童 彬,鄭 煒
(西安西北有色物化探總隊有限公司,陜西 西安 710068)
黑溝鉛鋅多金屬礦區(qū)位于陜西省東南部的山陽縣,屬秦嶺多金屬成礦帶的組成部分。本文對山陽縣黑溝鉛鋅多金屬礦成礦地質背景、地質特征、主要礦體地質特征、找礦標志,進行總結并結合大量實際地質資料,對礦床成因進行類比分析,提出了初步認識對指導黑溝礦區(qū)找礦有重要意義。
本區(qū)域大地構造位置:屬秦嶺地槽北部華力西褶皺帶的邊緣凹陷。其北以楊斜—營盤大斷裂為界與秦嶺地軸相接,其南以山陽—鳳鎮(zhèn)大斷裂為界與褶皺帶中隆起相接。據地質力學構造體系劃分,屬于秦嶺緯向構造帶南亞帶北側。
區(qū)域地層:屬昆侖秦嶺區(qū)秦嶺分區(qū)白云—柞水小區(qū),主要分布一套厚達8000余米的中、上泥盆統(tǒng)及下石炭統(tǒng)海相碎屑及泥灰質沉積物。地層間均為整合接觸,未發(fā)現沉積間斷。地層有巖相的遞變現象。沉積旋回清楚,普遍具復理石韻律,尤以大西溝組為最發(fā)育。區(qū)域地層由下而上簡述如下:
(1)中泥盆統(tǒng)(D2):分為兩組。①劉嶺組(D2l):主要由砂質板巖夾砂巖等組成。②大西溝組(D2d):根據沉積旋回和巖類組合又劃分為四段。
(2)中、上泥盆統(tǒng)(D2+3):主要為變質砂巖、砂質板巖夾絹云結晶灰?guī)r透鏡體或薄層。
(3)下石炭統(tǒng)二峪河組(C1r):上部為變質粉砂巖、頁巖、炭質頁巖夾透鏡體煤層,含植物化石。中部為薄層狀灰?guī)r。下部為變質細砂巖。
區(qū)域構造:區(qū)域內主要斷裂為楊斜——營盤及山陽——鳳鎮(zhèn)兩大斷裂,呈近東西向展布,后者向南凸呈弧形。兩大斷裂為長期發(fā)展的基底斷裂。本區(qū)域總的褶皺形態(tài)為一巨大復式向斜:黑山街——紅巖寺復式向斜。褶皺軸向近東西,兩翼基本對稱,軸部較開闊,北翼被九華山巖基吞蝕,使接觸帶巖石陡立,南翼被山陽——鳳鎮(zhèn)大斷裂切割。黑溝礦區(qū)位于此復式向斜的南翼中段。區(qū)內片理構造發(fā)育,走向一般與褶皺軸線一致,北傾30°~50°,地層撓曲時,使層理被破壞而難于辨認。一般泥質巖石片理發(fā)育,砂質或碳酸巖石不發(fā)育。
區(qū)域內巖漿活動較強烈,沿楊斜——營盤和山陽——鳳鎮(zhèn)兩大斷裂組成北、南兩個巖帶,北帶主要由基性~超基性雜巖,片麻狀黑云母花崗巖及斑狀角黑云母花崗巖等組成。
南帶主要由一系列基性~酸性小巖體組成,總計40余個。面積一般小于1Km2。巖性有輝長巖、閃長巖、石英閃長巖、斜長花斑巖及花崗斑巖等。這些小巖體普遍具有礦化現象,其中基性巖中有釩鈦磁鐵礦,酸性~弱酸性巖內外接觸帶形成矽卡巖型銅、鐵和鉬礦化,中性巖一般未見礦化現象。
區(qū)域內脈巖種類基性~酸性均有出露。規(guī)模較大的有花崗偉晶巖、石英板巖、花崗斑巖、花崗細晶巖、煌斑巖。
礦區(qū)位于秦嶺地槽北部印支褶皺帶中泥盆系地層中,出露地層由下而上依次為上古界中泥盆統(tǒng)大西溝組第三段和部分第四段。主要為一套淺變質濱?!珳\海碎屑巖相——碳酸鹽相,沉積韻律明顯,巖相變化大,具類復理石建造。
