廬樅地區(qū)西灣鉛鋅礦床與MVT型鉛鋅礦床地質(zhì)特征對比研究

杜東旭，張建明，程培生，李壯，汪曙潮，顧大年

（安徽省勘查技術(shù)院，安徽 合肥 230031）

0 引言

安徽廬樅火山巖盆地是長江中下游成礦帶的一個重要礦集區(qū)（常印佛等，1991；任啟江和徐兆文，1991），中生代期間,該區(qū)處于強(qiáng)烈的板內(nèi)變形階段，發(fā)生強(qiáng)烈的構(gòu)造、巖漿活動，形成了一系列的北北東—北東向構(gòu)造巖漿帶，并發(fā)育了豐富的鐵、銅、硫、鉛、鋅、銀、金、硬石膏等礦產(chǎn)（常印佛等，1991；任啟江和徐兆文，1991；吳明安等，2007），已探明的有羅河、龍橋、大鮑莊大型鐵礦，大鮑莊、何家小嶺、黃屯大型硫鐵礦，沙溪、井邊中型銅礦，岳山、朱崗中-大型鉛鋅銀礦（蔡曉兵等，2015）等，主要的礦床類型有礦漿-巖漿熱液型（羅河鐵礦、大鮑莊鐵礦、黃屯硫鐵礦）、斑巖型（沙溪銅礦床、岳山鉛鋅銀礦床、朱崗鉛鋅礦）以及沉積-熱液疊改型（龍橋鐵礦）。西灣鉛鋅礦床位于廬樅火山巖盆地北東緣，經(jīng)過近幾年的勘查工作，初步估算4個主礦體鉛鋅礦333+334類資源量達(dá)97.4萬t（李壯等，2020），規(guī)模已達(dá)大型，但是其礦床類型尚未確定，通過對其成礦特征進(jìn)行總結(jié)，發(fā)現(xiàn)西灣鉛鋅礦與廬樅地區(qū)已發(fā)現(xiàn)的礦床類型皆不相同，而與MVT型鉛鋅礦床在多方面具有相似特征，本文從構(gòu)造背景、容礦圍巖、成礦特征、與巖漿巖的關(guān)系、礦體的產(chǎn)狀形態(tài)特征、礦物組合特征、礦石結(jié)構(gòu)、控礦因素以及成礦流體來源等9個方面將西灣鉛鋅礦與MVT型鉛鋅礦床進(jìn)行對比研究，初步判定西灣鉛鋅礦為MVT型鉛鋅礦床，是區(qū)內(nèi)新型礦床類型，這一認(rèn)識豐富了廬樅礦集區(qū)礦床類型種類，對在本區(qū)尋找相似類型礦床具有借鑒意義。

1 區(qū)域地質(zhì)背景

廬樅火山巖盆地位于長江中下游斷陷帶內(nèi)，地處揚(yáng)子板塊北緣，西接郯廬斷裂帶，是一個北東向展布的中生代火山巖盆地（圖1）。盆地內(nèi)的地層屬于下?lián)P子地層分區(qū)，自古生代以來，廬樅地區(qū)長期處于拗陷狀態(tài)，接受了巨厚沉積，地層發(fā)育較全（常印佛等，1991；杜玉雕和魏國輝，2018）。廬樅盆地的巖石地層單元主要可以劃分為：前寒武紀(jì)的變質(zhì)結(jié)晶基底，震旦紀(jì)到中侏羅世的沉積蓋層，晚侏羅世到早白堊世火山巖蓋層以及第四紀(jì)的沉積物（溫冰冰等，2018），中三疊世東馬鞍山組為一套海陸交互相碎屑巖夾碳酸鹽巖沉積建造（吳明安等，2007），夾有膏鹽層，主要分布在盆地的北部邊緣，是鉛鋅等礦體的主要含礦層位。

盆地內(nèi)部主要為早白堊世陸相火山巖，由老到新分別為龍門院組、磚橋組、雙廟組和浮山組，呈半環(huán)形，從盆地北、東和南部向盆地西部及中心地區(qū)依次分布（杜玉雕和魏國輝，2018）。各組之間均為噴發(fā)不整合接觸,構(gòu)成四個旋回（任啟江和徐兆文，1991；周濤發(fā)等，2008）。

