湖南省臨湘市桃林鉛鋅礦成礦模式及找礦標志

康 博, 顏志強, 李戀宇

(湖南省地質礦產勘查開發局 四○二隊,湖南 長沙 410014)

湖南省臨湘市桃林鉛鋅礦成礦模式及找礦標志

康 博, 顏志強, 李戀宇

(湖南省地質礦產勘查開發局 四○二隊,湖南 長沙 410014)

桃林鉛鋅礦控礦因素以構造為主,也受巖漿巖活動、地層、巖性等條件控制,礦床成因屬多期多階段、多來源的巖漿期后中低溫熱液充填礦床。根據礦床地質特征、成礦物理化學條件、成礦物質及流體來源等因素,初步提出桃林鉛鋅礦床成礦模式和找礦標志,指出下一步找礦方向在北礦帶邊深部尋找隱伏鉛鋅礦體。

桃林鉛鋅礦;控礦因素;礦床成因;成礦模式;找礦標志;找礦方向

圖1 桃林鉛鋅礦區域地質圖Fig.1 Regional geological map of Taolin lead-zinc deposit1.第四系；2.上白堊系—下第三系；3.上泥盆統—上三疊統；4.震旦—志留系；5.元古界冷家溪群；6.時代未明花崗巖；7.燕山晚期花崗巖；8.燕山早期花崗巖；9.閃長巖；10.壓扭性斷裂或沖斷裂；11.背斜；12.向斜(倒轉)；13.弧形向斜；14.壓扭性斷裂；15.區域性隱伏斷裂；16.性質不明斷裂；17.實、推測地質界線；18.推測向斜。

桃林鉛鋅礦床早在上世紀50年代就已經探明為一大型低品位鉛鋅螢石礦床[1],其后有多家地質隊和科研單位對該區開展了勘探和研究工作,積累了大量寶貴的資料,結合湖南省地質礦產勘查開發局四○二隊近幾年來在礦區邊深部的找礦成果,筆者綜合分析和總結了這些地質勘查及科研成果,對控礦條件、成礦機制、成礦模式、找礦標志及找礦方向提出了一些新的認識。

1 區域地質背景

桃林鉛鋅礦位于揚子準地臺江南地軸南緣中段的湘東北臺拱帶北部,即臨湘東西向構造帶邊緣,該區是湖南省十分重要的鎢、銅、鉛、鋅等多金屬成礦帶。區內出露地層由老至新為冷家溪群、震旦系—志留系、上泥盆統—上三疊統、上白堊系—下第三系、第四系(圖1)。其中震旦系是區域內鉛鋅礦床主要控礦地層;前泥盆地層構成加里東期變質褶皺基底,巖性主要為板巖、粉砂質板巖夾淺變質砂巖、千枚巖、砂巖、硅質巖等;泥盆紀—三疊紀地層為相對穩定發展階段的淺海相沉積蓋層;白堊系—第三紀地層為活動大陸邊緣相盆地碎屑巖沉積。區內褶皺構造主要有臨湘東西向復式向斜、土馬坳扇形背斜、大藥姑山倒轉向斜,大云山倒轉向斜;斷裂構造十分發育,主要有路口—幕阜山斷裂(F1)、石田畈—邱坪坳入字型構造(F6)及公田斷裂(F7),其中石田畈—邱坪坳入字型構造與區內成礦密切相關。礦床東側有幕府山巖體分布,為燕山中晚期產物,屬于陸殼重熔型復式巖基。

2 礦床地質特征*? 陳美吉,湖南臨湘縣桃林鉛鋅礦區外圍普查設計書,湖南省地質礦產局402隊,1986。湖南省臨湘縣桃林地區普查補充設計書，湖南省地質礦產局402隊,1988。湖南省臨湘縣桃林鉛鋅礦地質勘探報告，中南地質局405隊,1957。

