5.4.2.1 成矿地质条件
铅锌矿的成矿地质条件较为复杂,主要受地层、构造、侵入岩及火山岩的控制,在不同的地区其成矿地质条件又有所差别,多数铅锌矿产于区域性大断裂附近,沂沭断裂带及其两侧是重要的馈锌矿成矿远景区。
(1)地层条件
区内铅锌矿的成矿与地层并不十分密切,与成矿有关的地层主要有寒武纪灰岩。寒武纪灰岩中仅有沂水夏蔚铅矿和沂源南流水铜铅矿,为热液充填型,矿体顺层间裂隙(破碎带)产出,交代现象不明显,以充填方式为主。
此外,在斑岩型铅锌矿床中由于斑岩与碳酸盐岩地层的接触交代作用,从而使成矿在碳酸盐岩地层附近更容易发生。
(2)侵入岩条件
铅锌矿多数与燕山晚期侵入岩有直接和间接的关系。侵入岩为成矿提供物质来源和热液来源:斑岩型和接触交代型矿床直接与侵入岩有关,成矿物质主要来源于岩体;侵入岩的规模、产出形态、侵位深度、物质成分都可决定矿床的形成及规模。热液充填脉型铅锌矿,虽不直接产于侵入岩中,但是许多矿区附近有侵入岩或脉岩。侵入岩主要是燕山晚期小型侵入体,特别是小型杂岩体对成矿更为有利(如栖霞香夼铅锌矿)。因此侵入岩是铅锌矿成矿的一个重要条件。
(3)构造条件
有利的大地构造条件,决定了铅锌矿带的形成,沂沭断裂带及其与胶南-威海造山带结合部位是有利的构造条件。所有热液充填脉型铅锌矿均赋存于断裂构造裂隙中,断裂构造为成矿提供容矿空间和水热运移通道,附近往往有区域性深大断裂的存在。如安丘白石岭铅锌矿,产于鄌郚-葛沟断裂下盘;沂水快堡铅锌矿产于沂水-汤头断裂旁侧;胶南七宝山铅矿产于山周断裂(日照-市美断裂)下盘次级断裂中。
(4)火山岩条件
火山岩的大量喷发,为部分铅锌矿的形成提供了重要的热液、物质条件;火山岩主要集中于盆地中,是盆地中铅锌矿成矿的重要条件。火山的喷发可以使周围的地壳热流值增高,使得地下水被加热并从围岩中汲取成矿物质而形成含矿热液,经循环运移,在有利的构造部位沉淀成矿。
5.4.2.2 分布规律
(1)在大的构造单元中,主要分布于沂沭断裂带内汞丹山凸起周缘(安丘白石岭、担山,沂水快堡、夏蔚)。
(2)热液充填脉型矿床,多分布于区域性深大断裂旁侧次级断裂构造中:如安丘白石岭、担山、宋官疃,沂水快堡铅锌矿位于沂沭断裂带旁侧及下盘次级断裂中。多赋存于断裂裂隙膨大部位、转折端及产状由陡变缓处;具尖灭再现、分枝复合现象,矿体规模一般不大。
距燕山晚期侵入岩较远,或仅有脉岩出露,属中低温矿床;如矿区发育燕山晚期侵入岩则对成矿更为有利。
(3)接触交代型铅锌矿床,分布于燕山晚期岩体与碳酸盐岩接触带中,受岩体与碳酸盐岩控制。
(4)从成矿时间上来看,铅锌矿基本皆形成于燕山晚期,部分可能延续至古近纪,与太平洋板块向欧亚板块俯冲挤压期后的伸展拉张阶段相吻合,该阶段是区内铅锌矿的主成矿期。
肖茂章
(江西省地质矿产局912大队)
摘要 江西省地质矿产局912 地质大队通过对贵溪冷水坑银铅锌矿实物地质资料的多次开发利用,不断实现找矿新突破。本文总结了实物地质资料利用过程与工作经验,提出了实物地质资料管理工作建议。
关键词 江西冷水坑;银铅锌矿;实物地质资料;开发;经验
冷水坑银铅锌矿田位于江西省东部贵溪境内,属冷水镇管辖。其最早发现可追溯到明代,据县志记载:“银岭矿,明开矿于此,今黑土成阜,草木不生。”当年生产遗迹现仍可见——古窿遍布,炼渣成丘。
江西省地质矿产局912地质大队自1966年通过对已知矿点的踏勘筛选和各县地方志、矿冶史的查阅分析,选定贵溪冷水坑银铅锌矿化点为普查工作区,至今已累计探明银金属量8706 t、铅锌金属量444×104t,成为超大型矿田。历经近半个世纪,昔日荆棘丛生的荒野变成了赣东武夷山区一颗璀璨的明珠。冷水坑矿田的发现与勘探,经历了从“脉带型”铅锌矿到斑岩型铅锌矿、斑岩型银矿,再到层控叠生型银铅锌矿和金矿等几个相互交织的阶段,每一次质的飞跃,都与对实物地质资料的多次开发和反复利用密切相关,因此,从一定意义上说,不断扩大的找矿成果,凝聚了江西省地质矿产局912大队地质人在岩心库洒下的汗水。
