湘東北幕阜山巖體西南銅鉛鋅礦成礦特征及找礦方向研究

張立平，徐美玲，曾美強

（湖南省核工業地質局三一一大隊，湖南 長沙 410100）

湘東北幕阜山巖體西南分布有梅樹灣、栗山、桃坪、上坪等多個鉛鋅礦床（點），本文通過對主要銅鉛鋅礦床成礦特征分析對比，結合區內地質構造演化，分析礦床成因，建立銅鉛鋅礦床成礦模式，以指導區內鉛鋅礦找礦工作[1]。

1 區域及礦區地質特征

湘東北幕阜山巖體位于江南新元古代造山帶東段幕阜山斷壟帶上（圖1a）。區內出露地層主要為中元古界冷家溪群片巖地層，分布于幕阜山巖體南部的外接觸帶，局部構成巖體中殘留頂蓋或捕虜體，片理較發育。

區內構造行跡復雜（圖1b），是經歷多次構造運動所形成的，屬早-晚期新華夏系晚期構造體系，以總體35°左右走向斜列式壓扭性斷裂、斷陷盆地為主要特征，最為主要為北東向的區域大斷裂—秦家坊大斷裂（F12），該斷裂全長約59km，總體走向20°～45°，南西起自傳梓源，往北東經秦家坊、上坪、小坪、石漿五福塅，進湖北省境內。該斷裂在西南段錯斷了曉水-傳梓源斷裂，切割了冷家溪群與雪峰期斜長花崗巖體，向北東延伸切穿了燕山期幕阜山花崗巖體。主斷面呈舒緩波狀，產狀變化較大，從斷裂西南至北東，傾向由SE135°向NW315°漸變，傾角由小變大再變小，最小為47°，一般73°～82°；斷裂帶寬1.5m～12m，帶內物質成分復雜，主要有白色塊狀石英、硅化花崗碎裂巖，細晶石英脈、玉髓細脈，硅質角礫巖及梳狀石英細脈，反應了熱液多期次活動的特征[2]。在斷裂帶及其附近，巖石擠壓破碎明顯，硅化較強，故構造巖在地貌上形成斷層崖或聳立于山頂和山脊；另見螢石、黃鐵礦、綠泥石、水云母等蝕變現象。秦家坊大斷裂為區域控巖控礦斷裂，具多期活動特征，早期為壓扭性，后期表現為張扭性，兩側伴生或派生有一系列次生配套斷裂，以北北東向、北北西向為主，北北東向斷裂與銅鉛鋅礦化最為密切，直接控制了銅鉛鋅螢石礦床的產出，主要由石英角礫巖、硅化角礫巖及少量花崗質角礫巖組成，巖石硅化強。

區內巖漿巖廣泛分布，主要為燕山早期侵入的片麻狀粗中粒斑狀黑云母二長花崗巖（Mr52pb），燕山晚期中細粒二云母二長花崗巖（ηγ52b）及少量燕山晚期第三次侵入的細粒花崗巖，巖體在侵入冷家溪群中，接觸界面傾向圍巖并基本順圍巖層面，由邊緣至內部，片麻狀構造由明顯至消失，巖石近地表風化強烈，高嶺土化、綠泥石化、綠簾石化極為強烈[3]。

區內有鉛、鋅、銅、鈮鉭、鋰、鈹、螢石、長石等礦產，最具代表性為銅鉛鋅礦床和鈮鉭礦床，銅鉛鋅礦床有瑚珮銅鉛鋅礦床、蛇形銅鉛礦床、栗山銅鉛鋅礦床、梅樹灣銅鉛鋅礦床、桃坪鉛鋅礦床、湘賓洞鉛鋅礦床、五角鉛鋅礦床、上坪鉛鋅礦床等，各礦床主要礦體特征見表1。