桃林鉛鋅礦床由南、北兩個礦帶[2]構成,其中北礦帶沿北東向的石田畈—邱坪坳入字型斷裂(F6)展布(圖2),由南西向北東方向依次有石田畈、劉家坪、官山、上塘沖、銀孔山、杜家沖、邱坪坳等七個礦段,至2007年累計探明B+C+D級鉛鋅金屬量98.16萬t。而南礦帶主要沿白羊田—冷水坑斷裂(F3)展布(圖1),僅地表見微弱鉛鋅礦化。

圖2 桃林鉛鋅礦北礦帶礦體分布圖Fig.2 Distribution map of northern mining zone of Taolin lead-zinc deposit1.白堊系上統；2.震旦系上統；3.冷家溪群；4.燕山晚期二長花崗巖；5.地質界線；6.實測不整合界線；7.推測不整合界線；8.壓扭性斷裂；9.張性斷裂；10.P片解譯斷裂；11.礦體水平投影邊界。

2.1 地層

礦區出露地層主要有中元古界冷家溪群Ptln、震旦系上統(Zb)、白堊系上統分水坳組(K2f)及第四系(Q)。其中冷家溪群第三巖組主要分布在石田畈—邱坪坳斷裂及巖體接觸帶附近,巖性為板巖、千枚巖、片巖、石英千枚巖等;震旦系上統沿幕阜山巖體北西緣零星分布,主要巖性為硅質炭質板巖、硅質板巖、粉砂質板巖及泥質硅質巖等。震旦系與冷家溪群為角度不整合接觸。白堊系上統分水坳組廣泛分布,呈角度不整合覆于冷家溪群之上。巖性為泥質礫巖、花崗質雜礫巖夾少量雜砂巖及鈣質砂巖、泥質雜礫巖等;第四系多為砂礫堆積層及粘土層。

2.2 構造

區內構造以斷裂為主,按走向可分為北東向及北西向兩組。

北東向主要發育有石田畈—邱坪坳斷裂(F6)：該斷裂位于北礦帶內,長>14 km,走向北東東,傾向北西,傾角30°～45°,是一條多次活動、力學性質經扭—壓扭—張扭多次轉化由南向北逐步擴展的斷裂帶;斷裂帶呈舒緩波狀分布,其構造巖膨縮、尖滅再現明顯,具由東向西側伏的特征。該斷裂帶是區內的主要容礦構造,嚴格控制了北礦帶各礦段的展布。

北西向主要發育有白羊田斷裂(F3):該斷裂位于南礦帶內,斷裂走向310°,傾向南西,傾角29°～50°,斷裂南西盤為白堊系上統分水坳組紅層,北東盤為燕山晚期花崗巖,受斷裂的影響常形成花崗碎裂巖及糜棱巖。沿斷裂斷續可見殘存的冷家溪群、震旦系上統及零星出露的寒武系中、下統。斷裂帶寬2～5 m,巖石普遍擠壓破碎,并可見到多處與斷裂平行的構造透鏡體組成的角礫狀構造巖,地表局部見微弱鉛鋅礦化。

2.3 巖漿巖

燕山晚期幕阜山巖體在區內大面積出露,桃林礦區即位于該巖體北西舌狀體的北西緣,巖性主要為二云母二長花崗巖和黑云母二長花崗巖。該巖體侵入冷家溪群及震旦系,接觸面一般傾向圍巖,傾角30°～85°不等。

2.4 礦體地質特征

桃林鉛鋅礦體主要賦存在冷家溪群、震旦系與花崗巖接觸帶附近的北東—北東東向的石田畈—邱坪坳入字型斷裂構造帶中,局部產于白堊系紅色礫巖及花崗巖中,地表出露長200～800 m,深部沿走向控制長480～1 900 m,礦體厚0.67～12.86 m,產狀穩定,傾向北西,傾角30°～45°,多呈扁豆狀、不規則狀,沿走向和傾向有膨脹、收縮、尖滅再現現象和由東向西側伏規律。目前控制礦體最大斜深1 060 m,最低標高為-460 m(上塘沖礦段),礦化主要為方鉛礦化、閃鋅礦化、螢石礦化及黃鐵礦化，少量黃銅礦化、重晶石化,礦床鉛平均品位為1.22×10-2,鋅平均品位為1.12×10-2,伴生螢石品位15.77×10-2,伴生銅品位0.1×10-2。

