西秦嶺造山帶東段噴流沉積型鉛鋅礦床特征及其成礦模式——以徽縣洛壩礦床為例

馮志強(qiáng)，林 麗，劉永江，付修根，龐艷春，王新利

1.吉林大學(xué)地球科學(xué)學(xué)院，長春 130061

2.成都理工大學(xué)沉積地質(zhì)研究院，成都 610059

3.成都地質(zhì)礦產(chǎn)研究所，成都 610081

4.中國地質(zhì)大學(xué)（北京）地球科學(xué)與資源學(xué)院，北京 100083

0 引言

西秦嶺造山帶為秦嶺造山帶的西延部分，地處古亞洲洋構(gòu)造域、特提斯構(gòu)造域和濱太平洋構(gòu)造域交匯的構(gòu)造帶上，經(jīng)歷了多旋回、多階段、多體制造山過程。該過程為后期成礦奠定了物質(zhì)基礎(chǔ)和熱動力條件，因此，西秦嶺造山帶發(fā)育具有多期次成因類型的多金屬礦床[1-3]。

西成鉛鋅礦田位于西秦嶺造山帶東段，是甘肅省重要的鉛、鋅礦化集中區(qū)之一，現(xiàn)已發(fā)現(xiàn)廠壩、李家溝、畢家山、鄧家山、洛壩等鉛鋅礦床。其中，洛壩鉛鋅礦床于20世紀(jì)60年代被發(fā)現(xiàn)以后，其成因問題的研究受到眾多學(xué)者和專家的廣泛關(guān)注，至今為止，主要有以下幾種觀點：同生熱液沉積-準(zhǔn)同生交代成因[4]；熱水沉積-強(qiáng)改造礦床[5]；海底噴氣-沉積成因[6]；熱鹵水沉積-再造型層控礦床[7]；洛壩鉛鋅礦床的有機(jī)成礦作用[8-10]。筆者在近期研究工作中發(fā)現(xiàn)，洛壩鉛鋅礦床保留了噴流沉積礦床的特征，后期經(jīng)歷了變質(zhì)變形疊加改造。

1 區(qū)域成礦地質(zhì)背景

洛壩鉛鋅礦床位于西秦嶺造山帶的東段，西成盆地的北東緣，甘肅省西成鉛鋅礦帶的東端。大地構(gòu)造位置上位于揚子板塊和華北陸塊之間，北側(cè)以麻沿河深大斷裂帶為界，與北秦嶺加里東褶皺帶相接，南以江洛-鎮(zhèn)安大斷裂為界，與南秦嶺加里東-印支期褶皺帶相鄰[11]（圖1）。

西成盆地是秦嶺早海西期東西向裂谷帶的次級構(gòu)造盆地，由華北板塊、秦嶺微板塊和揚子板塊經(jīng)多期多階段俯沖和碰撞形成。該區(qū)域斷裂構(gòu)造發(fā)育，構(gòu)造線以近EW向為主，NE、NNE向次之，以吳家山復(fù)式背斜為骨架，次級褶皺和斷裂較發(fā)育。研究區(qū)早泥盆世處于次深海環(huán)境，晚期由于基底抬升，形成碳酸鹽臺地，出露地層為吳家山組；中泥盆世在拉張作用下，使區(qū)內(nèi)處于半封閉狀態(tài)，盆內(nèi)出露地層為安家岔組和西漢水組，為西成鉛鋅礦帶的主要含礦地層，同時盆地邊緣斷裂和盆內(nèi)同生斷裂發(fā)育更有利于地殼深部甚至地幔物質(zhì)上升噴流成礦；晚泥盆世時期海域逐漸縮小，海水變淺，盆地逐漸向斷陷盆地轉(zhuǎn)化[12]。

2 礦床地質(zhì)特征

洛壩鉛鋅礦床位于甘肅省徽縣柳林鎮(zhèn)沙壩村境內(nèi)。礦區(qū)構(gòu)造以近東西向為主，由洛壩背斜和南、北兩翼的人土山-江洛斷裂及黃渚關(guān)斷裂組成，二者均為控礦構(gòu)造。洛壩背斜軸線呈北東東-南西西向，并朝兩端以小角度（5°～10°）傾伏。軸面上部向北傾斜（40°～60°），下部近于直立，核部以微晶灰?guī)r、硅質(zhì)巖為主，兩翼以千枚巖類為主（圖2）。

礦床侵入巖發(fā)育，除少量海西期超基性巖脈外，均為印支期酸性侵入巖。地層變質(zhì)程度較低，在區(qū)域淺變質(zhì)千枚巖相的基礎(chǔ)上，局部疊加了一些接觸變質(zhì)、動力變質(zhì)及圍巖蝕變等，多以千枚巖類、板巖類及大理巖、變砂巖類為主；局部構(gòu)造動力作用強(qiáng)烈，巖石普遍產(chǎn)生碎裂。

圖1 秦嶺泥盆紀(jì)鉛鋅礦分布圖（據(jù)文獻(xiàn)[6]修編）Fig.1 Regional geology showing mineral deposits hosted by Devonian rocks in the Qinling orogeny（modified from reference[6]）

