汉源县铜厂河铅锌矿地质特征及控矿因素分析

曾 磊，陈廷方

（西南科技大学环境与资源学院，四川绵阳 621010）

汉源县铜厂河铅锌矿地质特征及控矿因素分析

曾 磊，陈廷方

（西南科技大学环境与资源学院，四川绵阳 621010）

汉源县铜厂河铅锌矿，以矿体呈脉状、似层状产出和矿体小、硫铁—铅锌共生为特征。铅锌矿床主要赋存于震旦系上统灯影组第三岩性段（Z2d3）中，矿体的产出部位集中于正断层及层间破碎带内，主要受地层、岩性、构造等因素控制。通过对铜厂河铅锌矿地质特征和控矿因素的分析，并与邻近矿区对比，认为该矿床为层控型沉积—改造矿床。

铅锌矿；地质特征；控矿因素；铜厂河；四川汉源

铜厂河铅锌矿位于扬子地台西缘康滇地轴北段汉源—峨边东西向基底隆起区内。矿区地跨荥经及汉源两县，与邻近的团宝山、唐家、仙人洞、宝贝函、银厂沟等矿床一起构成铅锌成矿集中区，整体位于川滇黔铅锌矿成矿带内［1－2］。

1 矿区及矿床地质特征

1.1 矿区地质概况

矿区内构造复杂，褶皱断裂发育。构造线总体呈北北西—南南东向展布。区内褶皱为大洪山向斜，断层有小垭口逆断层（F1）、黄水沟正断层（F2）等8条［1］（如图1）。

矿区出露地层有震旦系下统苏雄组（Z1s）、上统灯影组（Z2d）及寒武系下统麦地坪组（∈1m）及筇竹寺组（∈1q）。其中苏雄组为一套火成岩。

震旦系上统灯影组（Z2d）：区内可将其分为两部分：第三岩性段（Z2d3）为灰、深灰、黑灰色中厚层—厚层状微晶白云岩、层纹状白云岩、砂质白云岩、炭质白云岩，岩石具粉—细晶结构，破碎—碎裂结构，主要成分为白云石、石英、炭泥质、铁质等，见较多的叠层石，岩石中见豆状凝胶碎屑，厚310m。第四岩性段（Z2d4）为浅灰、灰白色中厚层—厚层状微晶白云岩，中夹硅质岩条带，局部变厚为薄层状硅质岩。底部见厚约2m的绿灰色白云质黏土岩，厚大于72.20m。

寒武系下统表地坪组（∈1m）：为灰、浅灰色中—厚层状微晶白云岩，岩中夹硅质团块和条带。本段底部为厚2～3m，含胶磷矿条带白云岩，厚30～40m。

寒武系下统筇竹寺组（∈1q）：为深灰色、紫红色薄层状泥质粉砂岩、长石石英粉砂岩、含磷粉砂岩及粉砂质黏土岩。岩石具粉砂状结构，水平纹层构造，主要成分为石英、岩屑、水云母、铁泥质等。含软舌螺类化石，厚＞100m。

1.2 矿体特征

本区铅锌矿床赋存于震旦系上统灯影组第三岩性段（Z2d3）中。其中普遍含同生沉积的硫铁矿结核、团块，矿体的产出部位集中于正断层及层间破碎带空间内，严格受地层层位、断层构造等因素的控制。根据其产出状态可分为脉状和层状2类矿体。

脉状矿体多产于近南北向断层破碎带中，倾角较陡一般为70°～80°。矿体长度一般200～400m，厚度2.6～7.2m；层状矿体赋存于上震旦统灯影组第三岩性段上部深灰—灰黑色中—厚层状炭质微晶白云岩中，受地层层位控制，沿层间破碎带充填，倾角稍缓一般为40°～45°。矿体长度一般100～400m，厚度2.1～10.5m。

1.3 矿石特征

地表矿石矿物以黄铁矿为主，方铅矿及闪锌矿次之，脉石矿物白云石、石英，属黄铁矿—方铅矿—闪锌矿—碳酸盐矿物组合。黄铁矿呈半自形—它形粒状，粒径0.08～1mm；方铅矿呈半它形粒状，粒径0.05～2.0mm；闪锌矿呈它形粒状，粒径0.05～1.5mm；脉石矿物白云石、石英，粒径0.01～1mm。方铅矿、闪锌矿呈粒状、细脉状嵌布于黄铁矿集合体中，或呈不规则致密状或侵染状分布于脉石和围岩中。白云石和方解石主要呈脉状或细脉状沿岩石节理裂隙充填。