2.5 礦石特征

本礦區礦石礦物主要是方鉛礦、閃鋅礦、黃銅礦、黃鐵礦、輝銀礦、輝銀鉛鉍礦、石英、螢石、重晶石、金、方解石。次生礦物有白鉛礦、鉛礬、孔雀石、蘭銅礦、褐鐵礦、菱鋅礦、菱鐵礦等。礦石結構主要有自形晶粒結構、半自形晶粒結構、它形晶粒結構等,礦石構造主要是角礫狀構造、條帶狀構造、塊狀構造、浸染狀構造等。

2.6 圍巖蝕變

硅化、綠泥石化、絹云母化普遍,次為螢石化、重晶石化、黃鐵礦化及碳酸鹽化。以綠泥石化、弱硅化、螢石化與成礦關系最為密切,疊加蝕變對成礦更為有利;綠泥石化碎裂巖多具鉛鋅礦化;重晶石化分布在硅化帶和紅層鉛鋅礦體的上下盤、兩側或頂部。綠泥石化、角礫巖化是礦區主要的找礦標志,而硅化強的地方不含礦或只見星點狀鉛鋅礦、黃鐵礦。

3 控礦因素

桃林鉛鋅礦的形成主要受構造、巖漿活動、物化條件、地層的控制,其中,構造是控礦的主導因素。

3.1 地層條件

據前人實測與對比,認為礦區“蝕變礦化帶”應歸屬于上震旦統—下寒武統底部層位。控礦巖石主要由泥質硅質巖、硅質板巖、硅質炭質板巖、粉砂質板巖及其受混合巖化作用與動力變質作用所形成的絹云母綠泥石石英(片)巖、千枚巖、絹云母板巖和碎裂化石英巖或角礫巖組成。研究查明,在震旦系上統硅質炭質板巖、硅質板巖、粉砂質板巖及泥質硅質巖中,成礦元素Pb+Zn+Cu平均含量為234.7×10-6～624.9×10-6;在下寒武統炭質粉砂質板巖中,Pb+Zn+Cu平均含量亦達401×10-6,其余各地層位巖石成礦元素含量甚微,故認為上述成礦元素含量較高的地層就是該區初始的礦源層,礦體則主要賦存在上震旦統海相泥質、硅質巖層中。賦礦地層的缺失、礦(化)體亦缺失;賦礦地層在走向上的側伏,也意味著礦(化)體的側伏。

3.2 構造條件

區域上北西向幕阜山—路口斷裂對區內內生礦產的控制作用甚為明顯[3],為導礦構造;北東向石田畈—邱坪坳入字型構造為容礦構造,形成桃林北東東向展布的鉛鋅礦帶。北東向主干斷裂壓扭性主結構面之下的花崗巖被壓碎,礦物呈定向排列,具片狀、片麻狀構造,結構面上盤的巖石往往形成強硅化糜棱質構造角礫巖,有少量黃鐵礦化及微弱的鉛鋅礦化。但不形成工業礦體。在主干斷裂北西側的近東西向分枝斷裂與主干斷裂呈銳角相交,由于近東西向分支斷裂遷就、利用、改造原來的東西向壓扭性斷裂,所以具有延伸長、下切深的特點,后來由于主干斷裂發生順鐘向扭動而進一步張開,形成張性構造角礫巖帶。角礫大小混雜,角礫間孔隙經礦液多次上升充填,形成鉛鋅工業礦體。

