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新疆和田团结峰铅锌矿床勘查模型初论

2019-09-10魏永峰肖倩茹冯昌荣

新疆地质 2019年1期
关键词:找矿标志

魏永峰 肖倩茹 冯昌荣

摘  要:新疆和田县团结峰铅锌矿床是西昆仑地区新发现的一处重要MVT型铅锌矿床,铅锌规模达中型,伴生银。在勘查工作实践及综合研究矿床模型基础上,总结了矿床的成矿地质条件、地球物理勘查模型、地球化学勘查模型和地质找矿标志。研究表明:赋矿地层为中侏罗统龙山组二段灰岩,次级NW向断裂控制了铅锌矿体的分布,硅钙面之上的层间构造是矿体的赋存部位。1∶50万水系沉积物测量勘查模型显示:矿区及周边主要异常元素有Au,Ag,Pb,Zn,Mn,Hg,Sb,Cu,Co等,矿区为Ag-Zn-Cu-Pb-Au-As-Sn-Cr-Fe-F异常范围内,元素异常套合较好。1∶5万水系物测量勘查模型显示:成矿元素Ag,Zn,Cu,As,Sn,Sb,Pb浓度分带明显,异常套合好,有明显的浓集区;1∶1万瞬变电磁测量勘查模型显示:矿区内主要岩层的电阻率差异很大,含铅锌矿化地层电阻率为4 660~ 6 030 Ω·m,可形成中高阻异常;遥感蚀变信息勘查模型显示:矿区遥感异常以羟基为主,铁染零星,异常与构造套合较好。除了物化遥异常标志外,铁帽、次级NW向断裂、围岩蚀变也是重要的找矿标志。

关键词:和田县;团结峰铅锌矿;成矿地质条件;找矿标志;矿床勘查模型

团结峰铅锌矿床位于新疆西南端喀喇昆仑山主脊北侧,西昆仑山腹地。喀喇昆仑地区自然环境恶劣,研究程度较低。2008年以前仅发现库鲁木鲁铜钼矿、卡拉吉利铜矿、河尾滩砂金矿、中南山石膏矿等矿床(点),之后相继发现落石沟、宝塔山、长山岭、多宝山、天神、天神北、驼峰岭、鸡冠石、火烧云、甜水海、化石山、团结峰等铅锌矿[1-5],显示出该地区巨大的铅锌找矿潜力。2012~2015年,随着四川省地质矿产勘查开发局区域地质调查队在本区开展的5万区调工作,化石山铅锌矿、团结峰铅锌矿等一批具经济价值的矿产地被发现,并展开了勘查工作。其中,团结峰铅锌矿床资源量已达中型规模,陶玻等对该矿床地质特征及成矿模式进行了初步研究[6]。本文试图通过归纳该矿区的成矿地质条件、矿体特征、地球物理测量、水系沉积物测量、找矿标志等方面的研究成果,总结出团结峰铅锌矿床的勘查模型,指导区域找矿。

1  成矿地质背景

团结峰铅锌矿床位于林济塘Pb-Zn-Cu-Au-Mo-石膏矿带(Ⅳ级)内(图1),大地构造环境属塔什库尔干-甜水海地块(Ⅲ级)的乔尔天山-红南山前陆盆地  (Ⅳ级)1。发育加里东褶皱基底、二叠—三叠纪裂谷、中生代陆缘盆地。志留系为复理石建造[7,8]。下二叠统为陆缘碎屑岩,晚二叠世晚期—中三叠世晚期为具蛇绿混杂特征的超基性岩、基性岩及基性火山岩(E-MORB)[9-12]。晚三叠纪时期,该带转为浅海相复理石建造沉积,侏罗—古近纪属夹火山岩的含石膏碳酸盐岩建造。新近纪隆起为陆。该带侵入岩主要发育于北段,为燕山期花岗闪长岩和二长花岗岩,褶皱构造较紧闭,断裂构造较发育。近年在该矿带内陆续发现了一批与碳酸盐岩有关的铅锌矿床,团结峰铅锌矿床就是其中之一。

