淺析金寨縣汞洞沖鉛鋅礦礦體地質(zhì)特征與成礦

周皓宇

摘要：汞洞沖鉛鋅礦床是桐柏—大別造山帶已知最大的鉛鋅礦床，礦床規(guī)模為中型，礦床內(nèi)圈出工業(yè)礦體一條，含礦圍巖為隱爆角礫巖，該礦床以鉛鋅為主，伴生金。礦體δ34S值變化范圍很窄，在2.5‰～4.5‰之間，總體上，礦區(qū)礦化階段的δ34S值顯示較小的正值。

關(guān)鍵詞：鉛鋅礦；地質(zhì)特征；礦床成因

1.前言

鉛鋅是我國的優(yōu)勢資源，但是隨著我國經(jīng)濟(jì)的發(fā)展鉛鋅資源跟不上現(xiàn)代化建設(shè)進(jìn)程，所以迫切的需要尋找新的鉛鋅礦床。前人對我國的鉛鋅礦特征以及礦床成因做了大量的研究工作，并進(jìn)行了分類。我國比較出名的鉛鋅礦有蘭坪鉛鋅礦、會(huì)澤鉛鋅礦、凡口鉛鋅礦等，汞洞沖鉛鋅礦床地處安徽省大別山北麓，產(chǎn)于北西向的金寨—鮮花嶺構(gòu)造巖漿巖帶內(nèi)，海拔高程150m～550m之間，總體屬于低山區(qū)。南部為響洪甸水庫，中部為薄刀嶺山脊，北部是熬藥尖山峰，研究區(qū)內(nèi)分布有山間盆地。

2.區(qū)域地質(zhì)特征

區(qū)內(nèi)地層簡單，主要為新元古界—下古生界佛子嶺巖群淺變質(zhì)巖系。該區(qū)大地構(gòu)造位置屬北淮陽構(gòu)造帶的東段，金寨斷裂帶的北側(cè)，區(qū)內(nèi)的基底構(gòu)造單元及新生代盆地大致經(jīng)歷了褶皺變形、拆離滑覆及脆性斷裂三大構(gòu)造演化階段。區(qū)內(nèi)巖漿活動(dòng)強(qiáng)烈，除礦區(qū)北部外圍分布的早白堊紀(jì)火山巖外，還廣泛發(fā)育侵入巖。侵入巖主要是中性淺成—超淺成巖體，分布于跌馬石、孫沖、石門沖、東沖等處，巖體的長軸方向?yàn)榻媳毕颍帢?gòu)造位置為北西向和北東向斷裂交匯處。在礦區(qū)西北出露有鮑沖巖體，巖性主要是閃長巖—石英閃長巖花崗閃長巖組合。

汞洞沖鉛鋅礦床是桐柏—大別造山帶已知的最大鉛鋅礦床，礦床規(guī)模為中型。區(qū)內(nèi)出露地層主要為佛子嶺巖群組佛庵巖組白云石英片巖。外圍出露的巖漿巖主要為燕山晚期中酸性淺成侵入體，按侵入先后次序有閃長巖—二長斑巖—正長巖。礦區(qū)西南側(cè)為北西向金寨斷裂，區(qū)域上稱之為龜梅斷裂，該超殼斷裂活動(dòng)期次多，加里東期以及印支期為韌性剪切變形，形成一系列韌性剪切帶和層間剪切帶，結(jié)構(gòu)面表現(xiàn)為壓性、壓扭性質(zhì)，燕山期為產(chǎn)狀近于陡立的張性斷裂帶，控制北淮陽地區(qū)燕山期火山盆地和侵入巖區(qū)的分布，是區(qū)內(nèi)重要導(dǎo)巖構(gòu)造，從西向東，已發(fā)現(xiàn)有老灣金礦、銀洞溝金礦、劉山崖銅鋅礦、天目山鉬礦、母山鉬礦、皇城山銀多金屬礦、銀水寺鉛鋅礦、汞洞沖鉛鋅礦，因此該斷裂也是北淮陽成礦亞帶導(dǎo)巖導(dǎo)礦構(gòu)造帶。礦區(qū)內(nèi)發(fā)育多條北東向—北西脆性小斷裂，從角礫巖體向外呈放射狀分布，表現(xiàn)為張性、張扭性質(zhì)。區(qū)域上，這兩組構(gòu)造交匯部位常有中—淺成閃長巖巖珠—巖枝侵位。除斷裂構(gòu)造外，汞洞沖鉛鋅礦床最主要的控礦構(gòu)造是隱爆角礫巖筒構(gòu)造。

