综合勘察技术作业(云南会泽铅锌矿)
滇东北会泽铅锌矿
综合勘查技术方法运用分析
姓 名 学 号 班 级
院 系:资源学院
指导老师:李艳军
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前言 .................................................................................................................................................. 3 第一章 区域地质背景 ..................................................................................................................... 3
1.1 大地构造位置 .................................................................................................................... 3 1.2 地层 .................................................................................................................................... 4 1.3 区域构造 ............................................................................................................................ 5 1.4 岩浆活动 ............................................................................................................................ 6 1.5 区域地球化学特征 ............................................................................................................ 6 第二章 矿区地质特征 ..................................................................................................................... 7
2.1 赋矿地层 ............................................................................................................................ 7 2.2 矿区构造特征 .................................................................................................................... 7 2.3 矿区岩浆岩 ........................................................................................................................ 7 2.4 岩相古地理 ........................................................................................................................ 7 第三章 矿床地质特征 ................................................................................................................... 10
3.1 矿体形态、规模和产状 .................................................................................................. 10 3.2 矿石特征 .......................................................................................................................... 11 3.3 围岩蚀变 .......................................................................................................................... 12 3.4 成矿期(阶段)划分 ...................................................................................................... 12 3.5 控矿地质因素简述 .......................................................................................................... 13 第四章 区域自然景观及找矿方法选择 ....................................................................................... 13 第五章 地质找矿方法 ................................................................................................................... 14
5.1 直接找矿标志 .................................................................................................................. 14 5.2 间接找矿标志 .................................................................................................................. 14 5.3 矿床模式找矿 .................................................................................................................. 14 第六章 地球化学找矿方法 ........................................................................................................... 17
