青銅溝汞銻礦床成礦地質(zhì)條件分析及深部找礦方向討論

任 軻，王育龍，付 渝

（陜西地礦第一地質(zhì)隊(duì)有限公司，陜西 安康 725000）

1 區(qū)域及礦區(qū)地質(zhì)背景

本區(qū)位于秦嶺褶皺系南秦嶺印支褶皺帶東段，區(qū)域構(gòu)造復(fù)雜、褶皺形態(tài)多樣；斷裂構(gòu)造發(fā)育，構(gòu)造多呈線狀分布。青銅溝汞銻礦床分布在南秦嶺印支褶皺帶東段上古生代——三疊紀(jì)坳陷區(qū)-山（陽）-柞（水）-旬（陽）泥盆紀(jì)沉積盆地南部、區(qū)域性仁河－松山復(fù)式背斜與南羊山斷層的復(fù)合部位。

2 礦體地質(zhì)特征

2.1 礦體及分布特征

青銅溝汞銻礦床已發(fā)現(xiàn)29個(gè)汞銻礦體和81個(gè)汞銻盲礦體；礦床的汞銻礦體主要分布在大青銅溝腦的朝陽寨、王家溝、小青銅溝腦的鷹嘴石-鐵山寨三地段，又以朝陽寨、王家溝地段所構(gòu)成的“金三角地區(qū)”汞銻礦體分布集中、汞銻礦石質(zhì)量好、礦體規(guī)模大?！敖鹑堑貐^(qū)”雖然面積僅0.14平方公里，卻韻藏了全礦床85%以上的汞銻資源量。礦床的賦礦層位為下泥盆統(tǒng)公館組第一巖性段（D1g1）的結(jié)晶白云巖；礦石類型有單汞型的硫化物礦石及以汞為主、汞銻共生的汞銻硫化物礦石兩種，又以汞銻硫化物礦石為主要礦石類型。

2.2 蝕變及種類

礦床內(nèi)圍巖蝕變有硅化、碳酸鹽化，重晶石化、角礫化，褪色化等。其表現(xiàn)形式是含礦熱水溶液沿?cái)嗔哑扑閹нw移、充填過程中各類脈體（單一的或多種脈石組合體）的穿插及對(duì)斷裂破碎帶圍巖的滲透及與圍巖的成分交代所發(fā)生的物質(zhì)成分的代出與代入，致使斷裂帶邊緣巖石的結(jié)構(gòu)、構(gòu)造發(fā)生變化及顏色的改變等。以強(qiáng)烈的硅化蝕變與汞銻礦化關(guān)系密切。

2.3 礦石類型、結(jié)構(gòu)構(gòu)造及組分

礦石為原生礦石。根據(jù)礦石中有用礦物組分相對(duì)含量，可進(jìn)一步分為單汞硫化物礦石、汞銻硫化物礦石、銻汞硫化物礦石。礦石構(gòu)造類型有浸染狀構(gòu)造（包括稀疏浸染狀構(gòu)造、稠密浸染狀構(gòu)造、細(xì)脈浸染狀構(gòu)造）、脈狀構(gòu)造、條帶狀構(gòu)造、塊狀構(gòu)造、星（點(diǎn)）散狀構(gòu)造、角礫狀構(gòu)造等。

礦石主要有用礦物以辰砂為主，次為輝銻礦。脈石礦物以石英為主，其次為白云石、重晶石、方解石，局部含少量發(fā)螢光的白云石。另外，微量礦物有黃鐵礦、磁黃鐵礦，偶爾見有黑辰砂、閃鋅礦、方鉛礦、黃銅礦、銅蘭、銀黝銅礦及褐鐵礦、紅銻礦、銻華等。

