甘肃省西和县地区地球物理特征及典型矿床浅析

陶城 郭超 朱绍伟

摘要：文章通过对甘肃省西和县地区地球物理特征分析，分析该地区主要地球物理特征与成矿之间关系，并通过对典型矿床的成矿分析，论述两者之间关系。希望为该地区地质工作提供指导。

关键词：西和县;地球物理特征;成矿

1.区域地质编辑

西成矿田区域上地层属于秦祁昆地层大区的秦岭地层区中的中秦岭地层分区（Ⅱ），北以武山一徐家店深大断裂带为界与北秦岭地层分区（I）为界，南以宕昌-江洛-风县断裂与泽库地层分区（Ⅲ）相邻。

中秦岭地层在西成地区主要出露泥盆系（D），而三叠系（T）、侏罗系、新近系（N）、第四系（Q）分布于西成矿田南部及西北部，与泥盆系呈断层或不整合接触。泥盆系（D）地层主要由下泥盆统吴家山组（D1w）、中泥盆统安家岔组（D2a）、西汉水组（D2x）和上泥盆统洞山组（D3d）组成。西成矿田位于西秦岭造山带中的中秦岭断褶带与南秦岭褶皱带的衔接部位，褶皱和断裂构造是区内主要构造类型，深部与浅部构造协调一致，构造线整体呈东西向，又被北东向、近南北向构造复杂化。区域内侵入岩发育，均为印支期酸性侵入岩，具有东多西少，北部以花岗闪长岩为主，南部以花岗岩为主的特征。大多沿黄渚关断裂分布。中酸性侵入体为印支期陆壳重熔交代型，由地槽坳陷堆积物经重熔—再生岩浆作用而形成。主要岩体由糜署岭花岗闪长岩基，黄渚关二长花岗岩株及花岗闪长岩株，厂坝二长花岗岩株，草关花岗闪长岩株及沙坡里二长花岗岩株等。

区域内脉岩的种类多，一般成群分布。如鞍山上一高松沟一带基性一超基性岩脉群;茨坝一冉家河一带的闪长岩、花岗闪长岩、花岗细晶岩脉;祁坝一三洋坝一带的花岗岩脉。

2.区域地球物理特征

2.1区域重磁场

西成铅锌矿田白研究区东南角（徽县）至西北角布格重力场由-182×10-5m/S2递减到-261×10-5m/s2，总体上东部重力场高西部低，白东向西呈不规则扇形分布，铅锌矿床主要分布于低缓重力场边沿梯度带上。

布格重力剩余异常由多个高值和低凹异常组成，其中布格重力剩余高值异常主要分布于南北两侧，中部由多个低凹异常呈串珠状近东西向分布，构成多个近等轴状低值异常，西和、厂坝一华家湾异常最低达-4.5×10-5m/s2，铅锌矿床主要分布于低剩余重力场边沿及其梯度带上。

航磁剩余异常在西成铅锌矿田中部总体为正异常，由多个相对高值异常组成，自东向西可分为4个异常带，洛坝异常、元坝子异常呈南北向分布、厂坝一向阳山一毕家山异常由3个高异常组成、邓家山一页水河异常，铅锌矿床主要分布于航磁高值剩余异常中，厂坝一向阳山一毕家山和邓家山一页水河异常最为明显，表明航磁高值剩余异常为进一步找矿可以提供一些新的启示（图1）。比如：在元坝子铅锌矿床点南北两侧、厂坝西北地段、邓家山一页水河西南段的岩性一构造有利部位进行异常查证。

2.2区域岩石物性参数特征

西成铅锌矿田含碳或者含黄铁矿化的岩石一般具有较高的极化率值（5.80%～33.30%）。块状铅锌矿石的极化率值（平均39.46%）高于条状矿石的平均极化率值（30.45%）。各类岩矿石的电阻率值无明显的差异，含碳岩石的电阻率在数十至数百欧姆米范围内。厂坝一向阳山各矿床均有不同程度的白电梯度异常反映，其梯度值一般在2.5mV/m～5mV/m之间，极值达15mV/m～35mV/m。产在碳酸盐岩中的矿体，其近矿围岩及局部地段含炭质时形成间接自电找矿效果，其电位值一般为- 50mV—lOOmV，最大异常值达一360mV，电位梯度为正负lOmV/m。产于碎屑岩系统中致密块状富矿石，氧化率发育较好时，则有较规律的白电响应，其白电梯度异常有时不明显。区域范围内均无山形，大地电场等干扰影响，含碳岩层是各类电法异常的主要因素，而含碳与成矿作用又有较密切的成因联系。因此，电法找矿是本区找矿的有效手段。

岩石、矿石、碳质三者的极化率、电阻率差异明显。

（1）极化率增高的趋势：灰岩一千枚岩一含碳含矿灰岩一铅锌矿石一块状黄铁矿。（2）电阻率的增高趋势;含碳灰岩—铅锌矿石一块状黄铁矿一千枚岩一灰岩。（3）矿石的极化率高于岩石的极化率，相反矿石的电阻率则低于岩石的电阻率。

