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甘肃成县徐明山铅锌矿地质特征与成矿规律研究论文

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2026-04-01 14:34:39    来源:    作者:xuling

摘要:为明确甘肃成县徐明山铅锌矿的资源潜力与开发价值,基于2023年资源储量核实工作,结合区域地质背景、矿区地质特征及探采工程数据,系统分析矿床地质特征与成矿规律。

  摘要:为明确甘肃成县徐明山铅锌矿的资源潜力与开发价值,基于2023年资源储量核实工作,结合区域地质背景、矿区地质特征及探采工程数据,系统分析矿床地质特征与成矿规律。研究结果表明,矿床位于西成铅锌矿田中部,大地构造属中秦岭陆源盆地,赋矿地层为中泥盆统安家岔组厂坝层,分北、南两矿带共42条矿体,主矿体矿石量占全矿床41.4%、金属量占44.4%;矿石以硫化矿石为主,有用组分为Pb、Zn,伴生S、Ag、Cd;成矿受地层层位、岩性组合及次级褶皱控制,属沉积变质层控型铅锌矿床。研究成果为矿山深部探矿与资源高效开发提供地质依据。

  关键词:徐明山铅锌矿;地质特征;成矿规律;沉积变质层控型;西成矿田

  西成铅锌矿田是我国秦岭成矿带内重要的铅锌资源富集区,已探明厂坝、李家沟等超大型矿床,累计资源量超千万吨,成矿条件优越。徐明山铅锌矿位于成矿田中部,地处成县黄渚镇,是矿田东延段的重要矿床之一。本文基于最新核实成果,从区域地质背景、矿区地质特征、矿体与矿石特征、成矿规律等方面展开分析,旨在揭示矿床成矿机制,为后续探矿找矿与开发利用提供理论支撑。

  1区域地质背景

  1.1大地构造位置

  徐明山铅锌矿大地构造属中秦岭陆源盆地(三级构造单元),由华北板块、秦岭微板块与扬子板块多期俯冲—碰撞形成。

  在成矿区带划分中,矿床隶属于西秦岭Pb-Zn-Cu(Fe)-Au-Hg-Sb(Ⅲ-28)三级成矿带,具体位于厂坝—页水河华力西、印支期Pb-Zn-Au-Ag(Ⅳ-28)四级成矿带,该带是西成矿田内铅锌矿化最集中的区域之一,控矿条件与厂坝、李家沟矿床具有可比性。

  1.2地层

  区域地层属秦祁昆地层大区秦岭地层区中秦岭地层分区,出露地层由老到新依次为泥盆系、三叠系、侏罗系、新近系及第四系,其中泥盆系中统安家岔组(D2a)是主要赋矿地层,为一套以黑云石英片岩、碳酸盐岩和硅质岩为主的岩石组合。

  1.3构造

  区域构造以吴家山复式背斜为骨架,该背斜长18km,核部为D1w,两翼为D2a,控制地层与矿带展布。背斜北翼发育王家山倒转背斜、干渔廊向斜等次级褶皱,徐明山北矿带即受干渔廊向斜北翼控制;南翼发育毕家山倒转背斜、薛家沟向斜,控制南矿带展布。

  断裂构造以东西向为主,规模最大的为人土山—江洛断裂(中秦岭与南秦岭分界断裂)与黄渚关断裂(矿田北缘断裂),均为长期活动的导矿构造;北东向断裂规模较小,多切割矿体,对矿床起破坏作用。

  1.4岩浆岩

  区域岩浆活动以印支期为主,主要岩体包括黄渚关花岗闪长岩体、糜署岭花岗闪长岩体及厂坝二长花岗岩体,岩性为花岗闪长岩、二长花岗岩,属钙碱性岩系列,同位素年龄为三叠纪(210Ma~230Ma)。岩浆岩对铅锌矿化以后期叠加改造为主。

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  2矿区地质特征

  2.1矿区地层

  矿区内出露地层以中泥盆统安家岔组厂坝层(D2a1)为主,次为第四系,厂坝层为主要含矿地层,岩石组合主要为大理岩夹少量石英岩。

  2.2矿区构造

  矿区受干渔廊向斜(Ⅱ级褶皱)控制,该向斜呈北西60°展布,长10km,核部为D2a2,两翼为D2a1,局部倒转层序发育。

  矿区共发育20条断层,以北东向为主(11条),北西向6条,东西向3条,均为成矿后断层,规模较小,对矿体起破坏作用。

  2.3围岩蚀变

  矿床围岩蚀变较弱,且与矿化密切相关,主要类型包括如下。①硅化。最主要的蚀变类型,与铅锌矿化同步,表现为次生石英岩化,硅化范围与矿体规模一致。②碳酸盐化。表现为方解石—石英细脉穿插矿体及围岩。③黄铁矿化。多与闪锌矿、方解石共生,呈星散状或细脉状。④绢云母化。主要发育于黑云母石英片岩中,与硅化叠加,范围狭窄。

