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        重慶酉陽(yáng)茶溪村鉛鋅礦區(qū)地球化學(xué)特征及找礦前景

        2013-01-17 01:34:42王家杰馮久林胡新中彭小軍
        資源環(huán)境與工程 2013年3期
        關(guān)鍵詞:奧陶系寒武鉛鋅礦

        楊 波,王家杰,馮久林,楊 瀟,胡新中,彭小軍

        (湖北省鄂西北地質(zhì)礦產(chǎn)調(diào)查所,湖北襄陽(yáng) 441002)

        0 引言

        2010—2011年間,在開(kāi)展《重慶酉陽(yáng)—彭水地區(qū)1∶5萬(wàn)龔灘等10幅區(qū)域地質(zhì)礦產(chǎn)聯(lián)測(cè)》工作時(shí),提交了大量找礦靶區(qū)并新發(fā)現(xiàn)了較多礦(化)點(diǎn)。其中,本次工作就是依據(jù)1∶5萬(wàn)水系沉積物測(cè)量成果,在酉陽(yáng)縣茶溪村一帶圈出的Pb、Zn、Ag、Hg等元素的異常,并在隨后的異常查證中發(fā)現(xiàn)了鉛鋅礦。本文通過(guò)對(duì)茶溪村鉛鋅礦區(qū)地質(zhì)地球化學(xué)特征研究和總結(jié),不僅對(duì)該區(qū)的后續(xù)找礦工作具有重要的指導(dǎo)意義,而且對(duì)類(lèi)似地區(qū)也有很好的借鑒作用。

        1 地質(zhì)概況

        1.1 區(qū)域成礦地質(zhì)背景

        本區(qū)所屬大地構(gòu)造單元為:揚(yáng)子陸塊(Ⅰ級(jí))—上揚(yáng)子陸塊(Ⅱ級(jí))—揚(yáng)子陸塊南部被動(dòng)邊緣褶沖帶(Ⅲ級(jí))—黔江凹褶束和秀山穹褶束(Ⅳ級(jí))。地層分區(qū)屬華南地層大區(qū)揚(yáng)子地層區(qū)黔北渝南地層分區(qū)之思南—酉陽(yáng)地層小區(qū)。

        區(qū)域內(nèi)未發(fā)現(xiàn)侵入巖及區(qū)域變質(zhì)巖,出露地層主要為青白口系板溪群—第四系全新統(tǒng)。其特點(diǎn)是:①下古生界發(fā)育良好,廣泛分布,缺失上、頂志留統(tǒng);②上古生界泥盆系、石炭系有零星出露,泥盆系下統(tǒng)缺失,石炭系僅存部分中統(tǒng);③中生界侏羅系、白堊系部分地區(qū)殘存。

        區(qū)域地質(zhì)構(gòu)造復(fù)雜,從北西至南東,其褶皺為隔擋式褶皺→城垛狀褶皺→隔槽式褶皺。區(qū)內(nèi)斷層發(fā)育,其中正斷層分布最廣,規(guī)模較大。它們多位于背斜軸部附近,是燕山期褶皺第二次縱張構(gòu)造的產(chǎn)物。

        區(qū)域礦產(chǎn)種類(lèi)繁多,主要礦種有鉛鋅礦、螢石、重晶石礦及汞礦,礦床類(lèi)型屬于熱液型礦床,它們大多受次級(jí)斷裂控制。其中區(qū)內(nèi)的鉛鋅礦屬于典型的MVT鉛鋅礦[1]。

        1.2 茶溪地區(qū)地質(zhì)及礦產(chǎn)特征

        區(qū)內(nèi)出露的地層由老到新主要有古生界寒武系耿家店組、毛田組;奧陶系桐梓組、分鄉(xiāng)組、紅花園組及大灣組。寒武系主要巖性普遍以微晶白云巖、白云質(zhì)灰?guī)r、灰?guī)r與泥質(zhì)白云巖的組合形式為主;奧陶系主要巖性以細(xì)晶灰?guī)r與生物屑灰?guī)r的組合為主,上部以粉砂巖與頁(yè)巖的組合形式出現(xiàn)。

        本區(qū)位于宜居背斜近軸部,次級(jí)褶皺及斷裂構(gòu)造較發(fā)育。礦區(qū)斷裂構(gòu)造有四條,即北西向F1、近南北向F2、近東西向F3及北東向F4(圖1、表1)。

