甘肃省西和县页水河铅锌矿床地质特征及找矿方向

秦术凯，杨永峰，罗伟

(1.四川省冶金地质勘查院，成都 610051；2.四川省冶金地质勘查局，成都 610041)

0 引言

甘肃省西和县页水河铅锌矿位于陇南地区著名的西成铅锌矿田。陇南地区明代就有银矿开采的历史，较为系统的地质调查研究始于20世纪40年代；新中国成立后，地质部门对该区实施了多轮区域地质调查研究①②[1-3]。1966—1991年，甘肃省有色金属地质勘查局(原称西北冶金地质勘探公司、甘肃省冶金地质勘探公司)组织力量在西成地区实施了大规模地质勘查和综合研究工作，先后对厂坝、李家沟、向阳山、尖崖沟、邓家山、页水河、毕家山等铅锌矿床，成功探明了西成超大型铅锌矿田③[4-12]。1978—1980年，原甘肃省冶金地质二队对处于矿田南带西段的页水河铅锌矿进行了地质勘探，提交了《甘肃省西和县页水河铅锌矿找矿评价报告》，查明矿床的资源储量规模为中小型④⑤[13-14]。

经过多年的开采，矿区浅表部位的矿石已基本采空。但在生产探矿的过程中，矿区深部获得较好的探矿成果，矿床规模可扩大至中-大型。本文谨就矿区地质特征、控矿因素及找矿方向进行阐述，旨在为矿区的下一步生产探矿提供参考。

1 区域地质背景

甘肃省西和县页水河铅锌矿位于西秦岭铅锌(金)多金属成矿带之西成铅锌矿田的南西段。大地构造位置属秦岭造山带(Ⅱ)西段中秦岭南缘印支-海西期褶皱带(Ⅲ)与南秦岭北缘印支褶皱带(Ⅲ)的衔接部位，区域构造线呈近EW向展布。

(1)区域地层。区内的主要地层为泥盆系，为一套浅变质的类复理式沉积建造，属裂陷海槽环境沉积，主要的岩性有灰岩、生物灰岩、千枚岩、砂岩、粉砂岩等，总厚度大于2500 m。第四系主要分布在本区西北部，古近系、下白垩统、中侏罗统和下-中三叠统在本区南东部局部产出，中-上二叠统仅在本区东部有零星分布(图1)。

图1 西成铅锌矿田地质图(据注释②和文献[2], 修编)Fig.1 Geological map of the Xicheng Pb-Zn ore field1.第四系；2.古近系甘肃群；3.下白垩统鸡山组；4.中侏罗统龙家沟组；5.下-中三叠统任家沟组；6.中-上二叠统十里墩组；7.上泥盆统双狼沟组；8.上泥盆统红岭山组；9.中泥盆统黄家沟组；10.下泥盆统安家岔组；11.下泥盆统海酒山岩组；12.下泥盆统吴家山岩组；13.三叠纪花岗闪长岩；14.三叠纪石英二长闪长岩；15.三叠纪闪长岩；16.三叠纪花岗闪长玢岩；17.晚古生代基性-超基性岩；18.地质界线；19.不整合接触界线；20.断裂；21.主要铅锌矿床

(2)区域构造。本区经历了海西、印支和燕山等多期构造活动，褶皱、断裂构造十分发育。区域主体构造为近EW向产出的广金坝—吴家山复式背斜，背斜的核部为下泥盆统，南北两翼中泥盆统和上泥盆统顺序出露；在区域西南部见有次级的背斜或倒转背斜产出，页家河矿区即受到一次级倒转背斜的控制。复式背斜的南北两翼断裂构造发育，对复式背斜造成改造和破坏，复式背斜南翼的人土山—江洛断裂构成秦岭印支褶皱带与海西褶皱带的分界，断裂呈NEE向，区域延伸达300 km，断裂南侧形成中-新生代沉积盆地，沉积了三叠系—古近系；复式背斜北翼的董河—黄渚关断裂呈EW向，延长近200 km，断裂切割了泥盆纪地层。区域褶皱和断裂对西成铅锌矿田具有明显的控制作用，在复式背斜轴的两翼、南北两大区域断裂之间形成的2个矿带，页家河铅锌矿即产于南矿带的西段。

(3)区域岩浆岩。区内岩浆岩主要分布在广金坝—吴家山复式背斜两翼，形成南北2个岩浆岩带，一系列中小型岩株断续产出，主要为印支期侵入岩，岩性主要为花岗闪长岩、石英二长闪长岩和闪长岩等；有许多中酸性岩脉产于泥盆系中，岩脉的走向不一，规模不大，主要受局部断裂或层间断裂的控制；中酸性岩浆岩与区域铅锌矿具有成因联系。另见有少量基性-超基性岩体出露于复式背斜的核部附近。