  3矿体与矿石特征

  3.1矿带与矿体分布

  矿床按空间分布分为北矿带与南矿带,共圈定42条铅锌矿体,矿体呈带成群分布,与围岩整合产出,界面清晰。

  3.1.1北矿带

  北矿带位于矿区北部113线~145线,面积2.8km2,赋存于D2a1-1(片岩含矿系统)与D2a1-2(大理岩含矿系统),分4个矿体群,共23条矿体,其中主矿体4条(Ⅳ6、Ⅳ8、Ⅳ11、Ⅳ40),新增矿体4条(Ⅳ41、Ⅳ42、Ⅳ43、Ⅳ44)。

  Ⅳ号矿体群。位于矿带中心,赋存于D2a1-1,为主要含矿层,包括Ⅳ、Ⅳ6、Ⅳ8、Ⅳ11、Ⅳ38、Ⅳ40等12条矿体,Ⅳ6号矿体规模最大,控制长610m,斜深340m,平均厚度7.45m,赋存标高1255m~1600m。

  Ⅲ号矿体群。位于Ⅳ号矿体群北侧,赋存于D2a1-1上部,包括Ⅲ37、Ⅲ38等3条矿体,规模较小,平均厚度2m~4m。

  Ⅰ、Ⅱ号矿体群:位于矿带南部,赋存于D2a1-2,包括Ⅰ14、Ⅰ15、Ⅱ11等4条矿体,为次要含矿层,平均厚度1m~3m。

  3.1.2南矿带

  位于矿区南部43~24线,面积1.75km2,赋存于D2a1-2(大理岩含矿系统),分2个矿体群,共19条矿体:

  Ⅴ号矿体群。位于大理岩与片岩接触带,包括Ⅴ、Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ号矿体,Ⅴ号矿体规模最大,控制长450m,斜深230m,平均厚度2.3m,赋存标高1380m~1610m。

  Ⅵ号矿体群。位于Ⅴ号矿体群南侧8m~30m,包括Ⅵ、Ⅵ1、Ⅵ2、Ⅵ3等15条矿体,Ⅵ2号矿体为盲矿体,长630m,平均厚度5.84m,赋存标高1380m~1493m。

  3.2主矿体特征

  Ⅳ6号矿体。分布于113线~141线,透镜状,走向N75°W,倾向SW,倾角82°,控制长610m,斜深340m,水平厚度2.62m~23.44m(平均7.45m),厚度变化系数61.41%;Pb平均品位0.82%(变化系数92.42%),Zn平均品位3.29%(变化系数89.71%);矿体受125线F3断层切割,深部厚度与品位呈增大趋势。

  Ⅳ8号矿体。分布于117线~129线,似层状,走向N75°W,倾向SW,倾角87°,控制长470m,斜深280m,水平厚度0.98m~13.86m(平均4.73m),厚度变化系数76.61%;Pb平均品位0.59%(变化系数95.49%),Zn平均品位2.87%(变化系数84.41%);矿体向北西倾伏,倾伏角40°。

  Ⅳ11号矿体。分布于127线~139线,似层状,走向N60°W,倾向SW,倾角82°,控制长300m,斜深130m,水平厚度0.78m~6.14m(平均3.27m),厚度变化系数54.34%;Pb平均品位1.08%(变化系数89.52%),Zn平均品位4.86%(变化系数118.79%);构造破坏频繁,见4条断层错断矿体。

  Ⅳ40号矿体。分布于129线~145线,似层状,走向N60°W,倾向SW,倾角70°,控制长260m,斜深160m,水平厚度1.06m~5.64m(平均3.54m),厚度变化系数45.59%;Pb平均品位1.02%(变化系数48.13%),Zn平均品位4.53%(变化系数67.85%);矿体品位均匀,深部延伸稳定。

  3.3矿石特征

  3.3.1矿石化学成分

  通过469件基本分析与32件组合分析,矿石主要化学成分如下。①有用组分。Pb平均0.70%(0.28%~1.47%),Zn平均3.34%(1.13%~6.20%),Pb-Zn比1:4.77。②伴生有益组分。S平均8.7%(1.99%~25.4%),Ag平均6.73g/t(0.86%~13.4g/t),Cd平均85g/t(16.4%~298g/t),均达综合利用标准。③伴生有害组分。As平均0.039%(0.01%~0.154%),Sb平均0.004%(0.001%~0.015%),含量低,对选矿无显著影响。

  3.3.2矿石结构构造

  ①结构。以他形—半自形粒状变晶结构(硫化矿石)、粒状结构(氧化矿石)为主,次为碎裂结构(受构造影响)、乳滴结构(黄铜矿呈乳滴状分布于闪锌矿中)、交代溶蚀结构(方铅矿交代闪锌矿)。②构造。硫化矿石以块状、条带状构造为主(占70%),次为浸染状、细脉状构造;氧化矿石以蜂窝状、土状构造为主,次为团块状构造。

