太行山連巴嶺鉛鋅礦床地質(zhì)特征及成礦物質(zhì)來源

2014-09-21 19:30:35吳繼蓮劉建朝張海東侯雷明鄭利宏

地球科學與環(huán)境學報 2014年2期

關鍵詞：成礦

吳繼蓮+劉建朝+張海東+侯雷明+鄭利宏

基金項目：中國地質(zhì)調(diào)查局地質(zhì)大調(diào)查項目(1212011121076)

摘要：連巴嶺鉛鋅礦區(qū)位于太行山北段淶源花崗巖體北側(cè)與阜平變質(zhì)核雜巖北西緣，產(chǎn)于烏龍溝—上黃旗深斷裂帶的次級平行斷裂帶中。分析了連巴嶺鉛鋅礦床成礦地質(zhì)背景、礦相學特征以及控礦構造，對比研究了礦石SPb同位素組成，探討了成礦物質(zhì)來源，建立了成礦模式。結果表明：金屬硫化物樣品(黃鐵礦、閃鋅礦、黃銅礦、方鉛礦)的硫同位素組成為(-2.7～6.9)×10-3，多數(shù)集中在(-1～3)×10-3，平均值為11×10-3，與地幔硫接近；硫同位素組成頻率直方圖呈塔式分布，表明其深源巖漿硫的特點；礦石鉛同位素組成穩(wěn)定，花崗巖是主要的成礦母巖，成礦物質(zhì)具有殼幔混合特點，并來源于上地幔—下地殼物質(zhì)部分熔融形成的巖漿。連巴嶺鉛鋅礦床成礦模式為：巖層因受到多種構造應力的影響而發(fā)生變形和破裂；中生代燕山運動引起次一級的褶曲斷裂和節(jié)理，使地殼變得更加虛弱；基底的王安鎮(zhèn)巖體發(fā)生斷裂，花崗巖體乘機侵入；然后酸性、中性、基性巖脈侵入，由于顆粒細小，近于致密，滲透性差的中性巖脈起到屏蔽、遮擋作用，使得含礦熱液與白云巖發(fā)生交代作用而聚集堆積形成礦體。

關鍵詞：鉛鋅礦床；成礦模式；控礦構造；圍巖蝕變；地質(zhì)特征；SPb同位素；連巴嶺；太行山

中圖分類號：P618.4文獻標志碼：A

Geological Characteristics and Their Oreforming Material Sources of

Lianbaling PbZn Deposit in Taihang Mountains

WU Jilian, LIU Jianchao, ZHANG Haidong, HOU Leiming, ZHENG Lihong

(School of Earth Science and Resources, Changan University, Xian 710054, Shaanxi, China)

Abstract: Lianbaling PbZn mining area, which is located in the northern of Laiyuan granite rock and the northwest of Fuping metamorphic core complex from the northern Taihang Mountains, develops in secondary parallel fault zone of WulonggouShanghuangqi deep fault zone. Oreforming geological background, characteristics of ore microscopy and orecontrolling structure of Lianbaling PbZn deposit were analyzed, and SPb isotopic compositions of ore were studied, and oreforming material sources were discussed, and metallogenic model was built. The results show that S isotopic compositions of metal sulfides (pyrite, sphalerite, chalcopyrite, galena) are (-276.9)×10-3 with the average of 1.1×10-3 and mainly (-13)×10-3, and are close to mantle sulfur; the distribution of frequency histogram of S isotopic composition, which is the type of tower, presents the characteristic of deep origin magma sulfur; Pb isotopic composition of ore is stable, granite is the main orecontrolling mother rock, and metallogenic material, which has the characteristic of crustmantle mixing, comes from magma formed by partial melting of the upper mantlelower crust. The metallogenic model of Lianbaling PbZn deposit includes that the strata deform and rupture because of various tectonic stresses; Mesozoic Yanshanian movement causes secondary fold fracture and joint, and makes the crust more fragile; Wanganzhen complex of batholith ruptures, and then granite body intrudes; acidic, intermediate and mafic dykes later intrude, and intermediate dyke with low permeability has shield and shelter effects because of fine particle close to the density, and causes the metasomatism between orebearing hydrothermal solution and dolomite in order to aggregate and accumulate the orebody.

