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甘肃省洛坝铅锌矿地质特征及成因讨论

来源: 地勘院
发布时间:2018-10-16
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  摘要:本文重点探讨了甘肃省洛坝地区铅锌矿的地质特征,并讨论了其矿床成因,找矿标志可概括为“背—层—相—岩—矿”。

  关键词:洛坝铅锌矿;矿床特征;矿床成因;找矿标志

  1 区域地质概况

  西成铅锌矿田是我国六十年代后逐步发展起来的重要铅锌基地之一,与东邻凤太铅锌矿田一起,构成了秦岭泥盆系铅锌成矿带,拥有众多特大型—小型规模不等的秦岭式沉积—改造铅锌矿床。截至目前,矿田内已控制金属储量超过一千二百万吨。

  根据铅锌矿床分布特点,可初步划分为南、北两带,分别位于吴家山复式背斜的南、北两翼。北带产于黄渚关断裂以南一定距离(2公里左右),并与断裂平行展布,形成厂坝式热水沉积—变质矿床,如厂坝、李家沟、向阳山等特大型、中型矿床。南带基本沿人土山—江洛断裂带北侧展布,发育毕家山式热水沉积—改造矿床,如洛坝、毕家山、邓家山、庙沟、陈家庄、人土山、页水河等大—小型矿床。

  甘肃省陇南洛坝铅锌矿矿床位于秦岭褶皱系礼县—柞水海西冒地槽褶皱带中部,西成矿田东端。

  区域内主要构造线呈东西向,以吴家山复式背斜为骨架,对地层和矿带的展布起主要控制作用。两翼次级褶皱发育,在背斜向东倾伏的东端发育有洛坝Ⅲ级背斜,与矿床密切相关。断裂构造发育,以东西向为主,其中以人土山—江洛断裂和黄渚关断裂规模最大。

  区域内侵入岩发育,除少量海西期超基性岩脉外,均为印支期酸性侵入岩,具有东多西少,北部以花岗闪长岩为主,南部以花岗岩为主的特征。大多沿黄渚关断裂分布。据区域资料,中酸性侵入体为印支期陆壳重熔交代型,由地槽坳陷堆积物经花岗岩化及重熔-再生岩浆作用而形成。

  主要岩体由糜署岭花岗闪长岩基,黄渚关二长花岗岩株及花岗闪长岩株,厂坝二长花岗岩株,草关花岗闪长岩株及沙坡里二长花岗岩株等。其中糜署岭花岗闪长岩基出露在矿田北侧,呈东西延长的椭圆状,面积492平方公里,受东西向大断裂束控制,为中-深成相,中等剥蚀状。洛坝铅锌矿床则产于其在矿田内出露的东段南接触带外侧,接触带蚀变明显,以角砾岩化和简单矽卡岩化为主。

  2 铅锌矿赋存层位

  根据西成矿田内地层划分统一方案,洛坝地层主要为中泥盆统安家岔组焦沟上段(D2a2—2),为滨海—浅海相细碎屑岩及碳酸盐岩建造。另有少量呈断层接触的三叠系分布在矿区西南边缘。

  中泥盆统安家岔组焦沟上段(D2a2—2)为矿区含矿层位,呈东西走向,贯穿并延至区外,出露宽度1000米左右,厚度大于1600米(未见顶、底)。构成洛坝背斜。两翼各向南(50°左右),北(60°左右)倾斜。按岩石组合及含矿性不同,将本层进一步细分为上、下两层,二者整合接触。

  ⑴.下层(D2a2—2a):

  分布于矿区的中部,层厚大于500米(未见底),为洛坝背斜主体,是唯一的含矿层位(如附图2、3、4、5),现有主矿体赋存在北翼近转折端部位。总体上以微晶灰岩、含生物碎屑灰岩、硅质岩为主,夹或局部与千枚岩类互层。据岩石特征,由底向顶可大致分成两个岩性层:

  ①.中—下部

  以微晶灰岩、含生物碎屑灰岩及硅质岩为主,是主要含矿层。主矿体皆赋存在与千枚岩接触处的硅质岩中,通称为接触部的矿体。各岩性分述如下:

  a.微晶灰岩及生物灰岩:

  为底部岩石,厚度大于350米,未见底。灰色、微晶结构,厚—巨厚层状,层理不清,微晶方解石含量54~85%,粒度Φ0.005~0.01mm;粗晶方解石含量4~40%,粒度Φ0.05~0.5mm,个别大于2 mm;石英1~10%,粒度Φ0.02~0.05mm,半自形柱粒状,中心常包裹尘点状碳酸盐,部分具次生加大边,分布均匀;白云石1~3%,细粒半自形晶粒;微量自形黄铁矿细粒;偶见闪锌矿斑点。

  富含生物化石,且分布不均匀,多集中成层状,可出现数层。化石种类较多,以珊瑚(15~30%)、层孔虫(5~40%)为主,其余为少量介形虫(5~10%)、腹足类(5~10%)、藻类(5~10%)、棘皮屑(2~8%)、头足类(3%)。各类化石混合存在,无明显分带现象。完整与碎片共存,虽全被交代成钙质或硅质,有的内部构造仍清晰可鉴。无群体生长势态,皆顺层排布,应属原地生长破碎或经短距离搬运沉积的生物礁滩相。

  b.硅质岩:

  是矿区赋矿岩石。几乎所有矿体都产在硅质岩中。大多数发育在千枚岩与灰岩接触处的灰岩一侧,次为灰岩内部,皆呈似层状或扁豆状与灰岩混为一体,具过渡性边界。单层厚度1~65米不等,大多10~40米。按矿物成份、结构构造特征及形成早晚顺序不同,将硅质岩分为黑灰色柱粒状、碎裂状、次生微粒状三种,其中第二种为第一种的改造岩石,以破碎为典型特征,矿物成份变化大,结构构造复杂,改造作用明显,与矿体密切共存,是主要赋矿岩石。

  c.千枚岩:

