贵州贵定-都匀地区铅锌矿床成矿规律与找矿预测9787030781956

目录

**章 黔东地区地质概况 1

**节 区域地层 1

一、基底 1

二、盖层 2

第二节 区域构造 7

一、概述 7

二、断裂构造 8

三、褶皱构造 8

第三节 区域岩浆岩 9

一、梵净山地区 10

二、镇远—凯里地区 10

第四节 区域地球物理与地球化学 10

一、区域地球物理 10

二、区域地球化学 12

第五节 区域构造演化 16

一、武陵—晋宁运动与基底形成时期(1300～1000Ma) 16

二、加里东洋陆转换时期(542～250Ma) 16

三、印支—燕山板内活动及陆内构造演化定型(200～90Ma) 16

四、新生代构造演化(90Ma～) 17

第六节 区域矿产 17

一、铅锌矿 18

二、金锑汞矿 20

三、其他矿产 20

第二章 贵定—都匀地区地质概况 21

**节 地层 22

第二节 构造 22

一、构造格局 22

二、构造特征 24

第三节 矿产 25

第三章 典型矿床地质特征 26

**节 半边街—竹林沟富锗锌矿田 26

一、半边街锗锌矿床 27

二、竹林沟锗锌矿床 33

第二节 牛角塘富镉铅锌矿田 40

一、地层 41

二、构造 43

三、矿体特征 44

四、结构构造 45

五、矿物生成顺序 46

六、围岩蚀变 47

第四章 微量元素地球化学 48

**节 矿石矿物样品采集与测试分析 48

一、矿石矿物样品采集 48

二、分析方法 48

第二节 闪锌矿微量元素组成与锗超常富集讨论 53

一、闪锌矿微量元素组成 53

二、竹林沟矿床闪锌矿中Ge等元素的分布 57

三、竹林沟矿床闪锌矿中Ge与其他元素相关程度 60

四、竹林沟矿床闪锌矿中Ge的类质同象及替代方式 61

五、半边街矿床富Ge纳米颗粒 68

六、Ge超常富集制约因素 70

七、Ge超常富集机制 74

第三节 脉石矿物微量元素组成与讨论 75

一、脉石矿物样品来源与分析方法 75

二、半边街矿床蚀变白云岩和脉石矿物微量元素组成特征 77

三、竹林沟矿床白云石微量元素组成特征 85

四、半边街矿床成矿流体性质与成矿物质来源 89

五、半边街矿床成矿流体环境演化 91

六、竹林沟矿床白云石成因 92

七、竹林沟矿床成矿流体性质与演化 93

第五章 同位素地球化学 96

**节 C-O同位素 96

一、C-O同位素组成特征 96

二、地质意义 99

第二节 S同位素 102

一、半边街—竹林沟矿田S同位素组成特征 102

二、牛角塘矿田S同位素组成特征 104

三、地质意义 105

第三节 Pb同位素 107

一、半边街-竹林沟矿田Pb同位素组成特征 108

二、牛角塘矿田Pb同位素组成特征 110

三、地质意义 112

第六章 遥感地质特征 114

**节 遥感图像处理 114

一、遥感数据源 114

二、图像处理 117

第二节 线环构造解译 120

一、解译标志 120

二、线环构造解译成果 123

第三节 蚀变信息提取 126

一、蚀变矿物波谱特征 126

二、蚀变矿物提取方法 128

三、蚀变矿物提取结果 129

第四节 综合成果 133

第七章 构造分形特征 135

**节 分形理论概述 135

第二节 分形计算方法 136

一、分形计算注意事项 136

二、断裂单分形计算方法 136

三、矿床分维值计算方法 139

第三节 分形特征 139

一、断裂单分形特征 139

二、矿床分形丛集特征 151

第四节 断裂分形特征与矿床空间分布耦合关系 153

第八章 矿床成因与成矿预测 158

**节 古油气藏与铅锌成矿关系 158

一、古油藏与矿床中的沥青特征 158

二、样品和分析方法 161

三、激光拉曼光谱 163

四、C同位素组成特征 165

