香花岭矿田长冲—黄沙寺地区铅锌铜矿床地质特征

吴南川， 鲁 艺， 黄小波， 杨齐智

(湖南省有色地质勘查局一总队，湖南 郴州 423000)

长冲—黄沙寺地区位于耒(阳)—临(武)南北向成矿带南段，处于南岭地区坪宝铅锌多金属矿田(宝山铅锌银矿、黄沙坪铅锌钨钼矿)与香花岭锡多金属矿田连接地段。该区地质工作程度较低，湖南省有色地质勘查局一总队于2014～2017年实施“湖南省临武县香花岭地区矿产地质调查”项目时，在该区采用了化探异常查证、矿点检查、深部钻探验证等综合工作手段进行了调查研究。本文结合该次工作对层控型铅锌铜矿床赋矿条件、控制因素、找矿前景进行了初步探讨；旨在寻找新的找矿靶区、扩大矿床远景。

1 成矿地质背景

该区位于香花岭短轴背斜向北倾伏端。核部地层为泥盆系跳马涧组碎屑岩、泥盆系棋梓桥组(D2q)～锡矿山组(D3x)碳酸盐岩，主要岩性为砂岩、不纯灰岩、白云岩等，两翼地层为石炭系不纯灰岩—白云岩(或含少量砂页岩)构成的一系列次级褶皱。香花岭短轴背斜倾伏端以及位于该背斜两翼且与之大致平行展布的两条北北东向区域断层F20、F10，构成该区的主体构造，由南向北贯穿整个矿区。

2 矿床地质特征

2.1 矿体特征

该区矿体(点)主要分布在香花岭短轴复式背斜两翼及向北倾伏端(图1)。从目前已查明的矿体特征分析，从南至北整个矿化带延伸达10余公里，分为三个矿段：

(1)龙公带矿段位于香花岭短轴背斜西翼，铅锌矿呈侵染状、细脉状分布在泥盆系棋梓桥组中段(D2q2)含生物碎屑白云岩的裂隙、微裂隙中，受层间破碎带控制，钻孔中见多个矿(化)体，平行产出且呈似层状、板脉状，矿体形态随围岩产状变化而变化，初步控制Ⅲ、Ⅳ号铅锌主矿体二个(图2)，特征如下：

图1 香花岭北部长冲—黄沙寺地区综合地质图

图2 长冲—黄沙寺地区成矿示意图

①Ⅲ号矿体由ZK3201等7个钻孔控制，矿体控制标高为+245～+15 m，矿体呈似层状，走向北东东，倾向345°，平均倾角26°，整体向西倾伏。矿体走向延长约1 545 m，倾向延伸200 m；单层矿体厚度1.08～10.92 m，平均厚度3.49 m，厚度变化系数68%，厚度较稳定；单样品位：Pb 0.12%～1.41%、Zn 0.92%～8.52%，0.3～5.7 g/t，平均品位Pb 0.33%、Zn 2.28%、Ag 2.8 g/t，品位变化系数：Pb 140%、Zn 100%、Ag 110%，较均匀。

②Ⅳ号铅锌矿体与Ⅲ号矿体特征相似，空间上位于Ⅲ号矿体下部且与之平行，矿体控制标高为+255～+25 m，矿体呈似层状，走向北东东，倾向345°，平均倾角26°，整体向西倾伏，矿体产状随围岩形态变化而变化，矿体厚度不均匀。矿体走向延长约920 m，倾向延伸385 m，平均厚度4.28 m，平均品位Pb 0.15%、Zn 1.92%、Ag 2.5 g/t。

以上矿体走向、倾向均未封边控制，矿体在次级褶皱核部或岩层转折部位厚度变大、品位变富。

(2)黄沙寺矿段位于香花岭短轴背斜向北倾伏端。铅锌、铜矿体受棋梓桥组含生物碎屑白云岩和隐伏的黄沙寺向斜的控制，大致表现为向北北东倾伏的似层状矿体(图2)。据钻孔资料显示，铅锌矿体沿倾向变化大，平均倾角14°，矿体中间厚，两端薄，且有分枝复合现象。现有ZK3等7个钻孔控制，控制矿体沿倾向延伸约1 100 m、沿走向约300 m；单层矿体厚度5.58～24.77 m，平均厚度10.8 m，厚度变化系数为89%；单样品位：Pb 0.05%～36.98%、Zn 0.03%～3.24%，平均品位：Pb 1.85%、Zn 0.62%，品位变化系数：Pb 70%、Zn 61%。

该矿段铜矿位于铅锌矿体上部，矿体呈透镜体状、似层状顺地层产出。矿体走向南东—北西，倾向北东，倾角约9°；沿倾向有ZK1、ZK3控制矿体倾向长约110 m，矿体未封边。单工程见矿厚度2.66～11.53 m，平均厚度7.10 m，单样品位0.34%～2.35%，平均品位Cu 0.94%。

