廣西北山鉛鋅礦床地質(zhì)特征及成因探討

馬 鵬

（桂林理工大學(xué)地球科學(xué)學(xué)院，廣西 桂林 541006）

南嶺地區(qū)是我國(guó)著名的鉛鋅多金屬產(chǎn)地之一，該地區(qū)區(qū)域成礦地質(zhì)條件優(yōu)越，礦產(chǎn)資源豐富，發(fā)育有眾多大中型鉛鋅礦床。北山鉛鋅礦處于南嶺成礦帶之中，受層、相、位控制，是典型的與巖漿熱液沒(méi)有直接關(guān)聯(lián)的層控低溫成礦鉛鋅礦床。對(duì)于北山鉛鋅礦礦床的成因，國(guó)內(nèi)學(xué)者眾說(shuō)紛紜，目前尚沒(méi)有一個(gè)統(tǒng)一的認(rèn)識(shí)[1]。因此，本文將在前人的研究基礎(chǔ)上，結(jié)合礦床地質(zhì)特征，并與MVT型鉛鋅礦床特征進(jìn)行對(duì)比，探討北山鉛鋅礦床成因。

1 區(qū)域地質(zhì)背景

北山礦床在大地構(gòu)造位置上屬于揚(yáng)子陸塊西南緣的桂北隆起與南華活動(dòng)帶的桂中凹陷交界部位—羅城凹陷帶內(nèi)，位于NNE向大安深斷裂帶的西側(cè)（圖1），緊靠丹池褶皺帶，屬于古特提斯構(gòu)造域與太平洋構(gòu)造域的復(fù)合部位。礦區(qū)內(nèi)出露地層為震旦系、寒武系、泥盆系及中下石炭統(tǒng)、下二疊統(tǒng)。區(qū)域內(nèi)的鉛鋅礦化均分布在中上泥盆統(tǒng)地層層位之中，五圩—川山—馴樂(lè)NNE向深斷裂是控制成礦帶的主要構(gòu)造，礦床中存在有大量沉積成巖成礦組構(gòu)，噴流沉積特征明顯。從成礦地質(zhì)背景、沉積相、礁硅巖套建造、同生斷裂活動(dòng)、賦礦層位等方面對(duì)比，北山地區(qū)與鄰區(qū)丹池錫-鉛鋅多金屬礦集區(qū)類(lèi)似[2]。

圖1 北山區(qū)域巖相地理圖

本區(qū)經(jīng)歷了加里東前地槽期和加里東后準(zhǔn)地臺(tái)期兩個(gè)發(fā)展階段，是具有基底和蓋層的二元結(jié)構(gòu)。區(qū)內(nèi)主要沉淀了中晚元古代—早古生代的一套復(fù)理石砂、頁(yè)巖含鐵建造及灰?guī)r、硅質(zhì)巖建造。加里東期結(jié)束了本區(qū)的地槽階段，形成以北北東向及北西向褶皺、斷裂形成的基底，之后沉積了一套晚古生代地層，進(jìn)入地臺(tái)發(fā)展階段。

華力西期運(yùn)動(dòng)在本區(qū)域主要表現(xiàn)為升降運(yùn)動(dòng)；印支—燕山運(yùn)動(dòng)仍是一次較為強(qiáng)烈的斷層、褶皺造山運(yùn)動(dòng)，此后海水退出，進(jìn)入以陸相沉積為主的地質(zhì)歷史發(fā)展時(shí)期[3]。

2 礦床地質(zhì)特征

2.1 地層及構(gòu)造

北山鉛鋅礦床位于廣西省河池市環(huán)江縣上朝鎮(zhèn)，礦區(qū)內(nèi)出露地層從老到新依次為：下石炭統(tǒng)巖關(guān)階下段（C1y1）、上泥盆統(tǒng)融縣組（D3r）、上泥盆統(tǒng)桂林組（D3g）、中泥盆統(tǒng)東崗嶺組（D2d）和第四系（Q）地層[4]。其中，礦床礦體主要產(chǎn)出于東崗嶺組頂部與桂林組底部的白云巖中。