        區(qū)內(nèi)新發(fā)現(xiàn)的鉛鋅礦體(Ⅰ號(hào))位于F1與F2兩條斷裂的交匯處,嚴(yán)格受斷裂破碎帶控制。礦體呈細(xì)脈浸染狀充填于北西向逆斷層F1的斷層角礫巖中,角礫巖巖性主要為泥質(zhì)白云巖。容礦地層為寒武系上統(tǒng)耿家店組。

        礦體長(zhǎng)500 m,平均厚度為2.68 m,平均品位為Pb12.24%、Zn1.96%。圍巖蝕變以硅化、白云巖化為主,礦化沿層間破碎帶蝕變。地層產(chǎn)狀:傾向319°~358°,傾角 6°~13°;斷裂帶產(chǎn)狀:傾向 47°~58°,傾角79°~87°,礦體沿?cái)嗔褞Х植肌?/p>

        表1 茶溪村鉛鋅礦區(qū)斷層特征表Table1 Fault characteristics of the lead-zinc mining area in Chaxi village

        圖1 茶溪村鉛鋅礦區(qū)地質(zhì)礦產(chǎn)分布圖Fig.1 Distribution map of geology and mineral of lead-zinc mining area in Chaxi village1.第四系;2.奧陶系下統(tǒng)大灣組三段;3.奧陶系下統(tǒng)大灣組二段;4.奧陶系下統(tǒng)大灣組一段;5.奧陶系下統(tǒng)紅花園組;6.奧陶系下統(tǒng)分鄉(xiāng)組;7.奧陶系下統(tǒng)桐梓組;8.寒武系上統(tǒng)毛田組;9.寒武系上統(tǒng)耿家店組;10.鉛鋅礦體及編號(hào);11.地質(zhì)界線;12.逆斷層及編號(hào);13.正斷層及編號(hào);14.地化剖面及編號(hào)。

        礦體中礦石礦物為閃鋅礦、方鉛礦,脈石礦物為方解石、白云石及少量的石英,次生氧化礦物為褐鐵礦。礦石自然類(lèi)型為白云石化褐鐵礦化角礫巖型鉛鋅礦石(地表均為氧化礦石)。礦石具他形粒狀結(jié)構(gòu)、交代殘余結(jié)構(gòu)、溶蝕結(jié)構(gòu),斑雜狀構(gòu)造、膠狀構(gòu)造、浸染狀構(gòu)造、網(wǎng)脈狀構(gòu)造及蜂巢狀構(gòu)造。

        2 地球化學(xué)特征

        2.1 區(qū)域地球化學(xué)特征

        酉陽(yáng)地區(qū)地層的元素地球化學(xué)特征主要是根據(jù)1∶5萬(wàn)水系沉積物測(cè)量結(jié)果分析得出。在選定的15種元素中,以 Pb、Zn、Ag、Hg、Sb、Ba、F 等豐度較高,其中w(Pb)為 48.2 ×10-6,w(Zn)為 134 ×10-6,分別是克拉克值的3.8、1.8倍。在主要鉛鋅多金屬礦含礦層位寒武系的地層中,Pb、Zn、Ag、Hg、Sb 含量都比較高,其元素豐度值遠(yuǎn)大于區(qū)域背景值,表明寒武系地層可能是酉陽(yáng)地區(qū)鉛鋅礦的主要成礦物質(zhì)來(lái)源。全區(qū)異常元素大多在背斜構(gòu)造斷裂帶附近富集,且呈現(xiàn)一定的分帶性。其中,Pb、Zn、Ag、Hg、Sb 等異常多分布在寒武系地層中,而B(niǎo)a、F異常則多分布在奧陶系地層中。這與區(qū)內(nèi)所發(fā)現(xiàn)的鉛鋅礦、汞礦、螢石與重晶石礦等礦種所處的地層層位及地質(zhì)構(gòu)造特征也是相印證的。

        2.2 茶溪地區(qū)地球化學(xué)異常特征

        2.2.1 1∶5萬(wàn)水系沉積物地球化學(xué)異常

        茶溪地區(qū)異常是依據(jù)1∶5萬(wàn)水系沉積物測(cè)量成果,采用化探原始數(shù)據(jù),用克立格法整理,統(tǒng)計(jì)出單個(gè)元素特征值后圈出 Pb、Zn、Ag、Hg、Sb、Ni、Cu 及 As等元素的異常。其中Pb、Zn、Ag等元素的異常濃集中心及分帶特征明顯(圖2),Pb、Zn具內(nèi)、中、外帶。

