浙江谢圣岭矿区铅锌矿成矿地质特征及成因分析

2023-02-24付青

现代矿业 2023年1期

付青

（中国建筑材料工业地质勘查中心浙江总队）

谢圣岭矿区位于浙江省富阳区高桥镇西北方向，矿区大地构造位置在扬子准地台（Ⅰ1）、钱塘台褶带（Ⅱ2）、华埠—新登拗褶带（Ⅲ4）、龙源村—陈村隆褶束（Ⅳ5）的北东部。区内火成岩发育，出露面积广泛，为形成较大矿床提供了矿物来源及热液条件。侵入岩体及断裂构造发育，为矿化富集形成矿床提供了有利条件。通在对矿区地质特征、矿体特征等进行综合整理和归纳总结，从区域成矿地质条件、控矿地质条件等2个方面分析矿床成因，为后续开采提供依据。

1 矿区地质特征

1.1 地层

本区地层除第四系残坡积、冲积层外，主要出露地层有中上志留统康山群，下志留统大白地组、安吉组及上奥陶统文昌组、长坞组。本区所见铅锌多金属矿床及铁矿均赋存于上奥陶统文昌组之中。

（1）上统长坞组（O3c）测区出露不全，主要分布在南西边缘暗灰、灰绿色泥岩，粉砂质泥岩。顶部为含钙质粉砂岩与泥岩互层，底部见有中细粒砂岩。岩层局部具条带状构造及叶片状构造，产状一般为290°～310°∠20°～60°，出露厚度大于300 m。

（2）上统文昌组（O3W）区内出露尚全，分布于测区的中部。该层可分上、下两部分，上部以灰色、浅褐灰、黄色砂岩为主，夹灰绿土黄色粉砂质泥岩；下部为灰色薄层砂质灰岩与钙质砂岩、粉砂质泥岩互层，其中夹较纯灰岩之透镜体。在底部见黄绿、灰黄、土黄色泥岩或似千枚状泥岩，下见薄层不稳定的细砂岩未与长坞组分界，该组岩层出露总厚度150～330 m，产状120°～300°∠30°～80°。此组岩层近花岗闪长岩岩体，大部分已蚀变成角岩，含钙质岩层蚀变为矽卡岩、矽卡岩化角岩，少见大理岩。磁铁矿及铅锌多金属矿体主要位于带内。

（3）下统安吉组（S1a）主要分布在测区北东和东部，上部为暗灰绿色泥质粉砂岩和粉砂质细砂岩，夹深灰色粉砂质泥岩和灰绿色泥岩；中部为灰白色厚层至块状岩屑细砂岩，夹薄层泥岩（具波痕），与薄层砂泥岩互层；底部之顶为灰白色块状岩屑砂岩，中为薄层砂岩与粉砂岩互层，底为不含砾而石英砂含量增加；岩层厚度130～500 m，产状为北东南西走向，一般向南东倾，部分向北西倾。

（4）下统大白地组（Slb）主要分布在测区北东和东侧，上部为灰绿色泥岩，夹少量薄层细砂岩；中部以浅灰色石英细砂岩为主，夹少量粉砂质泥岩；下部以灰黄色砂岩为主，与粉砂岩互层，底部砂岩中偶含泥砾。岩层厚度110～280 m，产状北东南西走向，一般向南东倾，部分向北西倾。

（5）中上统康山群（S2-3ks）分布于测区东，顶部为紫红色中厚层至块状粉砂岩，粉砂质泥岩夹少量细砂岩，交错层理发育，上部为灰色灰绿色厚层至块状细砂岩与泥岩的韵律层，波痕发育；中部为黄绿色细粒长石石英砂岩与粉砂岩、粉砂质泥岩互层；下部为厚层至块状灰色灰白色中细粒石英砂岩，夹少量灰色粉砂质坭岩，局部含泥质条带、泥砾和砂岩砾石。岩层出露厚度大于200 m，产状北东南西走向，向南东或向北西倾。

1.2 矿区构造

矿区位于千家村背斜的西翼，背斜总体走向北东50°左右，轴面略倾向北西，倾角一般70°～80°，局部倾角缓，为40°，核部地层为上奥陶统文昌组（O3w），两翼地层依次为下志留统安吉组（S1a），下志留统大白地组（S1d），倾角一般50°～75°；受剥蚀等影响，该地区背斜核部有上奥陶统文昌组（O3w）出露。

矿区主要断裂有2 条：F1 断裂构造贯穿矿区，总体呈北东—南西展布，倾向西北，倾角60°～85°；该断裂规模较大，延伸长可达数千米，该断层控矿作用明显，是矿区主要的含矿控矿构造破碎带，并对矿体形态影响较大。西南千家村F2断裂走向呈北西—南东向，倾角较陡，85°以上，延伸数十米，F2 可能为后期断裂，断距2～10 m，最大可达30 m，并切入过花岗闪长岩体。

