秦術(shù)凱，楊永峰，羅偉

(1.四川省冶金地質(zhì)勘查院，成都 610051；2.四川省冶金地質(zhì)勘查局，成都 610041)

0 引言

甘肅省西和縣頁水河鉛鋅礦位于隴南地區(qū)著名的西成鉛鋅礦田。隴南地區(qū)明代就有銀礦開采的歷史，較為系統(tǒng)的地質(zhì)調(diào)查研究始于20世紀(jì)40年代；新中國成立后，地質(zhì)部門對該區(qū)實施了多輪區(qū)域地質(zhì)調(diào)查研究①②[1-3]。1966—1991年，甘肅省有色金屬地質(zhì)勘查局(原稱西北冶金地質(zhì)勘探公司、甘肅省冶金地質(zhì)勘探公司)組織力量在西成地區(qū)實施了大規(guī)模地質(zhì)勘查和綜合研究工作，先后對廠壩、李家溝、向陽山、尖崖溝、鄧家山、頁水河、畢家山等鉛鋅礦床，成功探明了西成超大型鉛鋅礦田③[4-12]。1978—1980年，原甘肅省冶金地質(zhì)二隊對處于礦田南帶西段的頁水河鉛鋅礦進(jìn)行了地質(zhì)勘探，提交了《甘肅省西和縣頁水河鉛鋅礦找礦評價報告》，查明礦床的資源儲量規(guī)模為中小型④⑤[13-14]。

經(jīng)過多年的開采，礦區(qū)淺表部位的礦石已基本采空。但在生產(chǎn)探礦的過程中，礦區(qū)深部獲得較好的探礦成果，礦床規(guī)?？蓴U(kuò)大至中-大型。本文謹(jǐn)就礦區(qū)地質(zhì)特征、控礦因素及找礦方向進(jìn)行闡述，旨在為礦區(qū)的下一步生產(chǎn)探礦提供參考。

1 區(qū)域地質(zhì)背景

甘肅省西和縣頁水河鉛鋅礦位于西秦嶺鉛鋅(金)多金屬成礦帶之西成鉛鋅礦田的南西段。大地構(gòu)造位置屬秦嶺造山帶(Ⅱ)西段中秦嶺南緣印支-海西期褶皺帶(Ⅲ)與南秦嶺北緣印支褶皺帶(Ⅲ)的銜接部位，區(qū)域構(gòu)造線呈近EW向展布。

(1)區(qū)域地層。區(qū)內(nèi)的主要地層為泥盆系，為一套淺變質(zhì)的類復(fù)理式沉積建造，屬裂陷海槽環(huán)境沉積，主要的巖性有灰?guī)r、生物灰?guī)r、千枚巖、砂巖、粉砂巖等，總厚度大于2500 m。第四系主要分布在本區(qū)西北部，古近系、下白堊統(tǒng)、中侏羅統(tǒng)和下-中三疊統(tǒng)在本區(qū)南東部局部產(chǎn)出，中-上二疊統(tǒng)僅在本區(qū)東部有零星分布(圖1)。

圖1 西成鉛鋅礦田地質(zhì)圖(據(jù)注釋②和文獻(xiàn)[2], 修編)Fig.1 Geological map of the Xicheng Pb-Zn ore field1.第四系；2.古近系甘肅群；3.下白堊統(tǒng)雞山組；4.中侏羅統(tǒng)龍家溝組；5.下-中三疊統(tǒng)任家溝組；6.中-上二疊統(tǒng)十里墩組；7.上泥盆統(tǒng)雙狼溝組；8.上泥盆統(tǒng)紅嶺山組；9.中泥盆統(tǒng)黃家溝組；10.下泥盆統(tǒng)安家岔組；11.下泥盆統(tǒng)海酒山巖組；12.下泥盆統(tǒng)吳家山巖組；13.三疊紀(jì)花崗閃長巖；14.三疊紀(jì)石英二長閃長巖；15.三疊紀(jì)閃長巖；16.三疊紀(jì)花崗閃長玢巖；17.晚古生代基性-超基性巖；18.地質(zhì)界線；19.不整合接觸界線；20.斷裂；21.主要鉛鋅礦床

