湖南臨武長沖礦區(qū)層控型鉛鋅礦床成因分析及找礦前景

黃小波 賓文梁 曹能文 何永帥

摘 ?要 ?賦層于泥盆系中統(tǒng)棋梓橋組中段含生物碎屑白云巖中的鉛鋅礦床是近年來在臨武長沖新發(fā)現(xiàn)的層控型鉛鋅礦床，作者在綜合分析礦床地質(zhì)特征和成因的基礎(chǔ)上，認(rèn)為前泥盆系礦源層經(jīng)后期地下水熱液或深循環(huán)熱鹵水溶液熱液成礦;成礦經(jīng)歷了沉積-成巖階段和后生交代階段，屬沉積+改造層控礦床。

關(guān)鍵詞 ?鉛鋅礦床;層控型;礦床成因;找礦前景

中圖分類號：P618.4 ? ? ? ? ?文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A

Abstract： The Lead-Zinc deposit in the bioclastic dolomite in the middle part of Qiziqiao formation of middle Devonian is a new stratabound lead-zinc deposit discovered in recent years in Changchong， Linwu. On the basis of comprehensive analysis of the geological characteristics and genesis of the deposit， the authors believe that the source bed of pre-Devonian system is mineralized by the later groundwater hydrothermal solution or the deep circulation hydrothermal brine solution hydrothermal solution; the mineralization has gone through the sedimentary diagenetic stage and the epigenetic metasomatism stage. It belongs to sedimentary + reformed stratabound deposit.

Keywords： Lead-zinc deposit; Stratabound type; Genesis of deposits; Prospecting potential

1 ?成礦地質(zhì)背景

長沖礦區(qū)屬香花嶺礦田，位于南嶺東西向構(gòu)造帶中段北緣，耒陽—臨武南北向構(gòu)造帶南端。礦田總體構(gòu)造為一軸向近南北向的短軸背斜（香花嶺短軸背斜），長沖礦區(qū)位于香花嶺短軸背斜的北傾伏端（圖1）。短軸背斜核部由寒武系及泥盆系組成，兩翼由石炭系—三疊系組成。背斜核部南端為通天廟穹窿，穹窿核心由呈東西走向的寒武系淺變質(zhì)巖系構(gòu)成，環(huán)其四周則不整合覆蓋泥盆系跳馬澗組（D2t）及棋梓橋組（D2q）、佘田橋組（D3s）等地層[1]。穹窿內(nèi)發(fā)育著眾多斷裂構(gòu)造，大部分具控巖控礦特性，其中以一組張剪性共軛正斷層為主斷裂，其它斷裂多為次級或派生構(gòu)造。共軛斷層中，一組為NE-SW走向，主要有F1、F101、F103、F95等，其走向上延長最大達(dá)十幾公里;另一組為NW-SE走向，主要為F2、F3、F121等。這組共軛斷層控制了香花嶺礦田內(nèi)十幾個大中型的有色、稀有礦床的分布。

2 ?礦區(qū)地質(zhì)特征

2.1 礦區(qū)地層

礦區(qū)出露地層泥盆系中統(tǒng)跳馬澗組（D2t）和棋梓橋組（D2q）。其中跳馬澗組（D2t）分布在礦區(qū)南部，僅出露上段（D2t2），為一套濱?！獪\海相的碎屑巖，上部為石英砂巖及雜色砂巖層，下部為紫紅色砂巖層;棋梓橋組（D2q）出露在礦區(qū)北部及東部，為一套淺海相的碳酸鹽巖系，分上、中、下三段。下段（D2q1）為薄至中厚層狀泥晶灰?guī)r，鈣質(zhì)頁巖，與下伏跳馬澗組（D2t）呈整合接觸;中段（D2q2）為中厚至厚層白云巖、含生物碎屑白云巖（主要為層孔蟲化石）、碎裂白云巖、泥質(zhì)白云巖，這幾種白云巖常呈互層交替出現(xiàn)，地層中方解石脈較發(fā)育，特別是碎裂白云巖中。其中含生物碎屑白云巖層是本區(qū)層控型鉛鋅礦的重要含礦層位;上段（D2q3）為中薄層狀白云巖間夾薄層狀硅質(zhì)巖、泥質(zhì)灰?guī)r。

