广西河池五圩矿田铅锌锑多金属矿成矿地质特征及找矿潜力分析

胡乔帆，郝 波，刘 伟，徐文杰

(1.中国有色桂林矿产地质研究院有限公司，广西 桂林 541004；2.赞比亚谦比希湿法冶炼有限公司，赞比亚 基特韦市)

0 引言

广西五圩矿田位于丹池锡多金属成矿带南端(图1a)，是西南地区一个非常重要的金属矿产资源整装勘查区，该区矿化主要发育在五圩背斜轴部和西翼，由若干个相互平行侧列的硫化物多金属矿床组成，从西至东依次出现水落矿床(As-Hg-Pb-Zn-Sb-Ag-Mo)、芙蓉厂—三排洞矿床(Sb-Pb-Zn)、箭猪坡(Sb-Pb-Zn-Ag-Sn)、塘志—坡平(Sb)、九瓦—桥屯(Hg)矿(点)床组成(图1b)。五圩矿田自发现以来，不少学者从矿床地质、物质来源、构造特征、成矿阶段、矿物地球化学特征等方面对矿床的成矿作用进行了有益的探讨。邓宗立等人在1984年对珍珠坡(箭猪坡)矿床的物质来源问题进行了探讨研究，发现矿床的成矿元素Pb、Zn、Sb的含量均高于克拉克值的数十倍至数百倍，并推断矿床的硫源主要来自地壳下部的岩浆[1]；蔡建明等对五圩矿田内成矿特征及成矿物质来源进行了初步研究[2-3]；刘伟对箭猪坡矿床不同的成矿特征进行了讨论分析[4]；徐文杰分析了含锡矿石流体包裹体特征、矿石稀土元素特征，提出在五圩矿田寻找锡多金属矿的新思路[5]；常江通过化探异常特征以及流体包裹体等研究，提出区内成矿流体来自NE方向深部，矿体向NE方向侧伏，五圩背斜拐弯部位的北东翼以及已知矿体的NE方向是今后找矿方向[6]。

五圩矿田自20世纪70—80年代开展了工作后，多年来未开展系统的勘查工作，矿山经过多年开采，保有储量严重不足，急需在第二找矿空间(500～1500 m)开展深边部及外围勘探工作以解决矿山接替资源问题。2012—2015年，在广西找矿突破战略工作及老矿山深部和外围找矿的接替资源勘查项目的推动下，发现一大批有价值的找矿信息和线索，尤其是在箭猪坡矿床深部高程-200 m发现了石英脉型锡矿体，并具有很大的找矿潜力。本文通过对五圩矿田地质特征及成矿条件等进行综合分析，探讨五圩矿田的找矿潜力。

图1 五圩矿田地质简图

1 区域地质特征

五圩矿田位于丹池多金属成矿带南端。区内出露的地层为下泥盆统塘丁组(D1t)—中三叠统(T2b)；其中赋矿层位为下泥盆统塘丁组条带状绢云母泥岩夹砂岩(箭猪坡矿床)、中泥盆统罗富组泥灰岩(三排洞—芙蓉厂矿床)、上泥盆统榴江组、五指山组硅质岩(水落矿床)。

区域构造较为复杂，主要由五圩复式倒转背斜及一系列以NNW向为主的张扭性断裂组成，背斜轴向呈“S”型弯曲，为一东翼缓(20°～35°)，西翼陡(50°～80°)，局部倒转的不对称褶皱，两翼次级褶曲发育，轴向与主褶皱大致平行。核部出露中泥盆统塘丁组。

NNW走向断裂组是五圩矿田内最发育的一组构造形迹，主要发育在五圩背斜轴部和西翼，次有NNE向及EW向断裂，断裂具有多期次特点，早期以压扭性为主，晚期以张扭性为主。按空间展布，由西至东可分为拔旺—水峒断裂带、水落断裂带、三排洞断裂带、箭猪坡断裂带、塘志—坡平断裂及九瓦断裂带。各断裂带呈近等距(1.5～2 m)，规模不等，沿走向长3～10 km，矿田中规模最大的断裂为三排洞矿床中的F101断裂，长约9 km，倾向西，破碎带宽1～15 m，具斜冲擦痕、摩擦镜面、挤压透镜体及分支复合现象。该断裂可能在矿田成矿过程中起着矿液运移和容矿空间的作用。区域内地表没有岩浆岩出露。

