张兵强 丁振举 蔡恒安 王增祥

(1.中国地质大学(武汉)资源学院；2.贵州省地质矿产勘查开发局一0五地质大队)

郭家沟铅锌矿床矿化特征

张兵强1,2丁振举1蔡恒安1王增祥1

(1.中国地质大学(武汉)资源学院；2.贵州省地质矿产勘查开发局一0五地质大队)

郭家沟隐伏大型铅锌矿床为热水沉积-改造型矿床，以后期热液改造成矿作用为主。选择Ⅰ#矿体顶板与千枚岩和灰岩的接触带为2个标志层，通过标志层在构造作用下的形变来反应控矿褶皱的形态特征。在分析矿床地质特征的基础上，探讨了矿床矿化分布规律，并对控矿因素和找矿方向进行了讨论，为区内找矿工作提供参考。

隐伏铅锌矿 矿化特征 矿化分布规律 控矿因素 找矿方向

郭家沟铅锌矿床位于甘肃西成矿田最东段，西侧毗邻洛坝铅锌矿床。该矿床目前控制储量(Pb+Zn)已达300万t以上，Ag达大型规模。为了进一步探索在西成矿田老矿山外围及深部寻找隐伏矿床的工作方法，提高对铅锌矿床成矿规律和控制因素的认识水平，通过分析郭家沟铅锌矿床矿体特征，总结矿化规律和控制因素，为在矿区深部、外围乃至西成矿田寻找隐伏矿床提供理论支撑。

1 矿床地质特征

郭家沟铅锌矿床属洛坝铅锌成矿区的东延部分，矿床类型属热水沉积-改造型。其中，泥盆纪的热水沉积仅为部分成矿物质的初富集，成矿以印支期的热液改造作用为主。后期含矿热液对沉积期初富集的成矿元素进行了溶蚀交代，并进行了短距离运移，在有利的成矿场所聚集成矿，最终形成矿体。

1.1 矿区地质概况

矿区主要出露地层为中泥盆统安家岔组焦沟层，为一套滨海-浅海相细碎屑岩及碳酸盐岩建造，主要出露于西部郭家沟和东部江口后沟等地段，其他区域则被新近系砂砾岩及第四系残坡积覆盖。其中，中泥盆统安家岔组焦沟层是该区的主要含矿层位。矿区构造发育，以近EW向为主，主要由断裂和褶皱组成。其中，F5、F2断裂实属区域深大断裂人土山—江洛断裂中的1条分枝断裂，具多期活动特征，F3、F4断裂推测应为F2断裂的分支断裂，其他断裂为晚期破坏性断裂构造。矿区褶皱主要为工程揭露的深部隐伏褶皱，控制着矿体的分布。根据矿区西部洛坝Ⅲ级背斜中间隆起，向东西两端侧伏的特征，推测矿区发现的隐伏褶皱应为洛坝Ⅲ级背斜向东侧伏的延伸部位。在矿区北部出露糜署岭花岗闪长岩体，岩体寄主岩的锆石U-Pb年龄为214.5±1.6 Ma[1-2]。糜署岭岩体并非铅锌矿床物源，可能为铅锌矿的改造富集提供了热源[3-4]。

1.2 矿体特征

矿区矿体埋藏深，均为盲矿体，矿体分布主要受褶皱的控制作用。矿体分布与地层产状一致，呈层状、似层状、扁豆状，具有层控的特征。矿体近EW走向，倾向上随褶皱形态的变化分别向近南、北方向倾斜，倾角为3°～45°，有些部位接近水平。矿体在走向、倾向上具波状起伏的特点。根据矿体产出高度、产出部位及矿体围岩特征，可以划分为3个主含矿层：①Ⅰ#矿体，产于标高为420～850 m绢云绿泥千枚岩中的含矿层，该矿体为主要的矿化层，矿体稳定，矿化品位较高；②Ⅱ#矿体，产于标高345～681 m绢云绿泥千枚岩与厚层灰岩接触带的含矿层，该矿体同样为主要的矿化层，相对于Ⅰ#矿体，矿体品位、厚度偏高，但控制范围不及Ⅰ#矿体；③Ⅲ#矿体，产于标高490～620 m灰岩中的含矿层，仅零星分布于矿区西部。除了主矿体之外，还划分出了很多小矿体，与主矿体相邻分布，产状基本一致。

