湖南省桃源縣花香坪礦區(qū)鉛鋅礦成礦條件初探

摘要要：湖南桃源縣花香坪鉛鋅礦為低溫熱液型鉛鋅礦，以閃鋅礦為主，兼有方鉛礦。鉛鋅礦體受層位和構造雙重控制，主要控礦層位為震旦系下統(tǒng)陡山沱組硅質(zhì)白云巖；礦體形態(tài)受構造的影響，變化較大，主要為脈狀、透鏡狀和似層狀。本文從成礦溫度、成礦物質(zhì)條件、成礦物質(zhì)的聚集與礦體形成三個方面分析了花香坪鉛鋅礦成礦條件，與MVT型鉛鋅礦相似，提出該礦床為MVT型鉛鋅礦。

關鍵詞：花香坪；鉛鋅礦；成礦條件；MVT

1 地質(zhì)概況

花香坪鉛鋅礦位于湖南省常德市境內(nèi)。礦區(qū)出露地層為晚元古界板溪群馬底驛組灰綠色砂質(zhì)條紋狀板巖，五強溪組灰白、灰色砂質(zhì)板巖，震旦系南沱組含礫砂巖，陡山沱組雜色頁巖、硅質(zhì)白云巖，燈影組炭質(zhì)頁巖、硅質(zhì)巖，以及白堊系紅塵。該區(qū)位于Ⅱ級大地構造單元江南臺隆西北側與Ⅱ級大地構造單元上揚子臺褶帶的交接地帶，元古界地層為本區(qū)最老地層，分布面積較小，最發(fā)育的地層為中、新生界的白堊系和第三系紅色巖系，次為古生界地層，主要分布在礦區(qū)北側，構造線以NEE向為主，并有向北東收斂、向南西撒開的（太平橋）帚狀構造伴生。斷裂構造為本區(qū)的熱液礦床的產(chǎn)生創(chuàng)造了有利的條件。該區(qū)主要的褶皺構造有天星堰—泥頭山背斜，該背斜構成了本區(qū)的褶皺構造骨架。背斜軸部為中元古界板溪群五強溪組，兩翼分別為震旦系下統(tǒng)和上統(tǒng)以及下古生界寒武系下統(tǒng)。礦區(qū)內(nèi)未見巖漿活動，但熱液活動普遍，區(qū)內(nèi)普遍發(fā)育與鉛、鋅礦化有關的重晶石、石英脈。

2 礦床地質(zhì)特征

2.1 礦體形態(tài)及產(chǎn)狀

花香坪鉛鋅礦現(xiàn)探明的鉛鋅礦體受層位和構造雙重控制，寒武系陡山沱組硅質(zhì)白云巖為主要賦礦層位，礦區(qū)內(nèi)主要構造有天星堰—泥頭山背斜，北東向宋家灣—張家灣—木林堉大斷裂，礦體產(chǎn)狀主要受這兩個構造控制，礦體位于背斜南東翼，傾向東南，傾角50°左右。礦體主要為似層狀、透鏡狀和脈狀。似層狀礦體產(chǎn)狀跟圍巖一致。脈狀礦體大多穿層產(chǎn)出，部分順層產(chǎn)出。主要賦礦層位是寒武系陡山沱組硅質(zhì)白云巖，礦體受構造影響，呈不連續(xù)產(chǎn)出。

2.2 礦體的頂?shù)装?/p>

礦體頂板為震旦系上統(tǒng)燈影組炭質(zhì)頁巖，黑色、隱晶質(zhì)結構、塊狀構造、性脆、污手、頁理發(fā)育。該層大多以直接頂板的形式與下層陡山沱組硅質(zhì)白云巖整合接觸，部分地區(qū)中間夾了一層硅質(zhì)巖。底板為震旦系下統(tǒng)南沱組含礫砂巖，與含礦層整合接觸。南沱組含礫砂巖中局部見黃鐵礦化，經(jīng)采樣分析，其中鉛鋅含量較少，不具備開采意義。

2.3 礦物特征

礦物成分較簡單，礦石礦物以黃鐵礦、閃鋅礦為主，其次為方鉛礦；脈石礦物主要為重晶石、石英，方解石較少。礦體多與重晶石、黃鐵礦共伴生。黃鐵礦：銅黃色、金屬光澤，多呈星點狀和團塊狀產(chǎn)出。閃鋅礦：半透明、棕紅色、粒度較粗、自形—半自形，多呈脈狀及浸染狀產(chǎn)出。方鉛礦：鉛灰色、分布不均勻，呈脈狀或集合體產(chǎn)出。重晶石：白色、自形—半自形晶簇狀延裂隙充填。石英：無色—白色、多延裂隙充填，較寬裂隙和溶蝕孔洞中自形程度較好，結晶較大較完整。方解石：白色—乳白色、半自形—它形、呈脈狀充填在裂隙中，較為少見。