圖2 洛壩鉛鋅礦床地質(zhì)圖（據(jù)文獻(xiàn)[6]修編）Fig.2 Geological map of the Luoba Pb-Zn deposit（modified after reference[6]）

圍巖蝕變主要表現(xiàn)為硅化、鐵白云石菱鐵礦化和方解石化，前二者與成礦關(guān)系密切。硅化早期以交代灰?guī)r為主，形成不規(guī)則團(tuán)斑狀，有時可見少量螢石及輝銻礦化，巖石大多破碎成角礫狀；晚期充填巖石裂隙呈不規(guī)則脈狀，常伴有粗晶方解石團(tuán)塊，分布廣泛。鐵白云石菱鐵礦化主要發(fā)育在硅質(zhì)巖中，具多階段特征：早期菱鐵礦與硅質(zhì)巖同時生成，呈浸染狀散布在硅質(zhì)巖內(nèi)；后期呈不規(guī)則脈狀疊加在硅化作用中，與成礦關(guān)系極密切，是主要脈石礦物之一，菱鐵礦常被鐵白云石交代成假象。方解石化主要見于灰?guī)r及硅質(zhì)巖中，與成礦無關(guān)。

2.1 礦體特征

礦區(qū)內(nèi)所有礦體都分布在洛壩背斜兩翼及其近轉(zhuǎn)折端部位。平面上，礦體呈向西、向南斜列排布；剖面上呈由淺到深，從北向南斜列。隨著背斜軸由中部分別向東、西兩端緩慢傾伏，礦體埋藏亦隨之加深。大多數(shù)礦體分布在海拔標(biāo)高1200m處，且礦體延長都大于延深。主礦體多呈層狀-似層狀（圖3）。

礦體順層產(chǎn)出，與圍巖呈似整合接觸。礦體因褶皺和擠壓致使產(chǎn)狀變化較大：礦體上部大致在標(biāo)高1200m以上，傾向以NNW 為主，傾角50°～60°；中部標(biāo)高大致在1100～1200m，總體傾向NNW，傾角20°～35°，呈波浪狀向下延伸；下部標(biāo)高大致在1100m以下，傾角為35°～55°。盡管礦體向下有尖滅的現(xiàn)象，但其基本形態(tài)仍保存較好。

2.2 礦石特征

礦石礦物組成相對簡單，主要金屬礦物有閃鋅礦、方鉛礦、黃鐵礦，次要礦物有微量白鐵礦、毒砂、黃銅礦、黝銅礦、車輪礦、硫銻鉛礦等。其中：黝銅礦、黃銅礦、車輪礦常以固溶體形式分布在閃鋅礦、方鉛礦內(nèi)，當(dāng)黝銅礦含銀量很高時，即為銀銻黝銅礦；微量硫銻鉛礦呈束狀集合體與方鉛礦共生。

脈石礦物有石英、菱鐵礦、鐵白云石、方解石，及少量絹云母、炭質(zhì)、微量螢石等。

礦石構(gòu)造具有明顯的空間變化規(guī)律，沿礦體傾向：淺部以層狀、角礫狀構(gòu)造和揉皺狀構(gòu)造為主；中部以網(wǎng)脈狀-浸染狀為主；深部則以塊狀-斑狀為主。

礦石的結(jié)構(gòu)構(gòu)造比較復(fù)雜，既有原生沉積組構(gòu)的特點，又具有后生組構(gòu)的特點。原生典型構(gòu)造主要有：紋層狀構(gòu)造（圖4a），黃鐵礦、閃鋅礦、方鉛礦、鐵白云石、方解石與硅化灰?guī)r構(gòu)成相間分布的紋層，單層厚度為1～1.5cm；浸染狀構(gòu)造（圖4b），呈微?；蚣?xì)粒的菱鐵礦、閃鋅礦等以“小雪花”點狀分散在灰黑色硅質(zhì)巖中；角礫狀構(gòu)造（圖4c），硅質(zhì)巖、閃鋅礦、黃鐵礦、菱鐵礦等經(jīng)構(gòu)造破碎成菱角狀大小不一的角礫，大多呈硅質(zhì)膠結(jié)，也可以被細(xì)粒黃鐵礦或方鉛礦等膠結(jié)。礦石結(jié)構(gòu)以草莓狀或團(tuán)塊狀為主。后生構(gòu)造主要包括他形-自形粒狀結(jié)構(gòu)、充填交代溶蝕結(jié)構(gòu)、碎斑結(jié)構(gòu)、固溶體分離結(jié)構(gòu)；礦石構(gòu)造主要發(fā)育斑點狀構(gòu)造、網(wǎng)脈狀構(gòu)造（圖4d），晶洞及晶簇狀構(gòu)造。

圖3 西秦嶺洛壩鉛鋅礦床聯(lián)合剖面圖Fig.3 Combined cross sections of the Luoba Pb-Zn deposit in the west Qinling

2.3 礦石典型顯微組構(gòu)特征

典型標(biāo)本的礦相學(xué)照片及背散射SEM圖像顯示，礦石主要發(fā)育的構(gòu)造包括層狀構(gòu)造、不規(guī)則網(wǎng)狀構(gòu)造、斑雜構(gòu)造、角礫狀及膠結(jié)角礫狀構(gòu)造、塊狀或團(tuán)塊狀構(gòu)造、多孔構(gòu)造、斑點構(gòu)造、通道構(gòu)造或及淬火構(gòu)造等。

