廣西北山鉛鋅礦床地質(zhì)特征及成因探討

馬 鵬

（桂林理工大學(xué)地球科學(xué)學(xué)院，廣西 桂林 541006）

南嶺地區(qū)是我國著名的鉛鋅多金屬產(chǎn)地之一，該地區(qū)區(qū)域成礦地質(zhì)條件優(yōu)越，礦產(chǎn)資源豐富，發(fā)育有眾多大中型鉛鋅礦床。北山鉛鋅礦處于南嶺成礦帶之中，受層、相、位控制，是典型的與巖漿熱液沒有直接關(guān)聯(lián)的層控低溫成礦鉛鋅礦床。對于北山鉛鋅礦礦床的成因，國內(nèi)學(xué)者眾說紛紜，目前尚沒有一個統(tǒng)一的認(rèn)識[1]。因此，本文將在前人的研究基礎(chǔ)上，結(jié)合礦床地質(zhì)特征，并與MVT型鉛鋅礦床特征進(jìn)行對比，探討北山鉛鋅礦床成因。

1 區(qū)域地質(zhì)背景

北山礦床在大地構(gòu)造位置上屬于揚子陸塊西南緣的桂北隆起與南華活動帶的桂中凹陷交界部位—羅城凹陷帶內(nèi)，位于NNE向大安深斷裂帶的西側(cè)（圖1），緊靠丹池褶皺帶，屬于古特提斯構(gòu)造域與太平洋構(gòu)造域的復(fù)合部位。礦區(qū)內(nèi)出露地層為震旦系、寒武系、泥盆系及中下石炭統(tǒng)、下二疊統(tǒng)。區(qū)域內(nèi)的鉛鋅礦化均分布在中上泥盆統(tǒng)地層層位之中，五圩—川山—馴樂NNE向深斷裂是控制成礦帶的主要構(gòu)造，礦床中存在有大量沉積成巖成礦組構(gòu)，噴流沉積特征明顯。從成礦地質(zhì)背景、沉積相、礁硅巖套建造、同生斷裂活動、賦礦層位等方面對比，北山地區(qū)與鄰區(qū)丹池錫-鉛鋅多金屬礦集區(qū)類似[2]。

圖1 北山區(qū)域巖相地理圖

本區(qū)經(jīng)歷了加里東前地槽期和加里東后準(zhǔn)地臺期兩個發(fā)展階段，是具有基底和蓋層的二元結(jié)構(gòu)。區(qū)內(nèi)主要沉淀了中晚元古代—早古生代的一套復(fù)理石砂、頁巖含鐵建造及灰?guī)r、硅質(zhì)巖建造。加里東期結(jié)束了本區(qū)的地槽階段，形成以北北東向及北西向褶皺、斷裂形成的基底，之后沉積了一套晚古生代地層，進(jìn)入地臺發(fā)展階段。

華力西期運動在本區(qū)域主要表現(xiàn)為升降運動；印支—燕山運動仍是一次較為強烈的斷層、褶皺造山運動，此后海水退出，進(jìn)入以陸相沉積為主的地質(zhì)歷史發(fā)展時期[3]。

2 礦床地質(zhì)特征

2.1 地層及構(gòu)造

北山鉛鋅礦床位于廣西省河池市環(huán)江縣上朝鎮(zhèn)，礦區(qū)內(nèi)出露地層從老到新依次為：下石炭統(tǒng)巖關(guān)階下段（C1y1）、上泥盆統(tǒng)融縣組（D3r）、上泥盆統(tǒng)桂林組（D3g）、中泥盆統(tǒng)東崗嶺組（D2d）和第四系（Q）地層[4]。其中，礦床礦體主要產(chǎn)出于東崗嶺組頂部與桂林組底部的白云巖中。

巖關(guān)階巖性主要為灰黑色頁巖及灰白色石英砂巖；融縣組為條帶狀灰?guī)r及灰?guī)r夾白云巖；桂林組為泥灰?guī)r和碳質(zhì)硅質(zhì)巖；東崗嶺組可分為兩段：上段（D2d2）為灰?guī)r、泥質(zhì)灰?guī)r、白云巖，是主要的含礦巖性段；下段（D2d1）為砂、礫巖、灰?guī)r、白云巖。

礦區(qū)內(nèi)次級褶皺發(fā)育，多屬于同層褶皺。這些次級褶皺增加了礦床內(nèi)的層間虛脫有利空間，有利于成礦的富集，部分褶皺軸部礦體有加厚的趨勢。區(qū)內(nèi)斷裂構(gòu)造較為發(fā)育，多數(shù)為正斷層，屬于繼承基底斷裂，對礦體破壞作用明顯，具有長期性以及多次活動性的特點。主要斷層有F3、F4、F5、F6、F12等。按斷層的產(chǎn)出方向可以分為NNE向和NEE向兩組。F3斷層長度大于2400m，近南北走向，傾向WEE，傾角33°～75°，為正斷層，發(fā)育有片理化，向南延伸至F4斷層，具有多組不同程度的擦痕，該結(jié)果表明斷裂構(gòu)造的多期次性。礦床主礦體賦存于該斷層上、下盤。F4斷層長度約為3000m，NNE走向，傾向SEE，傾角在62°～78°之間，片理化發(fā)育[5-8]。與F3斷層相似，F(xiàn)4斷層也具有多組擦痕，多期活動構(gòu)造特征明顯。