2.4 礦床成因

根據(jù)礦床汞銻礦體的產(chǎn)出嚴(yán)格受下泥盆統(tǒng)公館組下部（D1g1）白云巖、北東向、北西向、南北向次級(jí)陡傾斜斷層等多種因素控制、汞銻礦形成于印支-燕山運(yùn)動(dòng)時(shí)期、北東向構(gòu)造應(yīng)力場是成礦的重要條件、結(jié)合圍巖蝕變、礦物組合、同位素測試值顯示汞銻成礦物質(zhì)可能來源于殼幔深部混溶流體等資料分析，并參考我們近五十年對(duì)我國及世界汞銻礦產(chǎn)的對(duì)比、分析、研究，認(rèn)定青銅溝汞銻礦床礦床成因類型屬層控?cái)嗔研偷蜏責(zé)嵋旱V床。

2.5 富集規(guī)律

青銅溝礦床的分布和礦化富集是在南北向及北東向構(gòu)造應(yīng)力的長期作用下，區(qū)域性F3壓扭性斷層及其兩側(cè)次級(jí)斜、橫向斷裂的形成、演化、發(fā)展，為來自殼幔深部的含礦流體提供了遷移、富集、沉淀的空間，下泥盆統(tǒng)公館組下部（D1g1）白云巖性脆易碎、易破裂，容易為礦液貯存提供場所。受斷層、白云巖雙重因素的控制，斷裂構(gòu)造和含礦地層的組合是形成礦床的必要條件。

3 成礦地質(zhì)條件分析

3.1 汞銻礦產(chǎn)的分布與地層

礦區(qū)汞銻礦體、盲礦體均分布于公館組地層中，主要分布于公館組下巖性段D1g1地層的白云巖中，在其中、上部D1g2、D1g3巖性段局部雖有含礦構(gòu)造或小盲礦體分布，但其規(guī)模遠(yuǎn)遠(yuǎn)不如下巖性段。域地層內(nèi)泥盆系地層以及公館組地層Hg、Sb元素豐度較高，其Hg、Sb豐度分別為地殼（或褶皺區(qū)）豐度的3.2~3.6倍及2.4~3倍（見表1）。

表1 區(qū)域地層成礦元素豐度

3.2 汞銻礦產(chǎn)與巖性

公館組為一套以白云巖為主的碳酸鹽巖石。D1g1為白云巖，底部夾粘土質(zhì)白云巖。D1g2為含砂粘土質(zhì)白云巖、千枚巖和白云巖。D1g3為粘土質(zhì)白云巖、白云巖與泥灰?guī)r、千枚巖互層。礦床及礦體主要分布于公館組下部D1g1白云巖巖石分布地段；經(jīng)物性測定白云巖抗壓、抗剪斷強(qiáng)度大于粘土質(zhì)白云巖，抗拉強(qiáng)度及內(nèi)磨擦角小于粘土質(zhì)白云巖，這些數(shù)據(jù)表明，在同一應(yīng)力作用下，白云巖屬脆性巖石，不易產(chǎn)生變形，易于產(chǎn)生破裂和斷裂，形成有利的容礦空間；粘土質(zhì)白云巖屬揉性巖石，不易產(chǎn)生破裂，形成有利的封閉條件。

3.3 汞銻礦產(chǎn)與構(gòu)造

礦床特征表明，礦床的分布與成礦受構(gòu)造和地層巖性雙重因素的控制，斷裂構(gòu)造是礦床成礦和礦化富集的主導(dǎo)因素。

青銅溝礦床的空間分布和礦化的產(chǎn)生，除受有利的地層、巖性因素控制外，受多級(jí)別斷裂構(gòu)造控制是礦床形成的重要條件。青銅溝礦床主要受F3（二級(jí)斷裂構(gòu)造）壓扭斷層及其兩側(cè)次級(jí)斜、橫向斷裂構(gòu)造（四、五級(jí)斷裂構(gòu)造）的控制，褶皺對(duì)成礦的控制作用不如斷裂明顯。汞銻礦體沿?cái)嗔逊植嫉囊?guī)律及斷裂分布規(guī)律的一致性特別明顯。

