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[摘要]凡口铅锌矿位于广东省韶关市仁化县董塘镇,隶属于深圳市中金岭南有色金属股份有限公司,属采选一体的特大型综合性国有控股矿山,以矿体规模大、矿石品位高、矿化分布集中、采选冶条件优良、综合利用价值及工业经济价值高而闻名遐迩,是目前中国乃至亚洲最大的铅锌银矿产基地。
[关键词]地质背景 地质钻探
[中图分类号] P62 [文献码] B [文章编号] 1000-405X(2015)-8-185-1
1地质背景
凡口铅锌矿区位于南岭多金属成矿带中段南侧、粤北“山”字形构造脊柱东侧、曲仁构造盆地北缘、仁化―乐昌铅锌成矿带东段,属南岭成矿带核心区域,具有一大、二富、三集中的总体特点。凡口铅锌矿区地质条件复杂,赋矿地层主要为泥盆系中上统东岗岭上亚组、天子岭组,其次为帽子峰组、C1层、壶天群底部。
矿区断裂构造发育,多组多向,按走向方位不同大致可分为:北北东向、北东向、北北西向、北东东向四组断裂。近南北向F3、F5等断裂控制矿带的展布;F101、F102、f13等北东向断裂控制矿体(群)的分布;北北东向、北东向断裂联合控制金星岭-狮岭-狮岭南主矿带;北北西向-北北东向断块间层间剥离,控制了西部矿带。两矿带往南汇合,使整个矿床矿体群呈V字型展布。
矿区内岩浆活动不强,目前仅发现辉绿岩、变石英闪长斑岩、闪长岩等三类呈小规模岩脉或岩墙产出,未见花岗岩出露。
凡口铅锌矿床的主体—水草坪矿带沿北北东方向展布,组成一个长近2000m、宽200m左右的矿带,主要由金星岭、狮岭、狮岭南、狮岭东等矿段组成。工业矿体长度由数十米至300m,厚度一般30m~50m,厚者达100余m,延深10m~200m不等,一般在50m~70m。矿区矿石类型以黄铁铅锌矿石和黄铁矿石为主,其次为方铅矿石、闪锌矿石、含铜黄铁矿石等。矿物组分相对简单,有用组分为:Pb、Zn、S,伴生组份Ag、Ga、Ge、Cd、In、Hg。
2超深地质钻探
凡口铅锌矿历年累计探获铅锌金属资源储量965.1万吨,属特大型铅锌矿山规模,但经过近50年的开采,矿产资源储量和质量与建矿初期相比已大大下降,为满足矿山持续稳定开采,深部找矿工作迫在眉睫。
2.1钻孔布设目的和依据
(1)凡口铅锌矿为一特大型铅锌矿床,地质专家普遍认同多因复成矿床学说,认为成矿热液大部分来自深部岩浆热液,在其深部仍有找矿空间,有必要进行勘查。
(2)矿山近年来地质找矿工作,钻孔在矿床深边部揭露有钨锡铜矿化,甚至揭露一条13.9m厚的铜矿体,同时还伴有硅化、闪长岩脉等地质现象,推测矿床深部有可能赋存其它高温矿物的新矿种矿体。
(3)根据矿区地表揭露地层特征,在矿床深部泥盆系中下统与寒武系接触面为加里东期不整合面,该界面为泥盆系的底砾岩和寒武系变质砂页岩,为成矿有利界面,施工超深钻探探索界面成矿可能性。
2.2钻探施工
矿山地质技术人员与广东省有色地质勘查院、中国科学院广州地球化学研究所、广东省有色地质局九三二地质队的地质专家经过多次论证,在矿区东南部228勘探线布设深部探索钻孔228FK4。该区构造复杂,推覆断裂F203及控矿构造F4、F5、F6、F7等断裂沿深部延伸,含矿层位泥盆系东岗岭地层变厚并沿深部延伸,在F203下盘仍有容矿空间。228FK4钻孔设计孔深2500m,施工过程中根据钻孔揭露地质现象,于2000m终孔,该孔深创造了广东省固体矿产勘查小口径岩心钻探单孔进尺最深纪录。
2.3钻孔揭露成果及认识
(1)228FK4钻孔位于矿区靠东南面边缘,通过钻孔揭露,其周边区域的地层、构造、矿化地质特征已基本查明。
