四川洪雅縣白沙河鉛鋅礦地質特征與成因

趙遜，吳鴻錦，林浩，辛堂

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四川洪雅縣白沙河鉛鋅礦地質特征與成因

趙遜，吳鴻錦，林浩，辛堂

（成都理工大學地球科學學院，成都 610059）

白沙河鉛鋅礦區位于揚子準地臺成礦省西緣滎經～漢源黑區遠景區漢源～團寶山鉛鋅礦靶區。通過對該礦區的區域地質、礦區地質、礦體地質特征、成礦物質來源、成礦時代與溫度的研究探討，總結該礦區的地質特征、成礦成因與類型、成礦模式，認為該鉛鋅礦屬于典型的密西西比河谷型（MVT）鉛鋅礦床，經歷了“沉積-成巖-后期熱液改造-次生改造”的成礦模式，以上結論為進一步研究該礦床的成礦規律，指導下一步地質找礦作提供了參考。

鉛鋅礦；地質特征；成因探討；白沙河

白沙河鉛鋅礦區大地構造位置位于康滇地軸北段漢源—峨邊東西向基地隆起構造帶上。該區分布有團寶山、黑區-雪區、唐家、烏斯河、牛心山、寶溪水、銀廠溝、老鷹巖等鉛鋅礦床。關于該地區礦床成因的觀點眾多，如張燕等提出了沉積-改造原因[1]；曾忻耕等提出了峨眉山玄武巖提供成礦物質或成礦熱動力[2]；鄭傳侖等認為是由于燕山運動引起的地下熱鹵水運移導致礦床的形成[3]；王小春認為是密西西河谷型（MVT）鉛鋅礦床（MVT）[4]；邵世才等認為容礦圍巖地層和深部礦石提供礦物來源的混合成因[5]；張立生認為是喀斯特成因[6]等。筆者在對該礦床進行了礦床特征、礦石礦物、圍巖蝕變、地球化學等方面的研究后，認為該礦床屬于典型的密西西河谷型（MVT）鉛鋅礦床[7]。

1 區域地質背景

白沙河區鉛鋅礦位于揚子準地臺西緣，上揚子臺坳、峨眉山斷拱的組成部分，西與南北延伸的康滇地軸的瀘定—米易臺拱相鄰，南與涼山褶皺束相連[8]。區內以晚古生代的寒武系地層、震旦系最為發育，其次有奧陶系、第四系等，其他地層在本區缺失；震旦系主要為一套沉積及火山巖系，寒武系地層主要為一套海相碳酸鹽巖；該區位于川滇經向構造體系東部亞帶的北段，地質構造復雜，斷裂和褶皺構造發育，發育有多組北西向及南西向的構造體系；區域巖漿巖不發育，種類少，分布范圍小，發育有前震旦紀變質基性火山巖和花崗巖，早震旦紀的酸性、中性火山巖及黑云母花崗巖（圖1）；區域內鉛鋅礦主要分布于震旦系頂部和寒武系底部的層間破碎帶，以及后期沿構造裂隙充填交代而成的鉛鋅礦。

圖1 白沙河地區區域地質與礦產簡圖

S1龍馬溪組；O2寶塔組； O1奧陶系紅石崖組+巧家組；∈1梅樹村組； Zb震旦系燈影組；Zb震旦系觀音崖組； Za震旦系流紋巖段；1 地質界線；2斷層；3鉛鋅礦區；4 白沙河鉛鋅礦區；

2 礦區地質特征

2.1 地層

礦區內出露地層主要有：

1）燈影組第二段：巖性為灰至淺灰色厚層狀微粒、細粒白云巖，以葡萄狀、皮殼狀構造發育為主要特征，厚311.31～368.30m，中下部可見核形石。

2）燈影組第三段：巖性為淺灰、灰色厚層狀微粒白云巖、層紋狀白云巖，普遍含有深色的芝麻點狀凝膠碎屑，以及見有較多的疊層石，厚201.37～323.34m，該段中下部層間破碎帶中局部富集鉛鋅礦。

3）燈影組第四段：巖性為灰白～淺灰色中厚～厚層狀微～粉晶白云巖，常夾燧石條帶或結核，厚130.95～134.45m。

4）其它出露有寒武系下統麥地坪組、筇竹寺組、滄浪鋪組、龍王廟組、寒武系中統陡坡寺組（圖2）。

2.2 構造

礦區內斷裂構造普遍發育，按斷層性質、展布方向及成礦關系可分為三組

1）近南北向斷裂構造，位于礦區南部，以F7斷層為代表，傾向70°～79°，傾角58°～65°，斷裂寬0.5～1.8m，斷層帶內可見黑色斷層泥、黃鐵礦化、鉛鋅礦（化），可見斷層階步，為正斷層，該斷層為Ⅳ號礦體成礦提供的空間。