3.4 關(guān)于成礦物質(zhì)來源的問題

成礦物質(zhì)主要系指組成辰砂、輝銻礦的Hg、Sb、S和脈石礦物白云石、方解石等碳的來源，已獲同位素及其它相關(guān)資料表明成礦物質(zhì)具有多來源的特征。其依據(jù)為。

3.4.1 地層中汞銻元素的豐度值

公館組地層Hg、Sb豐度較高。地層為礦床的形成可能提供部分汞銻金屬元素及其它成礦物質(zhì)來源。各類巖石含汞量統(tǒng)計(jì)表受構(gòu)造、地層控制。

主要有熱液裂隙充填型或沉積－改造型汞銻、金、鉛鋅、銅、重晶石等礦產(chǎn)。區(qū)域地層成礦元素豐度見表2。寒武系下統(tǒng)Hg、Sb、Au、Pb、Zn、Cu、Ag及志留系上統(tǒng)Hg、Sb、Au等成礦元素豐度較高，多為地殼（或褶皺區(qū)）豐度的數(shù)倍、數(shù)十倍，有的為百余倍；泥盆系以及公館組Hg、Sb元素豐度較高，其Hg、Sb豐度分別為地殼（或褶皺區(qū)）豐度的3.2~3.6倍及2.4~3倍。3.4.2 同位素特征

（1）鉛同位素：礦床3個(gè)含礦體5件輝銻礦中微量鉛同位素測定，輝銻礦顯示了高度均一的鉛同位素組成，206Pb/204Pb18.3706~18.643，207Pb/204Pb15.5717~15.633，208Pb/204Pb37.992~38.557，具正常普通鉛特征，模式年齡為105.1Ma（Doe值）、101.5Ma（Stacer值），輝銻礦中的微量鉛屬燕山期產(chǎn)物。

根據(jù)Zartman的鉛構(gòu)造模式，輝銻礦鉛落入島孤鉛的范圍，礦床中鉛的源區(qū)屬殼幔混合的造山帶。據(jù)此可排除礦石鉛來源于地層以及主要由地層提供金屬成礦物質(zhì)的可能性。

（2）硫同位素：對(duì)礦床4個(gè)含礦體18件辰砂、11件輝銻礦、2件黃鐵礦及1件地層黃鐵礦硫同位素樣品測定值統(tǒng)計(jì)，硫同位素組成分布范圍窄，除1件辰砂δ34S為10.37‰外，其余皆為＜10%的正值。辰砂δ34S均值為7.44‰~8.56‰。輝銻礦δ34S均值為5.95‰~7.97‰。這種分布范圍很小的硫同位素組成，表明了硫源均一。根據(jù)共生礦物對(duì)平衡分餾原理，解得成礦流體δ34S∑S為8.13‰，與地層黃鐵礦的δ34S的6.11‰相近，據(jù)此認(rèn)為成礦流體的硫主要和地層硫化物及硫酸鹽的溶解有關(guān)。

鉛、硫同位素值表明，礦區(qū)存在二種不同的流體，一種攜帶有深源鉛；一種攜帶著地層中的硫，它們?cè)谝欢A段互相混合。

（3）碳、氧、氫同位素：地層白云巖2件樣品δ13C值基本為零（－0.1~0.3‰）,δ18O值為26.8‰~27.8‰,與reizer（1976）報(bào)導(dǎo)泥盆紀(jì)白云巖碳、氧同位素組成一致。3件與成礦有關(guān)的方解石、白云巖樣品δ13C為－1.0‰~－8.1‰、δ18O值為16.8‰~24.6‰，低于白云巖值。

辰砂、輝銻礦、石英和方解石流體包裹體的δD值為－52‰~－110‰，變化較大，這意味著有多種來源水的混合。

3.5 成礦溫度

礦石中與辰砂、輝銻礦緊密伴生的石英流體包裹體，氣液比多＜5%，少數(shù)為6%，均一溫度為108℃~254.2℃，大多數(shù)集中在130℃~254.2℃，與辰砂相伴生的石英均一溫度為108℃~224.7℃，而多數(shù)在130℃~224.7℃,與輝銻礦相伴生的石英均一溫度為196℃~254.2℃。辰砂爆裂溫度150℃~225℃,輝銻礦爆裂溫度225℃~258℃，最有利的成礦溫度在130℃~230℃間。