(2)孔深760.76~761.06米见致密块状黄铁铅锌矿,为矿区常见矿化类型;孔深956.36m以下均为浅灰色致密块状粉砂岩(巨厚层状)夹灰黑色泥质粉砂岩,仅见有较弱的黄铁矿化及鉛锌矿化;孔深1195.26-1195.46m见团块状方铅矿、1945.43处见一条5cm宽石英脉,与岩心轴心交角约30度,脉内含一条1cm宽闪锌矿脉,探测含钨铜),为矿区及董塘盆地的一个新的矿化特征。
(3)孔深956.36~2000.0m揭露地层为奥陶系中上统地层,该地层在矿区均未有出露,钻孔2000m以下地层情况不明,难于达到设计揭露探索加里东期不整合面及其成矿可能性的目的。
2.4钻孔原生晕测量工作及成果
广东省有色地质勘查院对228/FK4超深钻孔进行全孔原生晕测量,结果显示两个异常带。第一个异常带位于孔深515.36 -811.96m,视厚度296.60m,位于天子岭组(D3t)-东岗岭组上亚组(D2db)地层中,以 Ag、Pb、Zn、Hg、Cd、As为主异常元素,其中Hg元素异常最为典型,为铅锌矿体的原生扩散晕,天子岭组-东岗岭组上亚组为凡口矿区的赋矿层位;第二个异常带位于孔深1403.73-1643.56m,视厚度239.83m,位于中上奥陶统(O2-3ln),以As、Sb、Zn、Mo、Cd、Au为主异常元素,其中As、Sb、Mo元素异常最为典型,其中As富集系数达50.95,Sb富集系数达28.73。异常由稀疏黄铁矿微细脉、黄铁矿石英微细脉带、岩脉引起,显示了断裂构造(裂隙)的导矿作用,以及热液充填成矿的特征。
3结论
凡口矿床处于曲仁构造盆地北部边缘与诸广山隆起过渡带内,赋矿层位为中泥盆统至早石炭统碳酸盐岩,在成岩成矿过程中伴有走向北东的同生断裂,含矿溶液沿同生断裂带向上迁移形成穿时、穿层的矿床,矿床成因受地层、岩相、古地理环境、构造共同控制的沉积改造型矿床。
228FK4作为广东省固体矿产勘查小口径岩心钻探最深钻孔,对凡口铅锌矿乃至粤北地区的地层划分、构造格局具有深远影响。该钻孔揭露深部地层中岩性变化小、矿化较弱,推测在矿区东南部1000m以下找到有价值的工业矿体可能性不大。下一步超深钻孔的找矿方向可以在主采区深部或其东北部开展。
凡口矿床的成矿模式,是粤北地区以泥盆石炭系地层为赋矿层位的有色金属矿床的重要成矿模式之一,具有较普遍的找矿意义。
[关键词]地质背景 地质钻探
[中图分类号] P62 [文献码] B [文章编号] 1000-405X(2015)-8-185-1
1地质背景
凡口铅锌矿区位于南岭多金属成矿带中段南侧、粤北“山”字形构造脊柱东侧、曲仁构造盆地北缘、仁化―乐昌铅锌成矿带东段,属南岭成矿带核心区域,具有一大、二富、三集中的总体特点。凡口铅锌矿区地质条件复杂,赋矿地层主要为泥盆系中上统东岗岭上亚组、天子岭组,其次为帽子峰组、C1层、壶天群底部。
矿区断裂构造发育,多组多向,按走向方位不同大致可分为:北北东向、北东向、北北西向、北东东向四组断裂。近南北向F3、F5等断裂控制矿带的展布;F101、F102、f13等北东向断裂控制矿体(群)的分布;北北东向、北东向断裂联合控制金星岭-狮岭-狮岭南主矿带;北北西向-北北东向断块间层间剥离,控制了西部矿带。两矿带往南汇合,使整个矿床矿体群呈V字型展布。
矿区内岩浆活动不强,目前仅发现辉绿岩、变石英闪长斑岩、闪长岩等三类呈小规模岩脉或岩墙产出,未见花岗岩出露。
凡口铅锌矿床的主体—水草坪矿带沿北北东方向展布,组成一个长近2000m、宽200m左右的矿带,主要由金星岭、狮岭、狮岭南、狮岭东等矿段组成。工业矿体长度由数十米至300m,厚度一般30m~50m,厚者达100余m,延深10m~200m不等,一般在50m~70m。矿区矿石类型以黄铁铅锌矿石和黄铁矿石为主,其次为方铅矿石、闪锌矿石、含铜黄铁矿石等。矿物组分相对简单,有用组分为:Pb、Zn、S,伴生组份Ag、Ga、Ge、Cd、In、Hg。
2超深地质钻探