(3)铜坑矿段位于香花岭短轴背斜东翼。铅锌锑矿呈脉状、团块状赋存于石炭系孟公坳组层间裂隙或角砾状灰岩的胶结物边缘，及泥盆系锡矿山组上段顶部泥灰岩、粉砂岩、含黑色泥晶灰岩中。矿(化)体主要受层间破碎带和层间小挠曲控制，矿(化)体走向近南北，倾向80°～85°，倾角40°～45°，呈似层状或透镜状产出；含Sb 2.77%、Pb 2.33%、Zn1.88%。

2.2 矿石特征

(1)主要矿物成分有黄铜矿、斑铜矿、辉铜矿、方铅矿、闪锌矿、辉锑矿；脉石矿物主要有白云石、方解石、黄铁矿，其次为石英、绿泥石、绢云母等。

方铅矿呈铅灰色，它—半自形，中细粒，成不规则状、成脉状分布于闪锌矿中或交代闪锌矿。

闪锌矿呈浅黄色—淡褐色，半自形—它形晶、聚晶状，与少量方铅矿相互交代、穿插，成分散状分布于层间裂隙中，或穿插、交代黄铁矿、磁黄铁矿和脉石矿物。部分钻孔中见闪锌矿呈侵染状聚合体顺层分布(图3)。

图3 龙公带层控型闪锌矿岩芯图

斑铜矿呈暗紫—兰色斑状锖色，它形晶、团块状、斑铜矿呈网格状、细脉状穿插于黄铜矿中，并交代黄铜、黄铁矿，斑铜矿与方铅矿、闪锌矿共生交代黄铁矿。

辉铜矿呈黑色，分布于斑铜矿边缘，二者共生一起成致密块状，并交代黄铁矿、方铅矿成不规则状分布其中。

(2)矿石主要化学成分：矿石中有用组分为Cu、Pb、Zn，主要伴生组分为S(龙公带矿段矿石中伴生S含量极低)。Cu、Pb、Zn在不同的矿石类型中，既可为主元素，也可为共生元素，或呈伴生组分出现。在铜矿石中，PbZn为共生或伴生元素。在铅锌矿石中PbZn为主元素，Cu元素为伴生组分或共生组分。

(3)矿石类型：①按主要有用元素的组合可分为铜矿石、铅锌矿石、铅矿石、锌矿石、铜铅锌矿石、锑矿石；②按矿石的结构、构造分为；致密块状矿石、角砾状矿石、小团块状矿石等；③按矿物的共生组合可分：黄铜黄铁矿矿石、黄铁铅锌矿石、方解石铅锌矿石、方解石锑矿石等。

3 矿床控制因素与成矿规律

3.1 矿床控制因素

(1)地层岩性条件：本区加里东运动之后，一度成为古陆，中泥盆系开始海浸，到晚泥盆系末，沉积环境由滨海—局限、半局限台地，而古地理环境经历了由半封闭的潮坪、泻湖，潮下浅水环境的变迁；因此，由外海和古陆风化带来的Pb、Zn、Cu等成矿元素不断进入半封闭的海水中与碳酸盐灰泥一起沉积下来，为本区成矿提供了丰富的物质来源。泥盆系棋梓桥组中段白云岩中含有较多生物化石，大量生物在成岩过程中产生的生物化学作用利于铜铅锌等元素形成硫化物堆积，该地层岩性中铜元素含量是涂和弗值的2.6倍，铅元素含量是涂和弗值的9倍，锌元素含量是涂和弗值的2倍，是矿区的主要矿源层。

(2)构造条件。①褶皱：矿区位于区域性香花岭短轴背斜两翼及向北倾伏端，核部岩层产状走向北北东，倾角一般30°～50°、局部可达60°～70°；沿倾斜方向有多组呈隐伏-半隐伏的次级褶皱，局部可产生强烈的挠曲；一般次级褶皱核部或转折端的矿体厚度大、品位高，反之则贫而薄。褶皱产生的形变或虚脱破碎空间控制着矿体的产出形态；②断裂：区内分布有北北东西、北东向、北西向、近东西向多组断裂。其中沿背斜两翼展布的F10(向东倾、倾角约70°～80°)、F20(南段向北西倾、倾角50°～70°，北段反转向东南倾、倾角60°～80°)两组北北东—近南北向的区域断裂，与香花岭矿田含矿构造F1、F30断层共同确定了本区的构造骨架。F10、F20两组断面在垂直方向上呈波状弯曲、组成断面的角砾灰岩中可见小的挤压褶皱，部分断面却成较平直的“镜面状”，面上见多组插痕；主断面两侧硅化破碎现象显著，局部具糜棱岩化；破碎带内岩石碎裂、变形、变晶、交代等现象常见，亦见侵染状铅、锌、铜、锑矿化；具有明显的压扭性特征及多期次活动特点。该两组断裂发育多组次级断裂，断裂旁侧的褶皱带核部往往是铅锌、铜、锑矿(化)体重要的赋存场所，亦是矿(化)体富集程度最好的部位，这些断裂起着为矿液物质运移通道的作用。

