陕西旬北金铅锌矿集区成矿地质特征及找矿方法建议

陕西旬北金铅锌矿集区成矿地质特征及找矿方法建议
张西社;党勘峰
【摘要】Xunyang gold-lead-zinc ore concentration area is located in northern Xunyang county of Shaanxi province and in the east section of Indosinian fold zone in southern Qinling. Three gold-lead-zinc metallogenic belts and 26 lead-zinc deposits (occurrences) and one gold deposit have been found in the area. They are hosted in silurian series and devonian series, and the mineralization is concerned with hydrothermal deposition and tectonic-restructuring effect. The lead-zinc ore bodies are in bedding distribution in a layer or layer-like form, the gold ore bodies are produced from rupture structural belt in a vein, a lens or a bean form. This paper sets up the comprehensive metallogenic models of lead-zinc deposit and gold deposit on the basis of the summation of ore-forming geological conditions, indicates that this ore concentration area is expected to be a large lead-zinc resource base and offers a proposal of further ore-prospecting work.%旬阳全铅锌矿集区位于陕西省旬阳县北部,南秦岭印支褶皱带东段.已发现3个全铅锌成矿带及26处铅锌矿床(点)和1处金矿床.它们均赋存于志留系及泥盆系中,成矿与热水沉积和构造一再改造作用有关.铅锌矿体通常呈层状、似层状顺层分布,金矿体则呈脉状、透镜状、扁豆状产于断裂构造带中.在总结成矿地质条件的基础上,建立了铅锌矿床及金矿床综合成矿模型,指出该矿集区有望成为一大型铅锌矿产资源基地,并提出了进一步的找矿工作建议.
【期刊名称】《矿产与地质》
【年(卷),期】2011(025)002
【总页数】6页(P120-125)
【关键词】铅锌金多金属矿床;地质特征;成矿模型;旬阳;陕西
【作者】张西社;党勘峰
【作者单位】西北有色地质勘查局七一三总队,陕西商洛726000;西北有色地质勘查局七一三总队,陕西商洛726000
【正文语种】中文
【中图分类】P618.4
旬北金铅锌矿集区位于陕西省旬阳县北部,镇(安)-旬(阳)古生代沉积盆地的南部。

其东西长约105km,南北宽40km,面积4200km2。

20世纪70～90年代,原西北冶金地质勘探公司712、713地质队、陕西省地质矿产局安康地质队等多家单位在该区开展了以铅锌及金为主的矿产勘查和远景评价,发现或勘探了26处铅锌矿床(点)和1处金矿床,已查明铅锌金矿赋存于志留系、泥盆系地层中,并根据地层、构造、矿化在空间上的分布特点,初步确立了淋湘-泗人沟-大南沙沟金铅锌成矿带、大岭-赵家庄铅锌成矿带、红土坡-韩氏沟-黄石板铅锌成矿带3个成矿带。

笔者近年来对该区多个铅锌矿床(点)和金矿床进行了实地考察,并对以往的勘探资料和近年来的科技成果[1～4]进行了细致地综合分析与研究,认为该区成矿地质条件优越,具有很大的资源潜力,是继凤县-太白大型铅锌矿产资源基地之后,陕西省内又一有望成为大型铅锌矿产资源基地的地区。

为此,提出了进一步的找矿工作建议。

本区位于秦岭造山带南秦岭留凤关-旬阳-白河印支褶皱带东段[1](图1),镇(安)-旬(阳)古生代沉积盆地的南部。

构造线主要呈近 EW向,羊山复式向斜、麻坪-旬阳复
式背斜及南羊山断裂、冷水河-棕溪断裂构成了区内主干构造格架。

区内出露的地层主要为志留系、泥盆系及石炭系一套滨-浅海相浅变质的细碎屑岩
及碳酸盐岩沉积建造。

志留系变质程度为绿片岩相,泥盆系基本未变质,岩浆活动不
发育。

区内主要出露志留系、泥盆系、石炭系一套细碎屑岩及碳酸盐岩建造。

其中志留系、泥盆系为重要的含矿层位,其特征由老至新依次为：
2.1.1 志留系
①下志留统梅子垭组(S1my)：由一套灰-深灰色粉砂质千枚岩、含炭绢云千枚岩夹灰绿色凝灰质变砂岩、细砂岩条带组成,局部见灰黑色薄-厚层硅质岩、含炭硅质板岩。