图1 铜厂河铅锌矿区地质简图

矿石多为粒状结构，金属矿物粒径一般为0.05～3mm左右。具体可分为以下几种：

（1）致密块状矿石：主要由黄铁矿或是闪锌矿、方铅矿组成，由微晶白云岩与微细粒黄铁矿构成韵律性纹层，矿物与围岩界限明显，具有以充填为主的成矿特征，此类矿石品位最富。

（2）稠密浸染状矿石：由黄铁矿和闪锌矿、方铅矿组成，铅锌含量高，为主要矿石类型。

（3）稀疏浸染状矿石：闪锌矿、方铅矿、黄铁矿呈稀疏浸染分布与围岩之中，浸染、矿化富集成矿。为次要矿石类型。

矿石化学成分主要为PbS、ZnS、FeS、CaCO3和 SiO2。矿石的主要有用组分为Pb、Zn、S，其含量变化大。据化验分析，其中Pb品位1.50%～5.98%，Zn品位2.69%～6.63%，S品位25.48%～38.34%，锌高铅低，铅锌之比一般为1∶1.09～1∶1.79。

对矿区内Ⅰ、Ⅲ、Ⅵ、Ⅶ号矿体进行了样品组合，每个矿体组合了一件样品。其矿体中主要有益组分为Pb、Zn、S、Ag，Au、Cu、Co、Mn微量。Pb、Zn、S的组合分析平均品位达到Pb 4.18%、Zn 5.40%、S 32.84%，均达到工业矿床的开采品位，Ag、Au组合分析的平均品位Ag：2.015×10－5、Au：1×10－7达到综合利用有益组分的品位（见表1）。

表1 铜厂河铅锌矿组合样有益组分分析结果表

表1说明，矿区Pb、Zn的品位只有Ⅰ号矿体最高，其Pb＋Zn可达20.88%，黄铁矿中的S达37.06%，硫铁已达一级品，属富锌铅硫铁矿石；Ⅲ、Ⅵ、Ⅶ矿体，Pb为1.60%～2.27%，Zn为3.51%～4.17%，Pb＋Zn为5.11%～6.44%，黄铁矿中的S为28.48%～34.60%，硫铁已达二级品，属含锌铅硫铁矿石；区内其他矿体矿石应属贫锌铅硫铁矿石。

1.4 围岩蚀变

矿区围岩蚀变主要有白云石化、炭化、黄铁矿化、褐铁矿化等。局部可见铜矿化。

白云石化：白云石呈团块分布，或呈晶粒状充填于围岩裂隙中，与铅锌矿化紧密共生。

炭化：主要发育在断裂带附近，一般形成含黄铁矿的炭质白云岩。在局部断壁上可见呈亮黑色的石墨，一般沿断裂呈透镜状、脉状分布。

黄铁矿化：多在破碎带中呈自形、半自形和细小颗粒状与围岩交代，其与铅锌矿化关系密切，一般具黄铁矿化多具有铅锌矿化，黄铁矿化越强烈，铅锌矿品位越高，两者呈正相关关系。同时，地表一般均具褐铁矿化。

铜矿化：极少，只在Ⅰ号矿体中有出现。以铜蓝矿物的形式出现，主要产于地表浅层断裂破碎带中，与黄铁矿伴生。

2 控矿因素分析

2.1 构造对铅锌矿的控制作用

矿区大地构造位置属于扬子准地台上扬子台拗峨眉山断拱大相岭构造带。位于川滇黔铅锌矿成矿带内（如图2）。图中可以看出，带内铅锌矿的空间分布格局明显受区域构造格架的严格控制。不同性质、方向、级别的构造，分别控制着不同级别、方向及几何形态的矿带、矿床及矿体。它是构造分级控矿的结果［3］。

在矿区内主要由北北西向展布的断裂组成，铜厂河矿区位于几组断裂的收敛部位；地层呈北北西—南南东走向。矿区的南面为大红山向斜，呈近南北向延伸进入矿区。矿区断裂十分发育，主要发育有走向北北西向三岔沟逆断层、大红山逆断层、白草坡逆断层、小垭口逆断层（F1）。特别是小垭口逆断层（F1）是矿区的控矿断裂，并派生出一系列次级构造，主要表现为发育于震旦系灯影组白云岩中的张性断裂、裂隙、构造破碎带等，为区内成矿提供了储矿空间，对区内铅锌矿、黄铁矿的形成起到了十分重要的作用。F2、F5、F6、F7即为矿液中成矿物质的析出提供了场所，是重要的容矿断裂（如图1）。

2.2 地层、岩性对铅锌矿的控制作用

本区铅锌、硫铁矿床产于震旦系上统灯影组第三岩性段（Z2d3）炭质白云岩、泥质白云岩中。炭质白云岩中普遍含同生沉积的硫铁矿（层状矿体），其为初始矿源层。矿体的产出部位严格受地层层位控制。碳酸盐岩利于热液作用的进行，成为有利于成矿的场所（储矿场）。从岩相而言，本区石炭系属局限台地相沉积［4］，剖面结构以夹泥质岩和上覆地层有炭质白云岩为特征，是最为理想的隔挡层。