盆地內(nèi)構(gòu)造活動強(qiáng)烈，邊界被四組深大斷裂所控制，其北西邊界為NNE走向的羅河-裴崗-練潭斷裂，南東邊界為NEE走向的沿江斷裂，東界為近SN走向的襄安鎮(zhèn)-大通鎮(zhèn)斷裂，北界為近EW走向的陳陂湖-黃姑閘-蕪湖斷裂（陳志洪等，2016）。

盆地中的侵入巖按其侵入時間的早晚可以分為兩期：早期的二長巖類、閃長巖類侵入體，分布于盆地的北部；晚期的正長巖和A型花崗巖，分布于盆地的南部（汪晶等，2014；溫冰冰等，2018）。

2 礦床地質(zhì)特征

西灣鉛鋅礦床位于長江中下游成礦帶廬樅盆地北東緣（圖1）。礦體主要賦存于三疊系東馬鞍山組角礫狀灰?guī)r地層中的層間破碎帶，上部次火山巖、龍門院組火山巖蓋層和下伏東馬鞍山組膏溶角礫巖中也有脈狀鉛鋅礦（化）體分布（李壯等，2020）。

礦體呈北東東向展布，南西從5線開始，一直沿北東東方向延伸至44線，共10條勘探線控制（圖2）。

圖2 西灣鉛鋅礦區(qū)地質(zhì)簡圖及礦床水平投影圖

西灣鉛鋅礦沿走向斷面形態(tài)呈V字型（圖3），共圈定4個主礦體（Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ）和35個小礦體（1～35）。各礦體規(guī)模、大小不一，形態(tài)復(fù)雜，具膨脹、收縮、尖滅再現(xiàn)、分叉等現(xiàn)象，呈似層狀、透鏡體、薄板狀產(chǎn)出。礦體整體走向北東東（近60°方位），傾向北西，傾角2°～62°，呈帶狀展布；礦體沿走向最大延伸約2470 m，最大寬度約725 m，最小寬度約84 m，平均約199 m，長寬比為12∶1；礦床工程控制頂板最小埋深96.48 m（ZK1601孔），底板最大埋深831.03 m（ZK2004孔），礦體埋深在96.48～831.03 m之間，標(biāo)高為-89.73～-824.23 m；最小視厚度1.07 m，最大視厚度85.20 m。4 個主礦體鉛鋅礦推斷資源量達(dá)50萬噸以上，為大型規(guī)模。

圖3 西灣鉛鋅礦縱Ⅱ線地質(zhì)剖面圖

礦體以鉛鋅礦為主，部分為單鉛或單鋅礦體，局部含硫鐵礦、重晶石礦；脈石礦物主要為方解石和白云石，產(chǎn)在次火山巖中的礦體脈石礦物主要為斜長石和鉀長石。

礦石構(gòu)造主要有細(xì)脈浸染狀構(gòu)造、脈（網(wǎng)脈）狀構(gòu)造、團(tuán)塊狀構(gòu)造等（圖4）。

圖4 西灣鉛鋅礦礦石手標(biāo)本照片

礦石的結(jié)構(gòu)主要有：自形—半自形晶粒狀結(jié)構(gòu)、浸（溶）蝕結(jié)構(gòu)、乳滴狀結(jié)構(gòu)等（圖5）。

圖5 西灣鉛鋅礦鏡下照片

3 西灣鉛鋅礦與MVT型鉛鋅礦床特征對比

3.1 MVT型鉛鋅礦床基本特征

根據(jù)傳統(tǒng)定義，MVT型鉛鋅礦指賦存于臺地碳酸鹽巖中成因與巖漿活動無關(guān)的淺成后生層狀鉛鋅礦床，是在50°～250°條件下從稠密的盆地鹵水中沉淀形成的（Leach et al.,2005；姚鳳良和孫豐月，2006）。

