郭家溝鉛鋅礦床南、北礦帶地質特征對比與分析

朱俊宏，范立順，梁飛飛

（甘肅勘探者地質礦產(chǎn)有限公司，甘肅 蘭州 730030）

郭家溝鉛鋅（銀）礦床目前探明和控制鉛鋅資源量超過300萬t、銀1500t[1]。礦床分為南北兩個礦帶，北礦帶礦體整體厚度較小、品位偏低、礦化分散；南礦帶礦體整體厚度大、品位高、礦化相對集中。本文通過對比郭家溝鉛鋅礦南、北礦帶成礦環(huán)境、容礦巖性、控礦構造、巖漿活動影響、圍巖蝕變及鉛鋅礦化特征，分析了引起鉛鋅礦化差異的原因，闡述了作者的觀點，對后期生產(chǎn)探礦具有借鑒意義。

1 區(qū)域地質背景

西（和）成（縣）鉛鋅礦田處于西秦嶺多金屬成礦帶西段，已探明廠壩-李家溝、郭家溝特大型鉛鋅礦床，畢家山和洛壩等4個大型鉛鋅礦床及若干個中小型鉛鋅礦床，鉛鋅資源量超過2000萬t。

礦田構造線總體為東西向，主要褶皺為吳家山復式背斜，中泥盆統(tǒng)圍繞吳家山背斜呈環(huán)形出露，基本控制了礦田內地層的展布。鉛鋅礦床是受地層層位控制的層控型鉛鋅礦床，根據(jù)類型可劃分為兩種：北帶主要沿黃渚關斷裂分布，以廠壩鉛鋅礦床為代表，其厚度大，品位高，南帶沿人土山—江洛斷裂分布，以畢家山鉛鋅礦床為代表，礦體賦存在中泥盆統(tǒng)西漢水組灰?guī)r和千枚巖層之間，受短軸背斜控制，再造特征明顯。郭家溝鉛鋅礦床處在礦田東端南、北兩條區(qū)域性大斷裂趨向于合并的位置，形成了類似于南帶的熱水沉積—改造型礦床。

2 礦床地質特征

郭家溝礦體賦存在西漢水群安家岔組焦溝層（D2a2-2）。其為一套濱海－淺海相細碎屑巖夾夾碳酸鹽巖建造。含礦地層受區(qū)域性大斷裂和洛壩Ⅲ級背斜雙重控制，整體呈東西向展布，北部與糜署嶺花崗巖體呈斷層接觸，南部與三疊系呈斷層接觸，地表大面積被新近系、第四系覆蓋。礦床內礦體均為盲礦體分布在距地表300m以下。根據(jù)礦體產(chǎn)出空間位置和圍巖特性可劃分為南礦帶和北礦帶。南、北礦帶之間分布著一個寬度約200m近東西走向的無礦區(qū)，使南、北礦帶在地質特征上存在著一定的相似性和差異性。

2.1 北礦帶地質特征

北礦帶東西延伸超過4km，南北寬約1km。平均品位Pn+Zn小于5%。礦體厚度1m～6.89m，整體礦化范圍廣，厚度薄，品位較低。礦體主要由兩層灰?guī)r控制，上層灰?guī)r較薄，一般10m～20m；下層灰?guī)r較厚，一般100m，局部超過300m，兩層灰?guī)r間隔50m～100m，在北部局部相接。控礦構造為背斜，近東西走向，礦體主要產(chǎn)在千枚巖與灰?guī)r的接觸帶靠近灰?guī)r一側的硅質巖、硅化灰?guī)r或千枚巖中所夾的灰?guī)r透鏡體內，產(chǎn)狀總體與地層一致。礦體呈層狀、似層狀、鞍狀產(chǎn)出，附近多見花崗閃長巖脈插入，賦礦巖石主要為硅化灰?guī)r、硅質巖，其次為細晶灰?guī)r，絹云綠泥千枚巖，礦體頂、底板圍巖主要為絹云綠泥千枚巖或灰?guī)r，局部為炭質千枚巖，與礦化關系密切的蝕變主要有鐵白云石化、硅化，北部巖體附近千枚巖出現(xiàn)片理化，綠簾石化，褪色蝕變化。整體礦物顆粒較細，礦石構造主要為浸染狀—稠密浸染狀、細脈狀構造。