3.3 巖漿巖條件

幕阜山巖體為一多期次巖漿活動產物,屬于改造型花崗巖。在花崗巖化期后,不僅提供部分礦源,而且提供熱動力,巖漿分異作用形成的汽化熱液進一步從圍巖中獲得成礦物質,從導礦的北西向斷裂進入北東向斷裂,由于溫度、壓力等物理化學條件的變化,運移至距巖體一定距離的近東西向分支斷裂裂隙中滲透充填。由于構造和巖漿巖的多期性,經過多次充填富集而形成鉛鋅礦床。

3.4 物化條件

據13個重晶石包裹體分析資料[4],包裹體含Pb、Zn、Cu成礦元素之和平均為60.5×10-6;成礦溫度：據均一法測定為 380°～130°;成礦壓力：180 bar。溶液鹽度：據冷凍法測定為7.0%～19.5%。上述數據表明,成礦溶液為一種多組分的富含CO2的Ca2+—F-—Na+型、中鹽度、弱酸性的中低溫含礦熱液(表1)。

表1 桃林鉛鋅礦石英、重晶石包裹體成分表Table 1 Composition table of inclusion of quartz und barite

4 礦床成因

據前人研究成果[5-6],本區成礦演化大體經歷了斷裂破碎硅化、熱液硫化物成礦及表生氧化三個階段。根據礦物組合、礦石結構及礦物相互穿插關系,熱液硫化物階段又可分為三個脈動性的構造熱液活動期。

第一期：開始形成鉛鋅工業礦體,并伴生無色或淺綠及淺藍色螢石，構成網脈狀、不規則狀礦脈，局部地段可形成富礦,成礦溫度189～227 ℃。

第二期：構造—熱液疊加,形成的鉛鋅礦體規模大,并伴生有藍綠色螢石,形態不規則,常見分支復合現象,均一法測溫為187～199 ℃。

第三期：成礦溫度降至100～173 ℃,僅有少量鉛鋅礦生成,并伴生重晶石化和紫色螢石。

成礦物質同位素研究成果表明：礦物中的硫分別來源于地殼深部和圍巖;礦石鉛和長石鉛同位素值較穩定且接近,表明與花崗巖中鉛有共同來源,即成礦物質主要來自地層(花崗巖為殼源型花崗巖)；礦床氫、氧、碳同位素研究,反映成礦作用早期巖漿熱液起主導作用,后階段則主要是雨水起作用。

根據前述礦床的產出條件、成礦作用特征和成礦物質來源分析,本礦床為一多期多階段、多來源的巖漿期后中低溫熱液充填礦床。

5 成礦模式

如前所述,桃林鉛鋅礦床成礦物質具有多源性,成礦作用具有多階段的特點。根據礦床地質特征、成礦物理化學條件、成礦物質及流體來源以及主要成礦作用,初步提出桃林鉛鋅礦床成礦模式如圖3。該模式反映出：

圖3 桃林鉛鋅礦成礦模式圖Fig.3 Metallogenic model of Taolin lead-zinc deposit1.砂礫巖；2.板巖；3.硅質板巖；4.炭質板巖；5.粉砂質板巖；6.花崗斑巖。

(1) 礦床生成圍巖為上震旦統硅質炭質板巖、硅質板巖、粉砂質板巖及泥質硅質巖,在區域變質和多期構造活動所產生的變質熱液和熱動力作用下,地層中Pb、Zn、Cu、S元素被淋濾—萃取、遷移—富集,參與成礦。

(2) 石田畈—邱坪坳入字型構造不僅是容礦構造,也是導礦、導熱的通道。多期次的構造運動和強烈的巖漿熱液活動,主干斷裂發生順鐘方向扭動而進一步張開,形成張性構造角礫巖帶,近東西向分枝斷裂遷就、利用、改造原來的東西向壓扭性斷裂,使得深部熱液流體沿主干斷裂上涌,促進了Pb、Zn、Ca2+、F-在分枝斷裂中進一步遷移、沉淀與富集。

