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《資源環境與工程雜志》2014年第S1期
1成礦特征
1.1含礦層特征礦區有三個含礦層,其中Ⅰ含礦層含礦性連續,Ⅱ、Ⅲ含礦層含礦性不連續。Ⅰ含礦層位于寒武紀婁山關組上段第二巖性層中上部灰至深灰色厚層微至細晶白云巖夾中至厚層碎裂(角礫)狀白云巖之中,呈層狀產出,含礦層頂界為第三巖性層淺灰、灰白色厚層細晶白云巖;底界一般為灰質白云巖夾少量泥質白云巖,產狀與巖層產狀一致,傾向南東,傾角8-23°,含礦層中鋅礦化程度具有明顯分帶性,含礦性與巖性及層間構造具成因關聯,中上部巖性具碎裂狀或角礫狀構造,礦化強烈構成鋅礦化體,鋅含量0.55~6.59%,頂部灰白色白云巖礦化較弱且不均勻,一般鋅含量僅為萬分之幾,個別達礦化程度,下部白云巖含少量燧石條帶、裂隙及揉皺欠發育,含礦性弱,甚至不含礦。Ⅱ含礦層位于寒武紀婁山關組第三巖性層中下部淺灰、灰白色厚層微~細晶白云巖之中,一般與圍巖界線不明顯,含礦層產狀與巖石產狀一致,傾向南東,傾角14~16°,含礦性與巖石中裂隙發育程度有關,裂隙欠發育,礦化微。密集發育,含礦性較好構成鋅礦化體,鋅含量0.2~1.48%。Ⅲ含礦層位于奧陶紀南津關組下部灰、深灰色生物灰巖之中,頂板為灰色中~厚層狀灰巖、條帶狀灰巖,底板為淺灰色灰質白云巖。呈層狀產出,產出狀態與圍巖一致,傾向南東,傾角10°~24°。含礦層雖巖性層穩定,但礦化與層間高角度小斷裂及其碳酸鹽化,硅化及螢石化關系密切,在沒有蝕變和小斷裂的部位。一般不含礦或礦化微弱,蝕變及小斷裂發育部位,強化強烈,構成鋅礦體,鋅品位1.21~5.17%。
1.2礦體特征礦區內Ⅰ含礦層從西到東,從南到北圈出6個鋅礦體,編號為Ⅰ1~Ⅰ6。各礦體特征如下:Ⅰ1號礦體分布礦區南部新屋臺~姚家坪一線,地表露頭線呈半閉合狀,控制礦體長約2800m地段,礦體厚1.10~8.35m,平均厚3.57m,Zn含量1.03~6.59%,平均2.61%。該地段礦體呈層狀~似層狀,以微晶~細晶白云巖、碎裂狀白云巖中賦存星點狀、浸染狀、細脈狀、團塊狀閃鋅礦產出,局部可見受巖性控制以條帶狀白云巖中呈團塊狀或條帶狀、星點狀、浸染狀閃鋅礦產出。礦體產狀70~150°∠7~16°。Ⅰ2號礦體位于茅草洞,礦體長約230m,寬約60m,地表露頭線閉合環狀,礦體厚2.40~7.50m,平均厚5.13m,Zn含量1.36~3.45%,平均2.22%。礦體呈層狀~似層狀以微晶至細晶白云巖、碎裂狀白云巖中賦存星點狀、浸染狀、細脈狀、線狀、局部條帶狀產出。礦體產狀110~124°∠10~11°。Ⅰ3號礦體東起茅草洞,西止銅廠,礦體長約650m,寬約400m,地表露頭線閉合,礦體厚1.30~9.29m,平均厚3.86m,Zn含量1.17~4.58%,平均2.42%。礦體呈層狀、似層狀以微晶至細晶白云巖、碎裂狀白云巖中賦存星點狀、浸染狀、細脈狀、局部條帶狀產出,局部見受巖性控制以條帶狀白云巖中呈浸染狀、團塊狀或條帶狀閃鋅礦產出。礦體產狀90~145°∠8~12°。Ⅰ4號礦體:位于頭塘北東,呈半閉合北西向展布,礦體長約300m,平均寬約200m,礦體厚1.40~1.50m,平均厚1.45m,Zn含量1.40~4.96%,平均3.18%,礦體層呈層狀、似層狀,以微晶~細晶白云巖中賦存浸染狀、細脈狀閃鋅礦產出。礦體產狀120~130°∠10~12°。Ⅰ5號礦體:位于頭塘以北、文家檔以西,地表露頭線大致呈三角形閉合,底邊長約150m,其頂部被部分剝蝕,礦體厚3.70m,平均厚3.70m,Zn含量1.19~1.65%,平均1.42%,礦(化)體呈層狀、似層狀,以微晶~細晶白云巖中賦存星點狀、浸染狀、細脈狀閃鋅礦產出。礦體產狀80~85°∠10~11°。