2）近東西向、北西向斷裂構造，主要有F1、F2、F3、F4、F5、F8，F1斷層為區域上流沙坡斷層的東段，F2、F3、F斷層為流沙坡斷層的分支，傾角42°～56°，屬于壓扭性斷層；F5、F8斷層在區域上與白沙河斷層相連，走向108°～115°，斷層兩盤巖層無擠壓，僅有破碎現象，屬于張性斷裂，以上斷層與白沙河礦區的成礦無關。

3）層間破碎帶及層間滑動，主要分布在整個礦區地層燈影組三段中下部，傾向85°～160°，傾角5°～12°，寬0.1～3m,層間破碎帶具有張性特征，往往具有菱鎂礦（化）、鉛鋅礦（化）、

方解石（化）等，為本礦山Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ號礦體的主要含礦構造。

圖2 白沙河礦區地質簡圖

Zb2震旦系燈影組二段； Zb3震旦系燈影組三段；Zb4震旦系燈影組四段；∈1c+1寒武系滄浪鋪組、龍王廟組∈1m+q寒武系麥地坪組、筇竹寺組；1 地層界線；2 斷層；3礦體

3 礦床地質特征

3.1 礦體特征

白沙河鉛鋅礦根據其礦體特征可分為兩種，一種是賦存于寒武系燈影組三段中下部灰色微晶中-厚白云巖層間破碎帶中的鉛鋅礦，主要由層狀、似層狀、扁豆狀、透鏡狀、囊狀等，分布有Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ號礦體；另一種是賦存與斷層破碎帶中的脈狀、筒狀礦體，主要為F7斷層控制的Ⅳ號礦體。

1）Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ號礦體：位于礦區中部寒武系下統麥地坪組燈影組第三段底部和燈影組第二段頂部之間，總體為不連續似層狀，局部為不規則透鏡狀、囊狀、豆莢狀。礦體走向90°～235°，傾向180°～325°，傾角6°～12°，厚度0.2～2.5m，礦體厚度變化較大，品位Pb+Zn 2%～5%。

2）Ⅳ號礦體：位于礦區南部一窩盆草的寒武系

下統麥地坪組、滄浪鋪組、龍王廟組中，礦體賦存于F7斷層中，穿層特征明顯，呈脈狀、透鏡狀產出，礦體走向160°～169°，傾角53°～65°，厚度為0.5～1.0m，礦體厚度較穩定，品位Pb+Zn 3%～15%。

圖3 條帶狀礦石（Ⅱ號礦體）

圖4 致密狀黑礦（Ⅳ號礦體）

3.2 礦石特征及圍巖蝕變

白沙河礦區的礦石類型主要有兩種：

第一種主要賦存于層間破碎帶中的礦石（Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ號礦體中），該礦石礦物成分簡單，以褐紅色閃鋅礦為主，少量鉛灰色方鉛礦及黃鐵礦；脈石礦物有白云石、重晶石、石英、方解石等；礦石結構以粗～巨晶自形～半自形結構為主，以中細～細晶半自形～它形結構次之；礦石構造主要由層狀構造、似層狀構造、透鏡狀構造、團塊狀構造、花斑狀構造、細脈侵染狀構造、網脈狀構造等組成（圖3）。

第二種是賦存于斷層破碎帶（F7斷層）中的“黑礦[9]”（Ⅳ號礦體中），該礦石成分組分復雜，以深色方鉛礦為主，閃鋅礦次之，部分礦體邊緣出現大量的黃鐵礦；脈石礦物有菱鎂礦、白云石、黃鐵礦、方解石等；礦石結構以深色細晶它形粒狀機構為主，粗晶半自形-自形結構次之，構造以致密塊狀、團塊狀、角礫狀和細脈侵染狀構造為主（圖4）。

礦石的物質組分及成礦的圍巖蝕變類型簡單，并且呈現出其與礦化地層巖性組合之間的依附關系。圍巖蝕變主要為菱鎂礦化、重晶石化、少量硅化和黃鐵礦化。

4 礦床成因

4.1 成礦物質來源

4.1.1 鉛的來源

對于本區域鉛鋅礦床鉛的來源，根據林方成[10]，曾忻耕[2],徐旃章[9]等人的研究，本區鉛鋅礦的成礦物質的來源常具有多源的特點，成礦物質主要來自賦礦圍巖（震旦系燈影組碳酸鹽巖）及其下部的澄江組火山巖系，Pb、Zn、Fe部分可能來自二疊紀玄武巖。