2  矿床地质特征

2.1  矿区地质

团结峰矿区出露地层由老到新有下二叠统神仙湾组灰色-深灰色砂板岩;中侏罗统龙山组二段灰色-浅灰色细晶灰岩、泥晶灰岩,局部夹泥灰岩;第四系残坡积物、冲洪积物。二叠系神仙湾组与侏罗系龙山组呈角度不整合接触关系(图2)。矿区发育晚二叠世晚期—中三叠世晚期的辉长岩、辉绿岩、玄武岩等残片(块体),该残片具蛇绿混杂特征。矿区褶皱不发育,断裂构造发育,均表现为NW走向。其中,F1逆断层出露于矿区的南西侧,主要发育于神仙湾组砂板岩中,为矿区主断层,断层破碎带宽为5~6 m,断面产状40°~55°∠60°~67°。在侏罗纪灰岩中发育与该断裂相交的次级断裂,次级断裂与本矿区的铅锌矿成矿有密切关系,为主要的控矿构造。

2.2  矿体地质特征

团结峰矿区共圈定6条矿体,累计获得铅锌资源量已达中型規模。其中,Ⅰ-1铅锌矿体规模最大,矿体内控长780 m,控制斜深375 m,矿体产出于下二叠统神仙湾组与中侏罗统龙山组二段不整合接触界面之上的龙山组灰岩内,呈层状、透镜状产出,矿体产状,倾向55~70°,倾角35~70°,与赋矿地层及断层产状基本一致,厚度在走向上变化较大,为1.5~38.0 m(图3)。矿体铅品位0.21%~6.77%,平均2.77%;锌品位0.15%~8.78%,平均2.79%;伴生元素Ag平均品位44.08 g/t;(333+334)级别铅锌金属量16.63×104 t,银金属量约134.74 t。矿石结构为半自形-它形结构、粒状结构、葡萄状结构、微粒结构,矿石的构造类型为角砾状构造、细脉状构造、浸染状构造、块状构造、条带状构造,主要的矿石矿物为闪锌矿、方铅矿、赤铁矿、硬锰矿、软锰矿、辉铜矿等;主要的脉石矿物为方解石、石英等。

2.3  矿床成因类型

根据赋矿围岩岩性和成矿元素组合的不同,将铅锌矿床分为砂岩型铅矿、砂岩型铅锌矿、密西西比河谷型铅锌矿、沉积岩容矿块状硫化物型铅锌矿4类[13-16]。将团结峰铅锌矿床模型与同带多宝山铅锌矿床及邻矿带卡兰古铅锌矿床、密西西比河谷型铅锌矿床进行对比研究[3,17],可知团结峰铅锌矿床赋存于台地碳酸盐岩中(表1),成因为与岩浆活动无关的浅成后生层状铅锌矿床,该铅锌矿可以与密西西比河谷型(MVT)类比,属密西西比河谷型铅锌矿[6]。

3  矿床勘查模型

矿床勘查模型是根据控矿地质条件、找矿标志、矿床成因、有效的地球物理、地球化学、遥感地质等勘查技术方法等资料而建立的应用于矿产预测及普查评价的矿床综合模型[16-18]。本文试图在前人工作基础上,侧重于通过描述性地质勘查模型、地球物理模型等经验模型,结合找矿标志,反映和总结团结峰铅锌矿床找矿模型。

3.1   地质勘查模型

3.1.1  区域地质

团结峰铅锌矿床的大地构造位置处于区域大地构造单元属西藏-三江造山系(Ⅰ级)、羌塘弧盆系 (Ⅱ級),再以龙木错-双湖断裂为界,该断裂南侧为南羌增生楔(Ⅲ级),北侧为塔什库尔干-甜水海地块(Ⅲ级),团结峰铅锌矿床产于塔什库尔干-甜水海地块之乔尔天山-红南山前陆盆地(Ⅳ级)中。矿区区域上广泛出露新生代、中生代及古生代地层,其中侏罗纪为主要赋矿地层,侏罗—古近纪属夹火山岩含石膏碳酸盐岩建造,新近纪隆起为陆。该区域褶皱构造以紧闭型为主,断裂构造发育,地层构造格局主要是燕山、喜山两期构造的呈现,其沿乔尔天山-岔路口断裂及两侧次级断裂形成新疆富集程度和规模最大的铅锌矿富集区。区域内侵入岩不甚发育,火山活动较弱[5]。