多孔構(gòu)造主要由黃鐵礦、閃鋅礦、黃銅礦、方鉛礦、硅酸巖等礦物充填組成，在洛壩鉛鋅礦石中非常常見，孔隙大小不均，直徑大約為1cm，局部表現(xiàn)出疏密不規(guī)則的分帶性（圖5）。

圖4 洛壩鉛鋅礦床主要礦化類型、礦石特征Fig.4 Major mineraliztions and ore feature in Luoba deposit

圖5 多孔狀硅質(zhì)巖樣品從核心到表面的橫切面顯微圖片F(xiàn)ig.5 Microscopic images of the cross-section of the porous structure of siliceous rock from core to outside

洛壩鉛鋅礦床中礦石的淬火構(gòu)造及通道構(gòu)造保留下來的很少，而且相當(dāng)復(fù)雜。圖6a、6b中顯示了含有碳酸鹽、硫化物等成礦流體，沿管狀通道上升過程中與冷海水相遇，驟冷快速結(jié)晶形成了特征性的淬火構(gòu)造，并進(jìn)一步交代形成黃鐵礦、方鉛礦、黃銅礦、鐵白云石等（圖6c）。

3 礦床地球化學(xué)特征

3.1 常量元素特征

Murray[14]認(rèn)為，巖石中陸源指示性元素TiO2和Al2O3質(zhì)量分?jǐn)?shù)在熱水沉積巖中明顯偏低。從表1中可以看出，硅化灰?guī)r中SiO2的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為50.00%左右，而硅質(zhì)巖樣品中SiO2質(zhì)量分?jǐn)?shù)多數(shù)大于60.00%，最高可達(dá)94.64%，TiO2和Al2O3質(zhì)量分?jǐn)?shù)明顯偏低，F(xiàn)eO質(zhì)量分?jǐn)?shù)較高，指示與熱水沉積成因有關(guān)。

在Al-Fe-Mn三角成因判別圖（圖7）中，研究區(qū)硅質(zhì)巖投影主要落于熱水沉積區(qū)，并近于富鐵端元。這反映了該區(qū)硅質(zhì)巖具有熱水沉積作用特點，可能是由來自深部的熱鹵水噴流進(jìn)入沉積盆地的局部凹陷內(nèi)，于靜水還原環(huán)境中以化學(xué)沉積為主，形成了含有硅質(zhì)、硫化物的熱水沉積物。

圖6 多孔狀硅質(zhì)巖樣品從核心到表面的縱切面顯微圖片F(xiàn)ig.6 Microscopic images of the longitudinal-section of the porous structure of siliceous rock from core to outside

表1 洛壩鉛鋅礦容礦巖石常量元素質(zhì)量分?jǐn)?shù)分析Table1 Major elements of chert in the Luoba Pb-Zn deposit wB／%

圖7 硅質(zhì)巖的Al-Fe-Mn三角圖（底圖據(jù)文獻(xiàn)[16]）Fig.7 Triangle diagram of Al-Fe-Mn of cherts（base map from reference[16]）

以上證據(jù)表明，洛壩鉛鋅礦區(qū)硅質(zhì)巖的特征與海底熱水沉積物及典型的熱水沉積硅質(zhì)巖特征相似，而與正常生物化學(xué)沉積硅質(zhì)巖差別較大，因此，該區(qū)硅質(zhì)巖屬熱水沉積成因。

3.2 微量元素特征

現(xiàn)代地?zé)崽锖秃５谉崴练e物的分析表明，Ba、As、Sb、B、Ag、Hg、U主要來自海底熱水系統(tǒng)循環(huán)淋濾盆地基底巖石中的活潑性元素或深海巖漿房揮發(fā)分的直接釋放，熱水和熱泉沉積成因的硅質(zhì)巖中通常以質(zhì)量分?jǐn)?shù)高為特征，而且B、Ba、Ti還可以作為反映熱液作用與海底噴流作用特征的重要指示元素[17]。從表2可見，洛壩鉛鋅礦床硅質(zhì)巖的大部分Ba、As、Sb、Ag、Hg、U、Tl等質(zhì)量分?jǐn)?shù)較高，顯示出噴流沉積的特點。礦石Zn／（Zn＋Pb）值是判斷塊狀硫化物礦床是否為熱水沉積的重要標(biāo)志[18]。熱水沉積塊狀硫化物礦床的Zn／（Zn＋Pb）值通常較高，平均值接近1.00，洛壩礦區(qū)礦石Zn／（Zn＋Pb）值為0.21～0.96，平均值為0.65，表明該礦床是熱水沉積成礦作用的產(chǎn)物。

表2 洛壩鉛鋅礦床硅質(zhì)巖、硅化灰?guī)r、鉛鋅礦石微量元素分析Table2 Trace elements of chert from Luoba Pb-Zn deposit wB／10-6

表3 洛壩鉛鋅礦床巖、礦石稀土元素分析結(jié)果Table3 Rare earth elements of chert from Luoba Pb-Zn depos wB／10-6

