陕西秦巴地区大中型铅锌矿床控矿因素与找矿方向

来源 :中国地质大学(武汉) | 被引量 : 0次 | 上传用户:akhiv
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陕西秦巴地区是我国重要的铅锌矿产地,自上世纪五、六十年代找到赋存于泥盆系层位的铅硐山大型铅锌矿床后,又于七十年代后期确立了著名的风县-太白铅锌矿田,陕西秦岭地区的泥盆系由此成为地质工作者寻找铅锌矿产的重要层位,也主导了找矿研究和工作部署。上世纪末及进入本世纪以来,陕西省地矿局有关单位相继在震旦系灯影组、奥陶系草滩沟群、志留系梅子垭组及双河镇组等层位在铅锌矿产的找矿方面取得了重大突破,除奥陶系草滩沟群外,其他层位的铅锌矿产无论从规模上还是从分布上都获得令人振奋的成果。 本课题从研究陕西秦巴地区地质构造发展历史入手,以地球物探成果的再分析以及对地球化学数据的再处理和异常再圈定为手段,在全面分析区域内各类铅锌矿床(点)基础上,重点研究并总结了本世纪新发现的重要铅锌矿床的成矿地质条件、矿床基本特征、找矿标志,建立了成矿模式,提出了进一步找矿方向。本课题的完成,主要取的以下研究成果和新认识: 1.陕西秦巴地区层控型铅锌矿产成矿时代广泛,但重要成矿时代及大中型矿床则相对集中。成矿时代或赋矿层位时代除了二叠纪、古近纪、新近纪、第四纪外,其它时期都有铅锌矿产生成,比较集中的、具一定规模的铅锌成矿时期是中元古代、新元古代震旦纪、古生代志留纪和泥盆纪等四个时期,而大、中型铅锌矿床主要集中于三个地史时期,即新元古代震旦纪时期、古生代志留纪时期和泥盆纪时期。 2.陕西秦巴地区重要的铅锌矿产均受古海(洋)盆控制,构造运动又控制了古海(洋)盆的成矿环境和物质来源。震旦系灯影组、志留系梅子垭组及双河镇组、泥盆系星红铺组及古道岭组等重要成矿层位均为海相沉积,而震旦纪、志留纪、泥盆纪这三个时期也正是秦巴地区古地壳裂陷、碰撞的盘整期,也是古秦岭海(洋)和古扬子海的海进海退的变化频繁期,所经历的构造运动是晋宁运动、加里东运动、华里西运动。 3.关于有利于铅锌成大中型矿床的条件方面,本课题提出有三大条件或因素值得重视:一是海域内部具一定范围的局部半封闭海盆;二是海盆周边有隆起地体(如汉南隆起、武当隆起等)或海盆内部有水下隆起地体(如风-太地区、旬阳地区);三是海盆内部或附近有较大规模同生断裂伴随。以上三个条件必定同时具备,而且对矿床规模的控制作用突出。 4.本课题对陕西秦巴地区大量的铅锌矿床研究后,认为有利于成大中型铅锌矿床的岩相是:裂陷海盆陆棚相-台地相、浅海-滨海相、裂陷浅海陆棚-次深海相,其中第一类岩相最为有利,如凤-太矿田区大中型铅锌矿床的沉积环境就是此类岩相;南郑-西乡区域的沉积环境属于第二类岩相,旬阳-白河矿田区的沉积环境属于第三类岩相。 5.陕西秦巴地区大中型铅锌矿床的成矿期都发生在大规模的海进时期,赋矿层位的岩石建造都清楚地说明了这一点。有利的岩石建造以复理石-碳酸盐岩建造、镁质碳酸盐岩建造、碎屑岩-碳酸盐岩建造为主,而且生物发育。 6.通过对以往1/20万化探数据的重新处理,发现陕西秦巴地区赋存有大中型铅锌矿床的区域具有良好的地球化学表现:通常的异常元素组合为Pb、Zn、Ag、Cd、Cu、Bi、As、Sb、Hg、Ba、Mn;具有较完整、齐全的铅锌地球化学块体内部结构,即四层或三层套合模式结构;一般情况下,地球化学块体或异常区域的成矿指数为Pb≥1.2,Zn≥1.5。区域地球化学的这些表现为进一步找矿提供了重要依据。 7.按照翟裕生、姚书振成矿序列划分方案,首次对陕西秦巴地区铅锌矿产进行了成矿系列划分和成因类型划分。共划分四个成矿系列组合,即岩浆及岩浆-热液成矿系列组合、沉积(含热水沉积)和沉积-改造成矿系列组合、变质成矿系列组合、风化成矿系列组合;八个成矿系列十二个成因类型(参见原文)。其中沉积(含热水沉积)和沉积-改造成矿系列组合及低温热液型是陕西秦巴地区铅锌矿产最为重要的成矿系列组合及成因类型。 8.在对南郑-西乡铅锌矿田、旬阳-白河铅锌矿田、凤县-太白铅锌矿田典型矿床总结研究的基础上,分别建立了铅锌矿床成矿模式。这三类铅锌矿床虽然均属于热水沉积-改造成矿系列的低-中温热液型成因类型,但成矿模式、成矿时代、标志性含矿层等均不相同。 