一、冷水坑找矿历程及实物地质资料发挥的重要作用
1.由脉带型铅锌矿到斑岩型铅锌矿
1966年,组建不久的江西省地质局912地质大队为寻找后备基地,以脉带型铅锌矿为重点工作对象进行深部探索,于1971年提交了《贵溪县冷水坑银路岭铅锌矿区普查报告》,获铅锌金属储量9×104t,伴生银220t。
1973年,912地质大队技术人员在复查自1968年以来施工的钻孔岩心时,发现脉状铅锌矿两侧的围岩中具有浸染状矿体,矿体受花岗斑岩接触带产状控制,认为冷水坑具有寻找斑岩型矿床的地质条件。经1974~1979年深部钻孔验证,矿化面积成倍增长,铅锌矿远景储量增加了数十倍,打开了找矿新局面;与此同时,通过基础地质特征和岩心对比分析研究,证实了推覆掩逆断层F2真实存在,肯定了斑岩型铅锌矿床的成因认识,这一认识为下一步在变质岩下方探索花岗斑岩及进一步扩大矿区远景奠定了基础。由此撰写了与冷水坑矿田有关的第一篇科学论文《江西省贵溪冷水坑银路岭斑岩型铅锌矿地质特征》,为新中国成立30周年献礼。
2.从斑岩型铅锌矿到斑岩型银矿
1982年对矿田银矿的认识已逐步深化,发现斑岩体中银矿化的范围一般小于铅锌矿化,开始是随机抽样对银重复分析,虽然结果并不明显,Zk3601孔中50~81号样品的铅锌品位不佳,但独立银矿体厚达59m,由此,912地质大队立即责成实验室对1979年以前施工的62个钻孔全部补做银分析,同时在岩心中补采大量的样品,化验结果令人振奋,银主要赋存于3个地质构造部位:①花岗斑岩中受构造裂隙控制的脉状银矿体,含银大于200 g/t;②花岗斑岩及外接触带以细脉浸染状产出的银矿体,含银150~170 g/t;③矿田西南部受火山岩层位控制的含菱铁锰矿的银矿体,含银200 g/t左右。
根据以上成果,1983年,江西省地质局决定将冷水坑矿田以勘查铅锌为主转为以银为主的综合找矿工作,从此拉开了综合找矿的序幕,于1984 年提交了《江西省贵溪县冷水坑矿区铅锌(银)矿详细普查地质报告》,累计探明储量:铅186×104t,锌218×104t,伴生银6387t,镉15733t,确定了冷水坑矿田为一特大型铅锌银矿。1985年8月19日,中央人民广播电台和《人民日报》分别报道了“江西省冷水坑发现特大型银矿,地质远景储量国内第一”。1986 年提交了《江西省贵溪县冷水坑银(铅锌)矿床技术经济评价》、《江西省贵溪县冷水坑铅锌(银)矿床技术经济评价》的研究报告,报告中评价了银(铅锌)矿床的经济价值,进一步推动了银矿的勘探进程。1987年提交了《银路岭银(铅锌)矿勘探地质报告》,经全国储委批准C+D级银金属量664t、铅+锌金属量13.42×104t。1990年提交了《鲍家银(铅锌)矿详查地质报告》,获C+D级银金属量3336t、铅 +锌金属量194×104t。1994 年,提交了《江西省贵溪县冷水乡鲍家矿区100—108 线银铅锌矿勘探报告》,获B+C+D级银金属量806t、铅+锌金属量20.37×104t。
3.从斑岩型银铅锌矿到斑岩型金硫矿
1984年,随着综合找矿的深入,主要技术人员编制了以各种数据反映的冷水坑金铜硫矿分布图,初步发现金矿化赋存于银珠山黑色花岗斑岩内,于是912地质大队决定在115、123勘探线上的钻孔岩心中系统采集微金分析样近5000个,于1987年提交了《江西省贵溪县冷水坑矿田银铅锌矿扩大远景及金(铜)成矿条件的研究报告》,报告阐述了金矿化主要赋存于银珠山黑色花岗斑岩内带及与含银铅锌矿化的花岗斑岩内外接触带,预测115~123线之间为金矿靶区。1989年对靶区进行验证,1990年提交了《银珠山金矿普查报告》,获金储量3.49t、硫铁矿矿石量76×104t。