3.3 稀土元素特征

從表3可以看出，洛壩鉛鋅礦石、硅質(zhì)巖、硅化灰?guī)r中，均具有LREE相對富集、明顯的Eu正異常和中等Ce正異常特征。鉛鋅礦石樣品中w（∑REE）＝ （9.74～16.58）×10-6，LREE／HREE＝4.18～7.44，LaN／YbN＝3.86～7.25，δEu＝1.51～2.36，δCe＝1.10～1.60。硅化灰?guī)r和硅質(zhì)巖同樣具有LREE富集且分異較強(qiáng)的特征。硅質(zhì)巖樣品中w（∑REE）＝（8.00～12.30）×10-6，LREE／HREE＝4.59～6.04，LaN／YbN＝4.71～5.41，δEu＝1.13～2.50，δCe＝1.10～1.24。洛壩鉛鋅礦區(qū)圍巖、礦石球粒隕石標(biāo)準(zhǔn)化稀土元素配分曲線具有一致的相似性，均為右傾型，呈現(xiàn)LREE富集特征（圖8）。

根據(jù) Wright等定義[19]可知：當(dāng)log（δCe）＜-0.1，表示氧化環(huán)境；當(dāng)log（δCe）＞-0.1，表示還原環(huán)境。洛壩鉛鋅礦床容礦圍巖樣品的log（δCe）為0.04～0.09，反映當(dāng)時洛壩鉛鋅礦床硅質(zhì)巖、礦石的沉積成巖環(huán)境為較強(qiáng)的海水還原環(huán)境，顯示出海水與海底噴流鹵水共同參與成礦作用。

研究[20-21]認(rèn)為，典型海底噴流礦床的近源硫化物礦石和噴流巖一般都具有正Eu異常特征?，F(xiàn)代洋脊熱水系統(tǒng)噴口流體稀土元素組成顯示Eu正異常（0.85～4.44），平均為2.29，并且具有強(qiáng)的LREE分異的普遍特征[22]（圖8）。洛壩鉛鋅礦床的硅質(zhì)巖、礦石的正Eu異常特征明顯，說明該礦床與海底噴流沉積礦床沉積具有很大的相似性；將鉛鋅礦石、含礦巖石的球粒隕石標(biāo)準(zhǔn)化稀土元素配分模式與東太平洋沖繩海槽的黑煙囪和白煙囪流體對比（圖8），洛壩鉛鋅礦區(qū)礦石與典型海底煙囪特征的相似性也十分明顯，都具有LREE富集和明顯的正Eu異常，具備海底熱水噴流沉積的特征。礦床的沉積形成是相對高溫的含礦熱水流體和低溫海水混合作用的結(jié)果。

3.4 有機(jī)地球化學(xué)特征

圖8 洛壩鉛鋅礦床圍巖、礦石稀土球粒隕石標(biāo)準(zhǔn)化分布型式圖Fig.8 Chondrite-normalized REE distribution patterns for rock and ore in the Luoba lead and zinc deposit

有機(jī)地球化學(xué)測試結(jié)果如表4所示。洛壩鉛鋅礦床與成礦有關(guān)的硅質(zhì)巖（含炭硅質(zhì)巖、氣孔狀硅質(zhì)巖、微晶灰?guī)r）的平均w（飽和烴）＝39.40%，平均w（芳烴）＝11.93%，飽和烴／芳烴平均值為3.30，飽和烴質(zhì)量分?jǐn)?shù)明顯高于芳烴。w（非烴）為5.02%～24.19%，w（瀝青質(zhì)）為24.60%～41.20%，總烴（飽和烴＋芳烴）／（非烴＋瀝青質(zhì)）的值為0.86～1.71，平均為1.24，反映有機(jī)質(zhì)的演化程度高、具有腐泥型有機(jī)質(zhì)的特點，已處于成熟-過成熟階段。

表4 洛壩鉛鋅礦床有機(jī)質(zhì)組成特征Table4 Compositional characteristics of organic matter from the samples

該特征可能是后期改造產(chǎn)生持續(xù)高異常地?zé)嵩鰷?，使有機(jī)質(zhì)在高溫?zé)崴邪l(fā)生降解作用的結(jié)果，該作用進(jìn)一步促進(jìn)成礦元素的活化、遷移。洛壩礦床含礦層物性特征及成礦條件分析結(jié)果也表明，后期的疊加改造對洛壩礦床的形成起了重要作用[9]。

3.5 硫同位素特征

洛壩鉛鋅礦床金屬硫同位素分析結(jié)果（圖9）顯示，礦床具有偏重硫特征，黃鐵礦（圍巖）（Ⅰ期）、黃鐵礦（Ⅱ期）、閃鋅礦（Ⅰ期）、方鉛礦（Ⅰ期）和方鉛礦（Ⅱ期）δ34S值變化范圍分別為9.8‰～12.3‰，3.4‰～7.8‰，8.2‰～13.0‰，8.8‰～14.3‰，4.75‰～9.0‰。硫同位素直方圖（圖9）顯示，總δ34S值為3.4‰～14.3‰，變化范圍窄，離散程度較高，平均為8.7‰。Ⅰ期：黃鐵礦（圍巖）δ34S＞閃鋅礦δ34S＞方鉛礦δ34S，Ⅱ期：方鉛礦δ34S＞黃鐵礦δ34S。Ⅰ期礦化硫化物的δ34S值（平均9.8‰）明顯大于Ⅱ期礦化硫化物的δ34S值（平均5.6‰）：前者與圍巖一致，反映海底噴流沉積時以細(xì)菌還原海水硫酸鹽為主[23]，在礦床形成過程中，這種深部熱水沿生長斷裂噴溢到海盆底部后與海盆中的海水混合并產(chǎn)生硫同位素交換；后者為后期變形變質(zhì)作用下改造熱液來源，由于地層硫參與，導(dǎo)致總δ34S值偏低。

