湖南桃林铅锌矿区矿体赋存规律及找矿方向之物理论文

　　摘要：桃林铅锌矿床矿（化）体主要赋存于○1石田畈—邱坪坳入字型断裂构造（即桃林大断裂）中；○2震旦系上统碎裂硅质岩及碎裂千枚岩中；○3白垩系蚀变碎裂砾岩中；○4冷家溪群与花岗岩接触带附近。以前两种规模最大，矿区北矿带的六个矿段均沿断裂带展布，且具有大致等距离分布及向南西侧伏的规律。下步找矿工作应围绕北矿带矿体赋存的有利地段进行，重点以寻找深部隐伏矿体为主。
　　关键词：桃林铅锌矿床；矿体赋存规律；侧伏；找矿方向。
　　桃林铅锌矿区是上世纪50年代勘探的大型萤石铅锌矿床，其后有多家地质队和科研单位在该区开展过勘探和调研工作，积累了大量宝贵资料，笔者在系统分析和总结这些地质科研成果的基础上，对其矿体空间赋存规律及找矿方向有了一些新的认识。
　　一、地质背景
　　桃林铅锌矿位于湘东北，其大地构造位置是江南台背斜中段北缘与扬子台褶带南缘的过度地带。区内地层缺失较多，由老到新依次出露为中元古界冷家溪群浅变质岩；震旦系硅质岩、碎裂石英岩、硅质灰岩；寒武系碳质板岩、灰岩、白云岩；白垩系花岗质、泥质杂砾岩。区域褶皱构造的基本轮廓为大云山倒转向斜、土马坳扇形背斜、大药姑山向斜，区域断裂构造主要有路口—幕阜山断裂（F1）、白羊田—冷水坑断裂（F3）、石田畈—邱坪坳入字型断裂（F6）、公田断裂（F7）。幕阜山岩体分布在矿区东部，为陆壳重熔型复式岩基，主要岩性为黑云母二长花岗岩、二云母二长花岗岩（图1）。据湖南省临湘县桃林铅锌矿地质勘探报告（1957），其属燕山期中晚期产物。
　　二、矿床地质特征
　　桃林铅锌矿床由南、北两个矿带组成，其中北矿带沿北东走向的石田畈—邱坪坳入字型断裂（F6）展布，分布有断山、官山、上塘冲、银孔山、杜家冲、邱坪坳等六个矿段，截止1985年累计探明B+C+D级铅锌金属量119.11万吨；而南矿带则沿白羊田—冷水坑断裂（F3）展布，仅地表见微弱铅锌矿化。
　　1.地层
　　矿区出露地层主要为冷家溪群（Ptln）、震旦系上统（Zb）及白垩系上统分水坳组（K2）。其中冷家溪群主要分布在石田畈—邱坪坳断裂带及岩体接触带附近，岩性为片岩、石英千枚岩等；震旦系沿幕阜山岩体南西缘零星分布，主要岩性为千枚岩、石英岩、硅质岩等，其震旦系与冷家溪群为角度不整合接触；白垩系分布矿区大部分地区，呈角度不整合复于冷家溪群、震旦系之上，岩性为泥质、花岗质杂砾岩夹少量杂砂岩及钙质砂岩、泥质杂砾岩等。
　　2.构造
　　矿区内构造以断裂为主，大致可分为北东向和北西向两组。其中北东向断裂主要为石田畈断裂（F6）：该断裂分布于北矿带内，是石田畈—邱坪坳入字型构造的南西段，矿段内长7.5公里，走向北东东，倾向北西，倾角30～45°，为一多次活动，力学性质经扭—压扭—张扭多次转化，由南向北逐步扩展的断裂带，主要表现为充填的石英脉相互错动，存在二次角砾，断裂带舒缓波状分布，构造岩具有膨缩、尖灭再现，从上而下、由东向西侧伏等特征。在主干断裂北西侧分布的近东西向分枝断裂与主干断裂呈锐角相交，由于近东西向分支断裂迁就、利用、改造原来的东西向压扭性断裂，所以具有延伸长，延深大，等距离分布的特点，后来由于主干断裂发生顺钟向扭动而进一步张开，形成张性构造角砾岩带，经矿液多次上升充填，形成铅锌工业矿体。该断裂带是该区的主要容矿构造，严格控制了北矿带各矿段的展布。
　　北西向断裂主要发育有白羊田断裂（F3），分布于南矿带内，长约12.5公里，断裂走向310°，倾向南西，倾角29～50°，断裂南西盘与白垩系上统分水坳组红层呈断层接触，北东盘为燕山晚期花岗岩，受断裂的影响常形成花岗碎裂岩及糜棱岩。沿断裂断续可见残存的冷家溪群、震旦系上统、及寒武系地层零星出露。断裂宽2～5米，岩石普遍挤压破碎，并可见到较多与断裂平行的构造透镜体组成的角砾状构造岩，地表见微弱铅锌矿化。
　　3.岩浆岩