3.1.2  构造控矿要素

多级构造体系控制本区铅锌矿区、矿体及矿化类型的分布。区域性的一级构造乔尔天山断裂为热液运移的良好通道,次一级断层、节理、裂隙较发育,既是含矿热液运移的良好通道,也是矿体赋存的有利部位,为铅锌矿富集提供了良好的空间。在区域性纬向大断裂反复活动的推力下,深部含矿热液向低压空间运移并萃取流经围岩中的成矿元素,在有利的构造和碳酸盐岩环境中,矿质沉淀形成铅锌矿。主要形成中低温热液型、热液交代型铅锌矿,经后期氧化与溶滤作用形成次生铅锌矿。矿体的富集受断层、节理、裂隙等构造控制,一般产于角砾带、不整合面及裂隙带中。

3.1.3  地层及岩性控矿要素

矿区矿体产出空间部位及容矿岩石均为中侏罗统龙山组二段碳酸盐岩和断层角砾岩。不纯的碳酸盐岩化学性质活泼,岩溶构造发育,但其力学性质为刚性,在应力作用下不易变形,往往构造破碎带、裂隙带发育,形成含矿流体运移的通道以及成矿物质沉淀的空间。在岩性界面,即硅钙面(中侏罗统龙山组二段碳酸盐岩与下二叠统神仙湾组碎屑岩接触面)附近形成层状、透镜状(含银)铅锌矿体;而在碎屑岩中基本不形成矿体。在地表上,含矿岩石往往强烈赤(褐)铁矿化,所形成的铁帽较集中分布。

3.2  1∶5万遥感勘查模型

区内构造线主要呈NW向展布,其羽状次级断裂与NE向次级断裂交汇处形成明显的环形构造,为成矿的有利部位。在环形构造区域内及龙山组地层内,遥感异常NW向长约6.5 km、NE向宽约1.5 km,异常以羟基为主,铁染零星,呈团块状、星点状展布,较为明显,与构造套合较好。遥感异常与热液蚀变或沉积型铅锌矿有直接关系,是矿化信息的直接反映。感影像及异常信息对选定找矿靶区,开展预查工作起到指导作用。

3.3  1∶1万瞬变电磁测量勘查模型

矿区内第四系松散层、二叠系变质砂岩、碳质板岩电阻低于4 300 Ω·m,属于低阻岩层,侏罗统龙山组二段灰岩的电阻率平均值为6 500 Ω·m,其中含铅锌矿化的地层电阻率为4 660~6 030 Ω·m,略低于围岩地层的电阻率,属于中高阻电性层。矿区内含铅锌矿化地层与其它地层电性存在一定差异,具一定厚度时可形成明显的中高阻异常区(图4),可为电法划分矿化异常地层提供依据。据邻区资料  1∶1万瞬变电磁测量有时与地层、矿(化)体实际产状不符,不能提供合理的地球物理参数解释,可能是由于矿区特殊的高原永久性冻土层干扰所致1,矿区有效的物探工作方法仍需进一步探索。

3.4  地球化学勘查模型

3.4.1  1∶50万水系沉积物测量

矿区为西昆仑岔路口铅锌富集区,富集元素铅、锌、镉、汞、钙、锂(锑)。其中铅、锌、镉元素富集区重叠,也是新疆富集程度最高、规模最大、连续性最好的地区。以32×10-6为下限,圈定铅异常面积10 300 km2,浓集趋势明显且具多个浓集中心,富集程度高的地段具三级浓度分带。锌、镉富集特征与铅类似,呈规模大、强度高、连续性好、浓集趋势明显的特点❶❷❸。团结峰铅锌矿床位于西昆仑岔路口铅锌富集区的69乙3Ag-Zn-Cu-Pb-Au-As-Sn-Cr-Fe-F异常范围内(图5),该异常范围内元素套合较好。

3.4.2  69乙3异常1∶5万水系沉积物测量

异常区内成矿元素Ag,Zn,Cu,As,Sn,Sb,Pb浓度分带明显,异常套合好,有明显的浓集区。Zn异常面积大,达560 km2。Ag异常面积496 km2,Cu异常面积400 km2。Ag异常规模达774,Zn异常规模达723,Cu异常规模达522。As,Sb,Sn具四级浓度分带,Ag具三级浓度分带,Zn,Cu具二级浓度分带。异常展布方向与NW向区域断裂一致,发现含银铜角砾岩带及含铜火山岩带各一条。