五、S同位素组成特征 166

六、Rb-Sr同位素组成特征 167

七、Re-Os同位素组成特征 168

八、沥青成熟度、来源及形成时代 169

九、成矿时代及成矿物质来源 171

十、成藏与成矿的耦合关系 173

第二节 成矿规律与控矿因素 177

一、空间分布规律 177

二、控矿因素 179

第三节 成矿模式与找矿预测 188

一、成矿物质运移及沉淀机制 188

二、成矿机制 189

三、找矿方向和靶区圈定 191

第九章 结论 194

一、主要认识 194

二、建议 196

参考文献 197

**章　黔东地区地质概况

黔东地区位于贵州省贵阳市以东，黔东铅锌成矿区范围包括黔南坳陷东部及相邻的凯里北部—铜仁东部地区，是鄂西—湘西—黔东铅锌成矿带的重要组成部分(吴根耀等，2012；叶霖等，2018；Zhou et al.，2022)，大地构造上处于扬子地块的东南缘[图1-1(a)]，东部与江南造山带之雪峰山隆起毗邻(Luo et al.，2022；Cui et al.，2022)。

研究区地壳结构复杂，经历了多期构造变形形迹的复合、联合与叠加(徐政语等，2010；王伟锋等，2014)，具有优越的成矿地质背景和形成大型—超大型矿床的成矿地质条件(兰天龙，2013；金少荣等，2018；叶霖等，2018；Zhou et al.，2022)。众多的铅锌矿床(点)赋存于震旦系—泥盆系碳酸盐岩中，沿NE向的铜仁—三都断裂带为中心呈带状展布(彭松等，2021)，典型代表包括铜仁卜口场(杨红梅等，2015)、镇远金堡(杨宗文等，2015)、松桃嗅脑(李堃等，2018)、丹寨乌龙沟(杨松平等，2018)、凯里柏松(程涌等，2022ab)、都匀牛角塘(Ye et al.，2012；Zhou et al.，2022)等矿床/田及近年来取得找矿突破的贵定竹林沟(杨德智等，2020；杨智谋等，2021；Luo et al.，2022)和半边街(An et al.，2022；孟庆田等，2022；Sun et al.，2023)锌矿床。

黔东成矿区的铅锌矿床具有相似的成矿条件、控矿因素和矿化特征(王华云，1996；陈国勇等，2005；兰天龙，2013；叶霖等，2018；彭松等，2021)。一些铅锌矿床以富集关键矿产Ge和Cd为特点，如竹林沟—半边街锌矿田备案Ge金属资源量超过1300t，其中竹林沟锌矿床Ge金属备案资源量超过400t，达到大型共/伴生Ge矿床规模(周家喜等，2021)，半边街锌矿床Ge金属备案资源量超过900t，达到超大型共/伴生锗矿床规模(周家喜等，2020a，2020b)；牛角塘铅锌矿田Cd金属资源量超过5000t，达到超大型共/伴生镉矿床规模(刘铁庚和叶霖，2000；Ye et al.，2012)。可见，研究区Pb、Zn等紧缺矿产和Ge、Cd等关键矿产的勘探潜力巨大。

**节　区域地层

一、基底

黔东地区基底具有双层结构与岛链式结构双重特点(徐政语等，2010)。其中深部结晶基底可能主要由中元古界四堡群构成，呈岛链式分布；浅部浅变质基底主要由新元古界板溪群、下江群和丹州群组成，出露于研究区东南部雪峰山隆起区[图1-1(b)]。

图1-1　黔东地区地质简图及主要铅锌矿分布

注：据李堃等(2021)和Zhou等(2022)修改。

深部变质基底四堡群岩性由变质火山岩和陆源碎屑变质岩组成。底部为沉积变质岩夹火成岩，沉积变质岩颜色多为浅灰—灰色，岩性以变余砂岩及板岩为主，其次为千枚岩，少量片岩及变余凝灰岩，它们常为不等厚互层；火山岩以基性及超基性为主，有细碧岩、角斑岩、辉绿岩、辉石岩等；与梵净山群下部4个组相似，但枕状细碧岩较少，部分基性—超基性岩为侵入岩，厚度超过3000m。上部为浅灰、灰绿色等变余砂岩、变余粉砂岩、板岩、千枚岩、片岩及凝灰岩等组成不等厚互层，大致可分3～5个以碎屑岩为主或黏土质岩为主的岩性段；特征与梵净山群上部3个组相似，厚度超过2000m。