2.4 圍巖蝕變

本礦床與硅化白云巖有關，灰白色白云質(zhì)巖石往往就是礦體所在。近礦圍巖蝕變有碎裂化、硅化、重晶石化、黃鐵礦化等，地瀝青也與鉛鋅礦成礦密切相關，這些蝕變都是本地區(qū)鉛鋅礦找礦的直接標志。

3 成礦條件初探

花香坪鉛鋅礦特征與MVT鉛鋅礦特征相吻合。礦床產(chǎn)于穩(wěn)定地臺或淺水碳酸鹽中，特別是白云巖；成礦區(qū)域內(nèi)缺少火成巖；礦床顯示后生特征，硫化物滲透交代于碳酸鹽先存孔隙中；礦床礦物組成比較簡單，主要礦石礦物為方鉛礦、閃鋅礦、黃鐵礦，常見重晶石、螢石；成礦溫度范圍80—200℃，含礦流體高鹽度，容礦巖石中具有干酪根或瀝青形式出現(xiàn)的有機質(zhì)。

3.1 成礦溫度

鉛鋅礦的成礦溫度區(qū)間非常大，從中溫—低溫都能成礦，溫度區(qū)間為70—350℃。如果閃鋅礦中常有Fe元素加入，晶胞直徑發(fā)生變化，使含鐵多的閃鋅礦呈金屬光澤，但該礦區(qū)閃鋅礦多為褐紅色半透明狀，含鐵較少。根據(jù)合成實驗，含鐵較少的閃鋅礦成礦溫度較低，為150℃以下。部分礦段閃鋅礦結晶非常粗大（約2-5mm），一般認為閃鋅礦的結晶溫度達到了100℃以上。所以該礦區(qū)閃鋅礦成礦溫度在100—150℃之間。

3.2 成礦物質(zhì)來源

根據(jù)巖相古地理，礦區(qū)震旦系陡山沱早期為湘北淺海區(qū)，由于該區(qū)域內(nèi)沒有巖漿活動的跡象，筆者認為，天水、古海水下滲到達地層深部形成鹵水，并在地殼運動的驅(qū)動下沿深大斷裂開始上移，上移過程中鹵水受地熱增溫而與圍巖發(fā)生水/巖反應，萃取圍巖中有用物質(zhì)（如鉛、鋅），形成成礦流體。

3.3 成礦物質(zhì)的聚集與礦體形成

該地區(qū)硅質(zhì)白云巖為主要控礦巖性，鉛鋅礦主要分布在硅質(zhì)白云巖裂隙中，而鉛、鋅的運移值得討論。根據(jù) MVT礦床成礦模式，鉛、鋅的高溶解度需要氧化條件，而氧化條件下硫只能以SO42-的形式存在。由于成礦流體為含有NaCl的熱鹵水，鹵水搬運金屬的能力取決于其中還原硫的含量，一種溶液在100℃左右不可能既搬運大量金屬，又搬運大量還原硫成礦，所以筆者更傾向于鉛、鋅以氯化物或者絡合物的形式進行遷移、富集，而地層中的SO42-在圈閉構造內(nèi)被還原成H2S，鉛、鋅氯化物絡合物在圈閉構造中（或相對封閉的容礦空間內(nèi)）與H2S反應沉淀形成閃鋅礦、方鉛礦。礦區(qū)內(nèi)有大量黃鐵礦的伴生也證明了這一點。礦體頂板為頁巖，這層頁巖裂隙不發(fā)育，化學性質(zhì)不活潑，不適合礦液的運移，成為良好的物理化學障，阻擋礦液的運移，而在陡山沱組硅質(zhì)白云巖中富集成礦。

4 結語

綜上所述，本區(qū)礦床為產(chǎn)于碳酸鹽巖中的沉積—改造型礦床，其成礦環(huán)境、含礦建造、礦體和礦石特征、圍巖蝕變等方面都同MVT 礦床相似，故提出屬于MVT 鉛鋅礦床的觀點。希望能推進本區(qū)找礦工作以及為礦床成因理論研究提供依據(jù)，實現(xiàn)找礦新突破。

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