4.从斑岩型铅锌矿到层控叠加型银铅锌矿
1983年,通过对1978年施工的Zk4802、Zk13203钻孔岩心观察分析,发现斑岩体下盘火山岩中赋存铅锌银矿中富含菱铁锰矿和磁铁矿,起初认为是属斑岩型矿床晚阶段的正常矿物组合;通过采取岩心薄片、光片镜下观察研究,发现菱铁锰矿具有鲕状结构,磁铁矿呈骸状散布其中,并与白云石、含水石英、碧玉等共生,且在特定的火山岩层中产出,从而逐步认识到菱铁锰矿属火山沉积-变质成因,早于花岗斑岩的侵入期。由此提出寻找隐伏矿床,于1989~1992年实施勘探,发现了银坑、营林富铅锌硫矿,共获铅+锌金属量16×104t、硫铁矿矿石量560×104t、伴生金金属量2.07 t、伴生银金属量163 t。
2001~2003年,下鲍矿区银铅锌矿详查连续列为国土资源部“矿产资源补偿费”矿产勘查项目,912地质大队技术人员再次进驻冷水坑岩心库,查找当年残留的层控叠生型矿体岩心,制定实施方案,于2004年提交了《江西省贵溪市冷水坑矿田下鲍矿区银铅锌矿详查报告》,探获122 b+333银金属量1347t、铅16×104t、锌21×104t。
2004~2005年,银珠山矿区铅锌银(金)矿详查再次列为国土资源部“矿产资源补偿费”矿产勘查项目,通过两次资料开发和岩心对比,认为在小源矿区可以找到类似下鲍矿区的层控叠生型矿床。2005年11月在小源村西实施的Zk13906钻孔中发现了两层厚约10 m的层状富铅锌矿体,于2008年底完成详查工作,2009年提交了《江西省贵溪市冷水坑矿田银珠山矿区北矿段铅锌银矿详查地质报告》,探获122b+333银金属量488t、铅21×104t、锌32×104t。
二、实物地质资料是科研的基础
纵观冷水坑矿田的发现与发展,从脉带型到斑岩型再到层控叠生型,从铅锌矿到银金矿再到富铅锌银矿,从矿化点到矿床再到超大型矿田,特别是下鲍矿区和小源矿区的发现,引起了国内外地质专家的高度重视,多家科研院所的地质专家纷至沓来,实施的项目有:冷水坑银铅锌多金属矿成矿系统及隐伏矿预测研究,叠加复合型铅锌、铜矿深部成矿模式与勘查技术示范研究,冷水坑银多金属矿田层状富铅锌矿成因及成矿预测研究,冷水坑矿田火山构造与成矿研究,江西冷水坑次火山岩热液型银铅锌矿科学基地研究,扬子东南缘浙赣段中生代火山岩盆地构造转型机制与成矿规律研究,钦杭成矿带东段基础地质与成矿规律研究等。专家们进驻冷水坑首先想到就是看岩心,通过实物与资料的对比,采集样品,探索成矿规律。
三、实物地质资料管理缺憾与损失
遥想当年冷水坑基地,曾有上千人的家属区、360多人的办公室、约360 个孔近20×104m岩心的岩心库,这些都记录着冷水坑矿田曲折的发展史,记录着老一辈地质人的奋斗经历,其中既有曾经的辉煌,但也有难以忘怀的艰难与缺憾——20世纪90年代地质工作陷入低潮,所有的岩心沦为废石,令人惋惜。2008年912地质大队组织退休老同志回冷水坑参观,到基地一看,原来的家没有了,原来的办公室没有了,原来的岩心没有了,都忍不住老泪纵横。
冷水坑矿田的勘查与科研离不开花岗斑岩,由于经受了地质低潮,20世纪保留的数百个钻孔、数十万米岩心损毁殆尽,岩心库只留下2000年以后施工的约97个钻孔近45000 m岩心,基本都是层控叠生型矿体岩心,斑岩型矿体岩心极少,以至于下鲍矿区详查期间都是凭记忆在破败的岩心库中寻找残留岩心。
