甘肃省瓜州县上口子铅锌矿床的地质特征及地球化学研究

郭 琳

（甘肃省有色金属地质勘查局兰州矿产勘查院，甘肃 兰州 730046）

铅锌矿床位于甘肃省瓜州县上口子，在瓜州县地区西南部，地理坐标东经95°46′，北纬40°32′，海拔在1000m～1300m之间。铅锌矿床范围内裸露岩石，南北两侧均为戈壁滩[1]。成矿地形条件较为优越，但气候较干燥，风沙频繁。本文以瓜州县上口子铅锌矿床为研究对象，总结分析区域地质特征，介绍了瓜州县上口子铅锌矿床的地质特征，研究了瓜州县上口子铅锌矿床的地球化学，为该区域下一步找矿勘查提供参考。

1 铅锌矿床矿床地质特征

1.1 地层特征

矿体露出地层处于褶皱带，以断裂构造为主。主要发育为泥盆系和石炭系，组合构造样式复杂，频繁的构造运动和岩浆运动为岩浆热液的运动提供空间。其中泥盆系由粉砂岩、板岩夹量互层构成，区域内矿层以铅、锌矿主，还含有部分铁、铜、金矿。石岩系为海洋过渡沉积，碎屑岩、千枚岩、碳酸盐岩夹量碎屑岩[2]。

矿床位于铅锌多金属成矿带，矿体呈褶皱状，位于次级皱带内。整体构造较简单，为一向北东倾斜的单斜构造，向斜东倾伏在中泥盆统与中石炭统下，这种斜向构造结构极为适合铅锌矿的形成。核心区与两侧存在紧闭褶皱发育，其中褶皱构造主要呈轴向约280°。同时，由于矿体形态会受到地层影响和岩性控制，大部分呈层状和少量脉状。所以对地层整合产出要求很高，矿体厚度与发育程度成正比。

1.2 矿石矿物的组成

从矿石的组成角度上来看，瓜州县上口子铅锌矿组成内容物相对丰富。存在重晶石、方解石、白云石、石英石、大理岩等物质，次要矿石有云母、斜长石、钾长石等。主矿体厚大、层状稳定分布于大理岩和石英片岩中。矿体中分布条纹状结构，从矿物的组成上来看主要是闪锌矿、方铅矿、黄铁矿，除此之外还有各种次要的金属矿物，如硫砷铅矿、毒砂石、磁黄铁矿、黄铜矿等也与之共生。闪锌矿的颜色因含铁而呈浅灰色或棕红色，矿物质粒度相对较小，主要出现在条带状或条纹状矿石中。方铅矿呈铅灰色。粒径相对较大，硬度小，密度大，形状不规则。在氧化带不稳定，易转变为铅矾、白铅矿等矿物。方铅矿与闪锌矿直接触成共结结构。黄铁矿大小不一呈破碎粒状，无规则分布在矿石中

由于矿石是一定成矿作用下的产物，所以矿石组构能够帮助分析成矿的地质条件、物化环境以及其演化的过程，并且直接影响矿石质量[3]。对研究本地区的矿藏资源具有十分重要的作用。最重要的是结合成矿压力、成矿温度及组分结构针对矿石构造进行研究，通过几种指标的研究，有助于矿藏开采，还为后期的人造矿藏提供技术支持。

1.3 围岩蚀变特征

在中泥盆世以后的地壳强烈运动时期形成混浆，迁移型岩浆岩由此产生，同时矿液在已形成的岩石中沿导矿构造活动[5]。矿床的近矿围岩蚀变的机理简单，从围岩蚀变特征看，碳酸盐化、绢云母化、褐铁矿化、大理岩化、黄铁矿化、角岩化、白云岩化、硅化、重晶石化等显示了典型的中低温热液蚀变特征，说明中低温热液对铅锌矿床后期成矿作用明显[4]。

热液蚀变型铅锌矿围岩种类多样，且蚀变类型较多。其中重晶石化、硅化、黄铁矿化等与铅锌矿化关系密切。硅化是区内最主要的蚀变，常分布于铅锌矿体外围部位；黄铁矿化与热液的迁移有关，常分布于矿体及近矿围岩中。将以上地质特征进行归纳（表1）

表1 铅锌矿床地质特征

2 铅锌矿床矿床地球化学特征

由于中、低温热液的迁移、封闭系统等为矿物提供了良好成矿空间。热液的排出形成了矿床的矿体、层位多样性，以及矿石的条状、层状等沉积构造特征[5]。

通过分析资料得知本矿床中碳酸盐岩比碎屑岩的元素富集程度要高，表明本区有利于铅锌矿成矿主要容矿岩石为碳酸盐岩。矿区地层中，富集Pb、Zn、Sb、Fe、Ni、Cd等成矿物质。其中闪锌矿中元素主要有Zn、Cd、Mn、Cu、Sb等，方铅矿中主要有Ag、Cu、Mn、Sb、Pb元素等，黄铁矿元素组合有Co、Ni、Fe、Mo等。其中锌铅元素平均含量略高。

铅锌具有强烈的亲硫性，并易形成含硫化合物。在基地岩石中，铅锌以硫化物形式存在。由于硫化物与硫酸盐形成受温度、ph值、总硫浓度、氧逸度等参数控制。所以应该结合同位素的平衡温度和推断溶液的含硫同位素来实现同位素特征的标定[6]。通过研究硫同位素认为该矿硫化物的含量占比分散，认为沉积是形成铅锌矿的主要成因。沉积成因金属矿需要大量还原硫，还原硫主要通过热液中硫酸盐和有机质发生还原反应。有机质吸附的金属元素如Pb、Zn、Fe、Cu等与有机络合基发生氧化还原或络合物分解的反应产生有机—金属络合物，形成难溶硫化物沉淀，可以使更多的金属元素保留下来。热还原反应不仅提供了反应所需的还原硫，还在反应过程中产生大量热能，有助于加速有机质的分解和硫化物沉淀。

3 结语

甘肃省是全国有色金属之乡，是重要的Pb、Zn、Ag、Sb等矿产资源贮存地。泥盆系地层是该区域重要的含矿层位。通过对瓜州县上口子铅锌矿矿床进行地质特征和地球化学特征分析，矿床矿藏资源较丰富，具有一定开采价值。由于该地区气候干燥，风沙较多，对该地区探测方法还不够充分。未来还需更进一步深入勘查该地区铅锌矿床为后续开发、找矿奠定基础。