郭恒恒
(甘肅省有色金屬地質(zhì)勘查局張掖礦產(chǎn)勘查院,甘肅 張掖 734000)
小鐵山鉛鋅多金屬礦床的大地構(gòu)造位置處于秦祁昆造山系之新元古代—早寒武世白銀廠裂谷東延部分,區(qū)域構(gòu)造復(fù)雜,構(gòu)造—巖漿巖發(fā)育,成礦地質(zhì)條件良好。同時(shí),小鐵山鉛鋅多金屬礦床位于甘肅白銀廠礦田內(nèi),與四個(gè)圈鉛鋅銅礦床、銅廠溝銅鋅多金屬礦床、四海溝多金屬礦床、拉牌溝多金屬礦床等組成了與火山巖有關(guān)的多金屬礦集區(qū),顯示出區(qū)域巨大的找礦潛力[1]?;诖耍疚膶?duì)小鐵山鉛鋅多金屬礦床的地質(zhì)特征進(jìn)行了研究,進(jìn)而總結(jié)了控礦因素,為進(jìn)一步找礦勘查提供參考。
礦區(qū)出露地層較單一,以下志留統(tǒng)馬營溝群為主,分布咋礦區(qū)南側(cè),以角度不整合狀展布在火山巖地層之上,巖性以黑色砂質(zhì)板巖、灰色變質(zhì)砂巖以及凝灰質(zhì)千枚巖等為主(圖1)。小鐵山鉛鋅多金屬礦床位于區(qū)域火山噴發(fā)中心形成的背斜南側(cè),其賦礦巖層主要為石英角斑凝灰?guī)r,夾有少量的千枚巖、云母石英片巖、大理巖等,賦礦巖石在走向上變化較大,礦區(qū)東側(cè)含礦巖系厚度較穩(wěn)定,變化小;向西逐漸變化為石英角斑凝灰?guī)r、千枚巖等,且厚度逐漸變薄。礦區(qū)地層總體上呈北西—南東向展布,與區(qū)域構(gòu)造跡線展布方向一致。
圖1 區(qū)域大地構(gòu)造位置示意圖(a)和區(qū)域地質(zhì)簡圖(b)(底圖據(jù)梁婉娟等,2016)
礦區(qū)及外圍構(gòu)造較發(fā)育,以北西向和北東東向構(gòu)造為主。其中,北東東向構(gòu)造主要為斷裂,分布在礦區(qū)南西側(cè),規(guī)模較小,傾角約60°。北西向構(gòu)造以復(fù)背斜為主,核部巖性為石英角斑質(zhì)凝灰?guī)r,兩翼巖性石英角斑凝灰?guī)r及細(xì)碧凝灰?guī)r及角斑巖等,背斜軸跡基本一致,且與地層延伸方向一致[2]。此外,由于區(qū)域構(gòu)造經(jīng)歷了多期次的構(gòu)造演化,導(dǎo)致區(qū)域各個(gè)地層遭受不同程度的區(qū)域變質(zhì)作用,巖石普遍發(fā)育較密集的片理,且片理總體走向呈北西向,傾向南西,傾角較大,一般為70°,片理展布方向與層理基本一致。
礦區(qū)巖漿巖極為發(fā)育,以大規(guī)模的海相細(xì)碧角斑巖類為主,普遍具有較高的鈉含量,以基性和中酸性火山巖為主,中性火山巖含量極少。小鐵山鉛鋅多金屬礦床主要賦存在距離火山口較遠(yuǎn)的石英角斑質(zhì)碎屑巖中,礦體產(chǎn)狀與圍巖展布基本一致。與鉛鋅銅多金屬礦有關(guān)的石英角斑質(zhì)碎屑巖距離火山通道的直線距離一般不會(huì)超過500m。礦區(qū)內(nèi)次火山巖相多呈透鏡狀、巖珠等分布,延伸長度相對(duì)較小。同時(shí),環(huán)繞酸性火山巖分布不同發(fā)育程度的綠泥石化、硅化和絹云母化等。
小鐵山鉛鋅銅多金屬礦床為一隱伏礦床,含礦巖石為細(xì)粒石英角斑質(zhì)凝灰?guī)r及石英角斑巖。礦體下盤為順層產(chǎn)出的石英鈉長斑巖,上盤為綠泥石片巖或者凝灰質(zhì)千枚巖等;礦化帶長約1.1km,寬30m~100m不等,礦化帶最寬約200m。鉛鋅銅多金屬礦體以似層狀、脈狀或者透鏡狀為主,在走向和傾向上均具有分枝復(fù)合、膨大狹縮現(xiàn)象;礦區(qū)內(nèi)初步圈定鉛鋅銅多金屬礦體十余條,總體上可分為3個(gè)主要礦體和9個(gè)次要礦體。在空間上,礦區(qū)東側(cè)礦體埋藏較淺,礦體距離地表約10m~50m;礦區(qū)西側(cè)礦體埋深較深,據(jù)地表約350m~400m;總體上礦體的埋深約為1950m(標(biāo)高),且礦體總體上向西側(cè)伏。礦體走向?yàn)楸蔽鳌蠔|向,傾向南西,礦體產(chǎn)狀與賦礦巖石的片理產(chǎn)狀基本一致。
