香花嶺礦田長沖—黃沙寺地區鉛鋅銅礦床地質特征

吳南川， 魯 藝， 黃小波， 楊齊智

(湖南省有色地質勘查局一總隊，湖南 郴州 423000)

長沖—黃沙寺地區位于耒(陽)—臨(武)南北向成礦帶南段，處于南嶺地區坪寶鉛鋅多金屬礦田(寶山鉛鋅銀礦、黃沙坪鉛鋅鎢鉬礦)與香花嶺錫多金屬礦田連接地段。該區地質工作程度較低，湖南省有色地質勘查局一總隊于2014～2017年實施“湖南省臨武縣香花嶺地區礦產地質調查”項目時，在該區采用了化探異常查證、礦點檢查、深部鉆探驗證等綜合工作手段進行了調查研究。本文結合該次工作對層控型鉛鋅銅礦床賦礦條件、控制因素、找礦前景進行了初步探討；旨在尋找新的找礦靶區、擴大礦床遠景。

1 成礦地質背景

該區位于香花嶺短軸背斜向北傾伏端。核部地層為泥盆系跳馬澗組碎屑巖、泥盆系棋梓橋組(D2q)～錫礦山組(D3x)碳酸鹽巖，主要巖性為砂巖、不純灰巖、白云巖等，兩翼地層為石炭系不純灰巖—白云巖(或含少量砂頁巖)構成的一系列次級褶皺。香花嶺短軸背斜傾伏端以及位于該背斜兩翼且與之大致平行展布的兩條北北東向區域斷層F20、F10，構成該區的主體構造，由南向北貫穿整個礦區。

2 礦床地質特征

2.1 礦體特征

該區礦體(點)主要分布在香花嶺短軸復式背斜兩翼及向北傾伏端(圖1)。從目前已查明的礦體特征分析，從南至北整個礦化帶延伸達10余公里，分為三個礦段：

(1)龍公帶礦段位于香花嶺短軸背斜西翼，鉛鋅礦呈侵染狀、細脈狀分布在泥盆系棋梓橋組中段(D2q2)含生物碎屑白云巖的裂隙、微裂隙中，受層間破碎帶控制，鉆孔中見多個礦(化)體，平行產出且呈似層狀、板脈狀，礦體形態隨圍巖產狀變化而變化，初步控制Ⅲ、Ⅳ號鉛鋅主礦體二個(圖2)，特征如下：

圖1 香花嶺北部長沖—黃沙寺地區綜合地質圖

圖2 長沖—黃沙寺地區成礦示意圖

①Ⅲ號礦體由ZK3201等7個鉆孔控制，礦體控制標高為+245～+15 m，礦體呈似層狀，走向北東東，傾向345°，平均傾角26°，整體向西傾伏。礦體走向延長約1 545 m，傾向延伸200 m；單層礦體厚度1.08～10.92 m，平均厚度3.49 m，厚度變化系數68%，厚度較穩定；單樣品位：Pb 0.12%～1.41%、Zn 0.92%～8.52%，0.3～5.7 g/t，平均品位Pb 0.33%、Zn 2.28%、Ag 2.8 g/t，品位變化系數：Pb 140%、Zn 100%、Ag 110%，較均勻。

②Ⅳ號鉛鋅礦體與Ⅲ號礦體特征相似，空間上位于Ⅲ號礦體下部且與之平行，礦體控制標高為+255～+25 m，礦體呈似層狀，走向北東東，傾向345°，平均傾角26°，整體向西傾伏，礦體產狀隨圍巖形態變化而變化，礦體厚度不均勻。礦體走向延長約920 m，傾向延伸385 m，平均厚度4.28 m，平均品位Pb 0.15%、Zn 1.92%、Ag 2.5 g/t。