巖關(guān)階巖性主要為灰黑色頁(yè)巖及灰白色石英砂巖；融縣組為條帶狀灰?guī)r及灰?guī)r夾白云巖；桂林組為泥灰?guī)r和碳質(zhì)硅質(zhì)巖；東崗嶺組可分為兩段：上段（D2d2）為灰?guī)r、泥質(zhì)灰?guī)r、白云巖，是主要的含礦巖性段；下段（D2d1）為砂、礫巖、灰?guī)r、白云巖。

礦區(qū)內(nèi)次級(jí)褶皺發(fā)育，多屬于同層褶皺。這些次級(jí)褶皺增加了礦床內(nèi)的層間虛脫有利空間，有利于成礦的富集，部分褶皺軸部礦體有加厚的趨勢(shì)。區(qū)內(nèi)斷裂構(gòu)造較為發(fā)育，多數(shù)為正斷層，屬于繼承基底斷裂，對(duì)礦體破壞作用明顯，具有長(zhǎng)期性以及多次活動(dòng)性的特點(diǎn)。主要斷層有F3、F4、F5、F6、F12等。按斷層的產(chǎn)出方向可以分為NNE向和NEE向兩組。F3斷層長(zhǎng)度大于2400m，近南北走向，傾向WEE，傾角33°～75°，為正斷層，發(fā)育有片理化，向南延伸至F4斷層，具有多組不同程度的擦痕，該結(jié)果表明斷裂構(gòu)造的多期次性。礦床主礦體賦存于該斷層上、下盤(pán)。F4斷層長(zhǎng)度約為3000m，NNE走向，傾向SEE，傾角在62°～78°之間，片理化發(fā)育[5-8]。與F3斷層相似，F(xiàn)4斷層也具有多組擦痕，多期活動(dòng)構(gòu)造特征明顯。

礦區(qū)位于上甫—肯躍背斜東翼上的次級(jí)小褶皺軸部，主要有泥灰?guī)r、白云巖、泥質(zhì)灰?guī)r等性質(zhì)不同的組合，在地質(zhì)作用過(guò)程中，易形成層間破碎及虛脫，使得含礦熱液經(jīng)熱鹵水循環(huán)作用后，沿這些層間虛脫和層間破碎帶的有利部位進(jìn)行富集，與灰?guī)r產(chǎn)生交代作用，形成新的白云巖，剩下的含礦熱液繼續(xù)沿著有利空間沉淀富集，形成致密塊狀或者網(wǎng)脈狀礦石。之后遭受到東西應(yīng)力的作用，使得層間虛脫及破碎更加發(fā)育，對(duì)早期形成的白云石及礦體進(jìn)行壓碎、壓裂發(fā)生角礫巖化，為后期成礦熱液的富集提供了有利的條件。

2.2 礦石礦物組合及結(jié)構(gòu)構(gòu)造

礦石礦物組成簡(jiǎn)單，金屬礦物以黃鐵礦，閃鋅礦為主，其次為方鉛礦；脈石礦物主要有白云石、方解石、少量絹云母、炭質(zhì)瀝青等。礦石類(lèi)型有：閃鋅黃鐵礦石、黃鐵閃鋅礦石、鉛鋅黃鐵礦石、黃鐵礦石和少量鉛鋅礦石。

礦石結(jié)構(gòu)主要有半自形—它形粒狀結(jié)構(gòu)、交代殘余結(jié)構(gòu)、隱晶狀結(jié)構(gòu)、壓碎結(jié)構(gòu)等。其中，礦床中最常見(jiàn)的礦石結(jié)構(gòu)類(lèi)型為半自形—它形粒狀結(jié)構(gòu)和壓碎結(jié)構(gòu)。

礦石的構(gòu)造有腎狀、塊狀、角礫狀、條帶狀、脈狀、環(huán)帶狀、浸染狀等。主要構(gòu)造類(lèi)型為環(huán)帶狀構(gòu)造和角礫狀構(gòu)造。早期形成的黃鐵礦和閃鋅礦，在后期的構(gòu)造地質(zhì)作用下發(fā)生破碎，之間的裂隙被后期形成的礦物或圍巖所充填交代，形成角礫。