属一套半封闭局限海盆-次深海陆棚相沉积。

下志留统梅子垭组与上覆泥盆统
在西部为超覆接触关系,东部为剥离断层接触。

梅子垭组是旬阳铅锌矿最主要的赋
矿层位之一。

②中志留统双河镇组(S2s)：主要由灰、暗灰绿色石英粉砂质绢云千
枚岩、深灰色中厚层状泥质生物碎屑灰岩等组成,以夹含菱铁矿粉砂岩、含铁灰岩、含炭千枚岩为特色。

厚数百米至-1400余米。

是旬阳铅锌矿最主要的赋矿层位,产
有泗人沟、大南沙沟等铅锌矿床。

③上志留统水洞沟组(S3s)：主要由灰绿、紫红
色绿泥绢云粉砂质千枚岩、绢云粉砂质千枚岩夹泥质粉砂岩组成。

2.1.2 泥盆系
①西岔河组(D1x)：为含砾砂岩、灰绿色绢云千枚岩、斑点状绢云千枚岩,是淋湘金矿的含矿层位之一。

与下伏志留系为断层接触关系。

②公馆组(D2 g)：为灰色中-
厚层状白云岩、白云质灰岩、白云质砂岩。

是赵家庄铅锌矿和淋湘金矿的含矿层位之一。

③石家沟组(D2s)：中厚层状灰岩、生物灰岩,局部为生物礁灰岩。

为大岭铅锌矿和赵家沟铅锌矿的赋矿层。

④大枫沟组(D2d)：下部为生物碎屑灰岩、粉砂质千枚岩,上部为厚层状白云岩、白云质灰岩。

⑤杨岭沟组(D2y)：为生物灰岩、泥砂岩、灰岩。

⑥冷水河组(D3l)：为中厚层状灰岩、白云质灰岩、砂质灰岩。

⑦南羊
山组(D3n)：为钙质石英砂岩、砂质灰岩。

区内褶皱构造发育,以羊山复式向斜为主体,在其南翼发育诸如麻坪-旬阳复式背斜、大黑山-西营复式向斜等多个次一级的褶皱。

羊山复式向斜呈近EW向展布,长
50km,宽25km。

核部由石炭系或泥盆系地层构成,两翼由石炭系、泥盆系、志留系地层共同组成。

区内断裂以近 EW向的断裂规模最大且最发育。

主要的断裂有南羊山大断裂、麻坪河大断裂、冷水河-棕溪大断裂、赵家庄-火烧沟剥离断裂等。

南羊山大断裂(F1)：位于旬北矿集区北缘,属区域性的大断裂,呈NWW-SEE向展布,区内长50km,宽5～50m。

从前寒武纪开始活动,志留纪-泥盆纪为同生断裂,印支期受挤压而复活。

总体N倾,向南高角度逆冲,晚期为左行走滑。

该断裂不仅控制了旬阳盆地的形成与演化,而且控制了多金属矿产的生成和分布。

麻坪河大断裂(F2)：位于旬阳矿集区的西部,具长期活动性,其两侧岩相的显著差异反映其在古生代属同生断裂。

断面北倾,后期又发生了右行走滑。

冷水河-棕溪断裂(F3)：位于旬阳矿集区的西南缘,区内长40km,宽2～10m。

为一长期活动的脆性断裂。

赵家庄-火烧沟剥离断裂(F4)：位于旬阳矿集区北部,沿泥盆系、志留系的界面分布,呈向东凸出的弧形展布,总体W倾,倾角为10°～40°,较缓。

断裂带由强变形的千糜岩带和构造角砾岩带组成,常见流劈理和拉伸线理出现。

该断裂具伸展滑脱性,其上盘的次级铲形断层控制了淋湘金矿的产出。

区内变质作用相对较弱。

以区域变质作用分布最为普遍,变质程度仅达绿片岩相,形成一套浅变质的泥砂质板岩或千枚岩。

韧-脆性构造变形主要形成线状分布的碎裂岩、初糜棱岩系列岩石,变质程度低。

岩石变形强烈,普遍发育顺层劈理和小型顺层掩卧摺皱,局部发育顺层剪切带。

横向断层一般规模较小,常切穿或切断矿体。

旬北金铅锌矿集区东西长 105km,南北宽40km。

在下志留统梅子垭组、中志留统
双河镇组、下泥盆统石家沟、公馆组、下泥盆统西岔河组5个含矿层位分布有3
个成矿带(图2)。

淋湘-泗人沟-大南沙沟金铅锌成矿带(Ⅰ)：位于旬北多金属矿集区的北部,南羊山复式向斜东段。

矿带总体呈向东外凸的弧形展布,长30km,宽4km。

该金铅锌矿带是旬阳多金属成矿带的主体。

已发现泗人沟、火烧沟、大南沙沟3个中型铅锌矿床
和淋湘1个中型金矿床。

大岭-赵家庄铅锌成矿带(Ⅱ)：位于旬北多金属矿集区的西部,羊山复式向斜南翼,赋矿层位为中-上泥盆统。

长40km,宽20km。

已发现大岭、赵家庄等铅锌矿床。

红土坡-韩氏沟-黄石板铅锌成矿带(Ⅲ)：位于旬北多金属矿集区的东南部,呈NWW 向展布,长约64km,宽12km。

已发现的铅锌矿床(点)有红土坡、韩氏沟、黄石板等。

赋矿地层为下志留统梅子垭组。

系由原冶金地质勘探公司713地质队于1985～1987完成普查评价。

矿床出露地
层主要为中-下泥盆统碳酸盐岩、生物灰岩及浅变质的碎屑岩。

地层产状较缓,常为20°～50°。

矿化产于中泥盆统公馆组(D2g)及中泥盆统石家沟组(D2s)蚀变的碳酸
盐岩中。

主要矿体有十余个,呈层状、似层状、透镜状互相平行,基本顺层呈平缓状
产出。

单矿体长 150～450m、厚1.29～18.44m,平均厚2.59～17.16m,单矿体
平均品位w(Pb)为0.02%～0.14%,w(Zn)为 5.55%～7.17%。