(2)區(qū)域構(gòu)造。本區(qū)經(jīng)歷了海西、印支和燕山等多期構(gòu)造活動，褶皺、斷裂構(gòu)造十分發(fā)育。區(qū)域主體構(gòu)造為近EW向產(chǎn)出的廣金壩—吳家山復(fù)式背斜，背斜的核部為下泥盆統(tǒng)，南北兩翼中泥盆統(tǒng)和上泥盆統(tǒng)順序出露；在區(qū)域西南部見有次級的背斜或倒轉(zhuǎn)背斜產(chǎn)出，頁家河礦區(qū)即受到一次級倒轉(zhuǎn)背斜的控制。復(fù)式背斜的南北兩翼斷裂構(gòu)造發(fā)育，對復(fù)式背斜造成改造和破壞，復(fù)式背斜南翼的人土山—江洛斷裂構(gòu)成秦嶺印支褶皺帶與海西褶皺帶的分界，斷裂呈NEE向，區(qū)域延伸達(dá)300 km，斷裂南側(cè)形成中-新生代沉積盆地，沉積了三疊系—古近系；復(fù)式背斜北翼的董河—黃渚關(guān)斷裂呈EW向，延長近200 km，斷裂切割了泥盆紀(jì)地層。區(qū)域褶皺和斷裂對西成鉛鋅礦田具有明顯的控制作用，在復(fù)式背斜軸的兩翼、南北兩大區(qū)域斷裂之間形成的2個礦帶，頁家河鉛鋅礦即產(chǎn)于南礦帶的西段。

(3)區(qū)域巖漿巖。區(qū)內(nèi)巖漿巖主要分布在廣金壩—吳家山復(fù)式背斜兩翼，形成南北2個巖漿巖帶，一系列中小型巖株斷續(xù)產(chǎn)出，主要為印支期侵入巖，巖性主要為花崗閃長巖、石英二長閃長巖和閃長巖等；有許多中酸性巖脈產(chǎn)于泥盆系中，巖脈的走向不一，規(guī)模不大，主要受局部斷裂或?qū)娱g斷裂的控制；中酸性巖漿巖與區(qū)域鉛鋅礦具有成因聯(lián)系。另見有少量基性-超基性巖體出露于復(fù)式背斜的核部附近。

(4)區(qū)域礦產(chǎn)。在西和縣—成縣間的泥盆系分布區(qū)，形成了數(shù)量較多的中-大型鉛鋅礦床，如頁水河、鄧家山、廠壩、李家溝、郭家溝、洛坎壩鉛鋅礦等，構(gòu)成了著名的西成鉛鋅礦田[4-14]。近年來還發(fā)現(xiàn)有多處金礦床(點(diǎn))[15-17]。

2 礦區(qū)地質(zhì)特征

2.1 地層

西和縣頁水河鉛鋅礦區(qū)出露地層主要為上泥盆統(tǒng)紅嶺山組(D3hl)和雙狼溝組(D3sl)，為一套淺變質(zhì)巖系，巖性變化較大；溝谷中見第四系沖洪積物(圖2)。

圖2 西和縣頁水河鉛鋅礦床地質(zhì)簡圖(據(jù)注釋①, 修改)Fig.2 Geological map of the Yeshuihe Pb-Zn deposit1.第四系：黃土坡積-沖積物；2.上泥盆統(tǒng)雙狼溝組：絹云母千枚巖夾薄層灰?guī)r；3.上泥盆統(tǒng)紅嶺山組第五層：中厚層灰?guī)r夾薄層灰?guī)r及方解石千枚巖；4.上泥盆統(tǒng)紅嶺山組第四層：方解石千枚巖夾少量薄-中厚層灰?guī)r；5.上泥盆統(tǒng)紅嶺山組第三層：中厚-巨厚層灰?guī)r夾方解石千枚巖；6.上泥盆統(tǒng)紅嶺山組第二層：方解絹云千枚巖夾薄-中厚層微?；?guī)r；7.千枚巖；8.地質(zhì)界線；9.斷裂；10.鉛鋅礦體；11.鉛鋅礦化體；12.隱伏礦體