1.3 矿石特征

研究区矿石主要呈块状、团块状、浸染状、脉状、角砾状等，主要金属矿物为闪锌矿、方铅矿，其次为黄铁矿、黄铜矿、毒砂、黝铜矿，主要脉石矿物为石英，次为方解石、铁白云石、菱铁矿、炭质等。按矿物共生组合划分，矿区矿石可分为锌矿石、铅矿石和铅锌矿石，以铅锌矿石为主，各类矿石中均或多或少含有黄铁矿。在铅锌矿石中，闪锌矿品位一般约3%，方铅矿品位约1%。闪锌矿分布最广泛，为主要的矿石矿物，常呈不规则粒状或破碎团块状分布于脉石矿物中，溶蚀交代早期，团块状石英和铁白云石常被方铅矿交代溶蚀，主要有交代残余结构、他形粒状结构、乳浊状结构等。根据闪锌矿中的铁质含量，可分为深灰色铁闪锌矿和棕黄色闪锌矿2类。方铅矿呈亮钢灰色，分布相对较广泛，为主要的矿石矿物，与团块状和脉状石英密切伴生。可交代溶蚀闪锌矿呈网脉状或蠕虫状分布于闪锌矿中，主要呈他形不规则状、乳滴状和蠕虫状结构，团块状、脉状构造，有时沿自形黄铁矿裂隙充填，局部可见自形的毒砂和他形的黄铁矿分布于方铅矿中。上述3类矿体特征见表1。

1.4 围岩蚀变

(1)铁白云石化。主要分布于硅质岩中，与硫化物关系密切，为矿床主要的脉石矿物，常见到铁白云石被闪锌矿交代。铁白云石主要有2种形态特征：一类呈雪花点状散布于硅质岩内，另一类呈不规则脉状分布，同属后期热液交代的产物，仅源于被交代的母岩种类不一致。

表1 矿体特征

(2)硅化。①团块状石英，一般呈烟灰色，他形-细粒结构，分布广泛，常与硫化物伴生，与成矿关系密切，为主要脉石矿物，有时可见少量萤石及辉锑矿化，岩石大多破碎成角砾状；②热液石英脉，呈乳白色，充填于岩石裂隙中呈不规则脉状，常伴有粗晶石英团块，在千枚岩、热水沉积硅质岩和灰岩中都有分布，与成矿关系密切，常见到在石英脉中呈斑点状、团块状的方铅矿。

(3)方解石化。①石英方解石脉，广泛分布于矿区，一般方解石呈乳黄色-乳白色，他形结构，脉状构造，其中发育一定的硫化物，与成矿有一定的关系；②纯方解石脉，广泛分布于矿区，形成较晚，在灰岩中最为发育，与矿化关系不大，在喷流期形成的硅质岩中，主要以数毫米的小细脉为主，在千枚岩和灰岩中，方解石脉相对变宽。

1.5 成矿期和成矿阶段

1.5.1 热水沉积期

热水沉积期以发育黑色热水沉积硅质岩为主要特征[4]，其中硅质岩中见少量浸染状的黄铁矿颗粒，未见到具条带状、纹层状特征的岩石。

1.5.2 热液改造期

(1)铁白云石硫化物阶段。铁白云石主要呈团块状和脉状发育，与其伴生的硫化物主要为闪锌矿(铁闪锌矿为主)、方铅矿、黄铁矿。硫化物主要以交代铁白云石的方式存在，矿石以团块状和脉状构造为主，发育有交代溶蚀结构、交代残余结构、压碎结构等。