　　幕阜山燕山期岩体在区内大面积出露，有早晚两期四次侵入。燕山早期侵入体岩性主要为黑云母二长花岗岩；晚期三次侵入体岩性分别为：中粗粒二云母二长花岗岩，中粒黑云母二长花岗岩、细粒二云母二长花岗岩。在刘家坪白垩系红色砾岩中有细粒花岗岩脉及伟晶岩脉产于铅锌矿化带中下部，说明晚白垩世（或之后）区内仍有岩浆活动。
　　4.矿体地质特征
　　桃林铅锌矿目前已查明的矿体主要赋存于石田畈—邱坪坳入字型断裂构造带内近东西向的张性分支断裂带中，破碎愈剧，含矿愈富。矿体走向与倾向均与断裂产状相同，严格受该断裂带严格控制，矿体地表长200～800米，深部延伸长400～1900米，厚2.08～12.86米，产状稳定，倾向北西，倾角30～45°，多呈透镜状，少数为扁豆状、不规则状；沿走向有膨胀、收缩、尖灭再现和侧伏现象。控制矿体最大斜深750米，最低标高-318米（断山洞矿段），矿化主要为方铅矿、闪锌矿化、黄铁矿化及萤石矿化、重晶石化，平均品位Pb1.22%，Zn1.13%。
　　5.矿石特征
　　矿石矿物主要为方铅矿、闪锌矿、黄铜矿、萤石，脉石矿物为石英、萤石、重晶石、方解石。矿石多为自形—它形结构、碎裂结构等，具带状、对称带状、角砾状、块状、晶族状、网脉状等构造。
　　矿物存在明显的垂直分带，即矿带底部为黄铁矿化带，向上依次为黄铜矿化带、锌矿化带、铅锌矿化带、铅矿化带，最上为含重晶石的铅矿化带。
　　矿石品位较低，全区平均品位Pb1.22%，Zn1.13%,Pb+Zn2.35%,（根据1985年储量平衡表）。Pb+Zn含量依次为杜家冲4.93%,上塘冲3.8%，银孔山2.84%，官山2.73%，断山2.11%、邱坪坳1.78%。
　　6.围岩蚀变
　　矿体围岩蚀变主要为硅化、绿泥石化、绢云母化、角砾岩化，次为萤石化、重晶石化、黄铁矿化及碳酸盐化。以绿泥石化、角砾岩化与成矿关系最为密切。绿泥石化、角砾岩化越强，矿化越富，重晶石化分布在硅化带和红层铅锌矿体的上下盘、两侧和顶部。绿泥石化、重晶石化、角砾岩化是矿区主要的找矿标志，而硅化强的地方不含矿或只见星点状铅锌矿、黄铁矿。
　　三、矿体赋存规律
　　据现有资料综合分析，桃林矿区铅锌矿主要集中产于以下几个部位；
　　1.石田畈—邱坪坳入字型含矿断裂带
　　该断裂带是矿区的主要导矿、容矿构造，其主干断裂控制矿段的展布，近东西向张性分支断裂则控制了主要矿体的形态、产状，该部分矿体在空间分布上具有大致等距离分布（图2）及向南西侧伏的规律，侧伏角21°左右。矿体矿化标高一般为100米至-300米，其中银孔山、上塘冲主要为100米至-200米，官山为0至-200米，断山洞一般为0至-300米，呈现出由北东东向南南西方向逐步降低的趋势（图3）。
　　据有湖南省地矿局402队资料，断山洞矿段的127线18孔在孔深722.22～722.65米（标高约-690米）仍见到了该断裂带矿体，表明该含矿带仍有向下延伸趋势。
　　2.上震旦系碎裂硅质岩及碎裂千枚岩
　　桃林铅锌矿区内震旦系上统千枚岩、石英岩、硅质岩因受石田畈—邱坪坳入字型断裂及白洋田—冷水坑断裂影响，多发生碎裂、硅化及矿化，二者叠加部位也是矿区内铅锌矿体赋存的主要场所之一。无震旦系存在的地段往往难以形成工业矿体。矿区银孔山与上塘冲矿段之间以及上塘冲与官山矿段之间无矿带的形成，就是由于陆壳重熔导致赋矿层位的缺失所致。
　　3.白垩系蚀变碎裂砾岩
　　除石田畈—邱坪坳断裂含矿带外，在紧贴其上盘的白垩系蚀变碎裂砾岩中，原湖南省地矿局405队施工的127线8孔、10孔和129线9孔、12孔及402队施工的127线18孔也均见有铅锌工业矿体（表1），该矿体沿走向工程控制200米，沿倾斜控制达650米，控制矿体赋存标高约在—200～—525米范围内。矿体层数1～7层；单工程见矿总厚0.37～27.58米，最大为10.12米，一般厚2～4米。由此可见，断裂构造带上盘的白垩系蚀变碎裂砾岩也是本区重要的赋矿部位，且矿化已初具规模，找矿远景大。