3 成因探讨

铜厂河铅锌矿已知矿体均赋存于上震旦统灯影组第三段（Z2d3）炭质、泥质白云岩及正断层与层间破碎带中，矿体的产出部位严格受地层层位、断层构造等因素的控制。

据邻近矿床中的主要硫化物方铅矿、闪锌矿的硫同位素组成（表2）显示，矿石具有富重硫的特征，其变化范围为12.64‰～19.65‰，为海水硫酸盐硫［3－4］。测定与金属硫化物共生的碳酸盐矿物δ13C变化于0.04‰～0.22‰，与海相沉积碳酸盐的δ13C非常接近，同时根据赋矿层位为上震旦统灯影组海相白云岩，说明成矿溶液中的碳主要来源于地层中的碳酸盐矿物［2］。同时野外观察过程中发现围岩中含有丰富的颗粒细小的黄铁矿，常形成层纹状构造。本矿区灯影组白云岩中普遍含同生沉积的硫铁矿结核、团块，说明在地层形成的沉积过程中就有大量硫化物形成了。结合矿石的硫同位素组成与矿床产出的地质特征，可确定矿石的硫主要来源于围岩上震旦统灯影组地层。

同时，邻区各矿床铅同位素组成及Doe模式年龄如表3所示。各矿床矿石正常铅模式年龄变化较大，从122Ma至372Ma，这表明铅是从各时代地层中淋滤而来［5］，且铅同位素组成变化范围较大，表明该区的铅具有多源性。同时该区赋矿地层均为上震旦统灯影组，表中成矿模式年龄小于赋矿层位年龄，矿床具有明显的后生作用特点。

图2 川滇黔铅锌矿成矿带断裂构造及铅锌矿分布图（据刘文周等［2］，1996修改）

表2 各邻近矿床的硫同位素组成

表3 各邻近矿床铅同位素组成

综上所述，矿区是在地下成矿热液的作用下，将矿源层中的成矿物质溶解、运移，在断层破碎带及层间破碎带等成矿有利部位进一步富集，对原有的矿体进行后期改造。由此认为，铜厂河铅锌矿为层控型沉积—改造矿床。

4 结语

（1）铜厂河铅锌矿已知矿体均赋存于上震旦统灯影组第三段（Z2d3）炭质、泥质白云岩及正断层与层间破碎带中，矿体的产出部位严格受地层、断裂构造等因素的控制。与邻近矿区对比认为：矿石中的硫主要来源于地层，矿石铅模式年龄小于赋矿围岩年龄，显示出后期改造成矿的特点。因此铜厂河铅锌矿床为沉积—改造型硫铁矿、铅锌矿共生矿床。

（2）上震旦统灯影组弱蚀变白云岩，及发育于上震旦统灯影组白云岩中的层间破碎带和同生或后生断裂，是本区寻找铅锌矿的重要标志。

（3）本区为硫铁矿、铅锌矿共生的矿床，硫铁矿与铅锌矿在成矿深度上存在垂直分带性，硫铁矿位于上部，铅锌矿位于下部，由于剥蚀深度不大，上部硫铁矿保存完好，位于下部的铅锌矿的主体尚未出露。向深部有矿化增强的趋势，矿区很有希望扩大矿床规模。

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Analysis on Geologic Characteristic and Ore－controlling Factors of Pb－Zn Deposit in Tongchanghe Hanyuan

ZENG Lei，etc.
（Shcool of Environment and Resources，Southwest University of Science and Technology，Mianyang Sichuan 621010，China）

The Tongchanghe Pb－Zn deposit in HanYuan County is characterized by vein and stratoid output，small ore body，and symbiosis with Pyrite－lead and zinc.Pb－Zn deposits mainly occur in the third rock member of the Upper Sinian Dengying Formation（Z2d3）.The output position of ore bodies are concentrated in the crushed zone of the normal faults and interlayer，and significantly controlled by factors of strata，lithology，and structure.By analyzing on geologic characteristics and ore－controlling factors in the Tongchanghe Pb－Zn deposit，and comparison with the neighboring mines，this paper believes that this deposit is a stratabound deposition－transformation deposit.

Pb－Zn deposit；geologic characteristics；ore－controlling factor；Tongchanghe；Hanyuan Sichuan

P618.42

：A

：1009－8984（2014）01－0083－05

10.3969／j.issn.1009－8984.2014.01.020

2013－10－16

曾磊（1988－），男（汉），四川资阳，硕士主要研究矿产资源勘查与评价。