(2)石英硫化物阶段。脉石矿物为烟灰色石英，主要呈团块状分布，基本不含方解石，与其关系密切的硫化物主要为闪锌矿、方铅矿以及少量黄铁矿。硫化物主要沿石英裂隙贯入或者分布于石英的边部，矿石主要呈团块状和脉状构造，溶蚀边结构、交代溶蚀结构、充填结构等。

(3)石英方解石硫化物阶段。脉石矿物主要为无色石英和乳白色方解石，与其有关的硫化物主要为方铅矿，此外还有少量闪锌矿和黄铁矿。硫化物主要分布于石英方解石边部，矿石主要为团块状和脉状构造，交代溶蚀结构。

(4)方解石脉阶段。矿物主要为乳白色方解石，在矿区大量分布，与成矿关系不大。

2 矿化分布规律

2.1 褶皱形态

产于千枚岩中的Ⅰ#主矿体在矿区分布连续、稳定，可将该矿体的顶板作为一个标志层，即Ⅰ#标志层。千枚岩和灰岩在矿区西部界线明显且分布连续，因此，可将千枚岩和灰岩的接触部位视为第2个标志层，即Ⅱ#标志层。分别以Ⅰ#、Ⅱ#标志层的顶板标高为Z轴，绘制出反应地层在后期构造作用下形成的褶皱形态(图1、图2)。由于在矿区东部钻孔中未见到明显的千枚岩和灰岩的接触带。因此，Ⅱ#标志层仅反映了矿区中西部的构造变形。

图1 Ⅰ#标志层的褶皱形态

图2 Ⅱ#标志层的褶皱形态

由图1、图2可知，该褶皱总体呈近EW走向，包含了EW、近SN向2个方向的枢纽，说明该隐伏褶皱并非单一方向上的简单褶皱，该褶皱的形成应为2期褶皱作用叠加的结果。研究区在晚三叠纪受SN向挤压作用，形成了EW走向的褶皱。燕山期，受NW—SE向水平挤压应力，又叠加了近SN走向的褶皱。在矿区同样的范围内，Ⅱ#标志层反映的背斜存在南北两翼，而Ⅰ#标志层中的背斜不完整，仅有背斜的一翼和核部，这表明该隐伏褶皱并非直立褶皱，有可能向南斜歪。另外，通过对勘探线剖面中标志层倾角的统计、观察可以发现，标志层向南倾斜的角度总体上大于向北倾斜的角度，这证实了该褶皱北翼平缓，南翼较陡倾，褶皱向南斜歪，同时也表明该褶皱的形成不仅受到SN向的挤压作用，而且还受到近SN向剪切作用，该褶皱属于压扭性褶皱。

2.2 矿化分布

研究区褶皱控矿作用明显，矿体主要沿褶皱呈层状、似层状分布，但在褶皱的不同部位，矿体的厚度和品位变化较大。在褶皱形态图上叠加各个主矿体的线金属量平面分布图(图3、图4)，分析研究区矿体的分布情况以及褶皱与成矿强度的关系。

图3 Ⅰ#标志层形态与Pb+Zn线金属量叠加

图4 Ⅱ#标志层形态与Pb+Zn线金属量叠加

由图3、图4可知，矿体的分布主要受EW向褶皱的控制，沿该褶皱的核部和翼部分布，燕山期形成的近SN向褶皱对矿体的定位、分布影响较小。在褶皱的核部以及褶皱轴线突变处(轴线由平缓到急陡或由急陡到平缓)，显示出更强的成矿能力，应与其所受的应力及其产生的构造变形有关。

Pb+Zn品位的分布情况同样受褶皱构造的影响，其高值区也分布于褶皱的核部以及褶皱轴线突变处(轴线由平缓到急陡或由急陡到平缓)。采用趋势面分析法在Pb+Zn品位中剔除由构造等其他因素引起的局部异常(分量)，利用剩余分量研究Pb+Zn品位在矿区的整体分布情况。分别对Ⅰ#、Ⅱ#主矿体的Pb+Zn品位进行2次趋势面分析，结果见图5、图6。