(1)雙狼溝組(D3sl)。礦區(qū)內(nèi)僅出露雙狼溝組下巖段的部分地層。巖性為方解絹云千枚巖夾薄層微粒狀灰?guī)r，局部有綠泥石絹云母千枚巖、含碳絹云母千枚巖、含碳薄層微粒狀灰?guī)r。該巖段層位穩(wěn)定，巖相變化較大，基本不含生物化石，厚度大于100 m。

(2)紅嶺山組(D3hl)。是礦區(qū)的主要出露層位，自上而下分為5層，其中，第一層、第三層和第五層為含礦層位，均有鉛鋅礦體產(chǎn)出；礦區(qū)的鉛鋅礦體主要賦存在第三層和第五層之中。

第五層(D3hl5)。巖性為中厚層-巨厚層微晶-隱晶灰?guī)r，淺灰色、深灰色及灰黑色中厚層(生物碎屑)微?；?guī)r夾薄層微?；?guī)r，少量方解石千枚巖。該層為礦區(qū)重要的含礦層位。

第四層(D3hl4)。該層巖性穩(wěn)定，為方解絹云千枚巖、方解千枚巖，夾有少量薄-中厚層狀微粒灰?guī)r，向深部相變?yōu)楸踊規(guī)r夾千枚巖，或相變?yōu)楸踊規(guī)r。富產(chǎn)海百合等化石，厚20～40 m。該層可作為標(biāo)志層，礦體主要分布在該層之上、下兩側(cè)的灰?guī)r中。

第三層(D3hl3)。巖性為中厚層-巨厚層微-隱晶灰?guī)r夾少量方解千枚巖，產(chǎn)珊瑚、腕足類化石，厚70～170 m。該層灰?guī)r較純，但巖相變化較大。該層為礦區(qū)的含礦層位。

第二層(D3hl2)。主要為方解絹云千枚巖夾少量薄-中厚層微?；?guī)r，含大量的珊瑚、腕足類化石。該層厚度變化大，東部僅厚20～30 m，西部厚達(dá)140～180 m，該層頂部與底部均有碳質(zhì)方解千枚巖產(chǎn)出。

第一層(D3hl1)。巖性為中厚層微?；?guī)r夾少量方解千枚巖；生物碎屑含量較多，主要為腕足類、海百合及珊瑚。出露于頁水河野雞溝一帶，厚度大于100 m。

2.2 構(gòu)造

(1)褶皺。西和縣頁水河鉛鋅礦區(qū)處于頁水河背斜內(nèi)，背斜核部位于頁水河—野雞溝一帶，呈近EW向展布，出露地層為中泥盆統(tǒng)紅嶺山組，北翼地層傾向0°～10°，傾角60°～70°；南翼地層傾向180°～190°，傾角45°～55°，屬于北陡南緩、向北歪斜的不對稱背斜，局部向N倒轉(zhuǎn)，軸向約為100°，向E傾伏，傾伏角9°～10°。其間次級褶皺及小揉皺十分發(fā)育，多呈緊閉或倒轉(zhuǎn)的復(fù)式褶曲。區(qū)內(nèi)鉛鋅礦體常產(chǎn)于復(fù)式褶曲鞍部及兩翼的層間破碎帶及虛脫部位。

(2)斷裂。礦區(qū)內(nèi)斷裂可分為3組。第一組為近EW向推覆斷層，傾向S，傾角55°～70°，長幾百米至幾千米不等，多為成礦前斷裂，個別小礦體沿斷裂產(chǎn)出；第二組為NE向扭性斷裂，規(guī)模較小，多為成礦后斷裂，對礦體有一定的破壞；第三組為近EW向展布的層間斷裂破碎帶，尤其是剛性層(灰?guī)r)與柔性層(千枚巖)之間的虛脫斷裂，對鉛鋅礦化具有控制作用。

