棲霞山鉛鋅礦

棲霞山鉛鋅礦位於南京市，為華東地區最大的有色金屬礦，現已達到年處理礦石200萬噸，年產鉛鋅精礦35萬噸的規模。

基本介紹

• 中文名：棲霞山鉛鋅礦
• 產品：鉛鋅精礦、硫精礦、錳精礦

勘探歷史

1937年12月日軍占領南京後瘋狂掠奪本區的風化型錳礦，據現在估計，掠走資源量達到110餘萬噸，平均含錳31.24%、銀81.4克/噸。1948年謝家榮發現了氧化鉛鋅礦。解放後歷經40餘年的找礦勘查，已發展到有錳、鉛鋅、硫、銀、金等可利用的主要金屬元素的大型多金屬礦床。目前，已有工程控制的礦化深度為-700m。

地質資源

南京棲霞山鉛鋅銀多金屬礦床是當前華東地區儲量最多的大型鉛鋅銀礦床。位於長江下游沿江斷褶帶的寧鎮斷褶束西端，走向長8km，面積25km²。從東到西可分為棉花地礦段、平山頭礦段、虎爪山礦段、北象山礦段、甘家巷礦段、西庫礦段。近幾年在平山頭礦段經詳查又探獲獨立中型銀金礦床（銀平均品位236g/t ，金平均品位2.503g/t）。

棲霞山礦床經歷了“從就礦找礦到建立、運用層控礦床模式、成礦系列找礦；從淺部氧化錳到隱伏的原生鉛鋅礦，乃至獨立的銀金礦；礦區礦種不斷增多、儲量不斷擴大，礦床經濟價值不斷提高”的過程。但這個礦床的規模、遠景還可擴大，還能發現銅等新礦種，其經濟價值還能得到提高。

地質特徵

本區地層可劃分為上、下兩個構造層，呈高角度不整合接觸。上構造層為侏羅系陸相碎屑岩和火山碎屑岩象山群; 下構造層為志留系至三疊系的海相、陸相及其過渡環境的碳酸鹽岩和碎屑岩層。礦床受層位、岩性、岩相控制十分明顯。而中石炭統黃龍組碳酸相地層為最主要賦礦層位。它是一套局限台地鹹化瀉湖相白雲岩和開闊地潮下隆起及其旁側的富造礁生物灰岩。顯示出層控礦床特徵。上構造層由象山群砂頁岩組成開闊的背斜褶皺。下構造層褶皺強烈，棲霞山—甘家巷複式背斜是背斜的西延再現部份。自北到南由甘家巷背斜、五畝山向斜、大凹山背斜、錢家渡向斜等次級褶皺組成。斷裂構造十分發育。北面的長江大斷裂是印支運動前形成的基底斷裂，它對棲霞山礦區和寧鎮地區的地質構造、岩漿活動以及礦床的展布起到重要的控制作用。縱向斷裂，以F2 為代表，是礦區的重要容礦構造之一，發育於棲霞山—甘家巷復背斜的南翼（倒轉翼），斷層面與地層層面大致平行或小角度相交，層間錯動，略有逆沖，使淺部的五通組砂岩、下石炭統高麗山組粉砂岩逆衝到石炭、二疊系灰岩之上。斷裂走向北東—西南，縱貫全區，斷續長5000m 以上，屬壓性、壓扭性構造，具“先壓後張”特徵。橫向斷裂亦十分發育，可歸納為兩級共40 余條。一級橫斷裂規模較大的有甘家巷—錢家渡和棲霞—長林斷裂，切割深，是導礦構造。二級橫斷裂部分與F2 縱斷裂配套，在成礦前發生，在交叉部位礦體往往膨大，少數直接賦存於橫斷裂中的礦體規模較小。此外，還有沿象山群砂岩與下構造層之間不整合面發生的斷裂破碎帶; 古岩溶構造等，常被後期礦液充填交代，也是重要容礦構造。區內淺部及附近未見岩漿岩分布，礦區僅在甘家巷地表、鑽孔中見閃長玢岩脈。