  与灰岩、硅质岩层指状交互,二者呈相变过渡关系。层位偏上,厚度0~300米。薄层透镜状层理,千枚理及小褶曲发育,易破碎成片状。不含矿,但可成矿体围岩。千枚岩种类较多,主要有粉砂质、钙质绢云千枚岩、粉砂质白云石团粒千枚岩、含生物屑钙质绢云千枚岩。

  ②.上部

  由上部薄层状灰岩和下部千枚岩组成,厚度20~130米不等,不含矿。延伸稳定,可当作矿床标志层,也是地层D2a2—2a 与D2a2—2b的分层界线,岩性特征如下:

  a.灰岩:灰色,中—薄层状,细晶结构,含泥质或粉砂质多时则称为泥质条带灰岩,尚未发现化石,风化后呈薄片状。

  b.千枚岩:灰—浅灰色,风化后呈黄褐色。含钙质或砂质,有时形成夹层。

  ⑵.上层(D2a2—2b):

  岩性种类繁多,总体上是钙质绢云千枚岩、粉砂质灰岩。出露于洛坝背斜两翼,且北翼多于南翼,层厚大于900米,未见顶,不含矿。

  在北翼紧靠糜署岭黑云母花岗闪长岩岩基的南侧,有一条接触变质岩带,西宽东窄,由黑云绿泥堇青角岩、条带状透辉黑云石英片岩和大理岩组成。是条带状钙质粉砂质千枚岩受岩体烘烤、挤压变质而成。其中大理岩靠近接触面并沿走向呈稳定的断续分布。

  3 矿床地质特征

  洛坝铅锌矿属大型铅锌矿床,已控制大小矿体200个,主矿体4个。

  含矿带呈沿走向朝东、西两端缓慢倾伏的狭长带状,除东部少许地表出露矿体外,其余为盲矿段。深部已控制延长3200米,尚未尖灭。根据矿体产出部位及围岩特征等,划分为两个矿体群:

  ①号矿体群:有115个矿体,编号的43个,是矿床主要矿体群。产于含矿层上部,分布在生物灰岩、透镜状生物灰岩顶、底部和千枚岩所夹的硅质岩中。矿体围岩至少有一部分(头部或尾部)或一侧(上盘或下盘)是千枚岩。生物灰岩出现多层时,硅质岩和矿体也出现多层。

  ②号矿体群:有85个矿体,编号的33个,位于含矿层下部,指产于生物灰岩内部硅质岩或硅化灰岩中的矿体。矿体围岩为灰岩或硅质岩,不出现千枚岩。该类矿体数量少、规模小。

  主矿体均在①号矿体群,矿体平均品位:铅1.44%,锌4.61%。品位变化经统计与厚度无关,在一些矿体中有沿倾斜向头部(浅部)富集的趋势。

  4 矿床成因

  在区域浅变质千枚岩相的基础上,局部迭加了一些接触热变质,动力变质及围岩蚀变等。

  (1)接触热变质作用

  发生在北部岩体外接触带,受热烘烤变质,形成一条宽窄不一的片岩—角岩带,西部宽度可达200多米。由黑云绿泥堇青石角岩、大理岩及透辉黑云石英片岩组成。原岩为钙质粉砂质千枚岩和灰岩等。

  (2)动力变质作用

  矿床处于构造活动强烈区,断层及破碎带发育,产生一些千糜岩和角砾岩。千糜岩由千枚岩受挤压错碎而成,在各层千枚岩中均有,大多顺层分布。角砾岩分布较广,主要发育在灰岩、硅质岩及矿体中,几乎所有矿石都具有碎裂特征。

  (3)围岩蚀变

  矿床围岩蚀变主要表现为硅化、铁白云石菱铁矿化和方解石化,前两种和矿体关系密切。

  ①.硅化

  指成岩后所形成浅色硅质岩的硅质交代作用。按产出特征可分两种:

  a.交代状浅色硅质岩。它形中—细粒,晶粒干净明亮。交代黑灰色柱粒状石英、灰岩及化石等,形成不规则团斑状块体。与成矿关系极为密切,是主要脉石。岩石大多破碎成角砾状。

  b.晚期石英脉。充填岩石裂隙成不规则脉状,常伴有粗晶方解石团块。分布广泛。

  ②.铁白云石菱铁矿化

  主要发育在硅质岩中,具多阶段特征。早期菱铁矿与黑灰色柱粒状硅质岩同时生成,呈雪花点浸染状散布在硅质岩内。后期呈不规则团状迭加在硅化作用中,与成矿关系密切,亦是主要脉石矿物之一,菱铁矿常被铁白云石交代成假象。

  ③.方解石化

  主要见于灰岩及硅质岩中,早期多形成密集网络状脉条分布在灰岩中,晚期则以不规则单脉状分布。与成矿无关。

  5、找矿标志

  洛坝式铅锌矿床主要找矿标志有:三级背斜构造;地层层位—D2a2—2a;相—生物礁滩相,岩石富含生物化石或炭质,是热水喷流沉积的伴生产物;岩—热水喷流沉积形成的硅质岩、硅质灰岩、硅质千枚岩等。由此决定了该类矿床的找矿思路是:先找三级背斜,在背斜中找D2a2—2a层位,在D2a2—2a层位中找生物礁滩相,在生物礁淮相中及其附近找硅质岩;在硅质岩中找铅锌矿。简单概括为“背—层—相—岩—矿”。