圖1 區域地質簡圖

表1 幕阜山巖體南部主要銅鉛鋅礦床礦體地質特征表

2 銅鉛鋅礦床成因及成礦模式

2.1 銅鉛鋅礦礦床成因

2.1.1 成礦物質來源

圖2顯示，無論冷家溪群地層還是燕山期花崗巖，元素Cu、Pb、Zn含量與均高于上地殼元素豐度，其中冷家溪群地層元素Cu、Pb、Zn豐度分別是上地殼元素豐度的1.8倍、1.3倍、1.2倍，燕山期幕阜山花崗巖體中元素Cu、Pb、Zn豐度遠遠高于上地殼元素豐度，分別是上地殼元素豐度的2.04倍、3.72倍、0.81倍。這表明冷家溪群地層在成礦過程中具有提供部分成礦物質的潛力，但提供大量成礦物質的可能性小；而燕山期幕阜山花崗巖體在提供物質來源上更具潛力，于成礦更為有利，特別是燕山晚期巖漿巖具有更高含量的Cu、Pb、Zn，其提供足夠量的成礦元素富集成礦的可能性更大。從成礦元素來源分布及含量看，單一物質來源方式可能均滿足不了元素富集成礦，這就說明銅鉛鋅富集成礦過程中，冷家溪群地層和燕山期期巖漿作用均提供了相關元素。張鯤等（2015）、郭飛等（2018）、陜亮等（2019）對本區栗山、三墩等鉛鋅礦礦石微量元素、礦石硫、鉛同位素研究也認為，鉛鋅礦成礦作用與巖漿作用相關，成礦物質主要來自上地幔或下地殼的深源巖漿,有部分圍巖地層物質的混入，成礦流體主要來源于巖漿熱液。另外成礦流體還可來源于地下水，即巖漿活動加熱地下水，對冷家溪群地層萃取，形成含熱液。

圖2 燕山期花崗巖與冷家溪群地層成礦元素含量分布條行圖

2.1.2 控礦因素

地層：區內出露冷家溪群地層，冷家溪群地層作為成礦物質來源之一，在燕山期巖漿活動中，與花崗巖接觸帶普遍淺變質，有利于成礦元素的活化遷移。

構造：對區域內含礦構造統計分析，區內與成礦有關的斷裂構造按走向可以分為北東向、近南北向、北西向三組不同方向的斷裂構造。按斷裂構造級別，可以劃分為主干斷裂，次級斷裂：主要為派生的局部斷裂，如北東向、北西向及近南北向的斷裂。按斷裂力學性質主要有張扭性和壓扭性兩種性質斷裂[4]。從礦床主要礦體分布看，區內銅鉛鋅礦體大多在北東向的壓扭性區域主干斷裂F12和次級北西向、南北向張扭性斷裂構造帶中，且大多數含礦斷裂構造傾向向東。具體表現為：F12直接控制了瑚珮、蛇形、桃坪、上坪銅鉛鋅礦床主要礦體的產出，控礦構造F12傾向向東，走向北東約30°，表現壓扭性特征。在F12兩側的次級近南北向及北西向斷裂，控制了湘賓洞、五角、栗山、梅樹灣礦體的產出，次級構造均表現為張扭性特征，推測為F12派生斷裂。其中近南北向為含礦次級構造傾向東，極少構造局部傾向反向，而傾向向西的南北向構造含礦性較差；北西向次級斷裂含礦性和傾向沒有明顯關系；北東向次級斷裂構造含礦性差或幾乎不含礦。

巖漿巖：區內與成礦關系密切的為燕山晚期花崗巖體，一方面晚期巖體含有較高成礦元素，在巖漿活動晚期巖漿期后熱液能提供了豐富的成礦物質來源，另一方面晚期巖漿由南西向北東的侵入作用，使得成礦流體向相同方向運移，造就了從西南到東北較為明顯的礦床分帶，即高溫的鈮鉭成礦區帶—中低溫銅鉛鋅成礦區帶—低溫鈾礦成礦區帶。

2.1.3 礦體定位機制

區內成礦物質來源于冷家溪群地層及燕山晚期花崗巖體中，漿活動頻繁，為成礦提供熱源，成礦流體主要沿北東向的區域壓扭性主斷裂和次級北西向、南北向張扭性斷裂構造流動遷移，在大斷裂分枝復合、膨大、斷裂面舒緩波狀等最佳容礦部位及構造交匯處的中間段富集，形成中-低溫熱液充填型銅鉛鋅礦床。