南郑-西乡地区的铅锌矿床,成矿矿质来源主要为古老的基底(火地垭群等)和侵入岩(澄江期),当时的扬子地块北缘地壳较薄,刚由单一结构转化为双结构(基底+盖层),剧烈的构造活动有利于将矿质由深部沿同期断裂带出,并以热卤水的形式运移和沉淀;根据铅同位素年龄样品测试,经用豪特曼斯公式计算模式年龄值为420-637 Ma之间,即成矿时代介于晋宁末期-加里东期之间;标志性含矿层位是震旦系灯影组(Zdn)上部的角砾状白云岩。 旬阳-白河地区志留系层位中的铅锌矿床,主要成矿物质可能来自于地壳深部,成矿流体总体属于高盐度、较高密度的弱酸性含矿热卤水,主体为NaCl-H2O体系:铅锌成矿作用发生在加里东晚期至华里西期陆缘盆地伸展沉降过程中,并大体经历了早期的含矿岩系、矿源层及铅锌矿体形成的沉积成矿期和晚期的变质热液改造成矿期;标志性含矿层位是志留系梅子垭组的硅化绢云母砂质千枚岩(S1-2m)和双河镇组的硅化绢云母千枚岩(S2sh)。 凤县-太白地区泥盆系层位中的铅锌矿床,成矿物质主要来源于海底热水喷流,沉积盆地内的同生断裂构成沉积洼地和和水下高地,形成有利的沉积成矿环境;成矿作用主要有二期,即中泥盆纪晚期及晚泥盆纪早期的铅锌矿体沉积成矿期(华里西期)、印支运动的褶皱改造富集期;标志性含矿层位是泥盆系星红铺组(D3X)下部的铁碳酸盐岩-碳质岩-铁白云石碎屑岩组合。 9.首次以GIS为平台,选择证据找矿信息量加权模型(简称“证据权法”)为预测方法,运用MORPAS软件为证据权重计算手段,对陕西秦巴地区铅锌矿成矿远景区进行圈定及提出找矿预测。 在陕西秦巴地区十三个铅锌含矿层位基础上合并成十个证据权重层位,经MORPAS软件计算,震旦系灯影组(Z2dn)的相对系数(CONT)为2.229,已发现铅锌矿床(点)22个,其中大型2个,中型3个,小型7个,矿点10个;古道岭组(D2g)的相对系数为2.049,已发现铅锌矿床(点)20个,其中大型3个,中型8个,小型6个,矿点3个;梅子垭组(S1-2m)的相对系数为1.423,已发现铅锌矿床(点)17个,其中大型1个,中型1个,小型7个,矿点8个。不论从矿床数量上还是从矿床规模上,这三类地层都表现出含铅锌性较高,从而显示出铅锌矿产与这三类地层具有较大的相关性。 对陕西秦巴地区断裂作了0.0-0.1、0.1-0.2、0.2-0.5、0.5-1.0、1.0-1.5、1.5-2.0、2.0-2.5、2.5-3.0、3.0-3.5、3.5-4.0、4.0-4.5、4.5-5.0和5.0-10km的缓冲区(buffer)分析,其中0.1用100表示,代表100m,并以此类推;5001代表缓冲区(buffer)大于5km。经过MORPAS的叠加分析,大约有67.31%的铅锌矿床(点)落入断裂1.5km的缓冲区(buffer)范围之内,在这个范围内,断裂不同缓冲区(buffer)的权重(W+)都为正值,因此可以将1.5千米作为最佳缓冲区(buffer)距离。大于1.5千米的范围仍有约1/3个铅锌矿床、矿点出现,说明陕西秦巴地区除了断裂构造因素外,其他因素对铅锌的控矿作用亦相当明显。 本课题按1.5km×1.5km对陕西秦巴地区做了网格,提取不同单元网格中断裂的平均方位,制作了8个不同方位的平均方位图,并运用MORPAS计算了不同方位的权重值。其中北东向(相关系数为1.066737)、北北东向(相关系数为0.669167)、北西西向(相关系数为0.691558)、东西向(相关系数为0.995346)和北东东向(相关系数为0.733495)等方位断裂证据权重较大,应为主要控矿断裂。这些方位的断裂与陕西秦巴地区秦岭海盆的发生和演化进程紧密相关。 建立了陕西秦巴地区铅锌矿预测多元证据权模型,提出矿产潜力预测图。通过对不同证据层的组合得到前验概率和后验概率,并考虑到条件独立性问题,去掉部分证据层,只组合剩下具有条件独立特性的证据层。经MORPAS计算,后验概率大于前验概率(0.001189)的区域为铅锌成矿有利地区。据此提出了找矿方向,划出了10个铅锌成矿远景预测区,并提出具体的工作部署建议。
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