随着银路岭矿区2004年闭坑,冷水坑大脉型银铅锌矿体从此成为老地质人渐行渐远的记忆。由于没有岩心,坑道进不去,残存的一点斑岩型矿体岩心代表性不强,而且还无法确定具体位置以及与矿化的关系,火山机构位置无法确定,造成的第一个影响是科研工作困难加大,科研成果的可靠性降低;第二个问题是影响了冷水坑深部找矿进程,同时也影响了冷水坑金铜矿床成矿规律的研究。特别是2005年前后提出的危机矿山深部找矿,其实在冷水坑花岗斑岩的根部在20世纪80年代就发现了金铜矿体,但由于这不是当年的主要工作对象,所以绝大部分没有做金、铜基本分析;如今副样已经没有,现在要取样已是不可能了,唯一的办法就是重新勘探(图1至图4)。
尽管大部分岩心没有了,但随着矿产品价格飙升,鲍家、下鲍矿区相继开发,912地质大队与国内外专家一道,充分利用现有的岩心、坑道,借助先进的找矿设备,运用现代地质科学理论,仍在不遗余力地弥补损失,为多找矿、找大矿呕心沥血。
四、实物地质资料管理工作建议
江西省地质矿产局912地质大队在冷水坑矿区共实施勘探工作量457个孔、250000m,累积产生岩心约225000m,目前保存有岩心97个孔、45000m、副样12500件、光(薄)片165片。这些实物地质资料不仅为目前地质找矿和地质科研发挥了重要作用,而且对今后勘查找矿和科学研究等仍将发挥作用,其潜在利用价值对今后勘查找矿和科学研究等仍将发挥作用。其潜在利用价值包括:①为钦杭成矿带基础地质与矿产研究、武夷山成矿带基础地质与矿产研究、冷水坑矿田外围远景评价及深部找矿提供类比实物地质资料;②为国家在冷水坑-相山银铅锌铀多金属矿整装勘查区内工作量的投放及勘查实施方案提供决策依据;③促进东部铁铜铅锌重要矿集区深部资源勘查技术与示范工作,剖析斑岩型和层控型矿化之间的关系,探讨成矿环境与演化规律,深化完善成矿模型,建立找矿模式,拓展找矿空间;④为全国26个矿山基地之一的江西冷水坑次火山岩热液型银铅锌矿科学基地建设提供实物地质资料展品。
图1 江西省贵溪冷水坑岩心库外貌
图2 江西省贵溪冷水坑岩心库保存的岩心
图3 原江西省贵溪冷水坑矿区食堂(现存放岩心)外貌
图4 原江西省贵溪冷水坑矿区食堂内现在存放的岩心
然而,目前矿区实物地质资料管理工作存在许多不足,为此提出如下建议:
1)将岩心管理纳入地质资料管理系统,进行标准化管理,由专职人员进行维护,责任具体到人;对于冷水坑矿田标志性岩心应纳入国家管理,由专业人员进行管理,为研究找矿方法和成矿规律提供实物证据。
2)岩心库房维修、岩心箱、隔条、岩心牌的材质以及各种标识做到规范化和标准化,既经济又保存年限长。
3)岩心的保管费按新标准是15 元/m,但保存年限不明。现状是第一年取上来时码放整齐,排列有序,以后则无人过问。岩心库的建设费、维护费,需要上级管理部门统筹考虑。
(1)产状:产出于喀喇昆仑山林济塘盆地下侏罗世巴工布拉莎组灰岩建造中,总体具层控特征(图1)。
(2)矿物组成与构成:铅锌矿物包括铅锌碳酸盐矿物菱锌矿、白铅矿、铅锌硫化物方铅矿与闪锌矿(图1)。其中菱锌矿是主体,其锌约占总资源量的85%,白铅矿的铅约占总资源量的10%,硫化物铅锌的比例小于5%。
菱锌矿体主体呈层状分布于灰岩中,主矿体上部常含有菱锌矿矿化的泥质岩与泥质粉砂岩,矿体与下伏灰岩关系截然且下伏灰岩新鲜与没有矿化蚀变(图1A、图1C、图1D)。菱锌矿从颜色上分有无色、青色、褐色与黄色,从结构构造分为纹层状、块状与脉状。纹层状菱锌矿多呈粒状结构,颗粒表现出沉积压扁与压溶的特征(图2A -2C);块状矿石中可见鲕状结构,鲕粒也表现出沉积压扁与压溶的特征。脉状菱锌矿有发育于菱锌矿矿体中沿破裂裂隙充填与重结晶的、具对称梳状或纹层状的无色菱锌矿脉,为热液作用下重结晶的产物;菱锌矿脉体两侧的菱锌矿有一定的重结晶(图2D、图2E)。灰岩中脉状菱锌矿多呈褐色,脉体两侧灰岩强烈蚀变,可能为流体通道菱锌矿。