圖9 洛壩鉛鋅礦床金屬硫化物硫同位素直方圖（據(jù)腳注① 鄭濤，馬鵬飛，孔軍利，等.甘肅省徽縣洛壩鉛鋅礦床地質(zhì)詳查報告.徽縣：甘肅省106地質(zhì)隊，2005.）Fig.9 Histogram of sulfur isoope compositions of sulfides from the Luoba Pb-Zn deposit（after footnote①）

3.6 鉛同位素

由表5可見：洛壩鉛鋅礦床15件礦石樣品的206Pb／204Pb＝17.873～18.603，207Pb／204Pb＝15.543～16.054，208Pb／204Pb＝29.420～38.422，礦石鉛μ值為9.390～10.380，平均為9.650，具單階段高μ值演化特點，指示成礦金屬來自上部地殼；其Pb-Pb同位素模式年齡為343～624Ma，主要集中分布于453Ma，這個年齡明顯老于賦礦地層的年齡（中泥盆世，386～377Ma），故推斷鉛及與之共生的鋅、鐵等金屬可能來源于沉積基底地層。

表5 洛壩鉛鋅礦床的鉛同位素分析結(jié)果Table5 Zircon U-Pb isotope from the Luoba Pb-Zn deposit

表5數(shù)據(jù)點的207Pb／204Pb-206Pb／204Pb 和208Pb／204Pb-206Pb／204Pb投影圖解見圖10。方鉛礦和硅質(zhì)巖的鉛同位素組成基本一致，數(shù)據(jù)總體上落在造山帶線和上地殼線附近，并呈線性展布，這也從鉛同位素的角度證明硅質(zhì)巖和礦石具有相同的成因。

3.7 流體包裹體特征

依據(jù)王集磊等[5]及楊松年等[7]對洛壩鉛鋅礦床包裹體的研究資料可知，該礦床包裹體主要有兩類：液相包裹體和單相液體包裹體。洛壩鉛鋅礦床中絕大多數(shù)包裹體呈扁圓形，其中氣液包裹體出現(xiàn)豐度較高，類型組合以液體為主，其次為單相液體包裹體，少量含CO2液體包裹體、氣體包裹體和含鹽類子礦物包裹體。閃鋅礦中的均一溫度主要集中于168～350℃，推測其成礦溫度為中高溫，低-中等冷凍鹽度（w（NaCl）為9%～13%）。閃鋅礦的氣液包裹體成分反映成礦流體的組成類型為Ca2＋-Na＋-Cl--，同位素組成δDSNOW＝-52.8‰～-51.0‰，δ18OSNOW＝-3.54‰～-0.80‰。

上述特征表明，洛壩鉛鋅礦床的成礦熱液流體主要來自大氣降水和同生地層水的混合物，成礦后期可能向變質(zhì)水逐漸演變。成礦溫度包括中高溫2個階段，結(jié)合地質(zhì)特征，揭示了成礦的多期多階段性及礦床主要形成經(jīng)過了噴流沉積的中溫階段和后期的高溫改造階段。

4 礦床成因及成礦模式

4.1 礦床成因

通過大量的野外地質(zhì)研究和室內(nèi)光薄片的微觀觀察，并對礦體形態(tài)產(chǎn)狀和規(guī)模、礦石礦物特征、典型礦石組構(gòu)、典型熱水沉積巖特征、稀土元素、穩(wěn)定同位素等諸多方面的系統(tǒng)研究，初步認(rèn)為洛壩鉛鋅礦床屬海底熱水噴流沉積-改造型礦床，其證據(jù)如下：

1）礦區(qū)內(nèi)局部硅化較強(qiáng)，發(fā)育大量的硅質(zhì)巖、電氣石、噴流口附近的角礫巖等。通過研究巖石的礦物成分、結(jié)構(gòu)構(gòu)造、顯微構(gòu)造、巖石地球化學(xué)特征，認(rèn)為這些巖石均屬于熱水沉積相的噴流巖。

2）洛壩鉛鋅礦床具有層控特征，礦石和礦體常具有順層條帶狀構(gòu)造，淬火顯微構(gòu)造以及同心環(huán)帶狀構(gòu)造等，反映了同生沉積的特點。該區(qū)黃鐵礦是所有金屬礦物中形成最早的礦物，它總是被晚期的硫化物（包括黃鐵礦、閃鋅礦及方鉛礦等）交代。