Key words: PbZn deposit; metallogenic model; orecontrolling structure; wallrock alteration; geological characteristic; SPb isotope; Lianbaling; Taihang Mountains

0引言

連巴嶺鉛鋅礦位于太行山北段河北省淶源縣境內(nèi)，產(chǎn)于淶源花崗巖體的北部邊緣、烏龍溝—上黃旗深斷裂帶的次級平行斷裂帶中。從20世紀五六十年代開始，很多學者對連巴嶺鉛鋅礦進行了大量的找礦地質(zhì)勘探和科學研究工作,認為該區(qū)深部找礦應注重脈型鉛鋅多金屬礦的控制評價，以小巖體為主要靶區(qū)，以斑巖型、矽卡巖型等新類型礦化或礦種為主要突破［1］，注重深部銅、鉛鋅礦的勘查和沿巖體接觸帶新礦體的找尋［2］，并提出該區(qū)多金屬礦床成礦受3個因素的控制：①王安鎮(zhèn)雜巖體提供了豐富的熱源、水源和礦源；②巖體周圍的中元古界霧迷山組白云巖是使礦質(zhì)產(chǎn)生沉淀沉積的主要因素；③近SN向斷裂是重要的控礦構造［3］。這些研究主要集中在找礦和控礦因素方面，但對成礦物質(zhì)來源沒有進行深入研究。筆者在連巴嶺鉛鋅礦床地質(zhì)特征綜合研究的基礎上,結合礦相學特征，對礦區(qū)礦石SPb同位素進行系統(tǒng)研究，探討其成礦物質(zhì)來源,建立成礦模式。

1區(qū)域地質(zhì)概況

研究區(qū)出露地層自老至新有太古界阜平群，下元古界五臺群，震旦亞界薊縣系和青白口系，下古生界寒武系和奧陶系下統(tǒng)，上古生界石炭系中統(tǒng)，中生界侏羅系中統(tǒng)、上統(tǒng)和新生界第四系。各界(亞界)之間均以角度不整合或明顯的超覆或沉積間斷為分界，反映本區(qū)地質(zhì)發(fā)展曾經(jīng)歷了呂梁運動、薊縣運動、燕山運動的變革。

連巴嶺鉛鋅礦區(qū)是大興安嶺—太行山—武陵山深斷裂帶的一部分，位于NNE向地幔陡坡帶及重力梯度帶上，存在多組構造形跡，NNE向烏龍溝大斷裂和NEE向紫荊關深大斷裂2組構造發(fā)育最明顯，并構成區(qū)域構造格架［4］。

研究區(qū)侵入巖主要形成于燕山期，前呂梁期只有中酸性脈巖類。巖漿活動發(fā)生于中晚侏羅世，在燕山運動時期最強。在NNE向深斷裂控制之下，首先形成構造火山巖帶，繼而發(fā)展為構造巖漿巖帶，形成完整巖漿巖旋回。巖漿侵入大致在司格莊、王安鎮(zhèn)南北2個中心同時發(fā)生中心式間歇性侵位，形成啞鈴狀花崗巖雜巖體［5］。

2礦區(qū)地質(zhì)特征

連巴嶺鉛鋅礦受王安鎮(zhèn)巖體和霧迷山組白云巖的接觸帶、NNE向烏龍溝深斷裂的控制。研究區(qū)內(nèi)發(fā)現(xiàn)4條NW向鉛鋅礦含礦帶，礦化產(chǎn)于構造蝕變帶中或中酸性脈巖旁側(cè)，與成礦有關的圍巖蝕變?yōu)楣杌?、黃鐵礦化和鐵錳碳酸鹽化等(圖1)。

2.1地層

研究區(qū)出露的地層較簡單，東部的太古界黑云母斜長片麻巖具NE走向，向NW傾斜，傾角20°～25°。震旦紀地層下部屬中震旦統(tǒng)霧迷山組白云巖，上部為上震旦統(tǒng)下馬嶺組紫紅色泥質(zhì)頁巖，其下部與阜平群片麻巖呈角度不整合接觸，第四紀地層不發(fā)育，主要為殘積、坡積與沖積物，其坡積層分布較廣，一般覆蓋于平緩的山坡，厚度1～3 m，最厚者可超過10 m［6］。