(4)区域矿产。在西和县—成县间的泥盆系分布区，形成了数量较多的中-大型铅锌矿床，如页水河、邓家山、厂坝、李家沟、郭家沟、洛坎坝铅锌矿等，构成了著名的西成铅锌矿田[4-14]。近年来还发现有多处金矿床(点)[15-17]。

2 矿区地质特征

2.1 地层

西和县页水河铅锌矿区出露地层主要为上泥盆统红岭山组(D3hl)和双狼沟组(D3sl)，为一套浅变质岩系，岩性变化较大；沟谷中见第四系冲洪积物(图2)。

图2 西和县页水河铅锌矿床地质简图(据注释①, 修改)Fig.2 Geological map of the Yeshuihe Pb-Zn deposit1.第四系：黄土坡积-冲积物；2.上泥盆统双狼沟组：绢云母千枚岩夹薄层灰岩；3.上泥盆统红岭山组第五层：中厚层灰岩夹薄层灰岩及方解石千枚岩；4.上泥盆统红岭山组第四层：方解石千枚岩夹少量薄-中厚层灰岩；5.上泥盆统红岭山组第三层：中厚-巨厚层灰岩夹方解石千枚岩；6.上泥盆统红岭山组第二层：方解绢云千枚岩夹薄-中厚层微粒灰岩；7.千枚岩；8.地质界线；9.断裂；10.铅锌矿体；11.铅锌矿化体；12.隐伏矿体

(1)双狼沟组(D3sl)。矿区内仅出露双狼沟组下岩段的部分地层。岩性为方解绢云千枚岩夹薄层微粒状灰岩，局部有绿泥石绢云母千枚岩、含碳绢云母千枚岩、含碳薄层微粒状灰岩。该岩段层位稳定，岩相变化较大，基本不含生物化石，厚度大于100 m。

(2)红岭山组(D3hl)。是矿区的主要出露层位，自上而下分为5层，其中，第一层、第三层和第五层为含矿层位，均有铅锌矿体产出；矿区的铅锌矿体主要赋存在第三层和第五层之中。

第五层(D3hl5)。岩性为中厚层-巨厚层微晶-隐晶灰岩，浅灰色、深灰色及灰黑色中厚层(生物碎屑)微粒灰岩夹薄层微粒灰岩，少量方解石千枚岩。该层为矿区重要的含矿层位。

第四层(D3hl4)。该层岩性稳定，为方解绢云千枚岩、方解千枚岩，夹有少量薄-中厚层状微粒灰岩，向深部相变为薄层灰岩夹千枚岩，或相变为薄层灰岩。富产海百合等化石，厚20～40 m。该层可作为标志层，矿体主要分布在该层之上、下两侧的灰岩中。

第三层(D3hl3)。岩性为中厚层-巨厚层微-隐晶灰岩夹少量方解千枚岩，产珊瑚、腕足类化石，厚70～170 m。该层灰岩较纯，但岩相变化较大。该层为矿区的含矿层位。

第二层(D3hl2)。主要为方解绢云千枚岩夹少量薄-中厚层微粒灰岩，含大量的珊瑚、腕足类化石。该层厚度变化大，东部仅厚20～30 m，西部厚达140～180 m，该层顶部与底部均有碳质方解千枚岩产出。

第一层(D3hl1)。岩性为中厚层微粒灰岩夹少量方解千枚岩；生物碎屑含量较多，主要为腕足类、海百合及珊瑚。出露于页水河野鸡沟一带，厚度大于100 m。

2.2 构造

(1)褶皱。西和县页水河铅锌矿区处于页水河背斜内，背斜核部位于页水河—野鸡沟一带，呈近EW向展布，出露地层为中泥盆统红岭山组，北翼地层倾向0°～10°，倾角60°～70°；南翼地层倾向180°～190°，倾角45°～55°，属于北陡南缓、向北歪斜的不对称背斜，局部向N倒转，轴向约为100°，向E倾伏，倾伏角9°～10°。其间次级褶皱及小揉皱十分发育，多呈紧闭或倒转的复式褶曲。区内铅锌矿体常产于复式褶曲鞍部及两翼的层间破碎带及虚脱部位。

(2)断裂。矿区内断裂可分为3组。第一组为近EW向推覆断层，倾向S，倾角55°～70°，长几百米至几千米不等，多为成矿前断裂，个别小矿体沿断裂产出；第二组为NE向扭性断裂，规模较小，多为成矿后断裂，对矿体有一定的破坏；第三组为近EW向展布的层间断裂破碎带，尤其是刚性层(灰岩)与柔性层(千枚岩)之间的虚脱断裂，对铅锌矿化具有控制作用。