礦區(qū)位于上甫—肯躍背斜東翼上的次級小褶皺軸部，主要有泥灰?guī)r、白云巖、泥質(zhì)灰?guī)r等性質(zhì)不同的組合，在地質(zhì)作用過程中，易形成層間破碎及虛脫，使得含礦熱液經(jīng)熱鹵水循環(huán)作用后，沿這些層間虛脫和層間破碎帶的有利部位進(jìn)行富集，與灰?guī)r產(chǎn)生交代作用，形成新的白云巖，剩下的含礦熱液繼續(xù)沿著有利空間沉淀富集，形成致密塊狀或者網(wǎng)脈狀礦石。之后遭受到東西應(yīng)力的作用，使得層間虛脫及破碎更加發(fā)育，對早期形成的白云石及礦體進(jìn)行壓碎、壓裂發(fā)生角礫巖化，為后期成礦熱液的富集提供了有利的條件。

2.2 礦石礦物組合及結(jié)構(gòu)構(gòu)造

礦石礦物組成簡單，金屬礦物以黃鐵礦，閃鋅礦為主，其次為方鉛礦；脈石礦物主要有白云石、方解石、少量絹云母、炭質(zhì)瀝青等。礦石類型有：閃鋅黃鐵礦石、黃鐵閃鋅礦石、鉛鋅黃鐵礦石、黃鐵礦石和少量鉛鋅礦石。

礦石結(jié)構(gòu)主要有半自形—它形粒狀結(jié)構(gòu)、交代殘余結(jié)構(gòu)、隱晶狀結(jié)構(gòu)、壓碎結(jié)構(gòu)等。其中，礦床中最常見的礦石結(jié)構(gòu)類型為半自形—它形粒狀結(jié)構(gòu)和壓碎結(jié)構(gòu)。

礦石的構(gòu)造有腎狀、塊狀、角礫狀、條帶狀、脈狀、環(huán)帶狀、浸染狀等。主要構(gòu)造類型為環(huán)帶狀構(gòu)造和角礫狀構(gòu)造。早期形成的黃鐵礦和閃鋅礦，在后期的構(gòu)造地質(zhì)作用下發(fā)生破碎，之間的裂隙被后期形成的礦物或圍巖所充填交代，形成角礫。

2.3 圍巖蝕變

礦床區(qū)域內(nèi)的圍巖蝕變作用相對較弱，主要發(fā)育有白云石化。

白云石化主要發(fā)育于生物礁頂部與蓋層之間的灰?guī)r中。按時間順序可劃分為三期，分別是成巖期白云石化、成礦期白云石化以及成礦期后白云石化。成礦期白云石化是蝕變作用的主要階段。成巖期白云石化以紋層狀白云巖的形式產(chǎn)出，成礦后期白云石化以脈狀產(chǎn)出，兩期白云石化作用均較弱。成礦期白云巖主要為灰色—淺灰色，重結(jié)晶作用明顯，受到后期含礦熱液與含鎂熱液的交代作用。該期白云石化與礦床內(nèi)金屬礦物的關(guān)系密切，白云巖厚度與礦體厚度呈正相關(guān)關(guān)系。

3 礦床成因討論

MVT型鉛鋅礦床是指賦存于臺地碳酸鹽巖中，在成因上和巖漿熱液沒有明顯關(guān)聯(lián)的淺成后生沉積層狀鉛鋅礦床，其形成溫度在50℃～250℃之間，是由盆地鹵水沉淀形成的。而北山鉛鋅礦在多個地方表現(xiàn)出與MVT鉛鋅礦床相似的特征。

（1）二者在大地構(gòu)造位置方面具有一定相似性，后生作用明顯。北山鉛鋅礦位于南嶺成礦帶中，礦體受區(qū)域內(nèi)NNE向深斷裂構(gòu)造影響，與古巖溶作用也有一定關(guān)聯(lián)。MVT型鉛鋅礦床的礦體產(chǎn)出多受構(gòu)造控制，產(chǎn)于斷裂破碎帶或巖溶角礫帶等部位。

（2）礦物組成相似。北山鉛鋅礦礦石礦物組成簡單，金屬礦物以黃鐵礦，閃鋅礦為主，其次為方鉛礦；脈石礦物主要有白云石、方解石、少量絹云母、炭質(zhì)瀝青等。MVT型鉛鋅礦床含有同樣的礦物組合。其金屬礦物主要有黃鐵礦、閃鋅礦、方鉛礦、毒砂等，脈石礦物主要包括白云石和方解石。

（3）北山鉛鋅礦的礦體主要賦存于中泥盆統(tǒng)東崗嶺組的白云巖中，與圍巖產(chǎn)狀保持一致，界線清晰，受地層巖性控制。圍巖蝕變作用不明顯，主要發(fā)育有白云石化。MVT型鉛鋅礦床礦體主要賦存于白云巖或白云質(zhì)灰?guī)r中，圍巖蝕變較簡單，常賦存于區(qū)域白云石化的前緣地帶。二者具有相似的賦礦巖層。

4 結(jié)論

（1）北山鉛鋅礦主要賦存于中泥盆統(tǒng)東崗嶺組白云巖中，受斷裂構(gòu)造控制，礦體主要呈似層狀、透鏡狀。與巖漿活動無明顯關(guān)聯(lián)，圍巖蝕變主要是白云石化。礦石礦物主要有黃鐵礦、閃鋅礦，其次為方鉛礦。脈石礦物主要是白云石及方解石。礦石結(jié)構(gòu)主要為半自形—它形粒狀結(jié)構(gòu)、變膠狀結(jié)構(gòu)、壓碎結(jié)構(gòu)。礦石構(gòu)造主要有腎狀、塊狀、角礫狀構(gòu)造。

（2）通過MVT型鉛鋅礦床與北山鉛鋅礦床的地質(zhì)特征對比，認(rèn)為北山鉛鋅礦床的成因類型為MVT型鉛鋅礦床。