6.1 土壤地球化学测量 .......................................................................................................... 17 6.2 岩石地球化学测量 .......................................................................................................... 18 第七章 地球物理找矿方法 ........................................................................................................... 21 第八章 遥感找矿方法 ................................................................................................................... 24
8.1 地层岩性解译 .................................................................................................................. 25 8.2 构造解译 .......................................................................................................................... 25 第九章 矿床成因分析 ................................................................................................................... 28
9.1 成矿物质来源 .................................................................................................................. 28 9.2 成矿流体来源 .................................................................................................................. 29 9.3 矿化时间分析 .................................................................................................................. 30 9.4 成矿温度 .......................................................................................................................... 30 9.5 矿床成矿机制 .................................................................................................................. 30 结束语 ............................................................................................................................................ 32
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前言
云南会泽铅锌矿是我国著名的滇东北铅锌成矿区中超大型富铅锌矿床的典型代表。矿床位于扬子准地台西南缘,位于小江深断裂带和昭通-曲靖隐伏深断裂带间的北东构造带、南北构造带及北西垭都构造带的构造复合部位,主要由矿山厂、麒麟厂、大水井大型铅锌矿床及银厂坡小型银铅锌矿床等组成。
该矿床开采历史悠久,工作程度较高,勘查经验丰富。本文通过对区域地质背景、矿区地质、矿床地质特征的概括总结,以及对地质找矿方法、地球化学找矿方法、地球物理找矿方法、遥感方法等应用于矿床寻找的具体分析,加深对综合勘查技术方法找矿应用的理解,同时在此基础上总结成矿规律,分析矿床成因,加深对该类矿床的理解。
第一章 区域地质背景
区域地质背景,对于了解矿床的产出位置、矿床的成因及矿床应该运用哪种勘查技术
手段具有重要作用。现从大地构造位置、地层、区域构造、岩浆活动及区域地球化学特征这几方面论述如下:
1.1 大地构造位置
云南会泽铅锌矿是我国著名的川滇黔铅锌成矿区中超大型富铅锌矿床的典型代表,其大地构造位置处于小江深断裂东侧滇东北坳陷盆地南部,展布于SN向小江深断裂带、NW向紫云-垭都深断裂带及NE向弥勒-师宗深断裂带所围成的“三角区”内,毗邻龙门山造山带、南盘江-右江增生弧型冲褶带及哀牢山墨江绿春造山带(图1-1)。因多期次构造叠加复合强烈、地质环境多变和成矿动力学机制复杂,成矿地质条件优越,不仅形成了我国独具特色的富锗铅锌多金属矿集区,而且造就了世界罕见的特高品位(Pb+Zn:25%-35%)的大型—超大型富锗银铅锌多金属矿床,在川滇黔铅锌多金属成矿域具有典型性。
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图1-1 滇东北矿集区区域构造格架简图(据马力等,2004编绘)
①-怒江断裂;②-金沙江-红河断裂;③-鲜水河断裂;④-龙门山断裂;⑤-小金河-中甸断裂;⑥-箐河-程海断裂;⑦-安宁河-绿汁江断裂;⑧-小江断裂;⑨-康定-奕良-水城断裂;⑩-弥勒-师宗-水城断裂;Ⅲ1-会理-昆明裂陷带;Ⅲ2-康滇断隆带;Ⅲ3-盐源-丽江裂陷带;1-峨眉山玄武岩;2-构造应力方向;3-板块结合带;4-走滑断裂
1.2 地层
会泽铅锌矿床矿区地层较为简单,出露地层包括: 寒武系筇竹寺组(∈1q)泥质页岩 泥盆系海口组(D2h)砂岩 二叠系梁山组(P1l)炭质页岩 震旦系灯影组(Z2d)、泥盆系宰格组(D3zg)以及石炭系大塘组(C1d)、摆佐组(C1b)、威宁组(C2w)、马平组(C3m)和二叠系栖霞-茅口组(P1q+m)地层均为碳酸盐岩
其中赋矿地层为下石炭统摆佐组(C1b)白云岩。除银厂坡断层上盘和小黑青以东有寒武系筇竹寺组出露外,基本缺失下古生代地层。其矿区地质图见图1-2:
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图1-2 会泽铅锌矿区地质简图
1-上二叠统峨眉山玄武岩;2-二叠系:栖霞组-茅口组灰岩、白云质灰岩夹白云岩,梁山组碳质页岩和石英砂岩;3-石炭系:马平组角砾状灰岩,威宁组鲕状灰岩,摆佐组粗晶白云岩及白云质灰岩,大塘组隐晶灰岩及鲕状灰岩;4-泥盆系:宰格组灰岩、硅质白云岩和白云岩,海口组粉砂岩和泥质页岩;5-寒武系:筇竹寺组泥质页岩夹砂质泥岩;6-震旦系灯影组硅质白云岩;7-断裂;8-地层界线;9-铅锌矿床
1.3 区域构造
中国川、滇、黔交界地区在太古宙—中元古代形成了以中-低变质岩为主的褶皱基底;晋宁运动以后本区进入了被动大陆边缘演化阶段( 张云湘等,1988) ,自震旦纪至三叠纪总体上处于拉张状态,属于地裂发展旋回(杨应选等,1994) 。晚震旦世开始由于古上扬子海的不断海侵,该区出现了一个广阔的浅海台地(夏文杰等,1994) ,开始接受海相沉积,形成了一套以震旦纪碳酸盐岩为主的沉积地层;寒武纪—二叠纪,本区大部分地区接受沉积,部分地区由于地壳的抬升缺失上奥陶统—石炭系。二叠纪本区进入深部地幔物质上涌阶段,火山喷发形成了峨眉山溢流玄武岩;晚二叠世晚期至早—中三叠世又为一次海侵过程,本区部分地区接受碎屑沉积,三叠纪末期,印支运动使其应力状态由拉张转为挤压,形成了一个大型前陆盆地—四川盆地。晚三叠世末期,随着北特提斯边缘海盆的关闭,攀西裂谷盆地转化为内陆凹陷盆地(张云湘等,1988) ;晚三叠世对扬子地台西部边缘构造带来说,是重要的奠定构造格架的时期,经历了一个由拉张到挤压的完整的构造旋回(云南省地质矿产局,1990) 。在侏罗纪,扬子地台西缘仍受到来自西古特提斯洋演化的强烈影响。该区位于特提斯板块向大陆俯冲的大陆边缘岩浆弧 后伸展带上,构造运动总的趋势是间歇性的抬升,为大陆内部的发展阶段,以陆相沉积为主,属
