山西省方山縣黃圈塔鉛鋅銀礦地質特征及找礦潛力分析

李沛龍，王永剛，支元棟，郎學聰，韓效斌

（中國冶金地質總局第三地質勘查院，山西 太原 030002）

1 概述

黃圈塔礦區位于山西省方山縣城215°方向30km處，行政上隸屬方山縣大武鎮管轄。勘查區屬呂梁山系，為典型的黃土高原地貌，地形切割較強烈。2004年山西省地質調查院在該區進行1/5萬區域地質調查，編制有1/5萬離石幅﹑峪口幅區域地質圖，對該區地層進行了詳細的劃分。1971年山西省冶金勘探公司六隊在馬頭山一帶對成家山至銀硐凹礦區及外圍﹑九根條﹑采不著礦點﹑黃圈塔礦點開展了鉛鋅礦普查工作，認為奧陶系下統地層中斷裂構造發育的地段是鉛鋅礦成礦的有利部位。2018～2020年間，中國冶金地質總局第三地質勘查院在黃圈塔礦區開展了鉛鋅礦預查工作，通過地面物探﹑槽探﹑鉆探等工作手段，在區內發現了3條鉛鋅銀礦礦體，一處鉛鋅銀礦化點，認為該區存在一定的鉛鋅銀礦找礦潛力。

2 區域地質背景

該區域內出露地層由老至新順次為：新太古界界河口巖群，元古界滹沱系野雞山群﹑長城系漢高山群，古生界寒武系，奧陶系，石炭系及二疊系，中生界三疊系，新生界新近系﹑第四系。太古﹑元古界界河口巖群—漢高山群地層出露于區域的中部棗林一帶﹑南東的中陽縣東部及北東方位的漢高山一帶，下古生界地層出露于煤田邊緣地帶，上古生代含煤地層出露于離石煤盆及黃河東緣臨縣-柳林一帶，中生代地層沿黃河分布于河東煤田西側，新生代地層廣泛出露。

本區域基本上為一向西傾斜的單斜構造，東部發育大的寬緩褶曲，褶曲自東而西有離石-中陽向斜﹑王家會背斜﹑三交-柳林單斜，其間伴生有炭窯溝﹑朱家店﹑湍水頭等較大斷層。王家會背斜由于隆起部位遭受長期剝蝕，其上含煤地層不復存在，而背斜東部分離出離石煤盆地。

區域以北和以南，構造應力較為強烈，發育了漢高山斷層帶和紫荊山斷層帶。而中部產生了離石鼻狀構造，本構造以離石-聚財塔一線為轉折線，形成了一個弧頂向西突出的弧狀褶曲。這個弧狀褶曲在三交﹑柳林區表現明顯，在轉折線以北的三交區，地層走向由北東轉向北北東至南北向，而轉折線以南的柳林區，則由南北轉向北北西至北西。在鼻軸(轉折線)部位由于張力作用產生了一個東西向的提張性斷裂帶，即聚財塔斷層和聚財塔南斷層組成的地塹構造，斷距30m～255m。

