(陜西地礦區(qū)研院有限公司,陜西 咸陽(yáng) 712000)
鉛鋅資源是世界資源領(lǐng)域比較豐富的種類,地球5大洲的50多個(gè)國(guó)家都蘊(yùn)含豐富的鉛鋅資源。目前,我國(guó)的鉛資源基礎(chǔ)儲(chǔ)量為1400萬(wàn)噸,位列澳大利亞之后,是世界上的第二位,占到世界鉛資源總量的16%;鋅資源的儲(chǔ)量為4300萬(wàn)噸,也是位列世界第二位,占到總資源量的17%。這表明我國(guó)在鉛鋅資源上具有良好的礦種優(yōu)勢(shì)。但是在國(guó)內(nèi)加大鉛鋅開采力度的背景下,這種資源優(yōu)勢(shì)已經(jīng)不是很明顯,資源呈現(xiàn)出枯竭的初步趨勢(shì)[1]。因此加強(qiáng)對(duì)鉛鋅礦床成礦流體特征及礦床成因分析,不斷挖掘鉛鋅礦床的資源潛力勢(shì)在必行、迫在眉睫。
我國(guó)鉛鋅礦產(chǎn)資源豐富的原因主要是成礦條件良好,在鉛鋅三大成礦區(qū)域里,地質(zhì)背景復(fù)雜多樣,非常便于形成不同類型的鉛鋅礦床[2]。如在天山、興蒙、中生代的造山帶、華南皺褶帶都有穩(wěn)定的地臺(tái)及其邊緣。在新生代的造山帶,豐富的地質(zhì)結(jié)構(gòu)讓鉛鋅礦床具有多階段性、復(fù)雜性的特點(diǎn)。這些都給鉛鋅礦床的勘探開發(fā)、深入研究造成了一定的挑戰(zhàn)。國(guó)內(nèi)鉛鋅礦床的分布主要是來(lái)源于不同成礦環(huán)境所產(chǎn)生的不同礦床類型。
主要的礦床區(qū)域是:第一,古生代、天山造山帶和中生代造山帶的活動(dòng),讓巖漿作用生產(chǎn)了一系列的礦床,如小秦嶺熱液型礦床、海相火山巖礦床等。第二,青藏高原的隆起,讓岡底唐古拉造山帶形成了大量的斑巖型、砂卡巖型、熱液型的鉛鋅礦床。第三,在三江喀喇昆侖造山帶區(qū)域,積壓走滑運(yùn)動(dòng)形成了砂礫巖、海相火山巖型的鉛鋅礦床。這三大區(qū)域是國(guó)內(nèi)鉛鋅礦床的主力產(chǎn)區(qū)。
一是資源豐富,分布相對(duì)集中,覆蓋區(qū)域較廣。國(guó)內(nèi)已經(jīng)有29個(gè)省市區(qū)都已經(jīng)勘查發(fā)現(xiàn)了鉛鋅礦床。這些礦床中富集程度較高的主要集中在西南部的云南、四川、廣西、湖南,西北的甘肅、內(nèi)蒙古等區(qū)域。鉛鋅成礦為中大型及其以上礦床的,主要集中在三江區(qū)域、揚(yáng)子地臺(tái)周緣、秦嶺-祁連山區(qū)域、內(nèi)蒙古藍(lán)山-渣爾泰區(qū)域等;鉛鋅成礦的經(jīng)濟(jì)地區(qū)還是比較集中在中西部地區(qū)。二是探明資源儲(chǔ)量巨大,但品相不好的礦床多,富礦少。雖然國(guó)內(nèi)鉛鋅礦產(chǎn)保有資源處于國(guó)際第二的位次。但是鉛資源的品味平均只有2.69%,鉛礦石的品位主要是在1%~5%之間,大于8%的資源品相只占全部?jī)?chǔ)量的16%。三是成礦條件很好,鉛鋅資源礦的尋找潛力巨大。國(guó)內(nèi)的鉛鋅成礦密集區(qū)中,在近十年取得了很多新的突破,特別是在東部老礦區(qū)、西部開發(fā)程度低的礦區(qū)取得了良好的成績(jī),這說(shuō)明國(guó)內(nèi)鉛鋅資源具有很好的發(fā)展?jié)摿?。中心地區(qū)成礦條件優(yōu)越,但開發(fā)程度不高,找礦的效果非常明顯。
