广东省紫金县苏石坑铅锌矿地质特征及成因.pdf

2 00 7 N O． 2 1 甄磊 d T e c h n o lo g y Co n s u l t in g He r a l d 广东省紫金县苏石坑铅锌矿地质特征及成因 高凤 颖 广东省地质勘查局 7 5 6地质大队 广东惠东 5 1 6 3 0 0 资 源 与环境 摘要 阐述了矿区地层、构造、岩浆岩及围岩蚀变特征 ， 在研究铅锌矿体地质特征的基础上 ， 对矿床成因进行了初步分析， 认为苏石 坑矿 床成因 属层控一热液蚀 变叠加 型铅锌矿床 。 关键词 铅锌矿地质特征 成因苏石坑紫金县 广东省 中图分类号 T P 3 1 7 ． 4 文献标识码 A 文章编号 1 6 7 3 0 5 3 4 2 0 0 7 0 7 c 一 0 0 7 2 0 2 苏石坑矿区在区域地质构造位置上处于 横沥凸起与惠阳凹陷的过渡带上， 曾公嶂火山 岩盆地西缘， 紫金一五华和莲花山两大断裂之 间， 松坑一好义北西向构造与之交接部位。 苏石坑 矿 区 内广泛 出露 上泥 盆统 天子 岭 组等成矿有利地层， 褶皱和断裂构造发育， 岩 浆活动频繁， 成矿地质条件十分有利。 1矿区地质特征 1 ． 1 地层 中泥盆统老虎头组 D ， 1 出露于矿区西部， 为一套海相砂泥质沉积层。主要由紫红色泥 质页岩 、扮砂岩夹细粒石英砂岩组成。与下 伏桂头组呈整合接触 。 上泥盆统天子岭组 D t 分布于矿区中部 和 偏西南部 ， 为浅海相 碳酸盐 类及砂泥 质沉 积 层， 底部与下伏老虎头组呈整合接触。按岩 性 可分 四个岩 性段 第一岩性段 D t 为中厚层状细粒石英砂 岩 、 扮砂岩、千枚状页岩夹泥质扮砂质、砂质 灰岩； 第二岩性段 D t 为泥质、扮砂质、砂 质灰岩夹页岩、钙质扮砂岩 ， 是本区铅锌矿 的赋矿 层位之 一 ； 第三岩性段 D t 为中厚层状细粒石英砂 岩夹泥质 、砂质页岩、粉砂岩 ； 第四岩性段 D t 为钙质粉砂岩、泥灰 岩 、砂质灰岩、灰岩夹钙 质页岩 。是 本区 铅 锌矿 的 赋矿 层 位之 一 。 上泥盆统帽子峰 t t D m 较大面积出露于 矿区中部、东部 、南部及北东角 ， 为滨海相 泥砂质沉积层。岩性 为紫红 色页岩 、扮 砂 岩， 底部为一厚层状砂岩 。与天子岭组顶部 呈整合接触关系。 1 ． 2 构造 矿 区处于紫金一五华和莲花山两大断裂 夹持之间， 松坑一好义北西向构造与之交接部 位 。主要构造线为北西走 向。 1 ． 2． 1 褶 皱 苏石坑一和 尚岽背斜为一轴向北西一南 东一东西的次级舒缓褶皱 。背斜向北西扬 起， 向南东一东倾伏。核部为中泥盆统老虎头 组泥质页岩，扮砂岩夹细粒石英砂岩 ， 两翼依 次 为上 泥盆统 天子 岭组碳 酸盐 类 及砂泥 质沉 积 层 ， 帽子峰组 页岩 、扮砂岩及砂岩 。北 东翼 地层倾向北东， 倾角较陡， 南西翼地层倾向南 ， 倾角较缓 ， 局部有倒转现象， 为两翼不太对称 的倾伏 褶 曲。 苏石坑向斜为一轴向北西一南东的次级 褶皱。向斜核部地层为上泥盆统帽子峰组页 岩 、扮 砂岩 及砂 岩 ， 两 翼依 次 为上 泥盆 统 天 子岭组碳酸盐类及砂泥质沉积层 ， 中泥盆统老 一 2 ； 一 l 5 l ‘ 囤 囝 I 一 l - 圈 l 1 I n 囤 u 口 1 4 l B I - ● 口 n lb 口 [ 二a 口 ∞ 匝∞ 1 ． 第四系， 2 ． 上侏罗统高基坪群第三亚群， 3 ． 