雪峰山西麓震旦系碳酸鹽巖容礦型鉛鋅礦床控礦因素探討

鄭平，楊柳＊，徐怡然，尹萍，JASMI Hafiz Abdul Aziz

（1.湖南工程職業(yè)技術(shù)學院，長沙 410151； 2. 馬來西亞大學理學院地質(zhì)系，馬來西亞 吉隆坡 50603）

在揚子地臺東緣，震旦系因雪峰構(gòu)造帶的隆起剝蝕，斷續(xù)出露于湖南、貴州及廣西北部，并伴有大量鉛鋅成礦。這些鉛鋅礦多受雪峰弧形構(gòu)造帶西側(cè)加里東及印支期形成的NNE向褶皺體系控制，空間上均賦存于褶皺軸部及兩翼虛脫部，或是次級構(gòu)造衍生的裂隙內(nèi)，展現(xiàn)了與褶皺構(gòu)造之間的密切空間關(guān)系[1]。本文在總結(jié)該區(qū)典型礦床成礦地質(zhì)特征的基礎(chǔ)上，結(jié)合區(qū)域地質(zhì)背景，探討震旦系鉛鋅礦床的控礦因素，以期為本區(qū)震旦系鉛鋅成礦研究及鉛鋅資源潛力評估提供新的信息。

1 區(qū)域地質(zhì)背景

雪峰山構(gòu)造帶位于揚子地臺東緣。該構(gòu)造帶總體呈一NW向凸出的弧形隆起，由北至南依次縱跨鄂、湘、黔、桂四省。該區(qū)先后歷經(jīng)大陸裂解、拼合及后期的多次板內(nèi)構(gòu)造事件。

中元古代末期，因揚子-華夏聯(lián)合陸塊的裂解，本區(qū)處于拉張環(huán)境，進入南華大裂谷階段。震旦紀至中寒武世時期，裂谷活動逐漸結(jié)束，本區(qū)處于被動大陸邊緣，沉積作用由陸源碎屑向碳酸鹽沉積過渡。直至早奧陶世，本區(qū)沉積了廣闊的碳酸鹽臺地。中奧陶紀至志留紀，本區(qū)由裂谷構(gòu)造向前陸盆地轉(zhuǎn)化，并繼續(xù)接受沉積。至志留紀晚期，本區(qū)結(jié)束前陸盆地階段，于泥盆紀逐漸轉(zhuǎn)變?yōu)殛懕砗Ｅ?。至中三疊世后，本區(qū)開始整體抬升進入海退階段，并與晚三疊世進入陸相盆地階段。中侏羅世后，早燕山運動，本區(qū)處于陸內(nèi)擠壓變形階段，隨之隆起并開始了長期風化剝蝕過程。

本區(qū)歷經(jīng)多期構(gòu)造變形作用，構(gòu)造體系復雜。在雪峰山隆起演化過程中，武陵運動、加里東運動及印支-燕山運動，使得本區(qū)冷家溪群基底、板溪-志留系及泥盆系-三疊系地層內(nèi)褶皺構(gòu)造極為發(fā)育。這些多期褶皺先后疊加，與區(qū)域印支期NNE及NE向斷裂體系一起構(gòu)成了本區(qū)的構(gòu)造格架。

本區(qū)巖漿巖活動相對較弱，以元古代零星基性超基性巖巖脈為主。

2 典型礦床地質(zhì)特征

2.1 湖南沅陵董家河鉛鋅礦

湘西董家河鉛鋅礦位于湖南省懷化市沅陵縣筲箕灣鎮(zhèn)境內(nèi)董家河背斜北東段。礦區(qū)范圍內(nèi)出露地層有新元古代板溪群、南華系南沱組、震旦系（下統(tǒng)陡山沱組及上統(tǒng)燈影組）、寒武系和第四系[3]。礦區(qū)主要構(gòu)造為董家河背斜，該背斜軸向北東60°。該背斜在礦區(qū)內(nèi)軸面傾向南東，呈斜歪背斜。北西翼較陡（50°～70°），南東翼較緩（30°～50°），向北東端略有傾伏。

董家河鉛鋅礦礦體賦存于震旦系陡山沱組下段底部白云巖中，賦礦圍巖為陡山沱組下段微晶白云巖。鉛鋅礦化多見于董家河背斜的軸部及兩翼層間破碎帶及層間滑動面或節(jié)理帶內(nèi)，黃鐵礦、閃鋅礦鋅及方鉛礦三種礦化產(chǎn)出緊密“共生”，以脈狀、團塊狀、透鏡狀沿著白云巖層間裂隙及層間滑動面交代充填，形成三種礦化共生的“綜合”礦體。

