及砂岩当中，方铅矿多呈星散状分布及细脉状分布，但有的方铅矿已被氧化，成为黑土，此种现象也可作为找矿的一个标志，其含量（质量分数）在0.01%~0.3%。

3.4.2 重晶石化

重晶石化是区内较为普遍的矿化现象，在断裂构造和围岩的节理裂隙都存在这种现象，经过重晶石化作用，碎裂岩会演变为重晶石化碎裂岩，砂岩会演变为重晶石化砂岩，或是含有重晶石细脉的砂岩。

3.4.3 碳酸盐化

碳酸盐化是一种蚀变，其蚀变作用与重晶石矿密切相关，大多发生在重晶石成矿的前期（重晶石见有方解石包体）。常见于矿体的顶、底板，利用碳酸盐化可开展找矿工作，后期会发现有方解石细脉穿插在重晶石矿脉或者围岩中。

3.4.4 硅化

在该区域，硅化现象较为普遍，主要发生在断裂带内部和断裂面上，从而形成硅化碎裂岩、硅化构造角砾岩。在成矿过程中，硅化作用贯穿始终，矿液活动早期，富含SiO2的溶液交代两侧围岩，对含矿热液的富集起着阻挡作用；中期混在矿液中，形成方铅矿石英脉、石英重晶石脉；末期SiO2溶液沿重晶石的间隙充填。

4 矿床地质

4.1 矿体特征

铅矿严格受断裂构造控制，发育两个矿化体，矿体编号分别为ⅠPbBa、ⅡPb。

ⅠPbBa矿体位于菜园矿段，赋存于F2北部。矿体呈脉状，总体走向为27°，倾斜方向为北西方向，总体倾角为48°。矿体地表的倾角主要在65°~71°范围内。矿体长度为247.14 m，沿着倾斜走向延伸85 m，并即行即灭，地表埋深为2.4 m，赋矿最低标高为-24 m。矿体平均品位（质量分数）为4.17%，品位变化系数为116.37%，有用组分分布较均匀，矿石自然类型为含铅重晶石脉型。

ⅡPb矿体位于王吴矿段，赋存于F1中部。矿体呈脉状，沿走向长度268.00 m，总体走向132°，倾向北东，倾角75°，地表局部达88°，近直立。矿体沿倾向延伸153 m以上，地表埋深0.50 m，赋矿最低标高为-104.00 m。矿体Pb的平均品位（质量分数）为1.61%，有用组分分布较均匀，矿石自然类型为含铅石英脉型。

矿体中的Ag、Cu、Zn、Mo、Ba含量较高，其中w（Ag）=2 177×10-9～2 500×10-9，w（Cu）=11.7×10-6～260.7×10-6，w（Zn）=10.7×10-6～48.2×10-6，w（Ba）＞2 000×10-6，w（Mo）=3.38×10-6～491×10-6。矿石当中的w（Au）最低，w（Au）=2.5×10-9～2.7×10-9。

4.2 矿石工业类型

菜园矿段方铅矿体赋存在重晶石脉中，王吴矿段方铅矿体赋存在石英脉中，矿石工业类型属含铅重晶石脉型、含铅石英脉型。

4.3 矿体围岩、夹石

矿体位于断裂带内，其上下盘围岩特性在不同的位置各有不同，其中ⅠPbBa矿体上部顶板是断层泥，底板是中粒长石石英砂岩；深部顶板为中粒长石石英砂岩，底板为硅化碎裂岩。ⅡPb矿体上部顶、底板均为硅化碎裂岩，深部顶、底板均为中粒长石石英砂岩。

4.4 围岩蚀变

该区内的围岩矿化蚀变主要以方铅矿化、重晶石化、碳酸盐化、硅化、绿泥石化、高岭土化等现象为主。

蚀变带作用与断裂构造相关，断裂构造可控制蚀变带，蚀变带可形成与构造破碎带相一致的形态、产状及规模，在岩石不同破碎程度以及热液脉动性的影响下，蚀变带具有分带性，使各个蚀变带之间形成渐变过渡关系[3]。从蚀变带中心向两侧看，主要表现为绿泥石化—硅化—方铅矿化、重晶石化—碳酸盐化—高岭土化。

5 矿床成因及找矿标志

5.1 成矿机理分析

5.1.1 断裂构造对矿脉的控制

由于菜园铅矿位于北东向沂沭断裂带与东西向的百尺河断裂之间的中生代坳陷内，沂沭断裂带的右行扭动会形成多处北西向、北东向张扭性断裂构造，成矿空间由此形成，并具有一定规模，从而创造了利于含矿溶液运移、富集以及沉淀的空间条件。

5.1.2 成矿物质的来源

矿脉围岩主要包括中生界白垩系莱阳群的砂岩、砾岩、粉砂岩和粉砂质泥岩，根据岩石的分析数据可知，如若围岩靠近矿脉，则其具有较高的Pb、Ba含量，相反，如若距离矿脉较远，则其Pb、Ba含量会较低。由此可见，成矿物质主要来自于“矿源层”，即距离矿脉较远的围岩，而搬运成矿物质的溶液即为成矿介质，主要来自于大气降水。岩石中会溶滤出大量Pb2+、Ba2+，地表水中会携带这些离子并经由断裂构造向深部渗透，到达深部后会受热形成含矿热液。在区内构造活动过程中，含矿热液会随着破碎带的活动上升，到达断裂构造敞开区域，矿液会使围岩发生蚀变，在温度、压力和理化条件的影响下，产生PbS、BaSO4沉淀。

5.1.3 矿床成因类型

以邻区为根据，测量矿石样品中原声包裹体的温度，其形成温度在100~168℃范围内，气液化比一般≤5%，故成矿热液应属于中—低温热液。

该矿床是一种中低温热液浅成矿床，在近地表富氧环境下形成成矿作用。

5.2 找矿标志

1）地形标志。在石英脉、重晶石脉及硅化碎裂岩中一般会存在较多方铅矿，这些岩石相对于围岩来说不容易风化，多形成正地形。因此可根据地形初步判断石英脉、重晶石脉、硅化碎裂岩带的存在。

2）受构造控制和制约。矿体一般呈脉状产出，该区北西向、北东向构造控制明显，在这种北西方向构造及北东向构造下，有利于发现此类矿床。

3）矿化蚀变标志。蚀变现象主要表现为碳酸盐化、硅化、重晶石化和方铅矿化等，在菜园矿区这些蚀变现象较多，是明显的找矿标志。

4）高阻、高极化率物理点呈现带状分布情况，则可表示该处存在含铅石英脉、重晶石脉。

5）前人采矿遗迹亦是最好的找矿标志。