周国强
(甘肃省有色金属地质勘查局天水矿产勘查院,甘肃 天水 741025)
安家庄铅锌矿位于中秦岭盆地东部,该地区属于秦岭多金属成矿带,成矿条件良好。初步的地质勘查显示,该地区的铅锌矿异常,而且铅锌矿相对集中,具有较强的开采潜力[1]。本文在对该矿区的地质条件分析的基础上,对于矿体的构造、成矿背景、成矿成因等多种因素进行分析,为后续的开采提供依据。
(1)地层。矿区主要出露地层为泥盆系、第四系。①泥盆系安家岔组(D2a)主要出露的岩性为灰色薄~中厚层粉晶灰岩、含晶粒粉晶灰岩,褐黄色~褐棕色、黄绿色含绢云母钙质粉砂岩、含炭质粉砂质绢云母千枚岩、粉砂质绢云母千枚岩夹生物灰岩扁豆体,该层微斜层理发育,局部夹有扁豆状生物灰岩较多,与下伏地层界线清楚,呈整合接触少量分布于矿区东南部。②泥盆系中统上部西汉水组(D2x)主要出露的岩性为浅灰~褐灰色钙质粉砂岩、细粒石英砂岩、粉砂质绢云母绿泥石板岩、含绢云母粉砂质生物屑灰岩扁豆体;该层层理清晰,斜层理及波痕发育,沿走向中部较两侧出露厚度大,且岩性变化不大;与上覆地层界线清楚,呈整合接触。
(2)构造。矿区构造以褶皱构造为主,断裂次之,断裂主要发育北西向F1、F2和东西向F3、F4两组。其中东西向断裂控制着矿化体的形态、规模、产状及展布,北西向断裂为后期断裂,对地层及矿化体起破坏作用。
F1断裂:平推断层,位于勘查区廖家沟南,地貌上表现为高约20m,宽约50m的断层崖,断层三角面近于直立,走向340°。呈北西-南东向沿沟展布,长约200m,造成地层不连续,规模不大。F2断裂:平推断层,位于勘查区大石板沟沟东南,断层面被第四系覆盖,沟两侧三角面发育,走向340°,长约300m,规模不大。F3断裂:逆断层,位于勘查区中部,地貌上表现为高约5m,宽约10m的断层崖,断层三角面近于直立,倾向南,产状180°∠80°,呈东-西向展布长约100m,该断裂为成矿断裂,控制着⑥号矿体的形态、规模、产状及展布等特征。F4断裂:逆断层,位于勘查区廖家沟沟东,地貌上表现为高约10m,宽约50m的断层崖,断层产于灰岩中,断层面上见有少量的断层擦痕,具有褐铁矿化蚀变,断裂倾向南,产状176°∠82°,呈东-西向展布长约150m。
(1)矿体地质特征。通过地表槽探工程揭露和深部钻探工程验证,在勘查区共圈出铅锌矿体11条,矿体受层位和层间裂隙控制,形态呈透镜状。矿体特征如下(详见表1)。
表1 安家庄铅锌矿体特征一览表
(2)矿石矿物成分。矿体矿物组合简单,矿石矿物主要为闪锌矿、菱锌矿,少量方铅矿、黄铁矿等;脉石矿物由围岩及后期石英—方解石脉成分组成。
闪锌矿:纯灰色,半自形粒状,粒径1.0mm~3.0mm,均质性,沿边缘及裂隙常被氧化为菱锌矿,1.8%。菱锌矿:深灰色,微细粒状集合体,白色内反射色,分布于闪锌矿裂隙及边缘,0.2%。方铅矿:白色,它形粒状,粒径d=0.01mm,均质性,可见交代闪锌矿现象,微量。黄铁矿:淡黄色,横切面呈自形多边形,均质性,微量。
脉石矿物:粉晶灰岩:主要由粉晶方解石,少量石英、绢云母、绿泥石等组成,方解石及石英粒径d=0.02mm~0.05mm。53%
(3)矿石类型。将勘查区内的铅锌矿体划分出氧化带和原生带,氧化带主要分布在地表或临近地表的采矿老硐中,氧化带的标高因矿体不同而各有差异;原生带主要分布于深部钻孔控制的矿体中。
根据铅锌矿石的自然类型,氧化铝<10%的为原生硫化矿石,10%~30%之间为混合矿石,≥30%的为氧化矿石。勘查中划分出氧化带和原生带,分析不同带的矿产情况。由于矿石中主要有用元素为Pb、Zn,而Pb、Zn在矿石中呈共生关系,无明显的分带现象,在采矿时不能单采,因而矿石工业类型为铅锌矿石。