3.典型矿床特征——毕家山铅锌矿床

3.1地層

研究区出露的地层为泥盆中统安家岔组（ Da），它又可分成下部厂坝层层（ Dal）和上部焦沟层（Da2）。

（1）厂坝层（Dal）：前已述及该层是西成矿田内主要含矿层位，分布在孔子沟、毕家湾及毕家山背斜轴部，白12线以东，随着背斜的倾没，隐伏在上伏岩层之下，地形外观呈陡岩峭壁，所见的厚度30m—1236m。本层是一套成分、结构构造及生物化石含量不同的碳酸岩系，上部岩性破碎，含炭质较高，生物化石主要有珊瑚、层孔虫、腕足类及海百合茎，密集处可达40%—60%，不易辩别这些化石的种属。（2）焦沟层（Da2）：为一套滨海一浅海相的碎屑岩，是碎屑岩和不纯含镁碳酸盐岩的混合沉积层，底部碎屑岩所占比例大，粒度较粗。向上化学沉积逐渐增多，形成一套由粗一细的复理式建造。

3.2矿体规模、形态及产状

勘探范围3-33线，长2114m，宽约400—500m范围内，大于l.Om及大于米百分值的计有百余个矿体。其中编号矿体26个。即主矿体2个为I、Ⅳ号，次要矿体7个为II、Ⅲ及Ⅳ号矿体群的Ⅳ-2、Ⅳ一3、Ⅳ一7和V、6号矿体。研究区以毕家山背斜为主体控矿构造，该背斜轴向N70。E，NEE向延伸，西部紧闭，向东倾伏并逐渐散开，倾伏角10°—23°;南翼倒转，北倾50°—70°;北翼正常，北倾54°—80°。背斜轴部地层为安家岔组下部结晶灰岩，两翼为安家岔组上部千枚岩层。矿体产于结晶灰岩与千枚岩接触带上的矿体：这种矿体受两种不同岩性构造剥离空间控制，呈鞍状、透镜状。这种矿化类型规模大，品位富，延展稳定。如Ⅳ号矿体。

Ⅳ号矿体：980m以下Ⅳ号矿体分布于8A～34线之间，长1343m，赋存于F5断层下盘的结晶灰岩与千枚岩的接触线上，总体与地层产状一致，呈似层状、透镜状与围岩整合产出。含矿层位稳定，向下最低标高控制到813m。控制垂深167m。980m以下Ⅳ号矿体平均品位Pb： 1.22%、Zn：4.97%。矿体在980m中段及以下呈断续分布，形态完全与灰岩与千枚岩接触界面形态一致，呈“S”状，随毕家山背斜南翼的次级褶曲而弯曲，在10A-20線间，表现的尤为明显。矿体总体走向N65°—85°E，倾向不定，呈南东或北西倾，倾角50°—80°。矿体上盘为结晶灰岩，下盘为方解千枚岩，岩石完整稳定。

3.3成矿物质来源及成矿流体的性质

硫及金属元素：硫主要来源干中泥盆世时海水，虽有生物硫与降雨硫的参与，未改变富集重硫的特征。铅主要源于古老基底层。异常铅的出现，强调了海西一印支期动力再改造对最后富集成矿的重要性。

成矿流体温度在150℃～300℃之|司，盐度大约为16.30WT%—17.20WT%.K+～Ca艹～SO4一～Cl-为成矿流体的主要成分。

3.4成矿阶段

热水沉积阶段：海西～印支期，西秦岭处于杨子大陆的边缘构造环境，是在拉张条件下形成的拗陷单元，岩浆活动不仅是高热流区，而且是拉伸断裂不断出现的地区。这种环境为大气降雨和海水回灌提供了有利条件。当液体回灌至古老地层深部时，最先淋滤出化学活动性最强的Cl-、Na+、K+、Ca艹、Mg艹等。

动力再造阶段：海西～印支期，西秦岭冒地槽的褶皱回返出现南北向巨大构造应力运动，早期形成的地层和矿层同时发生褶皱，千枚岩与灰岩之间产生层间剥离，沉积成岩期形成的硅质岩，矿体等发生碎裂。由于褶皱而产生的裂隙，地表水有条件不断向下渗透，淋滤围岩的成矿元素和S102。当这些溶液至剥离空间时，与活化了的Si02混合。地下热卤水环境学也因产生裂隙而出现压力释放，致使合矿溶液上升，它们都在剥离空间沉淀。毕家山矿床的最后形成是与造山运动而产生的动力挤压同时完成的。

4.矿床成因

根据上述矿体赋存规律及其他地质特征，认为人土山铅锌矿床与前人对西成铅锌矿带所划几种类型不同，该矿床属于热液型。

本矿床远离火成岩体，在成矿上与火成岩无明显的亲缘关系;矿体产于灰岩层内特定的岩石中，即硅化灰岩一石英方解石脉带中，含矿岩石很明显是由于热液蚀变作用形成的，热液物质充填作用及交代变质作用清晰;矿体中矿石呈条带状、不规则及不均匀细脉状、团块状，在铅锌矿石中，方铅矿、闪锌矿均有粗粒和细粒相伴出现，且矿化程度变化很大，铅锌品位高低差别悬殊，显示矿化作用与特定层位没有联系，即铅锌元素富集过程不是发生在沉积阶段。

参考文献：

[1]袁学诚.中国地球物理图集[M].地质出版社，1996.

[2]甘肃省区域地质志，2015年新编（未出版）.