(1)大西溝組第三段(D2d3):劃分九層,各層均為整合接觸過渡。礦區(qū)出露地層為第一層(D2d31)和第二層(D2d32)。
①第一層(D2d31)分布于礦床南側。主要為灰綠色條紋條帶狀粉砂質絹云母板巖,夾綠泥石絹云母板巖或鈣質板巖。下部:主要由淺綠色絹云母板巖、粉砂質絹云母板巖組成。綠泥石呈條紋條帶或斑點狀集合體分布在巖石中。上部:為灰色粉砂質絹云母板巖,局部含鈣質或夾鈣質板巖薄層。②第二層(D2d32)分布于礦床北側。主要由絹云母方柱石板巖或方柱石角巖等組成。下部常出現數米厚的絹云母板巖,綠泥石呈扁圓狀集合體沿板理面分布。沿走向或傾向常出現鈣質或鐵白云質條帶;第二層(D2d32)沿走向或傾向均有相變,但是層位分布較穩(wěn)定,屬礦床內標志層之一。
圖1 黑溝礦區(qū)地質簡圖
(2)大西溝組第四段(D2d4):①第一層(D2d41):分布與礦床北側。主要由條紋條帶狀粉砂質千枚巖組成。巖相變化不大,韻律明顯。②第二層(D2d42):分布于礦床北側邊部。主要為粉砂質絹云母千枚巖、板巖夾細粉砂巖薄層或透鏡體,巖相變化不大。
(3)第四系(Q)∶分布于山坡溝谷兩側。主要為基巖碎塊、沙土等混合堆積。不整合于上述各組地層之上。
褶皺構造不發(fā)育,基本形態(tài)為——傾向北東、傾角30°的單斜層。主要表現為受斷裂構造影響,使單斜層沿傾向方向產生一些緊閉小背斜,而沿走向方向產生一些波狀起伏。礦區(qū)斷裂構造可分四組:①北西向(295°~315°);②北東向(50°~60°);③北北西向斷層(350°~360°);④北北東向(20°~30°)。其中北西向斷層分布普遍、規(guī)模較大,長2000m~3000m,寬0.5m~3m、斷距明顯,對主礦體破壞顯著。其余三組斷裂不發(fā)育、延伸較短。礦區(qū)范圍內巖漿活動不明顯。
①礦區(qū)各礦體呈順層分布的層狀、似層狀。②產狀與地層產狀一致,沿走向和傾向皆隨地層的褶曲而褶曲,一般比較平緩,走向305°~310°,傾向北東,傾角在35°~50°之間。③各礦體與圍巖的接觸關系沒有明顯的界線,為漸變過渡關系,礦體的邊界要用采樣品位來確定。各礦體沿走向傾向都呈楔形自然尖滅,當鈣質千枚巖中含鈣質條帶多的巖石相變?yōu)椴缓}質條帶時,含礦細脈變少變貧,直至脈體消失而礦體尖滅。④礦體規(guī)模除Ⅰ號含銀鉛礦體較大以外,其余都較小。礦體最大長度1450m,礦體厚度最大7.97m,最小1m。
礦物共生組合:礦石的礦物成份簡單。金屬礦物主要有方鉛礦,其次有磁鐵礦、黃鐵礦、黃銅礦、閃鋅礦,偶見輝銀礦、銀黝銅礦、方黃銅礦、白鐵礦、褐鐵礦等。脈石礦物主要有絹云母、方解石、石英、綠泥石、重晶石等。
