云南会泽县滩上-下观音岩组铅锌矿床矿化地质特征及成因

云南会泽县滩上-下观音岩组铅锌矿床矿化地质特征及成因

会泽海铅锌矿床位于四川、云南和贵州铅锌矿区南部，该矿区位于云南东北的铅锌矿区南部。该矿床位于西南角带南部，东翼寒武统渔户群地层中。近年来,其深部找矿取得突破性进展,已接近大型矿床规模。但矿床的地质研究还很薄弱,本文通过深入细致的矿床学研究,揭示成矿地质特征,并分析找矿前景和指出下步勘查方向和勘查手段,以期进一步扩大矿床规模。1成矿地质特征大海铅锌矿床地处扬子板块西缘、昆阳裂谷东缘。其褶皱基底为中元古界昆阳群地层,为一套巨厚的碳酸盐-类复理石沉积建造。在晋宁运动形成的扬子古陆上,沉积了震旦系、古生界、中生界、新生界巨厚盖层,包括磨拉石、碳酸盐岩、碎屑岩、复理石及含煤、磷沉积建造。主要赋矿层位有震旦系灯影组、下寒武统渔户村组、上泥盆统宰格组、下石炭统摆佐组、下二叠统茅口组。近南北向小江断裂为区域骨架构造。二叠纪晚期峨眉山玄武岩广泛分布,属典型的大陆溢流玄武岩,包括溢流相、爆发相,岩性可分为熔岩类、火山碎屑岩类及火山碎屑沉积岩类等;小江深大断裂附近分布有晋宁期至燕山期的花岗岩、澄江期的石英斑岩以及华力西至燕山期的辉绿岩。滇东北成矿区已发现铅锌(银)矿床、矿点、矿化点162处。区内铅锌(银)矿产与构造、古地理环境、地层岩相密切相关,具有时空控矿、矿源层控矿、古地理岩相(台地相、潮坪相)控矿、褶皱-断裂带控矿等成矿特点。大海铅锌矿床为近年来新发现的渔户村组典型层控矿床。渔户村组既是滇川两省著名的磷矿层位,也是滇东北成矿区铅锌(银)矿的重要矿源层和容矿层,赋存多个大、中型铅锌(银)矿床。渔户村组为穿时地层单位,渔户村期处在灯影期向寒武纪的转折、过渡阶段,此时康滇古陆逐渐上隆,同沉积构造活动强烈,自台地碳酸盐沉积过渡为台地、台凹碳酸盐和磷酸盐沉积、浅海以及陆棚细碎屑沉积,形成一套砂泥质镁质碳酸盐岩、磷块岩、炭质砂质泥页岩、硅质岩岩系,沉积了巨大磷块岩矿床,富集了多种金属矿质,成为滇川黔区域铅锌矿重要赋矿层位。2矿床的地质特征2.1含矿层的划分大海铅锌矿床北起泥者箐,南至下观音岩村银厂沟,长10km,呈南北向展布(图1)。据已有工作程度和矿化强度,由该矿床北而南划分为火石梁子、老林-石板沟、八角地-观音岩3个矿段,含上、下2个含矿层。钻探揭露的八角地-观音岩矿段北部(铅厂梁子以北),概算铅金属量4.8万t(平均品位3.53%),锌金属量151万t(平均品位5.79%)。2004年至今,云南省有色地质局地质地球物理化学勘查院在八角地-观音岩矿段南部(铅厂梁子以南),根据地表含矿层位零星褐铁矿化和微弱的氧化铅锌矿化,以坑探为主要手段,重点对下含矿层位进行了控制,发现富厚矿体,查明331+332+333类锌金属量16万t(平均品位12.25%)、铅金属量4.9万t(平均品位3.64%),伴生镉、镓等,矿体仍向深部延伸。2.2中劳动矿矿区位于小江深大断裂东侧,五星背斜南部东翼、水槽子向斜西翼,北至会泽断层,南抵箐门断层。矿区内地层分布较稳定,总体为向东倾斜的单斜构造,断裂不发育,断裂规模较小。主要出露三叠系,石炭系,泥盆系上统、中统,寒武系下统,震旦系上统灯影组,昆阳群黑山头组等地层,缺失中生代、寒武系中上统至泥盆系下统以及震旦系中下统地层。赋矿层位渔户村组(Є1y)呈近南北向条状分布。1/20万区调《东川幅》以大海南侧小麦地为典型剖面,对比晋宁县王家湾梅树村剖面,划分为大海段、中谊村段、小歪头山段、白岩哨段、旧城段5个段。笔者在找矿工作中以1/20万区调《东川幅》的分段为基础,为便于找矿,结合铅锌矿上、下产出层位,并考虑到中谊村段与小歪头山在野外实际不易识别,以赋存铅锌矿的硅质白云岩、硅质岩作为标志层划分出4个岩性段:(1)Є1y4:相当于小麦地剖面大海段,上部为灰色、灰白色、瓷白色薄—中层状硅质白云岩夹硅质岩,为上层铅锌矿(矿化)赋矿层位,常见星散状、团斑状黄铁矿(褐铁矿);下部为灰色、浅灰色厚层状中晶白云岩、硅质白云岩,岩石微层纹发育;厚6~14.9m。