成礦元素在三度空間上呈現分帶性。水平方向甘家巷—錢家渡橫斷裂與縱向斷裂交會處為中心，向兩側，特別是自西向東出現明顯的金屬元素水平分帶。即：CuPbZn（Au）（甘家巷中段） →PbZn（甘家巷東段） →PbZnAg（虎爪山西段） →PbZnAgMn（虎爪山東段） →AgAuPbZn（平山頭礦段） →MnAg （棉花地） 。垂直方向：Mn（氧化）→AuAg（近地表鐵帽型金礦）→AgAuPbZn（地表至0m 氧化帶） →AgCuPbZn（混合帶、銅次生富集帶、0m～50m）→PbZnAg（原生硫化物帶，-50m以下） 。

礦區硫同位素組成離散度較大，而礦石中方鉛礦、閃鋅礦、黃銅礦的硫同位素組成變化較小。總硫值DS342≈10‰。礦區硫的來源主要是分散在賦礦地層及上復地層中的硫化物、硫酸鹽和生物成因的硫。硫同位素的分餾作用以同位素的動力學效應為主。礦石鉛同位素組成比較穩定，具有正帶鉛的性質和單階段演化的特點。鉛主要來源於礦區深部地層，屬古老鉛。對氫氧同位素組成的分析，原生水（沉積物埋藏時封存的古海、湖、雨水） 與大氣循環水（ 大氣降水） 是成礦溶液的主要來源。淺循環水以大氣循環水為主，原生水次之; 深循環水以原生水為主，大氣循環水次之。據包裹體特徵推測成礦流體主要處於比較穩定的環境。低鹽度、較酸性流體（弱還原），成礦溫度範圍大（240℃～390℃） ，成礦壓力較大，達0.2GPa。包體成份中Ca²⁺和SO₄²⁺占主要地位，成礦熱液的水溶液屬於NaCl-CaSO₄-H₂O體系，屬層控礦床熱液範圍。其點群分析圖的分群現象表明其特徵與氫氧碳同位素組成所表示的成礦熱液的水源特徵是一致的。綜上所述，棲霞山礦田鉛鋅銀礦床成因類型為“斷褶帶內碳酸鹽岩建造中的雙循環熱（鹵） 水後成層控礦床。據推測，本礦的成礦流體來自東北方向的鎮江-湯山岩漿庫。

發現過程

棲霞山礦床由一個小型地表氧化錳礦發展成大型鉛鋅銀礦床，經歷了數十年的發展，認識過程，對礦床的找礦大體上可為3 個階段，並正進入新的階段。

2.1　單一錳礦找礦階段

解放前，於抗日戰爭期間日本人掠奪式開採風化型錳礦，未發現鉛鋅礦。1948年謝家榮先生在棲霞山工作時，對錳礦堆上的具有黃綠色結晶的礦物進行化學分析，才發現了氧化鉛鋅礦。其後的考察工作因戰事緊張而停頓。

2.2　鉛鋅礦找擴階段

1949年～1985年的數十年間，各單位的找礦勘探工作主要是圍繞著原生鉛鋅礦進行，同時計算了可綜合利用的伴生元素和稀散元素的儲量。

1949年6月由王植、申慶榮、龔錚等人對“棲霞山鉛礦”開展詳測和槽探，發現侏羅紀地層與灰岩不整合面上含鉛9%以下，個別較富，達30% ，在北西向斷裂中主要為氧化錳，含鉛少。設計4個鑽孔。1950年9月馬祖望等人開展工作，2號鑽孔於121m 見原生礦，穿過礦層30m 尚未見底; 7號鑽孔於124m 以下亦見礦體。這是棲霞地區首次證實了原生礦體的存在。從此該礦作為鉛鋅錳礦進行工作，1956年建立鉛鋅錳礦，南京地質隊李承國等1961年提交的“南京市棲霞山鉛鋅錳礦地質普查勘探報告”中認為棲霞山可能成為一個具有中型規模的多金屬礦床，貴金屬稀有分散元素可綜合利用，值得進一步進行地質工作”。在此後一段時間內，有關單位在礦區及外圍投入了地質、物化探等相應的普查找礦工作，均陸續發現一些鉛鋅礦體。