3）礦石與主要容礦巖石硅質(zhì)巖在常量元素、微量元素和稀土元素配分特征上均顯示相同性質(zhì)，具有海底噴流沉積特點。

4）礦床中硫化物礦石的硫同位素顯示，噴流沉積的硫源主要以細(xì)菌還原海水硫酸鹽為主，后期在變形變質(zhì)改造作用下由于地層硫參與，導(dǎo)致總δ34S值偏低。

5）方鉛礦與硅質(zhì)巖的鉛同位素特征具有相似性，表明兩者的鉛主要來源于上地殼和造山帶，并具有相同的來源及相同的演化模式。

6）包裹體統(tǒng)計表明：其組分應(yīng)是與海水混合后的流體成分，說明成礦流體屬鹽度不高的硫酸根型熱液；主要成礦溫度有中、高2個階段，結(jié)合地質(zhì)特征，揭示了成礦的多期多階段性，反映了礦床的形成經(jīng)過了成礦流體上升與冷海水相遇驟冷的中溫階段和后期的高溫改造階段。

圖10 洛壩鉛鋅礦床礦石礦物、硅質(zhì)巖的207 Pb／204 Pb-206 Pb／204 Pb和208 Pb／204 Pb-206 Pb／204 Pb的投影圖解（底圖據(jù)文獻(xiàn)[24]）Fig.10 207Pb／204 Pb-206 Pb／204 Pb and 208Pb／204 Pb-206 Pb／204 Pb diagrams of sulfide minerals，cherts from the Luoba Pb-Zn deposit（base map from reference[24]）

綜上研究表明，洛壩鉛鋅礦床屬海底熱水噴流沉積型礦床，后期經(jīng)受了區(qū)域變形變質(zhì)作用的疊加改造富集。

4.2 成礦模式

從新元古代中晚期震旦紀(jì)到早古生代初期，西秦嶺造山帶在統(tǒng)一的深部地幔動力學(xué)機(jī)制下，經(jīng)歷了早古生代華北與揚子兩板塊沿商丹縫合帶側(cè)向運移與相互作用的俯沖碰撞演化歷程，即從早志留世-晚泥盆世，西秦嶺已進(jìn)入俯沖-碰撞造山階段[1-2]。

早泥盆世，隨著東古特提斯洋的逐步擴(kuò)張和勉略洋盆開啟，秦嶺微地塊分離出來，形成了秦嶺造山帶三板塊沿兩縫合帶碰撞造山的基本格局[1]。

伸展拉張性構(gòu)造環(huán)境有利于噴流沉積礦床的富集，具體表現(xiàn)為受裂谷控制的克拉通內(nèi)部及其邊緣的沉降盆地或裂谷、地塹[22-25]。

中、晚泥盆世，西秦嶺造山帶已進(jìn)入碰撞后期板內(nèi)伸展階段，為噴流沉積礦床的富集提供了良好的成礦背景，大陸動力學(xué)表現(xiàn)為大陸地殼伸展，發(fā)育裂谷和裂陷盆地，在西秦嶺造山帶東段形成西成盆地及其盆地邊緣的同生斷層，如呈EW向的江洛-人土山斷裂和黃渚關(guān)斷裂；同時，沿?zé)崛书L鏈狀發(fā)育有丘狀生物礁起到良好的障壁作用，使得相對富含硅質(zhì)的深部含礦流體沿同生斷裂上升，并呈線性噴流至海底凹地，與海底沉積物混合沉積形成礦源層，局部地段形成層狀貧礦體。

印支運動中，晚期秦嶺結(jié)束其主造山期而轉(zhuǎn)入陸內(nèi)構(gòu)造演化階段，即后造山早期的伸展垮塌，并以塊斷裂陷、剪切平移作用造成的山間斷陷盆地和拉分盆地及相應(yīng)的沉積為特點[3]。該時期西秦嶺主要受到南北擠壓，深部熱源再次活動，導(dǎo)致糜署嶺黑云母花崗閃長巖基沿黃渚關(guān)斷裂向上侵位，強(qiáng)烈的構(gòu)造作用和變質(zhì)作用使含礦層褶曲變形、破碎，巨大的熱動力使礦源層內(nèi)成礦組分Pb、Zn、Ba等活化運移，在有利的構(gòu)造和巖性部位（如洛壩背斜北翼及轉(zhuǎn)折端部位）富集，形成洛壩鉛鋅礦床。

5 結(jié)論

1）西秦嶺洛壩鉛鋅礦床產(chǎn)于中泥盆統(tǒng)安家岔組的一套碳酸鹽巖內(nèi)，賦礦巖石主要為硅質(zhì)巖，其礦床礦化特征、礦石結(jié)構(gòu)特征、成礦期次及礦物共生組合和圍巖蝕變等地質(zhì)特征顯示，該礦床具有早期海底熱液噴流沉積礦床特征。

2）洛壩鉛鋅礦石和賦礦硅質(zhì)巖的鉛-硫同位素、稀土元素地球化學(xué)、常微量地球化學(xué)、有機(jī)碳特征、流體包裹體的綜合對比研究表明，兩者具有相似的演化特征，顯示該礦床為海底熱液噴流沉積型礦床，后期經(jīng)歷了變質(zhì)疊加改造。