2.3 巖漿巖

西和縣頁水河鉛鋅礦區(qū)內(nèi)巖漿巖不甚發(fā)育，僅見有少量蝕變的閃長巖脈、閃長玢巖脈和輝綠玢巖脈等，這些巖脈與成礦未見直接的關(guān)系。

3 礦床地質(zhì)特征

3.1 礦體特征

西和縣頁水河鉛鋅礦區(qū)內(nèi)礦化范圍東西長1800 m，南北寬600 m，近EW向展布，以背斜軸線為界分南、北2個礦帶。礦體主要分布在31線—104線之間，共圈出鉛鋅礦體15條，主礦體3條(N1、N4、N12號礦體)；礦體近EW向展布，受幾組平行的層間破碎帶控制，礦體產(chǎn)狀與圍巖產(chǎn)狀基本一致，呈波狀起伏順層產(chǎn)出，傾角23°～85°。礦體形態(tài)為似層狀、透鏡狀，并具有分支復(fù)合、膨大縮小、尖滅再現(xiàn)的特點(diǎn)(圖2)。

N1號礦體。產(chǎn)于紅嶺山組第五層頂部的灰?guī)r中及與千枚巖的接觸部位，分布于10線—23線間，呈似層狀，礦體長425 m，沿傾向延深120 m，平均厚度3.20 m，平均品位為w(Pb)=1.25%、w(Zn)=5.86%。礦體順層產(chǎn)出，產(chǎn)狀與圍巖基本一致，0°～10°∠65°～75°。

N4號礦體。產(chǎn)于紅嶺山組第五層頂部灰?guī)r中，分布在22線—72線間，似層狀，礦體長650 m，斜深190 m，平均厚度3.12 m，平均品位w(Pb)=1.09%、w(Zn)=3.19%；礦體自淺部到深部有長度變小、厚度變薄、品位變低的趨勢。礦體產(chǎn)狀356°～50°∠61°～85°。

N12號礦體。產(chǎn)于紅嶺山組第三層頂部的灰?guī)r中(局部夾碳質(zhì)千枚巖)，分布在32線—104線間，呈似層狀，礦體在地表僅32線有出露，長120 m，礦體整體向E側(cè)伏，賦礦標(biāo)高1510～1830 m；礦體長1015 m，斜深360 m，礦體厚度2.31 m，平均品位w(Pb)=1.31%、w(Zn)=5.28%；礦體產(chǎn)狀與圍巖基本一致，358°～10°∠64°～77°；該礦體向東部及深部仍有一定的找礦潛力。

3.2 礦石特征

礦石結(jié)構(gòu)構(gòu)造：礦石主要為團(tuán)塊狀、浸染狀、層紋狀、條帶狀、細(xì)脈狀及少量角礫狀構(gòu)造；半自形-他形粒狀結(jié)構(gòu)、細(xì)晶結(jié)構(gòu)、不等粒結(jié)構(gòu)，局部見揉皺結(jié)構(gòu)(圖3)。

圖3 典型礦石特征照片F(xiàn)ig.3 Photos of typical ore characteristicsa.團(tuán)塊狀礦石；b.條帶狀礦石；c.揉皺結(jié)構(gòu)(方解石細(xì)脈)

礦石礦物組分：礦石礦物主要為閃鋅礦、方鉛礦，次為黃鐵礦、黃銅礦、磁黃鐵礦，次生礦物有褐鐵礦、菱鐵礦、白鋅礦、孔雀石等；脈石礦物主要為石英、方解石，次為鐵方解石、鐵白云石、綠泥石、絹云母及碳泥硅質(zhì)物等。