2.3 岩浆岩

西和县页水河铅锌矿区内岩浆岩不甚发育，仅见有少量蚀变的闪长岩脉、闪长玢岩脉和辉绿玢岩脉等，这些岩脉与成矿未见直接的关系。

3 矿床地质特征

3.1 矿体特征

西和县页水河铅锌矿区内矿化范围东西长1800 m，南北宽600 m，近EW向展布，以背斜轴线为界分南、北2个矿带。矿体主要分布在31线—104线之间，共圈出铅锌矿体15条，主矿体3条(N1、N4、N12号矿体)；矿体近EW向展布，受几组平行的层间破碎带控制，矿体产状与围岩产状基本一致，呈波状起伏顺层产出，倾角23°～85°。矿体形态为似层状、透镜状，并具有分支复合、膨大缩小、尖灭再现的特点(图2)。

N1号矿体。产于红岭山组第五层顶部的灰岩中及与千枚岩的接触部位，分布于10线—23线间，呈似层状，矿体长425 m，沿倾向延深120 m，平均厚度3.20 m，平均品位为w(Pb)=1.25%、w(Zn)=5.86%。矿体顺层产出，产状与围岩基本一致，0°～10°∠65°～75°。

N4号矿体。产于红岭山组第五层顶部灰岩中，分布在22线—72线间，似层状，矿体长650 m，斜深190 m，平均厚度3.12 m，平均品位w(Pb)=1.09%、w(Zn)=3.19%；矿体自浅部到深部有长度变小、厚度变薄、品位变低的趋势。矿体产状356°～50°∠61°～85°。

N12号矿体。产于红岭山组第三层顶部的灰岩中(局部夹碳质千枚岩)，分布在32线—104线间，呈似层状，矿体在地表仅32线有出露，长120 m，矿体整体向E侧伏，赋矿标高1510～1830 m；矿体长1015 m，斜深360 m，矿体厚度2.31 m，平均品位w(Pb)=1.31%、w(Zn)=5.28%；矿体产状与围岩基本一致，358°～10°∠64°～77°；该矿体向东部及深部仍有一定的找矿潜力。

3.2 矿石特征

矿石结构构造：矿石主要为团块状、浸染状、层纹状、条带状、细脉状及少量角砾状构造；半自形-他形粒状结构、细晶结构、不等粒结构，局部见揉皱结构(图3)。

图3 典型矿石特征照片Fig.3 Photos of typical ore characteristicsa.团块状矿石；b.条带状矿石；c.揉皱结构(方解石细脉)

矿石矿物组分：矿石矿物主要为闪锌矿、方铅矿，次为黄铁矿、黄铜矿、磁黄铁矿，次生矿物有褐铁矿、菱铁矿、白锌矿、孔雀石等；脉石矿物主要为石英、方解石，次为铁方解石、铁白云石、绿泥石、绢云母及碳泥硅质物等。

矿石组分特征：有用组分主要为Pb和Zn，平均品位w(Pb)=1.56%、w(Zn)=5.44%，单样品位可达28.2%，矿石中以Zn为主，铅锌比值为1∶4；伴生有益元素有Ag、Cd、Ge等，w(Ag)=3.5×10-6～88×10-6、w(Cd)=0.002%～0.051%、w(Ge)一般小于0.001%(最高0.0026%)。矿石中铅锌、铅银、锌镉含量变化均呈正相关关系(表1, 图4)。

图4 N1号矿体Pb、Zn、Ag、Cd元素相关性曲线图Fig.4 Correlative curve of Pb, Zn, Ag and Cd of ore body N1

表1 矿石化学多项分析结果Table 1 Multi-elements analysis

矿石类型：矿石自然类型在中深部以硫化矿石为主，浅表为氧化矿石、混合矿石。

3.3 围岩蚀变

矿区围岩蚀变不明显，一般局限在矿体及矿化体中，蚀变宽度一般与矿体、矿化体的宽度相似，5～10 m，最宽达20 m，界线较为清晰，但不规则。蚀变以硅化为主，次为碳酸盐化、黄铁矿化、绿泥石化，铅锌矿与硅化极为密切，次与碳酸盐化、黄铁矿化、绿泥石化有关。