1963年810隊在對三茅宮、平山頭、虎爪山、棲霞鎮、千佛岩等地段工作基礎上，深入研究礦床地質特徵後認為：“五通組或高麗山組與石炭—二疊系灰岩間的斷層及象山砂岩與下伏石炭—二疊系灰岩的不整合面構造是控礦的重要部位”。這樣，找礦思路打開了，通過大膽實踐，在1963年～1964年於虎爪山麓及九鄉河畔施工11個鑽孔，有10個孔見礦較好，尤其是位於九鄉河東岸的48號孔見礦50多米、西岸的49號孔見礦70多米，在逆斷層中見到厚大礦體，取得了突破，由此確認棲霞鉛鋅礦床遠景儲量為中—大型規模。此後，又在大凹山上、下構造層不整合面通過107孔施工，見到鉛鋅礦厚5. 12m，首次在該地段發現原生鉛鋅礦體。

1977年～1980年810隊對虎爪山礦段進行了詳勘。與此同時，對北象山、甘家巷（大凹山） 、堯化門等地段的找礦工作亦在進行。

1981年提交的甘家巷礦段初步地質勘查報告中認為鉛鋅礦體局部有富集形成金、銀礦體的條件，為進一步找貴金屬礦提供了信息。

1982年-1989年甘家巷礦段經詳查後，礦床鉛鋅儲量達中型規模。

2.3　銀、金礦找礦階段

1986年為貫徹國務院“關於增產黃金、白銀問題的通知”和“關於加速發展黃金生產的決定”兩個檔案精神，華東地勘局要求810隊對棲霞山鉛鋅礦床氧化帶的鐵錳帽進行金銀查定研究，開展金銀礦的找礦。結果在收集到的平山頭- 5米采場金銀分析資料中發現金、銀含量很高，局部含金有高達1g/t～5g/t 者;同時礦山有關方面又無償的提供了-14m和5號礦體301采場126個樣品的資料，其中最高含金9. 6g/t ，還有較多的樣品在2. 0g/t以上。而後能過地表以50m 間距探槽取樣鑽探控制，認為平山頭礦段銀（金） 礦床成因屬硫化鉛鋅多金屬礦床氧化帶錳鐵帽型，其規模可達中型，因此該礦段得以迅速轉入詳查，工作結果獲得銀（金） 礦體4 個，金礦體6 個。達到中型獨立銀礦規模。

“七五”期間銀金找礦取得了較好效果，使原先的大型鉛鋅礦變成大型的銀鉛鋅金礦。在此基礎上，根據“七五”科研項目的研究和預測成果，認為“礦床為雙循環熱滷水後生層控鉛鋅銀多金屬礦床。礦液由橫向大斷裂導礦構造運移，縱向與橫向斷裂構造交匯處形成礦液活動中心，因此礦床成礦元素的分帶不應是原先認為的西部Cu、Pb、Zn，東部Pb、Zn、Ag 的水平分帶，應當環繞幾個中心分帶。這樣擴大了尋找銀礦富集地段的範圍。預測南帶西庫等地可找到富銀鉛鋅礦。西庫位於甘家巷南1.5km、下構造層大凹山背斜南翼，預測該次級背斜南翼的西段石炭系黃龍組底部層位有富銀鉛鋅礦。經系統查定4 個鑽孔中含銀情況，發現有3 個孔含銀甚高，如192 線76-30 孔有9.64m 鉛鋅礦含銀平均301g/t ，1842 孔見銀礦3.67m，含銀平均211g/t ，地表象山群中礦化脈較發育，預測含銀地段長500m。1992年～1993 年鑽孔普查，已控制礦體向西側伏。

2.4　銅礦找礦階段

1991年810 隊在國家急需銅礦資源的情況下，借鑑其他礦床的綜合找礦經驗，綜合分析研究了該礦已有資料，提出虎爪山西部和深部是尋找銀、銅的最有望地段。從而開闢了一個新階段。

