郭家沟铅锌矿床南、北矿带地质特征对比与分析

朱俊宏，范立顺，梁飞飞

（甘肃勘探者地质矿产有限公司，甘肃 兰州 730030）

郭家沟铅锌（银）矿床目前探明和控制铅锌资源量超过300万t、银1500t[1]。矿床分为南北两个矿带，北矿带矿体整体厚度较小、品位偏低、矿化分散；南矿带矿体整体厚度大、品位高、矿化相对集中。本文通过对比郭家沟铅锌矿南、北矿带成矿环境、容矿岩性、控矿构造、岩浆活动影响、围岩蚀变及铅锌矿化特征，分析了引起铅锌矿化差异的原因，阐述了作者的观点，对后期生产探矿具有借鉴意义。

1 区域地质背景

西（和）成（县）铅锌矿田处于西秦岭多金属成矿带西段，已探明厂坝-李家沟、郭家沟特大型铅锌矿床，毕家山和洛坝等4个大型铅锌矿床及若干个中小型铅锌矿床，铅锌资源量超过2000万t。

矿田构造线总体为东西向，主要褶皱为吴家山复式背斜，中泥盆统围绕吴家山背斜呈环形出露，基本控制了矿田内地层的展布。铅锌矿床是受地层层位控制的层控型铅锌矿床，根据类型可划分为两种：北带主要沿黄渚关断裂分布，以厂坝铅锌矿床为代表，其厚度大，品位高，南带沿人土山—江洛断裂分布，以毕家山铅锌矿床为代表，矿体赋存在中泥盆统西汉水组灰岩和千枚岩层之间，受短轴背斜控制，再造特征明显。郭家沟铅锌矿床处在矿田东端南、北两条区域性大断裂趋向于合并的位置，形成了类似于南带的热水沉积—改造型矿床。

2 矿床地质特征

郭家沟矿体赋存在西汉水群安家岔组焦沟层（D2a2-2）。其为一套滨海－浅海相细碎屑岩夹夹碳酸盐岩建造。含矿地层受区域性大断裂和洛坝Ⅲ级背斜双重控制，整体呈东西向展布，北部与糜署岭花岗岩体呈断层接触，南部与三叠系呈断层接触，地表大面积被新近系、第四系覆盖。矿床内矿体均为盲矿体分布在距地表300m以下。根据矿体产出空间位置和围岩特性可划分为南矿带和北矿带。南、北矿带之间分布着一个宽度约200m近东西走向的无矿区，使南、北矿带在地质特征上存在着一定的相似性和差异性。

2.1 北矿带地质特征

北矿带东西延伸超过4km，南北宽约1km。平均品位Pn+Zn小于5%。矿体厚度1m～6.89m，整体矿化范围广，厚度薄，品位较低。矿体主要由两层灰岩控制，上层灰岩较薄，一般10m～20m；下层灰岩较厚，一般100m，局部超过300m，两层灰岩间隔50m～100m，在北部局部相接。控矿构造为背斜，近东西走向，矿体主要产在千枚岩与灰岩的接触带靠近灰岩一侧的硅质岩、硅化灰岩或千枚岩中所夹的灰岩透镜体内，产状总体与地层一致。矿体呈层状、似层状、鞍状产出，附近多见花岗闪长岩脉插入，赋矿岩石主要为硅化灰岩、硅质岩，其次为细晶灰岩，绢云绿泥千枚岩，矿体顶、底板围岩主要为绢云绿泥千枚岩或灰岩，局部为炭质千枚岩，与矿化关系密切的蚀变主要有铁白云石化、硅化，北部岩体附近千枚岩出现片理化，绿帘石化，褪色蚀变化。整体矿物颗粒较细，矿石构造主要为浸染状—稠密浸染状、细脉状构造。

2.2 南矿带地质特征

南矿带东西长2km，南北宽约800m，平均品位Pn+Zn大于6%。整体品位较高，厚度较大(局部可达30m）。控矿构造为单斜构造，近东西走向，整体向北缓倾，倾角一般35°，矿体主要由一层灰岩层控制，灰岩体厚度一般30m～50m，最厚106m，灰岩体顶、底板多见黑色热水沉积硅质岩，炭质发育时见生物灰岩，矿体产在绢云绿泥千枚岩或炭质千枚岩与灰岩接触带附近的硅质岩或硅化灰岩内，形态受灰岩体控制明显，灰岩产状变化较大时矿体加厚变富。含矿灰岩附近及内部多见花岗闪长岩脉插入，矿体多呈层状、似层状，局部囊状、厚度膨大收缩现象明显。含矿岩石主要为硅质岩、硅化灰岩、细晶灰岩，少量为绢云绿泥千枚岩。矿体顶板为绢云绿泥千枚岩和薄层灰岩互层，底板主要为炭质千枚岩夹石英砂岩透镜体。矿石结构多为半自行-它形晶中细粒结构、构造以致密块状、角砾状、不规则网脉状为主。