以上礦體走向、傾向均未封邊控制，礦體在次級褶皺核部或巖層轉折部位厚度變大、品位變富。

(2)黃沙寺礦段位于香花嶺短軸背斜向北傾伏端。鉛鋅、銅礦體受棋梓橋組含生物碎屑白云巖和隱伏的黃沙寺向斜的控制，大致表現為向北北東傾伏的似層狀礦體(圖2)。據鉆孔資料顯示，鉛鋅礦體沿傾向變化大，平均傾角14°，礦體中間厚，兩端薄，且有分枝復合現象。現有ZK3等7個鉆孔控制，控制礦體沿傾向延伸約1 100 m、沿走向約300 m；單層礦體厚度5.58～24.77 m，平均厚度10.8 m，厚度變化系數為89%；單樣品位：Pb 0.05%～36.98%、Zn 0.03%～3.24%，平均品位：Pb 1.85%、Zn 0.62%，品位變化系數：Pb 70%、Zn 61%。

該礦段銅礦位于鉛鋅礦體上部，礦體呈透鏡體狀、似層狀順地層產出。礦體走向南東—北西，傾向北東，傾角約9°；沿傾向有ZK1、ZK3控制礦體傾向長約110 m，礦體未封邊。單工程見礦厚度2.66～11.53 m，平均厚度7.10 m，單樣品位0.34%～2.35%，平均品位Cu 0.94%。

(3)銅坑礦段位于香花嶺短軸背斜東翼。鉛鋅銻礦呈脈狀、團塊狀賦存于石炭系孟公坳組層間裂隙或角礫狀灰巖的膠結物邊緣，及泥盆系錫礦山組上段頂部泥灰巖、粉砂巖、含黑色泥晶灰巖中。礦(化)體主要受層間破碎帶和層間小撓曲控制，礦(化)體走向近南北，傾向80°～85°，傾角40°～45°，呈似層狀或透鏡狀產出；含Sb 2.77%、Pb 2.33%、Zn1.88%。

2.2 礦石特征

(1)主要礦物成分有黃銅礦、斑銅礦、輝銅礦、方鉛礦、閃鋅礦、輝銻礦；脈石礦物主要有白云石、方解石、黃鐵礦，其次為石英、綠泥石、絹云母等。

方鉛礦呈鉛灰色，它—半自形，中細粒，成不規則狀、成脈狀分布于閃鋅礦中或交代閃鋅礦。

閃鋅礦呈淺黃色—淡褐色，半自形—它形晶、聚晶狀，與少量方鉛礦相互交代、穿插，成分散狀分布于層間裂隙中，或穿插、交代黃鐵礦、磁黃鐵礦和脈石礦物。部分鉆孔中見閃鋅礦呈侵染狀聚合體順層分布(圖3)。

圖3 龍公帶層控型閃鋅礦巖芯圖

斑銅礦呈暗紫—蘭色斑狀錆色，它形晶、團塊狀、斑銅礦呈網格狀、細脈狀穿插于黃銅礦中，并交代黃銅、黃鐵礦，斑銅礦與方鉛礦、閃鋅礦共生交代黃鐵礦。

輝銅礦呈黑色，分布于斑銅礦邊緣，二者共生一起成致密塊狀，并交代黃鐵礦、方鉛礦成不規則狀分布其中。

(2)礦石主要化學成分：礦石中有用組分為Cu、Pb、Zn，主要伴生組分為S(龍公帶礦段礦石中伴生S含量極低)。Cu、Pb、Zn在不同的礦石類型中，既可為主元素，也可為共生元素，或呈伴生組分出現。在銅礦石中，PbZn為共生或伴生元素。在鉛鋅礦石中PbZn為主元素，Cu元素為伴生組分或共生組分。

(3)礦石類型：①按主要有用元素的組合可分為銅礦石、鉛鋅礦石、鉛礦石、鋅礦石、銅鉛鋅礦石、銻礦石；②按礦石的結構、構造分為；致密塊狀礦石、角礫狀礦石、小團塊狀礦石等；③按礦物的共生組合可分：黃銅黃鐵礦礦石、黃鐵鉛鋅礦石、方解石鉛鋅礦石、方解石銻礦石等。

