柴北緣錫鐵山鉛鋅礦床噴流通道口的識別及其對礦床成因和找礦勘查的指示

王海豐， 韓鳳彬， 陳正樂，3， 馮志興， 李正明，展衛(wèi)露， 陳柏林， 江 萬， 石永紅，劉 博， 李季霖， 譚人文

(1.西部礦業(yè)股份有限公司，青海 西寧 810001； 2.中國地質(zhì)科學(xué)院地質(zhì)力學(xué)研究所 自然資源部古地磁與古構(gòu)造重建重點實驗室，北京 100081；3.東華理工大學(xué) 核資源與環(huán)境國家重點實驗室，江西 南昌 330013)

錫鐵山鉛鋅礦位于柴達(dá)木盆地北緣，為大型的鉛鋅礦床。前人已經(jīng)從巖石地球化學(xué)、流體包裹體、穩(wěn)定同位素等多方面開展了成礦構(gòu)造背景、構(gòu)造控礦特征、成礦模式、找礦模型等方面的研究工作(杜光輝等，1982；鄔介人，1985；張志堅等，1994；袁奎榮等，1996；馮佐海等，1997；汪勁草等，2000；鄧達(dá)文等，2003；祝新友等，2006；吳冠斌等，2010；孫華山等，2012；李鵬等，2019；馮志興等，2020)，取得了豐碩的成果，為礦山企業(yè)的持續(xù)開發(fā)和找礦戰(zhàn)略提供了依據(jù)。然而，對于礦床成因仍存在一些爭議(吳昌志等，2008；祝新友等，2010a，2010b；付建剛等，2014，2015；Li et al.，2015；Sun et al., 2017；Fu et al.，2017)，前人分別提出了遠(yuǎn)程低溫?zé)嵋盒?、火山沉積-變質(zhì)型、層控型(杜光輝等，1982)、后成中溫?zé)嵋盒?牛躍齡，1984)以及火山噴氣-沉積熱液疊加改造型(鄔介人，1985)、噴氣沉積礦床型(鄧吉牛，1999；王莉娟等，2008，2009)、噴流沉積(SEDEX)型礦床疊加后期熱液改造“錫鐵山式SEDEX型鉛鋅礦床”(張德全等，2005)，及其VSHMS型礦床(馮志興等，2010；付建剛等，2016)等成因模式。目前，多數(shù)觀點認(rèn)為錫鐵山礦床與海底噴流成礦(SEDEX-VMS)有關(guān)。

在2019年度的野外實地調(diào)查工作中，筆者在錫鐵山的地表、井下坑道發(fā)現(xiàn)了一些獨特的地質(zhì)構(gòu)造現(xiàn)象，經(jīng)野外詳細(xì)的觀測和分析，結(jié)合室內(nèi)的綜合對比研究，認(rèn)為這些構(gòu)造應(yīng)屬于原生的沉積構(gòu)造，對礦床的成因和下一步找礦勘查都具有良好的指示意義。

1 錫鐵山礦區(qū)地質(zhì)概況

錫鐵山鉛鋅礦為柴北緣地區(qū)目前已經(jīng)發(fā)現(xiàn)的資源量最大的鉛鋅礦床(杜光輝等，1982；張德全等，2005)，如圖1a所示，形成于原特提斯洋早古生代期間的洋殼俯沖-碰撞-閉合期間(馮志興等，2010；付建剛等，2015)。