矿体分别产于双庙垭-青山逆断层和马鞍山-罗家坡逆断层的上盘。

矿石矿物主要为闪锌矿、方铅矿,次
为黄铁矿,少量黄铜矿、辰砂。

氧化矿物有菱锌矿、异极矿、铅矾、白铅矿、铜兰、褐铁矿、硬锰矿等。

脉石矿物为白云石、方解石、石英等。

矿石具自形粒状、交代残留、填隙、乳滴状结构,条带状、浸染状、块状构造。

围岩蚀变为硅化、碳酸盐化、黄铁矿化等。

赋存于中志留统双河镇组(D2s)深灰色-灰黑色条带状板岩夹千枚岩中。

含矿层以含有机质、黄铁矿、硅质岩为特色,并表现出顺层的条纹构造特征[2]。

主要铅锌矿体
有3条,长一般数百米,厚0.5～2.5m,最大厚度20余米,品位 w(Pb)为0.67%～
5.68%, w(Zn)为2.39%～12.62%。

矿体呈层状、似层状产出,受层间滑脱构造和层间破碎带控制,矿体倾角一般40°～60°,与围岩产状基本一致。

矿石矿物主要为闪锌矿、方铅矿及黄铁矿、磁黄铁矿等,脉石矿物主要为绢云母、石英、铁白云石。

矿
石结构主要为自形粒状结构、交代残余结构、固溶体分离结构,主要构造为稠密浸
染状构造、块状构造及细脉状、条带状构造。

围岩蚀变有硅化、碳酸盐化、黄铁矿化、铁白云石化等。

矿石自然类型为硫化矿。

由西北有色地质勘查局713总队于1993～1997年完成了普查评价。

金矿体主要
赋存于下泥盆统西岔河组(D1x)灰绿色绢云千枚岩、斑点状绢云千枚岩、中泥盆统
公馆组(D2g)及石家沟组(D2s)白云岩中。

已发现3个金矿化带及其中大大小小的
金矿体近10个[4]。

主矿体一般长100～470m,厚0.8～n m,w(Au)为n～10×10-6。

矿体常呈脉状、透镜状、扁豆状。

矿石矿物主要为闪锌矿、方铅矿及黄铁矿、磁黄铁矿等,脉石矿物主要为绢云母、石英、铁白云石等。

矿石结构主要为交代镶
边结构、交代假象结构、交代残余结构,主要构造为浸染状构造、块状构造、角砾
状构造、蜂窝状构造。

载金矿物为黄铁矿、褐铁矿、石英、粘土矿物等。

自然金呈裂隙金和包裹金存在。

围岩蚀变有铁锰碳酸盐化、黄铁矿化、硅化、褪色化等,黄
铁矿化与金矿化关系密切,是直接的找金标志。

矿体受多期活动的伸展滑脱断裂构
造上盘的一系列铲型断层控制。

矿体的形态、规模、贫富严格受断裂的规模、形态、强度控制,具明显的后成性。

早志留纪-泥盆纪时期,旬阳地区总体上为半封闭局限海盆-次深海陆棚相,但大量有
机质、黄铁矿纹层的集中出现,又表明局部处于滞流的洼陷环境,薄-中层钠长岩、硅质岩、重晶石岩、铁锰碳酸盐岩等热水沉积岩相的存在[5～6],表明在正常沉积的
同时伴有较大规模的海底热水活动,深部的矿物质沿同生断裂喷流而上注入洼地中