下件罗统金鸡组， 4 ． E 三叠大顶组， 5 ． 下石炭统测水组I 6 ． 下石炭统关 阶， 7 ． 上泥盆统帽子峰组 I 8 ． 上泥盆统天子岭组， 9 ． 中泥盆统老虎头组， 1 O ． 中泥盆泫桂头组， 1 1 ． 中上奥陶统龙头寨 群， 1 2 ． 下奥陶统， 1 3 ． 寒武系八村群I 1 4 ． 燕山四期细 中粒黑云母花岗岩I l 5 ． 燕山三期石英斑岩， 1 6 ． 燕山三期二 长花岗岩， 1 7 ． 燕山三期细， 中 粗粒 或斑状 黑云母花岗岩， l 8 ． 燕山三期次花岗斑岩， 1 9 ． 燕山二期石英闪长 岩， 2 0 ． 实、 推测断层， 2 1 ． 实、 推测地质界线， 2 2 ． 不整合接触界线， 2 3 ． 岩层产状。 虎 头组 泥 质 页 岩 、粉 砂岩 夹 细 粒石 英 砂 岩 。 向斜北东翼地层 即苏石坑一和尚岽背斜南西 翼 倾向南， 倾角较缓， 南西翼地层倾向南东， 倾 角较缓 。 1 ． 2． 2断裂 矿 区断裂发 育 ， 主要有 北西 向 ， 其次 为北 东 向 。北西 向断 裂多 沿层 间或 与地 层交 角不 大 的方 向发育 ， 具 多期次活 动 ， 是 本区的 主要 容矿构造， 也是矿区含矿热液的运移通道 。 1 ． 2． 3裂隙 矿区裂隙构造特别发育， 尤其是背斜轴部 及近轴部的两翼。其产状与岩层产状一致 ， 局 部与岩层斜交， 平行裂隙密集发育地段和层间 7 2科技咨询导报 S c i e n c e a n d T e c h n o l o g y C o n s u l t i n g H e r a l d 滑动部位常常构成层间破碎构造 ， 层间破碎宽 窄不一， 厚度由几厘米到 6米不等 ， 沿走向或 倾斜方向均有尖灭侧现的现象， 总体环绕背斜 轴部及近轴部的两翼分布 ， 推测可能是背斜褶 曲的 派生 构造 。 层间破 碎往 往被 铅锌 充填 交 代， 是本矿区似层状和透镜状矿体的主要容矿 构 造 。 1 ． 3 岩浆岩 区内岩浆活动频繁 ， 侵入岩发育， 主要为 燕山第三侵人期黑云母花岗岩 Y ， ’ ， 分布于矿 区北西角 ； 其次为花 岗闪长岩和细粒花岗岩 脉， 呈小岩脉状出露于矿区中部。 1 ． 4 围岩蚀变 资 源 与环 境 S c i e n c e a n d T e c h n o l o y C o n s u I 表 1 苏石坑矿段 V 、V 矿体特征一览 矿体 矿体彤态 、 产状及规模 主要 主要 编号 矿物组份 有益组份含量 备注 矿体主要赋存于上泥盆统天子岭 地表和浅部为氧化矿 氧化矿石 经 6个见 组第二岩性段 D s t 下部碳酸盐 石，灰黑色一黑色铁 P b 0 ． 5 6 ～4 ． i 8 ％ 、 矿工程统 岩层的层间破碎带中，矿体形态 锰土 ．中深部为硫化 z n 0 ． 1 ～ 0 1 8 ％、 计，厚 度 为似层状，具膨大窄缩 ，分授复 矿石 ，矿石矿物主要 A g l 4 ． 7 g ／ t ． 硫化矿 变化系数 合．地表控制长 2 4 0 m ，控制斜深 有方铅矿、闪锌矿， 石P b 3 ． 7 1 ％ 1 、 为4 4 属 V ． 4 0 3 8 0 m． 轴部延深大，两翼较 脉石矿物主要有方解 平 均 1 0 ． 5 ‘， 厚度变化 小 。厚度i ． 0 8 ～9 细， 平均 石、石英、透辉石、 Z n 2 ． 0 ～1 2 ， ‘ 平 小至中等 2 ． 9 8 ．主要分布于背斜轴部及其 绿帘石等． 均 8 ． 