凡口铅锌矿历年累计探获铅锌金属资源储量965.1万吨,属特大型铅锌矿山规模,但经过近50年的开采,矿产资源储量和质量与建矿初期相比已大大下降,为满足矿山持续稳定开采,深部找矿工作迫在眉睫。
2.1钻孔布设目的和依据
(1)凡口铅锌矿为一特大型铅锌矿床,地质专家普遍认同多因复成矿床学说,认为成矿热液大部分来自深部岩浆热液,在其深部仍有找矿空间,有必要进行勘查。
(2)矿山近年来地质找矿工作,钻孔在矿床深边部揭露有钨锡铜矿化,甚至揭露一条13.9m厚的铜矿体,同时还伴有硅化、闪长岩脉等地质现象,推测矿床深部有可能赋存其它高温矿物的新矿种矿体。
(3)根据矿区地表揭露地层特征,在矿床深部泥盆系中下统与寒武系接触面为加里东期不整合面,该界面为泥盆系的底砾岩和寒武系变质砂页岩,为成矿有利界面,施工超深钻探探索界面成矿可能性。
2.2钻探施工
矿山地质技术人员与广东省有色地质勘查院、中国科学院广州地球化学研究所、广东省有色地质局九三二地质队的地质专家经过多次论证,在矿区东南部228勘探线布设深部探索钻孔228FK4。该区构造复杂,推覆断裂F203及控矿构造F4、F5、F6、F7等断裂沿深部延伸,含矿层位泥盆系东岗岭地层变厚并沿深部延伸,在F203下盘仍有容矿空间。228FK4钻孔设计孔深2500m,施工过程中根据钻孔揭露地质现象,于2000m终孔,该孔深创造了广东省固体矿产勘查小口径岩心钻探单孔进尺最深纪录。
2.3钻孔揭露成果及认识
(1)228FK4钻孔位于矿区靠东南面边缘,通过钻孔揭露,其周边区域的地层、构造、矿化地质特征已基本查明。
(2)孔深760.76~761.06米见致密块状黄铁铅锌矿,为矿区常见矿化类型;孔深956.36m以下均为浅灰色致密块状粉砂岩(巨厚层状)夹灰黑色泥质粉砂岩,仅见有较弱的黄铁矿化及鉛锌矿化;孔深1195.26-1195.46m见团块状方铅矿、1945.43处见一条5cm宽石英脉,与岩心轴心交角约30度,脉内含一条1cm宽闪锌矿脉,探测含钨铜),为矿区及董塘盆地的一个新的矿化特征。
(3)孔深956.36~2000.0m揭露地层为奥陶系中上统地层,该地层在矿区均未有出露,钻孔2000m以下地层情况不明,难于达到设计揭露探索加里东期不整合面及其成矿可能性的目的。
2.4钻孔原生晕测量工作及成果
广东省有色地质勘查院对228/FK4超深钻孔进行全孔原生晕测量,结果显示两个异常带。第一个异常带位于孔深515.36 -811.96m,视厚度296.60m,位于天子岭组(D3t)-东岗岭组上亚组(D2db)地层中,以 Ag、Pb、Zn、Hg、Cd、As为主异常元素,其中Hg元素异常最为典型,为铅锌矿体的原生扩散晕,天子岭组-东岗岭组上亚组为凡口矿区的赋矿层位;第二个异常带位于孔深1403.73-1643.56m,视厚度239.83m,位于中上奥陶统(O2-3ln),以As、Sb、Zn、Mo、Cd、Au为主异常元素,其中As、Sb、Mo元素异常最为典型,其中As富集系数达50.95,Sb富集系数达28.73。异常由稀疏黄铁矿微细脉、黄铁矿石英微细脉带、岩脉引起,显示了断裂构造(裂隙)的导矿作用,以及热液充填成矿的特征。
3结论
凡口矿床处于曲仁构造盆地北部边缘与诸广山隆起过渡带内,赋矿层位为中泥盆统至早石炭统碳酸盐岩,在成岩成矿过程中伴有走向北东的同生断裂,含矿溶液沿同生断裂带向上迁移形成穿时、穿层的矿床,矿床成因受地层、岩相、古地理环境、构造共同控制的沉积改造型矿床。
228FK4作为广东省固体矿产勘查小口径岩心钻探最深钻孔,对凡口铅锌矿乃至粤北地区的地层划分、构造格局具有深远影响。该钻孔揭露深部地层中岩性变化小、矿化较弱,推测在矿区东南部1000m以下找到有价值的工业矿体可能性不大。下一步超深钻孔的找矿方向可以在主采区深部或其东北部开展。
凡口矿床的成矿模式,是粤北地区以泥盆石炭系地层为赋矿层位的有色金属矿床的重要成矿模式之一,具有较普遍的找矿意义。