与盆地本身分散的矿质一起,在洼地的微还原环境下大量沉淀,预富集形成铅锌的(贫)
矿体、矿胚或金的矿源层。

含矿岩相的形成为后期改(再)造作用形成铅、锌、金矿体奠定了物质基础。

旬阳铅锌矿的产出层位从志留系-泥盆系共有5个层位,赋矿岩性为灰黑色含炭千枚岩、粉砂质千枚岩、灰绿-灰色粉砂质千枚岩等细碎屑岩及其中的铁白云石千枚岩、钠长石岩、硅质岩等热水沉积岩。

金矿的赋矿岩石为灰绿色绢云千枚岩、斑点状绢云千枚岩、白云岩等细碎屑岩及碳酸盐岩。

旬阳古生代沉积盆地北侧为镇(安)-板(岩镇)区域性同生大断裂,其控制了旬阳金铅
锌矿集区的分布范围,其内的复式褶皱及主干断裂控制了金铅锌矿带的分布范围和
展布方向,次级断裂及不同方向断裂的结点则控制了金铅锌矿体的最终就位。

构造
的改造作用使得沉积期形成的矿质遭激活,迁移至有利的容矿空间,形成工业矿体。

构造活动所产生的动热环境对金矿的富集形成尤为重要。

脆-韧性剪切带内揉皱、
片理化、破碎发育部位及不同方向断裂的交汇部位金品位明显增高。

成矿温度：据宋小文、邹海洋等人的研究[2]② 邹海洋,陈松岭,胡祥昭,等.陕西旬阳盆地赵家庄-淋湘铅锌金矿控矿条件研究及找矿预测研究报告,内部资料,1996.3,旬
阳铅锌矿床的成矿温度为232℃～292℃,属于中-低温范围。

与陕西银洞子热卤水
喷流沉积型银铅矿床的成矿温度(219℃～273℃)基本一致[7],显示出热水沉积成矿的特征。

硫源：铅锌矿石δ34 S为 -8.46‰～+13.42‰,极差21.88‰,平均5.27‰,属于混合型,硫源以地层硫为主,并有部分幔源硫混入。

铅源：矿石206 Pb/204 Pb平均为17.838、207 Pb/204 Pb平均为15.580、208 Pb/204 Pb平均38.148,介于下地壳与地幔之间。

成矿流体来源平均值为-77.85‰、δ18 O平均值为18.76‰,在δD-δ18 O图解
中落在郑永飞[8]界定的建造水附近,靠近 Sheppard[9]界定的岩浆水。

说明含矿流体以深部水为主,并有地层水的混合。

成矿流体性质：p H值为4.75～7.66,平均5. 67,表明成矿流体的性质为弱-中酸性介质。

成矿温度：136℃～320℃[4],主成矿期温度为210℃～250℃,相当于偏中温成矿环境,表明与强烈的构造动热改造作用密切相关。

硫源：矿石δ34 S为14.28‰～18.21‰,平均15.97‰,成矿硫源于地层和地下变质热水。

铅源：矿石206 Pb/204 Pb平均18.200、207 Pb/204 Pb平均15.647、208 Pb/204 Pb平均38.458,铅同位素主要来源于造山带。