　　（4）冷家溪群与花岗岩接触带附近
　　1988～1989年，湖南省桃林铅锌矿地测处在杜家冲矿段经钻探验证，在冷家溪群与花岗岩接触带上也赋存有隐伏矿体，该矿体呈透镜状，形态较规则，控制矿体长500米，斜深大于200米，矿体一般厚35米，最厚达11.21米，铅品位0.6～3.87%，锌1.59～10.40%。
　　四、矿床成因及找矿方向探讨
　　1.矿床成因
　　桃林铅锌是我国著名的大型铅锌矿之一，进半个世纪以来，关于其矿床成因及成矿物质来源众说纷纭。张九龄（1989）认为，该矿床的形成不仅受断裂构造、岩体热能条件的控制，而且还严格受地层层位、岩性组合等条件的控制，属于沉积—热能改造层控型萤石铅锌矿床；谭汉光（1993）认为，该矿床为多源热液充填型矿床，成矿热液复杂，有壳源物质和幔源物质参加，有岩浆水、变质水、雨水参入；喻爱南（1993）则根据白垩系—第三系红色砾岩中存在花岗岩角砾这一现象推断该矿床成矿时代不是燕山晚期，而是第三纪晚期或其后，成矿物质来源于冷家溪群浅变质岩和地壳深部，与大云山岩体无关。
　　根据现有资料综合对比分析，笔者认为喻爱南的观点与目前矿区矿体的赋存规律比较吻合，具有一定的说服力，存在于冷家溪群的成矿物质在地下水、变质水的循环时被渗出而形成断裂变质带上盘的冷的成矿热液体系；直接来源于地壳深部的成矿热液则沿着断裂变质带上升，这两种不同温度、不同成矿物质浓度、不同Ph和Eh值的流体在各个成矿有利部位（如张性分支断裂，岩体接触带等）相遇时，就会发生成矿物质的沉淀而形成矿体。
　　2.找矿方向
　　根据桃林铅锌矿的矿床成因和矿体赋存规律，笔者认为，桃林矿区的进一步找矿应着重在以下三个部位寻找隐伏铅锌矿体：
　　2.1石田畈—邱坪坳入字型含矿断裂带。根据该部分断裂带控制的矿体在空间分布上具有大致等距离分布及向南西侧伏的规律，在各个矿段沿矿体侧伏方向上寻找深部隐伏的断裂带铅锌矿体。1998年湖南省地矿局402队在石田畈矿段沈家—周家一带施工的ZK4、ZK5、ZK14831均见到了该断裂带矿体，深部控制侧伏长约1100米，且沿侧伏方向向深部有厚度增大，品位增高的趋势。
　　此外，根据湖南省地质调查院资料（2007），该含矿断裂带在原矿体深部可能还存在第二个赋矿空间，银孔山、上塘冲矿段近年来分别在20线19孔，11线13孔的-400米及-351米标高控制到了第二层铅锌矿体（原矿体赋存标高为100～-200米，），矿体厚度分别为9.35米及18.35米，因此，下步找矿还应注意在深部第二赋矿空间内找矿。
　　2.2白垩系红色砾岩分布区。在石田畈矿段及白羊田矿段内，紧贴断裂带上盘有大面积的白垩系地层分布，这些地区是寻找红层铅锌矿体的有利场所。
　　2.3岩体接触带及各种不整合面附近。根据资料综合分析认为，在石田畈—邱坪坳入字型含矿断裂带之下尚存在震旦系与冷家溪群间的不整合面、冷家溪群与花岗岩间的接触面，这些界面及其附近是矿液聚集的有利部位（杜家冲矿段在花岗岩接触带已发现工业矿体）。
　　参考文献
　　[1]喻爱南湖南桃林铅锌矿断裂构造、成矿时代和成矿模式研究有色金属矿产与勘查1993.2.3943－52
　　[2]谭汉光桃林铅锌矿成因及找矿方向探讨矿山地质1993.12.166-171
　　[3]张九龄湖南桃林铅锌矿床控矿条件及成矿预测地质与勘探1989.4，1-7
　　[4]陈美吉湖南临湘县桃林铅锌矿区外围普查设计书湖南省地质矿产局402队1987.12内部资料
　　[5]湖南临湘县桃林铅锌矿区外围隐伏矿体普查设计书湖南省地质矿产局402队1988.12内部资料
　　[6]湖南临湘县桃林地区铅锌矿普查补充设计书湖南省地质矿产局402队1989.12内部资料
　　[7]湖南省临湘县桃林铅锌矿地质勘探报告中南地质局405队1957.5
　　内部资料
　　[8]湖南省临湘市桃林铅锌矿上塘冲、银孔山矿区资源储量核实报告湖南省地质调查院2007.8内部资料