2.2 南礦帶地質特征

南礦帶東西長2km，南北寬約800m，平均品位Pn+Zn大于6%。整體品位較高，厚度較大(局部可達30m）。控礦構造為單斜構造，近東西走向，整體向北緩傾，傾角一般35°，礦體主要由一層灰?guī)r層控制，灰?guī)r體厚度一般30m～50m，最厚106m，灰?guī)r體頂、底板多見黑色熱水沉積硅質巖，炭質發(fā)育時見生物灰?guī)r，礦體產(chǎn)在絹云綠泥千枚巖或炭質千枚巖與灰?guī)r接觸帶附近的硅質巖或硅化灰?guī)r內，形態(tài)受灰?guī)r體控制明顯，灰?guī)r產(chǎn)狀變化較大時礦體加厚變富。含礦灰?guī)r附近及內部多見花崗閃長巖脈插入，礦體多呈層狀、似層狀，局部囊狀、厚度膨大收縮現(xiàn)象明顯。含礦巖石主要為硅質巖、硅化灰?guī)r、細晶灰?guī)r，少量為絹云綠泥千枚巖。礦體頂板為絹云綠泥千枚巖和薄層灰?guī)r互層，底板主要為炭質千枚巖夾石英砂巖透鏡體。礦石結構多為半自行-它形晶中細粒結構、構造以致密塊狀、角礫狀、不規(guī)則網(wǎng)脈狀為主。

3 礦床南、北礦帶地質特征對比分析

3.1 成礦環(huán)境

通過南、北礦帶對比，南礦帶礦體底板炭質千枚巖夾石英砂巖穩(wěn)定延伸，炭質含量高且鏡面構造發(fā)育，并多見生物灰?guī)r，礦石內部多伴生有機質；礦體頂板絹云綠泥千枚巖與薄層灰?guī)r互層，最南端含礦灰?guī)r體尖滅處上部千枚巖和下部不等粒石英砂巖直接接觸。

有研究著認為：西成礦田礦床與有機質含量具有明顯的相關性，有機質反映出了沉積環(huán)境為海陸過渡相強還原—還原的偏堿性環(huán)境[2]，結合區(qū)域資料，認為郭家溝鉛鋅礦床南、北礦帶中泥盆紀曾處于不同的海（湖）深度，北礦帶成礦早期應處于深水區(qū)，而南礦帶處于淺水邊緣，利于大量生物繁殖，有機質發(fā)育。

研究認為機質對鉛鋅成礦元素具有一定的吸附作用，因此認為早期噴流沉積發(fā)生時，有機質含量較高的南礦帶更有利于成礦元素的初富集，形成較富的礦源層，為后期沉積改造成礦及炭質層形成奠定基礎，是引起南北礦帶鉛鋅品位差異性的因素之一。

3.2 容礦巖石

通過對比，南、北礦帶礦體形態(tài)雖然受構造和灰?guī)r體控制，但容礦巖石仍為硅質巖，南礦帶灰黑色硅質巖在礦體底板連續(xù)分布，且局部較厚；北礦帶灰黑色硅質巖零星出現(xiàn)，多為硅質條帶。