3 礦床控制因素與成礦規律

3.1 礦床控制因素

(1)地層巖性條件：本區加里東運動之后，一度成為古陸，中泥盆系開始海浸，到晚泥盆系末，沉積環境由濱海—局限、半局限臺地，而古地理環境經歷了由半封閉的潮坪、瀉湖，潮下淺水環境的變遷；因此，由外海和古陸風化帶來的Pb、Zn、Cu等成礦元素不斷進入半封閉的海水中與碳酸鹽灰泥一起沉積下來，為本區成礦提供了豐富的物質來源。泥盆系棋梓橋組中段白云巖中含有較多生物化石，大量生物在成巖過程中產生的生物化學作用利于銅鉛鋅等元素形成硫化物堆積，該地層巖性中銅元素含量是涂和弗值的2.6倍，鉛元素含量是涂和弗值的9倍，鋅元素含量是涂和弗值的2倍，是礦區的主要礦源層。

(2)構造條件。①褶皺：礦區位于區域性香花嶺短軸背斜兩翼及向北傾伏端，核部巖層產狀走向北北東，傾角一般30°～50°、局部可達60°～70°；沿傾斜方向有多組呈隱伏-半隱伏的次級褶皺，局部可產生強烈的撓曲；一般次級褶皺核部或轉折端的礦體厚度大、品位高，反之則貧而薄。褶皺產生的形變或虛脫破碎空間控制著礦體的產出形態；②斷裂：區內分布有北北東西、北東向、北西向、近東西向多組斷裂。其中沿背斜兩翼展布的F10(向東傾、傾角約70°～80°)、F20(南段向北西傾、傾角50°～70°，北段反轉向東南傾、傾角60°～80°)兩組北北東—近南北向的區域斷裂，與香花嶺礦田含礦構造F1、F30斷層共同確定了本區的構造骨架。F10、F20兩組斷面在垂直方向上呈波狀彎曲、組成斷面的角礫灰巖中可見小的擠壓褶皺，部分斷面卻成較平直的“鏡面狀”，面上見多組插痕；主斷面兩側硅化破碎現象顯著，局部具糜棱巖化；破碎帶內巖石碎裂、變形、變晶、交代等現象常見，亦見侵染狀鉛、鋅、銅、銻礦化；具有明顯的壓扭性特征及多期次活動特點。該兩組斷裂發育多組次級斷裂，斷裂旁側的褶皺帶核部往往是鉛鋅、銅、銻礦(化)體重要的賦存場所，亦是礦(化)體富集程度最好的部位，這些斷裂起著為礦液物質運移通道的作用。

(3)圍巖蝕變：以硅化、黃鐵礦化、鐵錳礦化、重晶石化為主，次為綠泥石化、白云石化等，其中硅化、黃鐵礦化、鐵錳礦化與礦化關系密切。

(4)礦床定位與空間展布：礦體賦存在泥盆系棋梓橋組中段(D2q2)白云巖地層中，順層產出，礦體形態與地層產狀一致；其次受褶皺形態變化的控制，褶皺構造的核部礦體往往厚而富。主礦體傾向北西(或東—北東)，傾角一般10°～30°，沿走向有呈波狀彎曲，形成背、向斜形態，沿走向延伸數十米至1 000余米、傾向延伸數十米至數百米不等。

(5)地球化學特征：區內分布有1∶5萬水系沉積物甲2類異常3處(AS1、AS2、AS3)，異常組合元素以Pb、Zn、Sb、Cu為主；各元素疊合性較好，有多處濃集中心。檢查異常濃集中心往往分布有含礦鐵錳帽或礦化斷裂；因此，具有一定的找礦指示意義。

