浅谈渝东南地区Pb、Zn元素富集规律及其找矿方向

杨树暄　王家杰　胡新中　孙汉勇

摘 要：渝东南地区是重庆市铅锌矿的主产区之一，通过在重庆市酉阳—彭水地区开展1：5区域地质矿产联测工作，在对水系沉积物测量地球化学特征综合研究的基础上，初步总结Pb、Zn元素的富集规律，对区域内寻找同类矿床提出初步的意见。阐述Pb、Zn元素成矿地质条件基本特征即地球化学条件、形成环境、含矿岩系、控矿构造、矿化标志等。

关键词：水系沉积物测量 含矿岩系 控矿构造 找矿方向

中图分类号：P61 文献标识码：A 文章编号：1007-3973（2013）007-114-03

1 引言

渝东南地区是重庆市铅锌矿的主产区之一，铅锌矿主要产于寒武系与奥陶系，矿产主要分布于咸丰背斜沿线，次为丁市背斜、桐麻岭背斜、宜居背斜、天官背斜。目前已发现的铅锌矿产地占重庆市总数的56%，是一个极具找矿远景的地区。笔者通过在重庆市酉阳—彭水地区开展1：5区域地质矿产联测工作，在对水系沉积物测量地球化学特征综合研究的基础上，认为Pb、Zn元素的富集明显受地层（含矿岩系）与构造条件（控矿构造）之制约。对区域内寻找同类矿床提出了初步的意见。

2 区域地质背景

2.1 大地构造位置

渝东南地区大地构造单元处于扬子陆块（一级）上扬子陆块（二级）扬子陆块南部被动边缘褶冲带（三级）之黔江凹褶带（四级）和秀山穹褶带（四级）内，见图1。

图1 重庆市大地构造单元划分略图

2.2 区域地层

渝东南地区地层从元古代—中生代均有出露，岩性特征主要为一套海相碳酸盐岩与湖泊相陆源碎屑岩。包括酉阳、南川、秀山三个地层小区，其特点是上震旦统为礁型碳酸盐建造；寒武系—志留系为碳酸盐建造、砂泥质页岩建造；石炭纪—泥盆纪海侵曾波及本区，少数区残留上泥盆统和中石炭统；二叠系为铝土质铁质建造、内源碳酸盐建造和单陆屑含煤建造；下、中三叠统为蒸发式建造；晚三叠世—侏罗纪，该区受雪峰隆起影响，有上三叠统和侏罗系沉积；上白垩统为山间盆地磨拉石建造，不整合于侏罗系及更老地层之上。其褶皱为燕山期所形成，并与重庆陷褶束的一系列北北东向褶皱群呈有规律的带状分布。

2.3 区域构造

联测工作区从北西向南东，其褶皱为隔挡式褶皱→城垛状褶皱→隔槽式褶皱。正断层发育，多发生在背斜轴部，是燕山期褶皱的第二次纵张构造。褶皱构造主要有位于联测区中北部桑柘坪向斜、筲箕滩背斜、龚滩向斜、天馆背斜、濯河坝向斜、宜居背斜和咸丰背斜轴向均为北北东向；南部铜西向斜、沙子场向斜、朱家山背斜、郎溪向斜和鸡公岭背斜轴向均为近南北向。

联测区断层构造按照构造方位可分为三组，即北北东组、北西组及北东组。其中，北北东向正断层分布最广，规模较大，它们多位于北北东向一级背斜轴部附近，而与轴线近于平行或斜交，倾角较陡，而多与岩层倾向一致，随背斜倾伏而消失；北西组和北东组次之，断层一般延伸较短。北北东组大多为正断层，其余两组主要为平移断层和逆断层。其中北西组断层多与背斜轴线近于垂直相交，倾角较陡，规模较小，是区内重要的控矿和储矿构造。

3 Pb、Zn地球化学特征及其富集规律

3.1 水系沉积物测量地球化学特征

联测区根据自然其地理特点结合重庆地区地球化学景观区划成果划分为丘陵、岩溶低山、中山等。根据谷晓明、张本仁等《东秦岭及邻区地球化学分区及地球化学制图》测区属扬子克拉通北缘——南秦岭地球化学省（Ⅱ）扬子克拉通北缘地球化学区（Ⅱ—A—），沉积、火山沉积变质作用场（Ⅱ—A—a—），新元古宇—古生代稳定陆块沉积小区（Ⅱ—A—a—（4））。

