湘西龍山鉛鋅礦床地質特征及成礦作用

季維 馬程程 韋洪昌

（湖南省有色地質勘查局二四五隊 湖南吉首 416007）

湘西龍山鉛鋅礦床地質特征及成礦作用

季維 馬程程 韋洪昌

（湖南省有色地質勘查局二四五隊 湖南吉首 416007）

龍山鉛鋅礦床主要賦存于上寒武統耗子沱群第三段和下奧陶統南津關組底部。本文主要闡述了龍山鉛鋅礦礦床地質特征，結合區域地質調查和沉積環境分析簡述其成礦作用。

鉛鋅礦；地質特征；沉積環境；成礦作用；湘西龍山

1 區域地質背景

龍山鉛鋅礦床位于揚子淮地臺滇黔川鄂古臺坳之北西側，馬蹄寨復向斜的北西翼。礦帶北起湖北鶴峰，南至重慶酉陽，長達110km，形成一系列北東、北東東向大型復向斜及及斜列分布，已知鉛鋅礦床37處。斷裂構造不發育。

區域鉛鋅礦床的主要成礦層位為中上寒武統婁山關群中部厚大的白云巖，其厚度大于375m，以及上部的粒屑灰巖夾白云巖，厚71m；次為下奧陶統南津關組下部結晶灰巖和生物碎屑灰巖，厚76m，向上遞變為細晶白云巖，厚121m；均為局限碳酸鹽巖臺地沉積。

婁山關群中上部分為臺地蒸發相、潮間淺灘相和臺地邊緣相，鉛鋅礦床主要賦存于潮間淺灘相，巖性序列為塊狀亮晶團粒灰巖-厚層亮晶鮞粒灰巖-中厚層細晶白云巖，共有8～10個類似沉積旋回，中間并夾2～4層疊層石灰巖和白云巖。從中寒武統至中、上三疊統，沉積了總厚度達8000m的主體為穩定碳酸鹽巖和碎屑巖建造。

2 礦床地質特征

2.1 容礦層位和部位

龍山鉛鋅礦床的主要成礦層位和部位是婁山關群上部，包括南津關組底部，礦化空間達62m，成礦間隔在25～30m，相鄰礦體的成礦層位和部位都可在巖石柱狀剖面上分層進行對比，從而表現出成礦作用與沉積成巖作用的同時性。層位-巖性的控礦與自身的特殊成礦作用和這些層位巖石的物理性質、化學成分相關。生物碎屑灰巖受構造應力作用易產生變形、破碎；碳酸鹽巖則易被礦液充填交代而成礦。這說明了相帶控礦就是相帶巖石的物理、化學性質控礦。

2.2 礦帶展布與礦物特征

在區域構造中，礦床產于地層傾角35～45°的背斜翼部和接近傾伏端或背斜弧形構造轉折匯合處，靠近斷層部位礦化較富且厚。礦體主要展布于緩傾斜的層間斷裂和破碎帶內，特別是常見于層間節理裂隙；其次則見于巖層撓折部位和與層間斷裂帶交會發育的北西、北北東向陡傾斜節理裂隙。該礦床有明顯的后期改造富集成礦的熱液礦床特點。

礦石組分及共生礦物組合簡單。金屬礦物主要為方鉛礦或閃鋅礦，非金屬礦物則以石英、白云石、方解石為主，礦石具粗粒狀、晶粒結構，塊狀、浸染狀、細脈狀構造。方鉛礦多呈鉛灰、微帶黑色，半自形，少數為他形晶，粗晶粒狀結構，受一定方向的擠壓應力作用多呈輪帶狀構造。閃鋅礦多數呈棕褐色、棕紅色和橘黃色，半自形至他形粒狀集合體。當鉛鋅礦物共生時，通常鋅被包裹，并見方鉛礦穿插鋅，說明鋅早于鉛生成。

2.3 硅化作用與硅化巖特征

區內鉛鋅礦床多平行或交替出現三層礦體，每層礦體是由4～8個礦化層或單層組成。在含礦層內，雖然單個礦體大多呈不連續的扁豆體、透鏡體和其它復雜形態產出，但均與圍巖呈整合接觸，因此成層性較好。在水平方向上鉛鋅以側向分帶或交替出現，垂直方向上鉛鋅自下而上垂直分帶或交替成礦。與此同時，成礦通常伴隨典型的低溫熱液蝕變硅化，尤其是白云石化和方解石化疊加時更加富集，呈現出礦化的多階段性。

區內硅化巖包括硅質巖、微晶石英巖、強硅化白云巖、硅化白云巖。它們以其微粒石英和隱晶質硅質成分為主，彼此嵌生緊密，微晶石英巖中的石英多為粒狀、不規則狀，并可見粗晶質脈狀石英穿插，多數有重結晶。對于強硅化白云巖、硅化灰巖，因為SiO2交代不完全，因此在這類巖石中局部可見白云石菱面體假象、灰巖殘留體。

