铅锌矿床成矿流体特征及矿床成因分析

2020-12-09

世界有色金属 2020年20期

（陕西地矿区研院有限公司，陕西咸阳 712000）

铅锌资源是世界资源领域比较丰富的种类，地球5大洲的50多个国家都蕴含丰富的铅锌资源。目前，我国的铅资源基础储量为1400万吨，位列澳大利亚之后,是世界上的第二位，占到世界铅资源总量的16%；锌资源的储量为4300万吨，也是位列世界第二位，占到总资源量的17%。这表明我国在铅锌资源上具有良好的矿种优势。但是在国内加大铅锌开采力度的背景下，这种资源优势已经不是很明显，资源呈现出枯竭的初步趋势[1]。因此加强对铅锌矿床成矿流体特征及矿床成因分析，不断挖掘铅锌矿床的资源潜力势在必行、迫在眉睫。

1 国内铅锌矿产资源概述

1.1 国内铅锌矿床成矿条件及分布

我国铅锌矿产资源丰富的原因主要是成矿条件良好，在铅锌三大成矿区域里，地质背景复杂多样，非常便于形成不同类型的铅锌矿床[2]。如在天山、兴蒙、中生代的造山带、华南皱褶带都有稳定的地台及其边缘。在新生代的造山带，丰富的地质结构让铅锌矿床具有多阶段性、复杂性的特点。这些都给铅锌矿床的勘探开发、深入研究造成了一定的挑战。国内铅锌矿床的分布主要是来源于不同成矿环境所产生的不同矿床类型。

主要的矿床区域是：第一，古生代、天山造山带和中生代造山带的活动，让岩浆作用生产了一系列的矿床，如小秦岭热液型矿床、海相火山岩矿床等。第二，青藏高原的隆起，让冈底唐古拉造山带形成了大量的斑岩型、砂卡岩型、热液型的铅锌矿床。第三，在三江喀喇昆仑造山带区域，积压走滑运动形成了砂砾岩、海相火山岩型的铅锌矿床。这三大区域是国内铅锌矿床的主力产区。

1.2 国内铅锌矿床的主要资源特点

一是资源丰富，分布相对集中，覆盖区域较广。国内已经有29个省市区都已经勘查发现了铅锌矿床。这些矿床中富集程度较高的主要集中在西南部的云南、四川、广西、湖南，西北的甘肃、内蒙古等区域。铅锌成矿为中大型及其以上矿床的，主要集中在三江区域、扬子地台周缘、秦岭-祁连山区域、内蒙古蓝山-渣尔泰区域等；铅锌成矿的经济地区还是比较集中在中西部地区。二是探明资源储量巨大，但品相不好的矿床多，富矿少。虽然国内铅锌矿产保有资源处于国际第二的位次。但是铅资源的品味平均只有2.69%，铅矿石的品位主要是在1%～5%之间，大于8%的资源品相只占全部储量的16%。三是成矿条件很好，铅锌资源矿的寻找潜力巨大。国内的铅锌成矿密集区中，在近十年取得了很多新的突破，特别是在东部老矿区、西部开发程度低的矿区取得了良好的成绩，这说明国内铅锌资源具有很好的发展潜力。中心地区成矿条件优越，但开发程度不高，找矿的效果非常明显。

1.3 国内铅锌矿床的主要类型分析

根据铅锌矿床的岩性和成因机制，目前国内的铅锌矿床有5种主要类型。本别是沉积作用产生的海底喷流沉积型矿床，站矿床总数的4%；岩浆作用产生的热液脉型、砂卡岩型矿床；盆地流体产生的砂砾岩和碳岩型矿床，占到总资源量的27%；表生氧化作用产生的风化淋滤型矿床比较少。从分布上看，砂卡岩、碳酸盐岩、海底配流沉积和沙砾岩形成的铅锌资源能够达到资源总量的75%，矿床的发现数量占到总数量的56%，是目前国内铅锌矿床勘探开发的重点类型。未来铅锌矿床的深度开发利用，也需要从这些区域的成矿条件出发，针对不同矿床的类型特点，进行勘探开发利用，不断提高矿床的开发程度和利用效果。