礦石組分特征：有用組分主要為Pb和Zn，平均品位w(Pb)=1.56%、w(Zn)=5.44%，單樣品位可達(dá)28.2%，礦石中以Zn為主，鉛鋅比值為1∶4；伴生有益元素有Ag、Cd、Ge等，w(Ag)=3.5×10-6～88×10-6、w(Cd)=0.002%～0.051%、w(Ge)一般小于0.001%(最高0.0026%)。礦石中鉛鋅、鉛銀、鋅鎘含量變化均呈正相關(guān)關(guān)系(表1, 圖4)。

圖4 N1號礦體Pb、Zn、Ag、Cd元素相關(guān)性曲線圖Fig.4 Correlative curve of Pb, Zn, Ag and Cd of ore body N1

表1 礦石化學(xué)多項分析結(jié)果Table 1 Multi-elements analysis

礦石類型：礦石自然類型在中深部以硫化礦石為主，淺表為氧化礦石、混合礦石。

3.3 圍巖蝕變

礦區(qū)圍巖蝕變不明顯，一般局限在礦體及礦化體中，蝕變寬度一般與礦體、礦化體的寬度相似，5～10 m，最寬達(dá)20 m，界線較為清晰，但不規(guī)則。蝕變以硅化為主，次為碳酸鹽化、黃鐵礦化、綠泥石化，鉛鋅礦與硅化極為密切，次與碳酸鹽化、黃鐵礦化、綠泥石化有關(guān)。

硅化作用分為3個階段，多階段的硅化使灰?guī)r中的方解石幾乎全部交代成石英，伴隨3階段的硅化形成3個世代的石英(表2)。

表2 硅化形成的3個世代石英特征Table 2 Characteristics of the three generation's quartz

4 控礦因素及找礦標(biāo)志

4.1 控礦因素

(1)層位控制：礦區(qū)的鉛鋅礦體主要賦存于上泥盆統(tǒng)紅嶺山組第三層和第五層中，礦體多呈似層狀，且具多層性，含礦層的延展方向與地層產(chǎn)狀一致，說明礦帶具有嚴(yán)格受層位控制的特征。

(2)巖性控制：區(qū)內(nèi)礦體主要與生物灰?guī)r和千枚巖關(guān)系密切，含礦巖性以灰?guī)r為主，少數(shù)為千枚巖，礦體圍巖界限清晰，表明礦體的產(chǎn)出受特定巖性的控制。

(3)構(gòu)造控制：區(qū)內(nèi)礦體主要賦存于褶皺構(gòu)造的轉(zhuǎn)折端、兩翼巖層虛脫部位(尤其是脆性層與柔體層之間的虛脫部位)，部分產(chǎn)于斷裂構(gòu)造中，礦體的產(chǎn)出與構(gòu)造密切相關(guān)。

(4)生物作用：在礦體近礦圍巖中，碳質(zhì)含量普遍較高，生物化石及生物碎屑較多，常形成含碳質(zhì)灰?guī)r、生物灰?guī)r和生物碎屑灰?guī)r，表明區(qū)內(nèi)成礦常與由生物轉(zhuǎn)化形成的碳質(zhì)組分有關(guān)。

4.2 找礦標(biāo)志

(1)地層巖性標(biāo)志：礦區(qū)鉛鋅礦主要產(chǎn)于上泥盆統(tǒng)紅嶺山組第三層和第五層灰?guī)r與碳質(zhì)千枚巖(板巖)的接觸部位。千枚巖和板巖具有阻擋礦液的功能，而灰?guī)r性脆易破碎，孔隙發(fā)育、構(gòu)造空間發(fā)育，其為成礦提供了良好的物理條件；同時含礦層及圍巖中Pb、Zn等元素豐度較高，其中厚層生物灰?guī)rw(Pb)=410×10-6，碳質(zhì)千枚巖中w(Pb)=38×10-6、w(Zn)=992×10-6，為區(qū)內(nèi)鉛鋅成礦提供了有利的地球化學(xué)條件。因此，紅嶺山組富生物灰?guī)r、碳酸鹽巖與千枚巖、板巖的接觸部位是找礦的地層巖性標(biāo)志。