3.4.3  矿区岩石地球化学测量

矿区地球化学测量采用1∶1万地球化学剖面,累计完成地化剖面58.2 km,共计33条。根据地质背景选取Au,Ag,Cu,Pb,Zn等5种元素进行分析。其中Pb为4.6×10-6~2 286.2×10-6,Zn为3.3×10-6~15 013.8×10-6,Ag为0.033×10-6~3.276×10-6,Pb,Zn,Ag标准差、变化系数均较大,表明这些成矿元素的富集强度和富集能力比较高,Au,Cu元素偏低。同时,Pb,Zn,Ag高值点突出(图5),异常分布规律明显,主要在龙山组灰岩与构造强烈作用部位,未跨越到神仙湾组砂板岩地层中。

3.5  综合勘查模型

本文通过对矿床成矿地质背景、地球物理和地球化学特征、控矿因素、成矿作用、矿化类型、矿床成因类型及成矿模式,以及大量的地质勘查成果总结,建立了团结峰铅锌矿的地质、地球物理、地球化学综合勘查模型(表2)。

团结峰铅锌矿体赋存于中侏罗统龙山组二段碳酸盐岩中,遥感影像及蚀变信息为成矿预测及圈定找矿靶区指明了方向。团结峰铅锌矿区构造发育,化探测量在铅锌矿化体(带)上形成强的Pb,Zn元素异常,同时伴有Ag,Zn,Cu,Pb,Au,As,Sn,Cr,Fe,F等元素组合异常,在地表上含矿岩石往往强烈赤铁矿化,所形成的铁帽较集中分布。配合地质填图,能发现(近)地表铅锌矿(化)体,在矿区成矿预测及找矿阶段发挥了重要作用。矿区内含矿岩石、围岩、电阻率具较明显的激电异常,依据激电异常特征,能较准确圈定矿(化)体空间位置,但由于1∶1万瞬变电磁测量在邻区有时与地层、矿(化)体实际产状不符,不能提供合理的地球物理参数解释,其有效性尚需要论证。

4  結论

(1) 团结峰矿床是一个中型以上的铅锌矿床,银呈伴生元素产出。

(2) 团结峰铅锌矿床属密西西比河谷型(MVT)铅锌矿,可作为在喀喇昆仑地区寻找同类矿床典型例证。

(3) 地球化学和地球物理勘查模型显示,水系沉积物测量、岩石地球化学测量均能够很好的反映出矿化体的范围、成矿元素的异常范围、矿化强度等;瞬变电磁测量受多方面影响不能很好的圈定矿体,但局部能反映矿化体的位置。

(4) 找矿标志明显,集中分布的铁帽、显著的遥感异常和蚀变异常是最重要的找矿标志。

致谢:参加工作的主要成员还有赵志强、王仕海、林鑫、王若飞等,审稿人对稿件提出了宝贵的修改意见,在此一并表示诚挚的感谢!

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Abstract:Tuanjiefeng lead-zinc deposit in Hotan county which associated with silver,has reached middle scale,is an important Mississippi Valley-type lead-zinc deposit in West Kunlun. The article summarizes metallogenic geological conditions,geophysical exploration model,geochemical exploration model and geological prospecting criteria of the deposit on the basis of exploration practice and comprehensive study of the deposit model.The researches show that the 2nd limestone of middle Jurassic,longshan formation is the ore-bearing strata. The interlayer structure above the silicon - calcium surface is where the ore body occurs and the secondary North-West fault controlled the distribution of lead-zinc ore bodies. The 1:500,000 sediment survey and exploration model shows that the main abnormal elements in and around the mining area are Au,Ag,Pb, Zn,Mn,Hg,Sb,Cu,Co and etc.The Element exceptions fit well and the mining area is within the abnormal range of Ag-Zn-Cu-Pb-Au-As-Sn-Cr-Fe-F.The 1:50000 drainage survey and exploration model shows that the concentration of metallogenic elements Ag,Zn,Cu,As,Sn,Sb and Pb were obviously distributed, and the abnormal combination was well done with obvious concentration area.The 1:10000 transient electromagnetic survey exploration model shows that there is great variability in resistivity of the main rocks in the mine. The formation resistivity of which contains lead-zinc mineralization is 4 660~6 030 Ω·m,can form high resistance resistivity anomaly. Remote sensing alteration information exploration model shows that the main remote sensing anomaly in mining area is hydroxyl.Scattered iron stains and the anomaly is in the same direction as the structure. In addition to geophysics, geochemistry, remote sensing anomaly markers, iron cap, secondary northwesterly fault and alterations of wall rocks are also important prospecting indicators.

Key words:Hotan county;Tuanjiefeng Lead-Zinc deposit;Ore-forming geological conditions;Marking for prospecting;   Deposit exploration model

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