3 矿床南、北矿带地质特征对比分析

3.1 成矿环境

通过南、北矿带对比，南矿带矿体底板炭质千枚岩夹石英砂岩稳定延伸，炭质含量高且镜面构造发育，并多见生物灰岩，矿石内部多伴生有机质；矿体顶板绢云绿泥千枚岩与薄层灰岩互层，最南端含矿灰岩体尖灭处上部千枚岩和下部不等粒石英砂岩直接接触。

有研究着认为：西成矿田矿床与有机质含量具有明显的相关性，有机质反映出了沉积环境为海陆过渡相强还原—还原的偏碱性环境[2]，结合区域资料，认为郭家沟铅锌矿床南、北矿带中泥盆纪曾处于不同的海（湖）深度，北矿带成矿早期应处于深水区，而南矿带处于浅水边缘，利于大量生物繁殖，有机质发育。

研究认为机质对铅锌成矿元素具有一定的吸附作用，因此认为早期喷流沉积发生时，有机质含量较高的南矿带更有利于成矿元素的初富集，形成较富的矿源层，为后期沉积改造成矿及炭质层形成奠定基础，是引起南北矿带铅锌品位差异性的因素之一。

3.2 容矿岩石

通过对比，南、北矿带矿体形态虽然受构造和灰岩体控制，但容矿岩石仍为硅质岩，南矿带灰黑色硅质岩在矿体底板连续分布，且局部较厚；北矿带灰黑色硅质岩零星出现，多为硅质条带。

有研究者通过对比西成矿田硅质岩、矿石、赋矿围岩、花岗岩（脉）中微量元素、稀土元素和稳定同位素含量，硅质岩和矿石、印支燕山期花岗岩地球化学特征极为相似，与赋矿地层有明显差异，认为硅质岩与铅锌矿体是同一物源、同一成岩(矿）期、同一地质环境下形成的产物[3]。另外领区洛坝铅锌矿床Pb-Pb同位素测定年龄为343Ma～624Ma，主要集中分布于453Ma，老于赋矿地层的年龄中泥盆世(386Ma～377Ma)，认为铅及与之共生的锌、铁等金属可能来源于沉积基底地层。

因此认为郭家沟锌矿化与硅质岩关系密切，硅质岩规模与铅锌矿化成正比。

3.3 控矿构造

郭家沟铅锌矿床夹持于北部黄渚关大断裂(F1)和南部人土山-江洛断裂（F2）趋向于交汇的位置，矿区为断裂带中的一部分，分别从南、北矿带剖面上看，北矿带为宽缓背斜控矿，南矿带为单斜控矿，但研究矿区整体构造，认为是一个平卧的“S”形构造(图1)，认为形成的主要原因是北部黄渚关断裂的逆冲推覆，矿区地层早期应为一个单斜构造，整体向北倾，大小不同的一系列灰岩体沿倾向呈右形雁列式分布，印支期糜署岭花岗闪长岩沿黄渚关断裂向上逆冲使地层弯曲变形，由于南、北矿带地层内灰岩、硅质岩、砂岩、千枚岩、炭质层等各类岩石规模及能干性不同，在不同位置产生不同性质的次级构造。这种南、北矿带容矿构造性质上的差异影响了后期热液的充填和改造，是造成铅锌矿化品位差异的重要因素。

图1 郭家沟铅锌矿床X线地质剖面图

3.4 围岩蚀变及铅锌矿化特征

铅锌矿化特征表现在南矿带矿体膨大收缩现象明显，闪锌矿呈深色细粒，浅色中-细粒，方铅矿则多为团状或脉状，交代中细粒闪锌矿或黄铁矿，矿石构造多形成角砾状、网脉状构造，金属与非金属矿物相互穿插；北矿带矿体多呈层状分布在接触界面，灰岩体内部的矿体仍具一定成层性，闪锌矿多为浅色细粒和黄铁矿共生，被方铅矿交代，形成浸染状或细脉状等构造。整体表现出南矿带矿体形态复杂，主成矿元素矿物颗粒大、结晶程度略高的特点，认为南矿带后期热液改造强于北矿带，是造成南北矿带铅锌品位差异性的因素之一。

4 结语

根据郭家沟铅锌矿床南北、矿带地质特征对比，认为：①南矿带所处的浅水区域是生物礁、有机质分布的有利场所、对成矿元素具有较强的吸附作用，喷流沉积时易形成较丰富的矿源层；②硅质岩为主要容矿岩石，南矿带硅质岩厚度大，延伸稳定，北矿带则厚度薄、点式零散分布，硅质岩的厚度和分布范围间接代表了喷流沉积时期成矿元素Pb、Zn热水带出量的多少和分布的连续性及均匀性，影响了成矿。③北部大断裂向上逆冲时因南北矿带岩石性质的差异，导致形成不同的次级容矿构，影响了后期改造时含矿热液的流动和充填，造成铅锌矿化强弱的差异。因此认为后续找矿中，要找到厚度大、品位高的矿体，建议将硅质岩作为重要标志，寻找厚度较大、延伸较稳定的硅质岩带，同时注重次级断裂交汇、褶皱构造变形大，灰岩体厚度变薄接近尖灭的位置。