2.2 礦區(qū)構(gòu)造

礦區(qū)為香花嶺短軸背斜的北傾伏端，區(qū)內(nèi)地層自西向東傾向由北北西轉(zhuǎn)為北傾至北東傾，局部呈現(xiàn)小繞曲，總體為單斜構(gòu)造。斷層構(gòu)造較發(fā)育，其中以北東東向（F94、F95）和北西向（F121）兩組組斷層（圖2），均屬先期擠壓、后期張扭性的正斷層。后期斷裂切錯部位、次級斷裂、層間破碎帶與之交匯部位，礦化富集，常形成一定規(guī)模鉛鋅礦體。其中F121斷層為礦區(qū)層控型鉛鋅礦主要導(dǎo)礦、控礦構(gòu)造。

2.3 礦區(qū)巖漿巖

礦區(qū)內(nèi)雖未見巖漿巖出露，在距礦區(qū)東南部約2km處有香花嶺礦田內(nèi)著名的成礦巖體—癩子嶺黑云母花崗巖體，該巖體同位素年齡測定（K-Ar法）為155百萬年，屬燕山早期產(chǎn)物[2]。在長沖礦區(qū)東部老虎崖西面一鉆孔中見到了深部隱伏的花崗巖體[3]，證實(shí)了本區(qū)有隱伏花崗巖體存在，巖性為中細(xì)粒黑云母花崗，其化學(xué)特征及蝕變分帶特征與香花嶺礦田內(nèi)的成礦花崗巖體（癩子嶺巖體）類似。

3 ?礦床地質(zhì)特征

3.1 礦體特征

礦區(qū)層控型鉛鋅礦床產(chǎn)于泥盆系中統(tǒng)棋梓橋組中段含生物碎屑白云巖中，為隱伏礦體，在地表多見鐵錳帽出露。受地層、層間構(gòu)造控制明顯，局部鉆孔中見多層礦（化）體，呈平行產(chǎn)出產(chǎn)出，呈似層狀、板脈狀狀，礦體產(chǎn)狀隨圍巖巖層產(chǎn)狀變化而變化（圖3）?？刂浦饕V體2個（Ⅲ、Ⅳ號鉛鋅礦體），兩個礦體產(chǎn)狀大致呈平行。其中Ⅲ號鉛鋅礦體規(guī)模較大，走向延長約1545m，傾向延伸約385m，呈似層狀，走向北東東，傾向345°，平均傾角26°，整體向西側(cè)伏;礦體平均厚度3.49m，厚度變化系數(shù)68%，厚度較穩(wěn)定;平均品位Pb0.33%、Zn1.68%、Ag3.6g/t，品位變化系數(shù)：Pb140%、Zn100%，較均勻[4]。

3.2 礦石特征

礦石中金屬礦物主要有方鉛礦、閃鋅礦、黃鐵礦、磁黃鐵礦等，次為毒砂、黃銅礦、輝銻鉛礦等;脈石礦物主要有白云石、方解石、綠泥石等。

閃鋅礦：黃褐色-淺黃色，半自形-他形晶，粒徑0.05-0.6mm不等。呈米粒狀、團(tuán)塊狀集合體、脈狀及星點(diǎn)狀分布，常與黃鐵礦、方鉛礦等共生（圖4）。

方鉛礦：鉛灰色，立方體，為半自形—他形晶，粒徑大小為0.03-0.3mm，少部分顆粒較大，常呈聚晶集合體狀、細(xì)脈狀，沿黃鐵礦、毒砂、閃鋅礦粒間分布交代。

黃鐵礦：主要呈似層狀、透鏡體狀順地層層理分布，部分沿巖石裂隙充填、沿灰白色方解石脈邊緣分布或呈浸染狀、小團(tuán)塊狀分布于巖石中。上部地層中黃鐵礦已氧化成褐鐵礦，未氧化的黃鐵礦呈黃白色—淡黃色，顆粒極細(xì)小，成粉狀或粒狀集合體，局部富集成塊狀黃鐵礦體。