2.2構造

研究區(qū)內(nèi)沉積地層構成NE走向、向NW傾斜的單斜構造。其由于次一級的褶曲而變得比較復雜，一般為平緩褶曲，只有在花崗巖接觸帶附近才形成較陡的背斜構造。其斷層多為斷距不大的逆斷層和正斷層。其節(jié)理極發(fā)育，在白云巖內(nèi)和南部花崗巖巖體內(nèi)均有發(fā)育；節(jié)理往往相互延長，其中近于SE向的節(jié)理最為發(fā)育；節(jié)理一般皆為張口裂隙，寬度為0～1 m，但北部因受巖性及構造運動的影響，節(jié)理寬度較大，達1～2 m，有時甚至形成更大的裂隙。南部的裂隙寬度略窄，但節(jié)理在延長方向上表現(xiàn)出很大的穩(wěn)定性。

1-第四系;2-上侏羅統(tǒng)東嶺臺組二段流紋巖;3-寒武系碳酸鹽巖;4-薊縣系霧迷山組白云巖;5-花崗閃長巖;6-閃長玢巖;

7-煌斑巖;8-花崗斑巖;9-斷層;10-礦化帶;11-閃鋅礦；12-推斷斷層；13-礦脈產(chǎn)狀；14-實測正斷層；15-巖層產(chǎn)狀；

16-村莊；引自文獻［3］

圖1連巴嶺鉛鋅礦區(qū)地質(zhì)簡圖

Fig.1Geological Map of Lianbaling PbZn Mining Area

2.3巖漿巖

2.3.1侵入巖

研究區(qū)出露的大片酸性侵入巖，依次為花崗巖、花崗閃長巖、閃長巖，是淶源花崗巖的北部邊緣部分，屬邊緣相巖石［79］,其侵入時代介于早、中侏羅世之間,屬燕山早期產(chǎn)物。它們與震旦系白云巖接觸，構成近于EW向接觸帶，局部地區(qū)侵入巖凸入圍巖或三面包圍后者，形成復雜的接觸形態(tài)，接觸面向北傾斜，與白云巖呈波狀接觸。侵入巖與圍巖間存在明顯的同化作用［10］，愈靠近接觸帶，侵入巖愈向中性過渡，結構變細，暗色礦物增加，即由花崗巖逐漸過渡至花崗閃長巖和閃長巖。根據(jù)侵入巖的結構、構造、巖體及圍巖中自酸性—基性巖脈的廣泛發(fā)育和強烈的同化作用等，可以認為本區(qū)侵入巖是在深源條件下形成的［11］。

(1)中細粒石英二長花崗巖：巖石分布較廣，巖石具淺紅色，主要由石英，白色、紅色長石和少量暗色礦物組成。副礦物有磁鐵礦、榍石、磷灰石等，巖石具花崗結構；在分布上與暗色礦物的關系比較密切。

(2)斑狀石英二長花崗巖：巖石見于礦區(qū)東南與西南部，巖石具淺肉紅色。它們在礦物成分上與中細粒石英二長巖極其相似，只有結構構造上的區(qū)別。斑晶為鉀長石及斜長石，顆粒粒徑為20～30 mm。組成基質(zhì)的長石石英粒度也較中細粒石英二長巖更粗。

(3)中粗粒黑云母花崗巖：巖石具淺肉紅色，主要由鉀長石、石英與斜長石組成。暗色礦物有黑云母和少量角閃石。

(4)花崗閃長巖：巖石呈灰色或淺灰色，主要由斜長石、鉀長石、石英及少量暗色礦物組成。暗色礦物有時呈有規(guī)則排列而成流線及流面構造。

(5)閃長巖：僅見于本區(qū)東南部，分布面積很小。巖石呈灰色，主要成分除中長石、黑云母、角閃石外，尚有普通輝石和磁鐵礦等，普遍可見黑云母與輝石被中長石穿插及磁鐵礦交代輝石的現(xiàn)象。