3.礦床地質(zhì)特征

汞洞沖鉛鋅礦床到目前為止僅發(fā)現(xiàn)達(dá)到工業(yè)指標(biāo)的礦體一條，其富存于隱爆角礫巖筒內(nèi)部，鉛鋅儲(chǔ)量為中型，該礦床以鉛鋅為主，伴生金，后者氧化帶富集后可形成獨(dú)立礦體。礦體長約100多m，寬8m～34m，其形態(tài)、產(chǎn)狀嚴(yán)格受角礫巖體控制，走向北東，傾向北西，傾角較陡，局部地區(qū)向南西側(cè)伏，工程控制角礫巖筒最大斜深大于770m。整個(gè)角礫巖體呈筒狀，橫切面呈橢圓狀、縱切面呈近于直立的柱狀，圍巖為白云石英片巖，兩者接觸界面清晰。此外，在部分地塹式坍塌的斷層角礫巖中還發(fā)育有多期硅化—黃鐵礦化蝕變作用，反應(yīng)深部流體房在氣爆作用之后仍有一定的活動(dòng)性。在角礫巖筒內(nèi)常見少量直立的微小裂隙，可能與該類蝕變相對應(yīng)。

礦石的礦物組分：金屬礦物主要為方鉛礦、閃鋅礦，少量黃銅礦等；脈石礦物主要為石英、方解石。礦石以中—粗粒它形、半自形粒狀結(jié)構(gòu)為主，次為包含結(jié)構(gòu)；浸染狀、脈狀及團(tuán)塊狀構(gòu)造為主，表現(xiàn)為一套較低溫的蝕變礦物組合。其中鉛鋅礦化主要與硅化、綠泥石化密切相關(guān)。

4.硫同位素研究

在熱液礦床中硫化物的硫同位素組成是由成礦溶液總硫同位素組成、氧逸度（fO2）、pH、離子強(qiáng)度和溫度的相關(guān)函數(shù)。熱液硫化物的硫同位素組成取決于其源區(qū)的δ34S成礦流體演化過程中的物理?xiàng)l件。

針對汞洞沖礦床礦化期次中的主要金屬硫化物進(jìn)行了硫同位素的分析，樣品取自圍巖角礫之間膠結(jié)物中的硫化物礦物。測試結(jié)果以CDT為標(biāo)準(zhǔn)，見表1。

由表可知，汞洞沖礦床成礦期主要硫化物的δ34S值變化范圍很窄，在2.5‰～4.5‰之間，總體上，礦區(qū)礦化階段的δ34S值顯示較小的正值，說明礦區(qū)硫的來源主要為深源，很有可能是巖漿成因。

5.礦床成因分析

通過成礦地質(zhì)特征及穩(wěn)定同位素分析等，可以看出汞洞沖鉛鋅礦的形成與深部巖漿熱液活動(dòng)密不可分。

流體包裹體研究結(jié)果表明，與絹云母化硅化有關(guān)的流體為中高溫、較高鹽度流體，而與石英—多金屬硫化物—碳酸鹽階段有關(guān)的流體為中溫、低鹽度、貧CO2流體。隨著成礦作用的進(jìn)行，成礦溫度和鹽度均有從高降低的趨勢。包裹體中水的氫氧同位素結(jié)果顯示，成礦流體主要來自于巖漿水，并在石英—多金屬硫化物—碳酸鹽階段有部分大氣降水的加入。方解石的碳氧同位素結(jié)果也表明，成礦流體中的碳可能來自深部巖漿，并有與沉積巖混染作用的存在。礦石中主要硫化物的S同位素組成也顯示了主要以深源S為主的特征，并有地層S的貢獻(xiàn)。

汞洞沖含礦角礫巖本身即為鉛鋅礦體，鉛鋅成礦與角礫膠結(jié)物同期形成，因此該礦床為一熱液角礫巖型礦床，先存斷裂和熱液活動(dòng)是角礫巖形成的主要機(jī)制。成礦流體可能來自深部巖漿活動(dòng)，早期成礦流體具有高溫、較高鹽度的特征，液壓致裂和隱爆作用造成壓力快速降低和流體沸騰，形成高鹽度液相和低鹽氣相。前人的研究表明，Pb2+和Zn2+在高溫度、高酸度和高鹽度的流體環(huán)境中易與Cl-結(jié)合形成穩(wěn)定絡(luò)合物，汞洞沖成礦過程石英—黃鐵礦—絹云母階段所發(fā)生的沸騰作用，使得Pb、Zn可以在高鹽度的流體進(jìn)一步富集，并以氯的絡(luò)合物形式存在。

隱爆作用發(fā)生后，成礦進(jìn)入到石英—多金屬硫化物—碳酸鹽階段。由于隱爆作用的發(fā)生，除中心地帶形成角礫巖外，周邊較大范圍內(nèi)形成了放射狀裂隙和相關(guān)斷裂，同時(shí)流體的溫度、壓力也必將迅速降低，形成相對低溫的負(fù)壓空間，這樣將導(dǎo)致圍巖中的大氣水快速加入導(dǎo)致流體鹽度和溫度降低，隱爆作用的另外一個(gè)效果是在迅速擴(kuò)容的過程中導(dǎo)致流體汽化、散逸，使得流體Cl-、HCO3-大量減少，造成Pb2+和Zn2+等金屬的沉淀。

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