1.3 岩浆岩

矿床与岩浆作用（包括火山作用）关系十分密切，所有矿床都与岩浆作用相联系［1］。谢圣岭矿区岩浆岩主要以燕山早期酸性侵入岩为主，后期脉岩较少。

花岗闪长岩为千家村岩株，位于千家村背斜轴部，出露面积约5.5 km2，南与洞山矿床相顶，东到邵村及大畈一带，略呈北东向延展，长约l km，四周呈外倾斜，向外倾角约45°，局部75°左右，岩石一般星浅灰白色，夹少量暗色斑点，局部见浅玫瑰色，风化后呈浅灰黄色，一般为细粒花岗结构，极少见文象花岗结构。

矿区所见岩脉不多，在矿区局部有霏细岩、石英斑岩脉产出，这类岩脉常沿小构造面侵入，规模甚小，又与成矿关系不大，对矿体又无明显破坏。

1.4 蚀变与变质作用

矿区多以热接触变质为主，其次为接触交代变质作用，从矿物组合看，以中级变质分布为广，高级与低级变质并不发育，矿区原岩为泥砂质岩和砂质灰岩，所见蚀变岩石以角岩、矽卡岩、大理岩为主。

1.5 物化探地质特征

通过开展1∶10 000 的高精度磁测，推断区内主要磁异常为测区南东端的“正异常”，呈宽带状展布，走向北东，结合现场地质情况，推测其为弱磁性表现的花岗闪长岩岩体所致。根据测试成果进行3D磁源深度计算（图1），推断为浅源异常，磁源最浅埋深约65 m。根据测区附近东西走向的叠加异常，结合现场地质情况，推测为矿化蚀变带所致。

2 矿体地质特征

2.1 矿体特征

谢圣岭矿区千家村矿段位于千家村背斜的西翼，控矿构造蚀变破碎带F1 呈北东向展布，宽3～15 m，长约1.3 km；在千家村及谢圣岭地表出露形成矿体（矿化带）长度约250 m 及160 m，出露标高在80～160 m。

矿体及矿化带位于上奥陶统文昌组（O3w）中，由F1 构造带蚀变破碎带控制，可见地表出露形成矿体（矿化带）2条，分别为千家村矿化、谢圣岭矿化带；均为南西—北东走向。千家村矿化带延伸250 m 左右，谢圣岭矿化带出露165 m左右。

矿体与花岗闪长岩关系密切，根据矿体空间位置及矿石类型，将矿体分为2 种类型：一是F1 构造破碎带控制的热液充填型V1 矿体，二是近花岗闪长岩体的矽卡岩型V2矿体。

（1）V1 矿体形态呈脉状，充填在F1 构造破碎带中，属热液充填型铅锌矿，形态较稳定，走向延长有尖灭再现及膨大现象，局部有分枝复合，形成小矿体；地表出露较少，多为盲矿体，以磁铁矿、硫铁矿为主，铅锌含量相对较低，品位变化一般，含量1%～5%，局部呈团块状铅锌较富，品位达10%以上，矿脉宽一般2～5 m，局部最厚约12.5 m，最薄1.5 m，矿体倾角65°～85°，倾向北西，与围岩界线较清。

（2）V2矿体形态均呈囊状、透镜状或不规则透镜状，在走向及倾向延长不稳定，与岩体的形态及空间位置有关，控制长度约80 m，延深约60 m，矿物成分以铅锌为主，品位变化较大，有分枝复合现象，地表出露较少，以铅锌矿、磁铁矿、硫铁矿为主。

2.2 矿石特征

谢圣岭矿区主要的矿石矿物有方铅矿、闪锌矿、磁铁矿，其次为少量黄铁矿、黄铜矿、白铁矿，局部见少量的磁黄铁矿、赤铁矿、褐铁矿、辉钼矿、硫铋锑铅矿等。矿区主要脉石矿物为石英、石榴子石、透辉石，其次为绿帘石、绿泥石，局部见少量方解石、阳起石、硅灰石、透闪石，极少量的萤石、电气石、榍石、磷灰石、白钛石等。伴生有价元素为Fe、S、Cu，微量元素为Ti、Cr、V、B i、Cd、Ag等，有害元素As在黄铁矿中偏高。