2.3.2脈巖

研究區(qū)脈巖分布廣泛，其產(chǎn)狀受生成前節(jié)理的控制，以NNE向和NNW向2組為主，尤以NNE向最為發(fā)育。區(qū)內(nèi)最常見的中酸性脈巖有石英斑巖、花崗斑巖、正長閃長玢巖、石英閃長玢巖、閃長玢巖、細晶閃長巖、閃斜煌斑巖與云斜煌斑巖等，在全區(qū)都有分布，但北部比南部要少，南部又主要集中在黃土崗、庫狀石、列巴溝和南款區(qū)段，即接近侵入巖分布的地區(qū)。

石英斑巖脈的分布很廣，主要集中在南部黃土崗、列巴溝區(qū)段。其產(chǎn)狀為NE向10°～30°，傾向SE，傾角50°～85°，其中少量呈NNW向或SN向，巖脈受節(jié)理裂隙控制，延長數(shù)百至數(shù)千米，寬度最大達100 m，最小至數(shù)十厘米，一般為1～10 m，是礦區(qū)規(guī)模最大的一種巖脈。石英斑巖脈的延向穩(wěn)定，與圍巖接觸界線清楚，但局部變薄、膨大和分叉的現(xiàn)象較為普遍。巖脈中常有透鏡狀的白云巖包體，后者長軸與巖脈的延向一致。

花崗斑巖脈分布較少，見于黃安、西黃安、黃土崗村東及列巴溝等地，即與接觸帶臨近的地段。其產(chǎn)狀與石英斑巖相似，規(guī)模較次于石英斑巖，寬度大者達30 m，一般為數(shù)米至10 m，延長數(shù)百米，亦見有達千余米者。巖脈產(chǎn)狀穩(wěn)定，與圍巖界線清楚，膨脹與變窄的現(xiàn)象不如石英斑巖普遍。

閃長玢巖脈、細晶閃長巖脈、云斜煌斑巖脈和閃斜煌斑巖脈主要密集于黃土崗、黃安、列巴溝和庫狀石等地。其分布于侵入巖附近者較少，大多數(shù)分布在離花崗巖較遠的地區(qū)，并且由黃土崗以北至庫狀石以北有逐漸增多的趨勢。

3礦床地質(zhì)特征

3.1礦體特征

研究區(qū)已發(fā)現(xiàn)的礦脈共有160余條，其中較大者35條。礦脈大小不一，長數(shù)百米至數(shù)千米，一般為500～1 500 m；厚度變化甚大，數(shù)十厘米至數(shù)米皆有，主要分布于白云巖中，只有個別礦脈伸展到花崗閃長巖內(nèi)；礦脈主要集中分布于南款、黃安、黃土崗、列巴溝、庫狀石和銅硐子6個礦段及其外圍，位于深斷裂帶兩側(cè)的黃土崗、列巴溝、黃安、南款4個礦段是主要礦段(圖2)。百余條礦脈中，黃安礦段101脈，黃土崗礦段203、204、205脈，列巴溝礦段301脈，庫狀石礦段401脈最大。主要礦脈特征列于表1。