浅部浅变质基底自北向南分布着板溪群、下江群和丹州群浅变质岩系，主要由浅变质海相砂页岩、凝灰岩及少量碳酸盐岩组成；就原岩而论，板溪群主体发育紫红色泥岩和粉砂岩，下江群则发育巨厚的灰绿色陆源碎屑浊积岩和火山碎屑浊积岩，丹州群为厚度不大的陆源碎屑浊积岩和碎屑沉积，三者分别代表斜坡上部、斜坡下部和平原或盆地沉积。按岩性特征及其组合，总体呈NE-SW向展布，基本与深部重力异常显示相吻合，三者在贵州、湖南地区呈现由NW向SE方向具有“红板溪”向“黑板溪”至“复理石板溪”逐渐变化的特点，暗示扬子地块南缘基底可能是由扬子古陆沿原陆核边缘逐渐向南不断增生的产物。

二、盖层

研究区沉积盖层由两套沉积地层组成，即发育较完整的震旦纪—中三叠世海相沉积地层和零星分布的晚三叠世—古近纪陆相沉积地层，累计厚度超过13500m(金宠等，2012)。其中，震旦系陡山沱组、寒武系清虚洞组、奥陶系红花园组、泥盆系高坡场组和望城坡组为研究区的含矿层位。

1. 震旦系(Z)

(1)陡山沱组(Z1ds)：顶部为灰、深灰色、黑色薄层状碳质黏土岩夹中厚层状黏土质泥晶白云岩，底部为灰、深灰色中厚层状泥晶—粉晶白云岩，为区内老东寨、乌龙沟等矿床的主要赋矿地层。

(2)灯影组(Z2dy)：主要岩性可分为两段，**段为灰色、浅灰色中厚层状粉晶—细晶白云岩，第二段为灰色泥晶—细晶白云岩，偶见团块状与透镜状硅质岩。

2. 寒武系( )

寒武系是研究区内覆盖面积*广、层位*为完全的沉积地层，呈南北向展布，与上覆、下伏地层均为整合接触，主要为细碎屑岩和碳酸盐岩，属区域性缓坡—碳酸盐台地边缘滩(丘)相产物。

(1)九门冲组( 1j)：本组岩性以黑色碳质页岩为主，偶夹砂质或硅质页岩，下部为高碳质页岩，或夹石煤，揉皱强烈似石墨状，偶夹硅质页岩；中上部碳质页岩偶含砂质或呈碳质黏土岩，夹少量黄绿或灰绿色砂质页岩，层位中偶见少量1～2mm粒状方铅矿晶体，总体厚约120m。与上覆地层杷榔组( 1p)呈整合接触。

(2)乌训组( 1w)：与杷榔组同时异相，分为三段。**段上部为黄绿色含粉砂质页岩，局部夹少量含碳质页岩；中部为青灰、黄绿色粉砂质页岩、黏土页岩夹少量粉砂岩，风化后呈褐灰色；下部为黄绿、青灰色黏土页岩；岩石中普遍含云母，厚308m。第二段以青灰色条带状灰岩为主，夹灰、青灰色薄层片状泥灰岩和砂质泥灰岩，条带由泥质粉晶灰岩与具层纹的泥灰岩或钙质页岩呈韵律互层构成，厚297m。第三段以青灰色薄层含云母粉砂质泥灰岩为主，风化后呈黄灰色，似页岩；下部夹一层厚约18m的青灰色条带状泥质灰岩，条状由泥灰岩与泥质粉晶灰岩呈韵律互层构成，灰岩部分常呈透镜状；产三叶虫、腕足化石，厚92m。

(3)杷榔组( 1p)：下部为灰绿色含粉砂质泥岩夹页岩，中部为灰绿色、浅灰色砂质、粉砂质泥岩夹薄层石英粉砂岩和石英砂岩，顶部为一套灰绿—黄绿色钙质页岩、泥岩，总厚度约为150m。与上覆地层清虚洞组( 1q)呈整合接触。

