【宣扬地学成果,传播勘查技术方法】 点击上方“覆盖区找矿”,关注更精彩! 贵州第一个超大型铅锌矿床——黔西北猪拱塘铅锌矿床:发现与启示何良伦1,吴大文1,王军1,柏光辉2,杨坤光3,刘雨31 贵州省地矿局113地质大队 2 赫章鼎盛鑫矿业发展有限公司 3 中国地质大学(武汉)地球科学学院 第一作者:何良伦,高级工程师,主要从事地质矿产勘查研究工作 出名了!猪拱塘铅锌矿入选2018年度中国十大地质找矿成果,媒体广泛报道。2022年11月1日猪拱塘铅锌矿地质找矿又上中央电视台早间新闻!央视报道,目前山东六队正在该矿勘查,又有找矿新进展,预计资源量将再增加200万吨,该矿将是总规模为527万吨的超大型矿床! 该超大型铅锌矿床地质背景如何?当初是怎样发现的?请阅读本文。 猪拱塘铅锌矿床位于川滇黔铅锌多金属成矿域东侧,是川滇黔地区首次在中二叠统栖霞组碳酸盐岩中发现的隐伏超大型MVT型铅锌矿床。 该区以往找矿勘查实践多集中于“层控型”铅锌矿床的认识,所采用地质找矿技术方法较为传统,进展不快。何良伦等系统分析了成矿地质背景、矿床特征和构造控矿特征,努力寻找制约该区找矿突破的关键地质问题,历时8年(2013—2020年)不断研究和勘查实践,正确认识到猪拱塘铅锌矿床受紫云—垭都逆冲滑脱构造系统控制(图01)。区域物探对该断裂带有较好显示(图02、图03)。断裂构造是控制矿床的关键条件之一,总结构建了“铅锌矿床受区域逆冲滑脱构造系统控制,矿体受断裂构造控制,容矿岩石主要为中二叠统栖霞组碳酸盐岩地层”找矿预测模型。 图01 黔西北紫云-垭都断裂带及邻区构造纲要图(汪新伟等,2013) 图02 紫云-垭都断裂带及邻区布格重力45°方向水平导数图 图03 紫云-垭都断裂带及邻区航磁化极45°方向水平导数图(汪新伟等,2013)随之改变勘查思路:从寻找“层控型”矿床转变到寻找受断裂构造控制的“MVT”型铅锌矿床,及时调整工作部署,在商业性勘查工作的推进下,发现了隐伏大型富厚铅锌矿体,提交铅锌资源量327.44X104t,实现了贵州省铅锌找矿历史的最大突破。物探异常显示:超大型猪拱塘铅锌矿具有区域重磁异常重低磁高特征。参见图02、图03、图04、图05。文中介绍的不断总结、不断提高认识、及时调整勘查验证方案的找矿突破过程,对黔西北地区以及全国其它地区地质找矿工作都有启示。图04 黔西北地区布格重力异常分布图(王亮等,2009) 图05 黔西北地区剩余重力异常分布图(王亮等,2009) 图06 黔西北地区航空磁力异常分布图(王亮等,2009) 猪拱塘铅锌矿床大地构造位置处于上扬子陆块鄂湘渝黔前陆褶断冲断带六盘水裂陷槽内(图1),受北西向垭都一蟒硐断裂及晚古生代碳酸盐岩联合控制。查明铅锌资源量327.44xl04t,达超大型矿床规模,Pb平均品位2.27%,Zn平均品位6.76%。矿体沿北西向断裂构造及次级断裂构造分布,主要赋存于北西向F1、F2及隐伏F20、F30断裂破碎带及次级断裂破碎带中。赋矿围岩主要为二叠系中统栖霞组生物碎屑灰岩、泥灰岩,其次为泥盆系上统尧梭组、望城坡组白云岩、白云质灰岩及石炭系上统摆佐组、黄龙组白云岩、生物碎屑灰岩(图2)。图1 黔西北矿集区主要铅锌矿床分布图(郑明泓等,2020) 图2 猪拱塘铅锌矿床地质简图 1-龙潭组;2-峨眉山玄武岩;3-茅口组;4-栖霞组;5-梁山组;6-马平组;7-黄龙组;8-摆左组;9-旧司-祥摆组;10-尧梭组;11-望城坡组;12-韩家店组;13-逆断层;14-正断层;15-地质界线;16-矿体投影范围 围岩蚀变主要为白云石化,其次有方解石化、黄铁矿化、重晶石化,越靠近矿体白云石化越强烈。