表1主要礦脈統(tǒng)計結果

Tab.1Statistical Results of the Main Ore Vein

礦段礦脈編號規(guī)模/m有用組分

長度延深厚度主要伴生備注

黃土崗

列巴溝

黃安

庫狀石

南款2031 300＞4001.31Zn、Pb、CuAu、Ag

2041 100＞2001.21Zn、Pb、CuAu、Ag

205900＞1800.43Zn、Pb、CuAu、Ag

201500＞1200.75Zn、Pb、CuAu、Ag

3011 330＞1001.13Zn、PbAg

3039200.97Zn、PbAg

101800＞1001.06Pb、Zn、AuAg

4011 500＞1501.20Pb、ZnCu

4024000.60Pb、Zn

5011 2000.81Pb、ZnCu

5115000.57Pb、Zn

5317001.00Pb、Zn與中性巖脈伴生

與酸性及中性巖脈伴生

與煌斑巖脈伴生

與中性巖脈伴生

與中基性巖脈伴生

注：數(shù)據(jù)來源于河北地質(zhì)六隊。

礦體在礦脈中沿走向與傾向的變化甚大，膨脹與變窄交替出現(xiàn)，呈透鏡狀或串珠狀體，有時則具襄狀或瘤狀體［1213］。后者的形成是含礦熱液于破碎地段交代白云巖的結果，礦體沿傾向與走向分枝的現(xiàn)象也很常見。礦體以脈狀充填為主，故其產(chǎn)狀大致相同于裂隙及巖脈的產(chǎn)狀，走向多為NNE向，傾向SE，傾角50°～80°?？拥乐信家娪械V體被斷層錯動的現(xiàn)象，斷距很小，斷層有時被后期石英巖脈充填［1416］。

3.2礦石特征

3.2.1礦石的結構構造

研究區(qū)內(nèi)礦石的結構構造分為原生礦石結構構造與氧化礦石結構構造［4］。原生礦石結構以自形、半自形、他形粒狀結構為主，其次為殘余結構、交代結構、環(huán)狀結構，氧化礦石中最常見的有膠狀結構。隱晶狀結構和粒狀結構等［17］；原生礦石構造以塊狀、浸染狀、條帶狀、細脈狀、雜斑狀為主，其次為角礫狀、交錯構造，氧化礦石構造與一般硫化礦床氧化帶中的無明顯差異，主要有土狀和粉末狀構造、皮殼狀構造、膠狀構造、晶洞構造、多孔構造、環(huán)狀構造等(圖3)。

1-第四系；2-薊縣系霧迷山組；3-長城系高于莊組；4-太古宇阜平群；5-中酸性巖脈；6-鉛鋅礦脈；7-中粒石英二長巖；8-粗粒

石英二長巖；9-橄欖石角閃巖；10-重結晶大理巖；11-蛇紋石化大理巖；12-斷層及編號；13-背斜軸；14-推測隱伏巖體；15-礦

段及編號；16-鉛鋅礦化帶；17-推測斷層；Ⅰ-黃安區(qū)段;Ⅱ-黃土崗區(qū)段;Ⅲ-列巴溝區(qū)段;Ⅳ-庫狀石區(qū)段;Ⅴ-南款區(qū)段;Ⅵ-銅硐子區(qū)段;引自文獻［1］

圖2連巴嶺礦田礦脈分布簡圖

Fig.2Geological Map of Lianbaling Ore Field and Vein

圖3連巴嶺鉛鋅礦礦石結構及礦物照片

Fig.3Ore Structures and Mineral Photos from Lianbaling PbZn Deposit

3.2.2礦石組分

組成礦石的原生金屬礦物主要為閃鋅礦、方鉛礦、黃鐵礦、黃銅礦、磁黃鐵礦和毒砂等(圖3)。次生金屬礦物為褐鐵礦、孔雀石、銅藍、鉛礬、白鉛礦、菱鋅礦、赤鐵礦和輝銅礦等。脈石礦物主要有白云石、方解石, 其次為石英, 此外還有少量重晶石、石墨、綠泥石、白云母、滑石、絹云母等［18］。

研究區(qū)主要造礦礦物是方鉛礦，在全區(qū)廣泛分布；它與其他造礦礦物間的含量比值由南至北逐漸遞增。方鉛礦往往交代生成黃鐵礦，一般呈粒狀、致密塊狀集合體，粒徑

01～50 mm，常呈細脈狀充填于其他礦物的空隙中。根據(jù)鏡下觀察，方鉛礦交代黃鐵礦的現(xiàn)象較其他礦物更為發(fā)育。方鉛礦在地表環(huán)境下很耐風化，大部分保持新鮮狀態(tài)，輕微氧化后，表面產(chǎn)生一層黑色灰暗的薄膜，只在局部地段氧化成鉛礬、白鉛礦和褐鐵礦，但白鉛礦非常罕見，說明方鉛礦在本區(qū)僅經(jīng)歷了氧化作用的初期階段。