2.3 圍巖蝕變

礦床區(qū)域內(nèi)的圍巖蝕變作用相對(duì)較弱，主要發(fā)育有白云石化。

白云石化主要發(fā)育于生物礁頂部與蓋層之間的灰?guī)r中。按時(shí)間順序可劃分為三期，分別是成巖期白云石化、成礦期白云石化以及成礦期后白云石化。成礦期白云石化是蝕變作用的主要階段。成巖期白云石化以紋層狀白云巖的形式產(chǎn)出，成礦后期白云石化以脈狀產(chǎn)出，兩期白云石化作用均較弱。成礦期白云巖主要為灰色—淺灰色，重結(jié)晶作用明顯，受到后期含礦熱液與含鎂熱液的交代作用。該期白云石化與礦床內(nèi)金屬礦物的關(guān)系密切，白云巖厚度與礦體厚度呈正相關(guān)關(guān)系。

3 礦床成因討論

MVT型鉛鋅礦床是指賦存于臺(tái)地碳酸鹽巖中，在成因上和巖漿熱液沒(méi)有明顯關(guān)聯(lián)的淺成后生沉積層狀鉛鋅礦床，其形成溫度在50℃～250℃之間，是由盆地鹵水沉淀形成的。而北山鉛鋅礦在多個(gè)地方表現(xiàn)出與MVT鉛鋅礦床相似的特征。

（1）二者在大地構(gòu)造位置方面具有一定相似性，后生作用明顯。北山鉛鋅礦位于南嶺成礦帶中，礦體受區(qū)域內(nèi)NNE向深斷裂構(gòu)造影響，與古巖溶作用也有一定關(guān)聯(lián)。MVT型鉛鋅礦床的礦體產(chǎn)出多受構(gòu)造控制，產(chǎn)于斷裂破碎帶或巖溶角礫帶等部位。

（2）礦物組成相似。北山鉛鋅礦礦石礦物組成簡(jiǎn)單，金屬礦物以黃鐵礦，閃鋅礦為主，其次為方鉛礦；脈石礦物主要有白云石、方解石、少量絹云母、炭質(zhì)瀝青等。MVT型鉛鋅礦床含有同樣的礦物組合。其金屬礦物主要有黃鐵礦、閃鋅礦、方鉛礦、毒砂等，脈石礦物主要包括白云石和方解石。

（3）北山鉛鋅礦的礦體主要賦存于中泥盆統(tǒng)東崗嶺組的白云巖中，與圍巖產(chǎn)狀保持一致，界線清晰，受地層巖性控制。圍巖蝕變作用不明顯，主要發(fā)育有白云石化。MVT型鉛鋅礦床礦體主要賦存于白云巖或白云質(zhì)灰?guī)r中，圍巖蝕變較簡(jiǎn)單，常賦存于區(qū)域白云石化的前緣地帶。二者具有相似的賦礦巖層。

4 結(jié)論

（1）北山鉛鋅礦主要賦存于中泥盆統(tǒng)東崗嶺組白云巖中，受斷裂構(gòu)造控制，礦體主要呈似層狀、透鏡狀。與巖漿活動(dòng)無(wú)明顯關(guān)聯(lián)，圍巖蝕變主要是白云石化。礦石礦物主要有黃鐵礦、閃鋅礦，其次為方鉛礦。脈石礦物主要是白云石及方解石。礦石結(jié)構(gòu)主要為半自形—它形粒狀結(jié)構(gòu)、變膠狀結(jié)構(gòu)、壓碎結(jié)構(gòu)。礦石構(gòu)造主要有腎狀、塊狀、角礫狀構(gòu)造。

（2）通過(guò)MVT型鉛鋅礦床與北山鉛鋅礦床的地質(zhì)特征對(duì)比，認(rèn)為北山鉛鋅礦床的成因類(lèi)型為MVT型鉛鋅礦床。