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台地型沉积(地质矿产部成都地质矿产研究所,1987) 。至早白垩世,西侧的甘孜陆块及盐源—丽江断块向攀西—滇中推覆碰撞,形成龙门山—锦屏山造山带,到始新世时,印度板块在喜马拉雅期向欧洲大陆的俯冲碰撞,导致龙门山—锦屏山造山带进一步隆升(王奖臻等,2002) 。也有学者认为哀牢山—龙门山—锦屏山造山带在新生代形成(张岳桥等,2004) ,中生代形成的山链已经消失。
1.4 岩浆活动
矿区仅见的岩浆活动为早二叠世末至晚二叠世初的峨嵋山玄武岩喷发。在该时期, 扬子地台西缘发生了大规模的玄武岩喷(发) 溢活动, 其可分为3 个不同的活动阶段:
1)以强烈喷发或喷发-溢出为主;
2)广泛持续的宁静溢出, 构成了玄武岩的主体, 同时尚有部分岩浆没有溢出地表, 侵入于浅部形成了辉绿岩体;
3)弱喷发-溢出, 喷发物少而周期长。
大规模玄武岩浆的喷(发) 溢活动使玄武岩呈岩被状整合于整个西部地区的下二叠统栖霞-茅口组灰岩面上。
玄武岩的喷(发) 溢与该地区矿床的形成在物质成分、矿床成因和时空关系上有着密切的联系, 也是铅锌矿床形成的必要条件之一。首先, 由于峨嵋山地幔热柱的上隆加强了断陷作用的发展, 进而控制了断陷盆地内地层的沉积和构造的形成; 其次, 地幔热柱的构造事件为铅锌矿创造了热动力环境; 最后上升的岩浆带来了大量的液体成分—深源热水, 为活化、迁移地层中的铅锌元素提供了动力和载体。同时岩浆热液的上升改变了途径区域地层内的物理化学条件, 也带来了新的成矿金属物质。故玄武岩浆的喷(发) 溢活动为铅锌矿床的形成提供了热动力和矿源,为成矿奠定了一定的基础。
1.5 区域地球化学特征
滇东北地区昆阳群至二叠系的某些层位和岩浆岩都出现了Pb、Zn在某种程度的初步富集,形成了Pb、Zn异常区,为该区铅锌矿床的形成奠定了一定的物质基础。而且,该区铅锌地球化学异常分带清楚,由西往东可以分为三个带:西带界于西昌一会理一易门和小江断裂之间,带内铅、锌异常强烈并呈南北向展布;中带位于小江深大断裂和昭通一曲靖隐伏断裂之间,断裂带内北东向构造发育,铅、锌异常呈北东向展布,而带内占生代地层引起的异常则相对比较弱;东带位于沼通一曲靖隐伏断裂以东,该带以发育北西向断裂为主,铅、锌引起的异常主要呈北西向展布。表明铅锌成矿在不同的带内受不同方向的断裂控制。而且成矿与断裂在时间、空间上关系密切,矿床(点)、矿化点均分布于断裂上盘,受次级断裂及层间破碎带控制。总体看来,Pb、Zn异常形状简单、呈线状分布,成矿显然受深成作用控制,与该区地球物理反映特征一致。滇东北地区铅锌成矿带之下可能存在一个上地幔隆起区,其中富含Pb、Zn等成矿元素,在特定的地质历史演化过程中,成矿物质沿深大断裂进入地壳表层,为该区铅锌矿的形成提供了必要的物质来源,形成呈带状分布的铅锌成矿区。由此表明,区域上的地层、岩浆和构造为滇东北地区铅锌成矿提供良好的地球化学背景。
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第二章 矿区地质特征
从矿区的角度,考察矿区所在的地层、构造、岩浆岩、岩相古地理。
2.1 赋矿地层
该区多套地层发育,其中下石炭统摆佐组(C1b)是该区主要的赋矿层位, 厚约60 m , 最厚可达276.5 m。岩性为灰白色-红褐色中至粗晶白云岩, 中间偶夹有灰岩或硅质灰岩薄层, 两者呈渐变过渡关系, 蚀变特征明显。与上覆地层威宁组白云质灰岩和下伏地层大塘组灰岩呈整合接触关系, 其次为上泥盆统宰格组第三段(D3z - 3 ) 为该区的次要含矿地层, 厚约40~60 m , 岩性为灰白色中厚层状中粗晶白岩夹硅质岩。
2.2 矿区构造特征
根据地表及井下现场观察到的断裂构造之间的错切关系, 按照断裂构造发育的先后顺序, 大区内主要有NW、近EW、NE 和近SN 向4 组断裂带。
小江深断裂带与昭通-曲靖隐伏断裂带控制了滇川黔铅锌成矿区。其中滇东北左行雁列式构造控制了北东向斜列展布的铅锌矿带。
矿区位于金牛厂-矿山厂背斜东冀, 为一走向NE 的倾伏褶皱, 倾向SE , 倾角30°-70°, 绝大多数铅锌矿床赋存在背斜的轴部附近和其两翼中。 矿区构造以NE 向断裂为主, 有矿山厂、麒麟厂和银厂坡3条主干断裂带, 为矿区的一级构造。矿区内的矿体形态、分布特征直接受其控制, 三者均为成矿后期断裂且都是逆断层, 在矿区内呈NE 向展布。其中矿山厂和麒麟厂断裂在NE 端相交于贵州牛栏江, 在SW 端于会泽板栗树处相会, 两者合二为一。3条主干断裂带均具有多期活动和成矿流体活动的特点。 此外, 在3条主干断裂带的旁侧, 还发育有多组呈雁行排列的左行NE 向顺层断裂和破碎带, 其中以下石炭统摆佐组地层中的层间破碎或层间断裂带为主, 是该区主要的容矿构造和最终贮矿场。这是由于主干断裂上下盘错动、拖拽作用, 导致旁侧次级褶皱、拖拽褶皱、地层挠曲的形成, 在其褶皱地层内形成拓空与剥离空间, 特别是在上下盘为泥岩、页岩而中间为相对较软弱的碳酸岩地层中, 更容易形成拓空、剥离和破碎空间, 是铅锌矿床形成的最佳容矿场所。
矿区构造和矿床发育情况见图2-1。
2.3 矿区岩浆岩
该成矿区域内岩浆岩以喷出岩(主要是峨眉山玄武岩)发育而侵入岩不发育为特征,侵入岩出露地域仅局限于东川附近,矿山厂一线以北的大部分地区极少见有侵入岩出露。本区的喷出岩种类繁杂,包括中元古界昆阳群中的各种中基性喷出岩,震旦系的火山凝灰岩和二叠系峨眉山玄武岩,其中又以二叠系峨眉山玄武岩在本区分布最为广泛。岩浆岩分布见图2-2。
2.4 岩相古地理
区内铅锌矿成矿与岩相古地理有着密切关系, 铅锌矿赋存层位皆处于浅海相海退的沉积序列之中。滇东北筇竹寺期(图2-3)出现大范围的碎屑潮坪沉积, 表明了自梅树村中晚期以
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后海退的趋势, 矿区此时所处的古地理环境有利于铅锌矿的富集成矿。另外, 当时滇东北地区西部为滇中丘陵山地, 东南为牛首山古陆, 因此特殊的地理环境为该区提供了大量的陆源碎屑沉积物。
矿区筇竹寺组以深灰色- 黑色页岩、粉砂岩为主。黑色沉积物中含有丰富的铅、锌等多金属硫化物, 且地层中有机质含量高, 是成矿流体沉淀的有利场所。
图2-1 会泽铅锌矿区构造与矿床分布剖面图
1-上二叠统峨眉山玄武岩组;2-下二叠统;3-石炭系;4-泥盆系;5-寒武系;6-上震旦统; 7-断层及推断断层;8-地质界线;9-矿体及推测矿体
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图2-2 滇东北成矿区与峨眉山玄武岩分布图
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图2-3 滇东北早寒武世筇竹寺、沧浪铺期岩相古地理图
1-潮坪相(泥质岩、砂岩及碳酸盐岩)2-沿岸滩坝相(泥质岩、砂岩)3-沉积厚度等值线4-矿区位置
第三章 矿床地质特征
3.1 矿体形态、规模和产状