該區(qū)閃鋅礦主要存在于礦脈的地下部分，地表較少，一般呈粒狀產(chǎn)出，呈浸染狀散布于其他礦物之間，有時呈致密集合體產(chǎn)出，閃鋅礦晶體僅見于個別晶硐中，呈四面體與立方體的聚形產(chǎn)出［14］。粒徑一般01～20 mm,最大可達2 cm左右。晶體一般南部較細，而礦區(qū)北部則較為粗大。其具有多種顏色之變種，地下的閃鋅礦顏色較深，為深—黑棕色，地表多為灰色，研究區(qū)北部則呈松脂黃色、綠黃色或灰黃色。

該區(qū)黃鐵礦分布較廣，呈半自形粒狀，且大多存在于方鉛礦礦石中或浸染于圍巖，偶見于石英晶硐中。黃銅礦分布在礦區(qū)南部，尤其在黃土崗區(qū)段的巖石中；黃銅礦含量較高，大多呈他形粒狀填充于某一礦物之間，或呈浸染狀散布于閃鋅礦礦物的晶體中。地表黃銅礦易氧化，生成孔雀石、銅藍或褐鐵礦［18］。

3.3控礦構造特征

研究區(qū)最大的控礦構造為烏龍溝—上黃旗深大斷裂，寬1 km，走向為NE向35°。該斷裂由F1 、F2兩條主干斷裂組成（圖2），走向NNE，傾向SE，傾角70°～80°，為左行扭動正斷層，水平斷距約1．5 km?？氐V斷裂沿走向及傾向均是舒緩波狀。在斷裂的下盤常發(fā)生和礦脈傾向相反的楔形張裂隙。不同產(chǎn)狀的礦脈厚度表明，呈舒緩波狀變化的礦脈，傾角變陡處的礦脈厚度變大。列巴溝和庫狀石區(qū)段控礦斷裂為3～5 m 寬的礦化破碎帶，破碎帶主要由構造角礫巖組成，構造角礫棱角明顯，排列無序，礦體大多位于破碎帶上盤附近，呈細脈狀、樹枝狀分布；黃安和黃土崗區(qū)段控礦斷裂地表為05～10 m寬的礦化破碎帶，破碎帶構造片理發(fā)育，其上盤常見1～3 cm 的斷層泥，斷層泥下部形成浸染狀或薄脈狀礦體，5～15 cm，礦體以板狀、透鏡狀貫入為主。

3.3.1大斷層

研究區(qū)兩個大斷層是黃安—小莊大斷裂與小安河—西坡大斷裂，二者相距1 km，全長約50 km，兩大斷層的基本特征相似，均直交切穿巖漿巖與白云巖的接觸帶。大斷層與礦脈平行，受次級斷層裂隙的嚴格控制，大部分有工業(yè)意義的礦脈均發(fā)育于大斷層下盤300～1 000 m的白云巖中，如黃土崗區(qū)段與庫狀石區(qū)段的良好礦化。由庫狀石區(qū)段向西，距離大斷層越遠礦化越微弱。發(fā)育于大斷層上盤或者兩大斷層之間的礦脈，形狀不甚規(guī)則，規(guī)模較小，且分布零星。

3.3.2次級斷層

與大斷層有成因聯(lián)系或者與大斷層平行且呈NNE及SN向的平移正斷層、平移逆斷層直接控制礦脈的分布，而單純的正斷層與逆斷層礦化和蝕變極微弱。礦脈的延伸、礦脈的規(guī)模以及礦脈的產(chǎn)狀也隨著斷層的規(guī)模產(chǎn)狀的變化而變化。形成于礦化后的NW向斷層對礦脈起著破壞作用，少數(shù)成礦前的斷層礦化很微弱，不形成礦脈。

3.4圍巖蝕變

連巴嶺鉛鋅礦區(qū)圍巖蝕變種類較多，并且不同方位、不同巖石又具有不同的蝕變類型和蝕變組合。目前已知者有矽卡巖化、蛇紋石化、大理巖化、硅化、滑石化、碳酸鹽化、絹云母化、磁鐵礦化，綠泥石化，綠簾石化，黃鐵礦化、重晶石化等［1416］。