硅化巖石中SiO2含量很高，為92.20～96.30％，平均94.84％，其中Fe2O3、FeO含量較高，Al2O3、TiO2、MgO含量則較低。據現代溫泉和海底熱泉研究成果表明只有熱水才能提供大量高純度的SiO2，且Al2O3、TiO2、MgO是熱泉沉積物的共有屬性，因此組成巖石的硅質礦物主要是來源于熱水。

3 相帶沉積環境

3.1 沉積環境與沉積相

龍山鉛鋅礦帶為寒武系-下志留統沉積相。中寒武世之前，本區為盆地相、廣海陸棚相以及盆地邊緣相的沉積環境。中寒武世晚期到早奧陶世晚期，屬于緩慢升降的碳酸鹽巖臺地沉積環境，此類環境中巖石孔隙度高，滲透性強，通過光譜分析得知，鉛和鋅的元素含量分別高于碳酸鹽巖豐度的10～14倍和2～17倍，是主要礦源層。從早奧陶世晚期到早志留世，本區從上升逐漸轉為下沉，屬于局限海臺地-臺地蒸發-盆地沉積環境。

3.2 控礦地層巖性與沉積特征

上寒武統耗子沱群第三段∈3hz3為灰色至深灰色厚層砂屑灰巖、細晶白云巖，亮晶藻鮞粒灰巖和中、厚層粉晶白云巖，夾有疊層石灰巖、薄層礫屑灰巖及泥晶灰巖，為亮晶砂屑結構、藻鮞粒結構、塊狀結構、泥粉晶結構、層紋構造、斜層理構造、疊層構造等，厚約91.80～108.80m。本段沉積特征以粗粒為主，粗細互層。粗粒為砂屑灰巖、藻鮞灰巖；細粒為泥粉晶白云巖、疊層石灰巖、泥晶灰巖與層紋石灰巖。說明水體能量強弱交替出現，咸水、淡水交替出現。當潮汐作用強時，顯淺灘型；當潮汐作用弱時，顯低能環境。本段劃為局限海臺地潮灘相。

下奧陶統南津關組第一段O1n1為深灰色厚層生物屑灰巖，為生物屑結構。本段厚度約為4.50m，巖性變化較小，屬潮下沉積。本段是凹地開始形成時期的產物，水循環較好，鹽度正常，能量中等，屬于氧化環境，為生物灘相。本區是最穩定的控礦層位。

3.3 古地理分析

根據古地理環境分析，本區主要的控礦層位為潮灘相與生物灘相，海底坡度較小，由北西側向南東側略微傾斜，因而南東側沉降幅度較大一點，形成大致呈北東-南西向分布的沉積相帶。

控礦相帶的厚度區內變化不大，只是從北西到南東沉積厚度稍有加大趨勢，因此說明本區為緩慢上升的碳酸鹽平臺，它的南東方向的沉降幅度比北西方向的略大，基底為向南東微傾斜的起伏小的斜坡，其所處的古地理位置位于桑植-秀山凹陷的北西邊緣及鶴峰-咸豐隆起帶的南東邊緣。

4 成礦作用簡述

從控礦地層來說，礦帶沿控礦地層展布，而礦床存在于特定的巖性和巖石組合部位。長達百余千米的龍山鉛鋅礦帶主要沿成礦地層伸展，它的成礦層位和部位都較穩定，相鄰礦體可進行地層-巖石柱狀剖面對比。所見鉛礦石的長軸排列方向與地層走向一致，兩者界限分明，導致這種現象的可能是直接沉積成巖作用，因此，區內一定地質時代的地層與成礦有必然的時空關聯。

控制礦體的形態、產狀和空間分布的重要成礦因素就是構造。龍山鉛鋅礦體的出現通常與控礦構造有關。與構造和巖性相結合所產生的的構造-巖性圈閉作用為本區礦液封閉的重要方式。

龍山鉛鋅礦帶與硅化巖石有一定的依存關系，沒有硅化就沒有礦化，且硅化體的展布方向與地層走向相同。另外，區內還有白云石化、方解石化等，與成礦也有一定的時空關系。據巖石化學成分推測，蝕變巖石可能是地下熱液作用于控礦地層的產物。

產于不同層位的鉛鋅礦床，它的單礦物微量元素含量表明了層控鉛鋅礦床的成礦特征。層控礦床閃鋅礦的微量元素Cd含量高，而這一般是成礦溫度低的標志。

對于產自上寒武統耗子沱群第三段的江家埡礦床，利用鉛同位素測定結果表明，三組鉛同位素比值差異較大，反映了本區中鉛等成礦物質可能具有多來源性。

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P618.42

A

1004-7344（2016）02-0160-02

2015-12-29

季 維（1990-），女，助理工程師，本科，主要從事資源工程勘查方面的工作。