矿体在平面上呈左列式展布,剖面上呈斜列式阶梯状延伸,以脉状、囊状、扁柱状、网脉状及“似层状”产出。矿体骤然尖灭或膨缩等现象屡见不鲜。其走向长800m 有余,倾斜长720m 矿化范围内,垂直延伸达1100 余米,厚度在0. 7~40m间变化,共揭露矿体30 余个,矿体规模悬殊较大,其中6 # 、8 # 矿体规模最大,铅锌金属量分别达到78 万吨和近100 万吨。矿体仅局
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限分布于极其有限区域中的下石炭统摆佐组中、上层位的层间断裂带内,其产状大致与地层一致,其走向NE20°- 30°,倾向SE ,倾角60°- 70°。矿体属盲矿体,向深部规模增大,品位升高,与围岩界线明显,产于NE 向压扭性断裂带中,从浅部到深部,铅锌矿体厚度成倍增加、品位变富,6、8 号矿体就是证明。
3.2 矿石特征
3.2.1 矿石物质组成
矿区内地形切割强烈,相对高差达900余米,矿体均遭受了不同程度的氧化,上部为氧化矿石,中部为氧化矿与原生矿共生的混合型矿石,下部为原生的硫化物矿石。 1)化学成分:
硫化矿石化学组成以Zn、Pb、Fe、S 为主,含量一般为25%~35% ,最高达40 %以上(表1) ,还伴生有用组分Ge 、In、Cd、Tl 、Ga 等分散元素及其它微量元素(表2), Ga 、Cd、In、S等均有综合利用价值。 2)矿物成分:
矿体从底板到顶板大致出现铁闪锌矿一黄铁矿一闪锌矿一方铅矿一黄铁矿重复多次的分层现象,其中层理及微细层理发育。矿石矿物成分简单,金属矿物主要为铁闪锌矿、闪锌矿、方铅矿和黄铁矿,而毒砂、黄铜矿、斑铜矿、辉硫锑铅矿、辉硫砷铅矿含量甚少;脉石矿物主要为方解石、白云石、石英和粘土类矿物,而重晶石、石膏分布较少。
(l)闪锌矿:根据镜下观察,矿石中的闪锌矿分别形成于喷流沉积一成岩成矿改造期和热液叠加改造成矿期两个不同成矿期,大量的闪锌矿形成于喷流沉积一成岩成矿改造期,而热液叠加改造期形成的闪锌矿数量少,主要呈细脉状充填于黄铁矿或碳酸盐矿物的裂隙中或胶结黄铁矿碎块。
矿体中的闪锌矿呈层状、团块状、斑状和浸染状产出,与方铅矿、黄铁矿、白云石和方解石共生。重结晶作用明显,主要呈细一粗粒自形、它形粒状集合体,并发育凝胶收缩裂纹。晶洞中的闪锌矿结晶粗大,单个晶体直径达1一3cm,并发育生长环带构造。矿石中所见的闪锌矿,由于铁和其它微量元素的含量不同,矿物颜色从黑色、棕褐色、淡棕色到浅紫色都可看到。 (2)方铅矿:矿石中的方铅矿也主要形成于喷流沉积一成岩成矿改造期,重结晶现象明显,呈细一粗晶自形粒状集合体。呈层状、团块状、斑状和浸染状与闪锌矿、黄铁矿、方解石和白云石共生。热液叠加改造期形成的方铅矿数量少,主要以充填成矿作用的方式胶结黄铁矿碎块,或充填于黄铁矿、闪锌矿颗粒间或呈细脉状产出,对其它矿物的交代作用都比较弱。 (3)黄铁矿:矿石中的黄铁矿主要有两个形成时期,其中喷流热水沉积成矿期形成的黄铁矿与方铅矿、闪锌矿呈层状或微层状产出,胶结疏松,并且还常见该期形成的黄铁矿包含于方铅矿、闪锌矿和碳酸盐矿物中。这种类型的黄铁矿分布普通,颜色为浅黄白色,重结晶作用十分明显,与方铅矿、闪锌矿和方解石等矿物有密切的共生关系。热液叠加改造期形成的黄铁矿数量不多,分布比较集中。主要呈五角十二面体或它形粒状产出,其成分相对较纯,反射率高,与前者形成的黄铁矿有明显的不同,二者容易区分。 (4)白云石:呈中一粗晶自形、半自形粒状产出,重结晶作用明显,晶洞发育。矿体中除了有白云岩夹层以外,矿体下盘的岩石也主要为白云岩。
(5)方解石:矿石中的方解石主要呈团块状、细脉状、条带状、斑点状和浸染状产出,是矿石中主要的脉石矿物,其总体分布方向大致平行于矿体产状。
3.2.2 矿石结构构造
矿石结构主要有自形晶粒状、脉状、交代残余、固溶体分离、文象、骸晶、碎裂、揉皱等结构。其中粒状结构比较普遍,自形-半自形-它形粒状结构与微晶粒状至粗晶粒状结构。
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矿石构造以块状构造最为常见,还可见脉状构造、条带状构造、网脉状构造、浸染状构造、斑点状构造、角砾状构造、晶洞状构造等。
3.3 围岩蚀变
矿床的围岩蚀变比较弱,主要为黄铁矿化、白云石化、方解石化、硅化和粘土化,这些蚀变类型是矿区内的主要找矿标志。其它蚀变有绿泥石化等。
(l)黄铁矿化:黄铁矿化主要出现在经热液叠加改造过的矿体下部或蚀变白云岩中,分布范围较为有限,常呈浸染状产出。其特点是结晶好,粒度细,成分纯,以五角十二面体晶形为主。黄铁矿化与围岩蚀变的程度关系密切,蚀变越强,黄铁矿化也越强,反之亦然。
(2)白云石化:白云石化是矿区内的主要蚀变类型,分布范围较广,主要分布于矿体下盘。蚀变成因的白云岩通常叠加在沉积成因的碳酸盐岩石之上,二者界线呈不规则状,为渐变过渡关系。白云石化与矿体的规模有一定的相关关系,表现为矿体厚度大的部位白云石化相对比较强烈。这是热液改造成矿期的断裂控制系统是喷流沉积成矿期断裂控制系统再次活化的表现。因此,白云石化的强弱程度仍是指导找矿的主要标志之一。
(3)方解石化:方解石化分布较为有限,主要呈团块状、脉状、斑点状分布于矿体内部,产于矿体中的方解石由于受构造作用都比较破碎,蚀变白云岩晶洞中常发育结晶完好的方解石晶簇。
(4)硅化:硅化在矿区内发育较弱,仅见于矿体下盘,而且分布范围较窄,以玉髓、蛋白石的形式交代白云岩,形成硅化白云石。在硅化白云岩晶洞中偶见石英晶体。
(5)粘土化:粘土化主要出现于矿体中,其分布零星,属热液蚀变晚期的产物。
3.4 成矿期(阶段)划分
矿床形成可以划分为:沉积成岩期、热液成矿期及表生期。 1) 沉积成岩成矿期:震旦系及早寒武统渔户村、筇竹等竹寺组的部分层位铅、锌等成矿元
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素含量较高,在深部成矿流体贯入过程中,萃取地层中的成矿物质进入成矿热液参与成矿。 2) 热液成矿期: 可进一步划分三个成矿阶段:铁闪锌矿- 黄铁矿阶段、闪锌矿- 方铅矿阶段及碳酸盐- 黄铁矿阶段。
3.5 控矿地质因素简述
该矿床明显受地层、岩性等条件的控制,还受构造条件的控制。 3. 5. 1 地层因素
在空间上,矿床的分布与地层有关,透镜状、“似层状”矿体主要赋存在下石炭统摆佐组碳酸盐岩中,构成厚达数十米的含矿层,表明硫化物矿石形成可能与沉积作用有一定的关系。 3. 5. 2 岩性因素
下石炭统摆佐组(C1b) :下部为白云质灰岩;中上部为灰白色至灰黄色粗晶白云岩,间有灰岩、白云质灰岩的残留体,二者呈渐变过渡关系。铅锌矿层厚度达22. 2~37. 6m ,有些地方发育小晶洞,见异极矿、褐铁矿,矿体赋存于浅色粗晶白云岩及其与白云质灰岩的过渡带中。下石炭统大塘组(C1d) :灰色隐晶灰岩、鲕状灰岩及角砾状灰岩。底部为0~5m 深灰、褐黑色细至粉砂岩及紫色泥岩。
分析发现,矿体赋存在浅色粗晶白云岩及其硅质白云质灰岩的过渡带中,随着白云质灰岩和灰岩的出现而尖灭,与粗晶白云岩关系密切。白云岩独特的物理性质对矿床形成有重要的控制作用。粗晶白云岩厚度较大,有效孔隙较高,硬脆性岩石在构造应力作用下能产生规模较大的断裂和裂隙,加之其中的有效孔隙度较低的软弱岩石起遮挡和保存作用,易形成脉状矿体。在构造应力作用下,容易沿岩层接触面软弱部位发生滑动形成层间断裂。层间断裂破碎带为成矿流体提供了良好的运移通道和聚集空间,形成“似层状”、透镜状等形态的矿体,因此岩性控制矿体的形态、产状和分布。 3. 5. 3 构造因素
受NE构造带控制的NE向压扭性层间断裂带是矿体赋存的有利部位,矿体在剖面上明显受“阶梯状”构造的控制;在平面上受等间距“多字型”构造的控制。矿山厂、麒麟厂断裂为主要的导矿构造;NW 向张扭性断裂主要为配矿构造;次级NE向压扭性断裂为主要的容矿构造。
第四章 区域自然景观及找矿方法选择
研究区属我国西部典型的中山深切割特殊景观区,地形地貌复杂、立体气候明显,经 济水平较低,且交通条件较差。具体表现为以下几点:
