黃　林　陳　瓊　趙志軍　宋普洪　陸光艷　黃治武

(1.貴州省地質(zhì)礦產(chǎn)勘查開發(fā)局一0四地質(zhì)大隊；2.都勻礦業(yè)開發(fā)有限責(zé)任公司)

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貴州五指山鉛鋅礦地電化學(xué)異常特征*

黃林1陳瓊1趙志軍1宋普洪1陸光艷1黃治武2

(1.貴州省地質(zhì)礦產(chǎn)勘查開發(fā)局一0四地質(zhì)大隊；2.都勻礦業(yè)開發(fā)有限責(zé)任公司)

摘要貴州省五指山地區(qū)鉛鋅礦經(jīng)數(shù)十年勘查，目前累計查明資源儲量200余萬t，區(qū)內(nèi)鉛鋅礦受層控作用影響較明顯，NW向斷裂構(gòu)造對成礦具有明顯的控制作用，在詳細分析礦區(qū)地質(zhì)特征、地電化學(xué)異常特征的基礎(chǔ)上，認為區(qū)內(nèi)深部找礦空間大，具有較好的找礦前景。

關(guān)鍵詞礦區(qū)地質(zhì)特征地電異常特征層控作用找礦前景

近年來，貴州五指山地區(qū)鉛鋅礦的找礦成果不斷涌現(xiàn)，是貴州有望尋找到超大型鉛鋅礦床的地區(qū)之一。隨著勘查工作的不斷深入，該區(qū)資源規(guī)模雖不斷擴大，但找礦難度亦不斷增加，傳統(tǒng)的單一找礦方法難以繼續(xù)發(fā)揮作用[1-3]。為此，根據(jù)區(qū)內(nèi)鉛鋅礦成礦化學(xué)原理及控礦地質(zhì)條件，對該地區(qū)鉛鋅礦工作區(qū)開展地電化學(xué)工作，結(jié)合其余綜合找礦手段，經(jīng)異常查證發(fā)現(xiàn)了盲礦體。

1礦區(qū)地質(zhì)特征

1.1成礦地質(zhì)背景1.1.1大地構(gòu)造背景

貴州五指山地區(qū)大地構(gòu)造位置位于特提斯喜馬拉雅與濱太平洋兩大全球巨型構(gòu)造域結(jié)合部位，屬揚子準(zhǔn)地臺西南緣段，黔北臺隆遵義斷拱貴陽復(fù)雜構(gòu)造變形區(qū)西段，南鄰右江造山帶。地處5條深斷裂所圍限，即南西為紫云—埡都深大斷裂，北為納雍—息烽深大斷裂，南為彌勒—師宗—安順和安順—鎮(zhèn)遠深大斷裂，東為遵義—貴陽深大斷裂。紫云—埡都深大斷裂為貴陽復(fù)雜構(gòu)造變形區(qū)和威寧NW向構(gòu)造變形區(qū)兩大構(gòu)造邊界，還控制或影響了該區(qū)鉛鋅礦、熱液型菱鐵礦等礦帶的分布，與之斜交的NE，NEE向褶皺和斷裂控制了區(qū)內(nèi)礦田和礦床的分布。紫云—埡都深大斷裂為廣西運動時形成的深大斷裂，該斷層為多期活動斷裂，在廣西運動后繼續(xù)斷陷，控制了六盤水裂谷帶的發(fā)生、發(fā)展和消亡，威寧NW向復(fù)雜構(gòu)造帶及周邊的內(nèi)生礦產(chǎn)都與裂谷帶的發(fā)展過程緊密相關(guān)，該區(qū)分布的鉛鋅礦、熱液型菱鐵礦等熱液作用形成的礦產(chǎn)的分布規(guī)律與該裂谷活動熱流值增高、地下熱水運移、巖漿噴發(fā)和侵入活動以及在一定時期內(nèi)保持相對穩(wěn)定的拉張環(huán)境等因素有密切聯(lián)系，是該地區(qū)熱液型鉛鋅礦產(chǎn)出層位多、礦點分布廣、礦化強度大的根本原因。該裂谷經(jīng)過晚古生代的拉張、裂陷階段后，至印支期—燕山期陸內(nèi)碰撞階段形成了一系列NE向的侏羅山式褶皺，五指山背斜便為其中之一，區(qū)內(nèi)火山活動以海西期大陸溢流拉斑玄武巖—峨眉山玄武巖噴發(fā)為主，區(qū)內(nèi)鉛鋅礦主要分布于NEE向構(gòu)造帶旁側(cè)有利的賦礦地層巖性和NW向構(gòu)造帶中。