由图5、图6可知，Ⅰ#、Ⅱ#矿体的Pb+Zn品位变化均呈SW—NE向依次降低的趋势。因此，虽然受褶皱影响，矿体Pb+Zn品位的高值区应分布于褶皱的核部及褶皱轴线突变处，但整体上品位分布仍呈上述规律。

图5 Ⅰ#矿体Pb+Zn品位二次趋势面(单位：%)

图6 Ⅱ#矿体Pb+Zn品位二次趋势面(单位：%)

3 控矿因素及找矿方向

郭家沟铅锌矿床属热水沉积-改造型矿床，地层和构造是矿区主要的控矿因素，地层控矿主要表现在地层时代控矿和地层岩性控制。时代控矿表现在郭家沟矿床主要赋存于中泥盆统地层安家岔组焦沟上段(D2a2-2)。地层岩性控矿表现在郭家沟铅锌矿床的直接赋矿岩石为硅质岩和灰岩。构造控矿表现为褶皱作为直接的控矿构造，矿体主要沿褶皱轴分布，褶皱的核部以及褶皱轴线突变处是最有利的成矿部位。

采用地球物理探矿手段并利用音频大地电磁测深法解译深部标志性地层层位以及控矿构造形态[5]，再结合地质、化探、激电等方法是西成矿田实现找矿突破的有效方法。就郭家沟矿区而言，一方面沿着已控制褶皱的走向继续向东追索；另一方面，由于在构造作用下常形成一系列由背斜和向斜组成的组合褶皱。因此，应在已发现褶皱的南北两侧进一步寻找可能存在的其他控矿褶皱。此外，从地质力学角度看，由挤压作用形成的背斜和向斜，其核部都具有相同的受力作用，具有相似的成矿环境。因此在寻找背斜矿体的同时，还需注意向斜构造中可能存在的矿体。

[1] 李佐臣，裴先治，李瑞保，等.西秦岭糜署岭花岗岩体年代学、地球化学特征及其构造意义[J].岩石学报，2013(8)：2617-2634.

[2] 李注苍，李永军，曾俊杰，等.西秦岭糜署岭岩浆混合花岗岩地球化学特征及构造意义[J]. 地球科学与环境学报，2005(2)：12-16.

[3] 匡文龙，陈年生，张万虎，等.厂坝—李家沟Sedex型铅锌矿床成矿作用研究[J].大地构造与成矿学，2009，32(4)：542-547.

[4] 蔡恒安.西成铅锌矿田界面控矿机制研究——以郭家沟铅锌矿床为例[D].武汉：中国地质大学(武汉)，2014.

[5] 王孝国，杨悟平，谢建军，等.郭家沟大型隐伏铅锌矿床的发现与意义[J].地质与勘探，2014(5)：932-937.

Mineralization Characteristic of Guojiagou Lead-Zinc Deposit

Zhang Bingqiang1,2Ding Zhenju1Cai Hengan1Wang Zengxiang1

(1.Faculty of Earth Resources, China University of Geosciences(Wuhan);2.Geological Party 105,Guizhou Bureau of Geology and Mineral Exploration and Development)

Guojiagou concealed large lead-zinc deposit is a sedimentation-hydrothermal reworked deposit, the main mineralization is the late hydrothermal mineralization. The roof and the contaction with phyllite and limestone of 1#orebody are regarded as two marker beds.Based on analyzing the geological characteristics of the orebody of Guijiagou lead-zine deposit,the distribution regularity of mineralization of the orebody are discussed,besides that,the ore-controlling factors and prospecting direction are also discussed so as to provide reference for the prospecting work in research area.

Concealed lead-zine mine, Mineralization characteristics, Distribution regularity of mineralization, Ore-controlling factors, Prospecting direction

2015-06-01)

张兵强(1988—)，男，助理工程师，硕士研究生，550018 贵州省贵阳市乌当区新天大道。