主矿体严格受控于北西向断层破碎带,呈似层状、透镜状沿断层破碎带分布,具舒缓波状起伏、膨大收缩、分支复合现象,走向长大于2000m,倾向延深达645m,矿体形态、产状相对较稳定,铅锌资源量192.65x104t,占总资源量的58.84%。矿石呈自形-半自形-它形粒状结构、交代残余结构,块状构造、脉状构造以及条带状构造。金属矿物主要为方铅矿、闪锌矿、黄铁矿,次为黝铜矿、褐铁矿及少量白铅矿、菱锌矿,非金属矿物主要有白云石、方解石。矿石中方铅矿的产出形式:一是与闪锌矿、黄铁矿集合体呈块状、稠密-稀疏浸染产出;二是方铅矿交代闪锌矿及黄铁矿,使黄铁矿粒径细化,或在方铅矿的集合体中包含小颗粒的黄铁矿。闪锌矿的产出形式,一是与黄铁矿、方铅矿等呈致密块状、团块状产出;二是以不规则粒状呈浸染状产出在石脉中。矿区1680m标高以下为铅锌硫化矿体,以浅为铅锌氧化矿和混合矿体。铅、锌以金属硫化物的形式存在,可浮性较好,属于易选硫化矿石。矿床类型为产于碳酸盐岩断裂中的中低温热液充填交代型矿床。猪拱塘铅锌矿床位于贵州省赫章县水塘乡境内,处于上扬子陆块,鄂湘渝黔前陆褶断冲断带之六盘水裂陷槽北东缘垭都—蟒硐断裂带,地处贵州省赫章矿集区北东侧,是贵州省赫章矿集区的主要矿床。垭都—蟒硐断裂带与小江断裂,南与师宗—弥勒断裂构成了川、滇、黔铅锌成矿域的主体部分。垭都—蟒硐断裂构造带,是一条深切基底乃至上地幔的深大断裂,具多期活动特点,由一系列北西向褶皱和逆冲断层组成,最大断距大于1500m,为一典型的同生断裂,其早期控岩、控相,晚期控矿,是区内一级构造成矿带,为黔西北地区铅锌矿重要成矿带。(1)1963年,开展了1:100万昆明幅区域地质调查,初步建立该区的地层系统及构造概略框架。(2)1973年,贵州省地质矿产局区域地质大队开展了1:20万威宁幅区域地质调查和区域矿产调查,覆盖赫章矿集区,对垭都—蟒硐断裂构造带进行了初步的研究。(3)1980—1990年,贵州省地质矿产局区域地质大队开展了1:20万威宁幅区域地球化学扫描工作,系统分析了赫章铅锌地球化学块体特征,分析了铅锌银组合异常与铅锌矿床的关系。(4)1993—1995年,贵州省地矿局一一三地质大队完成了1:5万赫章幅区域地质调查及1:5万赫章幅土壤地球化学测量工作。对区内陆层、构造格架、岩浆岩进行系统划分,圈定草子坪—水槽堡、天桥-鸡骨寨及野都古等综合异常13处。(5)1999—2015年,贵州省地调院、贵州省地矿局113地质大队、贵州省有色金属和核工业地质勘查局、武汉中南冶勘资源环境工程有限公司等多家单位对区内铅锌成矿地质特征、控矿地质条件、矿床成因和找矿远景等开展了多项地质找矿及综合研究工作。(6)2006—2013年,贵州省地矿局113地质大队开展贵州省赫章县猪拱塘铅锌矿普查找矿工作,仅于矿区中部朱砂厂发现浅部受层间断裂破碎带控制铅锌混合矿体,累计提交铅锌资源量43702.46t。赫章鼎盛鑫矿业发展有限公司介入猪拱塘矿区勘查工作之前,赫章矿集区已发现天桥、筲箕湾、垭都、猫猫厂、榨子厂等5个中型矿床,区内铅锌矿床均与北西向控岩、控矿断裂有关。区内断裂构造发育,主要发育有北西向断裂和北东向断裂,主要铅锌矿点多位于北西向构造与北东向构造交汇处。北西向F2断裂构造为区内控岩、控矿构造,筲箕湾、垭都等铅锌矿床均沿该构造带分布,显示出该区域具有寻找大型-超大型铅锌矿床的潜力。