l)区内属云贵高原,是以金沙江沿岸(云南段)地区复杂地形地貌为代表的特殊景观区,主要地貌类型是高山、中山,构成了区域地貌主体,地形切割强烈,谷深崖陡,最大高差在300om以上,山脉走向基本与构造线及地层走向一致。
2)森林覆盖率仅为9.73%,全区坡度>=25%的陡坡地占总面积的38.9%,坡度>=35%的极陡坡地占全区土地面积的14.25%。气候垂直分带明显,雨多、雾大、气温低等特点,另外雨季较长,霜冻天气多,进行地面勘察工作时气候条件恶劣。
3)研究区是个多民族杂居区,以汉族为主,杂居回、彝、苗、瑶及布衣族,主要从事农业活动,经济水平较低,工业基础较差。区内靠近东川的地区(西南侧)交通尚属方便,其他大部分地区,都是乡镇或矿区简易公路,维护甚差,亦不利于地质勘查工作的展开。
据以上特点,结合矿床为铅锌矿,化学成分主要为硫化物,可选择地球化学测量、地球
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物理探矿及遥感方法进行找矿,当然,适当的地质找矿也是不可缺少的。
第五章 地质找矿方法
地质找矿方法是最原始最直接的找矿方法。根据会泽地质找矿经验,该地区地质找矿方法主要可分为地质找矿标志和矿床模式法,其中地质找矿标志又可分为直接找矿标志和间接找矿标志。现分述如下:
5.1 直接找矿标志
直接找矿标志,即能直接指示矿床存在的地质标志。在该地区直接找矿标志主要有地表的铅锌矿化体(点)、铅锌矿化特征,即矿化露头。
5.2 间接找矿标志
间接找矿标志是间接指示矿床存在的地质标志。根据会泽铅锌矿的地质特征,可以确定以下几种间接找矿标志: 5.2.1 地层层位
下石炭统摆佐组粗晶白云岩 5.2.2 岩相古地理
局限台地相的泻湖亚相洼地环境 5.2.3 有利岩性
碳酸盐岩型的浅色粗晶白云岩及灰色泥晶泥岩 5.2.4 热液蚀变
硅化,黄铁矿化及碳酸盐化的白云石化和方解石化 5.2.5 构造
北东向层间断层常是矿体赋存部位
5.3 矿床模式找矿
会泽铅锌矿与MVT铅锌矿有一定相似之处,然而考虑到会泽所处地质背景和矿床地质特征的特殊性,可把其定义为铅锌矿床的新模式-“HZT”铅锌矿床。 “HZT”铅锌矿床模式具体如下:
综上所述,HZT型矿床的大地构造背景为造山带前陆碳酸盐岩台地的褶皱冲断构造带内(图5-1)。Sr-Nd-Pb、C-H-O、S同位素示踪成矿流体主要来源于中元古界褶皱基底的流体(Han et al.,2004,2007),成矿期断裂构造岩HREE富集特征(韩润生等,2001b)反映了成矿流体/岩石发生了相互作用。因此,该类矿床可能的成矿机制为:印支期,矿集区周边的造山事件诱发本区发生强烈的构造推覆和冲断褶皱的形成,引发区域大规模流体运移,使赋矿地 层中的膏盐层的硫还原成硫代硫酸和氢硫酸,并淋滤出中元古界基底岩石中的成矿元素(韩润生等,2006);来源于基底地层(昆阳群)的富CO2中-高温-酸性流体运移到冲断褶皱带发生减压沸腾作用和中和反应,导致大量富CO2流体逃逸进入碳酸盐岩发生大规模白云石化和气-液流体分异作用,形成铅、锌、锗等成矿元素的富矿流体;在构造动力驱动下富矿流体
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沿NE向压扭性构造带“贯入”卸载,发生重力分异作用,最终形成HZT型富锗铅锌矿床。(图5-2)
该成矿机制明显不同于已知类型(MVT型、VHMS型、SEDEX型等)铅锌矿床,较好地解释了 世界罕见的品位特高、共伴生组分多的大型铅锌矿床的成矿机理。“构造-流体‘贯入’成矿”的矿床模型为:矿床的形成过程大致经历了三部曲的演化:构造推覆—大规模流体运移;流体沿构造“贯入”—气液分异;流体卸载—重力分异形成矿床。(图 A、B、C)
图5-1 HZT铅锌矿床构造成矿背景示意图(据Leach等,2010改绘)
据该矿床的成矿模式,可以推断有利的成矿部位是压扭性构造带的的应力释放部位。故在找矿过程中应注意这些特殊部位,它们有可能是矿体赋存部位。
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图5-2 HZT型铅锌矿床构造-流体“贯入”成矿模型
A-构造推覆引起大规模流体运移;B-流体沿构造贯入-气液分异;C-流体卸载—重力分异形
成矿床
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第六章 地球化学找矿方法
矿区面积较大,区内不同地带有不同的地质条件,应该因地制宜,选择在各矿区合适的地球化学找矿方法。如在植被覆盖严重、基岩出露少的金牛厂矿区,应选择土壤地球化学测量;在金红矿区车家坪地区,因植被覆盖较差、基岩出露较好,应选择岩石地球化学测量。总体而言,矿区地形切割比较严重,水系也较发育,应该首先进行区域水系沉积物测量工作,这可能已经在全国性的化探扫面中完成了,并没有找到相关的专门文献。故就主要的土壤地球化学测量、岩石地球化学测量分述如下:
6.1 土壤地球化学测量
会泽铅锌矿金牛厂矿区植被覆盖严重、基岩出露少、原生晕样难取,故在金牛厂区采用土壤地球化学测量法。
土壤地球化学测量布置在金牛厂矿区中部, 主要在本区赋矿地层下寒武统筇竹寺组八道湾段进行,其他岩层稍微兼顾(图6-1)。区内共布置测线17条,采用正规网50m×20m采样, 共完成采样241件。根据本区地球化学特征, 结合该区的成矿特点, 共选择Pb、Zn、Cu、Ag、Sn、Mn、W、Mo、N i、Co 等10 个主成矿元素及伴生元素进行测试。
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图6-1 会泽金牛厂矿区地质概况
各元素的异常均以衬度表示, 根据计算结果, 本次工作采用异常下限值的1、2、8倍来划分异常外带、中带、内带。美国GOLDEN 软件公司的Surfer软件,具方便、直观、快捷等优点, 已成为普及度最高的绘图软件之一,该软件可以直接处理Excel文件,迅速地将离散数通过插值转换为连续的数据曲面,且提供了包括克里格法、距离倒数加权法等多种插值方法, 可以满足不同应用方向的插值需求。一般方法是首先通过Surfer软件做出单元素土壤地球化学异常图, 最后导入MapGIS完成综合异常图。本次单元素土壤地球化学异常图由Surfer 8.0完成, 最终结果如图6-2所示。
图6-2 金牛厂中部土壤地球化学综合异常
成图之后,对土壤地球化学异常评价如下:
由土壤地球化学综合异常图可知, 异常区的排列呈串珠状呈北东向展布, 与区内北向容矿构造相一致。按照土壤地球化学找矿信息的综合叠加情况和异常浓集程度, 在工作范围内圈定了找矿靶区4处。其中A级异常1处,B级异常1处,C级异常2处。A 异常区Pb、Zn、Ag、Sn、Mn 呈现良好的叠加, 位于下寒武统筇竹寺组八道湾段中。B级异常Pb、Zn、Ag、Sn呈现良好的叠加, 位于下寒武统筇竹寺组八道湾段中。C1 异常Ag、Sn、Cu呈现良好的叠加, 位于下寒武统筇竹寺组八道湾段与下寒武统筇竹寺组玉案山段的交界处。C2异常区Pb、Cu、Ag 呈现良好的叠加, 位于下寒武统筇竹寺组八道湾段与下寒武统渔户村组的交界处。
从土壤地球化学综合异常图来看, 下寒武统筇竹寺组八道湾段异常较强, 元素叠加较好, 且有浓集中心, 而矿区其他地层土壤地球化学异常较弱, 这与矿区筇竹寺组八道湾段灰色、灰黑色中厚层状粉砂岩中节理裂隙发育, 有很好的储矿条件的地质现象相吻合。
6.2 岩石地球化学测量
会泽铅锌矿金红矿区车家坪地区植被覆盖较差、基岩出露较多,故在该地区进行1:10000大比例尺的岩石地球化学测量。共布设测线27条,采用100m×40m网度采样522个,选择Pb、Zn、Cu、Ag、Mn、Cd、Ge、As8个主成矿元素及伴生元素进行测试,元素测试方法及检出限见表3。