2 8 ％， g 9～ 的矿体 两翼． 7 6 g ／ t ，平均 2 3 ． 7 3 s ／t． 矿体主要赋存于上泥盆统天子岭 所见均为氧化矿石， P b 0 ． 6 4 ％ ～∞％ 、 组第二岩性段 t 底部碳酸盐 灰 黑色一 黑色 铁 锰 平 均 1 ． 8 4 ％ ， 岩层的层问破碎带中，与 大致 土， 主要矿物有错矾、 Z n 0 ． 0 1 ％ ～Q l 4 ％ 、 平行，水平问距 3 0 m左右，矿体 碑氯铅矿、石英等。 平均0 ． 0 8 ％ ， v s 呈似层状，产状与岩层大致相同． g s g ／ t ，A u O ． o 6 g l 矿体长 1 7 0 m ，斜深 7 0 1 4 0 B ，厚 t ． 0 ． 7 3 2 ，平均 1 ． 3 3 ．分布于背 斜轴部及其两翼。 矿体顶板围岩皆为蚀变灰岩， 底板围岩主 要为蚀变灰岩 ， 局部为变质页岩。围岩蚀变 主 要 有 硅 化 、 根 色 化 、碳 酸盐 化 、绿 帘石 化 、透 辉石化 、绿 泥石化 、黄铁 矿化等 。 其 中硅化 、根色化、碳酸盐 化、黄铁矿化 与成矿关系密切。而绿帘石化、透辉石化为 成矿前蚀变 ， 绿泥石化则为成矿后蚀变。 2矿体特征 2 ． 1 矿体的形态．产状和规模 根据赋矿层位和空间分布位置的不同， 矿 区分 为和 尚岽和苏石 坑两 个矿段 2． 1 ． 1和 尚岽矿段 和 尚岽矿段位于矿 区的中部偏东地段。 矿体赋存于天子岭组上部第四岩性段 D ， t 碳 酸盐岩层的层间破碎带中， 其顶底板围岩为砂 质 泥 灰 岩 ， 白 云 质 灰 岩 ，蚀 变 页 岩 等 。 矿体呈似层状， 局部为脉状， 走向以北西 为主， 倾向2 5 。 ～3 5 。 ， 倾角4 0 。 ～7 5 。 ， 与天子岭 组第四岩性段的岩层产状基本一致。已控制 矿化长度 7 2 0 m， 其中工业矿体长 5 0 0 m， 往深 部延伸 8 0 -2 2 0 m， 含P b 1 ． 4 3 ％， 往东迅速尖 灭 ， 往西北 V． 矿体 分 叉为三枝 。 各分枝脉 的 间距 1 0～2 0 m。 2． 1 ． 2苏石坑矿 段 苏石坑矿段位于矿区的中部地段 。矿体 赋存于上泥盆统天子岭组中下部第二岩性段 D t 碳酸盐岩层的层间破碎带中， 主要围绕次 级舒缓褶 曲苏石坑～和尚岽背斜的轴部和近 轴部的两翼分布。矿体顶底板围岩主要为蚀 变灰岩， 局部为变质页岩。 矿体形态 多为似层状 ，透镜状 ， 少数 为脉 状 主矿体工程控制长2 4 0 m， 斜深3 8 0 m， 厚 度 1 ． 0 8 ～5 ． 9 2 m， 平均 2 ． 9 8 m。硫化 矿石 品位 P b 0 ． 5 9 ～1 9 ． 0 0 ％， 平均 6 ． 1 5 ％l Z n O ． 1 2～1 2 ％。 平均 5 ． 0 3 ％l Ag 9～7 6 g ／ t ， 平均 2 3 ． 7 3 g ／ t 。V 矿体特征见表 l。 2 ． 2 矿石特征 2． 2． 1矿石的矿物 成分 区内原生矿石的矿物成分简单 ， 金属矿物 主要有闪锌矿、方铅矿 ， 其次是少量一微量 黄铁矿 、磁黄铁矿 黄铜矿 ； 脉石矿物以方 解石、石英为主 ， 其次是透辉石 、绿帘石 、 绿 泥石 、方柱 石 长 石 ，滑 石 。 1 闪锌矿 含量2 ％～ 6 a ％， 呈棕黄一探褐色， 松脂光泽， 他形晶粒状， 粒度一般 0 ． 5 ～1 ． 5 mm， 大者达3 m m。 