淺析廣東省凡口鉛鋅礦礦床模型

陳志檸

（廣東省地質局第三地質大隊，廣東 韶關 512029）

廣東省凡口鉛鋅礦床的成因目前認識上存在分歧，有同生說和后生說兩種看法。例如，程學明等（1998）認為凡口鉛鋅礦床屬海底熱泉噴溢成礦，而王璞等（1995）認為屬同構造熱液充填膠交代礦床，眾多學者認為礦床屬沉積—改造成因（如林紹標，1998）。兩大因素影響著該礦床模型的建立：一是至今沒有高精度的礦床年代學數據，二是層狀礦體的成因歸屬。

1 密西西比河谷型（MVT）鉛鋅礦床模型

礦床的成礦金屬（Pb、Zn、Fe）來源于上地殼，部分來自于下地殼，與深部多種建造的物質有關。礦石中的硫化物以具δ34S大部分在+15‰～+25‰之間，總體上有較大δ34S正值的特征。黃鐵礦、閃鋅礦和方鉛礦的眾值依次降低，分別為+20‰、+19‰和+17‰，與該地區同時代的重晶石δ34S值較為接近，礦石中硫化物組成比較均一表明硫源組成單一，或成礦流體中H2S發生了強烈的均一化作用。礦石的硫來源于海水硫酸鹽的可能性最大。圍巖中黃鐵礦的δ34S值，以分散和無明顯眾值為特征。其δ34S值在-15‰～+28‰之間，圍巖中部分黃鐵礦的硫元素具有生物硫特征，但大多數硫可能由于海水中硫酸鹽被生物活動還原而成。在相對高的溫度條件下，地下循環熱液中有機質可迅速把海水硫酸根還原轉化為硫化氫，并基本保持海水硫酸鹽的同位素組成特征。

礦床的成礦溶液組分屬K+—Na+—Ca+—Cl-—SO2-24型(即鹵性元素為主的熱鹵水），硫化物包裹體溶液為富含CO2的 K+—Ca2+—Cl-型溶液，鹽度為5.7%，其中含量鉀＞鈉、鈣＞鎂、氯＞氟。此成礦溶液在鉀鈉總量與鈣、鎂的比值接近于海水、軟泥水；流體包裹體富甲烷和氫氣特點表明成礦過程中有機質參與了成礦。主成礦期硫化物包裹體中水的氫氧同位素分析組成表明流體中水介質為深部建造水特征，這個熱液流體來源可能與太平洋板塊俯沖于亞洲版塊之下，太平洋板塊楔形體（帶有較多海洋沉積物）被熔融所形成的巖漿熱液相關。晚期成礦流體投影落在雨水線附近，表明成礦后期的熱鹵水混入了有大量陸源水，推測巖漿活動晚期深部流體與大量陸源水相混，為低溫熱液型礦床特征。

礦石中小粒度黃鐵礦爆裂校正溫度140℃～190℃，粗粒黃鐵礦爆裂校正溫度110℃～255℃，脈狀閃鋅礦爆裂校正溫度150℃～240℃，礦石中脈石礦物方解石均一溫度160℃～220℃；圍巖中脈狀方解石均一溫度50℃～117℃，平均為80℃。根據上述數據，成礦溫度變化幅度較大，但基本連續，溫度上限：220℃～255℃，下限：110℃～140℃，殘余溶液溫度50℃～110℃。

金屬的有機配合物和氯化物配合物共同構成了礦質的主要遷移形式，由于逆沖推覆構造體系與層間滑動構造共同組成三度空間范圍的復雜通道網絡，當富含金屬的流體沿著逆沖推覆構造體系的主控礦斷裂向上遷移時，一旦遇到在蓋層中沿著區域性層間滑動構造循環的SO42-流體，由于有機質作用，SO42-被還原產生H2S，導致金屬硫化物礦物沉淀富集（如圖1）。

2 與燕山期巖漿巖活動有關的熱液型礦床模型

通過分析研究凡口礦區鉛同位素資料，發現具有不同產狀、不同礦石結構構造的鉛鋅礦體的鉛同位素組成有明顯差異，對應代表不同期次成礦的產物；邱小平等應用鉛同位素模式，研究得出凡口礦床各期成礦作用發生的大致年齡，初步認為該礦床的成礦分為三個成礦期的4個成礦時間所組成。邱小平建立的凡口成礦作用模型概括如下。