MVT鉛鋅礦床主要地質(zhì)特征如下：

（1）礦床產(chǎn)于地臺邊緣的沉積盆地中，含礦巖系成帶狀沿盆地邊緣分布，一般都含海相蒸發(fā)巖；

（2）礦床產(chǎn)于一定層位地層中，容礦圍巖為未變質(zhì)的沉積巖，以厚層白云巖為主,次為石灰?guī)r；

（3）礦體大多以開放空隙充填方式形成，具有后生特征，其形成與巖漿活動無直接聯(lián)系；

（4）可發(fā)育層控的、斷層控制以及受喀斯特地形控制的礦體，礦體形態(tài)變化較大，可以為層狀、筒狀、透鏡狀、不規(guī)則狀等；

（5）礦物組合簡單，主要為閃鋅礦、方鉛礦、黃鐵礦、白鐵礦、白云石、方解石和石英，僅在少數(shù)礦床/礦區(qū)發(fā)育重晶石和螢石；

（6）硫化物通常交代碳酸鹽巖或充填開放孔隙空間，組構(gòu)變化較大，礦石由粗粒到細(xì)粒,由塊狀到浸染狀；

（7）最重要的控礦因素為斷層、破碎帶和溶解坍塌角礫巖等；

（8）成礦流體為低溫中高鹽度盆地流體，源自沉積建造水，成礦過程中演化為含礦熱鹵水，溫度一般為50～250 ℃，鹽度 w（NaCleq）一般為10%～30%（Leach et al.,2005；姚鳳良和孫豐月，2006；張長青等，2009）。

3.2 地質(zhì)特征對比

從構(gòu)造背景、賦礦圍巖、巖漿活動的關(guān)系、成礦特征、礦體形態(tài)、礦物組合、礦石組構(gòu)、容礦-控礦構(gòu)造、成礦流體來源等9個方面將西灣鉛鋅礦床和MVT型鉛鋅礦床進(jìn)行對比（表1）。

表1 MVT型鉛鋅礦床與西灣鉛鋅礦床對比表

3.3 比較分析

西灣鉛鋅礦床與MVT型鉛鋅礦床相比，具有如下相同點(diǎn)：

（1）相似的大地構(gòu)造背景，都處于盆地環(huán)境；

（2）容礦圍巖均為碳酸鹽巖；

（3）均為后生成礦，與巖漿活動無直接關(guān)系；

（4）礦體形態(tài)均變化較大，為層狀、透鏡狀、不規(guī)則狀等；

（5）礦物組合均較簡單，礦石礦物主要為方鉛礦、閃鋅礦，脈石礦物主要為白云石、方解石；

續(xù)表1

（6）礦石組構(gòu)特征相似，礦石結(jié)構(gòu)主要為粒狀，礦石構(gòu)造由脈狀到浸染狀；

（7）控礦構(gòu)造主要為斷層、破碎帶以及角礫巖；

（8）成礦流體均為低溫盆地流體。

4 成礦物質(zhì)和流體來源

4.1 成礦物質(zhì)來源

西灣鉛鋅礦床的硫化物分析測試結(jié)果顯示硫化物的硫同位素組成變化范圍在-4.7‰～10.6‰之間，分布的峰值區(qū)間為2‰～6‰。硫同位素組成特征變化范圍大，反應(yīng)其硫源相對復(fù)雜。

西灣鉛鋅礦床方解石脈發(fā)育，通過對17個方解石和3個灰?guī)r樣品進(jìn)行碳氧同位素實(shí)驗(yàn)測試分析，將該礦床方解石和灰?guī)r的δ13CPDB值投至不同成因碳的δ13CPDB組成圖上（圖6），可以看出該礦床的δ13CPDB表現(xiàn)為海相碳酸鹽巖地層特征。

圖6 西灣鉛鋅礦床不同成因碳的δ13CPDB組成圖（據(jù)張燕群，2019）

4.2 成礦流體來源

流體包裹體的液相陰陽離子成分分析表明西灣鉛鋅礦床成礦流體主要為Ca2+-Na+-SO42--Cl-型流體（表2）。通過Na+/（Ca2++Mg2+）比值和Na+/K+比值進(jìn)行Na+/K+-Na+/（Ca2++Mg2+）圖解投點(diǎn)（圖7），有一個方解石的投影點(diǎn)落在盆地?zé)猁u水區(qū)域（張燕群，2019），其它的投影點(diǎn)分布于巖漿熱液成因與盆地?zé)猁u水成因之間，靠近盆地?zé)猁u水的區(qū)域，因此成礦流體沒有巖漿熱液參與，很有可能來自盆地?zé)猁u水，疊加了大氣降水的改造。