2 典型矿床地质特征

2.1 水落砷汞矿床

河池市五圩矿区水落矿床位于五圩背斜西翼，岩层直立倒转现象普遍，沿走向和倾向次一级褶皱发育。在形成褶皱的同时，产生了一系列层间滑动破碎带，特别是软硬地层接触处最为发育。这些层间破碎带为矿液提供了运输和容矿空间，是矿床的容矿构造。其中F203、F213为水落矿床的主要控矿断裂，构造线走向NNW，均倾向SWW，倾角50°～80°，局部直立或倒转，沿走向、倾向呈舒缓波状起伏，延伸近5 km，矿体也呈脉状向NNW倾伏延伸，具分支复合、尖灭复现或再现特征。在走向上呈雁行排列，在倾向上呈波状延伸。而规模较大，品位较高的矿体常见于断裂分支复合部位，“入”字型相交部位。

水落矿床共发现有大小矿体52个，其中汞砷矿体10个，钼矿体22个，钼铀矿体2个，铅锌锑矿体17个，镍矿体1个。主矿体倾向延伸250 m，以汞砷钼矿为主[7]。矿石构造主要为致密块状和脉状，结构为他形—自形粒状结构，围岩蚀变主要有硅化、碳酸盐化。典型剖面见图2。成矿特征见表1。

图2 五圩矿田水落矿床54号勘探线剖面简图Fig.2 Sectional map of exploration line No.54 of Shuiluo deposit in Wuxu ore field

2.2 三排洞锌铅锑矿床

河池市五圩矿区三排洞矿床位于五圩背斜西翼，赋矿围岩为下泥盆统塘丁组及中泥盆统罗富组，区内岩层倾角较陡，局部倒转，沿走向及倾向可见次一级褶皱发育，在走向上呈雁行排列。矿区内断裂比较发育，主要为三排洞压扭性断裂带中的F101、F104、F105、F108等近于平行的断裂以及它们的次级断裂，其中F101为区域性断裂，其他为层间压碎带或斜交断裂。断裂走向南段为NNW，往北逐渐转为NE向，呈弧形向西突出，断裂面呈舒缓波状，该组断裂分布于下泥盆统的塘丁组和中泥盆统罗富组中，控制着矿体的产出形态。其中主断裂F101长大于9 km，倾向西，破碎带宽1～15 m，具斜冲擦痕、摩擦镜面、挤压透镜体及分支复合现象。石英、铁白云石等脉石矿物发育。三排洞矿床发现矿体10个，以铅锌锑矿为主，主要矿体J101控制延伸近1300 m，斜深400 m，矿体中矿石品位：w(Pb)=1.05%～4.76%，w(Zn)=0.46%～8.185%，w(Sb)0.14%～8.01%[8]。其他矿体控制工程较少，多为单工程控制(图3)。成矿特征见表1。

图3 五圩矿田三排洞矿床207号勘探线剖面简图Fig.3 Sectional map of exploration line No. 207 of Sanpaidong deposit in Wuxu ore field

2.3 箭猪坡锑锌铅银矿床

五圩箭猪坡矿床位于五圩背斜西翼，赋矿围岩为下泥盆统塘丁组灰黑色条带状及薄层状绢云母泥岩，箭猪坡矿床内褶皱、断裂构造发育，控制区内锑铅锌银锡矿体的产出，位于五圩背斜中部近核部附近，五圩背斜平均轴向340°，为不对称的复式褶曲。矿床内主要断裂为NNW向的张扭性断裂，倾向东，倾角65°～85°，沿走向和倾向呈舒缓波状，有“入”字型分支，部分呈雁行排列，宽度变化大，宽几厘米至10 m[9-10]。箭猪坡矿床目前共圈定矿体96条，且2012年新发现石英脉型锡矿体，矿体均赋存在NNW断层破碎带或断裂中，以充填型为主，平行展布，主要呈脉状、条带状产出。充填型矿化多发生在纵张裂隙及层间破碎带内，沿破碎带形成矿化不连续，形态不规则的束状和透镜状矿体，与围岩界线一般不明显。矿体成矿早期，断裂以压扭性为主，成矿期以张扭性断裂为主。围岩蚀变主要有硅化、碳酸盐化、黄铁矿化。典型剖面见图4。成矿特征见表1。