礦石中主要金屬礦物為方鉛礦、閃鋅礦、黃銅礦、黃鐵礦等,另含有少量的黝銅礦、磁黃鐵礦、輝銅礦、輝鉍礦、斑銅礦等;脈石礦物以石英、絹云母、方解石、重晶石等為主,另含有少量的綠泥石、石膏、鈉長石等。其中,閃鋅礦主要為它形粒狀或者集合體狀,多交代早期形成的黃鐵礦、黃銅礦等礦物,常與方鉛礦伴生,多呈乳滴狀;方鉛礦在礦石中含量較多,常與閃鋅礦共伴生,以它形粒狀或者集合體為主,與閃鋅礦一起交代黃鐵礦;黃銅礦呈銅黃色,多為半自形—它形粒狀晶,多充填于黃鐵礦裂隙之間,常被被方鉛礦、閃鋅礦等硫化物交代溶蝕。
礦石結(jié)構(gòu)以結(jié)晶結(jié)構(gòu)和交代結(jié)構(gòu)為主,另見少量的固溶體分離結(jié)構(gòu)和壓碎結(jié)構(gòu)。其中,結(jié)晶結(jié)構(gòu)主要為半自形粒狀結(jié)構(gòu)、它形粒狀結(jié)構(gòu)和少量的自形晶粒狀結(jié)構(gòu);交代結(jié)構(gòu)以交代殘余結(jié)構(gòu)為主,主要指的是黃鐵礦被方鉛礦、閃鋅礦等交代溶蝕;固溶體分離結(jié)構(gòu)多以乳滴狀結(jié)構(gòu)為主,表現(xiàn)為閃鋅礦等中常見乳滴狀黃銅礦固溶體;壓碎結(jié)構(gòu)多為黃鐵礦等收到壓力后,出現(xiàn)輕微的碎裂紋或者呈碎屑狀、角礫狀等,在裂隙中多充填黃銅礦、閃鋅礦和方鉛礦等硫化物。
小鐵山鉛鋅多金屬礦床為一隱伏礦體,其近礦圍巖蝕變較為發(fā)育,在平面上呈條帶狀產(chǎn)出,而在傾向上呈板狀延伸。礦床地表的圍巖蝕變相對(duì)不發(fā)育,而向深部逐漸增強(qiáng)。礦區(qū)內(nèi)的圍巖蝕變主要包括硅化、綠泥石化、絹云母化、黃鐵礦化、重晶石化、黃鉀鐵礬化等。其中,硅化普遍發(fā)育,與塊狀銅礦體及浸染狀銅鉛鋅礦關(guān)系密切,多以硅質(zhì)條帶(石英脈)沿片理面貫入,或以豆莢狀石英斑晶賦存在巖石片理中,但單一的硅化對(duì)找礦指示意義不大;綠泥石化在礦區(qū)內(nèi)也較發(fā)育,與黃銅礦關(guān)系密切,多發(fā)育在礦體中或者臨近礦體區(qū)域;絹云母化產(chǎn)出形態(tài)可分為兩種[3]:一為小片狀絹云母,該類絹云母多分布在遠(yuǎn)離礦體的絹云母化巖石中;另一種為大片狀或者集合體狀絹云母??臻g上,近礦圍巖蝕變從礦體上盤至下盤具有如下變化特征:①綠泥石化帶,多位于礦體上盤,寬約2m~50m;②硅化—綠泥石化帶,多分布在礦體下部的浸染狀礦石附近,寬約2m~50m;③硅化—絹云母化帶,分布在浸染狀礦體下部,寬約10m~20m;④絹云母化帶,多伴隨硅化出現(xiàn),一般出露于硅化帶下盤,寬約10m~50m。
小鐵山鉛鋅銅多金屬礦床為海相火山噴流型礦床,其成礦過程與火山機(jī)構(gòu)和火山巖建造關(guān)系密切,即該類礦床的形成具有典型的二元結(jié)構(gòu)。根據(jù)礦體空間賦存部位,礦區(qū)內(nèi)的原生礦體主要賦存在火山巖與沉積巖層之間的界面處,且礦體靠近火山巖一側(cè);同時(shí),礦體頂板多為強(qiáng)氧化環(huán)境的酸性巖類,而礦體底板以強(qiáng)硅化和石英脈等為主。因此,小鐵山鉛鋅多金屬礦床的控礦因素主要包括兩個(gè)方面:一是火山機(jī)構(gòu),主要指的是次火山機(jī)構(gòu),其海相火山巖機(jī)構(gòu)是礦床形成的主要物質(zhì)來源和能量來源;二是火山建造,細(xì)粒石英角斑質(zhì)凝灰?guī)r及石英角斑巖是主要的賦礦巖石。此外,沉積巖與火山巖之間的接觸面形成了典型的酸堿性和氧化還原成礦地球化學(xué)障,為成礦提供了有利條件。