硅化作用分为3个阶段，多阶段的硅化使灰岩中的方解石几乎全部交代成石英，伴随3阶段的硅化形成3个世代的石英(表2)。

表2 硅化形成的3个世代石英特征Table 2 Characteristics of the three generation's quartz

4 控矿因素及找矿标志

4.1 控矿因素

(1)层位控制：矿区的铅锌矿体主要赋存于上泥盆统红岭山组第三层和第五层中，矿体多呈似层状，且具多层性，含矿层的延展方向与地层产状一致，说明矿带具有严格受层位控制的特征。

(2)岩性控制：区内矿体主要与生物灰岩和千枚岩关系密切，含矿岩性以灰岩为主，少数为千枚岩，矿体围岩界限清晰，表明矿体的产出受特定岩性的控制。

(3)构造控制：区内矿体主要赋存于褶皱构造的转折端、两翼岩层虚脱部位(尤其是脆性层与柔体层之间的虚脱部位)，部分产于断裂构造中，矿体的产出与构造密切相关。

(4)生物作用：在矿体近矿围岩中，碳质含量普遍较高，生物化石及生物碎屑较多，常形成含碳质灰岩、生物灰岩和生物碎屑灰岩，表明区内成矿常与由生物转化形成的碳质组分有关。

4.2 找矿标志

(1)地层岩性标志：矿区铅锌矿主要产于上泥盆统红岭山组第三层和第五层灰岩与碳质千枚岩(板岩)的接触部位。千枚岩和板岩具有阻挡矿液的功能，而灰岩性脆易破碎，孔隙发育、构造空间发育，其为成矿提供了良好的物理条件；同时含矿层及围岩中Pb、Zn等元素丰度较高，其中厚层生物灰岩w(Pb)=410×10-6，碳质千枚岩中w(Pb)=38×10-6、w(Zn)=992×10-6，为区内铅锌成矿提供了有利的地球化学条件。因此，红岭山组富生物灰岩、碳酸盐岩与千枚岩、板岩的接触部位是找矿的地层岩性标志。

(2)构造标志：区内铅锌矿多产出于褶皱的转折端、揉皱构造发育和层间虚脱部位、生物灰岩与千枚岩的层间滑动面及产状变化处，这些构造部位是区内铅锌矿的找矿构造标志。

(3)围岩蚀变标志：区内铅锌矿体常与石英脉、方解石脉密切相伴，因而与成矿有关的硅化、碳酸盐化(网脉状)、黄铁矿化和绢云母化等是近矿围岩蚀变标志。

(4)碳质及生物标志：上泥盆统红岭山组灰岩中富含碳质、生物化石及生物碎屑发育地段是铅锌矿化的间接找矿标志。

(5)铁帽及老硐标志：地表铁帽和古代开采老硐是直接的找矿标志。

5 找矿方向

矿区位于西秦岭金铅锌多金属矿成矿带之西成铅锌矿田西部，是我国重要的铅锌矿集区，区域已发现有厂坝、李家沟、毕家山、邓家山、尖崖沟、磨沟等一系列大中型铅锌矿床，属于沉积改造型铅锌矿床。近年来在“攻深找盲”工作中不断取得进展，而矿区及周边也有较好的找矿潜力和找矿空间；建议在加强对矿区赋矿构造(尤其是对复式褶皱构造)、矿体尖灭再现、向东侧伏规律的总结研究基础上，从以下三方面寻找突破：

(1)根据矿区矿体尖灭再现、向东侧伏的规律追索找矿，即沿N4矿带、N12矿带的深部及往东延伸方向，继续追索控制。

(2)矿区铅锌矿带具有多层性特点，进一步探寻与N12矿带平行的铅锌矿带，即在总结矿化带产出、分布规律的基础上，通过物探及坑内钻的方法寻找N12的平行矿化带。

(3)加强对页水河复式背斜构造的研究，在复式背斜南翼地层中寻找同类型的铅锌矿体。

注释：

① 地质部陕西省地质局区域地质测量队. 1/20万地质图、矿产图说明书(天水幅Ⅰ-48-16)[R]. 西安:陕西省地质调查院, 1968.

② 裴先治. 1/25万区域地质调查(修测)成果报告(天水市幅I48C002003)[R]. 西安:长安大学, 2004.

③ 中国有色金属工业总公司甘肃地质勘探公司. 西成铅锌矿田地质科研论文集[C]. 兰州:甘肃省有色金属地质勘查局, 1984.

④ 李均洲, 张福林. 甘肃省西和县页水河铅锌矿找矿评价报告[R]. 兰州:甘肃省有色金属地质勘查局,1987.

⑤ 王金元. 甘肃省西和县页水河铅锌核查区资源储量核查报告[R].兰州:甘肃省有色金属地质勘查局,2010.