（1）方铅矿一般呈铅灰色，多呈半自形和他形晶粒，大小0.1～2 mm，可分为粗细两部分。粗粒者多呈半自形不规则他形集块或不连续脉状集合体，常交代闪锌矿与黄铜矿、黝铜矿、砷黝铜矿等。嵌布粒度细的方铅矿又分为2种，一种是沿脉石矿物颗粒间隙充填，构成形状多样弯曲的片状、皮壳状细脉；另一种呈乳滴状（0.005～0.02 mm）包于闪锌矿或黄铁矿中。

（2）闪锌矿一般呈暗棕色，以半自形及他形晶粒为主，大小0.3～l mm，有时呈连晶较大。常交代脉石矿物呈浸染状分布，有时交代磁铁矿，少见星网脉穿插。

（3）黄铁矿常见自形、半自形晶粒，部分为他形晶粒，粒度大者0.1～1 mm，有时达2～3 mm，小者0.05～0.1 mm。白铁矿呈放射状集合体与黄铁矿常件生相同分布，呈漫染条带或成团分布。

（4）磁铁矿呈密集的细粒状，极少见完好的八面体晶形呈天然磁石，普通呈半自形等轴粒状，一般0.1～l mm大小，主要呈浸染交代型，少见致密块状和脉状。在脉石矿物石榴石为自形程度较好时，磁铁矿有时交代成环带构造。一般见有被后期硫化矿物交代和切穿现象，但有时还见磁铁矿分布在黄铁矿和白铁床的间隙里，形成较黄铁矿、白铁矿晚，说明成矿的多期性。

（5）黄铜矿为草绿黄色，呈他形为主，粒度在0.01～0.5 mm，形成较晚，常见分布于黄铁矿、磁铁矿间隙中，与闪锌矿呈在浊状产出，属同期形成。

2.3 矿体围岩及夹石

矿区内的围岩蚀变与铅锌矿化关系极其密切，通常呈现蚀变带即为矿化带的现象［2］。矿体围岩主要为角岩及矽卡岩，局部为花岗闪长岩，在15线以北有少量石英砂岩和泥质粉砂岩。

矿体夹石主要为低于边界品位的角岩、矽卡岩、石英脉等，岩体内矿体的夹石主要为花岗闪长岩，夹石厚度一般大于2 m时应剔除。

3 矿床成因

3.1 区域成矿地质条件

区内火成岩发育，出露面积广泛，主要为燕山早期的千家村岩株和梓考坞小岩枝，为形成较大矿床提供了矿物来源及热液条件。

千家村岩体的侵入形成了千家村背斜不对称长轴背斜，轴向40°左右，全长19 km，测区内出露不全，上奥陶统文昌组组成背斜轴部，倾角20°～50°；两翼为志留系，北西翼缓倾20°～30°，南东翼较陡，为30°～60°，背斜为成矿提供的容矿空间。

区内较大断裂和国坞到谢胜岭北东向压扭逆掩断裂及榔槿坞南侧东西向断裂，促使火成岩侵入和强化矿液活动，为矿化富集形成矿床提供了有利条件。

3.2 控矿地质条件

3.2.1 岩性条件

围岩蚀变常常伴随着矿体的产生而产生，且分布范围一般比矿体的范围还要广，因此被作为重要的找矿标志［3］。燕山期的岩浆作用一方面为成矿作用提供了热源，使地层中的成矿元素迁移并富集；另一方面岩浆及热液本身也是金属元素的提供者［4］。因千家村花岗岩体的侵入，带来了大量热液，在区内形成围绕花岗闪长岩体的蚀变圈，由近至远，蚀变由强变弱。但是矽卡岩双交代作用不明显，矽卡岩矿物颗粒度细，中酸性岩体的边缘反而偏酸性，所以矿区矽卡岩大部分可能为热接触变质所形成，少部分可能为热交代作用形成，故形成的矽卡岩矿床规模较小。

矿层与上下部围岩自下往上在矿物成分、粒径和结构构造上呈现有规律的变化，表明原始矿源层与原岩构成一个较为完整的沉积韵律［5］。本矿床有一定的分带性，尤以水平分带与岩体的空间关系较明显。矽卡岩型矿体主要位于近岩体边缘，且在最有利的矽卡岩层内顺层交代成矿，而渐远即变为以铅锌为主的多金属矿体。

3.2.2 构造条件

铅锌矿的矿化大多存在构造产生的缝隙之中［6］。因此矿区成矿与控矿和构造关系十分密切，千家村花岗闪长岩体主要沿北东向和东西向2 组早期构造断裂交会之处侵入，后期矿液活动主要受次一级伴生北东向断裂F1支配，结合F1北东向构造裂隙发育处有铅锌矿体形成，且F1构造破碎蚀变强烈，常伴有大量石英脉、硫化矿物产出。