近年来,赫章鼎盛鑫矿业发展有限公司以猪拱塘铅锌矿区位优势,结合国家地质找矿战略契机,依托113地质大队专业技术优势,加快推进猪拱塘矿区地质找矿工作,快速实现了贵州省赫章县猪拱塘铅锌矿找矿重大突破。该矿床的发现是地质找矿新机制下,“产学研”协同创新,商业性勘查快速跟进的又一成果。(1)2007—2012年,猪拱塘矿区地质找矿多集中在矿区北西向断裂构造浅表,仅于矿区南东猪拱塘施工540m钻孔进行验证,矿区找矿工作未取得好的效果。(2)2013—2014年,通过矿区前期成果资料综合分析,对矿区地层、构造进行了清理,针对矿区中部陈家寨-爬头寨进行了重点分析,并选择矿化较好区域开展少量的钻探工程验证。地质找矿工作主要集中在矿区浅部,以沿北西向F1、F2断层寻找浅部氧化矿体、混合矿为主。共计施工钻孔28个主要集中在矿区北西段和南东段,通过老硐清理、钻孔揭露,于矿区中部陈家寨矿段新发现铅锌混合矿体1个。2014年5月于矿区北西水槽堡矿段ZK4101钻孔新发现铅锌矿体5个,浅部为氧化矿,厚度品位均较低,于孔深380m见V-10铅锌硫化矿体,厚9.6m,Pb品位3.46%,Zn品位11.24%,其深部显示较强的矿化蚀变特征(图3),该矿体的发现为矿区深部找矿增强信心。图3 猪拱塘铅锌矿床41勘探线地质剖面图 1-龙潭组;2-峨眉山玄武岩;3-茅口组;4-栖霞组;5-梁山组;6-马平组;7-黄龙组;8-摆左组;9-上司组-祥摆组;10-尧梭组;11-望城坡组;12-韩家店组;13-断层;14-地质界线;15-钻孔位置及编号;16-铅锌矿体 (3)2015年,取得找矿重大进展,根据矿区已有成果对矿区地层、构造及矿体特征作进一步梳理同时结合垭都—蟒硐断裂带垭都及筲箕湾等2个中型铅锌矿床矿体分布特征,对比猪拱塘矿区其成矿地质条件相似,有可能形成类似矿床。进一步确定了F2断层及下盘次级断裂为矿区主要控矿、容矿构造。针对矿区中部及南东段开展激电中梯扫面工作,圈定激电异常4个,并在此基础上对矿区中部陈家寨矿段进行找矿远景预测。随即,矿区找矿工作加大对矿区中部的勘查力度,在陈家寨矿段针对F2断层进行深部钻孔验证,前期施工16个钻孔验证区域集中在F2断裂浅部及F1断裂上盘,孔深均在600m以浅,所揭露的矿体主要为浅部氧化矿体及泥盆系层间破碎带控制铅锌矿体,厚0.8〜2.9m,Pb+Zn品位0.46%〜7.48%,所揭露矿体薄品位低,仅个别矿体具工业价值。对矿区F1断裂深部含矿性尚不清楚,深部找矿工作未取得明显成效,面对区内铅锌赋矿规律不清,找矿方向不明,勘查再一次陷入困境。矿区下一步的找矿勘查方向不明,钻探工程难以布置,勘查工作陷入了僵局。矿区铅锌找矿潜力如何?有无工业价值铅锌矿体?采用什么方法在哪里能够取得找矿突破?成为一度困扰项目组人员的难题。在新的地质找矿体制机制下,贵州省地矿局为加快贵州省重要成矿区带找矿工作,成立“黔西北地区铅锌找矿攻关”专项,113地质大队结合多年来在区内找矿勘查成果和认识,通过技术队伍整合,成立黔西北铅锌找矿勘查专业技术团队。针对制约当前找矿突破的关键地质问题,开展了成矿潜力、矿床赋存规律、矿体定位预测研究。通过区域对比,发现研究内大型逆冲构造和碳酸盐岩发育,具有碳酸盐岩和炭质泥岩组合的特征,区域上发育大规模高强度铅锌化探异常,显示有利的成矿地质背景。认为垭都—蟒洞断裂带与川、滇、黔会泽铅锌矿等其他矿床地质背景相似,具有形成大型碳酸盐岩容矿的铅锌矿床潜力。