根據(jù)鉛鋅礦床的巖性和成因機(jī)制,目前國(guó)內(nèi)的鉛鋅礦床有5種主要類型。本別是沉積作用產(chǎn)生的海底噴流沉積型礦床,站礦床總數(shù)的4%;巖漿作用產(chǎn)生的熱液脈型、砂卡巖型礦床;盆地流體產(chǎn)生的砂礫巖和碳巖型礦床,占到總資源量的27%;表生氧化作用產(chǎn)生的風(fēng)化淋濾型礦床比較少。從分布上看,砂卡巖、碳酸鹽巖、海底配流沉積和沙礫巖形成的鉛鋅資源能夠達(dá)到資源總量的75%,礦床的發(fā)現(xiàn)數(shù)量占到總數(shù)量的56%,是目前國(guó)內(nèi)鉛鋅礦床勘探開發(fā)的重點(diǎn)類型。未來(lái)鉛鋅礦床的深度開發(fā)利用,也需要從這些區(qū)域的成礦條件出發(fā),針對(duì)不同礦床的類型特點(diǎn),進(jìn)行勘探開發(fā)利用,不斷提高礦床的開發(fā)程度和利用效果。
川滇黔區(qū)域的鉛鋅礦床主要類型是海相碳酸鹽型,主要分布在白云巖,個(gè)別石灰?guī)r中,屬于層控性礦床,分布的范圍比較廣泛,主要是位于地臺(tái)地區(qū)周緣,少部分位于造山帶的邊緣地區(qū),是國(guó)內(nèi)鉛鋅礦床中最重要的區(qū)域類型,基本儲(chǔ)量占到全國(guó)總儲(chǔ)量的27%。該礦體主要是沉積改造型礦床,礦體是層狀,或近似層狀,具有熱液改造的特點(diǎn),主要特征是:突出的層控性,主要是受碳酸鹽巖控制。斷層、褶皺等容礦結(jié)構(gòu)的后生特征突出,礦體主要是開放孔隙填充,有很多是大礦、富礦[3]。礦床的礦物組合簡(jiǎn)單,由閃鋅礦、黃鐵礦等金屬礦物和方解石、石英石、白云石等脈石礦物組成。在該地區(qū)目前已經(jīng)發(fā)現(xiàn)了7個(gè)大型礦床、30多個(gè)中型礦床和一批小型礦床。代表礦床有四川會(huì)東大梁子礦床、天寶山礦床、云南會(huì)澤礦床、魯?shù)闃芳t礦床等。該區(qū)域礦床的流體形成原理是,在巖層深埋的情況下,盆地內(nèi)部含礦的區(qū)域在上部壓力下會(huì)釋放出粒間水,在地溫逐步增大的情況下,礦物發(fā)生脫水生成地層水,此時(shí)有機(jī)質(zhì)就會(huì)轉(zhuǎn)變?yōu)闊N類物質(zhì)進(jìn)行重建,形成地層流體。
三江中北段區(qū)域的礦床屬于熱液型礦床,是全國(guó)范圍內(nèi)分布最廣泛的礦床類型,在華北地臺(tái)北緣、吉南遼北地區(qū)、內(nèi)蒙古額爾古納地區(qū)、東南沿海等區(qū)域都有著礦床分布。目前探明的熱液型礦床往往數(shù)量多,但儲(chǔ)量不高,并且都會(huì)有伴生元素。對(duì)該類礦床探礦可以發(fā)現(xiàn),礦區(qū)主要是由地層和構(gòu)造兩種因素控制,古生代的沉積地層,是鉛鋅礦床最有力的圍巖,其中碳酸鹽巖地層較多,在多次地層斷裂造成的構(gòu)造下,礦液會(huì)產(chǎn)生運(yùn)移,形成有利于鉛鋅礦體集聚的空間,主要是在斷裂帶發(fā)育成為構(gòu)造角礫巖時(shí),更加利于產(chǎn)生礦體。在區(qū)域內(nèi)如果發(fā)現(xiàn)黃鐵礦化、硅化、方解石化等現(xiàn)象,往往就能找到鉛鋅礦體。此類礦床的成礦因素是,在中泥盆統(tǒng)前海局限盆地中會(huì)形成容礦的圍巖,對(duì)鉛鋅礦體的形成和展布進(jìn)行控制。在探礦中發(fā)現(xiàn),比較典型的中低溫?zé)嵋旱V床,往往容易形成大型礦床。