成矿流体来源：δDH2O平均值为-58.54‰、δ18 O平均值为18.52‰,在
δDH2O图解中其投影在变质水区和近原始岩浆水处,而本区未见岩浆发育,故推测成矿流体来源于地层水和深部变质水,并有后期雨水加入。

稀土元素特征：斑点千枚岩、矿化千枚岩、钙质砂岩的ΣREE分别为177.10、179.74、143.11,LREE/ HREE分别为9.71、9.28、8.34,它们的球粒陨石标准化配分曲线极其相似均呈富轻稀土的右倾型。

说明金与赋金岩层之间具有一定的继承关系。

志留纪时期,旬阳北部属于深水滞流海盆环境,沉积了一套含炭较高的细碎屑岩。

陆源物质在发生正常沉积的同时,深部大量的含矿热卤水沿同生断裂喷溢而出,形成了志留纪热水沉积岩和其中的喷流-沉积型铅锌矿床(如泗人沟铅锌矿床)。

泥盆纪时期,受加里东运动的影响,旬阳地区地壳略有抬升,海水变浅,在开阔的台地环境下沉积了一套夹含少量泥质的碳酸盐岩,同时大量的海底含矿热卤水频繁活动,参与了沉积与成矿活动,因而形成了泥盆纪的喷流-沉积型铅锌矿床(如大岭铅锌矿床和赵家庄锌矿床)。

伴随铅、锌等贱金属沉淀的同时,热卤水中的贵金属金同时也发生了沉淀,形成金的初始矿源层。

进入印支-燕山期,本区遭受南北向应力的挤压抬升成陆。

伴随强烈的构造运动,志留
纪-泥盆纪热水沉积型铅锌矿床中的矿质或矿化层中的矿质经受不同程度的动热改(再)造,发生活化,顺层聚集,形成层状、似层状矿体或不同程度的发生近距离迁移在层间破碎带中成矿。

而下渗的雨水,在金矿源层和断裂带所在的空间区域内不断循环,将矿源层中的金、硫等成矿物质源源不断地萃取出来,带到浅部,在志留系与泥盆系界面附近的压扭性断裂带或其旁侧的次级构造中卸载形成后成金矿床(如淋湘金矿床)。

旬北金铅锌矿集区的成矿地质条件优越,有利的岩相古地理环境、海底热水喷流作用的参与及褶皱、断裂的再-改造作用,造就了旬北地区丰富的金属矿产,近十几年新的地质科研和矿产勘查工作的成果,预示着本区具有很大的资源潜力。

通过进一步的地质工作,有望成为大型铅锌矿产资源基础。

为此提出如下找矿方法建议：(1)构造-含矿岩相填图：由于旬北金铅锌矿与热水沉积环境和后期构造作用关系极为密切,并受其控制。

因此,在收集该地区以往1：5万、1：10万航磁和重力成果的基础上,充分利用1：5万水系沉积物测量的成果,在分散流异常区和矿点开展1：1万构造-含矿岩相填图,圈定有利的构造-含矿岩相区。

注意在有利的含矿岩相部位寻找热水沉积型铅锌矿,在强烈的构造变形变质部位或构造与有利岩相的叠加部位寻找再造型金矿。

(2)模式找矿：加强典型铅锌矿床及金矿床控矿因素、成矿规律和矿化富集规律的研究,进一步总结和完善铅锌金矿床的成因模式,构建行之有效的的矿产勘查模式,指导新一轮地质找矿工作。

(3)物探-钻探结合：旬北地区已发现的铅锌矿床(点)中有相当一部分矿体产状平缓,为半隐伏-隐伏矿体,具有开展物探找矿的前提条件,因此在加强地质、化探工作的基础上,在已有矿床(点)的深部、外围或成矿有利地段,开展较为系统的面积性电法物探工作,充分发挥物探寻找隐伏硫化物型矿产的优势。

对有望的物探异常,大胆实施钻探验证和井中物探,寻找和扩大矿床规模,加快资源勘查步伐,满足地方经济可持续
发展对矿产资源的需求。

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