(1)矿体围岩特征。从矿体的围岩来看,主要由粉晶灰岩、微晶灰岩构成,其中围岩的铅品位在0.005%~0.3%之间,锌品位在0.01%~0.44%之间。粉晶灰岩呈浅灰—深灰色,致密结构,晶状结构以及层状构造,主要是由方解石、白云、炭质以及少量石英构成;微晶灰岩是由白云母和微晶方解石构成的岩石结构,其中白云母与方解石均无色透明,灰岩中海洋油黑色不透明的黄铁矿,其横切面呈正方形。
(2)围岩蚀变。矿体与围岩界限清楚,近矿部位有弱硅化、黄铁矿化、碳酸盐化。对矿区内的典型矿体地表进行分析,从矿体地表圈出一条夹石,其围岩为粉晶灰岩,对该夹石的铅含量进行分析,铅品位在0.08%~0.16%之间,平均品位0.104%,锌最低品位0.08%,锌最高品位0.13%,锌平均品位0.10%。
(1)找矿标识。结合以往的研究以及铅锌矿的勘查情况,明确的找矿标识如下:①中泥盆统西汉水组(D2x2-2)发育地区;②围岩蚀变,硅化强烈地段,见强烈的黄铁矿化石英方解石脉;③原生铅锌矿化露头及氧化露头,通过勘查可见铅锌矿以及氧化铅锌矿;④物化探异常分布地段,特别要注意与地层走向展布一致的化探次生晕异常;⑤老硐是直接的找矿标志和找矿线索。
(2)成矿条件分析。通过对矿区以及矿体进行研究,安家庄铅锌矿的勘查区位于西成铅锌矿田西部,大地构造位置处于秦岭褶皱系西秦岭海西褶皱带东段,该区域属秦岭多金属成矿带的西延部分。从该区域的地球化学分析可是,秦岭地区有六个地球化学异常分区,该区域正处于其中异常区域内。地球化学测量显示,该区域内的铅锌元素变动异常,具有铅锌多金属矿的条件。
对该地区的矿床进行分析,该区域内的矿床分布广泛,大型矿床有邓家山、中型矿床有叶水河与尖崖沟,还有包括侯家村、水贯子在内的小型矿床,这些矿床与散落的矿点集中分布于西-成铅锌矿带。该地区的铅锌矿带的勘查具有工业价值。
从本区域姚家沟的矿区发现7条矿体,铅锌矿主要赋存在薄-中层的粉晶灰岩。围岩与矿体界线清晰,可见黄铁矿化,矿体与围岩的产状一致,矿体围岩连续性好,特征稳定,具备开采价值。综合以上可知,该区域内的成矿条件有利,通过分析矿体的形成、成矿成因以及成矿阶段,能够为铅锌矿的普查提供依据。
(3)成矿阶段与成因。从该区域的铅锌矿情况来看,矿体与围岩的产状一致,而且矿物成分简单,具备层控矿床的特征,因此该区域的铅锌矿经历了两个主要成矿阶段。首先是原始沉积成矿阶段,该阶段主要是在原始时期,在一定力的作用情况下,海水中的铅锌物质与硫经过化学反应而沉寂下来,形成了原始的金属矿物。安家庄铅锌矿以硫化物和氧化物为主,该阶段形成了沿层理分布的金属矿物,在镜下可以观测到围岩结构。第二个阶段是在导矿热液的作用下,原始沉积的铅锌硫化物部分重溶,在外力的作用下,在断层、断隙等地方沉积下来,形成了铅锌矿体,在形成铅锌矿体之后,又经过了构造热成矿阶段,形成了现在的铅锌矿体结构,所以该矿区成矿属沉积-热液改造型。后期经过氧化期,形成了氧化后的铅锌矿,与硫化的铅锌矿共存。
(4)矿床阶段与成因。从该矿区的矿点观测可知,矿点集中分布于西-成铅锌矿带,矿区主要出露地层为泥盆系、第四系。
根据区域内的矿床分析,矿床的成因主要包括两个阶段。第一个为沉积变质层状型阶段,该阶段中户要是受到层位和岩相的影响,铅锌矿腹肌,向阳山、厂坝—李家沟的矿床相对典型。第二阶段为沉积—热液改造型阶段,该阶段主要受构造作用,后生特征明显。邓家山、尖崖沟的矿床较为明显,主要是受到层间断裂和背斜构造的影响,矿床进一步富集。该阶段的矿床形态较为复杂,金属矿物颗粒较粗,而且铅锌含量变化较大,围岩蚀变以碳酸盐化和硅化为主。
综上所述,安家庄的铅锌矿中铅锌分布密集,富集程度高,强度高,分带明显,矿点多在该矿区内,主要的找矿标识是老铜、断层破裂、铅锌矿化、围岩蚀变、氧化露头。本区的铅锌矿成因主要经过原始沉积和导矿热液两个成矿阶段,矿床经过沉积变质层状型和沉积—热液改造型两个阶段。本区的铅锌矿具有较大开采价值,可以成为良好的铅锌资源基地。