各元素的异常均以衬度表示. 衬度大于1的点均为异常点,将异常点用等值线圈起来就构成了各元素的异常图。由于各元素的浓集程度不同,各异常图不进行统一的异常分带,而是以衬度等值线表示。如果等值线的值为2,则表示其带内各点的元素含量均高于2倍异常下限。 本次采用GOLDEN 软件公司的Surfer软件,完成Pb、Zn、As、Cu、Cd5种元素的岩石地球化学异常图。根据计算结果,本次工作采用异常下限值的l、2、4倍来划分异常外带、中
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带、内带. 结果显示,车家坪岩石地球化学测量有很好的浓集中心,且呈多元素叠加趋势,圈定的综合异常区异常等级高。(图6-3)
表3 车家坪地区岩石地球化学元素分析表
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图6-3 车家坪地区岩石地球化学测量综合异常图
1—As异常;2—Cd异常;3—Cu异常;4—Pb异常;5—Zn异常;6—综合异常
岩石地球化学异常评价:
由岩石地球化学综合异常图可知,异常区的排列呈串珠状沿北东向展布。按照岩石地球化学找矿信息的异常衬度、异常规模、浓度级、异常吻合度、地质条件等因素评价异常,圈定找矿靶区3处。其中A 级异常(H1)1处,B级异常(H2)1处,C级异常(H3)1处。A级异常区Pb、Zn、As、Cu 呈现良好的叠加。B级异常Pb、Zn、Cu 呈现良好的叠加。C级异常Pb、As、Cu、Cd呈现良好的叠加。A级元素异常叠加比较好的区域位于下石炭统摆佐组,也就是目前发现矿山厂铅锌矿的赋矿层位。这在一定程度上推进了车家坪的铅锌找矿工作,为下一步工作提供了依据。
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第七章 地球物理找矿方法
地球物理找矿方法的选择,应在考虑矿体、围岩物理性质的基础上。已知会泽铅锌矿矿区地形切割较为严重,所以利用重力找矿不适合。矿体主要物质为硫化物,低阻,适合用电法找矿,结合矿体围岩的电性,可选择多种电法进行综合电法找矿。具体找矿方法、过程见下:
表4为本次实测的本区常见岩、矿石电性参数测定统计结果。就电阻率参数来看,铅锌矿体的主要围岩各类白云岩、灰岩的电阻率均明显较高,其平均值在1000Ω.m左右,而铅锌矿体、炭质页岩、含炭灰岩等电阻率则明显较低,其平均值均小于200Ω.m;从极化率参数来看,铅锌矿体、含炭白云岩、含炭灰岩均显示明显的高极化率特征,平均值为6.95%-9.76%,而其它岩性的极化率大都在1%以下。铅锌矿体表现为明显的低电阻率、高极化率电性特征,这就为本次的综合电法找矿提供了有利的前提条件。炭质或含炭岩性虽然为本次观测带来一定的电性干扰,但这类岩性仅在Ⅰ号主矿体的北西侧有较大规模分布,东南侧的主体测区范围则分布极少,因而对本次的成果解释也不会造成太大影响。
表4 岩、矿石物性参数统计表
本次投入的物探工作方法有直流充电、激电中梯和瞬变电磁法,综合成果见下图7-1。通过工作,直流充电在Ⅰ号矿体上取得了明显的电位等位线拉伸异常,外圈等位线还在北西、南东侧出现次级变化异常;激电中梯成果共圈定了JD-1--JD-5五个高极化率异常,其中JD-1号异常带强度高、规模大,形态好,与Ⅰ号矿体吻合较好;瞬变电磁成果共划分了Sb1--Sb-4四个低电阻率异常(带),其中形态较好、规模较大的Sb-1号异常紧邻于JD-1号激电异常以东并与其平行展布,分析认为异常同样是由Ⅰ号矿体引起,它反映了矿体倾斜方向的相对富集部位。综合成果推断解释如下。
7.1 对Ⅰ号主矿体的综合推断解释 主要依据充电成果,其次是激电和瞬变电磁成果对Ⅰ号主矿体做了详细的推断解释(参见图7-1、图7-2)。
7.1.1 对Ⅰ号矿体走向及延伸范围的判断 从充电电位等位线图看,内圈等位线形状总体在北东-南西方向有明显的拉伸,且内圈U/I=180mv。A-1等位线南西向延伸至85线;JD-1激电异常、Sb-1瞬变电磁异常展布方向与充电电位内圈等位线的异常拉伸方向一致,且JD-1异常在南西过85线后迅速收敛,Sb-1异常带仅延伸到90线。综合分析判断,Ⅰ号矿体走向为NE-SW向,主体在SW向可延伸至85线。从电位等位线图看,外圈等位线向北西、南东方向有明显拉伸趋势,表现出次级异常变化,尤其是向南东方向拉伸更为突出。北西侧的次级异常与含炭地层对应,可能是由炭质引起,南东侧的次级异常,分析一是反映Ⅰ号矿体向下延深较大,二是反映已知矿体东南侧可能存在平行矿体。
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7.1.2 对I号矿体顶端位置的推测 在充电剖面成果图上,电位曲线的极大值点,梯度曲线极大值与极小值之间的过零点是一致的,它反映了充电矿体的顶端在地面的投影位置,据此推测Ⅰ号矿体顶端在100线~95线在136点附近,再向南西90线在140点附近、85线在146点附近。
7.1.3 对Ⅰ号矿体倾向的判断
从电位等位线疏密程度看,内圈高等位线北西方向较密,南东方向较稀;从充电剖面曲线看,电位曲线在极大值两边并不对称,小号点一边(北西边)曲线较陡,大号点一边(南东边)曲线平缓。电位梯度曲线在过零点的小号点一边曲线急陡、狭窄、极值的绝对值大,而相反方向的曲线平缓开阔,且极值的绝对值小;充电点位置和反映矿体富集部位的Sb-1瞬变电磁异常相对于推测的矿体顶端位置明显向东偏离。这些特征都说明矿体向SE倾斜。
7.1.4 对Ⅰ号矿体顶端埋深、产状的定量解释计算
选择Ⅰ号矿体的中心剖面95线,对Ⅰ号矿体顶端埋深、产状等进行推算。顶端埋深H可以用经验公式H=0.4×L近似计算,L为充电电位梯度曲线倾向方向极值点距零值点间的距离。在95线这个极值点在168点,零值点在136点,本次测线点号编排单位点号间隔为5m,因此L=160m,计算得H=64m。利用地下充电点及其地表投影位置、推测的矿体顶端位置及其地下埋深就可以利用其空间几何关系推算矿体的产状。根据上面②矿体顶端投影位置在地面136点,该点高程1038m,矿体顶部埋深64m,充电点位于地下846中段95#坑道内的Ⅰ号矿体上,在地表投影位置大致在95线141.5点,那么充电点与矿体顶端的垂直距离为:1038m-846m-64m=128m,136点距141.5点的水平距离为27.5m,因此可以对Ⅰ号矿体产状即倾角φ进行推算:
φ=90°-arctg(27.5/128)≈78°。 7.2 推测Ⅰ号矿体东南侧存在平行矿体
充电在Ⅰ号矿体东南侧发现了明显的次级变化异常,反映了东南侧可能存在低阻的平行矿体。激电中梯在反映Ⅰ号矿体的JD-1高极化率异常东南侧,还发现了JD-2、JD-3、JD-4、JD-5四个高极化率编号异常,分别描述并推断解释如下。
JD-2号异常:位于Ⅰ号矿体南东侧,极大值24.5‰,以18‰等值线圈定的异常主体分布在85线和80线之间,走向NE,走向长约100m。该异常规模小,但强度较大,又位于充电推测的Ⅰ号矿体尾端的下石炭统摆佐组(C1b)地层中,该地层是本区主要含矿层位,因此认为矿体末端东南侧紧邻矿体可能存在平行小矿体。
JD-3号异常:位于Ⅰ号矿体东南侧,并与反映Ⅰ号矿体的JD-1异常带近乎平行展布,异常极大值20.3‰,以18‰等值线圈定的异常主体位于100-85线之间,长150m。异常具有较大规模和较高强度,并与JD-1号矿体异常形态相似、展布方向一致,规模和强度也与其相当。异常所处位置是充电推测的平行矿体有利位置,且靠近背斜轴部,地质条件有利。综合认为该异常对于本区寻找隐伏新矿体最值得重视。
JD-4号异常:位于JD-3号异常以东,异常较弱,规模也小,找矿意义不是很大。
JD-5号异常带:位于JD-3号异常带向南的延伸方向上,以16‰等值线则可与JD-3号异常带相连接。异常总体较弱,但规模大,又正好位于充电推测的有利含矿位置,并靠近背斜轴部,因此找矿意义也非常大。