联测区Pb、Zn元素的富集存在着明显的差异，其变化系数分别11.1036和13.2093，离散度大，而浓集克拉克值分别为4.1063和1.4281，充分表现出元素分布的不均匀性，同时也反映出不同地质背景下Pb、Zn元素不同富集特征，区域上极具寻找Pb、Zn矿产的潜力。联测区内未见侵入岩及区域变质岩。根据不同的地层单元共分为8个子区，即：∈区、O区、S区、D区、P区、T区、K区、Q区。元素在区域地球化学场中的分布存在较大的差异性，区内元素的富集明显受本区地层、褶皱、断裂构造的严格制约。在不同的地质体及地质构造环境中，元素的富集也存在着明显的差异。

Pb、Zn元素在区域上具有共生组合分布特征，其高值区的分布受地层单元、构造控制，高值区主要分布在宜居幅的东部、龚滩幅北东部、丁市幅的西部、清溪幅的中南部及南腰界幅的中北部。Pb元素含量区间一般120-200 g/g之间、最高值含量达54070 g/g；Zn元素含量区间一般在200-500 g/g之间，最高值为14500 g/g。主要分布在∈地质子区、0地质子区中，元素浓度分带特征明显。

Pb、Zn元素背景区在不同的地质子区均有出现，Pb元素含量区间一般31.4-39.4 g/g之间；Zn元素含量区间一般在86-106 g/g之间。

Pb、Zn元素低值区分布比较零散，仅在K地质子区、Q地质子区零星出现。

3.2 元素的含量变化与地质、构造及矿产的关系

图2 元素含量变化与地质、构造及矿产的关系

通过与中国大陆地壳元素丰度表元素平均含量比较，从图2可以看出，联测工作区Pb、Zn、Sb、F、Hg、Mo、As、Ba、Cd富集。而Au、Cu、Ni与中国大陆地壳元素丰度背景相当，无明显集散；而从全区矿致系数对比图中可以看出，Hg、Pb、Zn具有较高的致矿系数，客观地展示了成矿、伴生（指示）元素的贫富特征。从地球化学观点来看，工作区Pb、Zn元素成矿有一定的潜力。

通过对联测工作区水系沉积物测量成果数据的综合处理及及研究发现：主要异常元素Hg、Ag、Cd、Pb、Zn、Sb、Mo高背景浓集区主要集中在∈及O地质子区中。尤其是处于断裂构造与褶皱轴部及其两翼部位元素相对富集。因而与形成的矿产密切相关，从表1可以看出：

表1 异常与已知地质信息相关表

（1）元素的分布受地层岩性的控制，根据元素的分布特征，Hg、Ag、Cd、Pb、Zn、Sb、Mo高值区主要集中在∈及O地质子区中。

（2）元素的分布与构造活动关系密切，通过异常筛选与查证，处于断裂带位置的异常29处，而处于褶皱轴部及其两翼的异常多达142处。断裂构造对某些矿产的形成起着重要的控制作用。

（3）元素的分布是诸多因素叠加和长期作用的结果。如区内多期次褶皱、断裂构造活动，因此只有在地球化学特征良好，构造条件十分有利的地方才有形成矿产的可能。断裂构造对元素的富集与迁移及最后的矿产形成起到了决定性的制约因素。

4 典型矿床地质特征——酉阳县牯牛硐铅锌矿床

4.1 矿区位置

矿区位于酉阳县李溪镇境内牯牛硐一带，距离酉阳县城南西190霸？1km，矿区面积0.82km2。

4.2 矿区地质背景

矿区位于桐麻岭背斜（或鸡公岭背斜）南西端北西翼，主要出露地层有寒武系上统毛田组，奥陶系下统桐梓组、分乡组、红花园组、大湾组。容矿次级构造主要为近东西向、北西向及少部分南北向。容矿地层主要有桐梓组、红花园组、次为分乡组、大湾组和毛田组。矿体赋存主要围岩是白云质灰岩，次为泥质生物屑灰岩。