礦區(qū)出露的地層主要包括：下元古界的達(dá)肯大坂群、上奧陶統(tǒng)灘間山群、上泥盆統(tǒng)阿木尼克組、下石炭統(tǒng)城墻溝組、新近系干柴溝組以及第四系等(青海省地礦局，1991；趙鳳清等，2003；黃志偉等，2013；劉陽等，2020；陳擎等，2020)，如圖1b所示。達(dá)肯大坂群普遍具有強(qiáng)烈的混合巖化現(xiàn)象，與上覆地層為不整合-斷層接觸關(guān)系。上奧陶統(tǒng)灘間山群為一套區(qū)域變質(zhì)程度中等的綠片巖系，原巖為一套淺海相基性-酸性火山噴發(fā)熔巖、火山碎屑巖夾正常碎屑巖及少量碳酸鹽巖，為原特提斯洋俯沖、消減、碰撞、閉合過程中的產(chǎn)物，被泥盆系不整合覆蓋。根據(jù)火山噴發(fā)-沉積環(huán)境、巖性的差異，灘間山群可進(jìn)一步劃分為a、b、c和d等4個巖性段，其中a和d巖性段又可分別劃分為2個(a-1和a-2)和4個(d-1、d-2、d-3和d-4)巖性亞段。灘間山群的a-2亞段屬于正常沉積巖段，為礦區(qū)主要含礦層位；b段為中基性火山-碎屑巖組合，為礦區(qū)的次要含礦層位。目前在灘間山群的c和d段中都沒有找到礦體(王惠初等，2003；樊俊昌等，2006；李峰等，2006，2007；高曉峰等，2011；付建剛等，2014)。上泥盆統(tǒng)阿木尼克組為暗紫紅色復(fù)成分礫巖、紫紅色復(fù)成分細(xì)礫巖以及含礫砂巖夾砂巖透鏡體組成。下石炭統(tǒng)城墻溝組上部由黃褐色、雜色粉細(xì)砂巖夾砂鮞狀灰?guī)r、生物碎屑灰?guī)r組成；下部由紫紅色、黃色長石石英砂巖，細(xì)砂巖，粉砂巖夾含礫砂巖，礫巖組成，底部分布了一層黃褐色底礫巖。新近系干柴溝組主要為磚紅色、黃褐色砂巖，含礫砂巖及礫巖。

錫鐵山礦區(qū)構(gòu)造變形強(qiáng)烈，褶皺、斷裂構(gòu)造發(fā)育(圖1b；郭進(jìn)京，2000；馮志興等，2020)。前人對于礦區(qū)的褶皺構(gòu)造現(xiàn)象爭議較大(祝新友等，2006；孫華山等，2012)。馮志興等(2020)通過詳細(xì)的野外剖面觀察，認(rèn)為礦區(qū)總體上為單斜層，不發(fā)育大型的褶皺構(gòu)造，但是層內(nèi)褶皺發(fā)育，可以分為A型和B型兩類。汪勁草等(2000)認(rèn)為灘間山群已不具備原生地層特征，而是一個先期產(chǎn)生了橫向構(gòu)造置換，而后又疊加有復(fù)雜“豆莢狀”倒轉(zhuǎn)向斜的構(gòu)造片巖。

礦區(qū)的斷裂構(gòu)造主要分為兩組：即NW和NE走向(圖1b)。NW走向斷裂規(guī)模大，延伸遠(yuǎn)，對礦體的形成和改造作用較大。根據(jù)馮志興等(2020)分析，認(rèn)為礦區(qū)北側(cè)NW走向的F1斷層早期為韌性剪切變形，之后疊加疊瓦逆沖推覆，致使礦體和賦礦地質(zhì)體局部發(fā)生倒轉(zhuǎn)，并改造了早期礦體的形態(tài)；走向NW的F2斷層為左行走滑-逆沖，導(dǎo)致了礦區(qū)不同時代地質(zhì)體的拼合；F3斷層也為NW走向，具有左行走滑性質(zhì)，在其南東方向末端發(fā)育的多條分支正斷層，改造了中間溝—斷層溝一帶構(gòu)造樣式，并導(dǎo)致了礦體的錯移。礦區(qū)NE向斷裂地貌特征明顯，表現(xiàn)為NE向的溝谷(圖1b)，一般延伸短，規(guī)模較小，以左行平移為主，局部具正斷層性質(zhì)，往往錯斷礦體，主要為成礦后的構(gòu)造。但也有觀點認(rèn)為，NE向斷裂是在早期橫張構(gòu)造基礎(chǔ)上發(fā)育起來的(付建剛等，2016)，具有近似等距展布的特征。