  4成矿规律

  4.1控矿因素

  4.1.1地层层位

  矿床严格受中泥盆统安家岔组厂坝层(D2a1)控制,北矿带Ⅳ、Ⅲ号矿体群赋存于D2a1-1(片岩段),Ⅰ、Ⅱ号矿体群赋存于D2a1-2(大理岩段);南矿带Ⅴ、Ⅵ号矿体群赋存于D2a1-2c(条带状大理岩段),矿体与地层整合产出,界面明显,显示“层控”特征。

  厂坝层为浅海相沉积建造,形成于混水、静水环境,两类岩性组合为成矿提供了有利的物质基础与容矿空间。

  4.1.2岩性组合

  矿体赋存于特定岩性组合中,具“岩控”特征。①片岩含矿系统。容矿岩性为黑云母石英片岩夹结晶灰岩,片理发育,裂隙为矿液运移与沉淀提供通道,北矿带Ⅳ6、Ⅳ8号主矿体均赋存于此组合。②大理岩含矿系统。容矿岩性为条带状大理岩、白云石大理岩,条带由硅质与碳酸盐岩互层形成,硅质条带为矿化富集部位,南矿带Ⅴ、Ⅵ号矿体赋存于此。

  4.1.3构造

  ①褶皱构造。干渔廊向斜北翼(北矿带)与南翼(南矿带)的次级褶皱(如王家山倒转背斜、毕家山倒转背斜)轴部及翼部层间裂隙,是矿体主要赋存部位;北矿带113线~129线矿体产状呈波状,与地层“S”形褶皱一致,显示褶皱对矿体的改造作用。②断裂构造。东西向断裂(如黄渚关断裂)为导矿构造,控制矿带展布;北东向断裂为容矿构造,局部见矿体充填,如F3断层带内见Ⅳ6号矿体分支。

  4.1.4沉积环境

  矿床形成于碳酸盐台地边缘洼地沉积环境。①北矿带。为水下砂障控制的局部洼地,水动力弱,有利于成矿物质沉淀。②南矿带。位于碳酸盐台地边缘相变部位,沉积期为静水环境,水平层理、纹层理发育,白云岩的存在反映海水盐度较高,为成矿提供了有利条件。

  4.2成矿机制

  结合矿床地质特征与区域成矿背景,徐明山铅锌矿属沉积变质层控型铅锌矿床,成矿过程分为三个阶段。

  (1)沉积成矿阶段(早泥盆世晚期—中泥盆世)。西成盆地为裂谷型盆地,海底热液活动频繁,含Pb、Zn、S的热卤水沿断裂上升,与盆地内浅海相沉积岩(泥质岩、碳酸盐岩)发生交代作用,成矿物质初步富集,形成层状矿化体,此阶段为成矿基础。

  (2)变质改造阶段(晚泥盆世—石炭纪)。区域变质作用(绿片岩相)使矿化体发生重结晶,方铅矿、闪锌矿晶粒增大,矿石结构构造改造,同时层间裂隙发育,矿液进一步运移、富集,形成似层状矿体。

  (3)热液叠加阶段(印支期)。印支期岩浆活动(如黄渚关花岗闪长岩)提供热源,促使深部流体活化,对早期矿体进行叠加改造,局部形成富矿段(如Ⅳ11号矿体),此阶段为成矿强化期。

  4.3找矿标志

  (1)地层标志。中泥盆统安家岔组厂坝层(D2a■)是直接找矿标志,尤其是D2a1-1黑云母石英片岩与D2a1-2条带状大理岩接触带。

  (2)岩性标志。硅化、碳酸盐化、黄铁矿化组合是近矿标志,硅化范围与矿体规模一致,碳酸盐化细脉中见浸染状方铅矿。

  (3)构造标志。次级褶皱轴部、层间断裂、裂隙密集带是矿体赋存部位,如干渔廊向斜北翼113线~141线。

  (4)地球化学标志。土壤测量中Pb、Zn、Ag的异常区,岩石测量中Pb、Zn的异常区。

  (5)矿化标志。地表褐铁矿化铁帽、氧化矿石(褐黄—红褐色),坑道内块状、条带状硫化矿石。

  5结论

  第一,徐明山铅锌矿位于西成铅锌矿田中部,大地构造属中秦岭陆源盆地,赋矿地层为中泥盆统安家岔组厂坝层(D2a1),分北、南两矿带共42条矿体,主矿体资源量占比超40%,矿床规模达中型。

  第二,矿石以硫化矿石为主,有用组分为Pb、Zn,伴生S、Ag、Cd可综合利用,有害组分含量低,矿石可选性好(铅回收率85.65%、锌回收率88.47%)。

  第三,矿床受地层层位、岩性组合、次级褶皱控制,成矿过程包括沉积成矿、变质改造、热液叠加三阶段,属沉积变质层控型铅锌矿床。

  第四,找矿标志明确,地层、岩性(硅化+碳酸盐化)、构造(次级褶皱轴部)、地球化学(Pb-Zn-Ag异常)是核心找矿线索。