1.1.2地層巖性

研究區(qū)出露地層為上震旦系—早朱侏系地層，主要為被動大陸邊緣和地臺內(nèi)部裂陷沉積。沉積環(huán)境處于牛首山古陸與上揚子古陸之間呈NW—SE向延展的狹長區(qū)域內(nèi)，由南東至北西依次為臺緣斜坡—深水滯流陸棚相、開闊臺地或局限臺地相。沉積物以碳酸鹽巖為主，其次為含煤碎屑巖。區(qū)內(nèi)出露地層主要有震旦系燈影組，巖性為灰白色塊狀白云巖夾少量硅質(zhì)巖，為半局限臺地相碳酸鹽巖沉積；寒武系包括牛蹄塘組、明心寺組、金頂山組、清虛洞組、陡坡寺組和婁山關(guān)組，除底部為一套陸表海型陸源碎屑沉積外，均為局限—半局限臺地相碳酸鹽巖沉積。奧陶系主要為湄潭組，為一套邊緣斜坡臺盆陸棚相深灰色、淺褐色砂頁巖夾灰?guī)r透鏡體。泥盆系出露五指山組為半局限海臺地相灰—灰白色中—厚層細晶灰?guī)r夾白云巖，底部為一套泥灰?guī)r。石炭系祥擺組為碎屑巖，擺佐組為粗晶白云巖，黃龍組、馬平組為臺緣淺灘相碳酸鹽沉積。二疊系中統(tǒng)有梁山組、棲霞組、茅口組為一套海陸交互相半局限海臺地相灰?guī)r，底部有砂巖、黏土巖；二疊系上統(tǒng)底部有峨眉山玄武巖、巖石為拉斑玄武巖、凝灰?guī)r，中上部為龍?zhí)督M海陸交互相含煤巖系和大隆組硅質(zhì)巖夾黏土巖。三疊系為大陸棚相廣海相半局限臺地相碳酸鹽巖夾黏土巖。區(qū)內(nèi)賦礦地層為震旦系燈影組和下寒武統(tǒng)清虛洞組，燈影組僅區(qū)內(nèi)北東局部出露；清虛洞組賦礦巖性為暗灰色中—厚層細—粉晶白云巖，賦礦巖石具較明顯的韻律特征，即由較純碳酸鹽至不純碳酸鹽的多韻律層的特點，礦質(zhì)主要賦存于較純碳酸鹽頂部及不純碳酸鹽下部。

1.1.3構(gòu)造特征

褶皺為一核部被破壞的不對稱的五指山背斜，軸向NE，軸向長約14 km，寬約5 km，北東部巖層傾角較陡，中部較緩；翼部出露石炭系、二疊系、三疊系地層，北西翼出露石炭系、二疊系、三疊系地層，傾向主要為NW、SW，傾角8°～25°，南東翼主要出露三迭系大冶組，傾向主要為SE、SW，傾角10°～35°，該背斜被NE，NEE，NW向3組斷層切割破壞。區(qū)內(nèi)發(fā)育NE，NW向2組斷層，NE向斷層傾角較陡，一般65°～78°，主要表現(xiàn)為正斷層，破碎帶一般寬20～50 m，局部可達150余m，具多期活動性質(zhì)，該組斷層旁側(cè)?？梢婇W鋅礦(化)體，為區(qū)內(nèi)控礦和導(dǎo)礦構(gòu)造，阻擋和限制NW向斷層，其中F1、F2斷層為區(qū)內(nèi)的主要導(dǎo)礦構(gòu)造，目前已知的主要礦床(如那雍枝鉛鋅礦床、屯背后鉛鋅礦床、金坡鉛鋅礦床)主要分布于F1、F2斷層構(gòu)成的斷夾塊之間。