(3)围岩蚀变：以硅化、黄铁矿化、铁锰矿化、重晶石化为主，次为绿泥石化、白云石化等，其中硅化、黄铁矿化、铁锰矿化与矿化关系密切。

(4)矿床定位与空间展布：矿体赋存在泥盆系棋梓桥组中段(D2q2)白云岩地层中，顺层产出，矿体形态与地层产状一致；其次受褶皱形态变化的控制，褶皱构造的核部矿体往往厚而富。主矿体倾向北西(或东—北东)，倾角一般10°～30°，沿走向有呈波状弯曲，形成背、向斜形态，沿走向延伸数十米至1 000余米、倾向延伸数十米至数百米不等。

(5)地球化学特征：区内分布有1∶5万水系沉积物甲2类异常3处(AS1、AS2、AS3)，异常组合元素以Pb、Zn、Sb、Cu为主；各元素叠合性较好，有多处浓集中心。检查异常浓集中心往往分布有含矿铁锰帽或矿化断裂；因此，具有一定的找矿指示意义。

3.2 成矿规律

(1)矿体赋存规律。①铅、锌、铜矿体产于泥盆系棋梓桥组中段(Dq2)含生物碎屑白云岩层位中，是顺层整合矿体；②矿体品位铅与锌呈现此消彼长关系，反映出铅高锌低或锌高铅低(表1，图4)；③矿体厚度与品位有一定关系，厚度大品位相对较高，厚度小品位相对较低；④银与铅锌的相关性不密切，其相关系数为lg(Pb/Ag)=-0.85，lg(Zn/Ag)=-1.13，从基分样品化验分析显示本区银金属元素的含量低(基本上小于10×10-6)(图5)，与区域层控型矿床银元素含量低这一特征极相似；⑤根据矿石的结构构造特征与矿石中银元素含量极低等情况，认为该矿床的成因类型为“沉积+改造”型铅锌(铜)矿床。

表1 黄沙寺矿段Pb、Zn、Ag元素分析结果表

(2)控矿因素分析。矿体赋存在泥盆系棋梓桥组中段地层中，主要岩性为含生物碎屑白云岩(或云灰岩)，主要矿体于这套岩性中顺层产出；所以地层岩性是矿床的主要控矿因素。其次是褶皱构造，与矿体的形态产状、规模以及空间分布规律关系密切，褶皱构造的核部矿体厚而富。

(3)找矿标志。①地表氧化“铁锰帽”，往往与控矿导矿断裂相关，是找层控型铅锌(铜)矿的间接标志；②硅化、黄铁矿化、白云石化、铁锰碳酸盐化，是找矿的直接标志；③老窿分布较多，是矿(化)体在地表出露的直接证据，其分布规律也直接反映矿(化)体走向及赋存特征；④次级褶皱旁侧的各类矿化断裂，是找矿的重要依据。

图4 黄沙寺矿段PbZn元素品位关系图

图5 黄沙寺矿段Ag与PbZn元素相关性示意图

4 找矿靶区预测

(1)龙公带—南海塘铅锌矿靶区(图1)：位于香花岭短轴背斜西翼，面积18 km2。北北东向构造形迹明显，地表见多处氧化“铁锰帽”，靶区内有1处1∶5万水系沉积物Pb、Zn元素异常，呈北东向展布。已有7个钻孔验证到了泥盆系棋梓桥组中段生物碎屑白云岩中的层控型铅锌矿，沿近南北走向、倾向均未封边控制，具有较好的找矿潜力。

(2)黄沙寺铅锌铜矿靶区：位于香花岭短轴背斜向北倾伏端。区内有一处小型生产矿山，主采铅、锌、铜，矿体位于次级向斜核部及转折端，层控型铜矿位于层控型铅锌矿的上部，走向近南北，矿石中往往Pb含量高Zn低、反之亦然；生产品位Pb+Zn可达5%～6%，富矿体一般厚2～7 m，具有较好的开采价值。该矿山周边成矿条件与之类似的矿段面积达15 km2，地表断裂分布有氧化铁锰，具有指示意义，且工作程度较低，找矿远景较大。

(3)铜坑—南力村铅锌锑矿靶区：位于香花岭短轴背斜东翼，面积11 km2。含矿地层为石炭系孟公坳组下段(C1m1)云灰岩，地表有1∶5万水系沉积物Pb、Zn、Sb异常1处。异常北段南力村见有1处民采铅锌矿点，矿化体产于层间破碎带角砾岩中，倾向西、倾角30°；呈团块状、脉状、侵染状产出，具硅化、黄铁矿化蚀变，品位Pb 2.33%、Zn 1.88%。异常南段有3处民采锑铅锌矿点，单个民采老隆长约几米至数十米不等，矿脉呈透镜状、薄脉状产出，连续性较差，仅有硅化蚀变，黄铁矿、硫化物不发育，矿化体产状较混乱，矿化类型应为节理裂隙充填型。该靶区位于F10区域断层下盘，具有一定的找矿前景，适合地方边采边探。