圖7 西灣鉛鋅礦床流體成分的Na+/K+-Na+/(Ca2++Mg2+)圖解（張燕群，2019）

表2 西灣鉛鋅礦床流體包裹體液相成分分析表

5 成礦模式分析

西灣鉛鋅礦體主要賦存于三疊系東馬鞍山組角礫狀灰?guī)r地層中，上部次火山巖、龍門院組火山巖和東馬鞍山組下部石膏、硬石膏層中有少量脈狀鉛鋅礦（化）體分布。

西灣地區(qū)東馬鞍山組角礫狀灰?guī)r應(yīng)為原始沉積的灰?guī)r、白云巖地層經(jīng)受兩階段改造后形成，或?yàn)閮煞N成因的角礫狀灰?guī)r（圖8）。第一階段：原始沉積的灰?guī)r、白云巖地層，下部為石膏及硬石膏層，石膏、硬石膏層系蒸發(fā)巖層，當(dāng)其抬升至地下淺部，在地下水的作用下快速溶解流失，致使地下產(chǎn)生空洞，在重力作用下，圍巖及其本身的沉積夾層甚至上覆巖層發(fā)生垮塌、破碎，堆積在一起，灰?guī)r層理被完全破壞，形成人們所稱的膏溶角礫巖的“雛形”，后經(jīng)膠結(jié)形成膏溶垮塌角礫巖，而膏巖層局部隆起為賦礦地層的破碎提供應(yīng)力條件。第二階段：已形成的膏溶角礫巖或角礫狀灰?guī)r在地表淡水作用下，常形成具有一定規(guī)模的溶蝕空間或由很多溶蝕空間相互連接的管系統(tǒng)，西灣地區(qū)巖溶孔洞在石膏、硬石膏層上方規(guī)模較大，溶洞邊部發(fā)育櫛殼狀方解石。

圖8 西灣地區(qū)角礫狀灰?guī)r形成機(jī)制

上部的火山巖及次火山巖蓋層，巖性為粗安斑巖及凝灰?guī)r，孔隙率及活性較低、連通性差，是一個良好的地球化學(xué)障，可阻擋成礦流體向上擴(kuò)散運(yùn)移，將大部分成礦流體限制在東馬鞍山組，僅有少部分成礦流體通過小規(guī)模裂隙運(yùn)移至火山巖及次火山巖中，而東馬鞍山組發(fā)育的角礫狀灰?guī)r，滲透率高、孔隙度大以及連通性好，含礦流體可沿角礫巖帶進(jìn)行流動，流動過程中，因壓力、溫度等條件的改變，從流體中沉淀富集成礦。兩者共同為成礦提供了成礦空間及圈閉條件。

基底斷裂帶是廬樅盆地鉛鋅礦的重要控礦構(gòu)造，已發(fā)現(xiàn)的朱崗鉛鋅礦、岳山鉛鋅礦及新發(fā)現(xiàn)的西灣鉛鋅礦均分布在黃屯-井邊-石門庵-樅陽的北東向成礦帶及其延伸方向上，推測北東向黃屯-樅陽基底斷裂為深部成礦物質(zhì)上升參與地下淺部成礦作用的重要通道。

綜上所述，西灣鉛鋅礦床為受地層、構(gòu)造雙重控制的多金屬礦床。大氣降水等注入火山盆地，溶解了成礦物質(zhì)Pb、Zn等，在火山盆地內(nèi)部形成富含鉛鋅的流體系統(tǒng)，成礦流體沿斷裂運(yùn)移至東馬鞍山組，當(dāng)成礦流體與東馬鞍山組碳酸鹽巖中含H2S流體混合，便導(dǎo)致Pb、Zn硫化物在角礫狀灰?guī)r中富集成礦，形成了西灣鉛鋅礦床（圖9）。

圖9 西灣鉛鋅礦成礦模式圖

6 結(jié)論

（1）西灣鉛鋅礦床的大地構(gòu)造背景、容礦圍巖、后生成礦特征及與巖漿活動的關(guān)系、礦體形態(tài)特征、礦物組合特征、礦石組構(gòu)特征、控礦構(gòu)造特征與MVT型鉛鋅礦床基本相似，初步判定西灣鉛鋅礦床屬于MVT型礦床。

（2）西灣鉛鋅礦床產(chǎn)于廬樅火山巖盆地東北緣，三疊系東馬鞍山組角礫狀灰?guī)r巖石孔（裂）隙發(fā)育，為西灣鉛鋅礦床提供了有利的礦體賦存部位，成礦流體為低溫盆地流體，可能來自盆地?zé)猁u水，疊加了大氣降水的改造。

（3）西灣鉛鋅礦為受地層、構(gòu)造雙重控制的多金屬礦床，控礦地層為三疊系東馬鞍山組，控礦斷裂主要為黃屯-樅陽基底斷裂。