3.3 圍巖蝕變

礦體圍巖蝕變微弱，僅有碳酸鹽化及黃鐵礦化、磁黃鐵礦化，局部圍巖有輕微重結(jié)晶現(xiàn)象，局部重結(jié)晶現(xiàn)象的同時伴隨著退色化現(xiàn)象的發(fā)生，礦體圍巖含層孔蟲化石較多，巖性多呈碎裂狀。

4 ?礦床成因及成礦模式

4.1 物質(zhì)來源

長沖礦區(qū)位于香花嶺礦田北部，二者同處裂陷槽臺盆沉積環(huán)境，地層巖相基本相同。類比香花嶺地區(qū)棋梓橋組中段硫化物礦體鉛同位素測定結(jié)果（見表1）表明：①206Pb/204Pb比值為17.99～19.34， 207Pb/204Pb比值為 15.65～16.45，208Pb/204Pb比值為38.52～42.58，變化幅度分別為1.32、0.79、3.95，說明組分不均一 ; ②用霍姆斯-豪特曼斯單階段演化法計(jì)算礦石鉛模式年齡，75%以上鉛同位素年齡值大于巖體（151±Ma），認(rèn)為古老鉛物質(zhì)非巖漿來源占比重較大。說明長沖礦區(qū)層孔型鉛鋅礦的成礦物質(zhì)主要源于地層沉積，而非巖漿巖，據(jù)模式年齡大致確定前泥盆系地層為主要礦源層。

4.2 熱液改造

長沖礦區(qū)層控型鉛鋅礦石具明顯交代殘余結(jié)構(gòu)，說明礦床的形成具有后期熱液改造的特征，且圍巖蝕變簡單，棋梓橋組地層中基本無巖漿熱液引起的圍巖蝕變，表明礦床的形成與巖漿熱液關(guān)系不大，而是后期地下水熱液或深循環(huán)熱鹵水溶液熱液成礦。熱液在構(gòu)造運(yùn)動產(chǎn)生的壓力差的驅(qū)動下，以斷層帶為通道，在斷層帶及層間破碎帶或多孔的白云巖中運(yùn)移充溢，并對地層中礦物質(zhì)進(jìn)行廣泛的萃取、交代，形成含鉛鋅等礦物質(zhì)的熱鹵水。由于pH值、Eh值、溫度、壓力等的改變，或與還原硫特別是沉積-成巖階段形成的黃鐵礦層相遇時，使礦物質(zhì)以硫化物形式在棋梓橋組中段碳酸鹽巖層內(nèi)沉淀并富集成礦[5]。

4.3 成礦模式推論

湖南省地質(zhì)科學(xué)研究所湘中組（1978-1980）在湘中地區(qū)泥盆系層控型鉛鋅礦黃鐵礦、菱鐵礦找礦方向的專題研究工作中提出了湘中泥盆系層控型礦床的成礦模式，強(qiáng)調(diào)后生段階生成礦作用的重要性，認(rèn)為層控型鉛鋅的主要來源是前寒武系[6]。在湘南地區(qū)，含礦層（棋梓橋組）下伏地層跳馬澗組也可能為次要礦源層，在湘中成礦模式的基礎(chǔ)上略加修改，便可作為長沖礦區(qū)層控型鉛鋅礦床的成礦模式（圖5）。