1.2賦礦地層及礦體特征

鉛鋅礦賦存于下寒武統(tǒng)清虛洞組與震旦系燈影組中，受層狀控制較明顯，受巖性組合及控礦因素影響，具多層產(chǎn)出的特點，其多層產(chǎn)出可能與巖性的多韻律產(chǎn)出有一定的成生關(guān)系，其巖性主要表現(xiàn)為由較純白云巖至不純白云巖的多韻律層產(chǎn)出。根據(jù)巖性組合特征及礦體產(chǎn)出特征，區(qū)內(nèi)賦礦地層可劃分為3個賦礦帶，各賦礦帶內(nèi)產(chǎn)出多個礦體，礦體產(chǎn)狀與巖層產(chǎn)狀基本一致，呈似層狀、透鏡狀產(chǎn)出，礦體走向延伸一般數(shù)百米，工程礦體Zn平均品位1.04%～3.37%。

1.3礦石特征

礦石礦物主要為閃鋅礦，偶見方鉛礦；脈石礦物主要為白云石、黃鐵礦等。礦石化學(xué)成分較簡單，有用組分主要為Zn，次為Pb。礦石中伴生有用組分主要為Cd、Ge，含量分別為(11～30)×10-6、(30～50)×10-6，伴生As、Sb、Hg、Cu、Ag等有害元素。礦石礦物呈自形—半自形晶粒、他形晶粒狀、交代殘余結(jié)構(gòu),浸染狀、網(wǎng)脈狀、脈狀、角礫狀、團塊狀及塊狀構(gòu)造，以浸染狀為主。區(qū)內(nèi)礦石工業(yè)類型為原生硫化礦石。

2地電化學(xué)測量法

(1)地電提取測量法。巖石中的離子大部分以配位化合物的方式賦存，該類離子在天然狀態(tài)下處于動態(tài)平衡狀態(tài)，在人工電場作用下，該動態(tài)平衡會被破壞，促使離子向離子吸收器遷移，經(jīng)一定時間的吸附作用，巖石中的離子達到新的動態(tài)平衡，同時離子吸收器中所收集的離子也達到飽和狀態(tài)。通過測試分析離子吸收器中指定元素的含量，可提取成礦元素的相關(guān)異常信息，從而獲得找礦信息。

(2)土壤離子電導(dǎo)率測量法。該方法通過測定樣品中多種成暈離子的電導(dǎo)率達到尋找隱伏礦體的目的[4]。當(dāng)隱伏礦體位于潛水面或一定地層巖之下時，在裂隙水發(fā)育或土壤飽和水條件下，類似于將1個惰性電導(dǎo)體置于電解液中，由電導(dǎo)體一端至另一端將產(chǎn)生氧化還原梯度差，電子通過導(dǎo)體由Eh低的一端(礦體底部)流向Eh高的一端(礦體頂部)，如此圍繞礦體底部便產(chǎn)生1個正電帶，圍繞礦體頂部產(chǎn)生1個負電帶。圍繞著礦體的陽離子須完全向上遷移，陰離子完全向下遷移，以保持電中性。正是由于電化學(xué)溶解作用，促使礦體和疏松沉積層中的陰陽離子按一定規(guī)律遷移和分布，使得巖石和土壤中原有的物化參數(shù)發(fā)生變化?？梢?，電導(dǎo)率異常應(yīng)為多種離子成暈的產(chǎn)物，也是一個示礦信息較強的物理化學(xué)綜合指標(biāo)，反映的礦化信息較單元素異常豐富，一般在常規(guī)物化探方法難以實現(xiàn)找礦突破的復(fù)雜地區(qū)，電導(dǎo)率測量可顯示出特殊的作用。