主要有用礦物特征:①方鉛礦PbS:鉛灰色,強金屬光澤,呈不規(guī)則他形粒狀結構。②閃鋅礦ZnS:褐黃色,淺黃色,金屬光澤,呈細-中粒狀半自形-他形粒狀結構,以他形為主。集合體呈團塊狀。③黃銅礦CuFeS2:淺黃銅黃色,金屬光澤,呈他形粒狀結構。與方鉛礦互為邊界或充填于裂隙中。④方黃銅礦CuFe2S3:青銅黃色,金屬光澤,在方鉛礦中呈橢圓狀包體,并與方鉛礦構成細脈。⑤輝銀礦Ag2S:鉛灰色,金屬光澤,呈乳滴狀或不等軸的粒狀結構,分布于方鉛礦晶粒中。⑥黃鐵礦FeS:淺黃銅色,金屬光澤,呈自形、半自形及他形粒狀結構,以半自形粒狀結構為主。晶形主要為立方體,少見五角十二面體。
礦石結構與構造:礦石結構以他形粒狀結構為主,還有自形-半自形粒狀結構、包含結構、殘余、壓碎結構、碎屑結構。礦石構造以條帶狀構造為主,其次為浸染構造、網格狀構造、脈狀構造和塊狀構造。礦石中主要有益組份為Pb,其次為Zn、Fe、Cu、Ba、Mn、Ti。伴生有益元素以Ag為主,其次有鎵銦鍺鉈等分散元素。電鏡掃描分析和礦石物相分析表明:①礦床含鉛礦物主要為方鉛礦,Pb主要存在于方鉛礦中,原礦石中Pb以硫化物中鉛為主,占90%左右。在礦帶中Pb與Zn呈反相關關系,并具有水平分帶及垂直分帶現象。在垂向上,Pb位于Zn的底部,隨著鋅的增高而Pb逐漸降低。在橫向上,Pb居于中部,向外側Pb含量隨Zn的含量增高而降低。②Zn:主要分布在閃鋅礦中,閃鋅礦有時作為含銀方鉛礦的共生礦物存在。Zn與Ag元素的關系無明顯相關特征。③Cu:主要分布在黃銅礦、銀黝銅礦、方銅礦中,以黃銅礦為主。地表以蘭銅礦、孔雀石為主。Cu與Ag的關系為正相關,Cu與Fe往往共生在一起,Fe以磁鐵礦的形態(tài)出現。
黑溝礦區(qū)含礦層為鈣質絹云母千枚巖,礦體頂、底板圍巖同樣為鈣質千枚巖,礦體與圍巖的界限為漸變關系,礦體中的非金屬礦物成份與圍巖基本相似,金屬礦物如:黃鐵礦、磁黃鐵礦、方鉛礦、閃鋅礦則含量不同,總體上接近礦體部位上述硫化物含量相對較高,遠離礦體則硫化物含量較少或無,礦體中未能圈定出夾石。
礦體中除主要組分Pb、Zn、Cu外,伴生元素主要為Ag元素,Ag主要賦存在含銀方鉛礦石及含銀磁鐵方鉛礦石中,品位能達到綜合利用工業(yè)品位要求。在含銀方鉛礦中可見到輝銀礦以類質同象賦存于方鉛礦晶粒中。在含銀磁鐵方鉛礦、含銀黃銅礦這類礦石中的銀品位較高。Ag與Pb、Ag與Cu都呈正相關關系。
其它伴生元素鍺和鉈低于綜合利用邊界品位,鎵、銦只有部分達到綜合利用邊界品位,鎵、銦很少見到獨立礦物,多以類質同象分散在其他礦物中,很難利用。
黑溝礦床特征與柞水大西溝、銀洞子菱鐵多金屬礦床、鳳縣八方山多金屬礦床、成縣廠壩多金屬礦床特征相對比基本相同。而上述礦床經硫同位素分析和鉛同位素年齡測定,已確定為同生沉積礦床。綜合礦體地質特征、礦物共生組合和礦石結構構造等條件,本文認為黑溝鉛鋅多金屬礦床屬層控沉積變質礦床。它的形成沉積是主導因素,也是基礎,區(qū)域變質、構造運動、巖漿活動具有改造作用是動力條件。
礦區(qū)地層有機炭質及大量硫化物出現、地層鈣質條帶發(fā)育程度、含礦層(鈣質絹云母千枚巖)層厚度的變化,可作為該區(qū)的找礦標志。
黑溝鉛鋅多金屬礦床為層控沉積變質礦床。類比同類型礦床綜合分析認為:本區(qū)具有尋找多金屬層控沉積變質礦的成礦條件,找礦前景良好。