(2)Є1y3:相当于中谊村段全部及小歪头山段的上部,中上部为灰黑色、棕褐色中-厚层状砂质磷块岩夹黄褐色含磷粉砂质泥岩、页岩、白云岩;下部为深灰色薄至厚层状含磷白云岩、灰黑色中层至薄层状含磷粉砂岩;底部为灰黑色薄-中层状含炭泥质白云岩、硅质白云岩与灰黑色、浅褐色薄层状钙泥质粉砂岩、页岩互层(俗称“黑盖壳”,为下层矿顶板、遮挡层、重要找矿标志、地层分段标志层);总厚105.8m。(3)Є1y2:相当于小歪头山段中下部和白岩哨段,上部为浅灰、灰白色中层至厚层状粉晶白云岩、硅质碎裂白云岩夹硅质岩,为下含矿层,厚15.4m,其顶部(“黑盖壳”之下)常见5~30cm厚、断续分布的黄铁矿,距顶部1~10m的硅质细晶白云岩中有时可见星散状、团斑状、囊状黄铁矿;中部为浅灰色、灰色中至厚层条带状硅质细晶白云岩,微层纹发育;下部为深灰、灰黑色薄至厚层状炭质灰质粉晶白云岩夹薄至中层状钙质粉砂岩;总厚125.3m。(4)Є1y1,相当于旧城段,上部为紫红色、灰褐色页岩,灰色、浅灰色薄层状泥质粉晶白云岩;下部为浅灰、深灰色薄至中层状粉至细晶白云岩,部分白云岩中含泥质及炭质;厚33.8m;与下伏震旦系上统灯影组地层以整合接触为主。矿区构造以成矿期断裂为主,主要包括近南北向层间断裂和北西向断裂。近南北向层间断裂呈波状起伏伸展,主要表现为压扭性局部显张性,具走滑断裂性质,主要有2条,一条位于寒武系下统邛竹寺组(Є1q)底部炭泥质粉砂岩、页岩与渔户村组顶部(Є1y4)硅质白云岩、硅质岩之间,破碎带宽窄不一,从几厘米至数米不等,断续延伸于整个矿区,控制了上含矿层的产出,另一条位于渔户村组第三段(Є1y3)底部薄层状炭质钙质粉砂质泥岩、页岩(“黑盖壳”)与渔户村组第二段(Є1y2)中层至厚层状粉晶白云岩、硅质岩之间,破碎带从几厘米至数米不等,主要分布于纸厂以南,控制了下含矿层的产出,是八角地—观音岩矿段的主要控矿断裂。北西向断裂走向近150°,总体南西倾,倾角近70°,破碎带宽数米至十余米,张性为主,常表现为近南北向层间断裂的叠加构造,多雁列展布,局部成群。近南北向层间断裂张性、膨胀部位,尤其与北西向断裂叠加、复合部位往往产出富厚的铅锌矿体。后期断裂以近南北向、北东向及东西向为主,一般规模较小,对矿体破坏不大。2.3火石梁子老林—矿床地质特征铅锌矿(化)体赋存于渔户村组中(图2),其他地层中偶尔也能见到裂隙脉状矿化,但规模小,达不到工业利用要求。火石梁子、老林—石板沟矿段铅锌矿(化)赋存于上含矿层位,多年来民采较盛,但地质工作程度较低。八角地—观音岩矿段工作程度较高,尤其在铅厂梁子以南,已基本达到详查要求,设计首采地段达到了勘探阶段要求,矿体以产出于下含矿层位的下层矿规模最大,上含矿层位也有一定规模的矿体(上层矿)产出。2.3.1上、下层矿研究火石梁子矿段:矿体赋存于上含矿层顶部碎裂状硅质岩、硅质白云岩中,由地表工程和民采浅坑揭露圈定,似层状产出,以方铅矿为主,少量黄铁矿、闪锌矿以及次生氧化物,倾向70°~81°,倾角34°~48°,走向长264m,延深不清,厚1.1~3.1m(平均1.97m),铅品位0.47%~7.24%(平均2.24%),含银最高达125g/t。老林-石板沟矿段:矿体赋存于上含矿层顶部断裂破碎带中,由地表工程和民采浅坑揭露圈定,似层状产出,以闪锌矿为主,次为方铅矿、黄铁矿等,以及次生氧化物,倾向80°~110°,倾角20°~44°,走向长460m,延深不清,厚1.0~5.2m(平均2.29m),铅品位2.1%~11.36%(平均2.24%),锌品位1.3%~21.37%(平均8.32%),含银最高达79.09g/t。八角地-观音岩矿段:产出上层矿和下层矿,两者有明显的互为消长关系,一般下层矿矿体规模大、品位高,则上层矿矿体规模小、品位低,甚至无矿体产出,反之亦反。上层矿主要产出于矿段中北部,原圈定矿体呈似层状,以硫化锌矿为主,次为硫化铅锌矿,倾向95°~128°,倾角28°~38°,走向长650m,延深不清,厚1.75~6.52m(平均3.56m),铅品位1.51%~1.94%(平均1.73%),锌品位1.06%~10.37%(平均4.27%),现已基本采空。