3 矿石特征

矿田内矿石组分较复杂，已发现的矿物有30余种，主要以硫化物为主，并以富含硫盐矿物为特点。金属矿物主要有硫化物(铁闪锌矿、闪锌矿、辉锑矿、方铅矿、黄铁矿)、硫盐矿物(脆硫锑铅矿等)、碳酸盐矿物(铁白云石、含锰菱铁矿、含铁菱锰矿)，非金属矿物主要有石英、菱锰矿、菱铁矿、白云石，方解石、绢云母。根据成矿作用特点，五圩矿田矿化期划分为三期，即沉积-成岩期、热液期和表生期；根据矿物组合、矿脉间的穿插关系，成矿阶段划分为5个，石英-硫化物阶段、石英-硫盐矿物-多硫化物阶段、锑硫化物-石英-铁锰碳酸盐阶段、砷银硫化物-石英(方解石)和无矿石英-方解石阶段。

表1 五圩矿田矿床成矿地质特征Table 1 Metallogenic geological characteristics of deposits in Wuxu ore field

4 成矿条件分析

4.1 地层与成矿

区内从下泥盆统—上石炭统中均发现有矿(化)体产出，其中产出最多的是下泥盆统，占整个地区的90%以上。根据区内主要地层的样品光谱分析统计结果(图5)[9]，各地层中几种主要成矿元素含量远高于克拉克值，其中Mo为2～16倍，Hg为285～420倍，Sb为40～240倍，Pb为2.8～8倍，Zn为2.2～7倍，As为28～70倍。这一高背景值的地层反映了该区存在较强的成矿作用。

区内围岩的物理化学性质和岩性组合对成矿起着相当重要的作用。区内岩性组合有泥岩、碳酸盐岩、泥岩-碳酸盐的岩性组合，其中泥岩-碳酸盐岩组合最有利于成矿。由于泥岩孔隙度小，渗透性差，当矿液沿构造裂隙上升的时候，泥岩起着隔档层和盖层的作用，使矿液集中在密闭的构造裂隙中充填成矿。

4.2 构造与成矿

五圩地区地处丹池成矿带的南段，受丹池褶断带中的五圩短轴背斜控制，在背斜中发育了次级褶皱和断裂，特别是NNW向的断裂带最为发育，为区内各矿床成矿物资来源和富集创造了良好的通道和场所。断裂带的特征，不但控制了矿带和矿床的位置，而且也控制了矿体的产状和形态(图6)。

4.3 岩浆岩与成矿

五圩矿田未见岩浆岩出露，但根据2013年在五圩矿田实施的重力剖面测量，从水落矿床至箭猪坡矿床，重力异常总体呈西低东高的特点，最低值为-13.19×10-5m/s2，最高值为6.74×10-5m/s2，岩体顶界面埋深为2400～2800 m。根据岩石密度测定结果，泥岩、碳酸盐岩密度平均值为2.71 g/cm3，构成高密度背景，花岗岩类岩石密度平均值为2.61 g/cm3，推测重力低异常应为花岗岩引起。

图4 五圩矿田箭猪坡矿床300号勘探线剖面图

1—下泥盆统塘丁组 2—矿体 3—泥岩 4—钻孔

图5 五圩矿田各地层Mo、Hg、Sb、Pb、Zn、As元素含量变化曲线Fig.5 Variation curve of Mo， Hg， Sb， Pb， Zn， As elements of the different strata in Wuxu ore field

图6 五圩地区矿带分布示意剖面图Fig.6 Schematic section map of ore belt distribution in Wuxu area