课题组通过矿区地质构造填图,对比密西西比河谷型(MVT)矿床,认为猪拱塘铅锌矿床产于逆冲滑脱构造系统,矿体主要赋存于逆冲断裂下盘,受泥盆系、石炭系、二叠系碳酸盐岩及逆冲断层派生的次级构造控制。结合矿区已有钻探成果认识,对矿区F1、F2断裂倾向延伸及构造岩相的特征有了进一步的认识,已施工钻孔显示深部尚具充足的热源活动及矿化蚀变特征,确定了陈家寨矿段深部矿化空间位置,并制定了钻探验证方案。2015年底,经深部钻孔施工验证,于矿区中部陈家寨矿段56、57号勘探线埋深680〜780m,F1断裂破碎带见厚20〜31m,Pb+Zn品位12%〜30%铅锌硫化矿体,实现矿区深部铅锌矿找矿重大进展,同时推动了该区铅锌找矿的进程。(4)2016—2017年,根据矿区深部找矿发现,课题组针对矿区地质构造、矿化(体)特征对矿区地层、构造进行再一次梳理,对已施工的钻孔进行二次编录,进一步修正了矿区构造格架。对F1、F2断裂倾向延伸及变化有了基本的认识,同时确定了F1断裂破碎带为区内主要控容矿断裂构造,查明了主要控矿要素和矿体赋存规律,明确了矿区找矿前景。同时制定了沿矿区中部北西向F1、F2断裂深部进行验证方案,放稀勘查工程间距,设计深部验证钻孔11个。其中,在103勘探线F1断裂破碎带发现厚67m,Pb+Zn品位7.61%,铅锌硫化矿体;104勘探线F1断裂破碎带揭露矿体厚59.4m,Pb+Zn品位8.14%,实现矿区深部找矿重大突破,进一步扩大矿床找矿的前景。随即,在矿区主矿体范围实施4条可控源音频大地电磁测深测量(CSAMT)剖面。根据已取得研究成果综合分析,提出了陈家寨矿段深部碳酸盐岩内存在富厚铅锌矿体的可能,是找矿的主要方向,具有良好的成矿前景。同时,113地质大队与贵州省赫章鼎盛鑫矿业发展有限公司召开了找矿方向研讨会,确定了验证钻孔方案。(5)2018年2月,经系统工程控制,完成深部钻孔验证工作,2018年4月25日提交铅锌资源量275.82x104t,实现贵州省赫章县猪拱塘铅锌找矿重大突破。同时转入矿区地质勘探工作,2019年11月完成勘探野外工作,2020年1月完成勘探评审工作,在详查成果基础上新增一大型矿床规模铅锌资源量(51.63x104t),形成猪拱塘超大型铅锌矿床铅锌资源量327.44x104t,共生硫资源量133x104t,伴生银828t、金0.6t、镓5.54t、镉10t、锗592t、硒309t,实现了黔西北地区铅锌矿找矿历史性突破。 猪拱塘超大型铅锌矿床103-103’(a)、104-104’(b)和联合纵剖面(c)地质图猪拱塘矿床早期找矿线索和信息集中在矿区浅表,沿北西向断裂构造矿化蚀变、浅表氧化矿体的露头以及地表的铁帽,主要寻找铅锌氧化矿体,在猪拱塘、朱砂厂、水潮堡等地发现了多条铅锌矿化线索。但找矿思路仅局限于北西向断裂构造带浅部,工程验证均集中于F1断裂上盘400m以浅,以寻找受层间断裂控制的层状矿体为主,铅锌找矿并未取得明显成效。猪拱塘矿床属沉积岩区以碳酸盐岩为容矿围岩的铅锌矿床,地层区分、构造识别难度大,对主要控矿规律不清,找矿方向不明,早期地质找矿工作面临成矿理论认识及勘查技术方法等诸多困难。随着区内勘查实践的认识和积累,传统的成矿理论认识及勘查技术方法,很难在该区实现大的找矿成果。对此,课题组根据前期找矿认识和积累,对比川、滇、黔会泽等大型铅锌矿床成矿地质背景,发现矿区发育垭都—蟒硐断裂带大型逆冲构造和中二叠统碳酸盐岩有利岩性组合,结合区域铅锌矿成矿规律认识,逐渐地认识到,区内铅锌矿属于印支—燕山期受构造控制的中低温热液型铅锌矿床,受断裂构造控制是其基本特征之一。