Ⅰ6號礦體:位于獅子灣~火場鋪及其以北一帶,礦體呈不規則長條形閉合南北向展布,地表露頭線長約750m,寬80~200m,所見礦體層厚1.25~4.00m,平均厚2.60m,Zn含量1.04~5.95%,平均3.25%,礦體層呈層狀、似層狀,以微晶~細晶白云巖中浸染狀、細脈狀閃鋅礦產出。礦體產狀118~142°∠10~16°。Ⅱ含礦層圈出兩個鋅礦體,礦體特征如下:Ⅱ1礦體位于姚家坪南東,礦體長約200m,礦體厚1.10~4.80m,平均2.95m,Zn含量1.00~1.31%,平均1.16%,鋅以星點狀、浸染狀、細脈狀賦存于微細晶白云巖裂隙中。礦體產狀105°∠15°。Ⅱ2礦體位于茶園,礦體長170m,厚1.50~4.96m,平均厚2.81m,Zn含量1.60~1.83%,平均1.69%,鋅以星點狀、浸染狀、細脈狀賦存于微細晶白云巖裂隙中。礦體產狀110~120°∠15~16°。Ⅲ含礦層圈出一個鋅礦體,位于桅子堡,礦體長約250m,寬約150m,礦體厚1.20~2.70m,平均1.75m,Zn含量1.30~5.17%,平均2.90%,鋅以浸染狀,星點狀及條帶狀賦存于生物灰巖中。
1.3礦石特征
1.3.1礦石礦物區內Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ含礦層礦石礦物相似。礦石的礦物成份較簡單,種類不多,金屬礦物主要有閃鋅礦,褐鐵礦,少量黃鐵礦、鐵白云巖及微量方鉛礦等,脈石礦物主要為白云石,方解石,少量石英、長石、水云母等。閃鋅礦(ZnS):礦石中最重要的鋅礦物,含量多,一般<0.5~4%,局部達20%,為本區主要的礦石礦物,粒徑0.02~0.6mm,一般0.02~0.4mm,呈半自型~它型粒狀,顏色有褐黃、深褐、棕色等,受鐵質渲染時普遍具褐色及褐紅色環邊,常不均一,金剛光澤,條痕褐色。產出以浸染狀或細脈狀為主,分布不均勻,局部相對集中,呈粒狀分布或微細脈狀分布于碳酸鹽巖礦石中。閃鋅礦有兩個成礦階段,早期閃鋅礦呈浸染狀,局部呈團塊狀,晚期閃鋅礦呈枝杈脈狀穿插早期閃鋅礦或次生裂隙之中。方鉛礦(PbS):很少。手標本上觀測類比粒徑0.01~5mm,一般0.01~0.15mm,呈自形~半自形晶粒狀,常見與閃鋅礦伴(共)生。鉛灰色、金屬光澤,有的交代閃鋅礦,有的充填于閃鋅礦晶粒之間。黃鐵礦(FeS2):呈淺黃色、金屬光澤,條痕黑色,無均勻性。粒徑0.01~0.05mm,在礦石中偶以星點狀、細脈狀兩種形式與石英、閃鋅礦伴生,極不均均分布,含量常<0.1%。褐鐵礦(Fe2O3):褐色、褐紅色,呈粉未狀沿巖石縫合線邊緣渲染,含量<0.1%~0.2%。方解石(CaCO3):充填于白云巖晶粒間,粒徑0.02~0.08mm,它形~半自形粗粒狀,少數方解石隱晶~微粒狀,偶伴鐵質渲染,后期方解石呈塊狀、角礫狀或細脈狀形式產出,脈寬1~2mm,局部達2.6mm,含量1~5%。白云石[CaMg(CO3)2]:呈半自形~它形狀,具典型的細晶結構,少數微粒、中粒結構,含量一般90~98%,局部72%,粒徑<0.02%~0.6mm,一般0.04~0.1mm,局部較粗可達0.4~0.6mm,粒間伴有少量方解石。石英(SiO2):呈自形~它形粒狀,充填白云石與方解石間隙間,含量<0.2~3%,粒徑0.01~0.6mm大小不等,一般0.04~0.08mm,沿脈體填隙的自形石英粒徑達0.4~0.6mm。另外礦石中時有鐵白云巖含量0.1~0.5%,玉髓有0.5%,炭質0.1%、水云母0.5%,長石<0.1%零星分布于閃鋅礦邊緣等。