在錫鐵山礦區(qū)，除局部在達(dá)肯大坂群中的斜長角閃巖脈和少數(shù)印支期的閃長巖脈外(圖1b)，地表和深部坑道中，皆未見其他侵入巖。

圖1 錫鐵山鉛鋅礦礦區(qū)地質(zhì)構(gòu)造簡圖(1)魏俊浩,趙少卿,趙志新,等，2015.青海省大柴旦錫鐵山鉛鋅礦區(qū)成礦地質(zhì)條件對比綜合研究及靶區(qū)預(yù)測[R].Fig.1 Simplified geological and structural map of the Xitieshan Pb-Zn deposita.構(gòu)造位置圖：b.礦區(qū)地質(zhì)簡圖；1.第四系；2.新近系干柴溝組；3.石炭系城墻溝組；4.泥盆系阿木尼克組；5.灘間山群d段；6.灘間山群c段；7.灘間山群b段；8.灘間山群a段第二巖性段；9.灘間山群a段第一巖性段；10.達(dá)肯大坂群；11.閃長巖；12.斜長角閃巖脈；13.礦體；14.大理巖；15.正斷層與逆斷層；16.勘探線位置及編號；17.地表噴流通道口的位置；18.推測的原始橫張斷層位置

2 噴流通道口特征

在錫鐵山礦區(qū)的地表、井下坑道和鉆孔巖芯中，都發(fā)現(xiàn)了一些特殊的地質(zhì)構(gòu)造現(xiàn)象，推測為噴流通道口。

2.1 無名溝溝頂

該點位于無名溝溝頂?shù)臑╅g山群a-1和a-2段分界處(圖1b中的A處)，總體位于a-2段下部層位。

在灘間山群a-1巖性段與a-2巖性段接觸界線處，a-1為大理巖和片巖互層。可見其中一處大理巖與片巖發(fā)育不規(guī)則、無規(guī)律的揉皺、角礫構(gòu)造，兩種巖性層的條帶交雜在一起，揉麻花似的，如同一團(tuán)粥。往a-2方向延伸，在a-2的白云質(zhì)大理巖和片巖中，可見大量的白云質(zhì)大理巖角礫發(fā)育，產(chǎn)于炭質(zhì)片巖、白云巖之中；白云質(zhì)大理巖層與片巖層都發(fā)生強(qiáng)烈的變形，發(fā)育不規(guī)則、無規(guī)律的揉皺，兩者攪和在一起(圖2)。在其旁側(cè)的炭質(zhì)片巖內(nèi)，發(fā)育黑色礦化蝕變，主要發(fā)育Fe-Mn-Zn礦化，呈網(wǎng)脈狀、脈狀、層狀，經(jīng)野外現(xiàn)場手持礦石分析儀分析，Zn含量為0.5%～1.0%。該點下部地層，即a-2的底部巖石野外定名為炭質(zhì)片巖，室內(nèi)薄片鑒定為白云石化片巖。

圖2 無名溝“噴流通道口”野外照片F(xiàn)ig.2 Field photos showing the "spray-vent" in the WuminggouA.噴口野外照片；B.XT68處片巖強(qiáng)烈揉皺，夾有大理巖角礫；C.片巖和大理巖團(tuán)塊變形強(qiáng)烈；D.片巖變形強(qiáng)烈，大理巖呈團(tuán)塊；E. Mn-Zn礦化；F.大理巖團(tuán)塊與片巖的變形；G.噴口近照；H.大理巖與片巖強(qiáng)烈變形

通過對該點的特殊地層構(gòu)造進(jìn)行野外追索，發(fā)現(xiàn)該處強(qiáng)烈揉皺的地層向四周并無延伸，沿走向延伸不超過10 m，只是局部發(fā)育，排除了區(qū)域褶皺構(gòu)造的疊加影響，表明這是原生的沉積構(gòu)造。在該點的a-2上部炭質(zhì)片巖中，發(fā)育了厚大的鉛鋅礦體(圖1b)。

2.2 中間溝

該點在中間溝灘間山群a-2段底部，于a-1分界處邊上(圖1b中的B處，圖3)，也發(fā)現(xiàn)一些疑似噴流通道口的現(xiàn)象。在強(qiáng)烈揉皺的a-2段片巖(炭質(zhì)片巖和鈣質(zhì)片巖)內(nèi)，發(fā)育礫徑不等的白云質(zhì)大理巖角礫(圖3A)，礫徑最大可達(dá)8 m，其附近地層亦發(fā)生強(qiáng)烈的揉皺變形，且區(qū)域無延伸，上下不連續(xù)，僅僅局部發(fā)育。同時在炭質(zhì)片巖內(nèi)，可見細(xì)脈狀Fe-Zn-Mn礦化(圖3B)。