區域巖漿巖出露較少，主要分布于區域東部橫泉—峪口一帶，巖性主要為花崗質片麻巖及中細粒黑云母花崗巖，期間穿插有少量北西西向呂梁期變質輝綠巖脈。

3 礦區地質特征

3.1 地層

黃圈塔礦區出露地層主要為古生界奧陶系﹑第四系。

奧陶系出露地層主要為三山子組﹑馬家溝組，分別為：①三山子組y段（O1sy），出露于預查區東南部，巖性為淺灰黃色白云質泥灰巖﹑淺灰黃色白云質頁巖與淺灰色薄層泥質白云巖互層﹑底部見砂質白云巖。厚10m～19.10m，產狀傾向30°～60°左右，傾角3°～20°左右；②三山子組l段（O1sl），出露于預查區東南及南部一帶，黃圈塔村溝底，巖性為灰黑色中層狀白云質灰巖﹑泥晶白云巖﹑向上過渡為灰黃色白云質泥灰巖﹑中－厚層狀白云質泥晶灰巖，與下伏y段為平行整合接觸，傾向54°左右，傾角5°～37°左右，厚105.4m，本層為鉛鋅銀礦體的主要賦存部位；③馬家溝組一段（O2m1），出露于預查區東南部及中部一帶溝谷中，巖性為灰黃﹑灰白色白云質泥灰巖，夾灰白色薄層泥灰質泥晶白云巖，層理不清，局部顯角礫狀，中下部夾泥質灰巖，出露厚度35m～58m，傾向310～22°左右，傾角11°～31°左右，厚58m。④馬家溝組二段（O2m2），出露于預查區內大部，在山頂及采石場內均有出露，巖性為厚層狀－中層狀灰巖﹑灰黑色中－厚層豹皮狀白云質灰巖﹑豹皮狀泥質白云巖，下部為青灰色﹑灰黑色厚層泥晶灰巖，傾向304～5°，傾角5°～14°，出露厚度50m～80m不等。為本區鉛鋅礦體的蓋層或遮擋層，起到了屏蔽含礦氣水熱液上升的作用。

新生界第四系分布于預查區的西部和北部，上部主要為黃土﹑殘坡積物及沖積物，下部主要為土黃色亞砂土﹑棕色亞粘土含鈣質結核。

3.2 構造

區內斷裂構造主要為燕山期北北東向離石大斷裂之次級構造，區內共發現2條斷層，分別為F1﹑F2。

F1斷層發育于預查區東部從石料廠至黃圈塔村南一帶，總體走向近NW向305°，傾向215°，傾角80°左右，走向延長近1000m，為一壓性斷裂，地貌上形成陡立的狹長形裂谷，溝谷深壑，斷層破碎帶最窄處1.3m，最寬處達8m，且呈“八”字型向深部呈喇叭口狀延伸，破碎帶內密集發育劈理構造，其走向與F1斷層走向一致，產狀近直立。斷層西側被近80m厚黃土覆蓋，斷層北東側則形成陡峭的巖石壁。針對F1斷裂帶施工的ZK0401﹑ZK1101鉆孔在深部未揭露斷層破碎帶，推斷F1斷層傾向在深部發生了反轉。斷層破碎帶特征見圖1所示。

圖1 F1斷裂實景

F1斷層構造破碎帶內發育蝕變角礫巖，均受蝕變礦化，其顏色為紅褐色﹑黃褐色，角礫狀結構，塊狀構造，局部富礦部位可見團塊狀﹑蜂窩狀鐵質流失孔洞，蝕變角礫巖中發育有褐鐵礦化﹑鉛鋅礦化﹑碳酸鹽化﹑螢石礦化。是本區重要的鉛鋅含礦熱液活動﹑成礦元素遷移富集的通道和場所，為本區重要的控礦﹑容礦構造。

F2斷層位于預查區的中西部，位于F1的西部，總體走向近北西向330°，與F1斷層平行分布，推斷延長1000余米，本次工作對其北中南三段進行了工程控制。該斷裂構造為本區鉛鋅含礦熱液活動﹑成礦元素遷移富集的通道和場所，為本區重要的控礦構造。F2斷層在走向南段大部分為黃土層覆蓋，構造特征不明顯，局部出露斷層破碎帶,TC10揭露構造帶總體寬度100m左右，通過現場觀察，馬家溝組灰巖順305°傾向卷入了構造中，呈陡傾斜近乎直立狀，構造破碎帶內成份為灰巖角礫及斷層泥，巖石破碎，角礫大小參差不一，角礫大者近1.0×1.2m以上，小者數毫米，一般3cm～5cm，礫石成分以泥質灰巖為主，呈棱角－次棱角狀，膠結物多為硅質﹑泥質或為碳酸鹽膠結。破碎帶內有熱變質現象，局部見石灰巖被烘烤至琉璃狀，顏色純黑色，呈玻璃光澤，貝殼狀斷口，如相片2所示，F2斷層在走向南部全貌如照片2所示。