矿段北部下层矿已基本采空,近几年查明的下层矿主矿体位于铅厂梁子以南,为硫化矿,呈层状,顶板岩性为炭泥质粉砂岩、页岩夹薄层泥质白云岩,底板岩性为条带状硅质细晶白云岩,由坑道揭露、控制;倾向68°~156°(总体约106°),倾角15°~42°(总体约25°);现有工程控制走向长771m,倾斜延伸635m,分布标高2600~2885m,其走向、倾斜延深未完全控制;真厚0.48~6.81m(平均2.69m),厚度变化系数56%;单工程矿体铅品位0.02%~12.54%(平均3.64%),品位变化系数87%;单工程矿体锌品位1.49%~33.50%(平均12.25%),品位变化系数53%。2.3.2矿石自然类型矿体矿石成分简单。金属矿物主要为闪锌矿、方铅矿,次为黄铁矿;脉石矿物主要为白云石、石英及方解石;次生矿物有菱锌矿、白铅矿、铅钒、褐铁矿、异极矿等。矿石结构以半自形、他形粒状结构(图3a)为主,粒度较粗(一般为0.2~10mm);尚见少量交代结构(图3b)。矿石构造以层纹状、条带状(图3c)、角砾状(图3d)、块状构造为主。矿石自然类型主要为硫化矿;按赋矿岩性划分,以白云岩型为主,少量石英方解石型、石英型、方解石型等。矿石工业类型可分为单锌和铅锌共生两类矿石。2.3.3主金属铅、锌的伴生利用通过矿石组合样、代表性矿石样品的光谱分析(表1)和多元素分析(表2),以及矿体顶底板样品的多元素分析结果(表2)表明:(1)镉、镓、锗、铟、银随着主金属铅、锌的富集而富集,已达到综合伴生利用的要求;(2)硫、砷、铜、钡等元素有明显富集;(3)对比顶底板,主金属铅锌,伴生元素镉、镓、锗、铟、银,及硫、砷、铜、钡均有不同程度富集,而与矿石相同岩性的底板对比,二氧化硅含量明显增高,氧化钙含量降低,表明硅化与矿化关系密切,原岩中的钙则因其化学性质活泼而被矿化元素替换。最常见的蚀变为硅化、退色蚀变及重结晶作用,其次为黄铁矿化、重晶石化、碳酸盐化及绿泥石化。其中硅化、黄铁矿化与本区矿化关系密切。3开发潜力、方向和资源3.1深部探矿工程的探讨目前勘查程度较高的八角地-观音岩矿段,尽管地表岩石露头基本清楚,但沿含矿层位仅见零星褐铁矿化和微弱的氧化铅锌矿化,局部经民采浅坑揭露,也只见断续、零星矿体,但经过深部钻探和坑道揭露,圈定出品位较高、规模接近大型的铅锌矿体。本区地形切割强烈,出露地表的富硫化物的铅锌矿体(也是断裂发育、较破碎的部位)容易风化、剥蚀流失,从而导致地表矿化较弱,但并不能说明深部的矿化就不好。从前述成矿地质特征可知,矿化与层(上、下含矿层)、岩性差异(含矿层为碳酸盐具有化学活性,顶板炭质细碎屑岩具有屏蔽、遮挡的作用,且悬殊的岩性有利于层间断裂的发育)、层间构造(含矿层与顶板遮挡层之间的层间滑动断裂)、叠加构造(叠加在含矿层、层间滑动断裂上的以北西向为主的断裂)密切相关。有含矿层但层间滑动断裂不发育或表现为压性,或者含矿层与顶板岩性差异小(顶板炭泥质含量低),均难以形成可利用的矿体,只有各因素都有利的条件下,才能形成较大规模的工业矿体。由此,从八角地-观音岩矿段的勘查经验得知,其北侧尚有南北长近10km、工作程度较低的含矿层分布区,成矿条件相同,沿含矿层有少量矿化信息,且火石梁子矿段、老林-石板沟矿段已初步揭露矿体,深部应有较大找矿空间和较好的找矿前景,只要加大投入,合理布设深部探矿工程,再找到一个中型以上规模的矿段是可能的。八角地-观音岩矿段本区深部,矿体尚未封边,只要加大勘查深度,就能大幅增加资源储量。3.2基本矿底探矿工程进一步的勘查方法、手段,视矿床不同区域分别选用。对于勘查程度较高的八角地—观音岩矿段,只需就矿探矿,进一步控制矿体的下延。由于矿体东倾,其东部为陡峻的高山,不宜用钻探,坑下钻由于辅坑较长且不能为以后利用也只能局部采用,而已控制矿体最低标高以下,尚有600m的高差便利平坑探矿,尽管处于矿体倾向的反向,石门较长(最长长达数千米),平坑探矿依然是最佳的探矿手段。对于火石梁子矿段、老林-石板沟矿段及其他地段,由于本区含矿层位清楚、矿体与炭泥质层及富硫铁矿层紧密相伴,不宜采用化探、物探方法。认为最有