(4)清虚洞组( 1q)：灰、深灰色薄层—厚层状灰岩、白云质灰岩或白云岩，夹泥质白云岩或鲕粒灰岩，为研究区内都匀牛角塘、铜仁卜口场和松桃嗅脑等矿田/床的主要赋矿层位。

(5)高台组( 2g)：底部为一套灰色薄层砂泥质白云岩及粉砂质黏土岩，中部为深灰色、灰色薄层—厚层状泥质条带白云岩，顶部为灰色薄至中层状泥沙质白云岩及黏土岩，层内大部分岩性段均含三叶虫化石，厚约40m，与上覆地层石冷水组( 2s)呈整合接触。

(6)石冷水组( 2s)：下部为灰、浅灰色薄层至中层状细粒白云岩，局部风化面呈瘤状或豹皮状，中部为灰、黄灰色厚层含砂质白云岩夹薄层白云岩，偶见灰、浅灰色叶片状白云岩与中厚层细层纹微粒白云岩互层。顶部为一套灰、浅灰色厚层角砾状白云岩与薄层状微粒白云岩互层，厚约230m，与上覆地层娄山关组( 3l)呈整合接触。

(7)娄山关组( 3l)：大致可分三段。**段以灰色薄层白云岩为主，夹少量中层白云岩，底部为浅灰色薄层石英砂岩或白云质砂岩，厚100m。第二段为本组的主体部分，浅灰、深灰色中厚—厚层块状粗粒白云岩，晶洞发育，夹角砾状及鲕粒白云岩，常含石膏及盐类，厚200～800m。第三段为灰、浅灰色中厚—厚层白云岩，以含燧石条带或团块为特征，产三叶虫索克虫科(Saukiidae)，厚100～200m。

3. 奥陶系(O)

(1)桐梓组(O1t)：主要岩性为灰、深灰色中层—厚层夹薄层泥晶—细晶白云岩和细晶—粗晶灰岩，夹砾屑、鲕粒白云岩，常含燧石团块或结核，顶部及底部为灰、灰绿色页岩或钙质页岩，含腕足类、三叶虫等化石，为典型的台地边缘滩相沉积。总厚约37～226m，与上覆地层红花园组(O1h)呈整合接触。

(2)红花园组(O1h)：岩性主要为灰、深灰色中层—厚层状泥晶—粗晶生物碎屑灰岩，广泛发育燧石结核或条带，偶夹页岩，常见头足类及海绵化石，岩性总体较为稳定，以大量生物碎屑、燧石结核及条带为特征，属大陆边缘滩相沉积。厚20～50m，与上覆地层大湾组呈整合接触，为都匀江洲等矿床的主要赋矿层位。

(3)大湾组(O1d)：在奥陶系沉积序列中与湄潭组相对应，岩性、厚度较为稳定。下部为黄绿色页岩夹灰色中厚层状泥质条带灰岩、杂色泥灰岩及含云母砂质页岩，中部为紫红色夹黄绿色中厚层瘤状灰岩、泥灰岩夹钙质页岩，顶部为黄绿色泥质粉砂岩、粉砂质泥岩夹页岩、砂质页岩及灰岩，属缓坡外陆棚相沉积。厚度一般为200m，与上覆地层翁项群(S1w)呈假整合接触。

(4)湄潭组(O1m)：上部为灰色中厚层状泥质灰岩夹黏土页岩、生物碎屑灰岩及钙质粉砂岩，中部为浅灰色中厚层钙质粉砂岩及厚层生物碎屑灰岩互层，底部为黄绿色薄片状黏土页岩夹泥质粉砂岩。

4. 志留系(S)

区内出露的志留系由高寨田组(S1g)及翁项群(S1w)组成，两套地层为相变关系，属近滨环境沉积。

(1)高寨田组(S1g)：顶部为紫红色中厚层状钙质粉砂岩夹灰绿色钙质粉砂岩和粉砂质黏土岩，向下为一套角砾岩层，角砾成分为泥晶灰岩、硅质岩；中部为灰色中厚层状泥晶灰岩、生物碎屑泥晶灰岩为主；底部为灰、灰绿色薄层—中厚层黏土质粉砂岩或粉砂质黏土岩。