礦區(qū)內(nèi)目前已圈出10個礦體，多呈似層狀近東西向發(fā)育于背斜軸部和兩翼。礦體嚴格受地層控制，產(chǎn)狀（走向、傾向）與地層產(chǎn)狀基本一致，變化較小（圖1）。受董家河背斜兩翼產(chǎn)狀控制，北西翼一般為50°～70°，局部較陡近直立；南東翼一般為30°～50°。礦區(qū)主礦體延展規(guī)模大，沿走向長達1600m，最大控制斜深470m。礦層厚度為0.81m～5.51m，平均厚1.39m，Zn+Pb平均品位＞2.76%。

圖1 董家河鉛鋅礦剖面示意圖（據(jù)文獻[1]修改）

2.2 貴州天柱云洞鉛鋅礦

云洞鉛鋅礦位于貴州省天柱縣北部，是近年來該區(qū)新探獲的大型鉛鋅礦床。礦區(qū)范圍內(nèi)出露地層有青白口系、南華系上統(tǒng)南沱組、震旦系下統(tǒng)陡山沱組、震旦系上統(tǒng)留茶坡組、寒武系下統(tǒng)木昌組及寒武系中統(tǒng)敖溪組[2]。礦區(qū)主要構(gòu)造為北東走向的云洞寬緩背斜。該背斜在礦區(qū)內(nèi)軸線為北東40°左右。核部出露地層為南沱組，兩翼則為震旦系及寒武系。兩翼產(chǎn)狀近似對稱，傾角較緩，多在30°左右。

云洞鉛鋅礦礦體賦存于震旦系陡山沱組下段底部白云巖巖性段中。該巖性段由下至上依次為細晶白云巖、硅質(zhì)白云巖、泥質(zhì)白云巖、炭質(zhì)頁巖和粉砂巖。賦礦圍巖主要為白云巖，粉砂巖中亦有少量礦體發(fā)育。礦化類型以閃鋅礦化為主，偶見方鉛礦礦化。

由于云洞寬緩背斜軸部剝蝕嚴重，礦區(qū)內(nèi)目前已圈出3個主要礦體均位于背斜兩翼。礦體呈層狀、似層狀及透鏡狀產(chǎn)出，嚴格受地層控制，產(chǎn)狀（走向、傾向）均與兩翼地層產(chǎn)狀一致（圖2）。礦區(qū)主礦體為Ⅰ號礦體及Ⅱ號礦體。前者位于白云巖巖性段底部細晶白云巖中，礦體連續(xù)好，規(guī)模較大，沿走向長達1000m，傾向延深的平面寬度通常在600m～1200m范圍內(nèi)。礦層厚度為0.65m～5.60m，平均厚度2.18m，Zn+Pb平均品位＞2.61%。

圖2 云洞鉛鋅礦剖面示意圖（據(jù)文獻[2]）

Ⅱ號礦體位于白云巖巖性段中段硅化白云巖中，礦體呈層狀及透鏡狀產(chǎn)出，沿走向長達500m，傾向延深的平面寬度通常在200m～400m范圍內(nèi)。礦層厚度為0.65m～5.60m，平均厚度2.38m，Zn+Pb平均品位＞2.12%。

2.3 廣西三江老堡鉛鋅礦

老堡鉛鋅礦位于廣西省三江縣西南部。該區(qū)隸屬廣西最大鉛鋅成礦帶即北山-老廠鉛鋅礦帶。帶內(nèi)鉛鋅礦通常產(chǎn)于泥盆系東西向構(gòu)造帶內(nèi)。而老堡鉛鋅礦則是該成礦帶首次在震旦系內(nèi)探獲的鉛鋅礦，資源遠景已達到大型規(guī)模。

礦區(qū)范圍內(nèi)出露地層有震旦系下統(tǒng)黎家坡組、震旦系下統(tǒng)陡山沱組、震旦系上統(tǒng)老堡組、寒武系下統(tǒng)清溪組[1]。區(qū)域構(gòu)造以加里東期及印支-燕山期NNE向褶皺系最為顯著。在礦區(qū)內(nèi)主要為次級老堡復式向斜。該向斜走向為北北東20°～25°左右，含兩個次級向斜及一個次級背斜，形成一個走向延伸近70km、寬約7km左右的復式褶皺。該向斜在礦區(qū)內(nèi)核部出露地層為寒武系清溪組，兩側(cè)為震旦系地層。兩翼傾角約在40°左右。核部出露地層為南沱組，兩翼則為震旦系及寒武系。兩翼產(chǎn)狀近似對稱，傾角略陡，多在40°～50°左右。