        圖2 茶溪村鉛鋅礦區(qū)Ag、Zn、Pb異常等值線圖Fig.2 The isoline map of Ag,Zn,Pb anomalies in Chaxi lead-zinc mining area

        異常總體呈近NW向展布,多不規(guī)則,NW向的斷裂帶F1正好從異常區(qū)中穿過(guò)。異常強(qiáng)度高、范圍廣,單元素異常襯度高、規(guī)模大(表2),異常主體出露面積約2.5 km2,經(jīng)排序?qū)儆诩?類(lèi)異常。

        異常區(qū)內(nèi)主要元素為Pb、Zn,次要元素為Hg、Sb、Ag、Ni、Cu、As等。各單元異常的疊合程度極高,異常東南部為Pb、Zn、Ag、Sb、Hg及 Cu 的濃集中心,中心寬度超過(guò)500 m。異常區(qū)內(nèi)斷層發(fā)育,中心位于兩條斷裂交匯處附近。從異??傮w展布方向與F1走向一致的情況分析,異常明顯受NW向的斷裂帶F1控制(圖3)。

        2.2.2 1∶1萬(wàn)原生暈異常特征

        針對(duì)茶溪 Pb、Zn、Ag、Hg、As、Sb、Cu、甲 3 號(hào)異常共布設(shè)了3條1∶1萬(wàn)地化(巖石)剖面(圖1),剖面總長(zhǎng)約4 km,采集巖石樣品96個(gè)。剖面基本穿越了主異常區(qū),其中Ⅱ線正好穿越了異常的濃集中心區(qū)域,Ⅰ線及Ⅲ線位于異常兩端,能夠很好地控制異常物質(zhì)來(lái)源。

        表2 茶溪村鉛鋅礦區(qū)內(nèi)主要異常元素特征值參數(shù)表Table2 Eigenvalue parameters of the major anomaly elements in Chaxi lead-zinc mining area

        圖 3 茶溪村鉛鋅礦區(qū) I7 Au、Sb、Hg、Cu、Pb、Zn、As、Ag、Ni、Cd、甲3號(hào)1∶5萬(wàn)綜合異常圖Fig.3 The 1∶50000 synthetical anomaly map of I7 Au,Sb,Hg,Cu,Pb,Zn,As,Ag,Ni,Cd in Chaxi lead-zinc mining area1.鉛異常線;2.鋅異常線;3.銀異常線;4.銻異常線;5.汞異常線;6.鎘異常線;7.銅異常線;8.金異常線;9.鎳異常線;10.砷異常線;11.鉛鋅礦體;12.?dāng)鄬蛹熬幪?hào)。

        異常以Pb、Zn為主,次為Ag、Sb等,異常特高值點(diǎn)集中在Ⅱ線Y17號(hào)樣品上。經(jīng)證實(shí),該樣品處于異常的濃集中心附近,而該點(diǎn)也正好位于斷裂帶F1上(圖4)。同樣,在Ⅰ線及Ⅲ線斷裂帶附近也有高異常值顯示。結(jié)合異常曲線中Pb、Zn的變化規(guī)律,發(fā)現(xiàn)兩者具有明顯一致的高背景組合異常帶,且Zn的活躍性要高于Pb。Pb異常雖多為單獨(dú)異常,但它卻完全反映了礦體、硅化巖或含鉛地質(zhì)體的存在。Zn異常范圍大,且往往連成一片,異常反映了主要容礦層位及硅化巖的分布。查證結(jié)果表明,異常系礦致異常,高值點(diǎn)的分布與斷層破碎帶吻合,引起異常的礦化蝕變帶正好位于NW向的斷裂帶F1內(nèi),與F1內(nèi)的斷層角礫巖密切相關(guān),是尋找鉛鋅礦及其它礦產(chǎn)的有利地段,具有良好的找礦前景。

        3 區(qū)域找礦前景分析

        3.1 區(qū)域成礦地質(zhì)條件

        (1)礦床產(chǎn)于一定層位地層中。就重慶渝東南地區(qū)而言,MVT鉛鋅礦賦礦層位主要為寒武系清虛洞組、高臺(tái)組、石冷水組、平井組及耿家店組。茶溪鉛鋅礦賦礦層位為寒武系上統(tǒng)耿家店組。

        圖4 茶溪村鉛鋅礦區(qū)Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ線巖石檢查Pb、Zn異常曲線圖Fig.4 The curves for anomalies of Pb、Zn of section Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ rock-testing in Chaxi lead-zinc mining area1.?dāng)鄬蛹捌扑閹?2.灰?guī)r;3.原生暈樣品及編號(hào)。