1.分乡组 2.红花园组 3.桐梓组4段 4.桐梓组1-3段

5.断裂及编号 6.地质界线 7.铅锌矿体及编号 8.铅锌矿化体

图3 牯牛硐矿区地质图

大湾组（O1d）：上部紫红色砂质、泥质页岩与灰绿色薄—中层含粉砂质、泥质生物屑瘤状微晶灰岩互层。中部灰绿色、暗紫色页岩夹薄层条带状泥质微晶生物屑灰岩。下部黄灰、灰绿色粉砂质页岩夹中层透镜状含粉砂质微晶生物屑灰岩，厚度>63.08m 。与下伏红花园组呈整合接触。

红花园组（O1h）：灰色中—厚层状微晶灰岩、生物屑灰岩夹少量白云质灰岩，地层中缝合线构造普遍发育，该组地层厚度58.16 m。与下伏分乡组呈整合接触。

分乡组（O1f）：灰色中层状含燧石团块生物屑灰岩、灰岩及白云质灰岩，夹灰绿色水云母页岩。与下伏桐梓组呈整合接触。

桐梓组（O1t）：上部灰色厚层微晶生物屑灰岩、细晶角砾状白云质灰岩及藻鲕—砂屑灰岩夹少量白云岩及条带状泥质灰岩，含有少量硅质团块或条带。中部灰色厚层微晶生物屑灰岩夹少量页岩。下部灰绿色页岩，页理发育，风化后呈黄褐色粘土，厚度约7.64m。底部深灰色中—厚层生物屑灰岩夹薄层微晶生物屑灰岩。该组厚度92.15m。与下伏毛田组呈整合接触。

毛田组（∈1m）：灰色中层状微晶生物屑灰岩及白云岩互层，含少量硅质团块或条带，顶部浅灰色灰岩。出露不完全，厚度>7.03m。

4.3 矿区构造特征

矿区主要褶皱为牯牛硐（或朱家山）背斜，向南延入贵州境内，向北东延出矿区外。背斜在矿区内出露长约5.5Km，大体呈一拉伸的“S”形。轴部宽窄不一，局部形成尖棱角状。背斜两翼地层倾角30啊？0埃肝骰骸？笄菘蠖喜阌氡承敝嵯叽怪保式飨蚧虮蔽飨颍？00—400m。铅锌矿（化）体充填于大致垂直牯牛硐（或朱家山）背斜轴线的破碎带中。矿区东部断层发育，对矿区矿（化）体的连续没有破坏作用，仅仅造成寒武系上统地层的出露。

4.4 矿体地质特征

矿区共有14条铅锌矿（化）体（脉），赋存于红花园组至毛田组顶部破碎带中，破碎带走向与牯牛硐背斜轴线斜交或近于垂直。矿体形态和规模受裂隙控制，裂隙规模大且硅化强，铅锌矿体厚度大且品位富，反之则相反。依据铅锌边界品位共圈出有工业意义的铅锌矿体有四条。

Ⅰ号矿体长度约144 m，厚度2.50—3.77m，平均厚度2.60m。矿脉产状217啊？5—87埃筇逯衂n3.95—13.45%，平均品位3.48%，Pb0.80—1.21%，平均1.07%。围岩为桐梓组厚层状含生物屑微晶灰岩、白云质灰岩。

Ⅱ号矿体长度218m，厚度2—7.30m，平均厚度3.10m。矿脉产状210啊？5埃筇逯衂n2.26—5.26%，平均2.68%。Pb0.50—2.11%，平均1.28%。含有萤石和重晶石。围岩为桐梓组厚层含生物屑微晶灰岩、白云质灰岩。

Ⅲ号矿体长度468m，厚度1.10—14.56m，平均厚度4.70m。矿脉近东西向上有扭折现象，东部产状10啊？0埃鞑坎？80啊？6啊？筇逯衂n2.26—5.06%，平均2.48%，Pb0.70—2.21%，平均1.37%。矿体横穿牯牛硐背斜轴部。围岩为毛田组和桐梓组中—厚层含生物屑微晶灰岩、白云质灰岩夹少量页岩。

Ⅳ号矿体长度142m，厚度1.91—9.07m，平均厚度2.70m，矿体近东西向展布，产状8啊？7埃筇逯衂n平均1.145%，Pb0.69%，围岩为红花园组厚层状含生物屑微晶灰岩。

4.5 矿石特征

矿石为含铅锌矿铁帽型，网脉状铅锌矿型，致密块状铅锌矿型，含萤石重晶石铅锌矿型四种。矿石呈褐黄色、土黄色、红褐色。矿石矿物主要为异极矿、菱锌矿、白锌矿、铅钒等。偶见硫化矿物有闪锌矿、方铅矿和黄铁矿。脉石矿物主要有方解石、白云石、石英，偶见重晶石，个别脉中有少量萤石。矿石呈交代结构、他形粒状结构、自形晶结构，脉状、细网脉状、块状、浸染状构造。矿区铅锌共生，以锌为主。