本次通過對長沖礦區(qū)層控型鉛鋅礦床特征及礦床成因分析，綜合前人成果資料，認(rèn)為該礦床成礦經(jīng)歷了前期沉積-成巖和后期后生交代兩個階段：

①前期沉積-成巖階段：在碳酸鹽臺地邊緣安靜的、半局限潮下淺水環(huán)境或在局限的瀉湖環(huán)境沉積了大量呈分散狀態(tài)的黃鐵礦并在成巖期得到了初步富集;②后生交代階段：富含鉛鋅的酸性含礦熱液沿深大斷裂從深部向上運(yùn)移，當(dāng)其在斷裂帶或其旁側(cè)的次級斷層與層間破碎帶交匯部位中，與早已形成的富含黃鐵礦具堿性環(huán)境的碳酸鹽巖層接觸時，發(fā)生明顯的交代作用，最終形成鉛鋅礦床。

從礦床成因及成礦模式分析認(rèn)為，長沖礦區(qū)層控型鉛鋅礦床屬于沉積+改造型礦床。

5 ?找礦前景分析

長沖礦區(qū)位于香花嶺礦田通天穹隆的北傾伏部位，F(xiàn)1斷裂之北部，與塘官鋪礦段緊臨，具有較好的成礦條件。礦區(qū)構(gòu)造存在多組多其次活動的特點(diǎn)，在次級褶皺核部或轉(zhuǎn)折端容易形成厚大礦體，褶皺產(chǎn)生的形變或虛脫破碎空間控制著礦體的產(chǎn)出形態(tài)，多其次多組次級斷裂與旁側(cè)的褶皺帶核部交匯部位往往是鉛鋅礦（化）體重要的賦存場所。據(jù)以往資料顯示礦區(qū)內(nèi)龍公帶-蕉溪地段有1處1：5萬水系沉積物Pb、Zn元素異常，呈北東向展布，在礦區(qū)內(nèi)構(gòu)造發(fā)育地段尋找層控型鉛鋅礦具有較好的找礦前景。

在礦區(qū)龍公帶—蕉溪一帶，地表棋梓橋組上段厚層狀黑色白云巖中鐵錳質(zhì)含量較高，部分區(qū)域巖石風(fēng)化后呈紅褐色的鐵錳礦，存在多處民采鐵錳痕跡，鐵錳帽中Pb+Zn含量在0.22%-1.31%之間。這些地表氧化“鐵錳帽”，往往與控礦導(dǎo)礦斷層相關(guān)，是找層控型鉛鋅礦的直接標(biāo)志。礦區(qū)內(nèi)層棋梓橋組層控型鉛鋅礦體自龍公帶往西南猴子江一帶未控制封邊，加大勘查力度具有找礦突破的可能。

香花嶺礦田及外圍地質(zhì)成礦等特征類似，根據(jù)長沖層控型鉛鋅礦床成因及成礦模式對長沖（蕉溪）-銅坑-黃沙寺一帶尋找該類型礦床具有重要的指導(dǎo)意義。

參考文獻(xiàn)/References

[1]蔣喜橋.香花嶺底礫巖型錫礦床地質(zhì)特征及控礦規(guī)律研究[J].南方國土資源，2013，（11）：26-28+31.

[2]杜方權(quán)，癩子嶺巖體構(gòu)造地球化學(xué)及成礦特征[J].地質(zhì)與勘探，1988（10）：44-49.

[3]高國璋.湖南省臨武縣三合圩礦區(qū)錫鉛鋅多金屬礦普查地質(zhì)報告[M].郴州：湖南省地質(zhì)礦產(chǎn)局湘南地質(zhì)隊(duì)，1990.

[4]黃小波，何永帥，等.湖南省臨武縣長沖礦區(qū)鉛鋅錫礦普查報告[M].郴州：湖南省有色地質(zhì)勘查局，2016.

[5]楊長明，李誠.湖南黃沙寺銅 -鉛 -鋅礦床控礦因素淺析[J].礦產(chǎn)與地質(zhì)，2006，20（6）：632-635.

[6]王清茂，王大成，蘇炳炘，李秉臣.湖南省層控型鉛鋅礦床成因及成礦模式探討[J].中國地質(zhì)，1983. （04）：23-29.