3.3 巖漿巖

黃圈塔礦區未見巖漿巖出露，施工的ZK1101鉆孔底部見19.91m的二長花崗巖，二長花崗巖上部有約0.7m鉀長花崗巖，以花崗結構為主，局部受斷裂影響形成碎裂結構，形成于元古代。

3.4 物探異常特征

本次工作收集到中國冶金地質總局第三地質勘查院的礦區電性參數測量成果，標本共96塊，主要巖性有（豹皮）灰巖﹑灰質白云巖﹑泥灰巖﹑鉛鋅礦石(氧化帶采集)，標本電性參數采用面團法進行測定，收集到的巖礦石標本電性參數如下表：

表1 黃圈塔巖礦石標本電性參數統計表

從電性參數可以看出，工作區內地表采集到的標本極化率值普遍偏低，與實際地質情況相吻合，電阻率差異較大，其中（豹皮）灰巖﹑灰質白云巖電阻率很高，泥灰巖﹑氧化帶的礦石電阻率很低；氧化帶采集的礦石褐鐵礦化發育，如果在中深部還原帶能采到新鮮標本，估計能測到較高的極化率，從已知的地質情況來看，鉛鋅礦體要么受構造控制，要么沿構造兩側順層產出，賦存在灰巖﹑白云巖這類高電阻率的圍巖之中，且硅化現象發育，分析認為在該區尋找相對低阻高極化的激電異常具有較好的找礦價值。

通過中國冶金地質總局第三地質勘查院激電中梯測量工作，在黃圈塔礦區發現一條北西向條帶狀異常，形態規整，主體異常以視極化率2.1%封閉，主體異常走向長度約500m﹑寬約50m，視極化率極值2.26%，異常兩側梯度均較陡，但西側更陡一些，推測引起異常的極化地質體受線性構造控制，整體向北東陡傾斜。異常部位視電阻率值普遍較高，一般視電阻率值約2000Ω.m左右，中心位置達6000Ω.m，屬于典型的相對高阻高極化異常。異常地表出露灰巖﹑灰質白云巖，局部含有燧石條帶，該處發現民采老硐，并在此發現①﹑②號礦體，結合物性參數及具體地質情況推測激電異常與鉛鋅礦化有直接關聯，為礦致異常。如圖1所示。

圖3 地質示意圖

4 礦體地質特征

黃圈塔礦區共發現3條鉛鋅銀礦礦體，一處鉛鋅銀礦化點，編號分別為：①﹑②﹑③﹑④號。礦體賦存于奧陶系馬家溝組一段及三山子組l段泥質灰巖等軟弱巖層及后期斷層破碎帶內，斷層破碎帶被后期中低溫含礦氣水熱液蝕變，在本區形成了碳酸鹽巖石中-低溫熱液構造充填型鉛鋅銀礦床，這些斷裂帶與圍巖間的接觸帶多被蝕變礦化。

①號礦體位于F1斷層破碎帶，賦存于奧陶系馬家溝組石灰巖層間構造中，礦體發育于斷裂的旁側，呈透鏡狀順層間軟弱構造層產出，賦礦巖石為蝕變角礫巖。圍巖蝕變強烈，主要表現為褐鐵礦化，鉛鋅礦化，礦體與激電異常J1相套合，礦體總體走向NW向，探槽中見其傾向北東20°左右，傾角6°～10°，傾斜延伸推斷不大于30m，控制礦體最大厚度1.00m，礦體品位Ag10.5g/t﹑Pb0.282%﹑Zn1.690%。

②號礦體為一陡傾斜礦體，產于F1斷層構造蝕變破碎帶之中，為裂隙交代充填型鉛鋅礦體，呈脈狀產出，受斷層破碎帶控制。探槽中見其傾向SW215°左右，傾角80°左右。礦體平均品位Ag15.72g/t﹑Pb1.782%﹑Zn1.386%，控制礦體平均厚度4.45m。