3）西秦嶺洛壩鉛鋅礦床形成于泥盆紀(jì)海底熱液噴流沉積作用，但在三疊紀(jì)經(jīng)歷了秦嶺造山過程，礦區(qū)內(nèi)表現(xiàn)為吳家山背斜的隆起，造山過程引起了廣泛的地層變形和區(qū)域變質(zhì)作用，具體表現(xiàn)為地層的揉皺、礦物的重結(jié)晶等。因此，洛壩鉛鋅礦床屬海底熱液噴流沉積型礦床，后期經(jīng)受了區(qū)域變形變質(zhì)作用的疊加改造富集。

（References）：

[1]朱賴民，張國偉，李犇，等.秦嶺造山帶重大地質(zhì)事件、礦床類型和成礦大陸動力學(xué)背景[J].礦物巖石地球化學(xué)通報，2008，7（4）：384-390.Zhu Laimin，Zhang Guowei，Li Ben，et al.Main Geological Event，Genetic Types of Metallic Deposits and Their Geodynamical Setting in the Qinling Orogenic Belt[J].Bulletin of Mineralogy，Petrology and Geochemistry，2008，7（4）：384-390.

[2]馮益民，曹宣鐸，張二朋，等.西秦嶺造山帶的演化、構(gòu)造格局和性質(zhì)[J].西北地質(zhì)，2003，36（1）：1-10.Feng Yimin，Cao Xuanduo，Zhang Erpeng，et al.Tectonic Evolution Framework and Nature of the West Qinling Orogenic Belt[J].Northwestern Geology，2003，36（1）：1-10.

[3]張國偉，張本仁，袁學(xué)誠，等.秦嶺造山帶與大陸動力學(xué)[M].北京：科學(xué)出版社，2001：116-480.Zhang Guowei，Zhang Benren，Yuan Xuecheng，et al.Qinling Orogenic Belt and Continental Dynamics[M].Beijing：Science Press，2001：116-480.

[4]李英，李連生.洛壩鉛鋅礦床的硅巖與成因[J].西安地質(zhì)學(xué)院學(xué)報，1991，13（4）：10-19.Li Ying，Li Liansheng.Silicarock from Luoba Deposit and Its Genesis[J].Journal of Xi’an College of Geology，1991，13（4）：10-19.

[5]王集磊，何伯墀，李建中，等.中國秦嶺型鉛鋅礦床[M].北京：地質(zhì)出版社，1996：128-245.Wang Jilei，He Bochi，Li Jianzhong，et al.Qinling-Type Lead and Zinc Mineral Deposits in China[M].Beijing：Geological Pulishing House，1966：128-245.

[6]祁思敬，李英.秦嶺泥盆系鉛鋅成礦帶[M].北京：地質(zhì)出版社，1993：1-200.Qi Sijing，Li Ying.Lead and Zinc Metallogenic Belt in Devonian System of Qinling[M].Beijing：Geological Pulishing House，1993：1-200.

[7]楊松年，繆遠(yuǎn)興，葉欣，等.西成鉛鋅礦田礦物中包裹體特征及其成礦意義[J].地質(zhì)與勘探，1985，2（7）：15-22.Yang Songnian，Liao Yuanxing，Ye Xin，et al.Characteristics of Mineral Inclusions and Metallogenic Significance in the Xicheng Lead-Zinc Ore Field[J].Geology and Exploration，1985，2（7）：5-22.

[8]朱弟成，朱利東，林麗，等.西成礦田泥盆系鉛鋅礦床中的有機(jī)成礦作用[J].地球科學(xué)：中國地質(zhì)大學(xué)學(xué)報，2003，28（2）：201-207.Zhu Dicheng，Zhu Lidong，Lin Li，et al.Organic Mineralization of Lead-Zinc Deposits in Devonian System，Xicheng Ore Field[J].Earth Science：Journal of China University of Geosiences，2003，28（2）：201-207.

[9]林麗，龐艷春，付修根，等.西成礦田洛壩礦床含礦層物性特征及成礦條件分析[J].成都理工大學(xué)學(xué)報：自然科學(xué)版，2006，33（6）：617-620.Lin Li，Pang Yanchun，F(xiàn)u Xiugen，et al.The Physical Characteristic and Ore-Forming Conditions of the Luoba Lead-Zinc Deposit in Qinling，China[J].Journal of Chengdu University of Technology：Science ＆Technology Edition，2006，33（6）：617-620.

[10]林麗，龐艷春，朱弟成，等.西秦嶺洛壩鉛鋅礦床礦質(zhì)運移過程中有機(jī)流體作用的模擬實驗研究[J].礦物巖石，2008，28（2）：51-55.Lin Li，Pang Yanchun，Zhu Dicheng，et al.The Role of Organic Fluid During the Migration of Ore-Forming Elements：A Case of Simulation Experiment for Luoba Lead-Zinc Deposit，Western Qinling[J].Mineralogy and Petrology，2008，28（2）：51-55.

[11]陳光.西成鉛鋅礦化集中區(qū)熱水沉積成礦作用的巖礦證據(jù)[J].甘肅地質(zhì)學(xué)報，2002，11（1）：32-43.Chen Guang.Rock and Ore Evidence of Thermal-Water-Sedimentary Metallogenesis in Xicheng Lead-Zinc Metallogenic Provinces[J].Acta Geologica Gansu，2002，11（1）：32-43.