(2)翁项群(S1w)：顶部为灰绿色、黄绿色黏土页岩夹灰岩及粉砂质灰岩、下部为灰绿色砂质页岩、黏土页岩及钙质粉砂岩。

5. 泥盆系(D)

泥盆系属滨海相和开阔台地相沉积，其中多组地层为同时期相变关系，与上覆下伏地层均呈假整合接触。

(1)蟒山组(D2m)：出露不连续，主要岩性为青灰-黄褐色黏土岩、石英砂岩夹泥质粉砂岩，岩性特征较为单一，与上覆高坡场组(D3g)呈平行不整合接触，属滨岸潮间陆源碎屑岩沉积。总体厚度约为755m。

(2)丹林组(D2d)：主要岩性为浅灰、灰白色中层—厚层及厚层块状细粒—中粒石英砂岩，顶部夹砾岩及灰色含砂砾质黏土岩。

(3)舒家坪组(D2s)：上部为灰色砂岩及泥质砂岩，下部为灰白色含砾石英砂岩夹薄层状砾岩。

(4)龙洞水组(D2l)：深灰色厚层块状泥晶灰岩，底部夹泥质灰岩，含少量生物碎屑。

(5)邦寨组(D2b)：在三都—荔波一带为灰色厚层状砾岩、含砾石英砂岩，厚29～130m；在*山—高坡场一带为灰黄、浅灰色中层—厚层状细粒石英砂岩夹黏土岩，顶部为紫红色含铁质砂岩。

(6)*山组(D2ds)：整合于下伏邦寨组，可分为鸡泡段与宋家桥段两个岩性段。鸡泡段岩性为灰、深灰色中层—厚层状生物碎屑灰岩、瘤状灰岩、泥灰岩夹少量灰、浅灰色中厚层状细粒石英砂岩和粉砂岩；宋家桥段岩性为灰、灰褐色中厚层状石英砂岩、含铁砂岩、泥质粉砂岩。鸡泡段为区内荔波奴亚等矿床的主要赋矿层位。

(7)鸡窝寨组(D2j)：为一套灰、深灰色中厚层—厚层块状泥晶—细晶灰岩、泥质灰岩及白云岩，夹泥灰岩及少量层控虫礁灰岩。

(8)望城坡组(D3w)：灰、深灰色中层—厚层状泥晶灰岩、生物碎屑灰岩为主，夹较多的泥质灰岩、泥灰岩及白云岩、白云质灰岩，为区内竹林沟等矿床的主要赋矿层位。

《贵州贵定-都匀地区铅锌矿床成矿规律与找矿预测》在简要分析黔东地区和贵定—都匀地区地质概况的基础上，重点以半边街—竹林沟锗锌矿田和牛角塘镉锌矿田为研究对象，详细剖析典型矿床地质特征、元素和同位素地球化学特征、遥感地质特征、构造分形特征等，在半边街—竹林沟锌矿田发现Ge的显著超常富集现象，其中半边街矿床评审备案Ge金属资源量超过900t，竹林沟矿床评审备案Ge金属资源量超过400t，分别达到超大型和大型共/伴生锗矿床规模。同时，*次揭示出Ge在半边街—竹林沟锗锌矿田中的两种赋存状态，即类质同象和微纳米*立Ge矿物包体，率先提出Ge*终富集受闪锌矿矿物结构(指矿物形态并非晶体结构)控制，并进一步指出pH和矿物生长速率是关键制约因素。*后，认为本区富稀散金属铅锌矿床是低温热卤水—构造组合—岩石组合耦合成矿作用的产物，成因类型上可与密西西比河谷型铅锌矿床对比，成矿流体很有可能是由西南向北东沿着区域性构造运移，具有多个流体混合汇聚中心，找矿潜力巨大，并在包括贵定—都匀地区在内的黔东地区划分三类找矿远景区，其中A 类共2个(牛角塘矿田和半边街—竹林沟矿田的深部及外围)；B类1个(*牛背斜核部)；C类1个(三丹地区朱砂场)，为下一步区域铅锌矿产勘查部署提供依据。