2.1 海西運動泥盆紀賦礦層位的同生富集作用

加里東運動時期粵北大部分地區褶皺隆起成為陸地，海西運動期間泥盆系地層不整合沉積覆蓋在寒武系八村群地層之上。據巖性古地理研究和原生暈資料分析：凡口礦區范圍內，背景值分別為：Pb 2.48×10-4、Zn 4.28×10-4，濃集系數分別為28和20倍，根據邱小云等對礦區大部分礦石樣品研究，鉛同位素的Doe單階段模式年齡所指示的礦物原始形成時代為370Ma～340Ma，說明晚泥盆世至早石炭世的地層的中初步沉積了Pb、Zn、Fe等元素，但并未富集形成有用礦體。

圖1 凡口鉛鋅礦成礦模式圖

2.2 印支期末的早期成礦作用

海西運動末期—印支期，華南地塊與揚子地塊之間的弧后擴張運動，在凡口礦區及外圍引發了與上地殼伸張活動有關的輝綠巖墻、閃長玢巖脈、花崗閃長巖體及流紋巖等巖漿上升侵入及噴發活動（時代240Ma～228Ma）；巖漿活動后期熱液活動劇烈，巖漿活動帶來的地下深部流體與地表水混合形成的碳酸鹽巖熱鹵水萃取賦礦地層中Pb、Zn等礦元素，活化遷移并富集形早期鉛鋅礦石，這些礦石具有細脈狀、細粒結構；其鉛同位素組成接近正常鉛，測年為200Ma～192Ma，指示印支期末的早期成礦作用；該期成礦量的貢獻約占10%。

2.3 燕山運動與巖漿活動有關的中低溫熱液成礦作用

進入中生代三疊紀晚期以后，由于太平洋板塊向亞洲版塊俯沖，弧后擴張運動更加強烈，所以中生代華南地塊發生強烈構造運動，形成大規模巖漿侵位活動和成礦作用，在粵北形成了貴東復式巖體、諸廣山復式巖體、大東山復式巖體等。前人對成礦期包裹體成分分析、氫和氧同位素分析、礦化蝕變碳酸鹽的碳和氧同位素分析等結果表明，凡口礦區燕山期成礦熱液主要是地表水與巖漿活動相關深部流體的混合熱液。根據成礦作用的差異，本成礦期可分成兩個成礦亞期：①沿斷裂產出的主礦體：結晶礦石礦物顆粒粗大，沿斷層熱液蝕變改造強烈，礦石鉛同位素206Pb/204Pb比值為18.30～18.50，顯示放射性成因鉛的含量較富，與產在礦區北部諸廣山花崗巖中長江211鈾礦的鉛同位素組成、成礦年齡基本上一致，測年為97Ma，屬于早白堊紀世花崗巖侵入活動有關的熱液礦床，花崗巖侵入活動后帶來強烈的熱液活動，成礦熱液有較大部分來源于諸廣山巖體，北北東向大斷裂是凡口礦成礦熱液運移的通道。此成礦亞期是凡口礦區最主要的成礦期，其成礦量貢獻約為75%。②“固態位移作用”，在隨后的地質構造運動發生了推覆構造，已形成的小礦體在礦區地下深部逆掩斷層強烈剪切環境中和深部高壓應力驅動下，原先形成的礦體被切割成小礦體并且固態狀位移進一步形成為富鉛礦體，礦體大體上沿斷裂分布，其鉛同位素組成與①亞期礦石相近，206Pb/204Pb比值為18.40～18.70，放射性成因的鉛含量更高，測年為85Ma，指示晚白堊世熱液成礦，并且燕山運動結束后深部熱液成礦活動有可能延續到48Ma，其成礦量貢獻為15%。

綜上所述，凡口鉛鋅礦床是礦質來源多、成因多樣、成礦多階段的中低溫熱液礦床，屬于與燕山期花崗質巖漿作用有關的熱液礦床。

3 礦床模型應用

（1）礦床產于中-上泥盆統碎屑巖建造向碳酸鹽巖建造之間過渡的層位；成礦作用與燕山期地殼重熔型花崗巖漿熱液活動具有密切關系。

（2）晚泥盆世至早石炭世地碳酸鹽巖是主要賦礦層位。

北北東向構造斷裂帶（Ⅱ級逆沖推覆斷裂組）控制了礦床的展布，Ⅱ級逆沖推覆斷裂組周邊及派生斷裂（Ⅲ級逆沖推覆斷裂組）富集巖層中的滑脫構造、層間裂隙和層間滑動構造則為礦體提供了容礦空間。

（3）近礦體的圍巖蝕變有硫鐵礦化、硅化、白云巖化、方解石化、綠泥石化、云英巖化；礦體較遠處的蝕變為菱鐵礦化。

（4）礦區周圍有巨大的U、Th地球化學異常，礦區地表有Pb、Zn、As、Hg、Ag等原生暈和次生暈異常。