        (2)礦體大多以開(kāi)放空隙充填方式形成,具后生成礦特征。礦體有似整合和不整合兩類(lèi)[2]:似整合礦體為層狀、似層狀,與地層產(chǎn)狀一致;不整合礦體呈脈狀、網(wǎng)脈狀,受斷裂和裂隙控制。渝東南地區(qū)MVT礦床更多地受斷裂構(gòu)造的控制,礦體往往定位于次級(jí)斷裂的交會(huì)部位或斷裂與褶皺的交切處。據(jù)此分析,茶溪鉛鋅礦受斷裂控制,應(yīng)屬于不整合礦體。

        (3)金屬礦物主要為方鉛礦、閃鋅礦,礦石礦物多呈浸染狀沿巖層微層理分布。脈石礦物主要為白云石、方解石和石英。圍巖蝕變以硅化及白云巖化為主。

        (4)礦床主要為熱液型礦床。成礦流體源自沉積建造水,成礦過(guò)程中演化為含礦熱鹵水,成礦溫度為100~300℃。

        3.2 找礦標(biāo)志

        3.2.1 地質(zhì)標(biāo)志

        根據(jù)茶溪村鉛鋅礦的成礦地質(zhì)特征,可以總結(jié)出以下地質(zhì)找礦標(biāo)志:

        (1)鉛鋅礦床出露于地表的礦體由于遭受長(zhǎng)期風(fēng)化淋濾,會(huì)生成厚厚的褐鐵礦鐵帽,這也是尋找鉛鋅礦的直接地質(zhì)標(biāo)志。

        (2)鉛鋅礦體多產(chǎn)于背斜部位,尤其是在背斜端斷裂構(gòu)造發(fā)育部位,斷裂帶有利于鉛鋅礦的富集,是尋找鉛鋅礦的重要構(gòu)造標(biāo)志。

        (3)鉛鋅礦大多賦存于寒武系地層中,容礦巖性主要為厚層白云巖,是尋找鉛鋅礦的間接地質(zhì)標(biāo)志。

        3.2.2 地球化學(xué)標(biāo)志

        一般情況下,硫化物礦床在風(fēng)化過(guò)程中穩(wěn)定性較差,含礦組分經(jīng)歷長(zhǎng)期的氧化還原過(guò)程,易于發(fā)生遷移。在特定的物理化學(xué)環(huán)境下,元素的遷移都有一定的分帶性[3]。在表生作用下,Pb一般不易遷移,而Zn、Hg、Ag、Cu等元素易于遷移,地表褐鐵礦則常吸附As、Co、Ni等元素。因此,在鉛鋅礦區(qū)除有 Pb、Zn、Ag、Sb、Hg等含礦元素富集外,往往還伴隨有As、Co、Ni等元素的富集。根據(jù)元素遷移的地球化學(xué)特點(diǎn),有Pb、Zn、Ag、Sb、Hg 及 As、Co、Ni等元素的異常是尋找鉛鋅礦重要的地球化學(xué)標(biāo)志,尤其是對(duì)于隱伏礦及深部盲礦體。

        3.3 找礦方向

        通過(guò)對(duì)茶溪鉛鋅礦區(qū)地質(zhì)及地球化學(xué)特征進(jìn)行綜合研究,不難得出,在茶溪村范圍內(nèi),成礦地質(zhì)條件好,地球化學(xué)異常有一定的規(guī)模,通過(guò)進(jìn)一步工作,該區(qū)可望獲得突破性進(jìn)展。

        此外,從區(qū)域地球化學(xué)異常特征以及已發(fā)現(xiàn)的茶溪鉛鋅礦床情況來(lái)看,酉陽(yáng)地區(qū)宜居背斜、天館背斜、咸豐背斜等背斜區(qū)域的斷裂帶部位找礦潛力很大,尤其是鉛、鋅、汞等金屬礦及螢石、重晶石礦。

        [1] 楊弘忠,易點(diǎn)文,等.重慶渝東南地區(qū)鉛鋅礦礦床成因淺析[J].四川地質(zhì)學(xué)報(bào),2008,28(3):190 -196.

        [2] 姚鳳良,孫豐月.礦床學(xué)教程[M].北京:地質(zhì)出版社,1983.

        [3] 韓吟文,馬振東.地球化學(xué)[M].北京:地質(zhì)出版社,2002.

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