③號礦體產于F1斷層東北側，屬碳酸鹽巖層間構造充填型呈小透鏡狀產出，賦礦巖石為蝕變角礫巖。其總體走向NW向，傾向30°～40°左右，傾角35°左右。工程控制礦體厚度1.13m，單工程平均品位Ag品位1.15g/t﹑Pb品位0.20%﹑Zn品位0.66%。

④號礦化點處于F2斷裂帶中，探槽中僅一個樣品見礦，控制鉛鋅銀礦化寬1.0m，品位Ag6.02g/t﹑Pb0.946%﹑Zn0.178%，為構造裂隙交代充填型鉛鋅礦化，賦礦巖石為蝕變角礫巖。

區內揭露鉛鋅銀礦礦石均為氧化礦石。礦物成份主要為脈石，礦物主要為方解石，含量50%，鐵質礦物，含量48%，呈角礫狀結構，塊狀構，角礫成份為石灰石，膠結物為鐵質﹑鈣質。鏡下鑒定礦石礦物為針鐵礦38%﹑褐鐵礦5%﹑纖鐵礦5%，呈鱗片﹑土狀結構，方解石呈隱晶質結構﹑不規則粒狀結構，鐵質礦物呈細脈狀﹑網脈狀分布于方解石間隙﹑裂隙及孔洞中。以赤鐵礦化為主﹑次為碳酸鹽化，礦石中碳酸鹽化以薄膜狀﹑細脈浸染狀充填于角礫裂隙面，根據樣品化學分析結果，鉛鋅礦均賦存于鐵的氧化物中。據此礦石自然類型為赤鐵礦化鉛鋅礦氧化礦石。

5 礦床成因及今后找礦方向分析

5.1 圍巖蝕變特征及找礦標志

在地表表現為高角度斷裂構造破碎帶，破碎帶內發育構造角礫巖，并伴有碳酸鹽化﹑褐鐵礦化，是地表找礦的直接標志。

5.2 礦床成因分析

根據山西省構造巖漿巖圖，在山西省西部黃河以東呂梁山西坡，有一條橫貫南北的構造帶，稱作“離石大斷裂”，是由于山西地塊與鄂爾多斯地塊造山隆起過程中出現速率差異而產生的構造帶，該斷裂切穿了地殼巖層直達上地幔巖石圈，中生代燕山期巖漿活動攜帶的氣水熱液﹑成礦有利物質，沿著其所形成的各級別的次級構造斷裂﹑層間破碎帶等侵入，在不同的地層層位中﹑各種有利地質因素的綜合條件下形成不同的鉛鋅銀金屬礦產。結合鉛鋅礦成礦規律認識，逐漸地認識到，區內鉛鋅礦屬于燕山期受構造控制的中低溫熱液型鉛鋅礦床，受斷裂構造控制是其基本特征之一，礦床成因屬受斷裂構造控制的“MVT”型鉛鋅礦床。

5.3 找礦方向

結合礦區找礦標志及礦床成因綜合分析，黃圈塔礦區找礦方向應以研究F1﹑F 2斷裂走向及傾向斷層結構面的變化為重點，評價F1﹑F2斷裂破碎帶含礦性為主要任務，以尋找受斷裂構造控制的脈狀礦體為主，逐步建立本區鉛鋅礦床地質找礦預測模型，具有一定的找礦潛力。

6 結論

（1）﹑黃圈塔礦區礦體賦存于奧陶系下統（O1ml-y）l段及中統馬家溝組一段泥質白云巖﹑泥灰巖等軟弱巖層及后期斷層破碎接觸帶內。區內鉛鋅礦屬于燕山期受構造控制的中低溫熱液型鉛鋅礦床，礦床成因屬受斷裂構造控制的“MVT”型鉛鋅礦床。

（2）黃圈塔礦區找礦方向應以研究F1﹑F2斷裂走向及傾向斷層結構面的變化為重點，以尋找受斷裂構造控制的脈狀礦體為主，逐步建立本區鉛鋅礦床地質找礦預測模型，具有一定的找礦潛力。