1.3.2礦石結構構造Ⅰ含礦層最常見的結構為微粒結構、細粒狀結構、微~細粒結構、角礫結構、碎裂結構、少數中粒結構,礦石構造主要有細粒浸染狀構造、杈枝細脈狀構造,條帶狀構造,據粒狀金屬礦物多少,可見稀疏浸染狀和中等浸染狀兩種。角礫結構為巖礦石碎裂形成,角礫多為次棱角狀、次圓狀、角礫大小1~4cm,個別<2mm,角礫成分主要為微~細粒白云巖,其晶粒間見微量的它形狀石英分布,角礫間由后期次生方解石及閃鋅礦填隙。Ⅱ含礦層常見的結構為微粒結構、細脈結構、角礫結構、碎裂結構,礦石的構造主要有細粒浸染狀構造,(杈枝)細脈狀構造。Ⅲ含礦層常見主要結構為中粗粒結構,其次細脈結構,構造主要為塊狀構造,條帶狀構造。
1.3.3礦石類型Ⅰ含礦層礦石類型主要為微~細粒浸染狀閃鋅礦礦石(照片1)、碎裂角礫狀閃鋅礦礦石(照片2)、(杈枝)細脈狀閃鋅礦礦石(照片3)、條帶狀閃鋅礦礦石(照片4),團塊狀閃鋅礦礦石等;Ⅱ含礦層礦石類型主要為微~細粒浸染狀閃鋅礦礦石,(杈枝)細脈狀閃鋅礦礦石,其次為細團塊狀閃鋅礦礦石;Ⅲ含礦層礦石類型主要為中~粗粒浸染狀閃鋅礦礦石,條帶狀閃鋅礦礦石,少量為團塊狀方鉛礦閃鋅礦礦石。
1.4礦床成因區內Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ含礦層礦石特征相同或相似,表明礦床成因的一致性或相似性。閃鋅礦具有與其沉積物一道沉積成巖形成星點狀、似層狀的成礦特點,閃鋅礦呈半自形~它形粒狀與顆粒和泥粒共生,在閃鋅礦晶粒間充填有不規則的石英及白云石、顯示為同期沉積產物,方鉛礦主要為充填作用形成,見于白云巖及閃鋅礦晶粒之間,晚于閃鋅礦。閃鋅礦(化)體在巖層中多順層分布,呈似層狀、浸染產出與層理大體平行。礦石以閃鋅礦為主,鉛含量極低,早期鉛鋅與其它沉積物一道沉積成巖,早期礦質來源和地層關系密切,據Pb、Zn、S同位素結果[2],礦石的硫同位素δS34均為正值,變化范圍在9.92~22.28‰間,與來自上地中幔成礦物質比較,偏離零值稍遠,變化范圍也超過5‰,S32和S34的比值為21.76~21.96,礦石中鉛同位素年齡與圍巖地層時代相當,表明礦質來源于原始沉積層。晚后期在沉積成巖之后,由于受構造作用影響,鋅元素被熱水溶液帶出、形成含礦熱液,并運移充填在后期構造作用形成的小裂隙、空隙中聚集成礦。初步表明本區鉛鋅礦體的成因類型屬沉積-改造型鋅礦床。
2找礦標志
2.1層位、巖性、巖相區內Ⅰ、Ⅱ含礦層對應的層位為寒武紀婁山關組上段第二巖性層和第三巖性層,Ⅲ含礦層對應層位為奧陶紀南津關組下部,層位控制了區內鋅礦的產出空間位置,層位是區內找礦最重要最為明顯的找礦標志。Ⅰ含礦層巖性為灰~深灰色中~厚層狀微細~細晶白云巖,Ⅲ含礦層巖性為灰、深灰色生物灰巖。Ⅰ、Ⅱ含礦層垂直剖面的巖性組合為一套白云巖,時見藻類化石,沉積相為臺地邊緣淺灘微~細晶白云巖藻礁相,Ⅲ含礦層巖性組合為生物灰巖,沉積相為臺地邊緣淺灘細~中晶灰巖生物礁相。
2.2層間小構造含礦層巖石中揉皺、節理裂隙、高角度小斷裂,同生角礫等,形成的孔隙為礦液的運移和富集提供了場所,構造發育部位一般鋅含量高。Ⅰ含礦層主要為揉皺構造(照片1)、同生角礫狀構造,微細裂隙構造,Ⅱ含礦層主要為微細裂隙構造,次為角礫狀構造,Ⅲ含礦層主要為裂隙構造,高角度小斷裂構造。
2.3外觀及風化色Ⅰ含礦層地表露頭常發生層理不清,歪歪扭扭現象。風化后巖石表面普遍有褐色、褐紅色、俗稱“煙熏色(照片2)”或“豬肝色(照片3)”,風化面不平整,還具有褐色“疙瘩”,凹凸不平(照片4)。Ⅱ、Ⅲ含礦層不明顯。
2.4圍巖蝕變Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ含礦層中方解石化極普遍,方解石呈團塊狀(照片1、照片2),細脈狀及枝杈脈狀,Ⅰ含礦層局部可見白云巖重結晶現象,顆粒粗大,Ⅱ含礦層局部可見重晶石化、螢石化,Ⅲ含礦層局部具硅化,重晶石化和螢石化。
2.5地球化學場1∶20萬水系沉積物鋅異常在該區表現為分布范圍大,強度高。但其異常形態并不沿構造線分布,而與含礦層的分布范圍基本吻合,為找類似礦床提供了間接標志。
作者:楊登銀劉斌忠鐘建彪錢鐳劉洪林單位:湖北省地質局第二地質大隊