1.区域地质成矿背景
工作区地处南秦岭边缘海盆的凤县-镇安陆缘海盆(Nh-T2)东南缘。镇旬盆地是在早古生代基底之上发育起来的晚古生代盆地[1],盆地向南突出东西近乎对称,在东南缘主要出露泥盆系、石炭系及少量第四系地层,泥盆系主要为滨浅海相碎屑岩夹碳酸盐岩沉积,石炭系为湖相碳酸盐岩、碎屑岩沉积,盆地内以金鸡岭Ⅰ级复式向斜为主体,发育Ⅱ级、Ⅲ级复式背、向斜[2],区内地层构成一短轴背斜构造,断层构造以近东西向北倾压扭性断裂为主,北西向断裂次之。
镇旬盆地是秦岭成矿带重要的铅锌成矿集中区,区域上分布有锡铜山铅锌矿床、金龙山大型金矿床、西坡岭-丁家山汞锑矿床等,金、铅锌、汞锑等成矿条件极为优越,成矿前景良好。
2.工作区地质特征
2.1地层
工作区地层呈近东西走向,主要出露地层为泥盆-石炭系九里坪组(DCj)、石炭系袁家沟组(Cy)、四峡口组(Cs)(图2-1),分述如下:
1、九里坪组:
下部以浅变质碎屑岩为主夹粘土岩,上部以浅变质板岩或千枚岩为主夹灰岩、砂岩、粉砂岩,与上覆四峡口组地层平行不整合,该层按其岩性特征分为两个岩性段,勘查区内只出露九里坪组上段。
九里坪组上段:分布于区内中部、北部及北部外围,东西延出区,岩性为灰-灰绿色砂质板岩、钙质绢云板岩夹钙质砂岩。
2、袁家沟组
分布于区内中西部,岩性为深灰色—灰黑色薄—中厚层状灰岩夹含炭板岩、含炭钙质板岩,薄—中厚层状灰岩夹板岩为该组底界,碳质板岩为该组顶界。该层为区内铅、锌矿的赋矿层位。
3、四峡口组(Cs):平行不整合于九里坪组之上,以碳质板岩的出现为该组底界,以厚层灰岩的出现为该组顶界。
图2-1工作区一带地质简图
2.2构造
1、褶皱
区内较大的褶皱是赵虎沟短轴背斜。背斜轴向呈近东西向,轴面近似直立,轴面倾向北,其核部为袁家沟组、两翼为四峡口组第二岩性段。F3断裂自短轴背斜中部截穿通过,F3断裂以西其南翼地层产状较陡。产状:160°-200°∠39°-63°,北翼地层产状较缓,产状335°-354°∠21°-51°,北翼地层中次级小褶皱发育;F3以东地层倒转,地层产状335°-28°∠23°-65°。
2、断裂
区内断裂较为发育,较大的断裂为F1、F3,呈北西—南东向展布,在F1、F3断裂间发育一组北西西—南东东向的羽状断裂f1、f2。
①F1断裂:位于赵虎沟北沟-蒋家山一线,为区内最大断裂,走向北西—南东向。破碎带宽3-5m,带内粉砂质千枚岩挤压揉皱强烈,且可见强烈的黑色炭化现象。其中见宽度1-3cm宽的断层泥条带,断层产状37°-40°∠75°-81°,为正断层。
②F3断裂:位于赵虎沟口,自赵虎沟短轴背斜中部通过,属F1同组断裂。两断裂近于平行,产态近于一致,长度大于1000m,走向北西-南东向,破碎带宽度3-5m,可见炭化及断层泥条带。断层产状40°-45°∠75°-83°,为正断层。该断层造成袁家沟组地层走向错距近80m。
③f1断裂破碎带:分布于赵虎沟南沟一带,追索控制长度约1200m,向西交与F3断裂,向东交与F1断裂,破碎带宽0.5-2m,破碎带内可见灰岩角砾,产状17°-43°∠64°-72°,为正断层。
④f2断裂破碎带:位于f1断裂破碎带南侧,距f1断裂破碎带30-50m,追索控制长度约1300m,向西交与F3断裂,向东交与F1断裂,破碎带宽0.6-2.3m,破碎带内可见灰岩角砾,产状24°-45°∠68°-83°,为正断层。
2.3岩浆岩
勘查区内无岩浆岩出露。
2.4变质作用及围岩蚀变特征
区内主要为一套浅变质的泥质碎屑岩,变质作用相对较弱,变质程度为低绿片岩相。变质矿物主要为绢云母、绿泥石。
区内围岩蚀变主要有碳酸盐化、黄铁矿化、硅化。地表见褐铁矿化,其中碳酸盐化、黄铁矿化与铅锌矿化关系密切。
①铁锰碳酸盐化:含铁锰碳酸盐(方解石)脉呈脉状、团块状、不规则细脉状分布于硅化石英脉边部及同一节理裂隙之中,风化后呈黄褐色,与铅锌矿化关系密切。
②黄铁矿化:黄铁矿化常见二种形态,第一种呈星点状或集合体状嵌布于石英脉边部或围岩中,第二种呈立方体嵌布于围岩之中。