表1 白沙河地區相鄰鉛鋅礦床鉛同位素特征表 礦區礦物206Pb/204Pb207Pb/204Pb208Pb/204Pb模式年齡（Ma）ΔβΔγ資料來源 團寶山方鉛礦20.04516.91642.100525.0105.96148.96引自四川省地質礦產局攀西地質大隊[16] 方鉛礦19.72816.73241.435536.294.01131.39 方鉛礦21.05117.77244.291714.8163.42218.92 方鉛礦19.71016.71441.288529.392.78127.03 方鉛礦19.71016.75341.403565.8110.51152.68 方鉛礦21.05017.77044.290713.6163.26218.83據徐旃章等[9] 方鉛礦19.55016.71041.280618.593.14131.22 方鉛礦19.71016.75041.400563.195.36131.75 方鉛礦18.37015.77038.470399.030.2844.18 方鉛礦18.65015.82039.190263.032.8457.53 唐家方鉛礦17.89615.64837.943589.723.4738.46引自四川省地質礦產局攀西地質大隊[16] 方鉛礦17.91615.67738.066608.125.4942.67 方鉛礦17.87615.62237.872574.621.6735.83 閃鋅礦17.84515.58337.756552.218.9831.64 黃鐵礦17.83015.56737.792544.517.8832.28 牛心山方鉛礦18.35215.63838.314256 據李同柱[11] 寶水溪閃鋅礦19.12515.56238.975425 閃鋅礦19.12615.63139.086327 銀長溝方鉛礦18.51715.80938.469218 據劉文周[12] 方鉛礦18.41715.79538.729187

本次研究收集了白沙河鉛鋅礦區相鄰地區鉛同位素值20個（表1），從鉛同位素測試結果分析，該區域內，礦石鉛同位素的組成不穩定，206Pb/204Pb=17.845～21.051，207Pb/204Pb=15.562～17.772，208Pb/204Pb=37.756～44.290；根據樣品模式年齡顯示，鉛模式年齡為187Ma～714.8 Ma，從中反映了礦石鉛具有不同的來源。為了進一步確定白沙河鉛鋅礦床礦石鉛源區的構造環境，查明鉛的來源（參照團寶山鉛同位素），將鉛同位素數據投影到Zartman構造模式示蹤圖（圖5）分析顯示，樣品投影點主要分落在造山帶增長線上方，可分析其鉛來源為上地殼圍巖；根據鉛同位素Δβ-ΔγΔ成因分類圖（圖6）顯示，白沙河鉛鋅礦種鉛部分來源于地幔混合的俯沖帶鉛、上地殼源的混合。

綜上分析，該區域的鉛主要來源于上地殼和地幔混合的俯沖帶鉛、上地殼源的混合。由于白沙河鉛鋅礦與團寶山鉛鋅礦的含礦層位于同一地層（燈影組碳酸鹽巖）、同屬于冷桶山向斜的北西翼、相同的兩種礦石類型和地質成礦背景，因此，參照團寶山鉛同位素結果，我們可以得出，白沙河鉛鋅礦的鉛源主要來自源于上地殼，即鉛鋅礦主要來自賦礦地層燈影組碳酸鹽巖以及其下部的澄江組流紋斑巖，部分來源于上地殼和地幔混合的俯沖帶鉛，即可能來自二疊紀的玄武巖。

圖5 白沙河地區相鄰礦山鉛同位素組成圖[9] [11] [12] [16]

（底圖據Zartman等[17]）分類圖解（據朱炳泉[14]）

圖6 白沙河地區相鄰鉛鋅礦山鉛同位素Δβ-ΔγΔ成因分類圖解[9] [11] [12] [16]（底圖據朱炳泉[13]）

1.地幔源鉛；2.上地殼源鉛；3.上地殼與地幔混合的俯沖帶鉛（3a巖漿作用；3b.沉積作用）；4.化學沉積型鉛；5.海底熱水作用鉛；6.中深變質作用鉛；7.深變質下地殼鉛；8.造山帶鉛；9.古老頁巖上地殼鉛；10.退變質；