老堡鉛鋅礦礦體分別賦存于震旦系下統(tǒng)陡山沱組及上統(tǒng)老堡組中。陡山沱組由下至上依次為泥巖、白云巖及含炭泥巖三個巖性段，鉛鋅礦化在該組賦存于中部白云巖巖性段中，賦礦圍巖為微晶白云巖。老堡組巖性單一，為薄-中層狀硅質(zhì)巖。該組地層層間構(gòu)造帶發(fā)育，可見有3～4層鉛鋅礦化呈透鏡狀或似層狀產(chǎn)出。

鉛鋅礦化多見于老堡向斜的層間破碎帶、滑動虛脫部或節(jié)理帶內(nèi)。閃鋅礦化、方鉛礦及部分黃鐵礦化，沿著白云巖層間裂隙及層間滑動虛脫面，或是硅質(zhì)巖的碎裂系統(tǒng)內(nèi)交代充填，形成以脈狀、細脈狀、條帶狀、角礫狀、塊狀及浸染狀硫化物礦石。

礦區(qū)內(nèi)目前已圈出11個礦體，多呈似層狀近東西向發(fā)育于向斜兩翼。礦體嚴格受地層控制，產(chǎn)狀（走向、傾向）與地層產(chǎn)狀基本一致，變化較小（圖3）。礦區(qū)主礦體Ⅰ號礦體沿向斜走向上控制約1250m，最大控制斜深110m。礦層厚度為1.02m～6.70m，平均厚1.47m，Zn+Pb平均品位＞1.87%。

圖3 老堡鉛鋅礦剖面示意圖（據(jù)文獻[3]）

3 控礦因素分析

揚子地臺周緣幾乎均有震旦系出露，并伴有規(guī)模不一的鉛鋅礦化。前人普遍認為地臺周緣碳酸鹽巖地層內(nèi)廣泛發(fā)育的白云巖是區(qū)域上鉛鋅成礦的主要控制因素。但在廣西三江縣老堡鉛鋅礦，除了震旦系陡山沱組白云巖層外，在上統(tǒng)老堡組硅質(zhì)巖層內(nèi)亦有大量礦體發(fā)育。這些礦體賦存于硅質(zhì)巖層因褶皺導致的脆性斷裂系統(tǒng)內(nèi)，形成以網(wǎng)脈狀、角礫狀及團塊狀為主的鉛鋅礦化?？梢娂幢銢]有白云巖，成礦熱液亦可在構(gòu)造作用提供的斷裂體系內(nèi)卸載成礦。

通常而言，前人多強調(diào)地層巖性甚至是巖相古地理對本區(qū)鉛鋅成礦的控制。但雪峰山構(gòu)造帶由南至北，縱跨數(shù)省，桂北地區(qū)與湘西地區(qū)沉積地層序列顯示震旦系時期南北各段所處的沉積環(huán)境并不相同。但老堡鉛鋅礦與董家河鉛鋅相同的控礦類型，顯示構(gòu)造因素是震旦系鉛鋅成礦過程中的重要控制因素。

通常認為白云巖因更弱的抗壓抗剪能力，對區(qū)域構(gòu)造應力的響應更為強烈，衍生的斷裂系統(tǒng)更為發(fā)育。尤其是在白云巖結(jié)晶程度更為發(fā)育的層位，粗晶白云石馬鞍狀彎曲的晶面，可使得白云巖對區(qū)域應力的響應更為顯著。可見對于震旦系鉛鋅礦而言，是區(qū)域構(gòu)造作用選擇了脆硬型的白云巖層為成礦提供了有利的賦存空間。

由于白云巖對構(gòu)造作用的高效響應，鉛鋅成礦與褶皺構(gòu)造的密切關(guān)系，在雪峰弧形構(gòu)造帶北段湘西鉛鋅成礦帶內(nèi)表現(xiàn)的更為密切。該成礦帶內(nèi)除了震旦系鉛鋅礦礦床外，花垣、塔洛、保靖及鳳凰等鉛鋅礦田內(nèi)寒武系及奧陶系內(nèi)的鉛鋅也幾乎均發(fā)育于褶皺體系內(nèi)。

4 結(jié)論

雪峰山構(gòu)造帶西側(cè)震旦系內(nèi)發(fā)育有多個碳酸鹽巖容礦型鉛鋅礦，礦體多發(fā)育于褶皺層級虛脫部及其衍生的斷裂系統(tǒng)內(nèi)。礦體的空間分布特點顯示褶皺構(gòu)造主導了震旦系碳酸鹽巖容礦型鉛鋅礦的就位成礦，是該區(qū)鉛鋅成礦的重要控礦因素之一。