结合垭都-蟒硐断裂带上下盘地层岩性组合特征分析,矿区沿垭都—蟒硐断裂带下盘地层由南东二叠系栖霞组向北西逐渐向二叠系茅口组、峨眉山玄武岩及龙潭组过渡,二叠系栖霞组灰岩、泥质灰岩有利岩性组合沿F1断裂带越往北西埋藏越深。所以,找矿工作思路调整以研究F1、F2断裂走向及倾向断层结构面的变化为重点,评价F1、F2断裂破碎带含矿性为主要任务,以寻找受断裂构造控制的脉状矿体为主。地质找矿工作思路从“层控型”矿床到受断裂构造控制的“MVT”型铅锌矿床发生根本转变。找矿技术方法从传统地表地质测量、瞬变电磁法测量(TEM)与激电中梯测量、地表山地工程及局部浅表钻孔验证,到“矿区构造解析+深部构造精细解析与含矿性分析+深部工程验证”的有效找矿方法组合。逐步建立猪拱塘铅锌矿床地质找矿预测模型,形成了一套行之有效找矿模式及找矿标志。黔西北地区几十年的铅锌地质找矿工作一致未取得大的进展,一是有关“层控型”等传统观念认识在很大程度上限制以“构造控矿”为主的铅锌矿床找矿思维;二是已有的研究对地质结构、演化历史以及成矿特点的研究不足,涉及成矿物质来源和成矿过程具体标志的一些成因假说充满矛盾。而近年来发现并完成了猪拱塘超大型铅锌矿床勘探,关键问题在于对深部次级断裂带发现铅锌硫化矿体的研究,快速的认识到所寻找对象的基本属性,对制约找矿突破的关键地质问题进行有效的梳理和总结。尤其认识到区内铅锌矿体受断裂构造控制是其基本特征,且沿断裂带铅锌隐伏矿体埋藏大多较深(680〜1000m)的基本状况,因而采用了一套合理又行之有效的找矿方法。(1)矿区深部找矿勘查应重视区域成矿规律及控矿因素的研究,针对制约找矿突破的关键地质问题,突破传统认识的束缚,转变找矿思路,提出新的找矿思路和设想,是取得找矿突破的关键。(2)矿区地质找矿勘查过程应强调科研工作在找矿突破中发挥的重要作用,在扎实的基础地质工作基础上,通过成矿地质背景分析,评价矿床找矿潜力;通过成矿作用研究,查明控制矿床的主控因素;通过矿区控矿构造解析及含矿性分析,建立地质找矿预测模型,预测矿化体空间分布位置,并进行深部钻孔验证,是实找矿突破关键技术创新。(3)猪拱塘矿床找矿突破勘查实践过程不难看出,矿区地质找矿工作与其所在区域地质研究平行进行,互相促进,是改变区内传统找矿认识的关键。一支具有高度职业精神和业务素质的地质找矿研究团队是实现找矿突破的基本保障。-----------
2021年1月,赫章鼎盛鑫矿业发展有限公司取得贵州省赫章县猪拱塘铅锌矿采矿权,矿权面积15.52km2,在矿区3.135km2范围内提交铅锌金属储量327万吨。同时,在其他区域(12.385km2)仍然具备找矿潜力。2022年6月,经该公司股东会研究决定启动空白区勘探找矿工作。8月13日,猪拱塘铅锌矿勘探1号钻机正式开钻,截至目前,其余10余台钻机已陆续开始施工,猪拱塘铅锌矿空白区勘探工作全面展开。 9月3日,位于猪拱塘铅锌矿水潮堡矿段2号钻机传来好消息,在目标层位探获铅+锌综合品位高达30%的特富矿体,这是继8月13日正式开钻以来1号钻孔发现厚大矿体后第二个喜讯,事实证明猪拱塘铅锌矿空白区仍有巨大增储空间,为实现铅锌总资源量突破500万吨目标取得“开门红”。
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