圖3 中間溝的“噴流通道口”野外照片F(xiàn)ig.3 Field photos showing the "spray-vent" in the ZhongjiangouA.強(qiáng)烈揉皺的片巖，夾有白云質(zhì)大理巖角礫；B.白云質(zhì)大理巖旁側(cè)發(fā)育Fe-Mn-Zn礦化

2.3 斷層溝

該點在斷層溝東側(cè)，在灘間山群a-2巖性段內(nèi)，于a-1分界處邊上(圖1b中的C處和圖4)。該處的炭質(zhì)片巖、鈣質(zhì)片巖內(nèi)，可見黑色脈狀、網(wǎng)脈狀Fe-Mn-Zn礦化(圖4A、B、E、F、G)，同時發(fā)育網(wǎng)脈狀硅質(zhì)細(xì)脈、石英脈等，組成交叉網(wǎng)絡(luò)狀(圖4C、D、E)。此外，疑似噴流通道口的現(xiàn)象在錫鐵山溝、紅柳溝靠近錫鐵山溝一帶也有發(fā)現(xiàn)(圖1b中的E處)。

圖4 斷層溝溝口“噴流通道口”照片F(xiàn)ig.4 Field photos showing the "spray-vent" in the DuancenggouA,B.噴口的Fe-Mn-Zn礦化；C,D.網(wǎng)脈狀硅質(zhì)脈(石英脈)；E.網(wǎng)脈狀石英脈與Fe-Mn-Zn礦化；F.礦化地表露頭；G.Fe-Mn-Zn礦化

2.4 井下2 501 m中段

2 501 m水平中段的22線北穿的東壁，在灰?guī)r與碎屑巖接觸部位，也發(fā)現(xiàn)了一個類似的現(xiàn)象(圖5)。在傾向SW的大理巖中，發(fā)育方解石-閃鋅礦紋層，向SW凸起，其寬度從NE到SW由薄變厚；其NE側(cè)發(fā)育一構(gòu)造破碎帶，紋層并未穿過該破碎帶，因而呈近半圓狀，其圓心處為塊狀閃鋅礦和自形方解石。在剖面上，可見由碳酸鹽巖和硫化物組成的同心環(huán)帶構(gòu)造，環(huán)帶的核部充填自形結(jié)晶的方解石、鐵白云石和菱鐵礦；硫化物從中心到邊緣，每個環(huán)帶內(nèi)的硫化物由閃鋅礦逐漸變?yōu)殚W鋅礦+方鉛礦+磁黃鐵礦+黃鐵礦，指示了成礦時的溫度逐漸降低；中部到邊緣、中部到環(huán)帶中心硫化物礦物粒度逐漸變粗，相鄰環(huán)帶之間的距離逐漸變大；在旁側(cè)發(fā)育封閉的同心圓環(huán)帶(側(cè)切剖面)，指示了該處地層構(gòu)造形態(tài)可能為蘑菇狀；同時還有一個類似破口管道的現(xiàn)象，切割了原始的環(huán)帶構(gòu)造，其內(nèi)充填閃鋅礦，導(dǎo)致硫化物(主要為閃鋅礦)逃逸到了外圍。

該處垂直投影到地表，與無名溝地表所發(fā)現(xiàn)的“噴流通道口”位置非常相近。圖5左下角示意了該現(xiàn)象的可能成因為成礦物質(zhì)脈動式噴流而出，與海水交代形成環(huán)帶。

圖5 2 501 m水平22線北川東壁發(fā)現(xiàn)的小型“噴流通道口”Fig.5 Field photos showing the "spray-vent" in northern part of the Prospecting Line 22, the underground tunnel at 2 501m above sea levelCal.方解石；Sid.菱鐵礦；Rho.菱錳礦；Pyr.磁黃鐵礦；Ga.方鉛礦；Sp.閃鋅礦；Ank.鐵白云石；左下角示意了該現(xiàn)象的可能成因為成礦物質(zhì)脈動式噴流而出，與海水交代形成環(huán)帶