3.6 成礦時(shí)期

礦區(qū)基本構(gòu)造格架是在印支－燕山兩構(gòu)造運(yùn)動(dòng)期間形成的，含礦體均賦存于印支－燕山期斷裂中，經(jīng)輝銻礦中微量鉛的測定，模式年齡為105.1Ma（Doe值）、101.5Ma（Stacey），表明礦床的形成經(jīng)由泥盆紀(jì)－燕山期的演化，主要成礦時(shí)期為燕山期。

4 成礦機(jī)制設(shè)想

依據(jù)陜南公館-迴龍汞銻礦帶中公館、青銅溝等汞銻礦床地質(zhì)特征的研究,反映出青銅溝汞銻礦床的成礦主要是與地殼內(nèi)部構(gòu)造運(yùn)動(dòng)中的斷裂活動(dòng)密切相關(guān),而表生聚汞作用不明顯。經(jīng)對(duì)資料分析,青銅溝汞礦的成礦作用與深斷裂依附性較強(qiáng),與地殼深部或上地幔物質(zhì)密切相關(guān)。從而提出青銅溝礦床汞礦的成礦作用屬沿深斷裂導(dǎo)流向上遷移的含汞（絡(luò)合物）熱水流體,在地殼上部適當(dāng)有利的地方（合適的巖性，流體遷移、儲(chǔ)留空間，適宜的物理、化學(xué)條件）沉積、成礦的地質(zhì)作用。

5 礦床成礦規(guī)律分析

（1）礦床成礦地質(zhì)特征表明青銅溝汞銻礦床成礦受斷裂構(gòu)造和地層、巖性雙重因素的控制，褶皺構(gòu)造的形成，促使已經(jīng)成巖的脆性白云巖類巖石更易斷裂、形成含礦熱水溶液遷移、沉淀、富集、儲(chǔ)存的空間；斷裂是礦床成礦和礦化富集的主導(dǎo)因素，斜、橫向斷裂與容礦層白云巖的結(jié)合是礦床成礦的必要條件。

（2）在有利地層、巖性因素制約下，礦床、礦化集中地段、礦體、盲礦體分布主要受青銅溝背斜北翼F3主干斷層及兩側(cè)次級(jí)斜、橫向斷裂的控制，F(xiàn)3主干斷裂控制著礦床的分布范圍，其兩側(cè)次級(jí)斜、橫向斷裂控制著礦體、盲礦體的分布及形態(tài)，礦體、盲礦體主要沿北東向（扭性兼張性）和近南北向（張性，張扭性）以及近東西向（壓性、壓扭性）斷裂分布?？氐V斷裂沿走向的彎曲、沿傾向的起伏及主、支斷裂交匯處是礦化富集和汞銻礦體賦存的最佳部位。

（3）礦床均分布于下泥盆統(tǒng)公館組地層中，礦化富集主要與公館組巖石組合特征及物理、化學(xué)性質(zhì)關(guān)系密切。礦體、盲礦體主要分布在公館組下部（D1g12、D1g14）巖性段白云巖中，下泥盆統(tǒng)公館組上部地層D1g2－1、D1g2－2中雖有汞銻礦化體、礦體分布，但規(guī)模小、汞銻品位、厚度遠(yuǎn)遠(yuǎn)不及下部巖性段內(nèi)的汞銻礦體。

（4）礦床圍巖蝕變以硅化蝕變?yōu)橹?，次為白云石化、方解石化、重晶石化及角礫化、褪色化，以強(qiáng)硅化蝕變與汞銻礦化關(guān)系最為密切。

6 結(jié)語

因時(shí)間倉促，本文只是對(duì)我隊(duì)幾代地質(zhì)工作者礦區(qū)辛勤勞動(dòng)成果的初淺分析，謬誤之處敬望批評(píng)、指正！