瞬变电磁法在反映Ⅰ号矿体的Sb-1异常以东,还发现了Sb-2、Sb-3、Sb-4三个低阻异常(带),其中Sb-2号异常带宽度较窄,走向延长较大,推测可能为厚层白云岩中所夹的薄层含炭页岩或薄脉状矿(化)体引起,Sb-3异常、Sb-4异常带位于背斜轴部附近,是含矿的有利部位,规模和强度也较大,是最具找矿前景的异常。 综合来看,JD-3激电异常与Sb-3瞬变电磁异常吻合较好,推测应为同一个矿体引起。Sb-4瞬变电磁异常带则有可能是该矿体在更深部位的矿化富集的表现,或者是存在另一个平行矿
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体引起,这些异常是在Ⅰ号矿体东南侧寻找平行矿体的最佳目标;JD-5号激电异常位于以上异常向南的延伸方向上,异常强度虽然不高,但位置有利,也应十分重视;对于
JD-2号激电异常,应考虑在Ⅰ号矿体南西尾端东南侧紧邻矿体寻找平行小矿体的可能。
图7-1 物探综合异常平面分布示意图
1-充电点地表投影图 2-充电电位圈定平面等值线图 3-激电中梯视极化率异常及编号 4-物探测点及编号 5-瞬变电磁圈定的低阻异常及编号 6-推测1号矿体平面位置示意图
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图7-2 对95线I号矿体推断解释示意图
3-13-2-3-31-D3厚层状中细晶白云岩 D3粗晶白云岩 D3中-细晶白云岩夹页岩和灰岩 C1含煤层岩砂页岩 1-断层 2-推测的Ⅰ号矿体
第八章 遥感找矿方法
考虑到本区地质工作条件恶劣,故可采用遥感找矿方法经济、高效地找矿。主要方法及成果如下:
收集到的数据为Landsat一7TM系列的ETM+卫星数据,所用的数据景号(轨道号/行号)包括:129一41,129一42,128一41,128一42,128一43,129-43,130一41。
ETM+图像特征:ETM+图像8个波段主要功能如下:TMI对水体穿透力强,对叶绿素与叶绿素浓度反映敏感;TM2对健康茂盛绿色植物反射敏感,对水的穿透力较强;TM3为叶绿素的主要吸收波段,可广泛的用于地貌!岩性、土壤、植被、水中泥沙流研究等方面;TM4它更集中地反映植物的近红外波段的强反射,对绿色类别差异最敏感,为植物通用波段;TM5处于水的反射光谱吸收带内,对含水量反映敏感,用于土壤湿度调查,植物含水量调查,水分状况研究、作物长势分析等;TM6对热异常敏感;TM7处于水的强吸收带,水体在图像上呈黑色,可用于区分主要岩石类型!岩石的水热蚀变、探测与交代岩石有关的粘土矿物,第八波段为全色波段,用于图像的高分辨率融合,提高图像的清晰度。
经过一系列图像的预处理、增强处理和矿化信息提取工作,得到会泽矿区遥感找矿成果如下:
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8.1 地层岩性解译
会泽铅锌矿区以前震旦系为基底,震旦系、古生界为盖层。盖层主要由中一上泥盆统系、石炭系、二叠系组成,泥盆系岩性、石炭系及二叠系下统组成,岩性多为碳酸盐(主要白云岩,灰岩),影像较清晰,在PC541上表现为暗红色及深蓝色相间,局部显示为块状,解译效果较好,明显的分布在矿山厂背斜两翼及牛栏江沿岸。寒武系仅见出露下统妹竹寺组,在PC541上显示为深蓝色夹杂条带绿色,沿牛栏江呈北东向展布,缺失奥陶系、志留系和下泥盆统,上震旦灯影组局部出露。地层走向为北东向,倾向南东,下石炭统摆佐组是矿区最主要的赋矿地层,区内出露大面积的峨眉山玄武岩,分布与矿山厂断裂和矿区西南部及外围地区,岩性主要为灰绿色一绿黑色块状玄武岩、杏仁状玄武岩,影像局部呈近圆形,表现为黄绿浅色调斑块影纹,解译效果较好。(图8-1)
8.2 构造解译
矿区位于一级弧形构造东川一昭通弧形牛栏江段,研究区二级环场西南侧,规模28km 一36km,在RGB741上环内主要鲜绿色,棋盘网格状影纹。主要表现为环内由三叠系泥岩、粉砂岩组成,环周边出现大面积二叠系玄武岩。会泽铅锌矿分布附近环形构造较发育,在矿山厂、麒麟厂周边主要有矿山厂环形构造H7,银厂坡环形构造H10,周边环绕较多规模较小环形群及弧形群。
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图8-1 会泽铅锌矿区地层岩性解译图
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图8-2 会泽矿区遥感构造综合解译图
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第九章 矿床成因分析
9.1 成矿物质来源
为探讨成矿元素来源问题,做了以下研究:
选择两条离会泽超大型铅锌矿床矿区距矿床1-3Km、出露较全的地层剖面进行成矿元素(Pb、Zn、Ag、Ge、Ga、Cd和In)含量分析:一条是矿床西南边的孙家沟剖面,该剖面缺失∈1q 地层;另一条是矿床南边的小黑箐剖面,该剖面缺失P1l地层。矿区岩浆岩只有二叠系峨眉山玄武岩(P2β),除分析了两条剖面出露P2β的成矿元素含量外,还分析了区域了部分P2β剖面的成矿元素含量,这些剖面有:二顺剖面(距矿床约20km)、毛家村剖面(距矿床80Km)、威宁剖面(距矿床约100Km)、二滩剖面(距矿床约200Km)和清音剖面(距矿床约400Km)。
图9-1 会泽超大型铅锌矿床成矿元素含量范围图
(克拉克值据黎彤等,1990)
分析得结果如下:
不同时代碳酸盐地层的各成矿元素含量范围相近,其中Pb、Zn、Ge、Ga 和In均明显低于克拉克值和中国东部碳酸盐岩上述成矿元素的含量;而Ag相对高于克拉克值和中国东部碳酸盐Ag含量;Cd的含量范围较宽,均值与克拉克值和中国东部碳酸盐Cd含量相近;在图上为Pb、Ag、Cd相对富集和Zn、Ga、In相对亏损的“锯齿形”,与中国东部碳酸盐相似。
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除Ag外,矿区外围非碳酸盐地层(∈1q、D2h和P1l)成矿元素含量均相对高于碳酸盐地层,尤其是∈1q更为突出,但相对低于克拉克值和中国东部同类岩石成矿元素的含量。
峨眉山玄武岩的Ag、Cd含量变化较大,其它成矿元素含量相对稳定;除Ag相对较高外,其它成矿元素的均值与克拉克值和中国东部玄武岩相似;除Ag、Cd外,其它成矿元素的含量明显高于矿区外围碳酸盐地层。④R型聚类分析结果表明,矿区外围碳酸盐地层和峨眉山玄武岩中的成矿元素均具有不同的相关关系。
由以上分析结果,结合矿床同位素地球化学分析资料,认为会泽铅锌矿床成矿物质具有“多来源”特点,理由如下:
(1)矿区外围不同时代碳酸盐地层中Pb、Zn、Ge、Ga和In等成矿元素明显低于克拉克值和中国东部碳酸盐上述成矿元素的含量;不同时代碳酸盐地层中各成矿元素含量范围相近,在图 上表现出与中国东部碳酸盐相似的“锯齿形”;各成矿元素之间具有一定的相关性;加之各时代碳酸盐地层普遍有重结晶现象。这些特征均表明,各时代碳酸盐地层中成矿元素有被迁移现象,暗示各时代碳酸盐地层均可能提供了部分成矿物质。 (2)与矿区外围碳酸盐地层相比,峨眉山玄武岩具有相对较高的成矿元素含量(Ag除外),且略高于克拉克值(图9-1),在成矿过程中具有提供部分成矿物质的潜力,但提供大量成矿物质的可能性较小。表现在:矿区外围峨眉山玄武岩与西南其它地区峨眉山玄武岩成矿元素含量不具明显差异、且与中国东部以及国外玄武岩成矿元素含量相近;加之岩石新鲜,成矿元素没有被迁移的地质证据。致于峨眉山玄武岩在风化蚀变过程中成矿元素是否重新分配,有待进一步工作。
(3)与矿区外围碳酸盐地层相比,非碳酸盐地层(∈1q、D2h 和P1l)的成矿元素含量也相对较高(尤其是∈1q;Ag除外)。由于这些地层成矿元素含量相对低于克拉克值和中国东部同类岩石;加上这些地层在区域上分布较少,岩性(分别为泥质页岩、砂岩和炭质页岩)相对稳定,其中的成矿元素不易被迁移。因而在成矿过程中提供大量成矿物质的可能性不大。 (4)Zhou等(2001)、李连举等(1999)和胡耀国等已从多方面论证了区域上基底岩石提供部分成矿物质的可能性,在此不再赘述。