2 国内重要铅锌矿床区域流体特征

2.1 川滇黔区域

川滇黔区域的铅锌矿床主要类型是海相碳酸盐型，主要分布在白云岩，个别石灰岩中，属于层控性矿床，分布的范围比较广泛，主要是位于地台地区周缘，少部分位于造山带的边缘地区，是国内铅锌矿床中最重要的区域类型，基本储量占到全国总储量的27%。该矿体主要是沉积改造型矿床，矿体是层状，或近似层状，具有热液改造的特点，主要特征是：突出的层控性，主要是受碳酸盐岩控制。断层、褶皱等容矿结构的后生特征突出，矿体主要是开放孔隙填充，有很多是大矿、富矿[3]。矿床的矿物组合简单，由闪锌矿、黄铁矿等金属矿物和方解石、石英石、白云石等脉石矿物组成。在该地区目前已经发现了7个大型矿床、30多个中型矿床和一批小型矿床。代表矿床有四川会东大梁子矿床、天宝山矿床、云南会泽矿床、鲁甸乐红矿床等。该区域矿床的流体形成原理是，在岩层深埋的情况下，盆地内部含矿的区域在上部压力下会释放出粒间水，在地温逐步增大的情况下，矿物发生脱水生成地层水，此时有机质就会转变为烃类物质进行重建，形成地层流体。

2.2 三江中北段区域

三江中北段区域的矿床属于热液型矿床，是全国范围内分布最广泛的矿床类型，在华北地台北缘、吉南辽北地区、内蒙古额尔古纳地区、东南沿海等区域都有着矿床分布。目前探明的热液型矿床往往数量多，但储量不高，并且都会有伴生元素。对该类矿床探矿可以发现，矿区主要是由地层和构造两种因素控制，古生代的沉积地层，是铅锌矿床最有力的围岩，其中碳酸盐岩地层较多，在多次地层断裂造成的构造下，矿液会产生运移，形成有利于铅锌矿体集聚的空间，主要是在断裂带发育成为构造角砾岩时，更加利于产生矿体。在区域内如果发现黄铁矿化、硅化、方解石化等现象，往往就能找到铅锌矿体。此类矿床的成矿因素是，在中泥盆统前海局限盆地中会形成容矿的围岩，对铅锌矿体的形成和展布进行控制。在探矿中发现，比较典型的中低温热液矿床，往往容易形成大型矿床。

3 三江中北段区域铅锌矿床成矿流体特征及矿床成因分析实例

3.1 铅锌矿床所在区域背景

此次需要勘查的铅锌矿床所在区域地处三江中北段区域位，位于于辽宁省凤城青城子，矿田面积为50平方公里，分布有十多个大小矿段，矿区内部交通比较方便，有简易公路联通。对该地区的铅锌矿床进行分析，掌握其流体特征和成因才能更好地进行开采，提高开采的经济效益。

3.2 铅锌矿区的地质条件

该矿区是的矿体形态主要有层状、似层状、脉状等类型。铅锌矿层的矿围岩主要是含石墨的大力岩，矿体长度分别为5m0～300m不等，铅矿的品位率在2.3%左右，锌矿的品位在2%左右，铅锌比平均数是1.15。其中本文重点研究的矿体是位于石墨大理岩和黑云片岩的交接部位，铅锌矿顺层产出。已经探明的矿体长度为100m左右，厚度为0.5m～8m之间，有一些小矿体组成。铅矿品位6%，锌矿品位10%，铅锌比为3:5。

3.3 铅锌矿区的成矿规律

该矿区主要是古生代的沉积地层，是铅锌矿床最有力的围岩碳酸盐岩地层，在多次地层断裂造成的构造下，矿液会产生运移，形成了铅锌矿体集聚空间，矿体主要是在断裂带发育成为构造角砾岩时产生。在区域内发现有黄铁矿化、方解石化等现象。

3.4 铅锌矿体的同位素特征

该铅锌矿区的同为素组成可以看到，层状矿体和脉状矿体的结构非常相似，铅矿的成矿物质的同源性分布值有比较规律的增长曲线。

矿区里的大理岩、缓和岩之间的铅锌矿的同位素比较相似，这说明矿石中铅矿的来源区域主要集中在混合花岗岩中，和印支期的花岗岩没有密切的关系。

3.5 铅锌矿床的成因分析

该矿区普遍存在古元古代混合花岗岩，铅锌矿体的产出部位距离混合花岗岩非常近。病情围岩内部村很多钾化带。铅锌矿床的组合模式是上脉下层的组合，就是和混合花岗岩接触部位产生层状矿体，在赋矿层的上不产出脉状矿体。在硅质岩出现的区域，矿体是一种伴生状态，位于硅质岩的内部或者表面部位。

该矿区在辽东裂谷的发育期中，海底火山大规模的鹏发形成了多层位的矿源层。在深部热点的作用下，青城子地区的混合岩继续发生作用，在混合岩和铅锌矿体之间发生很多断裂缝隙，成为热液运动移动的通道。在热作用下，通过围岩地下水和岩层之间的相互作用，从而在混合前缘形成一个边缘带，含有丰富的矿物质流体。和混合岩前缘靠近的区域因为塑性变形产生滑脱空间。远离混合岩的区域刚性较大就会出现断裂等构造。这些构造在矿流体时期主要是运移通道，在后期就是铅锌矿的储存构造。