[12]范效仁.西秦嶺構(gòu)造演化與噴流成礦研究[D].長沙：中南大學(xué)，2001：1-96.Fan Xiaoren.The Study of Tectonic Evolution and Sedimentary-Exhalation Metallization of the Western Qinling Orogenic Belt[D].Changsha：Central South University，2001：1-96.

[13]牛向龍，李江海，馮軍.五臺山新太古代塊狀硫化物礦床成礦作用研究：海底噴流沉積成因顯微構(gòu)造證據(jù)[J].地球科學(xué)進(jìn)展，2009，24（9）：1009-1014.Niu Xianglong，Li Jianghai，F(xiàn)eng Jun.Origin of the Neoarchean Massive Sulphide Deposits in Wutaishan Mt：An Indication for the Submarine Exhalation from the Microstructures[J].Advances in Earth Science，2009，24（9）：1009-1014.

[14]Murray R W.Chemical Criteria to Identify the Depositional Environment of Cherts：General Principles and Applications[J].Sedimentary Geology，1994，90（3／4）：213-232.

[15]孫省利，高兆奎，魏曉輝，等.西成鉛鋅成礦帶泥盆系硅質(zhì)巖地球化學(xué)特征與熱水沉積成礦[J].西北地質(zhì)，2000，33（2）：1-7.Sun Xingli，Gao Zhaokui，Wei Xiaohui，et al.Hydrothermal Sedimentary Mineralization and Geochemical Characteristics of Devonian Siliceous Rocks in the Xicheng Pb-Zn Mineralization Belt[J].Northwestern Geology，2000，33（2）：1-7.

[16]Yamamoto K.Geochemical Characteristics and Depositional Environments of Cherts and Associated Rocks in the Franciscan and Shimanto Terranes[J].Sedimentary Geology，1987，52（1／2）：65-108.

[17]Herzig P M，Becker K P，Stoffers P，et al.Hydrothermal Silica Chimney Fields in the Galapagos Spreading Center at 86W[J].Earth and Plantary Science Letter，1998，89（1）：281-320.

[18]侯宗林，郭光裕.云南騰沖-梁河地?zé)嵯到y(tǒng)與現(xiàn)代熱泉型金礦化作用[J].地質(zhì)論評，1991，37（3）：243-249.Hou Zonglin，Guo Guangyu.The Tengchong-Lianghe Geothermal System and Hot Spring-Type Gold Mineralization in Yunnan Province[J].Geological Review，1991，37（3）：243-249.

[19]Wright J，Holser W T.Paleoredox Variations in Ancient Oceans Recorded by Rare Earth Elements in Fossil Apatite[J].Geochimica et Cosmochimica Acta，1987，51：631-644.

[20]韓發(fā)，孫海田.Sedex型礦床成礦系統(tǒng)[J].地學(xué)前緣，1999，6（1）：139-153.Han Fa，Sun Haitian.Metallogenic System of Sedex Type Deposits：A Review [J].Earth Science Frontiers，1999，6（1）：139-153.

[21]韓發(fā)，哈欽森R W.大廠錫-多金屬礦床熱液噴氣沉積成因的證據(jù)：礦床地質(zhì)、地球化學(xué)特征[J].礦床地質(zhì)，1990，9（4）：309-322.Han Fa，Hutchinson R W.Evidence for Exhalation Origin of the Dachang Tin-Polymetallic Sulfide Deposits：Their Geological and Geochemical Characteristics[J].Mineral Deposits，1990，9（4）：309-322.

[22]Mills R，Elderfiled H.Rare Earth Element Geochemistry of Hydrothermal Deposits from the Active TAG Mounts 26°N Mid-Atlantic Ridge [J].Geochimet Cosmochim Acta，1995，59（17）：3511-3520.

[23]曾慶棟，劉建明，賈長順，等.內(nèi)蒙古赤峰市白音諾爾鉛鋅礦沉積噴流成因：地質(zhì)和硫同位素證據(jù)[J].吉林大學(xué)學(xué)報：地球科學(xué)版，2007，37（4）：659-667.Zeng Qingdong，Liu Jianming，Jia Changshun，et al.Sedimentary Exhalative Origin of the Baiyinnuoer Zine-Lead Deposit， Chifeng， Inner Mongolia：Geological and Sulfur Isotope Evidence[J].Journal of Jilin University：Earth Science Edition，2007，37（4）：659-667.

[24]Leach D L，Sangster D F，Kelley K D，et al.Sediment-Hosted Lead-Zinc Deposit：A Global Perspective[C]／／Economic Geology 100th Anniversary Volume.Colorado：Society of Economic Geologists，2005：561-607.

[25]劉建明，葉杰，劉家軍，等.SEDEX型和VHMS型礦床及其地球化學(xué)動力學(xué)背景的對比[J].礦床地質(zhì)，2002，21（增刊）：28-31.Liu Jianming，Ye Jie，Liu Jiajun，et al.Comprehensive Comparison of SEDEX and VHMS Deposits[J].Mineral Deposits，2002，21（Sup.）：28-31.