圖4連巴嶺鉛鋅礦礦石圍巖蝕變照片

Fig.4Ore Wallrock Alteration Photos from Lianbaling PbZn Deposit

矽卡巖化廣泛發(fā)育于中部的巖體與白云巖接觸帶處，往往沿循裂隙發(fā)育，巖體內(nèi)的白云巖捕虜體大多為矽卡巖化，并伴隨有鏡鐵礦、磁鐵礦化等。矽卡巖化的大理巖一般呈條帶狀，白色條帶鈣質(zhì)含量較高，灰黑色條帶泥質(zhì)含量較高［圖4(a)］。滑石化常見于交代礦體部分，呈團塊狀分布于礦體中或在礦體與白云巖的交界處［15］。重金石化常與矽化伴生，在重金石化、矽卡巖化作用同時出現(xiàn)的地段，鉛鋅礦物較多集中于重金石化部分。

大理巖化、蛇紋石化一般發(fā)育于遠離接觸帶內(nèi)的白云巖中，有的大理巖蛇紋石化，并含有磁鐵礦［圖4(b)］，有的大理巖蝕變成矽卡巖礦石［圖4(c)］，有的大理巖經(jīng)熱液蝕變形成條帶狀磁鐵礦，并在磁鐵礦化處見到藍綠色銅藍［圖4(d)］。硅化、碳酸鹽化、黃鐵礦化等金屬礦化廣泛發(fā)育于破碎帶內(nèi)。

硅化是本區(qū)分布最廣的一種蝕變，呈灰色—灰白色，主要由他形粒狀石英組成，分布在鉛鋅礦體邊緣，與成礦關系密切。硅化發(fā)育的地方往往可以形成較大規(guī)模的鉛鋅礦體。

4礦床成因

4.1成礦物質(zhì)來源

4.1.1硫同位素

研究區(qū)14件硫化物同位素組成分析結果表明，硫具有3種不同的硫同位素組成（δ(34S)）儲庫。幔源硫δ(34S)值約為0.3×10-3，海水硫δ(34S)值為20×10-3，具有負δ(34S)值的強還原沉積硫。

研究區(qū)主要硫化物的硫同位素組成見表2，其中有4件是在長安大學西部礦產(chǎn)資源與地質(zhì)工程教育部重點實驗室完成，有14件是引用文獻［1］(表2)。由表2可以看出，δ(34S)值為(-2.7～6.9)×10-3，集中于(-1～3)×10-3，平均值為1.1×10-3，地?；驇r漿的δ(34S)值一般為(0～2)×10-3，與地幔硫接近。δ(34S)值頻率直方圖呈塔式分布(圖5)，表明其深源巖漿硫特點［1922］。

圖5連巴嶺鉛鋅礦床硫同位素組成直方圖

Fig.5Histogram of S Isotopic Composition in Lianbaling PbZn Deposit

4.1.2鉛同位素

5件方鉛礦樣品鉛同位素(在核工業(yè)北京地質(zhì)研究院分析測試研究中心測試，儀器型號為ISOPROBET 熱電離質(zhì)譜儀，檢測方法和依據(jù)為GB/T 17672—1999國家標準)分析結果見表3，并投影到Barnes等的Pb演化模式曲線上(圖6)。

表2硫同位素組成

Tab.2S Isotopic Compositions

位置采樣位置(樣品號)樣品名稱δ(34S)/10-3資料來源

黃土崗礦段

黃安礦段

南款礦段

列巴溝礦段

外圍203脈黃銅礦1.7

203脈黃鐵礦1.9

203脈閃鋅礦0.3

203脈黃鐵礦1.1

205脈閃鋅礦1.5

LY06612方鉛礦0.6

LY06614黃鐵礦0.9

LY0756黃銅礦1.0

LY0757黃銅礦-0.1

101脈黃鐵礦2.5

531脈方鉛礦-2.7

301脈閃鋅礦1.4

301脈閃鋅礦2.9

301脈方鉛礦-1.3

301脈黃鐵礦2.6

似層狀礦體方鉛礦-0.8

鉛鋅礦脈方鉛礦3.6

鉛鋅礦脈閃鋅礦6.9

文獻［1］

本文

文獻［1］

注：δ(34S)值是參考國際硫同位素標準VCDT得來的。

礦床鉛同位素組成(表3)在構造環(huán)境分區(qū)圖上均投影于下地殼區(qū)范圍，其在鉛同位素演化曲線圖上位于下地殼與造山帶鉛演化線之間。這表明成礦物質(zhì)主要來源于上地?！碌貧?，與硫同位素信息協(xié)調(diào)一致［2326］。