岩体局部突起是岩浆活动相对活跃的地段，热变质作用相对强烈，导致围岩矿化蚀变，是形成工业矿床的有利地段。其与铅锌锑的成矿在空间上和成因上有一定的联系。岩浆活动不仅可为矿床带来初始的成矿热液及部分成矿物资，还可提供热源用以驱动热液向上迁移，促使围岩中的有益元素活化转移，并汇入到成矿热液中，并逐渐富集成矿。

5 成矿模式探矿

五圩矿田各矿体受五圩复背斜及其该背斜中发育的轴面劈理带和NNW—SN向断裂构造带控制。层位岩性对成矿起着一定的控制作用。本区下泥盆统塘丁组至上石炭统中均有矿(化)体产出，其中主要含矿层位为下泥盆统的塘丁组，其岩性多为绢云母泥岩、炭质泥岩、泥灰岩及泥岩。泥岩在这里起着良好的阻隔作用，阻止矿液向外扩散，有利于成矿元素的富集。为此，在泥岩覆盖层下面的白云质泥岩、绢云母泥岩、炭质泥岩、泥灰岩中的破碎带，有利于成矿。隐伏的岩浆岩是成矿物质的主要来源。依据河池NW向成矿带上所发现的矿床大都是岩浆岩后期形成的中低温热液矿床，加之五圩矿田地表虽然没有发现岩体，但是矿田内深部重力、磁测等物探资料推测在地下约2.5 km处存在隐伏酸性岩浆岩体。因此，五圩锑多金属矿的成矿物质应来源于中酸性火成岩，其成矿模式见图7。

6 找矿潜力分析

至目前的勘查及科研程度，可以初步认为，五圩矿田具有很大的找矿潜力，主要表现在以下几个方面：

1)五圩成矿带NW向构造极为发育，而且在五圩矿田存在一重磁异常[11-12]，这表明该区具有热液矿床所需要的构造—岩浆成矿条件。

2)箭猪坡铅锌锑多金属矿脉深部和南东的花洞地区，成矿地质条件良好，矿脉密集分布，脉组群侧列分布，延深大，物化探异常集中度比较明显，异常带基本沿NW向断裂构造带分布，综合异常叠加区与矿化带基本吻合，深边部具有一定的找矿空间，且深部有锡矿化出现。因此，该矿床深边部具有较好的找矿远景。

3)区内构造活动强烈，断裂发育，断裂构造为区内主要的导矿构造和容矿构造，单脉或脉组具有向南东侧伏的趋势，脉组群具有较大延深。且地层中成矿元素丰度高，地球化学异常发育，所处成矿地质条件有利。浅部以Pb、Zn、Sb等成矿为主，深部Sn矿化强度增高，以箭猪坡矿床为中心，成矿元素分带清晰，且指示深部可能出现中—高温元素组合成矿。

4)在箭猪坡矿床钻孔ZK300-1深部约580 m(高程-180 m)处均见锡矿化，其中在ZK300-1高程-183.48 m见真厚度达2.17 m、Sn平均品位为0.96%的石英脉型锡矿体。说明本区往深部锡矿化增强，存在一定规模的锡矿体，为下步勘查指明方向。根据近4年的深部钻探结果，箭猪坡矿区深部矿体延深依然存在(如ZK300-2延伸至深部高程-300 m至-400 m)，部分矿体在走向上、倾向上尚未圈闭，而且矿化较好，尤其是主矿体和盲矿体在深部仍具较大找矿前景，从而扩大了该区的找矿空间，在该矿带南、北两个延长方向及东部矿体倾向方向都是寻找隐伏矿体的有利部位。

图7 五圩矿田成矿模式图

5)通过在箭猪坡矿床开展的物探可控源、瞬变电磁工作，结果表明，物化探异常集中度比较明显，异常带基本沿北北西向构造带分布，综合异常区与矿化带基本重合，深边部具有较大的找矿空间。

6)在五圩三排东矿床中，除J101号矿体达到详查控制程度外，其余矿体控制程度较小，未完全控制住其规模，矿体沿走向和倾向均有可能延深。在水落矿床南北两端含矿构造依然存在，地质工作较少，具备一定的找矿前景。