4.1.2 硫的來源

本次研究收集了白沙河鉛鋅礦相鄰地區硫同位素值45個（表2），通過對整個區域統計結果顯示，δ34S值得變化范圍在3.1%～23.6%之間，平均值在14.38%，主要集中在16%～18%之間，δ34S值均為正值，反映它們以富重硫為特征，說明硫主要是由蒸發硫酸鹽和海水硫酸鹽提供；此外，黃鐵礦中δ34S出現個別為負值，說明其硫源有部分是生物成因的；結合白沙河礦區和本區域相鄰礦山的成礦特征和規律，我們可以得出：白沙河鉛鋅礦的硫源，是由大氣降水、地下水淋濾及深部熱鹵水循環從本區的賦礦地層（燈影組碳酸鹽巖）中帶出的硫以及部分生物硫組成。

表2 白沙河地區相鄰鉛鋅礦山硫同位素特征表

4.2 成礦時代及溫度

根據白沙河鉛鋅礦區相鄰礦山的樣品鉛同位素測試（表1）可以看出，該地區鉛鋅礦的成礦時代大體可分為兩組，一組為544.5～714.8Ma，另一組187.8～399.0Ma。根據這兩組年齡值，結合白沙河鉛鋅礦的礦化、富礦層位的時代，前者為礦源層的形成時代，即晚震旦世到早寒武世，以震旦系燈影組到下部澄江組地層的時限，該時間為沉積-成巖期成礦物質初始富集、早期礦化的形成時間；后者年齡值與本區及區域的華里西-印支-燕山期構造活動、玄武巖噴發的時代相近，該時間限內，為后生改造成礦作用時期，即成礦物質活化、遷移、再富集并在有利的構造部位富集成礦。根據劉文周[12]，徐旃章[9]等人的研究，該區鉛鋅礦成礦主要溫度范圍125～250℃，屬于中低溫礦床，白沙河鉛鋅礦與團寶山鉛鋅礦同屬于木桶山向斜西北翼， 兩者具有相同的的成礦溫度及時代。

4.3 形成過程及成礦模式

綜合全文，關于白沙河鉛鋅礦的形成過程和成礦模式，我們可以得出以下結論：首先，在前震旦-寒武紀，礦物質在沉積-成巖期得到了初步的富集；其次，在華力西期-印支燕山期，經過后生改造作用，成礦物質經歷活化、遷移、富集后在有利的空間（主要在層間破碎帶、斷層破碎帶）成礦；最后，部分礦體再經歷次生改造氧化作用，礦體被構造破壞，裸露地表，部分礦體在大氣降水、地下水作用下，形成次生氧化物，并在巖溶巖穴、構造破碎空間中賦存下來。綜上所述，白沙河鉛鋅礦床屬于典型的密西西比河谷型礦床（MVT），經歷了“沉積-成巖-后期熱液改造-次生改造”的模式。

5 結論

1）礦體主要賦存于寒武系燈影組三段中下部的層間破碎帶中，呈層狀、似層狀、透鏡狀、囊狀等；其次是賦存于斷層破碎帶中，呈脈狀、筒狀等。

2）鉛源主要來自賦礦地層燈影組碳酸鹽巖以及其下部的澄江組流紋斑巖，部分來源于上地殼和地幔混合的俯沖帶鉛；硫源主要是由燈影組碳酸鹽巖中硫以及部分生物硫組成。

3）該礦床的成礦溫度范圍為125～250℃，屬于中低溫熱液礦床；成礦時代主要有兩期，早期從晚震旦世到早寒武世，后期從華里西-印支-燕山期。

4）白沙河鉛鋅礦床屬于典型的密西西比河谷型礦床（MVT），經歷了“沉積-成巖-后期熱液改造-次生改造”的模式。

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Geological Features and Ore Genesis for the Baishahe Pb-Zn Deposit in Hongya, Sichuan

ZHAO Xun WU Hong-Jin LIN Hao XIN Tang

（College of Earth Sciences, Chengdu University of Technology, Chengdu 610059）

The Baishahe Pb-Zn deposit in Hongya is located in the Yinjing-Hanyuan Pb-Zn ore belt on the east edge of the Yangtze paraplatform metallogenic province. The paper has a discussion on the regional geology, geological features, ore material source, mineralization temperature and metallogenic epoch of the deposit and believes it is a typical Mississippi valley type （MVT） Pb-Zn deposit.

Pb-Zn deposit; geologic feature; ore genesis; Baishahe

P618.41、42

A

1006-0995（2016）03-0401-05

10.3969/j.issn.1006-0995.2016.03.011

2015-11-20

趙遜（1989-），男，四川省都江堰市人 ，研究生在讀，研究方向：構造地質學