2 方铅矿 含量2 ～2 5 ％， 呈铅灰色 ， 金属 光泽， 他形品粒状 ， 少数为自形晶立方体， 粒径 一 般为 0． 5 ～1 ． 5 ram ， 少数 2～5 ram， 常分 布 于闪锌矿的颗粒边部或充填于闪锌矿的颗粒 间隙中 ， 并交代闪锌矿。 3 黄铁矿 含量极微约 l ％， 浅黄铜色， 呈自 形立方体或半 自形晶粒状 ， 粒径小于 0 ． 1 mm。 常被闪锌矿交代， 呈残留体存在于闪锌矿中或 边部。 2． 2． 2矿 石的结 构构造 1 矿石结 构 矿石结构简单， 多为他形晶粒状结构 ， 少 数为半 自形品粒状结构 ， 主要表现为闪锌矿， 方铅矿以他形一半 自形晶粒状赋存于矿石中。 2 矿石构造 主要 有 条带状 构 造 、斑 点 浸染状 构 造和 块 状 构 造 三 种 。 1 条带状构造 方铅矿、闪锌矿 围岩的 挤压片理充填交代 ， 常与脉石矿物 方解石、 石英、透辉石、绿帘石等 相间成条带分布， 构成条带状构造 。 2 斑点浸染状构造 方铅矿，闪锌矿分 布不均匀， 大都局部集中成斑点， 呈浸染状分 布于矿石中， 构成斑点浸染状构造。 3 团块状构造 方铅矿，闪锌矿沿裂隙 充填交代 ， 在几组裂隙交叉部位， 方铅矿、闪 锌矿往往特别富集 ， 构成团块状构造 。 2． 2 ． 3矿石 类型 按矿石成分可划分为氧化矿石和硫化矿 石两种。地表和浅部为氧化矿石 ， 多为灰黑 一 黑 色 铁 锰 土 。 主 要 矿物 有铅 矾 、 磷 氯 铅 矿 ，石英等 。中深部为原 生硫化矿石 。 按 原生 矿 石的 结 构 、构 造 ， 又可 划 分 为 条带状矿石、斑点浸染状矿石和块状矿石三 种。 3矿床成因 由于褶皱较陡一翼的地层静压力较小， 而 较缓一翼的地层静压力较大 ， 这种静压力差的 存在对含矿热液的运移方向起主要作用 。同 时 由 于地 层 的 砂 质 、 页 质 岩 石 的 脆 塑性 差 异， 及碳酸盐岩活泼的化学性质， 从而使含矿 热液于破碎的不纯灰岩中成矿 ， 而含页质较多 的岩石则对矿体起盖层作用。 由于背斜北东翼地层倾角较陡， 局部近于 直立， 地层间的静压力相对较小 ； 而倾向南的 南西翼地层倾角相对较缓， 地层间的静压力相 对较大， 这种静压力差阻止了来自北西岩体的 热液向背斜南翼及更远地段运移。而岩石中 脆性 较大且化 学性 质较 活泼的 不纯灰岩 ， 受应 力作用生成很多裂隙 ， 有利于热液的流通，交 代而沉淀 ； 而塑性大的页岩岩石不易破碎， 透 水性差 ， 故能起盖层作用， 有利于热液中的成 矿物质大量地富集在其下伏岩石中【 1 i 。 区域上， 连通矿区北部的燕山三期细粒黑 云母花岗岩体的北西向断裂系统是含矿热液的 重要通道， 也是主要的含矿构造。热液运移至 苏石坑矿床时， 温度降低， 硫化物开始相对聚 集， 在向构造裂隙或减压部位运移的过程中， 热 液的物理化学条件很快变化 T 、P 、p H、E h 、 成分、浓度等 含矿硫化物开始沉淀， 沿层间断 裂破碎带或裂隙发育地段富集成矿。 同时伴有 硅化，根色化，碳酸盐化，黄铁矿化等围岩蚀 变 。 综上所述 ， 认为矿床成因属层控一热液蚀 变 叠加 型矿 床 。 参考文献 [ 1 】张乾 ． 围岩的含矿性 与铅锌成 矿的关 系 ． 地 质与勘 探 ， l 9 8 9， 2 5 9 l 一7 ． 科技咨询导报 S c i e n c e a n d T e c h n o l o g y C o n s u l t i n g H e r a ld 7 3