此次需要勘查的鉛鋅礦床所在區(qū)域地處三江中北段區(qū)域位,位于于遼寧省鳳城青城子,礦田面積為50平方公里,分布有十多個(gè)大小礦段,礦區(qū)內(nèi)部交通比較方便,有簡(jiǎn)易公路聯(lián)通。對(duì)該地區(qū)的鉛鋅礦床進(jìn)行分析,掌握其流體特征和成因才能更好地進(jìn)行開采,提高開采的經(jīng)濟(jì)效益。
該礦區(qū)是的礦體形態(tài)主要有層狀、似層狀、脈狀等類型。鉛鋅礦層的礦圍巖主要是含石墨的大力巖,礦體長(zhǎng)度分別為5m0~300m不等,鉛礦的品位率在2.3%左右,鋅礦的品位在2%左右,鉛鋅比平均數(shù)是1.15。其中本文重點(diǎn)研究的礦體是位于石墨大理巖和黑云片巖的交接部位,鉛鋅礦順層產(chǎn)出。已經(jīng)探明的礦體長(zhǎng)度為100m左右,厚度為0.5m~8m之間,有一些小礦體組成。鉛礦品位6%,鋅礦品位10%,鉛鋅比為3:5。
該礦區(qū)主要是古生代的沉積地層,是鉛鋅礦床最有力的圍巖碳酸鹽巖地層,在多次地層斷裂造成的構(gòu)造下,礦液會(huì)產(chǎn)生運(yùn)移,形成了鉛鋅礦體集聚空間,礦體主要是在斷裂帶發(fā)育成為構(gòu)造角礫巖時(shí)產(chǎn)生。在區(qū)域內(nèi)發(fā)現(xiàn)有黃鐵礦化、方解石化等現(xiàn)象。
該鉛鋅礦區(qū)的同為素組成可以看到,層狀礦體和脈狀礦體的結(jié)構(gòu)非常相似,鉛礦的成礦物質(zhì)的同源性分布值有比較規(guī)律的增長(zhǎng)曲線。
礦區(qū)里的大理巖、緩和巖之間的鉛鋅礦的同位素比較相似,這說(shuō)明礦石中鉛礦的來(lái)源區(qū)域主要集中在混合花崗巖中,和印支期的花崗巖沒有密切的關(guān)系。
該礦區(qū)普遍存在古元古代混合花崗巖,鉛鋅礦體的產(chǎn)出部位距離混合花崗巖非常近。病情圍巖內(nèi)部村很多鉀化帶。鉛鋅礦床的組合模式是上脈下層的組合,就是和混合花崗巖接觸部位產(chǎn)生層狀礦體,在賦礦層的上不產(chǎn)出脈狀礦體。在硅質(zhì)巖出現(xiàn)的區(qū)域,礦體是一種伴生狀態(tài),位于硅質(zhì)巖的內(nèi)部或者表面部位。
該礦區(qū)在遼東裂谷的發(fā)育期中,海底火山大規(guī)模的鵬發(fā)形成了多層位的礦源層。在深部熱點(diǎn)的作用下,青城子地區(qū)的混合巖繼續(xù)發(fā)生作用,在混合巖和鉛鋅礦體之間發(fā)生很多斷裂縫隙,成為熱液運(yùn)動(dòng)移動(dòng)的通道。在熱作用下,通過(guò)圍巖地下水和巖層之間的相互作用,從而在混合前緣形成一個(gè)邊緣帶,含有豐富的礦物質(zhì)流體。和混合巖前緣靠近的區(qū)域因?yàn)樗苄宰冃萎a(chǎn)生滑脫空間。遠(yuǎn)離混合巖的區(qū)域剛性較大就會(huì)出現(xiàn)斷裂等構(gòu)造。這些構(gòu)造在礦流體時(shí)期主要是運(yùn)移通道,在后期就是鉛鋅礦的儲(chǔ)存構(gòu)造。
此次對(duì)鉛鋅礦床成礦流體特征及礦床成因進(jìn)行分析,借鑒了大量本研究領(lǐng)域?qū)W者的數(shù)據(jù)和論點(diǎn),對(duì)國(guó)內(nèi)主要鉛鋅礦區(qū)的成礦流體特征和成因有了比較清晰的認(rèn)識(shí),并結(jié)合實(shí)例分析了M鉛鋅礦區(qū)的具體情況,對(duì)鉛鋅礦床的開發(fā)利用具有較好的借鑒意義。