(5)Pb同位素研究结果表明(黄智龙等,2001b),会泽超大型铅锌矿床矿石和矿石矿物(方铅矿、闪锌矿、黄铁矿)投入下地壳铅平均演化线与岛弧铅平均演化线之间的克拉通化地壳范围内,且集中于一个狭小范围内,部分碳酸盐地层和峨眉山玄武岩样品的铅同位素组成落入方铅矿范围之内,同样表明碳酸盐地层和峨眉山玄武岩均可能提供成矿物质。
(6)黄智龙等(2001啊,b)已从多方面论证了会泽超大型铅锌矿床成矿流体具有“多源性”,同样支持矿床成矿物质“多源性”的结论。
9.2 成矿流体来源
会泽铅锌矿床的成矿流体具有多源性;它的形成,是大量的大气降水与被玄武岩浆烤热的白云岩发生水一岩反应后形成的热卤水,与刺穿基底沿裂隙上升的少量变质水、岩浆水在流体储库充分混合后的结果。经计算(计算过程略),大气降水与白云岩反应后形成的热卤水在理想(即流体混合不发生同位素分馏,也不形成新矿物)的状态下,与上升的岩浆水!变质水在流体储库发生混合作用,完全可以形成所需的成矿流体。当成矿流体在流体储库中形成后,沿构造裂隙上升(由于构造作用),由于上覆岩石(主要是页岩和泥质岩)的阻挡和遮盖作用,含矿流体在成矿部位卸载、沉淀,形成铅锌矿体;并在上升的过程中,与围岩发生反应,形成围岩蚀变。如果测得蚀变围岩的氢氧同位素组成,可以估算出参与成矿的有效水量。成矿流体来源的分析,进行了氢氧同位素计算、锶同位素证据、水-岩相互作用中的稀土元素证据、流体包裹体成分、温度分析等,在此不再赘述。
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9.3 矿化时间分析
成矿时代对探讨成矿物质、成矿流体来源和建立矿床成因模式具有重要意义。到目前为止,包括会泽超大型铅锌矿床在内的川一滇一黔铅锌多金属成矿还没有一个准确可信的年代学数据,这严重制约了矿床成矿机制研究,不同学者根据地质和区域铅锌矿床Pb同位素模式年龄对其成矿时代有不同的认识。张云湘等(1988)认为包括会泽铅锌矿在内的滇东北铅锌矿矿带为多期成矿产物,主成矿期为海西晚期和燕山期;杨应选和管士平(1994)将康滇地轴东缘铅锌矿床(包括会泽超大型铅锌矿床)划分为海西成矿期和印支一燕山成矿期;欧锦秀(1996)将黔西北青山铅锌矿床矿石铅单阶段演化模式年龄134Ma~192Ma作为成矿年龄,认为矿床形成于燕山期:张立生(1998)认为该区铅锌矿床成矿作用发生于晚二叠纪;柳贺昌和林文达(1999)将其该区铅锌矿床作为上古生界矿床讨论,形成于海西晚期和印支一燕山期;管士平和李忠雄(1999)利用Pb同位素组成计算出该区铅锌矿床成矿时代为245Ma;Zhou等(2001)认为会泽超大型铅锌矿床形成于喜山期。
黄智龙等(2001a)的统计结果表明,川一滇一黔铅锌多金属成矿域402个矿床、矿点和矿化点除3个矿化点(盐津银厂坝、武定宜格拉和石棉观音岭)赋存于三叠纪地层中例外,其他矿床、矿点和矿化点赋存于峨眉山玄武岩以下各时代地层,据此推测矿床成矿时代可能与峨眉山玄武岩岩浆活动时代(250Ma士:Lo et.al,2002;Zhou et.al,2002)相近。我的观点与此类似,认为会泽铅锌矿床形成时间与峨眉山玄武岩相近,并有以下结论支持:
1.矿区内所有铅锌矿床、矿点均被印支期至燕山期的摺皱或断层所切割过,另外新生代的构造也破坏了矿体,这至少可以说明成矿作用早于印支期发生。
2.在邻区的青山矿床,海西期浅成侵入辉绿岩脉与灯影组及古生界碳酸盐的接触带内外,常有小的铅锌矿体存在(钱建平,2001)。
3.在该地区,矿体产于玄武岩俘虏体中,或玄武岩常作为矿体的顶底板出现。
4.成矿物质与成矿流体来源的研究(黄智龙,2001)证明,峨眉山玄武岩浆的喷发与会泽铅锌矿床的形成有着直接的联系。
5.管士平和李忠雄(1999)利用铅同位素单阶段成矿模式计算出区域内铅锌矿床成矿时代为245Ma,与峨眉山玄武岩年龄相近。黄智龙等(2004)则利用闪锌矿Rb一Sr法测得会泽铅锌矿床1号矿体、6号矿体和10号矿体的等时线年龄分别为226士1Ma、225士1Ma和226士7Ma,利用方解石Sm一Nd法测得1号和6号矿体等时线年龄分别为225士38Ma和226士15Ma。
9.4 成矿温度
在不同的矿石矿物中, 矿物包裹体平均温度变化范围在150°C~370°C之间, 主要集中在190°C~230°C; 矿石中方铅矿、闪锌矿、黄铁矿中的包裹体爆裂温度在180°C~370°C之间, 说明会泽铅锌矿床属于中低温矿床。
9.5 矿床成矿机制
峨眉山玄武岩岩浆活动引发区域大规模流体运移,使地层中膏盐层中的硫还原成硫代硫酸和氢硫酸(李文博等,2004),并淋滤各时代地层(包括基底)中的成矿元素,携带成矿元素的流体沿构造断裂带运移至成矿流体储库与岩浆水和变质水发生混合、均一化和浓缩后形成高度富集铅锌等成矿元素的成矿流体,沿有利构造贯入成矿。
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晋宁运动导致富含铅锌等多种成矿元素的扬子地台基底固结。震旦纪以来,形成了一套稳定盖层,在成矿区为从震旦纪灯影组至早二迭纪梁山组的碳酸盐和碎屑岩地层,碳酸盐地层中多夹膏盐层。由于有基底物质补给,这些地层中均含有一定量的铅锌等多种成矿元素。
海西一印支期,地慢柱活动形成大面积峨眉山玄武岩喷发,玄武岩岩浆活动过程中伴随大量地慢流体活动,同时提供热动力,使地层中膏盐层中硫还原硫代硫酸和氢硫酸,这些硫代硫酸和氢硫酸淋滤各时代地层(包括基底)中成矿元素;携带成矿元素的流体运移至基底较为开阔的空间(成矿流体储库,其底限可能为基底岩石,因为这些岩石具有良好的阻挡效果(致密、透水性差、韧性好、不易破裂)而成为流体下渗的障碍);在热动力作用下,携带成矿元素的流体在成矿流体储库中与上升的岩浆水、变质水发生混合、均一化和浓缩作用,形成高度富集铅锌等成矿元素的成矿流体;这些富集铅锌等成矿元素的成矿流体沿有利构造(NE向构造)贯入,受到地球化学障的影响而在相应的地层中淀积成矿:并由于重力等因素,在成矿过程中可能发生分异,形成各种规模的矿床(如矿山厂、麒麟厂、银厂坡等)和矿点。成矿机制模式图见 图9-2。
图9-2 滇东北会泽铅锌矿成矿机制模式图
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结束语
在完成了课堂理论学习之后,我运用学到的综合勘察技术知识,结合一些参考文献,完成了这次对滇东北会泽铅锌矿综合勘察技术运用的报告。
本次课程报告首先是介绍了区域地质背景,因为地质背景分析是研究矿床的基础和前提。紧接着介绍了矿区、矿体的地质情况,因为它们对于找矿方法的选择有重要影响。然后,结合矿区地质条件及自然地理条件,对找矿方法进行了挑选,确定用地质找矿方法、地球物理找矿方法、地球化学找矿方法及遥感找矿方法。
本次报告的重点在于找矿方法的应用及地质评价。结合参考文献及自己的理解,我对每一种方法都阐述的较为完整,圈定出了找矿的有利部位,并对可能的未来找矿前景区作了简要的分析。
最后,结合所有掌握资料,总结成矿规律,理解矿床成因及成矿过程,加深了对这一类矿床的理解。
由于时间及知识水平有限,报告中难免会有许多不合人意的地方,但是即使如此,通过编写本次报告所搜集查阅的大量文献也让我受益匪浅,不仅较详细的了解了MVT、HZT铅锌矿床的研究现状,对滇东北地区地质构造有了初步的印象,更重要的是更加深刻的了解了不同找矿技术方法在矿床勘察中的作用,以实际矿床实际材料的方式展现在面前,可以取得与课堂所讲述的基础知识不一样的效果,对于课程的学习是十分重要的。
最后,对于李艳军老师在这学期对我们的指导和帮助表示感谢!
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