5 区域成矿地质条件分析及其找矿方向

综合上述初步认为，Pb、Zn元素在渝东南地区富集成矿主要受北西向张扭性断裂及与奥陶系下统地层双重控制，其Pb、Zn成矿地质条件具有以下基本地质特征：

（1）形成环境。一般产出地台边缘的沉积盆地中（裂谷），含矿岩系成带状沿盆地边缘分布，一般都含海相蒸发岩。成矿时代多为古生代。

（2）含矿岩系。含矿岩石主要为奥陶系下统浅海台地碳酸盐岩，主要岩石类型为白云岩、泥质白云岩、白云质灰岩、生物屑灰岩等。显示为滨海或浅海相沉积。含矿围岩已微晶白云岩与泥质白云岩组合形式普遍出现，而铅锌矿多赋存于泥质白云岩下部的微细晶白云岩的次级层间或切层裂隙中，上覆泥质白云岩对铅锌矿常起“遮挡作用”形成铅锌矿体，若无则形成铅锌矿化。反映出铅锌成矿受地层制约的特殊成控专属性。矿体与围岩关系有似整合和不整合两类：似整合矿体为层状、似层状，与地层产状一致；不整合矿体呈脉状、网脉状，受断裂和裂隙控制。

（3）控矿构造。主要表现在不同的褶皱和断裂对矿产的控制。容矿构造：矿体常产于岩层界面附近，受主岩的渗透性控制；导矿断裂为区域上与背斜构造相伴生的张扭性走向断层，主要分布于区域性背斜构造的轴部或近轴部，走向与岩层产状一致，其延伸及活动时间长，矿化一般分布于其两侧的次级褶皱或断层中，控制着铅锌矿成矿带的分布；容矿构造为与铅锌矿直接相关的断裂，为次级断裂，分布于主干断裂的两侧或背向斜的两侧，其相对规模较小，断距不大，铅锌矿多呈脉状分布于其中，控制着矿体的分布；铅锌矿的褶皱控矿构造，主要表现以北北东向的褶皱为主，背向斜相间排列成雁行状，铅锌矿产主要分布于区域背斜轴部、近轴翼部或背斜倾伏端。在空间上显示明显的带状分布。其大多以开放空隙充填方式形成，具后生成矿特征。

（4）构造复合控矿。断裂复合型：常见北东向与北西向或北西西向两组断裂交汇，铅锌矿产于断裂交汇部位，呈脉状、筒状产出。断裂、褶皱复合型：断层纵切次级背斜或断层斜切背斜，在背斜轴附近的断层中，常形成脉状、短轴状及不规则状矿体。褶皱复合型：不同方向、不同规模、不同期次的背斜复合部位亦是铅锌矿的有利富集场所，多赋存于北北东向背斜与背斜向次级背斜的复合部位。呈短柱状及不规则状。

（5）矿化特征。铅锌矿严格受含矿地层、岩性和构造的控制、具有典型的层控矿床特点，成矿物质组份简单，矿石矿物以闪锌矿为主、次为方铅矿，矿石矿物多呈浸染状沿岩层微层理分布；脉石矿物为方解石、白云石、黄铁矿及石英等。在地质化探综合剖面中，含矿地层的铅锌明显高于同类岩石，因此成矿物质源于围岩。围岩蚀变以硅化和白云石化为主。

（6）矿产成因为中低温热液层状充填（或交代）类型。

参考文献：

[1] 黎力，刘安云，袁兴平，等.重庆市地质图说明书[S].2002.

[2] 张星恒，章永嘉，等.1：20万酉阳幅区域地质测量报告[R].1972.

[3] 杨文博，何明英，李友发.重庆市酉阳县牯牛硐铅锌矿资源储量核查报告[R].2010.

[4] 重庆市川东南地质大队.重庆市酉阳县矿产资源调查报告[R].1999.

[5] 刘英俊，等.素地球化学[M].北京：科学出版社，1984.

[6] 王家杰，等.1：5万龚滩等十幅区域地质矿产联测水系沉积物测量普查报告[R].2013.