有研究者通過對比西成礦田硅質巖、礦石、賦礦圍巖、花崗巖（脈）中微量元素、稀土元素和穩(wěn)定同位素含量，硅質巖和礦石、印支燕山期花崗巖地球化學特征極為相似，與賦礦地層有明顯差異，認為硅質巖與鉛鋅礦體是同一物源、同一成巖(礦）期、同一地質環(huán)境下形成的產(chǎn)物[3]。另外領區(qū)洛壩鉛鋅礦床Pb-Pb同位素測定年齡為343Ma～624Ma，主要集中分布于453Ma，老于賦礦地層的年齡中泥盆世(386Ma～377Ma)，認為鉛及與之共生的鋅、鐵等金屬可能來源于沉積基底地層。

因此認為郭家溝鋅礦化與硅質巖關系密切，硅質巖規(guī)模與鉛鋅礦化成正比。

3.3 控礦構造

郭家溝鉛鋅礦床夾持于北部黃渚關大斷裂(F1)和南部人土山-江洛斷裂（F2）趨向于交匯的位置，礦區(qū)為斷裂帶中的一部分，分別從南、北礦帶剖面上看，北礦帶為寬緩背斜控礦，南礦帶為單斜控礦，但研究礦區(qū)整體構造，認為是一個平臥的“S”形構造(圖1)，認為形成的主要原因是北部黃渚關斷裂的逆沖推覆，礦區(qū)地層早期應為一個單斜構造，整體向北傾，大小不同的一系列灰?guī)r體沿傾向呈右形雁列式分布，印支期糜署嶺花崗閃長巖沿黃渚關斷裂向上逆沖使地層彎曲變形，由于南、北礦帶地層內灰?guī)r、硅質巖、砂巖、千枚巖、炭質層等各類巖石規(guī)模及能干性不同，在不同位置產(chǎn)生不同性質的次級構造。這種南、北礦帶容礦構造性質上的差異影響了后期熱液的充填和改造，是造成鉛鋅礦化品位差異的重要因素。

圖1 郭家溝鉛鋅礦床X線地質剖面圖

3.4 圍巖蝕變及鉛鋅礦化特征

鉛鋅礦化特征表現(xiàn)在南礦帶礦體膨大收縮現(xiàn)象明顯，閃鋅礦呈深色細粒，淺色中-細粒，方鉛礦則多為團狀或脈狀，交代中細粒閃鋅礦或黃鐵礦，礦石構造多形成角礫狀、網(wǎng)脈狀構造，金屬與非金屬礦物相互穿插；北礦帶礦體多呈層狀分布在接觸界面，灰?guī)r體內部的礦體仍具一定成層性，閃鋅礦多為淺色細粒和黃鐵礦共生，被方鉛礦交代，形成浸染狀或細脈狀等構造。整體表現(xiàn)出南礦帶礦體形態(tài)復雜，主成礦元素礦物顆粒大、結晶程度略高的特點，認為南礦帶后期熱液改造強于北礦帶，是造成南北礦帶鉛鋅品位差異性的因素之一。

4 結語

根據(jù)郭家溝鉛鋅礦床南北、礦帶地質特征對比，認為：①南礦帶所處的淺水區(qū)域是生物礁、有機質分布的有利場所、對成礦元素具有較強的吸附作用，噴流沉積時易形成較豐富的礦源層；②硅質巖為主要容礦巖石，南礦帶硅質巖厚度大，延伸穩(wěn)定，北礦帶則厚度薄、點式零散分布，硅質巖的厚度和分布范圍間接代表了噴流沉積時期成礦元素Pb、Zn熱水帶出量的多少和分布的連續(xù)性及均勻性，影響了成礦。③北部大斷裂向上逆沖時因南北礦帶巖石性質的差異，導致形成不同的次級容礦構，影響了后期改造時含礦熱液的流動和充填，造成鉛鋅礦化強弱的差異。因此認為后續(xù)找礦中，要找到厚度大、品位高的礦體，建議將硅質巖作為重要標志，尋找厚度較大、延伸較穩(wěn)定的硅質巖帶，同時注重次級斷裂交匯、褶皺構造變形大，灰?guī)r體厚度變薄接近尖滅的位置。