2.5 鉆孔巖芯的角礫和條帶切割構(gòu)造

在鉆孔巖芯和坑道內(nèi)，排除一些斷裂構(gòu)造帶內(nèi)見到的構(gòu)造角礫外，還可見到兩種類型的角礫，即礦石型角礫和石英角礫。

(1)石英角礫一般發(fā)育在大理巖型礦體之中，角礫成分主要為石英等硅質(zhì)，膠結(jié)物為成礦物質(zhì)，包括閃鋅礦、方鉛礦和黃鐵礦-磁黃鐵礦等，角礫呈棱角狀，大小不一，直徑可達(dá)1～2 cm(圖6A)；

(2)礦石型角礫也主要發(fā)育在大理巖型礦體之中，角礫主要由方鉛礦、閃鋅礦、(磁)黃鐵礦等礦石組成，角礫大小不一，最大可達(dá)3 cm，角礫中的硫化物往往呈自形晶，方鉛礦解理發(fā)育，局部角礫的棱角被磨圓，總體呈棱角狀-次棱角狀，膠結(jié)物為白云石(圖6B，C)。

此外，在含礦的圍巖片巖內(nèi)，同樣可見一些角礫(圖6D至H)，角礫成分較為復(fù)雜，但是普遍以與圍巖成分類似的綠片巖為主，如ZK104003-1孔91 m處，可見綠片巖角礫呈棱角狀，其膠結(jié)物和圍巖及其角礫成分基本一致(圖6D)，但也有一些角礫與圍巖成分不一致，ZK104005-1孔97 m和105 m處，可見到多成分的角礫，包括大部分的綠片巖、砂巖，偶爾可以見到碧玉巖(或者鐵白云石)等角礫(圖6E至H)。

對于上述這些角礫，其成因可能較為復(fù)雜，如大理巖型礦體中的石英巖角礫(成礦物質(zhì)為膠結(jié)物)可能屬于后生的構(gòu)造疊加成因，應(yīng)為礦體受到后期構(gòu)造破壞后形成的構(gòu)造角礫。對于閃鋅礦+方鉛礦等作為主要角礫成分，白云石為膠結(jié)物的這種礦石型角礫，推測有兩種可能：其一是形成于原生噴流通道口附近，早期噴流形成的礦石被打碎，被后期成礦流體膠結(jié)(祝新友等，2010a)；其二，則可能是白云石為成礦早階段交代的產(chǎn)物，膠結(jié)了成礦流體中自形結(jié)晶出來的硫化物。由于噴流通道口持續(xù)的噴流作用，導(dǎo)致了早期形成的礦石被打碎或者磨圓，呈棱角狀-次棱角狀，局部發(fā)育次圓狀礦石，從而形成這種以硫化物為角礫、白云石為膠結(jié)物的礦石。這種含礦圍巖中出現(xiàn)的角礫并不普遍，僅僅在局部地段發(fā)育，不屬于后期構(gòu)造活動形成的構(gòu)造角礫巖，推測可能代表了強(qiáng)烈的水動力條件，為類似同沉積角礫，可能與噴流通道口附近的強(qiáng)水動力條件密切相關(guān)。在鉆孔巖芯中，可見方鉛礦+閃鋅礦+(磁)黃鐵礦組成的條帶構(gòu)造，其內(nèi)發(fā)育向上凸起的“乳泡”構(gòu)造，并被晚期泥巖條帶所切割(圖6H，I)，也表明了該處水動力條件較為強(qiáng)烈。

值得注意的是，觀測發(fā)現(xiàn)的這些代表強(qiáng)水動力條件角礫構(gòu)造發(fā)育的位置，除在礦石堆中發(fā)育所見的現(xiàn)象(圖6A，B)無法復(fù)原其原始位置外，其他的點大都處于中間溝一帶的深部位置(大約在勘探線03至07線位置)。