(3)土壤吸附相態(tài)汞測量。Hg為親氣元素，在熱液作用下以自然汞和汞化合物形式存在于金屬硫化物中，或伴隨揮發(fā)分擴散、滲濾到巖石、礦物的裂隙或包裹體中，在地表黏土、膠體物或有機質(zhì)的吸附作用下形成Hg原生分散暈及異常。土壤中汞氣和吸附相態(tài)汞保持復(fù)雜的平衡狀態(tài)，二者對礦體的賦存均有指示作用。根據(jù)HgO和汞化物熱釋溫度，采用控溫測量土壤中與成礦有密切關(guān)系的迭加價態(tài)汞(HgO及部分HgCl)可達到尋找隱伏礦體的目的[4]。

3地電化學(xué)異常特征

區(qū)內(nèi)地電化學(xué)異常測量結(jié)果見表1。根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)差和背景值計算出異常內(nèi)、中、外帶值，可知：①主成礦元素Zn異常長軸方向呈NW向展布，與區(qū)內(nèi)已知NW向斷層展布基本一致；②其余如Pb等親硫元素及電導(dǎo)率亦表現(xiàn)出該特征，Hg異常分布范圍較Zn、Pb主成礦元素異常范圍大；③Cd、Pt、Sb、Mo、Ni、Pd等中—高溫元素的背景值與異常特征表明，主成礦元素Zn應(yīng)為深源高溫向低溫運移至有利部位成礦，各元素異常三級分帶明顯，套合較好。

表1地電化學(xué)參數(shù)及濃度帶劃分

×10-6

注：土壤離子電導(dǎo)率單位為μs/cm，吸附相態(tài)汞單位為(×10-9)。

主成礦元素Zn異常外帶經(jīng)鉆孔查證為礦致異常，各元素異常套合好，異常變化強度對應(yīng)性較好，主要成礦元素Zn、Pd等與電導(dǎo)率、吸附汞等異常對應(yīng)較好，其異常特征大致成正相關(guān)關(guān)系(表2)。由表2可知：元素成礦溫度的稟賦特點反映出淺部中—低溫元素、中—高溫元素異常同時顯現(xiàn)的特點，與區(qū)域構(gòu)造演化特點相吻合，即區(qū)域性的拉張-裂陷作用持續(xù)作用的結(jié)果；成礦元素異常值為區(qū)內(nèi)背景值的2～10倍，盡管礦體中Pb品位較低，礦化極不均勻，但Zn異常值較高，主要由后期構(gòu)造及各自元素化學(xué)性質(zhì)差異所致。

表2　查證剖面各組合異常特征與已知礦體的關(guān)系

注：土壤離子電導(dǎo)率單位為μs/cm，吸附相態(tài)汞單位為(×10-9)。

4結(jié)論

(1)在礦體埋藏一定深度的范圍內(nèi)，通過離子吸附可較好地提取成礦元素異常，更易于圈定找礦靶區(qū)，通過工程查證是尋找隱伏礦體的有效方法。

(2)通過地電化學(xué)工作提取深部成礦信息，為成礦條件及控礦因素提供佐證。斷裂構(gòu)造盡管容礦作用甚微，但指示礦質(zhì)流體上升的通道或表現(xiàn)為成礦后期構(gòu)造作用的信息。

(3)地電化學(xué)測量技術(shù)可提取主要元素及相關(guān)親和元素的異常信息，可在以往物化探弱異常區(qū)域提取較明顯的異常信息。

(4)地電化學(xué)找礦方法野外作業(yè)簡單易行，具有工作效率高、成本低的特點，在貴州五指山地區(qū)尋找隱伏鉛鋅礦體是可行的。

參考文獻

[1]陳國勇，鄒劍波，譚華，等.黔西北地區(qū)鉛鋅礦成礦規(guī)律探討[J].貴州地質(zhì)，2008，25(2)：86-94.

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[3]黃林，趙征，劉金海，等.黔西北五指山背斜礦集區(qū)鉛鋅礦成礦遠景淺析[J].貴州地質(zhì)，2006，23(3)：203-205.

[4]羅先熔.地電化學(xué)成暈機制、方法技術(shù)及找礦研究[M].北京：地質(zhì)出版社，2007.

(收稿日期2015-08-05)

*中國地質(zhì)調(diào)查局地質(zhì)大調(diào)查項目(編號：資[2013]01-008-015)。

黃林(1967—)，男，高級工程師，558000 貴州省都勻市蟒山路5號。