③褐铁矿化:为黄铁矿、铁锰碳酸盐风化后的产物,部分保留黄铁矿假象,多呈皮壳状、蜂窝状、团块状分布于硅化石英脉边部,与铅锌矿化关系密切。
3.矿体地质特征
通过工作在区内共圈定铅锌矿体2条,矿体特征如下:
1、K1铅锌矿体:受f1破碎蚀变带控制,赋存于袁家沟组深灰色灰岩夹灰黑色炭质板岩中,矿体已控制长度470m,呈似层状产出,控制矿体倾向延深183m。在硐探工程中,方解石脉呈网脉状发育于破碎带内,并包裹有灰岩岩块,局部地段的裂隙中可见团块状方铅矿分布。
单工程矿体厚度0.88-3.80m,矿体平均厚度1.33m,;单工程矿体Zn品位1.09-17.4 %,矿体平均Zn品位4.68 %;单工程Pb品位0.01-3.11 %,平均Pb品位0.22 %。矿体平均产状:26°∠79°。
2、K2铅锌矿体:位于赵虎沟南沟谷K1铅锌矿体南侧,受f2破碎蚀变带控制,赋矿地层与K1铅锌矿体相同。控制矿体长度400m,控制矿体倾向延深283米。地表破碎带内具较强的碳酸盐化、黄铁矿化现象,并可见零星闪锌矿氧化物。在硐探工程中,破碎带内黄铁矿发育,尤其当破碎带内可见团块状方铅矿分布时,黄铁矿分布最为密集。
矿体平均厚度1.45m,平均Zn品位4.93 %,平均Pb品位0.15 %。矿体平均产状25°∠76°。
4.矿石的质量和特征
4.1铅锌矿矿石的矿物组成
1、矿石矿物:工作区内主要矿石矿物为闪锌矿、黄铁矿,次为方铅矿,在地表氧化带中见有褐铁矿、锌钒等矿物。
闪锌矿:深灰-棕褐色,常为半自形-它形粒状,粒度0.1-0.50mm之间,个别可达1mm左右,其集合体与热液碳酸盐脉、石英碳酸盐脉、黄铁矿脉(团块)沿岩石裂隙贯入,可见包裹围岩的碎块。
2、脉石矿物:常见的脉石矿物以方解石为主,其次为石英、绢云母等。
4.2结构构造
1、矿石结构:主要有它形-自形粒状结构、团块状结构,其次为交代结构。
2、矿石构造:主要有浸染状构造、块状构造,其次为脉状构造。
5.矿床成因
5.1控矿因素
1、地层控矿:
袁家沟组深灰色灰岩夹灰黑色炭质板岩控制了矿体K1、K2产出位置。
2、构造控矿
①区域性同生断裂(镇安-板岩镇大断裂)控制了矿带、矿床的产出,层间滑动、断层破碎和褶皱转折部位的虚脱空间等,为含矿热液活动及矿质沉淀提供了有利的构造场所。一系列规模较大的区域性北西—南东向或近东西向断裂、次级断裂和层间裂隙均较发育,这是本区域内矿床分布的地质构造特点。它们为含矿热液运移提供了活动通道和富集场所[3]。
②断裂破碎带控矿
断裂破碎带作为容矿构造,控制了矿体、矿化体的空间位置、规模、产状等。
3、铅锌矿化关系
锌矿化普遍发育,铅矿化分布不连续,仅在局部可圈出共生铅锌矿块段,通过硐探工程施工后发现,在黄铁矿化密集发育地段,常常见有铅矿化,远离黄铁矿化,则铅矿化变弱。
5.2矿床成因
综合矿区地质及矿体特征,初步认为赵虎沟铅锌矿属碳酸盐岩沉积的强改造型铅锌矿床。成矿模式要素见表5-1:赵虎沟铅锌矿床成矿模式要素一览表[4]表5-1
6.找矿标志
1、地层层位是区内找铅锌的有利标志。
2、小褶皱以及构造破碎带是铅锌矿化富集的地段。
3、氧化矿石常形成黄褐色-桔红色的“铁帽”,呈疏松土状、蜂窝状及脉状产出,也是较为明显的找矿标志之一。
4、含铁锰碳酸盐(方解石)脉呈脉状、团块状、不规则细脉状分布于硅化石英脉边部及同一节理裂隙之中,风化后呈黄褐色,与铅锌矿化关系密切。
参考文献
[1] 张栓厚,崔建堂等;陕西省地质调查院修编.《中国区域地质志·陕西志》[M],地质出版社,2017年:74-77
[2] 杨永成、马志和、罗彤等;陕西省地质调查院修测.《1:25万镇安县幅区域地质调查报告》[R],2003年:95-97
[3] 陈松岭、胡祥昭、邹海洋等;《陕西旬阳盆地金属矿床成矿条件及找矿前景》[M],中南大学出版社2001年:85-88
[4]彭学军,赵来麦等;陕西地矿局第一地质队.《陕西省镇安县赵虎沟铅锌矿普查地质报告》[R],2010年:23-25