圖6 礦石及其圍巖中角礫-條帶構(gòu)造特征Fig.6 Sluice-brecciated and banded structures in ore bodies and hosted rocksA,B.地表礦石堆中的角礫狀礦石；C.ZK44003-23鉆孔180 m處的礦石角礫；D.ZK104003-1鉆孔91 m處圍巖中的角礫；E,F,G.ZK104005-1鉆孔105 m,97 m和110 m處的角礫；H.ZK104003-1孔礦體條帶及其被晚期切割的泥巖條帶，表明強(qiáng)烈的后期水動力環(huán)境；I.ZK104003-1孔淺部礦體條帶內(nèi)向上凸起的“乳泡”構(gòu)造；Sp.閃鋅礦；Ga.方鉛礦；Py.黃鐵礦；Pyr.磁黃鐵礦

3 討論

3.1 噴流通道口的確認(rèn)及其對比分析

野外發(fā)現(xiàn)的這些現(xiàn)象，尤其是在無名溝的麻花狀揉皺、2 501 m水平22線北川的半圓形環(huán)帶及其沉積角礫構(gòu)造，與后期構(gòu)造變形形成的構(gòu)造透鏡體、褶皺構(gòu)造或者構(gòu)造角礫不一樣，沒有規(guī)律性，無法用變形構(gòu)造解釋。推測上述這些構(gòu)造應(yīng)歸屬于原生構(gòu)造，表明形成時具有很大的水動力條件，并伴隨有成礦物質(zhì)的參與，可能為成礦流體上升、噴出地表(或海底)而造成附近的巖層強(qiáng)烈擾動，代表了一種成礦流體噴出地表(或者海底)的通道。該通道為成礦提供了物質(zhì)來源，是成礦熱液運移或者排泄的通道口，故稱之為“噴流通道口”。

“黑煙囪”是在海底富含硫化物的高溫?zé)嵋夯顒訁^(qū)，因熱液噴出時形似“黑煙”而得名，最早是1978年由美國的“阿爾文號”載人潛艇在東太平洋洋中的軸部發(fā)現(xiàn)的。1979年又在同一地點2 610～1 650 m的海底熔巖上，發(fā)現(xiàn)了數(shù)十個冒著黑色和白色煙霧的“煙囪”，約350 ℃的含礦熱液從煙囪中噴出，與周圍海水混合后，產(chǎn)生沉淀變?yōu)椤昂跓煛保恋砦镏饕纱劈S鐵礦、黃鐵礦、閃鋅礦和銅-鐵硫化物組成(Rona, 1986)。隨后幾十年的海底探索，揭示出在現(xiàn)代新生大洋的海底洋中脊、弧后盆地擴(kuò)張中心等區(qū)域(張鋒等，2013)，沿裂隙下滲的海水在地殼深部加熱升溫，溶解了周圍巖石中多種金屬元素后，又沿著裂隙對流上升并噴發(fā)出海底，形成濃密的“黑煙”。當(dāng)富含成礦物質(zhì)的噴發(fā)熱液與周圍的海水混合后，由于物理化學(xué)條件的變化，金屬成礦物質(zhì)在噴溢口周圍連續(xù)沉淀并不斷加高，形成煙囪狀(李江海等，2004)?！昂跓焽琛蓖?jīng)不住海水的不斷沖擊而垮塌，形成了海底“黑煙囪”堆積物。這些堆積物常見有樹枝狀、噴口、管道等構(gòu)造現(xiàn)象。在堆積物的晶體之間常見孔洞，并包含有巖石角礫結(jié)構(gòu)，在“黑煙囪”之下的海底巖石中常發(fā)育網(wǎng)脈狀構(gòu)造等(Rona et al.，1993；牛向龍等，2004；李志國等，2007)。