(3) 燕山期幕阜山巖體多階段侵入,不僅提供了部分礦質來源,而且提供了熱源動力。特別是在花崗巖化期后,促使地層中鉛鋅等元素活化、遷移、富集而成礦。

(4) 在成礦過程中,大氣降水與深部熱流體混溶,積極參與了成礦作用。越到成礦晚期,大氣降水比例越大。

6 找礦標志及找礦方向

6.1 找礦標志

(1) 花崗巖體與圍巖內外接觸蝕變帶。

(2) 花崗巖體與圍巖呈斷層接觸的斷裂蝕變帶。

(3) 礦化角礫巖帶是礦體賦存的空間,是找礦的直接標志,角礫巖化愈發育,綠泥石化愈強,礦化愈強。

(4) 硅化帶是礦帶底板,巖石堅硬,地貌上成陡嶺山地,是很直觀的間接找礦標志。

6.2 找礦方向

根據礦床成礦條件、成礦模式、找礦標志,結合近幾年在礦區外圍及邊深部找礦地質成果*康博等,湖南省臨湘市桃林礦區外圍鉛鋅礦普查設計,湖南省地質礦產勘查開發局402隊,2014。,筆者認為:

(1) 根據桃林鉛鋅礦體具有等距分布及向西側伏規律,沿著各礦段側伏方向上尋找隱伏螢石鉛鋅礦體潛力較大。

(2) 根據預查成果,首次在花崗巖體里面控制到硅化構造破碎帶型鉛鋅工業礦體,在花崗巖體里面尋找螢石鉛鋅礦具有一定的找礦遠景,開拓了桃林地區找礦新思路。

[1] 張樂凱.對湖南桃林鉛鋅礦床成礦模式的重新認識[J].宜昌礦產研究所所刊,1993(19):37-48.

[2] 寧鈞陶,康博,高卓龍，等.湖南桃林鉛鋅礦區礦體賦存規律及找礦方向[J].城市建設理論研究,2011(12):66-67.

[3] 喻愛南,葉柏龍，彭恩生.湖南桃林大云山變質核雜巖構造與成礦關系[J].大地構造與成礦學,1998(1):82-88.

[4] 張九齡.湖南桃林鉛鋅礦床控礦條件及成礦預測[J].地質與勘探,1989(4):1-7.

[5] 譚漢光.桃林鉛鋅礦成因及找礦方向探討[J].礦山地質,1993(4):166-171.

[6] 張九齡.臨湘縣桃林鉛鋅礦礦床成礦條件及成因的重新探討[J].湖南地質,1987(3):14-22.

(責任編輯：于繼紅)

KANG Bo, YAN Zhiqiang, LI Lianyu
(402GeologicalBrigade,HunanBureauofGeologyandMineralResourcesExplorationandDevelopment,Changsha,Hunan410014)

Metallogenic Model and Prospecting Criteria of Taolin Lead-zinc Deposit in Xianglin City,Hunan Province

The ore-controlling factors of Taolin lead-zinc deposit is influenced by magmatic activity,stratum,lithology and other conditions.Deposit cause belongs to hydrothermal filling in low temperature deposit during which is a multi-phase,multi-stage,multi-source post-magmatic period.Based on the geological characteristics of the deposit,physical and chemical conditions of mineralization,source of minerals and fluids as well as other factors,this paper initially comes up with Taolin lead-zinc mineralization model and prospecting criteria,and points out the direction of next stage is in the northern edge of the deep ore zone,to seek for hidden lead-zinc body.

Taolin lead-zinc deposit; ore-controlling factors; deposit cause; metallogenic model; prospecting criteria; prospecting direction

2014-09-10；改回日期：2014-10-13

康博(1986-),男,工程師,勘查技術與工程專業，從事礦產地質調查工作。E-mail:258507515@qq.com

P618.42； P618.43

A

1671-1211(2015)02-0160-04

數字出版網址:http://www.cnki.net/kcms/detail/42.1736.X.20150204.1046.018.html 數字出版日期:2015-02-04 10:46