3.2 成礦規律

(1)礦體賦存規律。①鉛、鋅、銅礦體產于泥盆系棋梓橋組中段(Dq2)含生物碎屑白云巖層位中，是順層整合礦體；②礦體品位鉛與鋅呈現此消彼長關系，反映出鉛高鋅低或鋅高鉛低(表1，圖4)；③礦體厚度與品位有一定關系，厚度大品位相對較高，厚度小品位相對較低；④銀與鉛鋅的相關性不密切，其相關系數為lg(Pb/Ag)=-0.85，lg(Zn/Ag)=-1.13，從基分樣品化驗分析顯示本區銀金屬元素的含量低(基本上小于10×10-6)(圖5)，與區域層控型礦床銀元素含量低這一特征極相似；⑤根據礦石的結構構造特征與礦石中銀元素含量極低等情況，認為該礦床的成因類型為“沉積+改造”型鉛鋅(銅)礦床。

表1 黃沙寺礦段Pb、Zn、Ag元素分析結果表

(2)控礦因素分析。礦體賦存在泥盆系棋梓橋組中段地層中，主要巖性為含生物碎屑白云巖(或云灰巖)，主要礦體于這套巖性中順層產出；所以地層巖性是礦床的主要控礦因素。其次是褶皺構造，與礦體的形態產狀、規模以及空間分布規律關系密切，褶皺構造的核部礦體厚而富。

(3)找礦標志。①地表氧化“鐵錳帽”，往往與控礦導礦斷裂相關，是找層控型鉛鋅(銅)礦的間接標志；②硅化、黃鐵礦化、白云石化、鐵錳碳酸鹽化，是找礦的直接標志；③老窿分布較多，是礦(化)體在地表出露的直接證據，其分布規律也直接反映礦(化)體走向及賦存特征；④次級褶皺旁側的各類礦化斷裂，是找礦的重要依據。

圖4 黃沙寺礦段PbZn元素品位關系圖

圖5 黃沙寺礦段Ag與PbZn元素相關性示意圖

4 找礦靶區預測

(1)龍公帶—南海塘鉛鋅礦靶區(圖1)：位于香花嶺短軸背斜西翼，面積18 km2。北北東向構造形跡明顯，地表見多處氧化“鐵錳帽”，靶區內有1處1∶5萬水系沉積物Pb、Zn元素異常，呈北東向展布。已有7個鉆孔驗證到了泥盆系棋梓橋組中段生物碎屑白云巖中的層控型鉛鋅礦，沿近南北走向、傾向均未封邊控制，具有較好的找礦潛力。

(2)黃沙寺鉛鋅銅礦靶區：位于香花嶺短軸背斜向北傾伏端。區內有一處小型生產礦山，主采鉛、鋅、銅，礦體位于次級向斜核部及轉折端，層控型銅礦位于層控型鉛鋅礦的上部，走向近南北，礦石中往往Pb含量高Zn低、反之亦然；生產品位Pb+Zn可達5%～6%，富礦體一般厚2～7 m，具有較好的開采價值。該礦山周邊成礦條件與之類似的礦段面積達15 km2，地表斷裂分布有氧化鐵錳，具有指示意義，且工作程度較低，找礦遠景較大。

(3)銅坑—南力村鉛鋅銻礦靶區：位于香花嶺短軸背斜東翼，面積11 km2。含礦地層為石炭系孟公坳組下段(C1m1)云灰巖，地表有1∶5萬水系沉積物Pb、Zn、Sb異常1處。異常北段南力村見有1處民采鉛鋅礦點，礦化體產于層間破碎帶角礫巖中，傾向西、傾角30°；呈團塊狀、脈狀、侵染狀產出，具硅化、黃鐵礦化蝕變，品位Pb 2.33%、Zn 1.88%。異常南段有3處民采銻鉛鋅礦點，單個民采老隆長約幾米至數十米不等，礦脈呈透鏡狀、薄脈狀產出，連續性較差，僅有硅化蝕變，黃鐵礦、硫化物不發育，礦化體產狀較混亂，礦化類型應為節理裂隙充填型。該靶區位于F10區域斷層下盤，具有一定的找礦前景，適合地方邊采邊探。