在愛爾蘭石炭紀(jì)(約360 Ma)塊狀硫化物礦床中，保存了完好的古海底“黑煙囪”構(gòu)造，里面保存的硫化物顯示出良好的同心狀礦物分帶，通道構(gòu)造被充填(Larter et al.，1981；Boyce et al.，1983)。南烏拉爾泥盆紀(jì)-奧陶紀(jì)塊狀硫化物礦床內(nèi)，已識別出1 500多個小型“黑煙囪”(Herrington et al.，1998)，其中志留紀(jì)塊狀硫化物的“黑煙囪”直徑為2～3 cm，顯示3種同心狀礦物分帶，外壁由黃鐵礦和白鐵礦組成，層紋狀、膠狀構(gòu)造及孔洞構(gòu)造發(fā)育。黃鐵礦可形成蜂巢狀構(gòu)造，并被重晶石、閃鋅礦及磁黃銅礦充填，樹枝狀構(gòu)造由內(nèi)向外生長。內(nèi)壁主要是黃銅礦，并向內(nèi)生長，通道中央被閃鋅礦、黃鐵礦、黃銅礦、硅質(zhì)及重晶石充填。中圈主要由黃鐵礦、黃銅礦組成，閃鋅礦呈細(xì)脈或充填物出現(xiàn)?，F(xiàn)代噴口具有一些典型結(jié)構(gòu)構(gòu)造，如“黑煙囪”礦物同心狀分帶及特征礦石構(gòu)造(樹枝狀構(gòu)造、孔洞構(gòu)造、膠體構(gòu)造、通道構(gòu)造)等。它們是海底硫化物成礦過程的直接證據(jù)，記錄成礦流體運移、冷卻、海水混合、礦物沉淀結(jié)晶、堆積、垮塌、交代重結(jié)晶等復(fù)雜過程(李江海等，2004)。

錫鐵山的“噴流通道口”與現(xiàn)今在烏拉爾海底發(fā)育的塊狀硫化物礦床中發(fā)現(xiàn)的古生代噴流口(“黑煙囪”管道)既有類似之處，也存在差異(German et al.，1996；侯增謙等，1997；Glasby et al.，2003；林文洲，2000；Solomon et al.，2004；牛向龍等，2004，2005；李江海等，2004；李志國等，2007；Andrew et al.，2015；Cann et al.，2015；Stewart et al.，2016)。錫鐵山礦區(qū)的噴流通道口，部分特征與古海底“黑煙囪”較為類似，都具有同心環(huán)帶、礦物分帶和礦區(qū)粒度的變化等；但不同于現(xiàn)今海底所見的“黑煙囪”，或者烏拉爾古生代塊狀硫化物礦床中倒塌的“黑煙囪”。

這些為成礦提供物質(zhì)來源、成礦熱液運移或者排泄的通道口，即“噴流通道口”的發(fā)現(xiàn)，可以進(jìn)一步為與海底噴流(VSHMS)有關(guān)礦床提供了新的證據(jù)。

3.2 噴流通道口展布規(guī)律

在SEDEX-VMS型礦床內(nèi)，控制裂谷-裂陷發(fā)育的同生斷層及其配套的橫張斷層對成礦起著重要的制約作用(Glasby et al.，2003；張鋒等，2013)。前人研究表明，現(xiàn)今海底噴流口(“黑煙囪”等)主要受控于海底的擴(kuò)張斷裂，呈帶狀展布，但噴口并不是沿斷裂帶都有發(fā)育，而是呈有一定的規(guī)律性，與次級斷裂、橫張斷裂密切相關(guān)(Glasby et al.，2003；張鋒等，2013)。筆者推測在原始的裂谷盆地內(nèi)，垂直原生的同生(沉積)斷裂，發(fā)育了一些次級的橫張斷裂(呈近似等距展布，也垂直原始的陸塊邊界)。沿同生斷裂上升的成礦熱液，進(jìn)入到裂谷盆地后，沿著次級橫張斷裂遷移，并在一些與次級的同沉積斷裂交匯部位，或者合適的地球化學(xué)障處，噴流出海底，進(jìn)入盆地；同時與圍巖發(fā)生交代蝕變，或者進(jìn)入到海底鹵水盆地，沉淀而成礦。