3　棲霞礦床銅、銀、金的找礦前景

3.1　實際資料的分析

本礦床在以往的勘探和詳查、普查工作中，樣品化驗多以Pb、Zn、Mn、S 元素為主，其他元素以伴生組份處理，僅做組合分析; 圍岩部分則採樣更少。因此，有些元素的含量被貧化，看不出其變化規律。

1991年對虎爪山礦床蘆乾圩34 線各鑽孔重新採樣，做單樣化驗。與以往組合分析結果對比，證明單樣可圈出獨立的銅、銀礦體，而組合樣使銅、銀品位產生了貧化。只圈出Pb、Zn、S 礦體。

ZK3412 孔，可圈出25.73m 厚銀礦體，銀平均品位231.87g/t；8.42m 厚的銅礦體，銅平均品位1.38%；金礦厚25.73m，平均品位1.685g/t。計算礦石量199.6099萬噸，含銅27546.1噸、銀462.噸，金3363.42千克。

ZK348 孔，可圈出銀礦體2 層，第一層厚14.62m，銀平均品位309.51g/t；第二層厚2.81m，銀平均品位200.09g/t。銅礦體8.76m，銅平均品位0.70%。金礦體2層，一層厚14.62m，金平均品位1.806g/t；第二層厚2.81m，金平均品位2.014g/t。

ZK346 孔，可圈出11.26m 厚的銀、銅礦體，銀平均品位66.77g/t ，銅平均品位0.972% 。計算礦石量85.9815萬噸，含銅8357.41噸，銀57.409噸。

上述三孔實際上可連成一個鉛鋅銀銅金硫綜合礦體，而且從34 線資料可看出，礦體上部以PbZn 為主，下部以CuAg 為主。如將全區所有剖面都重新採樣、或用付樣單樣分析，預計在-400m～-800m 甚至更大的深度，可望進一步找到新的銅礦體（ 中型） 、擴大獨立銀礦床的遠景（ 大型） 。

3.2　岩漿岩與礦床的關係

棲霞礦區本身及其一定範圍內的深部未見岩體。但從礦區的許多資料和磁異常分析，礦床的形成與岩漿侵入作用有一定的聯繫。據物探資料，棲霞山礦區位於鎮江-蕪湖-滁縣莫霍面上升區（幔隆） ，莫霍面深度32km。航磁區域場垂直二導異常圖圈出了鎮江-湯山岩漿庫，離棲霞山礦東約6km，埋深6km 左右，範圍約550km²，推測屬中酸性大岩體，具有三層結構。淺層6個岩體：湯山、安基山、伏牛山、銅山、西銀坑、香爐山。地表為一系列火山岩、岩體出露。從淺層的幾個岩體看，如安基山、伏牛山、銅山等都與一定規模的銅礦床有關，棲霞礦區周圍的花崗閃長岩、閃長岩類岩石含銅較高，可達115ppm-117ppm。據1：1萬磁法、1：2萬重力資料，礦區上有低緩重磁異常，推測為深部中酸性岩體引起。甘家巷兩個鑽孔中分別見薄層輝綠玢岩、石英斑岩脈。甘家巷礦段西北部個別鑽孔（ZK1305）在深部見透輝石、陽起石、透閃石等蝕變礦物，因此，不能排除深部岩漿熱源帶來了部分成礦物質（包括Cu、Au、Ag） 的可能。寧鎮地區幾個銅鉬鐵礦與棲霞鉛鋅礦的方鉛礦的鉛模式年齡相當，為5.68億年～7.07億年，反映銅鉛鋅物質來源可能也與之有關。