(2)構(gòu)造標(biāo)志：區(qū)內(nèi)鉛鋅礦多產(chǎn)出于褶皺的轉(zhuǎn)折端、揉皺構(gòu)造發(fā)育和層間虛脫部位、生物灰?guī)r與千枚巖的層間滑動面及產(chǎn)狀變化處，這些構(gòu)造部位是區(qū)內(nèi)鉛鋅礦的找礦構(gòu)造標(biāo)志。

(3)圍巖蝕變標(biāo)志：區(qū)內(nèi)鉛鋅礦體常與石英脈、方解石脈密切相伴，因而與成礦有關(guān)的硅化、碳酸鹽化(網(wǎng)脈狀)、黃鐵礦化和絹云母化等是近礦圍巖蝕變標(biāo)志。

(4)碳質(zhì)及生物標(biāo)志：上泥盆統(tǒng)紅嶺山組灰?guī)r中富含碳質(zhì)、生物化石及生物碎屑發(fā)育地段是鉛鋅礦化的間接找礦標(biāo)志。

(5)鐵帽及老硐標(biāo)志：地表鐵帽和古代開采老硐是直接的找礦標(biāo)志。

5 找礦方向

礦區(qū)位于西秦嶺金鉛鋅多金屬礦成礦帶之西成鉛鋅礦田西部，是我國重要的鉛鋅礦集區(qū)，區(qū)域已發(fā)現(xiàn)有廠壩、李家溝、畢家山、鄧家山、尖崖溝、磨溝等一系列大中型鉛鋅礦床，屬于沉積改造型鉛鋅礦床。近年來在“攻深找盲”工作中不斷取得進(jìn)展，而礦區(qū)及周邊也有較好的找礦潛力和找礦空間；建議在加強(qiáng)對礦區(qū)賦礦構(gòu)造(尤其是對復(fù)式褶皺構(gòu)造)、礦體尖滅再現(xiàn)、向東側(cè)伏規(guī)律的總結(jié)研究基礎(chǔ)上，從以下三方面尋找突破：

(1)根據(jù)礦區(qū)礦體尖滅再現(xiàn)、向東側(cè)伏的規(guī)律追索找礦，即沿N4礦帶、N12礦帶的深部及往東延伸方向，繼續(xù)追索控制。

(2)礦區(qū)鉛鋅礦帶具有多層性特點(diǎn)，進(jìn)一步探尋與N12礦帶平行的鉛鋅礦帶，即在總結(jié)礦化帶產(chǎn)出、分布規(guī)律的基礎(chǔ)上，通過物探及坑內(nèi)鉆的方法尋找N12的平行礦化帶。

(3)加強(qiáng)對頁水河復(fù)式背斜構(gòu)造的研究，在復(fù)式背斜南翼地層中尋找同類型的鉛鋅礦體。

注釋：

① 地質(zhì)部陜西省地質(zhì)局區(qū)域地質(zhì)測量隊. 1/20萬地質(zhì)圖、礦產(chǎn)圖說明書(天水幅Ⅰ-48-16)[R]. 西安:陜西省地質(zhì)調(diào)查院, 1968.

② 裴先治. 1/25萬區(qū)域地質(zhì)調(diào)查(修測)成果報告(天水市幅I48C002003)[R]. 西安:長安大學(xué), 2004.

③ 中國有色金屬工業(yè)總公司甘肅地質(zhì)勘探公司. 西成鉛鋅礦田地質(zhì)科研論文集[C]. 蘭州:甘肅省有色金屬地質(zhì)勘查局, 1984.

④ 李均洲, 張福林. 甘肅省西和縣頁水河鉛鋅礦找礦評價報告[R]. 蘭州:甘肅省有色金屬地質(zhì)勘查局,1987.

⑤ 王金元. 甘肅省西和縣頁水河鉛鋅核查區(qū)資源儲量核查報告[R].蘭州:甘肅省有色金屬地質(zhì)勘查局,2010.