本次野外發(fā)現(xiàn)的“噴流通道口”位置，在空間上多出現(xiàn)在灘間山群a-1段與a-2段接觸帶附近，且具有一定的等距間隔式分布特點。鐘永生等(2018)根據(jù)蝕變特征、礫石成分、礦石結(jié)構(gòu)構(gòu)造(角礫)等，在錫鐵山礦區(qū)識別出來多個海底噴流管道相，認(rèn)為在錫鐵山溝、無名溝和中間溝存在管道噴流相，而且這3個位置很可能與海底噴流沉積期間發(fā)育的橫張斷裂構(gòu)造位置吻合，與湯靜如(2006)圈定的噴流中心也大體一致。后者的依據(jù)是礦體中花斑狀構(gòu)造中硫化物的粒度，認(rèn)為硫化物的粒度較大，代表了交代型礦床，是硫化物交代大理巖的結(jié)果。

在錫鐵山礦區(qū)，控制原型盆地的同生斷層應(yīng)該與本區(qū)主要礦體展布的方向一致，為NW走向的陡立斷層，但由于后期強(qiáng)烈的構(gòu)造改造，同生斷層在后期構(gòu)造中受到何種程度地改造，難以判斷。雖然祝新友等(2010b)根據(jù)鈉長巖的展布規(guī)律，認(rèn)為F2斷層可能就是同生斷層；但根據(jù)本次野外觀測，認(rèn)為F2為截切灘間山群的后期斷層(馮志興等，2020)。根據(jù)礦區(qū)斷裂構(gòu)造的發(fā)育和現(xiàn)今地貌特征，原生的橫張斷裂在礦區(qū)可能有4～5條，總體呈NE走向，與現(xiàn)今地表的幾條溝谷大致相對應(yīng)(圖1)。前人認(rèn)為錫鐵山礦區(qū)的噴流-沉積系統(tǒng)的噴流口并非單一的點狀噴口，而極有可能存在與區(qū)域主斷裂方向一致的線狀噴流口①。本次工作發(fā)現(xiàn)的地質(zhì)現(xiàn)象結(jié)合鐘永生等(2018)的噴流管道相和湯靜如(2006)的噴流沉積中心，推測有可能是一些次級的噴流通道口，受控于盆地內(nèi)一些次級橫張斷裂。這些次級的噴流通道口發(fā)育在橫張斷裂與盆地內(nèi)主控或者次一級的同生斷層交匯處(圖7)。與海相火山活動密切相關(guān)的海底成礦熱液，沿著同生斷層與橫張斷裂交匯部位上升，在噴出之前，與圍巖發(fā)生交代蝕變，噴出海底后，進(jìn)入到碎屑巖中，發(fā)生沉淀而成礦。離噴口越近，成礦物質(zhì)來源越多，成礦條件越好；并由于斷裂構(gòu)造的發(fā)育，存在較好的流體運移通道，早期沉積的巖石易于破碎，從而形成碎裂的礦石角礫或者硅質(zhì)角礫。因此，這些噴流通道口位置，是有利于厚大礦體的聚集場所(圖7)，也是尋找富大礦體的重點部位，如錫鐵山溝、無名溝及其中間溝附近。據(jù)此推測裂谷內(nèi)發(fā)育同生斷層和次級同生斷層，在與次級橫張斷層交匯部位上發(fā)育小型的噴流通道口，控制了礦體的產(chǎn)出。

圖7 錫鐵山礦區(qū)噴流通道口與橫張斷層發(fā)育關(guān)系示意圖Fig.7 Sketch map showing the relationship between the primary spray-vents and syn-genetic and transverse faults in the Xitieshan deposit

4 結(jié)論

(1)在錫鐵山地表和井下，發(fā)現(xiàn)了一些特殊的、強(qiáng)水動力條件下的沉積構(gòu)造，推測為原生海底成礦熱液活動的跡象。

(2)通過與現(xiàn)代海底噴口、古生代海底“黑煙囪”構(gòu)造對比分析，認(rèn)為錫鐵山地區(qū)的這些沉積構(gòu)造也具有海底噴流的特征，推測為成礦物質(zhì)從深部沿斷裂構(gòu)造上升與海水相互作用的發(fā)育位置，代表了成礦物質(zhì)的噴流通道口，并具有等間距特征。

(3)噴流通道口的發(fā)現(xiàn)進(jìn)一步為礦床與海底噴流沉積(VSHMS)有關(guān)的成因提供了新的證據(jù)，也指示了富大礦體的有利賦存位置。