3.3　地球化學異常元素組合

礦區地球化學異常元素組合具有一定分帶現象：西部大凹山以Cu-Zn-Bi 為主，伴有Ag、Au、As、Sb 異常，以Cu 異常發育特徵。東部棲霞山以Pb-Zn-Ag-Mn-Sb-As-Hg 為主，Cu 異常極微弱，以高含量的As、Sb、Hg、Ag、Au 異常為特徵。這反映了溫度由西向東逐漸降低，成礦溶液遷移演化的總趨勢。經過棲霞山礦區各剖面不同深度元素分帶性指數計算，歸納出礦床元素軸向分帶序列從礦頭到礦尾：Sb-As（2）-Hg-Cu-Zn-Pb-Ag-As（1） -Ni-Co-Mn-Au-Bi。礦體垂向元素分帶明顯，礦體前緣異常發育，其中Hg （As、Sb） 外帶可達地表; Sb、As、Hg、Zn（中帶） 在近礦前緣形成一定規模的擴散異常。礦體尾部異常狹窄，以Bi、Cu、Au（中內帶） 為特徵。

據礦床9個不同部位元素相關矩陣和R型因子分析結果得出：

礦體前緣暈：Sb-As-Hg；礦體部位成礦主因子：Cu-Pb-Zn-Au-Sb-Ag（Hg-As）；

礦體尾部暈：Mn-Ag（Cu- Bi） 。尾部元素相關性不夠密切，趨向分散。

從鑽孔原生暈資料看出，已圈出的鉛鋅礦體其元素組合異常等值線向深部多數未圈閉，如9、18、3 0、34、40、42、1 50、1 92線，Cu、Au等較明顯，顯示出深部還賦存有礦體的可能。

3.4　銅、銀礦物的含量變化

原生硫化礦帶中，銅、銀礦物在礦體中分布普遍，尤在塊狀、角礫狀黃鐵礦礦石、塊狀方鉛礦閃鋅礦黃鐵礦礦石中含量較高。如虎爪山角礫狀硫礦石含Cu 達2.412%、含Ag達387.4g/t；鉛鋅硫銅礦石中含Cu1.08% 。顯示出熱液充填交代特徵。銅礦物主要為黃銅礦，還有黝銅礦、砷黝銅礦、含銀銅礦。黝銅礦是重要的含銀礦物。銀與銅或鉛鋅同消長，與鉛的關係更為明顯，呈中等相關關係。從30、42線礦體不同深度的黃鐵礦單礦物分析結果表明，黃鐵礦中As、Cu 元素含量隨深度增加而加大。不同成礦階段的黃鐵礦、閃鋅礦伴生組分含量統計表明，從早期- 中期- 晚期階段析出黃鐵礦中Cu、Zn、Ag、As、Sb 含量有增高趨勢，Bi 降低。閃鋅礦中Cu、Ag 、As、Sb 漸增，Fe、Mn 減少。由上述可見，隨著成礦階段的演化，其伴生組分有變複雜的趨勢，濃度亦增加。可能與深部熱源有關。

綜觀棲霞山礦床的找礦發展過程以及地質規律，可簡單歸納為：

1、礦種：單一→多樣（錳→鉛鋅錳→鉛鋅硫→鉛鋅硫銀金→鉛鋅硫銀金銅→預測深部銅金）。

2、礦床：單個→多個（已成型的4個，預測有第5個）。

3、規模：小型→中型→大型。

4、成礦部位：地表→淺部→深部。

5、成因：單成因→復成因（風化型→中低溫熱液礦床→多源層控礦床→雙循環熱滷水後成層控礦床）。

6、經濟價值：小→大→預測更大。

4　找礦遠景預測

4.1　銅

在虎爪山、甘家巷礦床已有的鑽孔、坑道資料，如34線那樣做單樣及重擴大採樣範圍，可望圈出獨立的、新的銅礦地段。

北象山、堯化門地表有銅異常，可進一步投入工程揭露，取得資料後設計鑽孔驗證。

4.2　銀、金

西庫銀礦從192線以西銀礦體以45°角向西南側狀，-600m 以下礦體仍有存在的可能，應進一步追索。在已知的鉛鋅礦外圍仍可尋找獨立的銀金礦。在成礦晚期，金還單獨存在一個成礦階段形成獨立的金礦，因此在棲霞山礦區範圍內可脫離鉛鋅銀礦體的範圍尋找獨立的金或銀金礦。