2.2 銅鉛鋅礦成礦模式

綜上所述，構建區內銅鉛鋅礦床成礦模式（見圖3）。

燕山早期：秦家坊等一系列北東向大斷裂開始發育，此時巖漿活動開始，范圍廣泛，在巖漿活動過程中，同時由于早期巖漿活動溫度較高，于冷家溪群地層接觸部位，銅鉛鋅等元素活化遷移能力增強，形成地下水含礦熱液與巖漿期后含礦熱液組成混合含礦熱液。這類混合成礦流體溫度較高，多沿最先形成的北東向斷裂充填，形成較為純凈的粗晶石英，基本不含礦。

燕山晚期：斷裂基本形成，受區域構造應力場及巖漿后期活動變化，秦家坊大斷裂受在中段、北段走向發生變化，同時開始發育次級北西向斷裂，此時，巖漿活動向范圍變小，多在大斷裂中段及其周邊形成新的巖體，巖漿活動溫度較前期低，有利于鉛鋅礦床形成[5]。在與冷家溪群接觸部位，即大斷裂南段，混合熱液沿大斷裂等充填，在大斷裂南段形成中溫銅鉛鋅礦床，如仁里鉛鋅銅礦床、梅樹灣鉛鋅銅礦床。在大斷裂中部，以巖漿期后熱液為主的含礦熱液沿及主斷裂其次級構造充填，在斷裂中部形成中低溫鉛鋅礦床，如桃坪、上坪、栗山鉛鋅礦床。

燕山晚期后期：巖漿活動接近尾聲，溫度變低，不利于銅鉛鋅礦床生成，但對鈾礦床更為有利。此時，巖漿活動巖范圍更小，且多于大斷裂北部出露，使得漿期后熱液在多在斷裂北部沿秦家坊斷裂及其次級構造充填，形成低溫鈾礦床。

圖3 銅鉛鋅礦床成礦模式

3 找礦方向

根據前述分析研究對區內提出以下幾個鉛鋅礦找礦方向：

（1）幕阜山巖體南部沿秦家坊大斷裂從外接觸帶至巖體內部依次分布有高溫的鈮鉭成礦區帶—中低溫銅鉛鋅成礦區帶—低溫鈾礦成礦區帶，礦床分帶明顯，可以看作一期較為完整的成礦系列，推測在大斷裂西南部找銅鉛鋅、鈮鉭礦的礦潛力較大，中段螢石礦及深部銅鉛鋅礦找礦潛較力[6]。

（2）區域鉛鋅礦受北東向區域秦家坊斷裂及北西向次級斷裂控制，斷裂性質與成礦有一定聯系：具有多期次活動及左型性質北東向（區域）斷裂若向南延伸切穿巖漿巖與冷家系群溪地層，則有一定找礦潛力，反之若同期同性質斷裂未能延伸切穿板巖，則含礦可能性小。北西向具張扭性斷裂、南北向具張扭性左型斷裂含銅鉛鋅礦化較好。

（3）因斷裂構造常具舒緩波狀，在其膨脹部分，構造應力的釋放，物化條件的改變，有助于含礦熱液富集成礦，在構造這些部位注意仔細觀察。

4 結論

（1）區內銅鉛鋅礦成礦物質來源于冷家溪群地層及燕山晚期巖漿期后熱液中，成礦流體主要沿北東向的壓扭性主斷裂和次級北西向、南北向張扭性斷裂構造流動遷移，在大斷裂分枝復合、膨大、斷裂面舒緩波狀等最佳容礦部位及構造交匯處的中間段富集，形成中-低溫熱液充填型銅鉛鋅礦床。

（2）幕阜山巖體南部銅鉛鋅礦床為巖漿、地層、構造共同作用：巖漿提供了主要成礦元素，地層參與了成礦元素萃取，構造提供了導礦通道及賦礦空間；具體為燕山早期巖漿活動開始，區域北東向斷裂發育，早期巖漿期后熱液與冷家系群地層參與形成的地下水熱液充填這一時期斷裂構造，形成無礦或礦化較弱的石英脈；燕山晚期，次級北西向斷裂開始發育，以巖漿期后熱液為主的含礦熱液沿及北東向主斷裂其次級構造充填，形成中低溫熱液充填型銅鉛鋅礦床。

（3）幕阜山地區銅鉛鋅礦找礦應注意在巖體南部舌狀凸起地段沿秦家坊斷裂及次級張扭性斷裂的分枝復合、膨大、斷裂面舒緩波狀等部位尋找。