表3Pb同位素測試結果

Tab.3Results of Pb Isotope

樣品號樣品名稱N(208Pb)/N(204Pb)N(207Pb)/N(204Pb)N(206Pb)/N(204Pb)

LY06612方鉛礦36.335±0.00415.231±0.00216.192±0.002

LY0663方鉛礦36.419±0.00715.176±0.00316.317±0.003

LY0666方鉛礦36.686±0.00715.264±0.00316.368±0.003

LY0669方鉛礦37.022±0.00715.351±0.00316.936±0.003

LY0679方鉛礦36.443±0.00315.199±0.00116.227±0.001

注：N(·)/N(·)為同一元素同位素比值，N(·)為該元素的原子豐度。

通過SPb同位素對比認為，成礦物質(zhì)具有多源性，以巖漿來源為主，部分來自地層。由圖6可以確定成礦物質(zhì)主要來源于上地幔—下地殼物質(zhì)部分熔融形成的巖漿［2730］。

圖6Pb同位素結構圖解

Fig.6Diagrams of Pb Isotope Structure

圖件引自文獻［6］

圖7連巴嶺鉛鋅礦床成礦模式

Fig.7Metallogenic Model of Lianbaling PbZn Deposit

4.2成礦模式

在深入探討連巴嶺鉛鋅礦床成礦物質(zhì)來源的基礎上［31］，建立成礦模式(圖7)。

巖層受多種構造應力的影響而發(fā)生變形和破裂，形成開闊平緩的背斜向斜和大斷裂；中生代燕山運動引起次一級的褶曲斷裂和節(jié)理，使地殼變得更加虛弱；基底的王安鎮(zhèn)巖體發(fā)生斷裂，花崗巖體乘機侵入并在侵入過程中分離出含礦物質(zhì)，在同化圍巖過程中吸取一些有用礦物組分以及巖漿水與大氣水，在長距離運移過程中經(jīng)混合形成含礦熱液；然后，酸性、中性、基性巖脈侵入，在這一侵入的先后過程中，愈靠近接觸帶，愈向中性過渡，且結構變細，暗色礦物增加［32］。由于顆粒細小，近于致密，滲透性差的中性巖脈起到屏蔽、遮擋作用，使得含礦熱液與白云巖發(fā)生交代作用而聚集堆積形成礦體。巖脈與礦脈屬于鄰生關系，而且脈巖在這期間并沒有發(fā)生礦化，因此，脈巖對礦化并沒有控制作用，只是為含礦熱液的上升提供了良好的通道。成礦物質(zhì)主要來源于上地?！碌貧の镔|(zhì)部分熔融形成的巖漿［3334］，賦礦地層為變質(zhì)基底和碳酸鹽巖，儲礦部位是烏龍溝斷裂束的次級斷裂帶。

5結語

(1)研究區(qū)處于燕山準地槽與山西地臺的過渡地帶，呂梁運動以來，其巖層因受到多種構造應力的影響而發(fā)生變形和破裂，形成開闊平緩的背斜向斜和大斷裂(如紫荊關大斷裂)；中生代燕山運動引起次一級的褶曲斷裂和節(jié)理，使地殼變得更加虛弱；基底的王安鎮(zhèn)巖體發(fā)生斷裂，花崗巖體乘機侵入；然后，酸性、中性、基性巖脈侵入，由于顆粒細小，近于致密，滲透性差的中性巖脈起到屏蔽、遮擋作用，使得含礦熱液與白云巖發(fā)生交代作用而聚集堆積形成礦體。

(2)通過SPb同位素對比，從硫同位素組成直方圖和鉛同位素結構圖解中可以看出，花崗巖是主要的成礦母巖，成礦物質(zhì)具有殼?；旌咸攸c，并來源于上地?！碌貧の镔|(zhì)部分熔融形成的巖漿。

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